• 멤브레인
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• 제23권5호
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• pp.319-331
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• 2013

바이폴라막을 이용한 전기투석공정은 의약산업, 음식산업 등과 같은 고부가 가치산업에 이용되어 왔으며, 용액으로부터 산 또는 염기를 생산하거나 회수할 수 있는 공정으로 많은 각광을 받아왔다. 전기투석공정은 경제적이며 친환경적인 시스템으로 이온교환공정, 추출공정, 흡착공정과 같은 타 공정과의 복합화가 가능하다. 따라서 본고에서는 이온교환막과 이를 이용한 잠재성을 가진 응용분야에 대하여 조사하였다.

• Korean Membrane Journal
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• 제7권1호
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• pp.28-33
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• 2005

The feasibility of producing sulfuric acid and ammonia water from ammonium sulfate was investigated by an integrated process including ammonia stripping (AS) and electrodialysis with bipolar membrane (EDBM). It was suggested that the production of sulfuric acid using ammonia stripping-electrodialysis with bipolar membrane (ASEDBM) was effective in obtaining high concentration of sulfuric acid compared with EDBM alone. AS was carried out over pH 11 and within the range of temperatures, $20^{\circ}C{\~}60^{\circ}C$. Sodium sulfate obtained using AS was used as the feed solution of EDBM. The recovery of ammonia increased from $40\%$ to $80\%$ at $60^{\circ}C$ due to the increased mobility of ammonium ion. A pilot-scale EDBM system, which is composed of two compartments and 10 cell pairs with an effective membrane area of $200 cm^2$ per cell, was used for the recovery of sulfuric acid. The performance was examined in the range of 0.1 M${\~}$1.0 M concentration of concentrate compartment and of $25 mA/cm^2{\~}62.5 mA/cm^2$ of current density. The maximum current efficiency of $64.9\%$ was obtained at 0.1 M sulfuric acid because the diffusion rate at the anion exchange membrane decreased as the sulfuric acid of the concentrate compartment decreased. It was possible to obtain the 2.5 M of sulfuric acid in the $62.5 mA/cm^2$ with a power consumption of 13.0 kWh/ton, while the concentration of sulfuric acid was proportional to the current density below the limiting current density (LCD). Thus, the integrating process of AS-EDBM enables to recover sulfuric acid from the wastewaters containing ammonium sulfate.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.36-42
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• 2005

2실 구조의 바이폴라막 전기투석(EDBM) 공정을 이용하여 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 제조하기 위한 연구를 수행하였다. 황산암모늄 농도가 20 wt%인 용액에 대해 전류밀도 및 농축조에서의 황산 농도를 변화시켜 가면서 전기투석을 실시하였다. 전류밀도를 $25{\sim}100\;mA/cm^2$의 범위에서 운전한 결과 전류밀도가 증가할수록 전류효율은 증가하였다. 그러나 농축조의 황산이 음이온교환막을 통해 희석조로 확산됨으로써 일반적인 탈염용 전기투석 공정에 비해 효율이 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 농축조의 황산농도가 증가할수록 음이온교환막에서 황산의 확산속도가 증가하여 전류효율은 급격히 감소하였다. 한편 전류밀도가 증가할수록 스택의 전기저항은 감소하였는데 이는 바이폴라막의 전이영역에서 높은 전기장하에서 물이 분해되면서 발생하는 주울열에 기인하는 것으로 해석된다. 실험 결과 2실 구조의 EDBM 공정을 통해 황산암모늄으로부터 황산과 암모니아수를 생산하기 위해서는 전류효율과 전기저항 측면에서 높은 전류밀도로 운전하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 그러나 실제 공정에 적용되기 위해서는 전류효율을 높이면서 농축조의 황산농도를 높일 수 있는 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권5호
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• pp.476-482
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• 2006

본 연구에서는 유기산염으로부터 유기산으로의 변환을 2실 배열 공정의 바이폴라막 전기투석을 이용하여 행하였다. 유기산으로 아세트산과 젖산을 사용하였으며, 유기산의 농도, 가성소다의 농도 그리고 pH 값들을 전류밀도에 따라 측정하였다. 그 결과 유기산염은 효과적으로 유기산으로 전환되었을 뿐만 아니라, 잔여 $Na^+$ 이온을 수산화나트륨의 형태로 회수할 수 있었다. 실험 결과를 바탕으로 이온 평형을 고려하여 수학적인 모델을 확립하였다. 시간에 따른 유기산의 농도, 가성소다의 농도 그리고 pH 값의 모델식은 실험 데이터와 잘 일치하였다.