| 초록 |
환경오염에 따른 새로운 청정에너지 개발의 하나로 무수 에탄올이 거론 되었었다. 이에 무수 에탄올을 만들기 위해 많은 공정을 개발하였다. 에탄올은95.6wt%에서 공비혼합물을 형성하므로 연료 사용에 적합한 99.5wt%이상의 무수 에탄올을 제조 해야한다. 공비증류로는 PSA(pressure swing adsorption)과 공비증류법, Pervaporation을 이용하는 방법이 있으나 이중에 가장 실용적이고 공해 요인이 없는 청정공정인 PSA를 이용하였다.[1, 2] PSA공정은 많은 연구가 진행되어 있으나 작은 scale의 One Bed나 small Column의 Two Bed로연구되어 왔다. 그래서 실제 공정에서의 공정형태와 lab 연구에서의 공정형태가 차이가 있을 것으로 사료된다. 본 학교에서도 반지름 1 in, 높이 1 m의 Bed로 연구하였으나 이에 대한 연구가 충분치 못하여서 본 연구에서는 반지름 2 in, 높이 1 m의 Bed로 연구하였다. 반지름 1 in, Bed Length 1m 의 연구에서는 실제 Bed가 파과실험에서 MTZL을 충족하지 못하는 상태에서 PSA Cycle을 진행하였고 장시간의 운전에 대해 고려하지 않았다.[3] 본연구에서는 MTZL을 줄이는 방법의 하나로 반지름을 증가시켜 전체적인 유속을낮춤으로 MTZL을 낮추어 Bed의 길이보다 그 크기를 작게 하고자 하였다.[4] 본 연구와 같이 수행 중인Speedup을 이용한 simulation을 통해 유속이 0.4Nm3/h에서 1.5Nm3/h까지 수행 가능한 Dia.4in의 Bed를 사용하게 되었다. 장치의 초기 조건인 유속이 1Nm3/h이고 Bed 온도가 110℃,압력은 1.2 atm에서 0.12 atm로 수행 하였다. 공정은 Skarstorm의 주기를 채택하여 4 step공정으로 연구 수행하였다. 현재는 전체 Cycle 공정의 결정 단계로 현재 결론에 거의도달하였으며 결정된 Cycle time에서 각 step의 time을 조정하여 각 step time과 공정간의 영향을 조사 하였다. Purge의 양과 공정간의 관계는 많이 밝혀진 봐 있으나 본 연구 수행에서Purge의 양과 시간은 PSA 공정의 효율을 결정하는 중요한 변수이므로 수행하였다. 본 연구에서 주안점은 PSA공정의 무인공정을 위해 최대로 공정 수행시간을 늘리는 데 두었다.
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