• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1994.03a
• /
• pp.53-77
• /
• 1994

기체 분리 방법의 종류 일반적으로 기체를 분리하는 방법에는 다음과 같이 3가지 종류가 있다. Cryogenic Separation (심냉분리법) : 기체를 압축, 냉각, 액화 시킨후 boiling point 차이를 이용한 증류볍으로 분리하는 방법을 말하며 기체 분리 기술중 가장 오래된 기술이다. Adsorption (흡착법) - PSA : 분리 하고자 하는 기체를 흡착제에 흡착 시키고 흡착되지 않는 잔류 기체는 다른 용리에 이송한 후 흡착된 기체를 온도차, 압력차 등을 이용하여 탈착 시키면서 기체를 분리하는 방법이다. Membrane Separation (막분리법) : 특수하게 제작된 막의 한쪽면으로기체 (여러 종류의 기체분자로 구성된 혼합기체)가 접촉되어 막 반대면의 압력이 저압 상태로 될때 혼합기체증의 특정기체가 막을 투과하는 현상을 이용하여 분리하는 방법을 말하며 이때에 투과현상은 막과 친화성이 좋은 특정기체분자가 압력차를 Driving Force로 하여 막의 표면에 용해 되고 이어서 막 내부에서 농도구배에 의한 확산이 일어나고 다른면에서 탈착 되어지는 원리이다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1996.10a
• /
• pp.45-46
• /
• 1996

기존의 기체분리 방법과 비교해 볼때 막분리법은 에너지 효율이 높으며 기체를 연속적으로 분리할 수 있다는 장점을 갖고있다. 그러나 막분리법으로 기체를 분리할 경우 기체분리에 사용되는 고분자막은 고온에 약하기 때문에 상용 기체분리막을 제조하는데 사용되는 고분자의 종류는 매우 제한되어 있다. 이러한 기존의 고분자 막이 갖는 물성을 개선하기 위한 방법으로 고분자를 블렌드 시킴으로서 고분자의 기체투과 특성 및 물성을 향상시키려는 연구가 여러 연구자들에 의해 진행된 바 있다. Paul은 고분자를 블렌드시켜 막을 제조하여 기체분리에 적용한 연구에서 블렌드막이 각각 단일 고분자로 제조한 막과는 다른 물성을 나타내며 고분자와 고분자 사이의 상호작용으로 인해 막의 기체투과 특성뿐만아니라 기계적 물성에도 영향을 준다고 보고한 바 있다. 이에 본 연구에서는 Na-alginate와 PVA 등의 수용성 고분자를 사용하여 블렌드막을 제조하고 제도된 막을 대상으로 물성 및 기체투과 특성에 대해 연구함으로써 Na-alginate/PVA 블렌드가 막 물성 및 기체투과 특성에 미치는 영향에 대해 연구하고자 하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1994.03a
• /
• pp.79-95
• /
• 1994

기체분리용 고분자분리막은 1977 미국 Monsanto 사의 Prism 분리기가 성공적으로 상업화된 이래 분리막의 수요가 점차 확장되어 가고 있다. 기체 분리공정은 크게 저온 분리법 (Cryogenic process), PSA (pressure swing adsorption) 그리고 분리막법 등이 있다. 저온 분리법과 PSA법의 공정에 대한 설계 및 운전기술 등이 잘 발달되어 있으며 현재 널리 사용되고 있는 보편화된 기술인 반면, 분리막 기술은 상대적으로 새로운 기술이며 성공적으로 상업화된지 약 15년이 되었다. 분리막을 이용한 기체분리법은 다른 공정에 비하여 에너지소비가 적고 설비투자도 적게 필요한 장점이 있다. 특히 적은 양의 기체를 생산하는 데 경제적이며 장비가 가볍고 좁은 공간에서도 사용할 수 있다.

• Membrane Journal
• /
• v.4 no.1
• /
• pp.30-37
• /
• 1994

수소는 여러 기체중에서 분자의 크기가 가장 작고, 막에 의한 분리가 쉬워 기체 막분리 공정 중에서 제일 먼저 개발 상업화되었다. 기체분리막의 발전역사를 살펴보면 1965년 Du Pont사가 polyethylene-terephthalate(PET) 중공사 기체분리 장치를 만든 것이 최초이다. 그러나 이 장치는 시판되지 않았다. 1979년 Monsanto사가 다공성 polysulfone 중공사에 polydimthylsiloxane계 고분자를 박막형태로 도포한 복합막을 개발하여 이것을 이용한 공업적 규모의 수소분리장치(Prism separator)를 개발하였는데 이 장치가 널리 퍼지게 되었다. 이 분리막은 현재 석유화학 및 석유정제공업 플렌드 폐가스로부터 수소회수, Oxo합성 기체중의 $CO/H_2$ 몰비 조절 등의 분야에서 사용되고 있다. 고분자 분리막 공정의 세계 시장 규모가 내년에는 20억~30억불로 추산되며 그 중 기체분리막 공정만 5억불에 달할 것으로 추정하고 있다. 본 논문에서는 수소 분리 회수용 고분자 기체막을 중심으로 분자설계, 공정현황 및 최근 연구동향 등을 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1997.04b
• /
• pp.27-28
• /
• 1997

최근 들어 분리공정의 발달과 산업의 고도화에 따라 기체 및 액체분리의 중요성이 강조되면서 열적, 화학적 그리고 기계적 안정성이 좋으며, 수명이 길고, 세척과 재생이 용이하며, 미생물에 의한 손상이 없는 무기막에 대한 연구가 진행중이다. 무기막은 기공의 크기에 따라 크게 다공성 막과 비다공성 막의 두 종류로 구분된다. 비다공성 금속막은 특정 기체에만 투과성을 가지며, 이때 기체는 용해-확산(solution-diffusion)기구에 의해 금속막을 투과하므로 특정기체에 대한 선택도는 매우 크나 투과도가 매우 작고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 다공성 막은 기체 투과율이 큰 반면 기체 선택도가 작은 단점을 가지고 있다. 현재 기체분리에 사용되고 있는 무기막은 기공크기가 40${\AA}$ 이상으로 기체 분리가 Kundsen diffusion에 의해 이루어지므로, 기체 투과도는 큰 반면에 기체에 대한 선택도는 그리 크지 않다. 따라서 최근 들어서는 다공성 담체에 기공이 작은 ($d_{pore}<20{\AA}$)박막을 담지시켜 기체의 분리 선택도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유기금속 화학증착법(metal-organic chemical vapor deposition:MOCVD)을 이용하여 수소 선택성을 가지는 $SiO_2/Al_2O_3$ 복합막을 비율별로 제조하여 증착속도를 알아보고, 열과 수분에 노출시켜 박막의 기체투과도 변화를 살펴보았다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1997.04b
• /
• pp.25-26
• /
• 1997

막을 이용한 기체 분리법의 기초적인 연구는 1880년대에 이미 시작되었지만 실용화가 이루어지지 않은 이유는 막 투과속도가 적었기 때문이었다. 그러나 막 제조기술의 발달에 의해서 처리면적이 매우 큰 초박막이 제조되었고 이로인해 에너지 절약형 기체분리 방법으로서의 막분리법이 다시 흥미를 끌게 되었다. 현재 실용화되고 있는 막으로 투과계수가 큰 실리콘막을 들수 있지만 분리계수가 작기 때문에 보다 분리성능이 큰 새로운 막의 개발이 요망된다. 그러나 실리콘막에 대한 상세한 연구가 별로 없기 때문에 실리콘막을 기준막으로 성능이 좋은 막을 개발하는데 있어서의 데이터가 부족하다. 본 연구는 이와같은 데이터를 보충하고 막투과가 기체의 어떤 성질에 지배되고 있는가를 조사할 목적으로 수행하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1992.10a
• /
• pp.49-52
• /
• 1992

본 연구에서는 기체분리용 고분자 분리막을 박막화하기 위하여 기체의 선택도와 투과도가 서로 상이한 celluloseacetate(CA), polyvinylchloride(PVC) 및 polystyrene(PS) 등의 고분자용액을 사용하여 수면전개법에 수면 전개기구와 박막의 구조적 특성을 연구하였고, 또한 기체 분리막으로서의 이 수면전개막을 개발하기 위하여 CA, PVC, PS 단일 적층막, CA-PVC 복합적 층막, PVC/PS 혼합적층막의 형태로 제막하여 기체분리효과를 검토하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1998.10a
• /
• pp.43-45
• /
• 1998

1. 서론 : 막을 이용한 게체분리는 막층 내에서의 기체분자의 투과성의 차이를 이용하여 기체분리를 행한다. 대부분의 고분자막은 한가지 기체의 선택투과도가 증가하면 다른 기체의 선택투과도도 증가하는 경향을 나타낸다. 예를 들면 질소에 대한 산소의 선택투과도가 큰 막은 메탄에 대한 이산화탄소의 선택도도 큰 값을 나타낸다. 그런데, 대부분의 분리막은 선택도가 증가할수록 투과속도가 감소하는 경향을 나타내기 때문에 이러한 단점을 극복하기 위하여 비대칭막이나 복합막 등에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1994.03a
• /
• pp.113-129
• /
• 1994

수소는 여러 기체중에서 분자의 크기가 가장 작고, 막에 의한 분리가 쉬워 기체 막분리 공정 중에서 제일 먼저 개발 상업화 되었다. 기체분리막의 발전 역사를 살펴보면 1965년 Du Pont 사가 polyethyleneterephthalate(PET) 중공사 기체분리 장치를 만든 것이 최초이다. 그러나 이 장치는 시판되지 않았다. 1979년 Monsanto사가 다공성 polysulfone 중공사에 polyimethylsiloxane계 고분자를 박막형태로 도포한 복합막을 개발하여 이것을 이용한 공업적 규모의 수소분리장치(Prism separator) 를 개발하였는데 이 장치가 널리 퍼지게 되었다. 이 분리막은 현재 석유화학 및 석유정제공업 플랜트 폐가스로부터 수소회수, Oxo합성 기체중의 CO/H$_{2}$ 몰비 조절등의 분야에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 수소 분리 회수용 고분자기체막을 중심으로 분자설계, 공정현화 및 최근 연구동향 등을 살펴보고자 한다.

• Membrane Journal
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.59-71
• /
• 1996

기체 막분리공정 기술이 점점 개발되어질수록 막분리의 성능을 이해하려는 필요성이 각 공정에서 증진될 것이며 기체 막분리 성능의 예측능 기술 발전을 위해 계속 시도되어질 것이다. 이러한 추세에 힘입어 현재 석유화학공정 배가스 중 수소를 정제하기 위한 기술 개발을 시도하고 있으며 특히 저농도의 수소를 고농도로 농축시키기 위해 막분리 공정을 적극 검토하고 있다. 본 논문에서 밝혀 본 막분리 공정의 성능 예측과 분석은 향후 공정을 설계하고 제작하는 데 크게 이바지할 뿐만 아니라 석유화학 제반 공정뿐만 아니라 관련 화학공업장치 산업에서 기체 분리를 통한 자원회수와 에너지 절약 측면에서 계속 발전해 나갈 것은 믿어 의심치 않을 것이다.