• Title/Summary/Keyword: 막모듈

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Study of Separation of carbon dioxide through hollow fiber membrane contactor (중공사막 접촉장치를 통한 이산화탄소 분리에 관한 연구)

  • 염봉열;김민수;이용택;박유인;이규호
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.61-64
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    • 1997

  • 1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

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Effect of Twisted Hollow Fiber Membranes in a Module: Computational Fluid Dynamics Simulations on the Pressure and Concentration Profile of the Module in the forward Osmosis (비틀린 중공사막이 모듈에 미치는 영향: 전산 유체역학 시뮬레이션을 통한 정삼투 모듈의 압력과 농도 분포)

  • Kim, Suhun;Lee, Chulmin;Kim, In S.
    • Membrane Journal
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    • v.30 no.1
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    • pp.66-77
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    • 2020

  • The current study focused on the effect of twisting hollow fibers (HFs) in a module during forward osmosis operation mode. Computational fluid dynamics simulation was employed for a straight HF module and twisted modules with five different angles to predict the mass transfer and observe the draw solution profile in terms of concentration and pressure. The simulation results showed that when the membranes were twisted, the concentration was distributed more evenly and the pressure at the module outlet increased gradually as the twisting angle increased. As pressure at the outlet increased, the fluid velocity inside the membrane decreased and the residence time of fluid increased, thereby facilitating mass exchange across the membrane. This is evidenced by a doubling of the ratio of water flux through the membrane in module flux when the HFs were twisted.

  • https://doi.org/10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2020.30.1.66 인용 PDF KSCI

A Study on the Fouling of Ultrafiltration Membranes Used in the Treatment of an Acidic Solution in a Circular Cross-flow Filtration Bench (순환식 막 모듈 여과장치를 이용한 산성용액의 수처리 공정 시 발생하는 한외여과막 오염에 관한 연구)

  • Kim, Nam-Joon;Choi, Chang-Min;Choi, Yong-Hun;Lee, Jun-Ho;Kim, Hwan-Jin;Park, Byung-Jae;Joo, Young-Kil;Kang, Jin-Seok;Paik, Youn-Kee
    • Membrane Journal
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    • v.19 no.3
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    • pp.252-260
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    • 2009

  • The effects of the treatment of an acidic solution at pH 2 on polyacrylonitrile ultrafiltration (UF) membranes were investigated using a circular cross-flow filtration bench with a membrane module. A substantial reduction in the membrane permeability was observed after 80 hours' treatment of the acidic solution. In addition, the analyses of the sample solutions by ultraviolet/visible absorption spectroscopy and gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS), which were taken from the feed tank as a function of the treatment time, showed that a new organic compound was produced in the course of the treatment. From a thorough search of the mass spectral library we presumed the new compound to be 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione (DCD), one of the well-known additives for polyurethane. Based on further experimental results, including the scanning electron microscope (SEM) images and the solid-state NMR spectra of the membranes used for the treatment of the acidic solution, we suggested that the decrease of the permeate flux resulted not from the deformation of the membranes, but from the fouling by DCD eluted from the polyurethane tubes in the filtration bench during the treatment. Those results imply that the reactivity to an acidic solution of the parts comprising the filtration bench is as important as that of the membranes themselves for effective treatments of acidic solutions, for efficient chemical cleaning by strong acids, and also in determining the pH limit of the solutions that can be treated by the membranes.

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