• Membrane Journal
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• v.30 no.1
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• pp.66-77
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• 2020

The current study focused on the effect of twisting hollow fibers (HFs) in a module during forward osmosis operation mode. Computational fluid dynamics simulation was employed for a straight HF module and twisted modules with five different angles to predict the mass transfer and observe the draw solution profile in terms of concentration and pressure. The simulation results showed that when the membranes were twisted, the concentration was distributed more evenly and the pressure at the module outlet increased gradually as the twisting angle increased. As pressure at the outlet increased, the fluid velocity inside the membrane decreased and the residence time of fluid increased, thereby facilitating mass exchange across the membrane. This is evidenced by a doubling of the ratio of water flux through the membrane in module flux when the HFs were twisted.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.22-23
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• 1995

한외여과막이 순수제조, 고분자물질의 분리, 폐수처리 등에 쓰이기 시작되면서, 높은 투과율, 내화학성, 충전밀도를 갖는 모듈이 요구되었다. 따라서 polysulfone(이하 PSf)을 막의 재질로 사용한 중공사형모듈이 주로 개발되었다. 그러나 본 연구에서는 PSf보다 투과율, 기계적 강도, 열적강도 및 화학적 성질 면에서 뛰어난 polythersulfone(이하 PES)을 막의 재질로 선택하였다. 또한, 지금까지는 수백 ${\AA}$에서 1mm정도의 외경(O.D.)을 갖는 중공사막이 개발되었다. 따라서 상당히 높은 충전밀도를 갖는 모듈은 개발되었으나, 점성이 높은 feed를 처리할 때, fouling이 큰 문제로 대두되었으며, 중공사막보다 외경이 큰 관형 막은 fouling에는 비교적 강하나, 충전밀도가 낮아서 단위부피당 flux가 낮은 단점을 갖고 있다. 따라서, 중공사막과 관형 막의 중간형태인 외경 2mm이상의 capillary membrane은 강한 fouling 저항과 비교적 높은 단위 부피당 투과율을 갖는다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.447-452
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• 2011

In this study, the polymeric membrane module is used as a diffuser and an image analysis technique based on visual information is applied to get bubble characteristics. The bubble size generated passed through polymeric membrane module was smaller from 30 to 64% than that of air stone, and bubble volume over 70% was ranged from 0.2 to 0.82 mm. But over 80% the bubbles from air stone diffuser ranged from 0.77 to 1.08 mm. The air stone and polymeric membrane module used as diffuser for a flotation system. The floc size inside the flotation reactor using air stone diffuser was bigger than that of the polymeric membrane module, which means that the micro-bubbles generated from polymeric membrane module could provide better opportunities for collisions between colloidal particles than those from air stone diffuser. Therefore, there is a possibility to apply the polymeric membrane module as a diffuser to increase the removal efficiency in the flotation process. Also, the image analysis technique used in this study could be applied as a useful analytical tool for acquisition of an information about the bubble characteristic.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.61-64
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• 1997

1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

• Membrane Journal
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• v.23 no.4
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• pp.257-266
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• 2013

The main purpose of this study is to develop a commercial scale of pervaporative process equipped with hollow fiber membrane modules, being able to effectually purify organic solvent at high temperature well over its boiling point under high vapor pressure. Three constituent technologies have been developed; 1) to fabricate braid-reinforced hollow fiber membrane stable in high pressure and high temperature application, 2) to design and fabricate a commercial scale of hollow fiber membrane module, and 3) to design and fabricate a pilot scale of pervaporation equipment system. The developed hollow fiber membrane possesses a membrane performance superior to the membrane of Sulzer (Germany) which is the most-well known for pervaporation process, and the membrane module equips hollow fiber membranes of $4.6m^2$ and the pervaporation system can treat organic liquid at 200 L/h, which is based on the dehydration of 95 wt% isopropyl alcohol (IPA). Since the membrane module is designed to flow in and pass through the inside of individual hollow fiber membrane, not to involve both the formation of feed's dead volume observed in flat-sheet membrane module and the channeling of feed occurring inside hollow fiber bundle which lower membrane performance seriously, it showed excellent separation efficiency. In particular, the module is inexpensive and has less heat loss into its surrounding, in compared with flat-sheet membrane module. In addition, permeant can be removed effectively from the outer surface of hollow fiber membrane because the applied vacuum is conveyed uniformly through space between fibers into respective fiber, even into one in the middle of the hollow fiber bundle in which the space between fibers is uniform in distance. Since the hollow fiber membrane pervaporation system is the first one ever developed in the world, our own unique proprietary technology can be secured, preoccupying technical superiority in export competitive challenges.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.50-52
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• 1998

1. 서론 : 오래전부터 기체를 액상에 분산시킴으로써 물질 전달 속도를 증가시킴과 동시에 기-액간의 접촉면적을 넓히려는 연구 즉, 기-액간의 접촉 경계면을 통하여 이루어지는 기체흡수에 관한 연구가 다각적으로 이루어져 왔다. 그러나, 기존의 흡수장치에서는 기-액간의 접촉면적을 정확히 계산할 수 없고, 기체에 의한 액체의 범람이나 편류현상등이 발생하여 액체나 기체의 유속에 제한을 주는 등 기술적인 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 기존 흡수공정들의 문제점을 극복하기 위하여 최근에 제안된 것이 막을 이용하여 기체와 흡수제인 액체의 접촉을 인위적으로 제어할 수 있는 중공사막 접촉기이다. 본 연구에서는 수용성 흡수제가 흡수모듈과 탈착모듈을 순환하는 순환식 중공사막 접촉기를 이용하여 혼합기체(N$_2$/CO$_2$ = 80/20)로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리.회수하고자 하였으며, 또한 흡수제의 농도, 유속변화, 그리고 진공식 탈착모듈에서 압력변화에 따른 기체투과 특성을 고찰함으로써 운전조건의 최적화와 그 응용 가능성을 제시하고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.8
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• pp.537-544
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• 2017

The purpose of this study is to analyze the flow characteristics when a staggered hollow fiber membrane module is modeled as a porous medium. The pressure-velocity equation was used for modeling the porous medium, using pressure drop data. In terms of flow characteristics, we compared the case of the "porous medium" when the membrane module was modeled as a porous medium with the case of the "membrane module" when considering the original shape of the membrane module. The difference in pressure drop between the "porous medium" and "membrane module" was less than 0.6%. However, the maximum flow velocity and mean turbulent kinetic energy of the "porous medium" were 2.5 and 95 times larger than those of the "membrane module," respectively. Our results indicate that modeling the hollow fiber module as a porous medium is useful for predicting pressure drop, but not sufficient for predicting the maximum flow velocity and mean turbulent kinetic energy.

• Membrane Journal
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• v.26 no.2
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• pp.159-165
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• 2016

Polyimide hollow fiber membrane modules were prepared in order to investigate the process of multi stage gas separation. The modules performance was carried out using 50/50 of $N_2/SF_6$ mixed gas. The membrane modules has been tested for measuring gas flow rate and concentration under various stage cut at 0.5 MPa. The membrane modules showed a high recovery ratio at the same stage cut as $N_2/SF_6$ selectivity increased. Two stage process was fulfilled for improving $SF_6$ recovery ratio and $SF_6$ concentration. Eventually, two stage process showed higher performance of $SF_6$ recovery ratio and concentration ($SF_6$ recovery ratio = 95%, $SF_6$ conc. = 98%).

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.04a
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• pp.8-15
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• 1998

1. 서론 : 중국에서 분리막에 관한 연구는 1965년부터 역삼투막에 관한 연구를 시작으로. 70년대 초기부터는 한외여과막(UF막)에 관한 연구가 수행되었다. 이후 정밀여과막(MF막), 기체분리막(GS막) 등에 관한 연구가 이루어져 수처리 분야 및 기체분리 공정 등에 실용화되고 있다. 특히 80년대 초기부터 10년간으 실험실 연구단계에서 산업화로 넘어온 시기로서 막분리 기술이 크게 발전되었다. 이때에 주요한 연구성과는 다음과 같다. 수행되었다. 1) 호주의 수처리 설비공장과 흥성의 8271공장은 매년 몇 천대의 나권형 모듈을 제조할 수 있는 RO막 생산라인을 건립하고, 국가해양국 항주 수처리기술개발센터의 중공사막 제조라인은 1,000만원/년의 생산능력을 갖고 있다. 2) 대형 중공사막, 나권형 모듈제조 기술이 확립되어, 국산 RO, UF모듈 및 장치는 초순수 제조 및 발전소 보일러 용수의 정화에 사용되어 수입 사용되는 외국장치를 대체하게 되었다. 3) 막분리 기술의 연구 및 응용공정 개발에 관한 연구 인력은 당시 초보적인 소수의 연구원이 형성된 이후, 지금은 전문연구인력이 400여명에 이르고 있다. 본고에서는 중국에서 응용되고 있는 분리막 기술중 RO막, UF막, MF막 및 NF막을 중심으로 기술개발 동향 및 현황을 소개하고자 한다.

• Membrane Journal
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• v.11 no.2
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• pp.66-73
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• 2001

Ivlain objectives of this work arc to investigate basic fouling characteristics and emxts of backpulsing on the fouJing control in the free-end membrane module uo