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디젤탈황 단위공정의 CFD 모델링을 포함한 연료전지 시스템 공정설계 및 최적화
Process Simulation and Optimization of Fuel Cell System including CFD Modeling of Diesel Desulfurizer Unit Process 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.56 no.3, 2018년, pp.421 - 429  

최창용 (부경대학교 화학공학과) ,  임도진 (부경대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 100 kW급 연료전지 시스템의 운영을 위한 공정 및 CFD 모델링을 진행하였다. 공정 모델링을 통해 연료전지 각 단위 공정에 유입되는 유량을 도출하였으며 수소로 전환되지 않는 디젤의 환류량을 도출하였다. 디젤의 환류를 고려한 새로운 유입 유량 조건을 이용해 CFD 해석을 진행한 결과, 환류 디젤이 없는 것으로 가정한 이전 연구결과에 비해 더 짧은 유입시간과 비슷한 시간의 처리시간을 가지는 이점이 있음을 확인하였다. 6기의 탈황 반응기를 이용해 100 kW급 연료전지를 가동시키는데 필요한 TSA 탈황 시스템 구성을 완료하였으며 전체 TSA 공정 운영을 위한 운용 방안을 도출하였다. 반응기 사이의 열 전달 해석을 통해 저온의 탈황공정과 고온의 재생공정 간의 열 간섭이 크지 않음을 확인하였다. 본 연구결과는 연료전지 시스템의 효율화에 기여할 것이며, 도출된 탈황모듈의 설계는 연료전지 시스템뿐만 아니라 청정 석유화학산업의 기초가 될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We performed process and CFD simulations of a 100 kW fuel cell system. By process simulation, we derived the input flow rate of each unit process and the recycle diesel flow rate. Through CFD simulation considering the recycle diesel flow, more efficient operational condition was found. Using 6 desu...

주제어

#Fuel cell   #MCFC   #Desulfurize module   #Desulfurize reactor   #Reactor design  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
디젤선박에 의한 환경오염의 해결책으로는 어떠한 것이 있는가? 이러한 디젤선박에 의한 환경오염 문제의 해결책으로 연료전지의 활용을 생각할 수 있다. 연료전지 중, 선박의 기본 연료로 사용되는 디젤을 사용하여 연료전지 가동을 위한 연료로 사용할 수 있는 MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell)가 가장 유력한 선박용 연료전지이다.
선박에 의한 대기오염 중 황 산화물의 배출정도의 규모는? 선박에 의한 대기오염은 여러 운송수단에 의해서 배출되는 총 질소산화물의 약 15%, 황 산화물 배출량의 약 60%로 매우 높게 나타난다. 특히 황 산화물의 경우 전 세계 차량에서 발행하는 황 산화물 총량에 비해서 약 3배가 선박에서 배출된다[1-3]. 이렇듯 국제적으로 선박에서 배출되는 환경오염물질이 많은 것으로 밝혀짐에 따라 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서는 2020년 부터 선박연료의 황산화물 함유량을 3.
국제해사기구에서 선박으로 인한 오염을 줄이기 위해서 어떠한 일을 하고 있는가? 특히 황 산화물의 경우 전 세계 차량에서 발행하는 황 산화물 총량에 비해서 약 3배가 선박에서 배출된다[1-3]. 이렇듯 국제적으로 선박에서 배출되는 환경오염물질이 많은 것으로 밝혀짐에 따라 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서는 2020년 부터 선박연료의 황산화물 함유량을 3.5%에서 0.5%로 감축할 계획이며, 질소산화물은 이미 2016년부터 기존 배출량의 80%를 감축하고 있다[4]. 국가적인 오염 규제도 심화되고 있는데, 특히 중국 교통운수부에서 발표한 <선박 및 항만 오염 방지 특정행동 실시방안(2015-2020)>에 따르면 연안에서의 배출통제구역을 지정하여 일정 이상의 오염물질을 배출하는 선박의 경우 입항을 금지하고 있으며 이외의 선박이라도 2020년 이전까지 선박오염물질 배출규정에 적합하도록 선박을 개조해야만 입항이 허가된다.
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참고문헌 (27)

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