• 제목/요약/키워드: Membrane contactor

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REMOVAL OF DISSOLVED OXYGEN USING PVDF HOLLOW FIBER MEMBRANE CONTACTOR

  • Lee, Ki-Sub;Park, You-In;Yeon, Sun-Hwa;Sung, Kyung-Soo;Rhim, Ji-Won;Lee, Kew-Ho
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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    • pp.133-135
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    • 2003
  • The removal of dissolved oxygen(DO) from water was studied using a poly(vinyliene fluoride)(PVDF) hollow fiber membrane contactor(HFMC) with the vacuum degassing process(VDP), Asymmetric porous PVDF hollow fiber membranes (HFM) for membrane contactor were prepared by a wet phase inversion method. In spinning of these PVDF hollow fibers, dimethy lacetamide (DMAc), LiCl and pure water were used as a solvent, a pore-forming additive and internal/external coagulant, respectively. The characteristics of the structure(pore size, porosity etc.) of the prepared PVDF HFMs as a function of concentration of pore-forming additive in polymer dope solution were studied. Also, the removal efficiency of DO from water according to flow rates of water, using PVDF HFMC with VDP, was studied. The performance of the asymmetric porous PVDF HFMC and a symmetric porous PP HFMC commercialized were compared. As a result, the asymmetric porous PVDF HFMC showed higher removal efficiency of DO than that of a symmetric porous PP HFMC.

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CO2/CH4 분리를 위한 프로필렌카보네이트/물 흡수제 특성 평가 및 막접촉기의 적용 (Evaluation of Propylenecarbonate/water Physical Absorbents and its Application in Membrane Contactors for CO2/CH4 Separation)

  • 박아름이;김성중;이평수;남승은;박유인
    • 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.

다공성 중공사막 기액 접촉기틀 이용한 $SO_2$ 제거에서 막재질과 흡수제의 영향 (Effect of Membrane Material and Absorbent Type on $SO_2$ Removal Using Microporous Hollow-fiber Membrane G-L Contactors)

  • 송희열;김인원;박현희;임춘원;조항대;이형근
    • 한국가스학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.14-21
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    • 2006
  • 다공성 중공사막 분리막 기액접촉기을 이용한 황산화물 제거장치를 제작하고 다양한 상용 분리막과 자체 제작한 분리막을 이용하여 황산화물 제거 성능 실험을 수행하였다. 분리막을 이용한 황산화물 제거 성능 평가 결과 대단히 우수한 제거효율을 보였다. 중공사막을 이용하여 $SO_2$를 제거할 경우에 액막 저항을 낮출 수 있는 흡수제와 첨가제의 선정, 막 재질, 막 제조조건 등이 최적의 G-L Contactor개발에 중요한 변수로 나타났다. 향후 보다 소형화되고, 경제적이며 효율이 우수한 G-L Contactor System 개발에 대한 연구를 진행할 것이다.

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막접촉기 응용을 위한 직접 불소화를 통한 막의 표면개질 (Membrane Surface Modification through Direct Fluorination for Gas-Liquid Contactor)

  • 이형근;박보령;임지원;이상윤;황택성
    • 멤브레인
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    • 제17권4호
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    • pp.345-351
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    • 2007
  • 본 연구에서는 선택적 Gas-Liquid Contactor의 성능을 향상시키기 위하여 polyethersulfone(PES), polysulfone(PSf), polyvinylidenefluoride (PVDF) 등의 막에 $F_2$ gas를 이용하여 표면개질하였다. 표면개질된 막의 특성을 알아보기 위해 SEM, 표면접촉각, XPS, 물 투과 최소 압력 실험을 수행하였다. SEM 측정으로부터 막의 표면형태를 살펴본 결과 불소처리 시간이 증가함에 따라 막 표면의 roughness가 증가함을 알 수 있었다. 표면불소화한 막 표면에 $-CF_2$, $-CF_3$의 perfluoro group이 화학적으로 결합되어 막의 소수성이 증가된 것으로 나타났다. 또한 표면접촉각 및 물 투과 최소 압력 실험으로부터 표면불소화 처리시간이 증가함에 따라 측정값이 증가하여 막의 특성이 향상됨을 알 수 있었다.

Propionibacterium acidipropionici를 이용한 유기산의 대량생산공정과 선별적 농축에 관한 연구

  • 김대식;최철호;이영무;이의상
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.237-240
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    • 2000
  • 회분식 발효를 실시하여 균주의 최적 발효조건을 구하여 세포 재순환식 연속 발효 공정에 적용한 결과, CSL의 최적 함량은 2.5%로 나타났으며, 수율과 생산성은 각각 0.80g total acid/g glucose, 0.26g total acid/L/h이였다. 연속 발효 결과, 최대 생산물 생산성은 희석률 0.2/h에서 3.32g organic acid/L/h을 얻었다. 최적 추출시스템은 30%w/w TOA/MIBK로 나타났으며, Membrane Contactor을 이용한 추출에서는 수용액상의 200ml/min, 추출상은 100ml/min의 유량을 갖는 Counter-current가 최적 조건임을 확인했고, 또한 수용액상과 추출상의 접촉 부피비는 2:1이 여러 가지 요인을 고려했을 때 최적 조건임을 확인했다. 실제 발효를 통해 생성된 유기산의 추출은 1:1의 부피비로 counter-current로 접촉시켰을 때 Acetic acid 가 56% Propionic acid가 72.41%의 추출력을 얻을 수 있었다.

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중공사막 접촉기를 이용한 암모니아 물질전달 모델링 (Modeling of Ammonia Mass Transfer Using a Hollow Fiber Membrane Contactor)

  • 오대양;정주영;최원호;박주양
    • 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.

분리막 접촉기를 통한 이산화탄소 흡수거동 예측 (Prediction of Absorption Behavior of Carbon Dioxide on Membrane Contactor)

  • 조인기;안효성;함문기;김인호;이용택;박유인;이규호
    • 멤브레인
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    • 제10권1호
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    • pp.39-46
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    • 2000
  • 분리막 접촉기를 통한 이산화탄소의 흡수거동 예측을 위한 공정모사를 위해 시스템의 흡수제로 탄산칼륨 수용액을 선정하였고, 시스템에서의 이산화탄소와 관련된 가역반응을 고려하였으며, 사용된 반응속도상수, 평형상수, 용해도 그리고 확산계수는 탄산이온의 농도와 온도의 함수로 사용하였다. 또한 분리막 접촉기 공정모사를 위한 조작 조건으로 중공사막의 기공상태는 비젖음성 조건을 선택하였으며, 이러한 조작조건하에서 이산화탄소 분리거동을 다양한 공정변수 즉, 흡수제의 농도와 유속, 혼합기체의 압력변화에 대해 고찰하였다. 흡수제의 농도가 증가함에 따라 촉진수송에 의한 이산화탄소의 흡수거동을 확인할 수 있었고, 흡수제의 유속 증가에 따라 이산화탄소의 흡수속도가 점차 증가함을 확인할 수 있었으며, 분리막 접촉기에서 혼합기체의 압력변화가 흡수속도에 미치는 영향 및 흡수제의 재사용에 따른 흡수속도를 확인할 수 있었다. 이러한 공정모사를 통해 분리막 접촉기의 구성 및 조작에 필요한 각각의 인자들이 흡수속도에 미치는 영향과 예측, 이를 통한 적절한 조작조건의 도출 가능성을 확인할 수 있었다.

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비다공성 분리막을 이용한 수용액 내 용존 산소 조절 (Dissolution of Oxygen in Water by Nonporous Hollow Fiber Membrane Contactor)

  • 이용택;정헌규;안효성;송인호;전현수;정동재
    • 멤브레인
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    • 제17권4호
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    • pp.352-358
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    • 2007
  • 비다공성 중공사막 접촉기를 이용하여 수용액 내 용존 산소의 농도를 조절하고자 하였으며, 용존 산소의 농도를 전산모사를 통하여 예측하였다. 공급 기체와 공급 수용액이 같은 방향으로 흐르는 병류 흐름 시스템에 대한 분리막 접촉기 공정 지배 미분 방정식을 5차 Runge-Kutta-Verner 법으로 해석하였다. Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어로 용존 산소농도 예측 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행한 결과, 분리막 수가 16,000개로 일정하며 공급기체의 유속이 0.536 mol/sec이고 압력이 486 kPa이며 공급 수용액의 유속이 16.69 mol/sec이고 산소의 몰분율이 0.995으로 유지된 상태에서, 분리막의 길이가 0.4에서 1.2m로 증가함에 따라 용존 산소는 30에서 64 ppm으로 증가하였음을 알 수 있었다. 분리막의 길이가 0.4 m일 때 공급수용액의 유속이 9.26에서 26.85 mol/sec로 증가함에 따라 용존 산소가 40에서 20 ppm으로 감소함을 알 수 있었다. 또한 공급 기체 압력이 298에서 847 kPa으로 증가함에 따라 용존 산소는 33에서 69 ppm으로 증가함을 알 수 있었다.