화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2018년 봄 (04/25 ~ 04/27, 창원컨벤션센터)
권호 24권 1호, p.1034
발표분야 신진연구자 심포지엄(국내 화학공학 관련 기업체, 대학, 연구소 소속으로 근무 경력 5년 이내인 조교수 또는 전임연구원)
제목 기계학습법을 이용한 비수계 CO2 흡수공정 최적화
초록 기존의 화학공정 최적화는 열역학, 열 및 물질전달, 화학 반응식등 제 1법칙에 기반한 복잡한 수리 모델링을 통하여 이루어져 왔다. 이러한 수리모델링에 기반한 최적화는 제한된 영역에서 전역해를 찾을 수 있다는 장점이 있지만 그 계산이 복잡하고 모델의 강인성이 낮을 뿐만 아니라 모델식에 정의된 많은 매개변수들을 물리 화학적 물성 실험을 통하여 도출 해야 하는 문제점이 있었다.
본 연구에서는 복잡한 수리모델링 대신 가우시안 프로세스 회귀분석법을 이용한 비수계 이산화탄소 포집공정 최적화 방법론을 제시하였다. 본 연구에서 제시하는 방법론은 Input-Output 관계를 이용하여 가우시안 프로세스 회귀 분석법에 근거한 기저함수 구축한 후 간단한 Sampling을 통하여 대안모델을 도출한다. 따라서 최적 실험 영역 및 최적운전조건은 대안모델의 최적화를 통하여 비교젹 간단하고 Systematic 하게 도출 할 수 있었다. 본 연구에서 제시되는 방법론을 MEA를 사용한 이산화탄소 포집 모델 및 1nm3/hr 이산화탄소 포집 공정 파일롯 운전 실험에 적용한 결과 MEA 공정에서는 genetic algorithm 과 동일한 해를 도출하는데 약 5%의 계산 시간을 필요로 하였고 비수계 흡수 공정 파일롯 운전 실험에서는 최적 재생에너지를 가지는 운전조건을 도출하는데 약 20 번의 반복 계산이 필요하였다.
저자 이 웅1, 이희원2, 이현주1, 안병성1, 이상득1, 김훈식3
소속 1KIST, 2UST, 3경희대
키워드 기계학습법; CO2 포집; 최적화; 공정시스템
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