• Title/Summary/Keyword: direct DME synthesis

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Study on the Optimum Design of High Pressure Common-rail DME Injector Nozzle with Consideration of Cavitation (공동현상을 고려한 커먼레일용 고압 DME 인젝터 노즐의 최적 설계 연구)

  • Jeong, Soo-Jin;Park, Jung-Kwon;Lee, Sang-In
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.21 no.1
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    • pp.99-106
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    • 2013
  • DME (Di-Methyl Ether) is synthetic product that is produced through dehydration of methanol or a direct synthesis from syngas. And it is able to save fossil fuel and reduce pollutants of emission such as PM and $CO_2$. In spite of its advantages it is difficult to design DME fuelled engine system because DME fuel may cause to severely generate cavitation and corrosion in fuel delivery system due to physical properties of DME. Therefore, in this study three-dimensional internal flow characteristics with consideration of cavitation were predicted in the DME injector using diesel and DME fuel. Moving grid technique was employed to describe needle motion and 1-D hydraulic simulation of injector was also simulated to obtain transient needle motion profiles. The results of simulation show that cavitations was generated at the inlet of nozzle near high velocity region both diesel and DME. And mass flow rate of DME is reduced by 4.73% compared to that of diesel at maximum valve lift because cavitation region of DME is much more larger. To increase flow rate of DME injector, internal flow simulation has been conducted to investigate the nozzle hole inner R-cut effect. The flow rates of diesel and DME increase as R-cut increases, and flow coefficient of DME fuel injector was increased by 6.3% on average compared with diesel fuelled injector. Finally, optimum shape of DME injector nozzle is suggested through the comparison of flow coefficient with variation of nozzle hole inner R-cut.

Preparation and Reactivity of Cu-Zn-Al Based Hybrid Catalysts for Direct Synthesis of Dimethyl Ether by Physical Mixing and Precipitation Methods (물리혼합 및 침전법에 의한 DME 직접 합성용 Cu-Zn-Al계 혼성촉매의 제조 및 반응특성)

  • Bang, Byoung Man;Park, No-Kuk;Han, Gi Bo;Yoon, Suk Hoon;Lee, Tae Jin
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.45 no.6
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    • pp.566-572
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    • 2007
  • Two hybrid catalysts for the direct synthesis of DME were prepared and the catalytic activity of these catalysts were investigated. The hybrid catalyst for the direct synthesis of DME was composed as the catalytic active components of methanol synthesis and dehydration. The methanol synthesis catalyst was formed from the precursor contained Cu and Zn, the methanol dehydration catalyst was used ${\gamma}-Al_2O_3$. As PM-CZ+D and CP-CZA/D, Two hybrid catalysts were prepared by physical mixing method (PM-CZ+D) and precipitation method (CP-CZA/D), respectively. PM-CZ+D was prepared by physically mixing methanol synthesis catalyst and methanol dehydration catalyst, CP-CZA/D was prepared by depositing Cu-Zn or Cu-Zn-Al components on ${\gamma}-Al_2O_3$. The crystallinity and the surface morphology of synthesized catalyst were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) to investigate the physical property of prepared catalyst. And BET surface area by $N_2$ adsorption and the surface area of Cu by $N_2O$ chemisorption were investigated about the hybrid catalysts. In addition, catalytic activity of these hybrid catalysts was examined with varying reaction conditions. At that time, the reaction temperature of $250{\sim}290^{\circ}C$, the reaction pressure of 50~70 atm, the $[H_2]/[CO]$ mole ratio of 0.5~2.0 and the space velocity of $1,500{\sim}6,000h^{-1}$ were investigated the catalytic activity. From these results, it was confirmed that the reactivity of CP-CZA/D was higher than that of PM-CZ+D. When the conditions of reaction temperature, pressure, $[H_2]/[CO]$ ratio and space velocity were $260^{\circ}C$, 50 atm and 1.0, $3,000h^{-1}$ respectively, CO conversion using CP-CZA/D hybrid catalyst was 72% and the CO conversion of CP-CZA/D was more than 20% compared with the CO conversion of PM-CZ+D. It was known that Cu surface area of CP-CZA/D hybrid catalyst was higher than that of hybrid PM-CZ+D catalyst using $N_2O$ chemisorption. It was assumed that the catalytic activity was improved because Cu particle of hybrid catalyst prepared by precipitation method was well dispersed.

Direct Synthesis of Dimethyl Ether in a Fixed Bed Reactor (고정층 반응기 내에서 디메틸에테르 직접 합성)

  • 최정운;이상호;심규성;명광식;김종원
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.40-48
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    • 2001
  • 디젤엔진에 적합한 환경 친화적 연료로 평가받고 있는 디메틸에테르(DME)를 기존의 메탄올 탈수화에 의한 간접법 대신 합성 가스로부터 직접 합성법으로 제조하였다. 합성가스에서 메탄올을 합성하는 경우에 비해 화학 평형 상의 이점 때문에 DME를 합성하는 것이 경제적이며 이는 실험 결과와 일치하였다. 기상 반응기에서 메탄올 탈수촉매의 부가에 의한 메탄올 환산 생산량은 메탄올 합성촉매에 의한 생산량에 비해 두 배 이상의 증가를 보인다. 메탄올 탈수촉매를 Cu로 개질한 효과는 없었으며, 메탄올 탈수촉매로서 순수 감마알루미나가 가장 우수한 반응성을 보였다. 반응 조건이 25$0^{\circ}C$, 30atm일 때 고려된 GHSV 범위에서 촉매 적정 혼합비는 7:3, 합성 가스의 조성비는 $H_2$/CO=1일 때 가장 좋은 선택도와 수율을 나타내었다.

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Screening test of commercial catalysts for direct synthesis of Dimethyl ether from syngas produced using coal and waste (석탄 및 폐기물로부터 생산된 합성가스로부터 Dimethyl ether의 직접합성을 위한 상용촉매 스크린테스트)

  • Kim, Eun-Jin;Han, Gi-Bo;Park, No-Kuk;Ryu, Si-Ok;Lee, Tae-Jin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2005.11a
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    • pp.689-692
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    • 2005
  • 2020년까지 전 세계 수송에너지의 수요가 현재의 2배까지 증가할 것으로 예상되면서 석유 자원의 안정적 공급이 어려워지기 이전에 이를 대체할 수 있는 에너지원 개발이 시급하다. 이러한 노력의 일환으로 최근 들어 대두되고 있는 가스화용융 기술은 석탄 폐기물 등으로부터 합성가스를 생산하는 고청정 고효율 기술이다. 여기에서 생산되는 합성가스는 천연가스를 대체하여 전기 및 화학원료를 생산하기 위한 원료로 이용 가능하다. 폐기물로부터 가스화용융기술을 통하여 생산되는 합성가스로부터 DME(dimethyl ether)를 생산할 수 있다. 가스화용융기술로부터 생산되는 합성가스는 자체의 일산화탄소와 수소의 조성비가 DME를 합성하는데 적당하다고 알려져 있다. DME는 에너지원의 다원화와 대기오염 물질의 저감, 지구온난화 대응 등과 아울러 제 4세대 수송 연료로 부각되고 있다. DME를 합성하는 방법은 합성가스로부터 메탄올의 합성 단계를 거친 후 DME를 합성하는 간접법과 단일단계의 반응에서 합성가스로부터 직접적으로 DME를 합성하는 직접법이 있다. 현재는 화학 평형적 측면 경제적 측면에서 이점을 가지고 있는 직접법에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. DME 직접합성법에서는 메탄올 합성 촉매와 메탄올 탈수촉매의 물리적 혼합에 의한 혼성촉매가 주로 이용되고 있는 것으로 알려져 있다 본 연구에서는 일산화탄소와 수소로 이루어진 합성 가스로부터 직접 DME를 생산할 수 있는 직접 합성 공정에 적용 가능한 고효율 촉매 기술을 개발하기 위해 상용촉매의 스크린 테스트를 수행하였다. 상용촉매로는 sud-chemi사에서 메탄을 합성 촉매와 탈수촉매를 각각 구입하였으며, 이들 촉매를 원하는 조성비로 물리적으로 혼합한 다음 반응온도 ($250-290^{\circ}C$) 압력 (30-50 atm), $H_2$/CO 몰비 (0.5-2.0) 등의 다양한 반응조건 하에서 스크린 테스트를 수행하였다.대장조영영상을 얻을 수 있어 대장암의 위치에 관한 정보를 삼차원적으로 제공하므로 대장암의 성상을 정확히 알 수 있는데 도움을 주었다.요인은 없는 것으로 사료된다. 이 중 2예의 CT에서 선상 혹은망상형의 음영을 보였다. 결론: 유방암 환자의 방사선 치료 후 CT 소견은 방사선 치료의 방법에 따라 폐첨부 혹은 폐의전면 흉막하 부위에 선상 혹은 망상형의 음영으로서 방사선 폐렴 혹은 섬유화 소견이다. CT는 단순 흉부 촬영보다 이상 소견의 발견이 쉽다.이러한 소견은 후에 합병될 수 있는 다른 폐질환의 감별 진단에 도움이 될 것으로 보인다.moembolization via the radial artery approach were involved in this study. All underwent Allen’s test to check ulnar arterial patency. In all cases, we used the radial approach hepatic artery (RHA) catheter designed by ourselves, evaluating t\ulcorner selec\ulcorneron ability of the hepatic artery using an RHA cathter, the number of punctures, the procedure time, and compression time at the puncture site as well as complications occurring during and after the procedure. Results: Except for three in which puncture failure, brachial artery variation or hepatic artery variation occurred, all procedures were successful. The mean number of punctures was 3.5, and the

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Direct Synthesis of Dimethyl Ether from Syngas in a Slurry Phase and Gas Phase Reactor (액상 및 가상 반응기 내에서 디메틸에테르의 직접 합성에 관한 연구)

  • 최정운;이상호;심규성;김종원;김성현
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.49-54
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    • 2001
  • 최근 자동차용 청정 연료로서의 이용 가능성으로 주목받는 디메틸에테르를 액상 혼합 반응기에서 직접 합성 가스로부터 합성하였다. 메탄올 함성촉매와 감마알루미나의 혼성촉매를 사용한 결과, $H_2$/CO=1일 때, 메탄올 함성 촉매와 탈수촉매의 비가 8:2인 경우, 가장 높은 메탄옥 환산 생산량을 보였다. 또한 공간속도의 변화에 따른 디메틸에테르, 메탄올, 이산화탄소, 메탄 등 각 생성물에 대한 선택도의 변화는 거의 없이 일정하였다. 메탄옥 합성 반응 촉매만을 사용한 경우, 생성물 중 각 성분의 선택도는 반응가스의 공간속도에 따라 달라졌는데, 반응가스의 공간속도가 작아지면 생성물 중 디메틸에테르의 선택도는 변화가 없었으나, 이산화탄소의 발생량이 많고 메탄올의 생성이 적어졌다. 동일한 반응 조건에서 액상 반응과 시강 반응을 비교한 결과, DME 수율이 액상의 경우가 더 높았다.

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