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진공식 막 증발법에서 진공압 및 온도에 따른 플럭스 변화
정완철,주재석,최지혁,이상호 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
막 증발법(MD) 중에 하나인 진공식 막 증발법(VMD, Vacuum Membrane Distillation)은 막에서 투과되는 한쪽 부분을 진공상태로 만들어서 유입수로부터 발생된 증기를 분리하고, 응축시켜 생산수를 얻는 방법이다. 원수에서 증기를 분리하기 위해서는 진공을 항상 유지되어야 하며, 투과 증기를 포집하는 별도의 장치가 필요한 단점이 있지만, 막 모듈의 형태를 외부에 노출이 되도록 제작하여 유입 수를 따로 순환하지 않고 운전할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 VMD의 성능평가를 위한 기초 실험을 진공압 및 온도별 실험을 진행하였다. 이 때, 막 면적과 열 온도는 동일한 조건으로 진행하였고, 증기 온도 및 플럭스를 측정하여 실험별 효율성을 검토하였다. 또한 기초 실험을 토대로 MD에서 가장 문제가 되는 무기물 스케일(CaSO4)로 인한 플럭스 변화를 확인하는 실험을 진행하였다. 실험이 끝난 후에 분리막의 표면을 FE-SEM으로 관찰하여 무기물에 의한 스케일을 관찰하였다. 분리막 표면에 있는 스케일을 제거하기 위하여 물리 세정 및 화학세정 실험을 진행하여 세정별 플럭스 회복율을 측정하였다.
다단침지형 진공식 막증발법의 적용 가능성 평가 및 최적 운전조건 연구
정완철,이상호,최지혁,조형락,최용준 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
막증발법(Membrane distillation, MD) 중에 하나인 진공식 막증발법(Vacuum Membrane Distillation, VMD)은 유입수에서 소수성의 다공성 막으로 분리된 생산수 라인을 진공상태로 만들어 유입수로부터 발생된 증기를 분리·응축하여 생산수를 얻는 방법이다. 침지형 진공식 막증발법(Submerged Vacuum Membrane Distillation, SVMD)은 막모듈을 외부에 직접 노출되도록 제작하여 유입수를 따로 순환하지 않고 운전할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 원수를 가열하는 데에 많은 에너지가 소모되기 때문에 높은 열원을 필요로 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 열효율을 높이기 위한 다단침지형 진공식 막증발법(Multi-SVMD)의 성능평가를 진행하였다. 기본 VMD 공정과 막 면적은 동일한 조건으로 진행하였고, 증기 온도 및 플럭스를 측정하여 실험 조건별 공정 효율성을 검토하였다.
공기간극형 막증발법 효율 향상을 위한 V-AGMD 적용 가능성 평가
김유식,이상호,최용준,최지혁,정완철 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
차세대 담수화 공정의 하나로서 지속적인 관심을 받고 있는 막증발법(Membrane Distillation, MD)은 높은 온도의 유입수와 낮은 온도의 처리수 사이에서 소수성의 다공성 막을 통하여 막 표면에서 순수한 증기가 통과하여 처리수 쪽에 응축되는 기술이다. 막증발법에서 대표적인 방법으로 직접접촉식 막증발법(Direct Contact Membrane distillation, DCMD)이 있지만, 다른 공정에 비해 열효율이 높지 않은 단점이 있다. 이러한 문제를 개선한 방법으로 공기간극형 막증발법(Air Gap Membrane distillation, AGMD)이 있다. AGMD는 DCMD와 다르게 막으로 부터 응축 표면이 떨어져 있다. 따라서 처리수 쪽에 간극을 형성하여 열손실을 줄일 수 있는 공정이다. 열효율을 높일 수 있지만, 생산수량이 다른 공정에 비해 낮다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 AGMD에서의 낮은 생산량을 높이기 위하여 응축 라인에 진공압(Vacuum)을 도입하여 실험실 규모의 V-AGMD 실험을 진행하였다. V-AGMD의 성능을 평가하기 위한 기초 실험을 진행하였고, 기본 AGMD 공정과의 비교를 통한 성능평가를 진행하였다.