• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2001.11a
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• pp.51-56
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• 2001

정유공장으로부터 발생으로 중잔사유를 이용하는 가스화 복합발전 플랜트에 대한 공정모사를 수행하였고, 공기분리장치의 연계공정 최적화를 통해 IGCC 플랜트이 효율을 극대화하였다. 가스화 복합사이클의 발전계통을 모델링하기 위해, 본 연구는 MS7001FA 가스터빈이 공기분리장치와 연계되어 있고, 공기분리장치를 위한 공기 추출과 공기분리장치로 부터의 질소회석이 이루어진다고 가정하였다. 가스터빈의 폐열은 삼중압력의 폐열회수 증기발생장치로부터 회수하였다. 정유공장 중잔사유는 Shell 가스화 및 Sulfinol-SCOT-Claus 공정을 거쳐, 합성가스 연료를 발생시키는 것으로 가정하였다. 공기분리 장치의 연계 공정 최적 결과는 가스화 복합사이클의 효율이, 질소 회석이 없는 경우와 있는 경우에 대해, 공기추출비 20% 또는 40-60%에서 가장 우수함을 보여주었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.10a
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• pp.38-41
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• 1994

막분리(membrane separation)법은 막 전후의 압력차, 농도차 등을 추진력(driving foroe)으로 하여 분리대상물질에 대한 막의 선택투과성 차이를 이용, 분리를 행하는 것이다. 이 분리법은 기존의 분리공정인 심냉법(cryogenic separation)과는 달리 상변환 공정이 필요없어 에너지가 적게 들고 또한 PSA(pressure swing adsorption)법에서와 같은 cycle 운전이 필요없어 연속적으로 분리가 가능하며 시스템도 간단하다. 최근 기체 막분리의 경우 수소 및 탄산가스의 회수정제, 공기중의 산소와 질소의 분리 등에 실용화되고 있다. 여기서는 공기중의 산소를 분리하여 30-40% 산소부화공기(oxygen enriched air)를 간편하게 제조할 수 있는 산소부화막장치와 연소장치에의 응용기술 및 연구결과에 대해 간략히 소개하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.14 no.1
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• pp.7-13
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• 2008

RPSA (Rapid Pressure Swing Adsorption) is a cyclic process which can be used to separate gas mixtures by adsorption method. Oxygen which is separated from air is used to the medical oxygen generator and biological wastewater treatment process. RPSA uses only one adsorption bed, so it is very simple to operate compared to conventional PSA process. In this work experimental parameters were examined with RPSA setup and parameters for the oxygen separation from air were obtained.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.39-42
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• 1994

산소와 질소는 공업적으로 공기를 분리하여 생산하는데, 이 분리공정에는 심냉법 (cryogenic distillation), PSA법 (pressure swing adsorption) 그리고 분리막법 등이 사용되고 있다. 현재는 위의 세가지 공정중에서 PSA법이 가장 널리 채택되고 있는 공정이다. 그런데, 고분자막을 이용하는 분리공정은 설비투자면에서 뿐만 아니라 에너지 절약측면에서 큰 이점을 갖고 있기 때문에 최근 들어 점차 주목 받고 있다 [1]. 그러나, 고분자막에서의 기체의 투과도와 선택도는 서로 상반적인 관계 (trade-off)에 있기 때문에 공기중의 산소와 질소의 분리를 위해서는 기존의 고분자들에 비해 투과도와 선택도가 동시에 개선된 새로운 막 소재의 개발이 절실하므로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 [2].

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.515-516
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• 2008

MBR공정에서 막 오염을 제어하기 위하여 분리막 모듈에 원통형 관을 도입하여 각각 공기공급량과 MLSS농도, 분리막 면적에 따른 막 오염 정도를 나타내는 TMP를 분석하였다. 원통형 관을 사용하지 않은 대조군보다 원통형 관을 사용한 M$_1$과 M$_2$ 경우에 운전 종료 시점이 연장된 것을 확인할 수 있었고 공기공급량과 MLSS농도, 분리막 면적의 변화에 따른 TMP의 변화가 생기는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.73-74
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• 1997

1. 서론 : 공기중의 산소와 질소를 분리하여 공기 중에 21% 함유된 산소를 보다 높은 농도(21%이상)로 농축하기 위한 기초자료로서 건조 산소(dry O$_2$)와 건조 질소(dry N$_2$)의 투과도를 측정하였다. 그러나 공기중에는 항상 수분이 포함되어 있으므로 공기 중에 함유된 수분(water vapour)에 의한 산소 투과도와 질소 투과도의 변화를 측정하기 위하여 상대숩도 및 압력차이에 따른 영향을 고찰하였다. 그리고 분리막공정에서 순수기체의 막에 대한 투과도를 알 수 있다면 기체 혼합물에 대한 이상분리인자(ideal separation factor)를 알 수 있으며, 이를 이용하여 분리막의 분리 성능 예측이 가능하므로 투과도 예측식을 얻는다는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 counter-current model을 이용하여 기체 혼합물의 투과도를 예측하고 실험치와 비교하였다.

• Membrane Journal
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• v.4 no.2
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• pp.63-77
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• 1994

일반적으로 화학공정에서 적절한 조성으로 혼합하여 기체를 사용할 때는 순수하게 정제된 기체가 2종 또는 그 이상이 혼합된 기체보다 유용하게 이용된다. 또한 화학적으로 민감한 제품을 제조시 충진 기체로서도 순수한 기체가 필수적으로 이용되는 등 최근 화학공정 기술의 발달에 따라 순수하게 분리 또는 정제 된 각종 기체들이 제품 생산의 원료 및 공정상에서의 부원료로서 많이 이용되고 있어 기체 분리에 대한 필요성이 증가되고 있다. 예를 들어, 지구상의 생활을 떠받치고 있는 근원물질중의 하나인 산소는 생명체의 생명 유지 및 자연계에서 일어나고 있는 모든 현상에 어떠한 형태로든 관여하고 있으며 공기 부피의 약 5분의 1을 차지하고 있어 거의 무진장에 가깝게 존재하고 있다. 이러한 산소를 공기에서 가려내기란 그리 쉽지는 않다. 일반적으로는 대규모의 공기를 액화하고 액체공기의 분류에 의해 얻을 수 있지만 이를 위해 소요되는 에너지는 막대한 것이며, 일정한 규모의 설비와 장소가 필요하다. 본고에서는 고분자 막에 의해 기체를 분리하여 현재 각종 산업에 응용되고 있는 현황 및 향후 응용 가능성 있는 분야에 대한 개발 동향을 살펴보고자 관련 자료들에서 발췌하여 정리하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.533-539
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• 1999

Integration methods of a Gas Turbine and a Air Separation Unit have a potential to improve plant performance and cost of IFCC. Several studies on those integrations schemes were carried out. Then some of the methods were accually in commercial plants. Thus paper reviewed the integration schemes of a Gas Turbine and a Air Separation Unit. In order to compare the plant performance of IGCC with each scheme, simulation model was developed for IGCC power cycle with Texaco Quench gasification process. The simulation results showed that the thermal efficiency of the plant was appeared to be the best when all of the air consumption required for Air Separation Unit was supplied from the Gas Turbine and the net plant power output was maximized when 75% of the total ASU an requirement was supplied from Gas Turbine.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.5 no.3
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• pp.173-179
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• 2019

Cryogenic air separation unit produces various gases such as $N_2$, $O_2$, and Ar by liquefying air. The process also varies with diverse production conditions. The one for SNG production among them has lower efficiency compared to other air separation unit because it requires ultrapure $O_2$ with purity not lower than 99.5%. Among factors that reduce the efficiency of air separation unit, power consumption due to compress air and heat duty of double column were representatives. In this study, simulation of the air separation unit for SNG production was carry out by using ASEPN PLUS. In the results of the simulation, 18.21 kg/s of at least 99.5% pure $O_2$ was produced and 33.26 MW of power was consumed. To improve the energy efficiency of air separation unit for SNG production, the sensitivity analysis for power consumption, purities and flow rate of $N_2$, $O_2$ production in the air separation unit was performed by change of air boosting ratios. The simulated model has three types of air with different pressure levels and two air boosting ratio. The air boosting ratio means flow rate ratio of air by recompressing in the process. As increasing the first air boosting ratio, $N_2$ flow rate which has purity of 99.9 mol% over increase and $O_2$ flow rate and purity decrease. As increasing the second air boosting ratio, $N_2$ flow rate which has purity of 99.9 mol% over decreases and $O_2$ flow rate increases but the purity of $O_2$ decreases. In addition, power consumption of compressing to increase in the two cases but results of heat duty in double column were different. The heat duty in double column decreases as increasing the first air boosting ratio but increases as increasing the second air boosting ratio. According to the results of the sensitivity analysis, the optimum air boosting ratios were 0.48 and 0.50 respectively and after adjusting the air boosting ratios, power consumption decreased by approximately 7% from $0.51kWh/O_2kg$ to $0.47kWh/O_2kg$.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.03a
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• pp.79-95
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• 1994

기체분리용 고분자분리막은 1977 미국 Monsanto 사의 Prism 분리기가 성공적으로 상업화된 이래 분리막의 수요가 점차 확장되어 가고 있다. 기체 분리공정은 크게 저온 분리법 (Cryogenic process), PSA (pressure swing adsorption) 그리고 분리막법 등이 있다. 저온 분리법과 PSA법의 공정에 대한 설계 및 운전기술 등이 잘 발달되어 있으며 현재 널리 사용되고 있는 보편화된 기술인 반면, 분리막 기술은 상대적으로 새로운 기술이며 성공적으로 상업화된지 약 15년이 되었다. 분리막을 이용한 기체분리법은 다른 공정에 비하여 에너지소비가 적고 설비투자도 적게 필요한 장점이 있다. 특히 적은 양의 기체를 생산하는 데 경제적이며 장비가 가볍고 좁은 공간에서도 사용할 수 있다.