Membrane Journal (멤브레인)

The Membrane Society of Korea (한국막학회)
권호 표지

Numerical Analysis for Separation of Carbon Dioxide by Hollow Fiber Membrane with Cocurrent Flow

병류흐름의 중공사 분리막에 의한 이산화탄소 분리 수치 해석

  • Lee Yong-Taek (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Chungnam National University) ;
  • Song In-Ho (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Chungnam National University) ;
  • Ahn Hyo-Seong (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Chungnam National University) ;
  • Lee Young-Jin (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Chungnam National University) ;
  • Jeon Hyun-Soo (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Chungnam National University) ;
  • Kim Jeong-Hoon (Advanced Chemical Technology Division, Korea Research Institute of Chem. Tech.) ;
  • Lee Soo-Bok (Advanced Chemical Technology Division, Korea Research Institute of Chem. Tech.)
  • 이용택 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 송인호 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 안효성 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 이영진 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 전현수 (충남대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 김정훈 (한국화학연구원 신화학연구단) ;
  • 이수복 (한국화학연구원 신화학연구단)
  • Published : 2006.09.01
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Abstract

A numerical analysis was carried out for separation of carbon dioxide from carbon dioxide/nitrogen gas mixture by a polyethersulfone hollow fiber membrane which has shown a good stability against plasticization by carbon dioxide and an excellent separation efficiency fur carbon dioxide from its gas mixture. A computer program for carbon dioxide separation was developed using the Compaq Visual Fortran 6.6 software. Governing module equations were thought to be an initial-value problem and the nonlinear ordinary differential equations were simultaneously solved using the Runge-Kutta-Verner fifth-order method. From results of numerical analysis, the carbon dioxide partial pressure of the feed stream, the pressure ratio of the feed side to the permeate side and the feed gas residence time at the inside of a membrane were found to be very important factors to affect the permeation characteristics of carbon dioxide.

이산화탄소에 대한 가소화 안정성 및 이산화탄소/질소의 분리특성이 탁월한 폴리이서술폰(PES)중공사 분리막에 의한 이산화탄소 분리특성을 수치해석으로 알아보고자 하였다. 공정변수에 따른 이산화탄소 분리 거동을 예측하기 위하여 공급 기체와 투과기체가 같은 방향으로 흐르는 병류 흐름에 대한 분리막 공정 지배 방정식을 5차 Runge-Kutta-Verner 방법을 사용하여 Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어를 이용 공정모사 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행한 결과, 이산화탄소 투과특성에 영향을 주는 가장 중요한 인자로서 공급 이산화탄소 분압, 투과측과 분리막 내부의 압력비 그리고 공급 기체가 분리막 내부에 머무르는 체류 시간임을 알 수 있었다.

Keywords

References

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