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진공열전달기술에 의한 해수의 종합자원화에 관한 연구
A study on the comprehensive resources utilization of seawater by the vacuum heat transfer technology 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.39 no.7, 2015년, pp.685 - 695  

소예덕 (Graduate School of Korea Maritime and Ocean University) ,  문수범 (Training ship of Kunsan National University) ,  김경근 (Department of Marine System Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  최부홍 (Department of Maritime Safety Administrations, Mokpo National Maritime University) ,  이서연 (San-Ya co.)

초록
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바닷물을 농축하면 농도가 높아짐에 따라서 뻘과 산화철, 석고, 소금, 미네랄, 용존광물이 순차적으로 석출된다. 이 논문에서는 이러한 해수의 물리적 특성을 이용하여, 해수 중의 용존성분들을 순차적으로 석출하여 회수할 수 있는 경제성 있는 새로운 진공열전달기술을 제안하였다. 진공상태하의 열전달특성에 관한 실험적 결과를 토대로 해수 종합자원화를 위한 공정을 다음과 같이 4-공정으로 구분하였다. 즉, (1)소금이 석출되기 시작하는 포화농도까지의 농축하는 단계, (2)소금의 결정화가 이루어지는 단계, (3)미네랄이 석출되는 단계, (4)잔류 용존금속 액체의 4-공정이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Mud, iron oxide, plaster, salt, minerals, and dissolved metals are sequentially deposited in accordance with the increasing concentration of seawater. In this paper, by using the physical characteristics of the seawater, we propose a new vacuum heat-transfer technology to subsequently obtain the pro...

주제어

#해수   #담수   #진공열전달   #식용소금   #용존광물  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 가장 고가인 식용 결정소금의 생산에 중점을 두되, 해수 중에 포함된 모든 성분들을 활용할 수 있는 해수의 종합자원화가 연구의 목표로, 해수자원화 공정을 (1)소금이 석출되기 시작하는 포화농도까지의 농축하는 단계, (2)소금의 결정화가 이루어지는 단계, (3)미네랄이 석출되는 단계, (4)잔류 용존 금속 회수단계의 4-공정으로 나누어 각 공정에서의 진공열전달특성(Vacuum Heat transfer characteristics)에 관하여 연구하였으며, 실험은 기보유중인 실험실용 소형 저온진공건조장치(STVD-50)를 이용하여 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해수의 종합자원화를 위한 에너지절약형 농축장치와 건조장치 시스템 개발의 핵심요소기술은 무엇인가? 해수의 종합자원화를 위해서는 대량의 수분을 짧은 시간에 증발시켜 액화시킬 수 있는 에너지절약형 농축장치와 석출된 물질들을 고효율로 건조할 수 있는 건조장치의 개발이 선행되어야 한다[1]. 이러한 시스템은 선박, 화력발전소 등에서 발생되는 85℃ 이하의 폐열을 이용하는 경우를 상정하면, 수분을 85℃ 이하에서 증발시킬 수 있는 진공농축장치, 진공건조장치, 전체 시스템을 진공압력으로 유지하기 위한 진공장치 및 결정소금 생산을 위한 결정화장치의 개발이 핵심요소기술이 된다[1].
담수생산은 무엇을 이용하는가 해수에는, Table 1과 같이, 지구상의 거의 모든 성분들이 이온상태로 존재하는 무한자원의 보고로서, 담수, 소금, 리튬, 우라늄 등 특정물질만을 얻는 방법으로 활용되고 있다[1]. 해수를 이용하는 가장 보편화 된 담수생산의 경우, 폐열을 이용하여 해수를 진공 증발시키거나[2], 역삼투막식 담수설비를 이용하여[3] 담수를 생산하지만, 에너지비용과 해수의 강한 부식성에 따른 재료비 상승으로 경제성을 확보하기가 쉽지 않다.
담수생산의 단점? 해수에는, Table 1과 같이, 지구상의 거의 모든 성분들이 이온상태로 존재하는 무한자원의 보고로서, 담수, 소금, 리튬, 우라늄 등 특정물질만을 얻는 방법으로 활용되고 있다[1]. 해수를 이용하는 가장 보편화 된 담수생산의 경우, 폐열을 이용하여 해수를 진공 증발시키거나[2], 역삼투막식 담수설비를 이용하여[3] 담수를 생산하지만, 에너지비용과 해수의 강한 부식성에 따른 재료비 상승으로 경제성을 확보하기가 쉽지 않다.
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참고문헌 (18)

  1. S. C. Shin, K. G. Kim, J. S. Park, D. K. Park, and C. H. Lee, A Planning Research for the High Technology Treatment of the High Salinity Seawater Resources, Planning report of Korea Institute of Marine Science and Technology Promotion, 2014. 

  2. C. B. Kim, Y. H. Song, K. G. Kim, K. T. Park, H. S. Jung, and D. Y. Choi, "A study for the operation characteristics of the multi-stage fresh water generator by the thermo-compressor," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 32, no. 8, pp. 1185-1191, 2008. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. C. H. Kim, "A development of application technology for the R.O type fresh water generator considering the the island seawater problem," The Korea Water Research Development Corporation, KIWE-IWW-05-10, 2005. 

  4. K. S. Jung, B. K. Kim, K. G. Yu, J. C. Lee, J. K. Jung, Y. D. Seo, and D. S. Kil, A Planning Report for the Dissolved Resources in Seawater and the Growth Engined Policy Methode, Planning report of Korea Institute of Marine Science and Technology Promotion, 2010. 

  5. M. J. Kim, H. J. Baek, S. S. Shin, and M. S. Lee, "A planning report for the boron recovery technology in seawater by the AMF process," Academic-Industrial Cooperation of Korea Maritime and Ocean University, Report, 2012-0099, 2013. 

  6. M. B. Joo, J. H. Kang, H. S. Jang, and H. D. Lee, "A study for the direction policy for the high-valued food industry of the sun-dried salt," KMI Report, 2009. 

  7. I. C. Kim, "A Competition of the facility modernization and institutional improvement for the high-valued sun-dried salt production," Korean Assembly, 2009. 

  8. J. H. Choi, K. W. Cho, N. G. Park, S. K. Kim, M. S. Jung, and K. G. Kim, "A preliminary report for the table salt production as a treatment technology of the high salinity seawater from the fresh water generating R.O plant," Korea Maritime and Ocean University, Report, 2012. 

  9. K. G. Kim, Y. M. Kim, M. H. Kim, and S. D. Kang, "A Development for the CAD program for thw automatic design of the steam ejector," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 11, no. 3, pp. 219-226, 1987. 

  10. K. S. Kim, J. S. Lee, W. Y. Kim, and K. G. Kim, "A experimental study for the characteristics of the steam ejector," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 15, no. 5, pp. 358-365, 1991. 

  11. G. S. Kim and K. G. Kim, "A study the formulation for the properties of steam and water according to the ASME code on P.C," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 6, no. 4, pp. 88-101, 1992. 

  12. K. G. Kim, A Study on the Steam Ejector's Characteristics and Computer Aid Design, Ph.D. Dissertation, Korea Maritime and Ocean University, 1993. 

  13. S. Y. Choi, A Study on the Thermal Characteristics of Thw low Temperature Vacuum Dryer, Ph.D. Dissertation, Korea Maritime and Ocean University, 1999. 

  14. S. B. Moon, S. Y. Choi, K. G. Kim, "A study on the thermal characteristics of the big capacity vacuum dryer for the drying of food materials," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 24, no. 4, pp. 427-434, 2000 (in Korean). 

  15. S. B. Moon, A Study on the Drying Heat Transfer of the Sea Cucumber by the Low Temperature Vacuum Drying Technology, Ph.D. Dissertation, Korea Maritime and Ocean University, 2010. 

  16. K. G. Kim, C. H. Lee, and Y. D. Shao, "A development of the hugh quality vacuum dried abalone with the farming abalones," Industry-Academic Cooperation Research Project of the Small and Medium Business Administration, 2012. 

  17. S. B. Moon, K. S. Kim, C. H. Lee, C. Oh, and C. W. Bae, "A study on the drying heat transfer of the high quality seafoods," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 34, no. 4, pp. 460-469, 2010. 

    원문보기 상세보기 crossref

  18. K. G. Kim and D. Y. Choi, "Detailed digital data book of the steam & water," Thermal Engineering Lab. of Maritime College of Korea Maritime and Ocean University, 1998. 

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