초록 ▼

1. 1차년도 (1996년) 가. 연구 목표: 이산화탄소 분리용 액체중공사막 제조 및 고온기체 분리막 제조를 위한 기초연구 나. 연구 내용: (1) Water-swollen hydrogel을 이용한 이산화탄소 분리 연구 (가) Polyetherimide중공사막의 표면개질을 통한 이산화탄소 투과도 및 선택도 향상 연구 (나) Na-alginate/PVA블렌드막의 기체투과 특성 연구 (2) 중공사막 접촉기에 의한 이산화탄소 분리 수치 해석(위탁연구포함) (3) 고온기체 분리용 세라믹 지지체 제조기술 연구(위탁연구 포함) (가)

1. 1차년도 (1996년) 가. 연구 목표: 이산화탄소 분리용 액체중공사막 제조 및 고온기체 분리막 제조를 위한 기초연구 나. 연구 내용: (1) Water-swollen hydrogel을 이용한 이산화탄소 분리 연구 (가) Polyetherimide중공사막의 표면개질을 통한 이산화탄소 투과도 및 선택도 향상 연구 (나) Na-alginate/PVA블렌드막의 기체투과 특성 연구 (2) 중공사막 접촉기에 의한 이산화탄소 분리 수치 해석(위탁연구포함) (3) 고온기체 분리용 세라믹 지지체 제조기술 연구(위탁연구 포함) (가) 지르코늄- 폴리카르보실란의 열분해에 의한 복합막 제조 및 이산화탄소 분리특성 연구 (4) 이산화탄소 혼합 흡수제의 압력 및 온도에 따른 용해도 측정(위탁연구)2. 2차년도 (1997년) 가. 연구목표: 액막을 이용한 소형모듈 제작 나. 연구 내용: (1) Water-swollen hydrogel을 이용한 이산화탄소 분리 연구 (가) SA/PVA블렌드막의 기체투과 특성 연구 (나) 이산화탄소 분리용 소형모듈 제작 (2) 중공사막 접촉기를 이용한 이산화탄소 분리모델 연구(위탁연구포함) (가) 중공사막 접촉기를 이산화탄소 분리특성 연구 (나) 컴퓨터 모사를 통한 중공사막 접촉기의 이산화탄소 분리 모델 연구 (3) 혼합흡수제에 대한 이산화탄소 용해도 측정(위탁연구) (4) 고온기체 분리용 세라믹막 제조(위탁연구)3. 3차년도 (1998년) 가. 연구목표: 중공사막을 이용한 이산화탄소 분리를 위한 소형모듈 제작 나. 연구내용: (1) 중공사막을 이용한 소형 이산화탄소 분리회수 장치 제작 (가) PVA/GA hydrogel막을 이용한 이산화탄소 분리특성 연구 (나) SA/PVA 블랜드막의 기체투과 특성 연구 (2) 순환식 중공사막 접촉기를 이용한 분리공정 연구(위탁연구 포함) (3) Hybrid시스템 구축 및 이산화탄소 분리회수 특성 연구(위탁연구 포함)

Abstract ▼

The detailed research content to achieve the objective of this year research was as follows: - Preparing a small scale separation apparatus using hollow fiber membranes to separate carbon dioxide a) Study on the characteristics of the separation of carbon dioxide using PVA/GA hydrogel membrane b) St

The detailed research content to achieve the objective of this year research was as follows: - Preparing a small scale separation apparatus using hollow fiber membranes to separate carbon dioxide a) Study on the characteristics of the separation of carbon dioxide using PVA/GA hydrogel membrane b) Study on the characteristics of the gas separation through the SA/PVA blend membranes - Study on the separation process using circulatory hollow fiber contactor ( including sub-project) - Establishing hybrid system and study on the characteristics of carbon dioxide separation (including sub-project)

목차 Contents

• 제 1 장 서론...29
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...33
• 제1절 외국의 기술개발 현황...33
• 제2절 국내의 기술개발 현황...39
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...41
• 제1절 Water-swollen hydrogel막을 이용한 이산화탄소 분리...41
• 1. 서론...41
• 가. 기체분리의 기본적 이론...42
• 나. Water-swollen hydrogel 막...45
• 다. 중공사막 및 복합막 제조기술...47
• 2. 실험...52
• 가. Polyetherimide 중공사막 및 평막 제조...52
• 나. Water-swollen hydrogel막 제조...52
• 다. 이산화탄소 분리용 소형모듈 제작...55
• 라. 기체투과 실험...56
• 3. 결과 및 고찰...62
• 가. PVA/GA water-swollen hydrogel막의 기체투과 특성...62
• 나. SA/PVA water-swollen hydrogel막의 기체투과 특성...82
• 4. 결론...99
• 가. PVA/GA water-swollen hydrogel 막...99
• 나. SA/PVA water-swollen hydrogel막...100
• 제2절 순환식 중공사막 접촉기를 이용한 이산화탄소 분리 및 회수...101
• 1. 서론...101
• 2. 실험...106
• 가. 시약 및 실험재료...106
• 나. 중공사막 접촉기의 제작...106
• 다. 중공사막 내외의 압력조절...107
• 라. 이산화탄소의 검량곡선 작성...109
• 마. 흡수 실험...111
• 바. 흡수-탈착 실험...115
• 3. 결과 및 고찰...118
• 가. 중공사막 접촉기를 사용한 이산화탄소 분리실험...118
• 나. 순환식 중공사막 접촉기를 사용한 이산화탄소 분리 및 회수...129
• 4. 결론...140
• 제3절 Hybrid 시스템 구축 및 이산화탄소 분리특성 연구...142
• 1. 서론...142
• 2. 이론적 고찰...145
• 가. 흡수제의 특성...145
• 나. 흡수탑의 구조와 설계...146
• 3. 실험...150
• 가. 시약 및 실험재료...150
• 나. 흡수. 탈착 실험...151
• 다. 중공사막 접촉기에서의 압력 조절...154
• 4. 결과 및 고찰...155
• 가. 흡수장치에서의 혼합기체 및 흡수제 유속의 영향...154
• 나. Hybrid시스템에서의 혼합기체 및 흡수제 유속의 영향...158
• 다. 흡수탑과 중공사막 접촉기의 이산화탄소 분리효율 비교...161
• 5. 결론...166
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도...167
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...171
• 제 6 장 참고문헌...173
• 표지...181
• 제출문...183
• 목차...185
• Ⅰ.서 론...195
• 제 1 절 연구의 목적...195
• 제 2 절 연구의 내용 및 범위...196
• Ⅱ. 이론적 고찰...201
• 제 1 절 일차원 흡수제 내의 이산화탄소 투과 속도 해석...201
• 제 2 절 시스템 지배방정식...205
• 제 3 절 흡수 모듈의 시스템 지배방정식...207
• 3.1. 시스템 지배방정식의 무차원화...207
• 3.2. MOL(method of lines)에 의한 이산화(discretization)...209
• 제 4 절 탈착 모듈의 시스템 지배방정식...212
• 4.1. 시스템 지배방정식의 무차원화...212
• 4.2. MOL에 의한 이산화...214
• Ⅲ. 실 험...217
• 제 1 절 시약 및 실험재료...217
• 제 2 절 중공사막 접촉기의 제작...217
• 제 3 절 중공사막 내외의 압력 조절...218
• 제 4 절 이산화탄소의 검량곡선...221
• 4.1. 흡수 실험...221
• 4.2. 흡수-탈착 실험...221
• 제 5 절 이산화탄소 흡수 실험...222
• 5.1. 장치구성...222
• 5.2. 실험방법...226
• 제 6 절 이산화탄소 흡수-탈착 실험...228
• 6.1. 장치구성...228
• 6.2. 실험방법...228
• Ⅳ. 결과 및 토론...231
• 제 1 절 수치모델 해석을 통한 이산화탄소 분리거동 고찰...231
• 1.1. 이산화탄소 분리에 대한 흡수제 유속의 영향...237
• 1.2. 이산화탄소 분리에 대한 혼합기체 압력의 영향...242
• 1.3. 이산화탄소 분리에 대한 탄산칼륨 농도의 영향...243
• 1.4. 이산화탄소 분리에 대한 중공사 내경의 영향...248
• 1.5. 이산화탄소 분리에 대한 모듈 길이의 영향...251
• 제 2 절 중공사막 접촉기를 사용한 이산화탄소 분리 실험...253
• 2.1. 중공사막 접촉기를 사용한 이산화탄소 분리 실험...253
• 2.1.1. 이산화탄소 분리에 대한 흡수제 유속의 영향...254
• 2.1.2. 이산화탄소 분리에 대한 혼합기체 유속의 영향...258
• 2.1.3. 이산화탄소 분리에 대한 탄산칼륨 농도의 영향...262
• 2. 순환식 중공사막 접촉기를 사용한 이산화탄소 분리 및 회수 실험...265
• 2.2.1 이산화탄소 분리에 대한 탈착 모듈 압력의 영향...266
• 2.2.2. 탈착 모듈에 유입되는 흡수제 유속에 따른 이산화탄소의 회수 특성...267
• 2.2.3.흡수제 재사용 따른 이산화탄소의 분리 및 회수 특성...270
• Ⅴ. 결 론...275
• FUTURE STUDY...279
• NOMENCLATURES...285
• REFERENCES...287
• APPENDIX 1. 이산화탄소 분리 수치해석 프로그램...289