제철소에서 발생하는 수소혼합물이 WGSR 반응기를 거쳐 수소의 농도를 향상 시키고, 이를 유입가스로 사용하는 H2 PSA 공정 모사기를 개발하였다. 이러한 PSA공정을 모사하기 위해 흡착 공정에 대한 일반적인 WGSR 반응기를 거쳐 수소의 농도를 향상 시키고, 이를 유입가스로 사용하는 H2 PSA 공정 모사기를 개발하였다. 이러한 PSA공정을 모사하기 위해 흡착 공정에 대한 일반적인 수학적 모델의 이론적 연구를 수행하였다. 수학적 모델을 세우기 위해 물질, 열수지식과 비등온 동적모형을 고려한 흡착 평형, 속도식을 사용하였다. 이를 바탕으로 흡착탑의 파과거동과 연속공정인 PSA의 순도와 내부 거동을 예측할 수 있다.흡착탑은 activated carbon과 zeolite 5A를 사용하여 충진하였고 공급 기체로는 5성분 수소 혼합물(H2/CH4/CO/N2/CO2, 38:1:1:10:50 vol.%)을 사용하였다. 흡착탑의 특성을 알아보기 위하여 흡착압력 5-8 bar, 공급유량 3-7 SLPM의 조건으로 activated carbon bed, zeolite 5A bed, layered bed(AC:Z5=7:3)에 대해 파과 및 탈착 실험을 수행하였다. 그리고 상온인 25℃와 실제 예상 운전 조건인 40℃에서 AD step time에 따른 2-bed PSA 공정 모사를 하고 activated carbon bed PSA와 layered bed PSA의 결과를 비교하였다. 또한 layered bed PSA에 대하여 4-bed PSA 공정모사를 수행하여 2-bed PSA의 결과와 비교함으로써 H2 PSA의 성능을 알아보았다.
제철소에서 발생하는 수소혼합물이 WGSR 반응기를 거쳐 수소의 농도를 향상 시키고, 이를 유입가스로 사용하는 H2 PSA 공정 모사기를 개발하였다. 이러한 PSA공정을 모사하기 위해 흡착 공정에 대한 일반적인 수학적 모델의 이론적 연구를 수행하였다. 수학적 모델을 세우기 위해 물질, 열수지식과 비등온 동적모형을 고려한 흡착 평형, 속도식을 사용하였다. 이를 바탕으로 흡착탑의 파과거동과 연속공정인 PSA의 순도와 내부 거동을 예측할 수 있다.흡착탑은 activated carbon과 zeolite 5A를 사용하여 충진하였고 공급 기체로는 5성분 수소 혼합물(H2/CH4/CO/N2/CO2, 38:1:1:10:50 vol.%)을 사용하였다. 흡착탑의 특성을 알아보기 위하여 흡착압력 5-8 bar, 공급유량 3-7 SLPM의 조건으로 activated carbon bed, zeolite 5A bed, layered bed(AC:Z5=7:3)에 대해 파과 및 탈착 실험을 수행하였다. 그리고 상온인 25℃와 실제 예상 운전 조건인 40℃에서 AD step time에 따른 2-bed PSA 공정 모사를 하고 activated carbon bed PSA와 layered bed PSA의 결과를 비교하였다. 또한 layered bed PSA에 대하여 4-bed PSA 공정모사를 수행하여 2-bed PSA의 결과와 비교함으로써 H2 PSA의 성능을 알아보았다.
Hydrogen mixture produced from an iron and steel mill is become higher on its purity through WGSR, and the H2 PSA process simulator that uses this gas mixture as feed source was developed. In order to simulate PSA process, theoretical study was performed on general mathematical model over adsorption...
Hydrogen mixture produced from an iron and steel mill is become higher on its purity through WGSR, and the H2 PSA process simulator that uses this gas mixture as feed source was developed. In order to simulate PSA process, theoretical study was performed on general mathematical model over adsorption process. Mass, energy momentum balances and adsorption equilibrium, rate equations are used to set up the mathematical model. Based on this model, behavior of breakthrough and PSA process can be estimated.The adsorption bed was packed with activated carbon and zeolite 5A. The feed source is 5-component hydrogen mixture. (H2/CH4/CO/N2/CO2, 38:1:1:10:50 vol.%) Breakthrough and desorption experiments were performed at adsorption pressure 5-8 bar and feed flow rate 3-7 SLPM conditions. And 2-bed PSA process was simulated with changing AD step time on 25℃ and 40℃ then compared. Also, layered 4-bed PSA process was simulated and compared with 2-bed PSA process.
Hydrogen mixture produced from an iron and steel mill is become higher on its purity through WGSR, and the H2 PSA process simulator that uses this gas mixture as feed source was developed. In order to simulate PSA process, theoretical study was performed on general mathematical model over adsorption process. Mass, energy momentum balances and adsorption equilibrium, rate equations are used to set up the mathematical model. Based on this model, behavior of breakthrough and PSA process can be estimated.The adsorption bed was packed with activated carbon and zeolite 5A. The feed source is 5-component hydrogen mixture. (H2/CH4/CO/N2/CO2, 38:1:1:10:50 vol.%) Breakthrough and desorption experiments were performed at adsorption pressure 5-8 bar and feed flow rate 3-7 SLPM conditions. And 2-bed PSA process was simulated with changing AD step time on 25℃ and 40℃ then compared. Also, layered 4-bed PSA process was simulated and compared with 2-bed PSA process.
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