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학술저널

탈황설비 설계모델 해석기반 열-구조 최적화

화석원료 대체재로 신재생에너지원으로써 바이오가스를 이용하여 보일러에 의한 열(온수 혹은 중기) 공급, 가스엔진, 마이 크로 가스터빈, 연료전지 등에 의한 열병합 발전, 천연가스 자동차 연료(수소차) 둥으로 다양한 활용처가 증가되고 있는 상황이다. 이러한 바이오가스를 에너지원으로 사용하기 위해서는 정제공정이 필수적이다. 특히 최근 바이오가스를 친환경 수소로 전환하여 수소차와 연료전지에 활용코자 사업이 활발하게 추진되고 있으며, 수소생산공정을 위해서는 바이오가스의 정제순도와 정제설비의 경제성이 더욱 중요하게 대두되고 있다. 현재 탈황설비는 하부 중앙에서 유입되어 탱크내 충진된 하이브리드 홉착제를 통과하여 상부 중앙으로 유출되는 구조이다. 그러나 현재 사용되고 있는 하이브리드 흡착제는 생물학적 및 화학적 반에 의해 흡착반응이 이루어지는데, 생물학적 요인에 의해 일정 온도(35°C 내외)를 유지해주어야 한다. 그러나 장치가 실외에 설치되는 특성 때문에 많은 에너지를 사용하여 과잉보온을 하며 과잉설계 되어 있다. 경제성 확보를 위해 운전조건을 충족하는 설계 최적화가 필요한 상황으로 본 연구에서는 실험계획법을 이용하여 탈황설비 해석기반 열구조 최적화 연구를 수행하였다.

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