디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO2, O2, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H2, ...
디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO2, O2, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H2, CO)에서 촉매를 사용하여 메탄올 합성 및 탈수 반응에 의해 제조한다. 이때 합성가스 생산 중에 들어 있는 CO2를 최대한 제거하여주면 DME 생산량을 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 기존에 사용하였던 MeOH, MEA 그리고 MEA/MeOH 혼합물로부터 순도 99.99% 이상의 CO2 흡수할 수 있도록 CO2 흡수 공정을 설계하고 각 성분에 대하여 특성을 비교해보고자 한다. 실험은 PRO/II PROVISION 공정모사기를 사용하였다. 각 성분에 대하여 공정모사에 필요한 열역학 모델식을 적용하고 가스공사에서 실제 실행중인 공정을 토대로 모사를 실시하였다. 본 연구에서 실험에 적용 타당한 열역학 모델식은 CO2를 흡수하기 위한 Solvent로 MeOH를 사용하였을 때는 “Two Model Approach”식을 사용하였으며 MEA를 사용하였을 때는 PRO/II에 내장되어있는 "Amine Package"식을 사용하였다. MEA/MeOH는 MEA와 동일하게 "Amine Package"식을 사용하였다. Solvent로 Methanol을 사용하는데 있어 많은 동력과 Solvent 유량이 들어간다. CO2를 흡수하는데 뛰어난 MEA를 사용하게 되면 적은 동력과 적은 Solvent 유량을 사용한다는 장점이 있다. 하지만 높은 농도에서는 부식을 일으키고 재생탑에서의 Reboiler의 Heatduty가 많이 필요하다는 단점이 있다. MEA에 MeOH을 첨가제로 사용하여 CO2를 흡수하였을 때 MeOH의 유량을 증가시켜보았다. MEA를 단독으로 사용했을 때보다 Methanol을 첨가제로 사용하였을 때가 더 적은 양에 낮은 Reboiler Heatduty를 나타냈다. MEA가 MeOH와 함께 사용되었을 때 재생탑에 Heatduty를 낮추어 주어 재생에 필요한 에너지를 낮출 수 있음을 알 수 있었다.
디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO2, O2, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H2, CO)에서 촉매를 사용하여 메탄올 합성 및 탈수 반응에 의해 제조한다. 이때 합성가스 생산 중에 들어 있는 CO2를 최대한 제거하여주면 DME 생산량을 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 기존에 사용하였던 MeOH, MEA 그리고 MEA/MeOH 혼합물로부터 순도 99.99% 이상의 CO2 흡수할 수 있도록 CO2 흡수 공정을 설계하고 각 성분에 대하여 특성을 비교해보고자 한다. 실험은 PRO/II PROVISION 공정모사기를 사용하였다. 각 성분에 대하여 공정모사에 필요한 열역학 모델식을 적용하고 가스공사에서 실제 실행중인 공정을 토대로 모사를 실시하였다. 본 연구에서 실험에 적용 타당한 열역학 모델식은 CO2를 흡수하기 위한 Solvent로 MeOH를 사용하였을 때는 “Two Model Approach”식을 사용하였으며 MEA를 사용하였을 때는 PRO/II에 내장되어있는 "Amine Package"식을 사용하였다. MEA/MeOH는 MEA와 동일하게 "Amine Package"식을 사용하였다. Solvent로 Methanol을 사용하는데 있어 많은 동력과 Solvent 유량이 들어간다. CO2를 흡수하는데 뛰어난 MEA를 사용하게 되면 적은 동력과 적은 Solvent 유량을 사용한다는 장점이 있다. 하지만 높은 농도에서는 부식을 일으키고 재생탑에서의 Reboiler의 Heatduty가 많이 필요하다는 단점이 있다. MEA에 MeOH을 첨가제로 사용하여 CO2를 흡수하였을 때 MeOH의 유량을 증가시켜보았다. MEA를 단독으로 사용했을 때보다 Methanol을 첨가제로 사용하였을 때가 더 적은 양에 낮은 Reboiler Heatduty를 나타냈다. MEA가 MeOH와 함께 사용되었을 때 재생탑에 Heatduty를 낮추어 주어 재생에 필요한 에너지를 낮출 수 있음을 알 수 있었다.
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has been recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. DME is manufactured in methanol synthesis followed by dehydration reaction using a catalyst. Synthesized gases (H2, CO) which is us...
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has been recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. DME is manufactured in methanol synthesis followed by dehydration reaction using a catalyst. Synthesized gases (H2, CO) which is used for methanol synthesis are made by Tri-reforming reaction with natural gas, CO2, O2, and steam. Production of DME can be enhanced by removing most of the CO2 during the production of the syngas. In this research, the focus is to compare absorption characteristics of solvents, which are MeOH, MEA, and mixtures of MeOH with MEA, used in the process designed for CO2 absorption. This process can absorb CO2 more than 99.99% in purity. The PRO/II PROVISION was used for simulation and applied conditions are based on the actual operating process of KOGAS plant. For suitable thermodynamic method in PRO/II, two model approach method was used for the absorption of CO2 using MeOH. Amine package method was used when MEA was used. For MEA/MeOH, Amine Package was used same as with MEA. Using MeOH as a solvent needs much power and solvent flowrate. When MEA is used for absorbing CO2, there is an advantage of requiring less power and solvent flowrate. But in high concentration, MEA causes corrosion and requires much heatduty of reboiler in stripper column. When absorbing CO2 using MEA, heatduty in stripper column was decreased whenever the flowrate of MeOH was increased. The flowrate and reboiler heatduty were lower when methanol was added than when MEA was used only. When MEA was used with MeOH, the necessary energy for reproducing was lowered in stripper column.
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has been recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. DME is manufactured in methanol synthesis followed by dehydration reaction using a catalyst. Synthesized gases (H2, CO) which is used for methanol synthesis are made by Tri-reforming reaction with natural gas, CO2, O2, and steam. Production of DME can be enhanced by removing most of the CO2 during the production of the syngas. In this research, the focus is to compare absorption characteristics of solvents, which are MeOH, MEA, and mixtures of MeOH with MEA, used in the process designed for CO2 absorption. This process can absorb CO2 more than 99.99% in purity. The PRO/II PROVISION was used for simulation and applied conditions are based on the actual operating process of KOGAS plant. For suitable thermodynamic method in PRO/II, two model approach method was used for the absorption of CO2 using MeOH. Amine package method was used when MEA was used. For MEA/MeOH, Amine Package was used same as with MEA. Using MeOH as a solvent needs much power and solvent flowrate. When MEA is used for absorbing CO2, there is an advantage of requiring less power and solvent flowrate. But in high concentration, MEA causes corrosion and requires much heatduty of reboiler in stripper column. When absorbing CO2 using MEA, heatduty in stripper column was decreased whenever the flowrate of MeOH was increased. The flowrate and reboiler heatduty were lower when methanol was added than when MEA was used only. When MEA was used with MeOH, the necessary energy for reproducing was lowered in stripper column.
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