• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.81-86
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• 2007

산업 시설에서 발생하는 $SO_2$를 제거하기 위해 중공사막 기-액 접촉기를 사용하고 있다. 본 연구에서는 기-액 접촉기 내의 중공사막에서의 $SO_2$ 흡수거동 대하여 수학적으로 모델링하고, 그 모델을 유한 요소 분석법을 이용하여 모사하였다. $SO_2$의 분리에 영향을 주는 변수인 기체 유량, 분리막의 물질 전달 계수 및 접촉기의 물리적 특성에 따른 $SO_2$의 분리 효율 및 물질 전달 특성을 알아보았다. 기체의 유속 변화에 따른 중공사막을 통한 $SO_2$ 제거 효율 실험값으로부터 분리막의 물질 전달 계수를 추정하였다. 또한 중공사막 설계에 도움이 되는 자료를 계산할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.521-528
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• 2008

중공사막 접촉기에 적절한 PVDF 중공사막을 상전이 공정에 의하여 제조하였으며, SEM 과 기체투과도에 의하여 그 특성을 분석하였다. 벤치규모 중공사막 접촉기에서 $SO_2$ 제거를 위한 흡수제는 수산화나트륨 수용액을 사용하였다. 기체는 shell side, 액체는 lumen side로 흐르는 counter-current로 실험하였으며, 흡수제의 농도, 기체의 유속, 액가스비, 유입 $SO_2$ 농도에 따른 영향을 알아보았으며, 수학적 모델링에 의해 막 물질전달계수($k_m$)를 측정하였다. 흡수제의 농도와 액기비가 증가함에 따라 기-액 계면에서 충분한 알칼리도가 제공되므로, 액체막 저항이 감소하며, 총괄물질전달 용량계수는 증가하였다. 기체유속이 증가함에 따라 기체막저항은 감소하게 되므로 총괄물질전달 용량계수는 증가하였다.

• 상하수도학회지
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• 제25권4호
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• pp.503-510
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• 2011

Ammonia in water which is toxic to human, its concentration is regulated below 0.5 mg/L in drinking water. Current study aimed to develop appropriate models for ammonia stripping using hollow fiber membrane contactor. Two different models were developed during the study. Model 1 was assumed only free ammonia ($NH_3$) transfer in stripping process, whereas the Model 2 was assumed with total ammonia ($NH_3+{NH_4}^+$) transfer. Ammonium chloride ($NH_4CI$), sodium hydroxide(NaOH) were used to make ammonia solution, which was concentration of 25 mg as N/L at a pH of 10.5. The experimental conditions were such that, the liquid flow was in tube-side in upward direction and t he gas flow was on shell-side in downward direction a t room temperature. The experimental and modeling results showed that marginal difference were observed at low gas flux. However the difference between the both models and experimental value were increased when the gas flux was increased. The study concludes that the Model 1 with free ammonia is more appropriate when both models were compared and useful in ammonia stripping process at low gas flux.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.245-248
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• 2008

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.249-252
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• 2008

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.114-117
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• 2008

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.161-169
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• 2005

PVDF(polyvinylidenefluoride)중공사막 접촉기를 이용한 이산화탄소의 흡수에 관한 수치모사 및 실험을 수행하였다. 흡수제로는 물 또는 모노에탄올아민(monoethanolamine, MEA) 수용액을 사용하였다. 수치모사결과, 막접촉기에서의 이산화탄소의 농도분포는 MEA 수용액을 흡수제로 사용하였을 경우가 물을 흡수제로 사용하였을 경우보다 흡수제 공급속도의 영향을 덜 받았으며, 이산화탄소의 흡수속도 및 물질전달계수는 MEA의 농도가 증가할수록 증가하였다. 실험을 통하여 얻은 이산화탄소의 물질전달계수를 수치모사결과 및 이론치와 비교한 결과, 물을 흡수제로 사용하였을 경우 물질전달계수는 실험값과 수치모사결과, 이론값이 모두 잘 일치하였다. 반면에 MEA 수용액을 흡수제로 사용하였을 경우에는 수치모사결과와 이론값은 잘 일치하였으나, 실험값은 플라즈마로 처리한 경우와 처리하지 않은 경우 모두 수치모사 결과보다 낮은 값을 나타내었다. 그러나 막접촉기에 사용된 중공사막의 내구성은 플라즈마로 처리시킨 막이 플라즈마처리를 수행하지 않은 막보다 우수하였다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.126-134
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• 2016

바이오 가스로부터 바이오 메탄을 생산하기 위해 물리흡수제 특성평가 및 $CO_2/CH_4$흡수 연구를 진행하였고, poly-propylene(PP) 중공사막 막접촉기에 적용해보았다. 물리흡수제 중 propylene carbonate (PC)는 PP 중공사막과 가장 높은 $58.3^{\circ}$ 접촉각을 보였고, 5 wt% PC를 물과 혼합할 경우 $90^{\circ}$ 이상의 접촉각이 관찰되었다. 또한 $CO_2$ 흡수실험에서 PC/물 혼합 흡수제는 물 흡수량(0.121 mmol/g) 보다 높은 0.148-0.157 mmol/g의 흡수량을 보이며, 막접촉기에 가장 적합한 물리흡수제로 선정되었다. PC/물 혼합 흡수제를 막접촉기에 적용 후 얻어진 $CO_2$ 제거율(98.0-97.8%)과 $CH_4$ 순도(98.5-98.3%)는 바이오 메탄으로서 매우 높은 가능성을 보여주었다. 하지만 PC/물 혼합 흡수제의 경우에는 물 흡수제와 비교하여 성능 변화가 매우 미비하였다. 이는 물보다 우수한 PC 흡수능과 함께 그에 따른 막접촉기 탈기 막 모듈 및 시스템 개선과 공급 유량 조절을 통해 $CH_4$ 손실 최소화 등 공정 최적화가 필요한 것으로 분석된다.