• 제목/요약/키워드: PRO II Simulation

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이산화탄소 액화를 위한 증기 재압축 냉동 공정과 액체질소 냉열을 이용한 냉동 공정의 비교 연구 (Comparative Study on the Refrigeration Processes between Refrigeration Using Vapor Recompression and Refrigeration Using LN2 Cold Heat for the Carbon Dioxide Liquefaction)

  • 노상균
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.549-554
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    • 2023
  • In this paper, three kinds of studies have been completed to obtain highly purified carbon dioxide having more than 7N purity as an electronic grade quality. PRO/II with PROVISION release January 2023 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function was selected for the modeling of the cryogenic distillation process. When using LN2 cold heat, we can obtain highest recovery of carbon dioxide as a bottom product for a cryogenic distillation column.

FPGA 상에서 에너지 효율이 높은 병렬 신호처리 기법 (Energy-Efficient Signal Processing Using FPGAs)

  • 장주욱;황윤일
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제12A권4호
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    • pp.305-312
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    • 2005
  • 본 논문은 알고리즘 레벨에서 FPGA를 이용하여 에너지 효율이 높은 기법을 제안한다. 제안한 기법을 기반으로 FPGA와 행렬곱셈용 신호처리응용을 위한 고효율 설계 기술을 제안한다. 또한 이러한 신호처리응용 수행시 지연시간과 에너지 효율 측면에서의 FPGA 성능을 분석한다. Xilinx Virtex-II를 대상으로 Virtex-II Pro와 Texas Instrument TMS320C6415에 내장되는 Power PC 코어에서 구동되는 Xilinx library와 기존 알고리즘을 본 논문 기법과의 성능 비교를 수행한다. 성능 비교는 high-level에서 에너지와 지연 시간에 대한 유도 공식을 통한 추정치와 low-level 시뮬레이션을 통해 평가하였다. FFT에 대해 본 논문에서 제안한 기법은 Xilinx library와 DSP에 비해 각각 $60\%,\;56\%$ 적은 에너지를 소모한다는 결과를 얻었다. 또한 임베디드 프로세서와 비교해 EAT지수에서 10배의 개선을 보여준다. 위와 같은 결과는 FPGA가 DSP나 임베디드 프로세서에 비해 월등한 성능을 보여준다는 견해에 결정적인 단서가 된다 또한, 이는 FPGA가 앞의 두 종류의 디바이스에 비해 더 적은 전력을 소모하면서 동시에 더 나은 성능을 보인다는 사실을 보여준다.

천연가스 조성에 따른 수소 생산 시에 발생하는 이산화탄소 배출량 산출에 대한 연구 (A Study on the Estimation of Carbon Dioxide Generation During High Purity Hydrogen Production According to Natural Gas Composition)

  • 조정호;노재현;김동선
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.485-489
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    • 2019
  • Hydrogen is known to be a clean fuel which does not generate a green house gas during the combustion. However, about 8 kg of carbon dioxide is generated during the course of producing 1 kg of hydrogen through reforming, water gas shift reaction and pressure swing adsorption in order to obtain a high purity hydrogen over 99.999% by volume. In this work, carbon dioxide generation is estimated according to four kinds of natural gas compositions supplied by Korea Gas Corporation and regarding natural gas as pure methane. For the simulation of the modeling, PRO/II with PROVISION V10.2 at AVEVA was utilized and Peng-Robinson equation of state with Twu's alpha function was selected.

LNG 냉열을 이용한 공기액화분리시스템의 시뮬레이션 및 공정 해석 (Process Analysis and Simulation for System of Air Liquefaction Separation Using LNG Cold Energy)

  • 한단비;백영순
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.276-281
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    • 2019
  • The process of separating oxygen and nitrogen from the air is mainly performed by electric liquefaction, which consumes a lot of electricity, resulting in higher operating costs. On the other hand, when used for cold energy of LNG, electric power can be reduced compared to the electric Linde cycle. Currently, LNG cold energy is used in the cold refrigeration warehouse, separation of air-liquefaction, and LNG cold energy generation in Japan. In this study, the system using LNG cold energy and the Linde cycle process system were simulated by PRO/II simulators, respectively, to cool the elevated air temperature from the compressor to about $-183^{\circ}C$ in the air liquefaction separation process. The required amount of electricity was compared with the latent heat utilization fraction of LNG, the LNG supply pressure, and the LNG cold energy usage. At the air flow rate of $17,600m^3/h$, the power source unit of the Linde cycle system was $0.77kWh/m^3$, compared with $0.3kWh/m^3$.

1-프로판올과 벤젠 혼합물의 압력변환 증류공정을 통한 전산모사 및 공정 최적화 (Computer Simulation and Optimization Study on the Pressure-Swing Distillation of 1-propanol-benzene Mixture)

  • 박회경;조정호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.88-97
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    • 2018
  • 압력변환 증류공정(Pressure-Swing Distillation, PSD)을 통해서 1-프로판올과 벤젠 이성분계 혼합물의 분리공정에 대한 전산모사 및 공정 최적화를 수행하였다. Schneider Electric사의 PRO/II with PROVISION V10.0을 사용하였으며, 열역학 모델식으로는 NRTL 액체 활동도계수 모델식을 적용하였다. 고압에서 저압 증류탑 배열 공정과 저압에서 고압 증류탑 배열공정에 대한 재비기의 총 heat duty의 소모량의 합을 서로 비교하였다. 유틸리티 소모량을 최소화하기 위해서 각 공정의 저압 증류탑과 고압 증류탑 상부 벤젠의 조성, 이론단수와 원료 주입단의 위치를 최적화하였으며, 각각의 증류탑의 환류비를 조절하였다. 공정 최적화 수행결과, 총 재비기 heat duty 값은 각각 고압에서 저압 증류탑 배열 공정의 경우 $3.10{\times}10^6kcal/h$ 이었으며, 저압에서 고압 증류탑 배열 공정의 경우 $2.75{\times}10^6kcal/h$로 나타났다. 또한, 저압-고압 증류탑 배열 공정에 열통합 공정(heat integration)을 적용한 경우 재비기의 총 heat duty 값이 고압-저압 증류탑 배열 공정에 비해서 약 57.36%정도 적게 추산되었다.

천연가스 액화를 위한 캐스케이드 냉동사이클의 전산모사에 대한 연구 [2]: 다단 캐스케이드 냉동 사이클에 적용 (A Simulation Study on the Cascade Refrigeration Cycle for the Liquefaction of the Natural Gas [2]: An Application to the Multistage Cascade Refrigeration Cycle)

  • 조정호;김유미
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.1013-1019
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    • 2011
  • 본 논문에서는 천연가스를 액화시키기 위해서 프로판, 에틸렌 및 메탄 냉매를 이용한 다단 캐스케이드 냉동사이클에 대한 전산모사를 PRO/II with PROVISION 8.3에 내장되어 있는 Peng-Robinson 상태방정식을 활용하여 수행하였다. 천연가스의 조성은 한국가스공사로부터 제공받은 것을 적용하였으며, 유량은 연간 500만톤으로 가정하였다. 프로판 냉매의 공급온도는 $-40^{\circ}C$로, 에틸렌 냉매의 공급온도는 $-95^{\circ}C$로 메탄 냉매의 공급온도는 $-155^{\circ}C$로 각각 정하였으며, 천연가스와 각각의 냉매의 최소 접근온도는 $3^{\circ}C$로 정하였다. 다단 냉동을 위한 프로판 냉동 사이클은 3단 냉동을 가정하였으며, 에틸렌 냉동 사이클은 2단 냉동을 그리고 메탄 냉동 사이클은 3단 냉동을 가정하였다. 메탄 냉매에 의해서 $-152^{\circ}C$까지 냉각된 천연가스는 줄-톰슨 팽창에 의해서 $-162^{\circ}C$까지 냉각되어 액화가 일어나도록 하였다. 결론적으로 캐스케이드 냉동 사이클과 줄-톰슨 팽창을 통한 천연가스의 액화율은 몰 비로 91.71%이며, 액화천연가스 1.0 kg/hr당 0.433 kW의 압축 일이 필요함을 알 수 있었다.

바이오가스 개질 반응으로부터 합성가스 제조를 위한 반응 모사 연구 (A Simulation Study on the Synthesis of Syngas from the Reforming Reaction of Biogas)

  • 한단비;백영순
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • The amount of biogas increases as the amount of organic waste increases. Recently, biogas from organic waste have been made much efforts to utilize as a energy. In particular, the concentration of $CH_4$ and $CO_2$ generated from sewage sludge and livestock manure treatment are 60-70% and 30-35%, and $CH_4$ and $CO_2$ generated from food wastes are 60-80% and 20-40%. In case of landfill gas, $CH_4$ and $CO_2$ have a concentration of 40-60% and 40-60% respectively. Therefore, in order to use the biogas more widely, it is necessary to convert the biogas to methanol, LNG or DME. In this study, experiments were conducted to produce hydrogen and carbon monoxide through various biogas reforming reactions on $Ni/Ce-ZrO_2/Al2O3$ catalysts. The experiment of synthetic gas synthesis was carried out on a wide concentrations of methane and carbon dioxide, which were the major constituents of biogas from various organic wastes. The effect of $(O_2+CO_2)/CH_4$ (=R') on the yields of hydrogen and carbon monoxide, the conversion rate of methane and carbon dioxide was investigated. Also simulation for syngas synthesis on the $CO_2$ reforming of $CH_4$ was computed by employing total Gibbs free energy minimization method using PRO/II simulator, and compared with the experimental results on wet and dry reforming reaction of biogas.

바이오가스의 $CH_4$, $CO_2$의 분리방법 연구 (A Study for Separation of $CH_4$ and $CO_2$ from Biogas)

  • 이택홍;김재영;장세훈;이효석;최익환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.72-79
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    • 2010
  • This paper is studying the selective separation of methane and carbon dioxide which are the main ingredients of biogas. Adsorption performance of molecular sieve 13x for carbon dioxide seems to be reasonable. In this experiments carbon dioxide contains about 3~5 ppm of methane and it is impossible to obtain high purity carbon dioxide. Applying the low temperature technique, it is possible to separate methane and carbon dioxide from bio gas. PRO II simulation shows results a small change of liquefaction temperatures and no difference with the used thermodynamic models. Applying low temperature technique, It is possible to separate carbon dioxide and methane from biogas.

액화천연가스를 활용한 개방형 랭킨 사이클에 적용한 냉열 발전의 최적화에 대한 연구 (Optimization Study on the Open-Loop Rankine Cycle for Cold Heat Power Generation Using Liquefied Natural Gas)

  • 김영우;이중성;이종집;김동선;조정호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.295-299
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    • 2017
  • In this study, computer simulation and optimization works have been performed for an open-loop Rankine cycle to generate power using five cases of liquefied natural gas compositions. PRO/II with PROVISION V9.4 from Schneider electric company was used, and the Soave-Redlich-Kwong equation of the state model was utilized for the design of the power generation cycle. It was concluded that more power was obtained from less molecular weight liquefied natural gas since there was more volumetric flow rate with less molecular weight.

분리막 공정과 LNG 냉열 및 심냉 증류를 이용한 전자급 고순도 이산화탄소의 분리 (Separation of Electronic Grade Highly Pure Carbon Dioxide Using Combined Process of Membrane, LNG Cold Heat Assisted Cryogenic Distillation)

  • 고영수;장경룡;김정훈;조영주;조정호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.90-96
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    • 2024
  • In this paper, a new technology to obtain electronic grade, highly pure carbon dioxide by using membrane and liquefied natural gas (LNG) cold heat assisted cryogenic distillation has been proposed. PRO/II with PROVISION release 2023.1 from AVEVA company was used, and Peng-Robinson equation of the state model with Twu's alpha function to predict pure component vapor pressure versus temperature more accurately was selected for the modeling of the membrane and cryogenic distillation process. Advantage of using membrane separation instead of selecting absorber-stripper configuration for the concentration of carbon dioxide was the reduction of carbon dioxide capture cost.