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투과증발 연속운전을 위한 제올라이트 분리막의 제조 및 특성 평가
정재칠,김동현,김현철,육종묵,노영석 한국막학회 2017 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2017 No.11
알루미나 튜브 지지체의 표면에 NaA제올라이트 분리막을 수열합성법으로 제조하고, 이를 투과증발 공정에 사용하였다. 분리막의 제조에 사용된 지지체는 기공율 40%, 기공경 0.7 μm를 갖는 지지체를 사용하였으며, 수열합성법으로 제 조된 NaA제올라이트 분리막은 약 18 μm의 두께를 나타내었다. 제조된 분리막 은 단일 분리막 형태와 분리막 모듈로 구성하여 각각 투과증발 성능을 평가하였으며, 단일 분리막은 10L Batch type반응기에서 투과증발 공정을 수행하고, 분리막 모듈은 1 ton Batch type 반응기에서 투과증발 공정을 수행하여 그 성능을 평가하였다.
정재칠 한국막학회 2018 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2018 No.11
(주)파인텍에서 개발한 NaA 제올라이트는 LTA구조의 제올라이트에 Na+를 이온 교환하여 제조하였으며, Si/Al비율이 1을 갖는 강한 친수성을 나타내는 분리막이다. NaA 제올라이트 분리막은 18~20㎛의 막두께를 나타내었으며, Single tube의 막면적은 0.02㎡를 갖는 분리막을 사용하였다. 이와 같은 분리막을 사용하여 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 등에 포함된 수분을 제거하기 위한 투과증발 평가를 수행하였다. 다양한 Feed 종류에 따라 동일한 분리막을 이용해 물을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였다. 이 논문은 2017년도 한국연구재단 국제협력사업의 지원을 받아 연구되었음(NRF-2016K1A3A1A48954033).
반도체 공정에서 배출되는 불화가스 농축을 위한 막분리 시스템의 개발
정재칠,김정은,장성민,육종묵,장석준,노영석 한국막학회 2015 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2015 No.05
반도체 공정에서 에칭공정은 실리콘 기판위에 패턴된 절연층을 식각하는 공정으로 분진과 미반응 가스를 배출하며, 다량의 질소와 혼합되어 실질적으로 수 ppm으로 배출되어, 주로 Scrubber를 통하여 후처리가 수행되고 있으나, 처리효율이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 막분리 공정을 통하여 질소와 PFCs를 분리회수하는 통합시스템을 개발하여, PFCs 가스 분리,회수에 대한 평가를 수행하였으며, 회수율 95%, 농축비 1을 나타내었다.
NaA 제올라이트 분리막을 이용한 탈수용 투과증발 막분리 플랜트 개발
정재칠,김동현,김택우,육종묵,노영석 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05
투과증발 공정은 공비점 부근의 함수 유기화합물로부터 선택적으로 물은 분리하는 기술로 에너지 절약형 분리 기술이다. 본 연구에서는 이와 같은 투과증 발 플랜트의 개발을 위하여 α-Alumina 지지체에 합성한 NaA제올라이트 분리막 을 사용하였으며, 1 ton/day급과 250 L/batch급의 플랜트를 개발하였다. 개발한 투과증발 플랜트는 함수에탄올을 대상으로 탈수 평가를 수행하였으며, 250 L/batch급의 플랜트는 억새의 발효를 통해 생산한 함수 바이오에탄올을 이용하여 탈수 성능을 평가하였다.
상용급 유기용매 탈수 공정의 투과증발 분리막 적용 사례
정재칠 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
유기 용매의 탈수를 위해 투과증발 분리막을 사용하였다. 투과증발 분리막은 주식 회사 파인텍이 개발/생산하는 NaA zeolite membrane으로 Asymmetric type의 다공성 Alumina tube의 외표면에 분리막을 합성하고, 표면적 0.6m2을 갖는 모듈(Model. FT570-21060)로 제작하여 적용하였다. 유기용매의 탈수를 위한 투과증발 분리막은 상용급 공정에 적용하기 위하여 파일럿 테스트를 수행하였으며, 파일럿 테스트 결과 수분함량 3.3%에서 0.09%까지 탈수하는데 성공하였으며, 투과측의 수분 함량은 80.27 ~ 98.88%의 분포를 나타내었다. 이와 같은 파일럿 평가 결과를 바탕으로 사용급 생산 공정에 적요하기 위한 투과증발 분리막 모듈의 규모를 산정하였으며, 14.4m2의 표면적을 갖도록 분리막 모듈을 2단으로 구성하여 설치하였다. ** 이 논문은 2017년도 한국연구재단 국제협력사업의 지원을 받아 연구되었음. (NRF-2016K1A3A1A48954033)