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CO2 Liquefaction Process

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1. New Case를 연다.

2. Add를 누른다.

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3. CO2, CO, N2, CH4 구성물질과 촉매 R134a와 Refrig-22를 찾아서 추가한다.

4. Fluid Pkgs를 선택한다.

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5. Add를 선택한다.

6. Peng-Robinson을 찾은 후 창을 닫는다.

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7. Enter Simulation Entirement를 눌러 PFD화면으로 이동한다.

8. Compreesor를 선택한 후 PFD화면에 그린다.

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9. PFD에 그려진 Compressor를 더블클릭한다.

10. Inlet과 Outlet과 에너지를 임의의 이름으로 지정해준다.(ex : Inlet=Cap.CO2(캡쳐된CO2), Outlet=Cap.p.CO2(캡쳐된CO2를압축한 CO2))

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11. Inlet선인 Cap.CO2를 더블클릭한다.

12. 온도는 250도, 압력은 101.3kPa, Molar Flow는 0.5kgmole/h로 지정해준다.

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13. Composition을 누른다.

14. CO2는 0.95 Nitrogen은 0.05로 지정한 뒤 Nomalize를 누른다.

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15. OK를 누른 후 초록색 창으로 변한 것을 확인한 후 창을 닫는다.

16. Out선인 Cap.p.CO2를 더블클릭한다.

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17. 압축 된 Pressure을 10000kPa로 지정해준다.

.18. OK를 확인한 후 창을 닫는다.

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19. LNG Exchange를 PFD화면에 그린다.

20. 열교환기를 더블클릭한다.

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21. 각각의 Stream들을 임의의 이름으로 지정해주고 Pressure Drop은 0으로 지정해준 후 창을 닫는다.

22. Liq.CO2를 더블클릭해서 온도를 -10도로 지정해 준 뒤 B를 더블클릭한다.

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23. Vapour=1, 온도는 -45도로 지정해준다.

24. Composition을 클릭한후 CO2를 1로 해준다.

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25. Compressor, Cooler, Valve를 PFD화면에 그린다.

26. Compressor를 더블클릭한다.

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27. Inlet선은 Heat Exchange에서 나오는 선으로 연결하고 Outlet선은 임의로 지정해준다. Energy도 임의의 이름으로 지정해준 후 창을 닫는다.

28. C를 더블클릭해서 압축된 압력을 26.95bar로 지정해준다.

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29. Cooler를 더블클릭 한 후 Inlet선은 Compressor에 의해 압축된 압력을 가진 선으로 Outlet선과 Energy는 임의로 지정해준다.

30. Parameters를 선택한 후 Delta P는 0으로 지정해준다.

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31. Valve를 더블클릭 한 후 Inlet선은 Cooler에 의해 냉각된 선을, Outlet선은 Heat Exchange로 들어가는 선을 선택한다.

32. Cooler에 의해 냉각된 선(D)을 더블클릭한 후 Vapour을 0으로 지정해준다.

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33. OK창을 확인한 후 창을 닫는다.

34. Seperator를 PFD화면에 그린다.

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35. Seperator를 더블클릭 한 후 Inlets은 Liq.CO2로 Vapour와 Liquid를 임의의 이름으로 지정해준다.

36. OK창을 확인한 후 창을 닫는다.

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37. 공정을 구분하기 쉽게 제목을 적어주기 위해서 A를 선택한다.

38. 우리가 지금까지 한 공정은 CO2가 95%일 때를 한 것이므로 Case1 : CO2 95%로 적은 후 OK를 누른다.

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39. 텍스트상자의 크기를 조절하는 아이콘을 선택해서 사이즈를 조절한다.

40. 전체 공정을 선택한 후 오른쪽 마우스를 클릭한다.

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41. Cut/Paste Objects에서 Copy Selected Objects를 선택하거나 Ctrl + C를 한다.

42. 빈 화면에 Cut Paste Object에서 Paste Objects를 선택하거나 Ctrl + V를 한다.

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43. 텍스트 창을 클릭하여 Case2 : CO2 75%로 바꿔준 후 OK를 누른다.

44. Cap.CO2-2를 더블클릭한다.

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45. Composition을 선택한 후 CO2는 0.75, Nitrogen은 0.25로 바꿔주어서 CO2 75%에 대한 공정을 한다.

46. 40번부터 45번까지 반복하여 CO2가 95%. 75%, 50%, 35%에 대한 각각의 공정을 모델링한다.

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47. Cap.CO2를 오른쪽마우스로 클릭 한 후 Show Table을 선택한다.

48. 확인하고 싶은 물질을 위와 같은 방법으로 한 눈에 볼 수 있다.

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49. Cap.CO2를 더블클릭한 후 Composition을 클릭한다.

50. Basis를 선택한 후 Mole Flow를 선택한다.

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51. 위와 같은 방법으로 확인하고 싶은 것들을 바꾼 후 결과들을 비교한다.

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Reference

1. Unisim Design Suite R430 Documentation, Honeywell, 2013 2. 화공열역학(Chemical Engineering Thermodynamics), Jack Winnick, 강춘형 외 6명 공역, SciTech media, p.p274-302, 1998