• 제목/요약/키워드: $CO_2$ separation

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Cobalt Tetraphenylporphyrin-benzylimidazole을 포함한 산소 촉진수송막 (Facilitated Oxygen Transport through a Polyethersulfone Membrane Containing Cobalt Tetraphenylporphyrin-Benzylimidazole)

  • 이승환;박세형;박정훈
    • 멤브레인
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    • 제28권6호
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    • pp.424-431
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    • 2018
  • Cobalt tetraphenylporphyrin-benzylimidazole (CoTpp-BIm)을 산소 운반체로 이용하여 polyethersulfone (PES)와의 혼합물을 기반으로 하는 혼합 구조의 평판형 분리막의 기체 분리 성능을 조사하였다. CoTpp-BIm이 혼합된 PES막은 손가락 구조와 스폰지형 구조가 혼합된 비대칭 구조를 가졌고, 상부표면은 치밀한 형태를 보였다. 기체분리 성능 실험은 94%의 $N_2$ 기체에 6%의 $O_2$가 혼합된 기체를 사용하여 평가하였다. 산소 및 질소 투과율은 ${\Delta}P$가 15~228 cmHg 범위에서 실험하였고, PES막의 투과면은 진공수준으로 유지되었다. CoTpp-BIm이 혼합된 PES막의 산소 투과율은 공급 압력이 감소함에 따라 증가하였다. 공급 압력이 15 cmHg일 때 산소 투과율($P_{O_2}$)는 6676 Barrer이었고, $O_2/N_2$ 선택도(${\alpha}$)는 6.1, 촉진인자(F)는 2.39까지 증가하였다. 이를 바탕으로 PES막에 CoTpp-BIm을 첨가하면 산소분리 특성이 향상되는 것을 확인하였다.

이산화탄소 분리용 혼합 매질 분리막 최신 연구 동향 (Recent Research Trends of Mixed Matrix Membranes for CO2 Separation)

  • 지원석;이재훈;박민수;김종학
    • 멤브레인
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    • 제25권5호
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    • pp.373-384
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    • 2015
  • 지난 수십 년 동안, 고분자막은 기체 분리 분야에서 큰 역할을 해왔다. 온실가스의 주범인 이산화탄소를 분리하기 위해서는 더 높은 투과선택도와 장수명 및 대면적 등을 요구한다. 하지만 기존 고분자 분리막들은 투과도와 선택도의 역상관 관계 특징을 지니고 있으며, 무기물질은 투과성능이 우수하지만 가격이 비싸다는 단점이 있다. 최근 많은 연구가 진행되어온 혼합 매질 분리막은 고분자와 무기물질의 이점들을 혼합하여 기체 분리막의 차세대로서 큰 이목을 이끌고 있다. 혼합 매질 분리막은 대칭적인 구조 또는 비대칭적인 구조를 가지고 있으며, 투과량을 증가시키기 위해서는 비대칭적인 구조가 바람직하다. 혼합 매질 분리막에서 가장 중요한 변수로는 무기입자의 균일한 분산과 무기물과 고분자 사이의 좋은 계면을 형성하는 것이다. 최근에 새로운 분류의 다공성 결정성 물질인 금속 유기 구조체(MOF)는 이산화탄소 분리용 소재로써 많은 관심을 끌고 있다. MOF의 한 종류 중, zeolitic imidazolate frameworks (ZIF)는 가장 흔하게 사용되는 무기입자이며 이는 입자의 크기를 작게 만들 수 있으며, $CO_2$를 분리하기에 적절한 기공의 크기를 가지고 있기 때문이다. 이 밖에 혼합 매질 분리막에 사용되는 특정 물질들을 적용하기 위해서는 선택도와 크기, 호환성, 안정성 등을 동시에 최적화시켜야 한다. 이와 같이 본 총설에서는, 혼합 매질 분리막에 관련된 주요 연구내용과 이러한 연구를 수행하는 대표적인 전략들을 소개하였다.

초임계유체 크로마토그래피를 이용한 Ibuprofen의 키랄분리 (Chiral Separation of Ibuprofen by Supercritical Fluid Chromatography)

  • 한순구;노경호
    • KSBB Journal
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    • 제19권4호
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    • pp.263-268
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    • 2004
  • 최근 생체 내에서 다른 약리활성을 보이는 키랄물질의 고순도 제조에 관심이 증가되고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 것은 키랄고정상을 이용한 기존 분리방법에 비해서, 제조 후 안정성과 환경적인 측면을 고려한 초임계유체를 이용한 분리방을 시도하였다. 본 연구에서는 키랄물질인 ibuprofen의 최적의 분리 조건을 구하기 위해서 온도와 압력, 첨가되는 IPA의 양에 따른 체류인자와 분리도의 영향을 고찰하였다. 온도가 감소하고 압력이 증가할수록 체류인자는 감소하였다. IPA의 양에 따라 더 큰 영향을 받아서 IPA의 양이 많을수록 분리도는 감소하는 경향을 보였다. 실험으로부터 정한 최적의 분리조건은 130 bar, 311.15 K, 4% IPA (vol.)일 때이었다. 동일한 주입량에서 액체 크로마토그래피에서는 비선형의 용출곡선을 보였지만, 초임계유체 크로마토그래피에서는 선형의 용출곡선을 얻었다.

Flaring 가스의 $CO_2$ 분리를 위한 분리막 공정 기술개발 (Membrane Process Development for $CO_2$ Separation of Flaring Gas)

  • 김세종;김학은;조원준;하성용
    • 멤브레인
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    • 제23권5호
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    • pp.384-391
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    • 2013
  • DME 제조공정에서 발생하는 혼합가스 중, $CO_2$를 제거하기 위하여 폴리술폰 고분자를 이용하여 지지체 중공사막을 제조하고, Hyflon AD를 코팅하여 복합막을 제조하였다. 제조된 중공사막을 이용하여 Flaring 모사가스에 대한 모듈의 성능을 측정하였다. 분리막 1단 평가 결과 1.2 MPa에서 Stage cut 0.24 이상의 $CO_2$농도는 3% 이하이며, 동일조건에서 $CO_2$ 제거율 및 $CH_4$ 회수율은 각각 약 80%이다. 분리막 2단 평가결과 Product 가스의 $CO_2$ 농도를 5%로 고정하였을 때, stage cut 0.074에서 recycle 되는 $CO_2$ 농도는 공급가스와 같은 농도를 가지며, 이때 $CH_4$의 회수율은 약 99%이다.

Li2ZrO3 분리막의 제조와 이산화탄소 선택투과 전후의 기계적 특성 평가 (Fabrication of Li2ZrO3 Membrane and Evaluation on the Mechanical Properties Before and After CO2 Separation)

  • 박상현;이시우;유지행;우상국;이기성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.58-64
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    • 2007
  • In this study, we investigated $Li_2ZrO_3$ membrane as a candidate material for high-temperature $CO_2$ separation and evaluated mechanical property. $Li_2ZrO_3$ powder was synthesized by solid state reaction of $Li_2CO_3\;and\;ZrO_2$. Then we fabricated $Li_2ZrO_3$ tape using tape casting method. Dense $Li_2ZrO_3$ membrane prepared by sintering at $1600^{\circ}C$ for 2 h after pressing $Li_2ZrO_3$ tape using lamination machine. Mechanical properties before and after $CO_2$ absorption of fabricated $Li_2ZrO_3$ membrane such as Hertzian indentation, Victors hardness and 3-point bending testing were evaluated.

연소전 탈탄소화 적용을 위한 $CO_2/H_2$ 하이드레이트 형성 및 분리 연구 ($CO_2$ Separation in Pre-Combustion using Principles of Gas hydrate Formation)

  • 이현주;이주동;이윤석;이은경;김수민;김양도
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.698-698
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    • 2009
  • 화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

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다공성 분리막을 이용한 최적의 Bio-gas 분리인자 도출 (A Study on the Optimal Conditions of the Biogas Sorting by Using the Polysulfone Membrane)

  • 이승원;정창훈;김정권
    • 한국환경과학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.1011-1019
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    • 2011
  • The objective of this research is to evaluate optimal conditions of permeability and selectivity on the polysulfone membrane for efficiency of separation of $CH_4$ by checking four factors which are temperature, pressure, gas compositions and gas flow rates. When higher pressure was applied at the input, lower efficiency of recovery of $CH_4$ and higher efficiency of separation of $CH_4$ were shown. It has the tendency to show lower efficiency of recovery of $CH_4$ and higher efficiency of separation of $CH_4$ at the output as higher temperature at input. The lower flow rates make higher efficiency of recovery of $CH_4$ and lower efficiency of separation of $CH_4$. Finally, over 90% efficiency for $CH_4$ separation and recovery conditions are temperature ($-5^{\circ}C$), pressure (8 bar), gas composition rate (6:4) ($CH_4:CO_2$) and gas flow rate ($5\ell$/min). These conditions make higher separation and recovery efficiency such as 90.1% and 92.1%, respectively.

항공기 장착 무장의 투하 안정성 검증을 위한 지상무장분리시험 (Ground Ejection Tests to verify the Safe Separation of an Aircraft Mounted Store)

  • 이종홍;최석민;이민형;이철;정재원
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.70-75
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    • 2018
  • 항공기에 장착하는 무장은 실제 항공기에 장착하기 전에 안전 분리가 이루어졌음을 검증하기 위해 지상에서 무장분리시험을 실시해야 한다. 본 연구에서는 더미유도탄으로 지상에서투하 안정성을 검증하기 위한 지상무장분리시험을 실시하였다. 지상무장분리시험의 필수장비인 무장분리장치는 공압으로 동작하며 압력이 크고, 오리피스 직경이 클수록 유도탄을 밀어내는 사출력이 크게 발생한다. 무장분리장치의 봄베 압력과 오리피스 직경을 변경하여 더미유도탄의 투하 움직임을 고속카메라로 계측하였고 투하변위, 투하속도를 분석하였다. 실제 비행하는 항공기에서 무장 투하 해석시 기초 데이터를 제공할 수 있고, 추후 개발되는 항공기 무장의 지상무장분리시험 수행시 유용할 것으로 생각한다.