Compact형 흡착탑을 이용한 수소 PSA 공정수소 스테이션의 수소분리정제를 위한 Compact형 PSA를 연구하였다. 수소 스테이션의 공정 과정 중에서 수소 분리를 위한 PSA 장치는 에너지 효율면에서 장점을 가지고 있지만 부피가 커서 많은 부지를 차지하는 단점이 있다. 수소 PSA의 이러한 단점을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣는 Dual bed 형태의 Compact형 수소 PSA공정을 연구하였다. Compact형 수소 PSA는 하나의 bed안에 다른 하나의 bed를 넣음으로써 시스템이 차지하는 부피를 줄이는 한편, inner bed와 outer bed사이의 열교환 효과가 나타나기 때문에 그 효율을 높일 수가 있다.Compact형 Dual bed는 ...
Compact형 흡착탑을 이용한 수소 PSA 공정수소 스테이션의 수소분리정제를 위한 Compact형 PSA를 연구하였다. 수소 스테이션의 공정 과정 중에서 수소 분리를 위한 PSA 장치는 에너지 효율면에서 장점을 가지고 있지만 부피가 커서 많은 부지를 차지하는 단점이 있다. 수소 PSA의 이러한 단점을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣는 Dual bed 형태의 Compact형 수소 PSA공정을 연구하였다. Compact형 수소 PSA는 하나의 bed안에 다른 하나의 bed를 넣음으로써 시스템이 차지하는 부피를 줄이는 한편, inner bed와 outer bed사이의 열교환 효과가 나타나기 때문에 그 효율을 높일 수가 있다.Compact형 Dual bed는 활성탄으로 충진하였고 공급 기체로는 4성분 수소 혼합물 (H2/CO/CH4/CO2, 69:2:3:26 vol.%)를 사용하였다. 흡착탑의 동특성을 알아보기 위하여 공급유량 7LPM, 흡착압력 9atm의 조건으로 파과 실험을 수행하였다. 또한, Compact형 흡착탑의 열교환 효과가 PSA공정에 미치는 영향을 보고자 한 쪽 탑에서 흡착을 할 때, 다른 탑에서 탈착이 일어나는 실험을 하였다. 그리고 P/F ratio에 따라 Compact형 PSA 공정 실험을 하고 Compact형 흡착탑과 같은 부피의 일반 두 탑 PSA 공정을 시뮬레이션 값과 비교함으로써 Compact형 PSA의 성능을 알아 보았다.
Compact형 흡착탑을 이용한 수소 PSA 공정수소 스테이션의 수소분리정제를 위한 Compact형 PSA를 연구하였다. 수소 스테이션의 공정 과정 중에서 수소 분리를 위한 PSA 장치는 에너지 효율면에서 장점을 가지고 있지만 부피가 커서 많은 부지를 차지하는 단점이 있다. 수소 PSA의 이러한 단점을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣는 Dual bed 형태의 Compact형 수소 PSA공정을 연구하였다. Compact형 수소 PSA는 하나의 bed안에 다른 하나의 bed를 넣음으로써 시스템이 차지하는 부피를 줄이는 한편, inner bed와 outer bed사이의 열교환 효과가 나타나기 때문에 그 효율을 높일 수가 있다.Compact형 Dual bed는 활성탄으로 충진하였고 공급 기체로는 4성분 수소 혼합물 (H2/CO/CH4/CO2, 69:2:3:26 vol.%)를 사용하였다. 흡착탑의 동특성을 알아보기 위하여 공급유량 7LPM, 흡착압력 9atm의 조건으로 파과 실험을 수행하였다. 또한, Compact형 흡착탑의 열교환 효과가 PSA공정에 미치는 영향을 보고자 한 쪽 탑에서 흡착을 할 때, 다른 탑에서 탈착이 일어나는 실험을 하였다. 그리고 P/F ratio에 따라 Compact형 PSA 공정 실험을 하고 Compact형 흡착탑과 같은 부피의 일반 두 탑 PSA 공정을 시뮬레이션 값과 비교함으로써 Compact형 PSA의 성능을 알아 보았다.
A current focus in the energy field is on the use of hydrogen in fuel cells. Development of a hydrogen station system is important to the commercialization of fuel cells and fuel cell powered vehicles. In this study, the compact pressure swing adsorption was developed to design a compact H2 PSA proc...
A current focus in the energy field is on the use of hydrogen in fuel cells. Development of a hydrogen station system is important to the commercialization of fuel cells and fuel cell powered vehicles. In this study, the compact pressure swing adsorption was developed to design a compact H2 PSA process for small spatial occupancy in the hydrogen station. The adsorption dynamics and performance of the newly designed bed were compared to those of a conventional bed by using quaternary mixture (H2/CO2/CH4/CO 69:26:3:2 vol%) which is generally obtained from the steam reforming reaction of natural gas. Because the detrimental exothermic/endothermic heat effects accompanied by the adsorption/desorption steps were reduced by heat exchange between the adsorption beds, the separation performance of the Compact PSA was higher than that of a conventional PSA at the same operating condition. In addition, the spatial occupancy of the beds could be significantly reduced, compared to a conventional PSA, because the single annular-type bed performed the function of two beds in the compact dual bed PSA.
A current focus in the energy field is on the use of hydrogen in fuel cells. Development of a hydrogen station system is important to the commercialization of fuel cells and fuel cell powered vehicles. In this study, the compact pressure swing adsorption was developed to design a compact H2 PSA process for small spatial occupancy in the hydrogen station. The adsorption dynamics and performance of the newly designed bed were compared to those of a conventional bed by using quaternary mixture (H2/CO2/CH4/CO 69:26:3:2 vol%) which is generally obtained from the steam reforming reaction of natural gas. Because the detrimental exothermic/endothermic heat effects accompanied by the adsorption/desorption steps were reduced by heat exchange between the adsorption beds, the separation performance of the Compact PSA was higher than that of a conventional PSA at the same operating condition. In addition, the spatial occupancy of the beds could be significantly reduced, compared to a conventional PSA, because the single annular-type bed performed the function of two beds in the compact dual bed PSA.
주제어
#파과 수소 heat-exchange PSA hydrogen station hydrogen separation dual bed
학위논문 정보
저자
이장재
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
화학공학과
지도교수
이창하
발행연도
2008
총페이지
vii, 65장
키워드
파과 수소 heat-exchange PSA hydrogen station hydrogen separation dual bed
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