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온도와 압력 변화가 압력지연삼투 공정 성능에 미치는 영향
Effect of the Temperature and Pressure on Pressure Retarded Osmosis Performance 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.30 no.3, 2016년, pp.321 - 325  

심진우 (과학기술연합대학원대학교) ,  남숙현 (한국건설기술연구원) ,  구재욱 (한국건설기술연구원) ,  김은주 (한국건설기술연구원) ,  윤영한 (한국건설기술연구원) ,  황태문 (과학기술연합대학원대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Pressure Retarded Osmosis (PRO) is the next generation desalination technique and is considered as a eco-friendly energy. This was conducted to evaluate the effect of the temperature and pressure on the PRO performance. The flux of the permeation was measured under different operating conditions...

주제어

#담수화   #압력지연삼투   #압력지연삼투 성능   #최적화  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • PRO 성능을 판단하는 인자는 플럭스(Flux), 전력밀도(Power Density)로 판단할 수 있다. PRO 공정에서 플럭스와 전력밀도는 유도용액과 유입수의 유량에 의해 많은 영향을 받고, 실 플랜트에서 두 용액의 양이 제한적이어서, PRO 공정에서 성능을 판단하는데 회수율도 중요한 인자로 활용하지만, 본 연구에서 진행한 실험실 규모의 장치에서는 온도와 압력 변화가 플럭스와 전력밀도에 미치는 영향에 대한 연구를 살펴 보았다.
  • 공급수와 유도용액의 동일한 온도조건 변화에 따른 PRO 성능의 변화를 파악하기 위해 실험을 실시하였다. 각각의 유도용액과 공급수의 온도를 20, 30, 40 ˚C으로 변화하여 실험을 실시하였고, 유도용액에 가해주는 운전압력은 5, 10, 15 bar로 운전하였다.
  • 공급수의 온도변화에 따른 PRO 성능의 변화를 파악하기 위해 실험을 실시하였다. 위의 조건과 반대로 유도용액의 온도는 20 ˚C로 유지하였고, 유도용액에 가해주는 운전압력은 5, 10, 15 bar, 공급수의 온도를 20, 30, 40 ˚C의 다양한 범위에서 성능결과를 비교 분석하였다.
  • 본 연구는 PRO 공정의 운전변수인 압력과 온도 변화가 PRO 성능에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 실험결과, 공급수와 유도용액의 온도를 증가시키는 경우 막의 표면과 내부에 온도변화에 따른 투과메커니즘이 변화하였다.

가설 설정

  • , 2010). 두 용액의 삼투압차이를 이용해 전력을 생산하는 기술은 새로운 기술이 아니다. 1954년도에 해수와 담수를 이용해 전기를 생산한다는 개념으로 연구 되었고, 이론적으로 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
압력지연삼투기술이란? 압력지연삼투(Pressure Retarded Osmosis; PRO) 기술은 친환경에너지 기술 중의 하나로 역전기투석(Reverse Electrodialysis; RED) 기술과 함께 염도차에 의한 에너지 발전 기술 중 대표적인 기술로 알려져 있다. 압력지연삼투기술은 두 용액의 삼투압 차에 의하여 저농도에서 고농도 방향으로 반투막을 통하여 용매만이 투과되고, 이때 증가된 유량이 터빈을 회전시키는 힘으로 변하여 에너지를 생산하는 기술이다(Achilli et al., 2010).
연구자들이 새로운 친환경 에너지 개발에 초점을 맞춘 이유는? , 2012). 화석연료에만 의존하던 기존의 기술들로 인해 불가피하게 한정된 에너지 자원의 고갈과 화석연료의 사용으로 인한 온실가스 문제가 발생함에 따라, 연구자들은 새로운 친환경 에너지 개발에 초점을 맞추고 있다(Post et al., 2007).
두 용액의 삼투압차이를 이용해 전력을 생산하는 기술이 새로운 기술이 아닌 근거는? 두 용액의 삼투압차이를 이용해 전력을 생산하는 기술은 새로운 기술이 아니다. 1954년도에 해수와 담수를 이용해 전기를 생산한다는 개념으로 연구 되었고, 이론적으로 1.0 m3의 담수와 해수가 만나면 최대 0.
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참고문헌 (11)

  1. Achilli, A., Childress, A.E. (2010) Pressure retarded osmosis: from the vision of Sidney Loeb to the first prototype installation-review, Desalination, 261(3), pp. 205-211. 

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  2. Logan, B. E., Elimelech, M. (2012) Membrane-based processes for sustainable power generation using water and wastewater, Nature, 488, pp. 313-319. 

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  3. Chung, T.S., Li, X., Ong, R.C., Ge, Q.C., Wang, H. L., Han, G. (2012) Emerging forward osmosis(FO) technologies and challenges ahead for clean water and clean energy applications, Curr. Opin. Chem. Eng. 1, pp. 246-257. 

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  4. Post, J.W., Veerman, J., Hamelers, H.-V.M., Euverink, G.-J.W., Metzb, S.J., Nymeijerc, K., Buisman, J.N.C. (2007) Salinity-gradient power: evaluation of pressure-retarded osmosis and reverse electrodialysis, J. Membr. Sci. 288, pp. 218-230. 

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  5. Spiegler, K.S., El-Sayed, Y.M. (2001) The energetics of desalination processes, Desalination, 134, 109-128. 

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  6. Elimelech, M., Phillip, W.A. (2011) The future of seawater desalination: energy, technology, and the environment, Science, 333, pp. 712-717. 

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  7. Fitzsimons, L., Corcoran, B., Young, P., Foley, G. (2015) Energy analysis of water purification and desalination: a study of energy model approaches, Desalination, 359, pp. 212-224. 

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  8. Danoun, R. (2007) Desalination plants: potential impacts of brine discharge on marine life, Technical Report, The University of Sidney. 

  9. Herron, J. (2012) Two-layer membrane. U.S. patent, 12 July. 

  10. Touati, K., Hanel, C., Tadeo, F., Schiestel, T. (2015) Effect of the feed ans draw solution temperatures on PRO performance: Theoretical and experimental study, Desalination, 365, pp. 182-195. 

    상세보기 crossref

  11. Touati, K. Calle, A. D., Tadeo, F., Roca, L., Schiestel, T., Alarcon-Padilla, D. C. (2014) Energy recovery using salinity differences in a multi-effect distillation system, Desalin. Water Treat. pp. 1-8. 

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