• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 첨단 분리막 연구동향
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• pp.61-75
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• 2004

최근, 분리막의 응용에서 가장 활발하게 연구되고 있는 것이 반응과 분리를 동시에 수행하는 분리막 반응기(막 반응기)이다. 분리박 반응기 (membrane reactor)는 분리박과 반응기를 결합하여 분리와 반응의 단위공정을 하나로 결합하여 전체공정을 단순화하고 반응 효율을 높이고자 하는 새로운 기술이다. 반응과 분리를 동시에 수행할 수 있는 막 반응기를 도입하면, 생성물이 분리막을 이용하여 선택적으로 제거함으로서, 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율과 부반응물(by-product) 억제에 의한 반응 효율을 향상시킨다. (중략)

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1992년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.43-44
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• 1992

촉매막반응기란 반응기와 분리막이 동시에 하나의 과정으로 결합된 unit로, 촉매막반응기를 사용할 경우 가역 반응에서 막을 통한 생성물의 선택적 제거는 화학 평형이동을 유발시켜 열역학적으로 얻을수 있는 평형 전환율보다 높은 전환유을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 촉매막반응기의 성능에 대한 실험적 연구로, 산 촉매하에서 일어나는 MTBE 분해반응을 12-텅스토인산 촉매상에서 수행하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.53-60
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• 1997

1. 서론 : 촉매막기술은 반응과 분리공정을 동시에 하나의 장치에서 수행할 수 있기 때문에 한 개의 공정을 줄일 수 있는 효과적인 에너지 절약형 기술이다. 생성물중의 적어도 하나가 선택적으로 막을 통해 투과되기 때문에 가역반응의 경우에는 비가역반응에 가까운 거동을 보이게 된다[1-5]. 본 연구는 12-텅스토인산($H_3PW_{12}O_{40}$)를 촉매로 사용하고 막반응시를 비활성촉매막반응기(IMRCF, Inert membrane reactor with catalyst in the feed side)형태, 막으로는 PSF(Polysulfone), PPO(Polyphenylene Oxide)를 사용하여 MTBE(Methyl tert-butyl ether)분해반응을 모사하였다. 막반응기에서 생성된 생성물을 선택적으로 분리해냄으로 인하여 전환율은 고정층보다 증가하였는데 반응온도가 증가할수록, 반응물의 분압은 낮을수록 증가하였다. 반응온도가 높아짐에 따라 막반응기에서의 전환율은 고정층반응에서 나타나는 전환율과의 차이가 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 위와같은 결과에 따라서 MTBE 반응물의 분해로 생성되는Isobutene의 수율이 90$\circ$C 이상의 반응온도에서 촉매/반응물비에 대한 최적조건이 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.379-387
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• 2013

본 총설에서는 최근 청정수소생산방법으로 큰 관심을 받고 있는 에탄올 수증기개질반응(ethanol steam reforming reaction)에 대해 소개하고자 한다. 다양한 촉매, 반응온도, 에탄올과 물의 몰비에 따른 에탄올 수증기개질반응의 반응특성 및 반응속도식(reaction rate equation)을 검토해 보고자 한다. 또한, 반응기와 분리기를 동시에 장착한 새로운 개념의 막반응기(membrane reactor)를 소개하며, 막반응기의 사용이 일반적인 충전층반응기(packed-bed reactor)에 비해 에탄올 전환율과 수소 수율에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 고찰해 보고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제8권3호
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• pp.16-23
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• 2004

현재 많은 연구가 진행되고 있는 막반응기를 이용한 수소 생산기술은 열역학적 평형의 한계(thermodynamic equilibrium limit)를 뛰어 넘는 생산성을 얻을 수 있음과 동시에 생산되는 수소를 별다른 과정이나 장치 없이 분리할 수 있다는 점에서 경제적으로 매우 기대되는 공정이다. 메탄의 개질반응에서 생성되는 합성가스에 수증기를 첨가하면 널리 알려진 수성가스전환반응이 이루어진다. 이 반응은 수소 생산 공정에 사용되는 주요 반응 중 하나이다. 본 연구에서는 새롭게 제안된 cell을 이용한 해석 기법을 통해 막반응기를 모사하여 막을 이용하지 않은 반응기의 모사 결과와 비교 분석하였으며, 막반응기의 우수성을 검증해 보았다. 막을 사용하지 않은 반응기에서 압력의 영향에 따른 반응속도의 변화는 수성가스전환반응에서 무시할 수 있을 만큼 작았다. 막반응기에서 튜브 측(tube side)의 압력은 높을수록, 쉘 측(shell side)의 압력은 낮을수록 CO의 전환율이 좋았다. 낮은 온도에서 반응의 속도가 낮았으며, 온도가 증가함에 따라 점차 증가하여 600$\pm$30K에서 최대의 CO전환율을 가졌으며 더 증가하면 열역학적 평형의 감소로 인하여 점차 감소하였다. Cell을 이용한 막반응기 모델은 미분방정식을 이용한 모델보다 간단하게 모사를 할 수 있었으며, 신뢰할만한 모사 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.49-50
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• 1994

상호 불용성인 용매에 녹아있는 반응물들 간의 반응은 각 물질이 상 경계면을 뛰어 넘기가 어려워 매우 느린 속도로 진행된다. 그러나 상호 불용성인 비균질계에 상이동 촉매라는 제 3의 물질을 첨가하면 반응은 급격히 향상된다[1, 2]. 따라서 본 연구에서는 클로로벤젠 상의 브로모 옥탄이 TBABr(Tetra Butyl Ammonium Bromide) 이온 촉매의 존재 하에 수용액상의 요오드 이온과 반응하는 평판형 막반응기를 대상으로 수치모사를 수행하여 그 결과를 Stanley와 Quinn[3]의 실험값 및 수치모사치와 비교하였으며, 막 반응기의 모듈 선택, 설계 및 운영, scale-up시 고려되어야 할 사항들을 탐색연구하여 보았다.

• 멤브레인
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• 제8권3호
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• pp.170-176
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• 1998

가용성 전분으로부터 CGTase 효소에 의한 Cyclodextrin(CD) 동족체의 생산 실험을 dead-end형 막모듈을 설치한 막-효소 반응기에서 수행하였다. 회분 반응기에서의 CD 동족체 생산시 생산물 저해작용 및 생산된 CD의 다른 환원당으로의 분해에 의해 반응시간에 따른 전분의 CD 동족체로의 총 전환율이 최대 45%를 나타내었다가 급격히 감소하였다. 반면 분획분자량 10,000 달톤의 분리막이 설치된 막-효소 반응기에서의 CD 동족체 생산시 CD 동족체를 생산 즉시 반응기로부터 막을 통해 연속 분리할 수 있어 총 전환율이 35%로 일정하게 유지되었다. 10% 전분용액 및 2 atm 조작압력하에서 막-효소 반응기를 24시간 운전하였을 때 CD 동족체의 누적 생산량은 약 3.7 kg/m$^2$이었다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.95-101
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• 2016

본 연구에서는 다양한 수소 생산 방법 중 하나인 천연가스 수증기 개질반응(natural gas steam reforming reaction)에 대해 일반적인 충전층반응기와 반응기와 수소분리기가 결합된 새로운 형태의 분리막 반응기에서의 성능에 대한 비교분석을 수행하였다. Xu 와 Froment에 의해 기존에 발표된 실험결과를 바탕으로 상업용 화학공정모사기인 Aspen $HYSYS^{(R)}$ 모델이 개발되었으며, 반응온도, $H_2$ 투과량, Ar 유량 등이 분리막 반응기에서의 반응물의 전환율 및 $H_2$ 수율 향상도에 미치는 영향에 대해 분석한 결과 분리막 반응기에서 보다 많은 양의 수소수율 및 메탄전환율이 확인되었다. 더 나아가, 전체 시스템에서 필요로 하는 열량을 공급하기 위해 요구되는 천연가스의 양에 초점을 맞춰 분리막 반응기에서의 원가절감 가능성을 평가한 결과, 분리막 반응기에서 10.94%의 원가절감이 관찰되었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1993년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.39-40
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• 1993

부분 산화반응에 주촉매로 사용되는 바나듐($V_2O_5$)을 담체 내부에 코팅하기위한 방법과 조건을 찾고, 제도된 바나듐막의 구조적 전자적 특성과 투과도 특성을 알아보며 이 바나듐막을 코팅한 막반응기를 이용하여 탄화수소의 부분 산화반응을 수행하여 그 반응특성을 알아보았다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.911-916
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• 1994

실관 막은 1970년대에 개발된 이래 인공신장기에 응용되어 막 장치개발의 대표적인 성공 예로 인용되고 있다. 실관 막을 생물 반응기로 사용하여 동물세포의 배양에 성공한 이래로 효소 고정화, 미생물 세포 배양, 그리고 식물 세포 배양에 이르기까지 실관막은 고농도, 고생산성 생물 반응기로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 실관 막을 이용한 생물 반응기의 연구 현황과 장래 전망에 대해 살펴보고자 한다.