Cryogenic Distillation Simulation for Hydrogen Isotopes Separation

본 연구에서는 ITER의 수소동위원소 분리 시스템에 포함되어 있는 심냉 증류공정과 평형 반응기 및 헬륨 냉매를 이용한 냉동 사이클에 대해 추적조사를 실시하였다. 또한 Aspen Plus나 PRO/II with PROVISION과 같은 정상 상태 화학공정 모사기에 내장되어 있지 않은 $H_2$ , HD, $D_2$ , HT, DT와 $T_2$ 성분에 대한 열역학 및 전달물성을 수집하였다. 문헌치로부터 구한 물성 데이터와 전산모사를 통해서 추산한 물성결과 사이의 비교 및 검증작업을 수행하였다. 6개의 수소동위원소 성분을 포함한 동위원소 분리를 위해서 4기의 심냉 증류탑과 2기의 평형 반응기를 사용해서 $T_2$ 로부터 $D_2$ 및 DT를 분리해 내기 위한 전산모사를 수행하였다. In this study, we have surveyed the new technologies in the cryogenic distillation of ITER, equilibrium reactors and helium refrigeration cycle contained in the isotope separation system (ISS). We also have collected thermodynamic and transport properties for $H_2$ , HD, $D_2$ , HT, DT and $T_2$ components of which properties are not built in a general purpose chemical process simulators such as Aspen Plus and PRO/II with PROVISION. Verification works have been performed to compare between literature data and simulation results. For the simulation of ISS involving six hydrogen isotope components, four distillation columns and two equilibrium reactors are used for the separation of $D_2$ and DT from $T_2$ .