• Membrane and Water Treatment
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• 제9권6호
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• pp.435-445
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• 2018

In this work, desalination experiments were performed on vacuum membrane distillation (VMD). Process parameters such as feed flow rate, vacuum degree on permeate side, feed bulk temperature and feed salt concentration were optimized using sensitivity analysis and Taguchi method. The optimum values of process parameters were found to be 2 lpm of feed flow rate, $60^{\circ}C$ of feed bulk temperature, 5.5 kPa of permeate-side pressure and 5000 ppm of salt concentration. The permeate flux at these conditions was obtained as $26.6kg/m^2{\cdot}hr$. The rejection of salt in permeate was found to be 99.7%. The percent contribution of various process parameters using ANOVA results indicated that the most important parameter is feed bulk temperature with its contribution of 95%. The ANOVA results indicate that the percent contribution of permeate pressure gets increased to 5.384% in the range of 2 to 7 kPa as compared to 0.045% in the range of 5.5 to 7 kPa.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.179-184
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• 2008

숙신산은 식품, 의약, 화장품 등의 생산에서 중요한 화학물질로 부각되고 있으며, 향후 많은 분야에 사용될 가능성이 큰 원료물질이다. 일반적인 화학합성법과는 달리, 바이오매스와 환경 친화적 생물공정에 의해 생산되는 숙신산은 주로 염의 형태로 존재하므로 무기이온 제거를 위한 후속공정으로 전기투석공정이 반드시 필요하다. 전기투석 공정의 최적화를 위해 전압, 농도, pH 등의 인자 중에서 반응변수(response)인 탈염도 및 에너지 소비량에 영향을 주는 인자 선정 및 그 중요도 분석을 실험계획법을 이용하여 수행하였다. 2 수준 3인자 완전 요인 설계표에 의거하여 실험을 수행하였고, 실험결과의 미니탭 분석을 통해 전압이 가장 중요도가 큰 인자임을 알았다. 또한, 반응변수 최적화 도구를 이용하여 반응변수의 목표 값을 만족시키는 인자의 최적 조합을 찾고자 하였다. 한편, 전하를 띄지 않는 발효잔류물이 탈염에 미치는 영향을 조사하기 위해 농축 발효 옥수수 침출물, 이스트 추출액, 덱스트로즈 등의 함량에 따른 숙신산염의 탈염도 변화를 고찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.525-534
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• 2022

본 연구에서는 물과 전기의 동시 생산이 가능한 pressure retarded membrane distillation (PRMD)의 폐루프식 구성 디자인을 기수담수화에 적용해 최적 운전 조건과 성능 평가를 수행하였다. 시뮬레이션 결과 80 ℃ 이상의 폐열이 공급될 때 순 에너지 생산량이 양수 값을 보이며 90 ℃ 이상일 때 안정적인 전력 생산이 가능한 것을 확인할 수 있었고 최적 유입수 유량은 0.6 kg/s를 나타냈다. 이 조건에서 3 g/L의 기수가 유입될 때 순 에너지 생산량은 2.56 W/m², 물 플럭스는 8.04 kg/m²/hr의 값을 나타냈다. 기수의 농도가 1-3 g/L로 변화할 때 물 플럭스나 에너지 생산량은 큰 변화가 나타나지 않았고, 해수가 유입수로 사용될 때와 비교하면 더 높은 물 플럭스와 순 에너지 생산량을 보였다. 이를 통해 에너지 생산이라는 측면에 집중한다면 기수를 사용해서 PRMD를 운전하는 것이 더 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제33권5호
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• pp.257-268
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• 2023

막 축전식 탈염 공정(membrane capacitive deionization, MCDI)은 이온교환막을 다공성 전극과 함께 사용하여 탈염 효율을 향상시킬 수 있는 CDI 공정의 변형이다. 이온교환막은 MCDI의 성능에 큰 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 본 연구에서는 MCDI의 탈염 효율을 크게 향상시킬 수 있는 이온교환막의 최적 제조 인자를 도출하고자 하였다. 이를 위해 PE 다공성 필름의 세공에 단량체를 충진하고 in-situ 광중합을 진행하여 세공충진 이온교환막(pore-filled ion-exchange membranes, PFIEMs)을 제조하였다. 실험 결과, 제조된 PFIEMs은 다양한 탈염 및 에너지 변환 공정에 적용할 수 있는 수준의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한, MCDI 성능과 막 특성 인자와의 상관성 분석을 통해 막의 가교도를 제어하여 막의 전기적 저항이 충분히 낮은 범위에서 이온 선택 투과성을 최대화하는 것이 MCDI의 성능 향상을 위해 가장 바람직한 막제조 조건이라는 결론을 얻었다.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.16-34
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• 2021

물 공급은 늘어나는 담수 수요와 다르게 줄어들고 있다. 담수의 수요를 충당하기 위해서 나노여과법은 가장 효율적이고 경제적인 방법이라고 할 수 있다. 해수담수화를 위한 나노여과법의 일반적인 방법으로는 나노여과 멤브레인을 이용한 역삼투압 방식이다. 하지만 기존의 멤브레인들은 주요 특성인 안정성, 경제성, 그리고 살균 및 방오특성이 부족하다. 기존의 나노여과 멤브레인을 향상시키기 위해서 친수성과 방오성이 높은 흑연 산화물이 가장 향상성이 높으며 널리 연구되고 있는 재료이다. 멤브레인 변형은 다른 레이어에 적용될 수 있다. 얇은 막으로 이루어진 멤브레인은 다른 세 레이어로 구성되어 있다, 표면의 폴리아미드 레이어, 기공 레이어, 그리고 전체적인 구조를 구성하는 지원 직물이다. 정삼투압 토한 에너지 효율적인 해수담수화 방식이지만 효율이 생물 오염 때문에 떨어진다. 산화그래핀 결합은 향균 기능을 향상할 수 있으며 멤브레인 표면에 바이오필름 생성을 억제할 수 있다. 압력지연삼투는 해수에서 청정에너지를 발전시키는 최고의 방법 중 하나이다. 멤브레인의 생물 오염은 합성 폴리머 멤브레인의 합성 레이어에 산화 그래핀을 합성하여 줄일 수 있다. 나노여과 멤브레인을 개량하는 여러 연구가 각자의 장단점을 가지고 이루어지고 있다. 이 보고서는 나노여과 멤브레인의 개량, 성질, 그리고 성능에 대해 논의한다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권4호
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• pp.139-145
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• 2015

Capacitive deionization (CDI) process is a novel approach for desalination of an aqueous salt solution. In the present study, an activated carbon cloth (ACC) is proposed as effective electrode material. Initially the carbon cloth was activated in 1 M and 8 M HNO₃ for 9 hours at room temperature. The untreated and chemically activated carbon cloth (ACC) electrode materials were subjected to BET surface area measurements in order to get information about their specific surface area, average pore size, total pore volume and micropore area. The above materials were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) also. The electrochemical studies for the electrodes were done using cyclic voltammetry (CV) in 0.1 M Na₂SO₄ medium. From the studies, it was found that resistivity of the activated carbon cloth electrodes (treated in 1 M and 8 M HNO₃) was decreased significantly by the chemical oxidation in nitric acid at room temperature and its capacitance was found to be 90 F/g (1 M HNO₃) and 154 F/g (8 M HNO₃) respectively in 0.1 M Na₂SO₄ solution. The capacitive deionization behavior of a single cell CDI with activated carbon cloth electrodes was also studied and reported in this work.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 제6회 하계 Workshop (98 한국막학회, 국립환경연구원 국제 Workshop, 수자원 보전과 막분리 공정)
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• pp.81-94
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• 1998

Nowadays, membrane separation such as reverse osmosis (RO) and ultrafiltration (UF) play an important role in the industrial separation technology. Among desalination technologies available today, reverse osmosis is usually the most economical process for wide range of water salinity. Main applications include production of high purity water, desalination of seawater and brackish water for a drinking water supply, treatment of waste water for environmental protection, and recovery of precious materials from industrial waste water. In this paper, we will mention membrane performance and these practical use focused on reverse osmosis membranes and ultrafiltration membranes recently developed by Toray.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.623-628
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• 2007

The purpose of this paper is to study the influence of geometry parameter on the ejector performance. The CFD results were verified with available experimental data. Flow field analysis was also carried out in this study. Variation on the geometry parameter was made by varying the angle of converging duct those are $0.5^{\circ}$, $2.0^{\circ}$ and $3.5^{\circ}$. The converging duct with an angle of $0.5^{\circ}$ gives the highest value of entrainment ratio that is 0.941. Furthermore, from this study it can be concluded that the entrainment ratio decreases with respect to the increase of angle of convergence duct.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권1호
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• pp.71-86
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• 2016

The present study deals with a numerical simulation for the transport phenomena in three configurations of Membrane Distillation (Air Gap, Direct Contact and Sweeping Gas Membrane Distillation) usually used for desalination in order to make an objective comparison between them under the same operating conditions. The models are based on the conservation equations for the mass, momentum, energy and species within the feed saline and cooling solutions as well as on the mass and energy balances on the membrane sides. The theoretical model was validated with available data and was found in good agreement. DCMD configuration provided the highest pure water production while SGMD shows the highest thermal efficiency. Process parameters' impact on each configuration are also presented and discussed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 12th Asian Congress of Fluid Mechanics
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• pp.64.2-64.2
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• 2008