| 초록 |
PSA 공정은 초기의 공기건조 공정에서 발전하여 현재는 수소정제, 공기분리, n-paraffin의 분리, CO2 분리 등 여러 분야에서 상용화되어 운영중이다. Cryogenic process는 공기로부터 고순도의 산소, 질소 비활성 기체를 대규모로 생산하는데 사용되고 있다. 그러나 고순도의 산소가 필요 없고 하루 사용량이 크지 않은 경우들이 많이 있다. 이러한 경우들에 PSA공정이 cryogenic process보다 경제적인 것으로 드러나 있다. 필요로 하는 산소가 고순도가 아닌 경우들로는 폐수의 미생물적 처리, 오존발생기 공급용 산소, 제철소의 산소공급, 비철금속의 smelting, 펄프공장, 의료용 산소 공정들이 있다. 공기로부터 농축산소를 생산하는 여러 방법 중 대표적인 것이 pressure swing adsorption(PSA)을 이용한 생산법이다. 1958년 Skarstrom에 의해 출원된 특허와 이와는 독립적으로 Gurein de Montgareuil 및 Domine의 다른 방식의 특허에 발표된 이후 지난 수십년간 조업조건의 개선, 장치의 간소화, 새로운 흡착제의 개발 등 PSA에 관련된 많은 연구가 진행되어 다양한 PSA공정이 개발되어 상용화 되었다. 하지만 공기로부터 산소를 분리하는 PSA공정의 대부분이 고순도 산소 생산에 초점을 맞추고 있으며 저순도 산소의 경우 고순도 산소와 공기를 혼합하여 희석시켜 주는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 기본적인 4-step공정을 산소의 다양한 사용 목적에 따라 경제적이면서도 융통성 있게 적용할 수 있는 지침 마련을 위하여 저순도의 산소를 높은 회수율과 생산성으로 얻어내기 위한 조업 조건을 결정하기 위한 실험을 수행하였다. |
