초록

자동차 배출가스로 인한 대기 오염을 줄일 수 있는 자동차 연료용 고순도 에탄올 농축을 의한 투과증발 pilot test가 발효에탄올 시작 공장에서 PVA 복합막을 이용하여 수행되었다. 약 95% 에탄올 농도를 갖는 에탄올/물 공비혼합물을 탈수, 농축하여 99% 이상의 연료용 고순도 에탄올을 얻는 투과증발 공정에서는 막의 내열 온도 범위 내에서 공급액의 가열 온도를 높일수록 농축 성능이 우수하였으며 투과액의 응축 온도는 경제성을 고려하여 결정해야 하며 $0{\circ}C$가 최적임을 알 수 있었다. 발효에탄올 농축을 위한 투과증발 성능은 합성에탄올 농축과 같은 결과를 보임으로써 투과증발 시스템 성능은 에탄올에 포함된 미량의 성분과는 무관한 결과를 보였으며, 투과증발 pilot test 결과 및 에너지 수지 관계를 이용하여 시스템에 소비되는 에너지의 대부분을 차지하는 투과액의 기화에 필요한 에너지는 공급액의 현열에 의해 공급됨을 확인하였다.

Abstract

Pervaporation pilot tests for obtaining the anhydrous ethanol, which is an automobile fuel additive for reducing air pollution, were carried out in the production field of fermented ethanol by using a PVA composite membrane. In the pervaporation dehydration of the ethanol/water azeotropic mixture, the membrane performance is concluded to be enhanced with the heating temperature of feed. In the determination of the permeate condensation temperature from the viewpoint of energy cost, an Optimal temperature was found to be near $0{\circ}C$. The results on the dehydration of fermented ethanol were similar to those of synthetic ethanol, which indicates that the pervaporation performance is not influenced by impurities contained in the ethanol to be dehydrated. From a comparison of calculated energy needed in the system and measured value in the pilot test, it is confirmed that the latent heat for vaporization of permeant on the permeate side of membrane is supplied from the feed.

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