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[국내논문] 과산화수소 농축을 위한 투과증발공정 모델링
Modeling of a Pervaporation Process for Concentrating Hydrogen Peroxide 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.49 no.5, 2011년, pp.560 - 564  

구옌후휴 (전북대학교 반도체.화학공학부) ,  이성택 (전북대학교 반도체.화학공학부) ,  최수형 (전북대학교 반도체.화학공학부)

초록
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본 연구의 목적은 과산화수소 농축을 위한 투과증발공정의 수학적 모델을 제시하는 것이다. 대상공정은 NASA에서 개발한 것으로 쉘과 멤브레인 튜브들로 구성되어 있다. 쉘과 튜브에는 각각 과산화수소용액과 sweep gas가 향류로 흐른다. 이때 막을 통해 투과증발되는 기체에는 과산화수소보다 물분자가 더 많기 때문에 과산화수소를 농축할 수 있다. 이 공정의 수학적 모델은 투과물의 흡수-확산 메커니즘에 기초한 비선형 편미분 및 대수 방정식, 투과물 플럭스의 온도 의존성에 대한 아레니우스 관계, 그리고 막 모듈 내의 액상 농도와 흐름에 대한 질량 및 운동량 수지식의 형태로 개발하였다. 과산화수소 농축물 농도의 동적 거동은 제안된 모델의 단순화된 형태를 풀어 모사하였고 그 결과값을 NASA 특허에서 보고된 실험자료와 비교하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The objective of this study is to propose a mathematical model for a pervaporation process for concentrating hydrogen peroxide. The process was developed by NASA, which consists of a shell and membrane tubes, where a liquid hydrogen peroxide solution flows in the shell, and a sweep gas flows in the ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 과산화수소를 농축하는 투과증발공정의 동적 거동을 모사할 수 있는 수학적 모델을 개발하였고, 단순형태에 기초한 모사 결과를 NASA의 실험결과와 비교했다. 이를 통해 NASA 공정에서 사용된 막의 각성분에 대한 투과계수를 추정할 수 있었으며, 이는 향후 막 개발 및 공정개선의 지표로 사용할 수 있을 것으로 예상된다.

가설 설정

  • 출구경계조건으로 압력은 대기압이고 물질전달은 대류만 존재한다고 가정하였다. 즉, 출구경계를 노출시키고 농축물의 농도에 대한 어떤 제한사항도 두지 않았다.
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참고문헌 (16)

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  16. Logan, B. E., Microbial Fuel Cells, Wiley(2008). 

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