초록 ▼

○ 연구목표
소비전력 4 kWnf 이하, 보론 농도 1.0 mg/L 이하, 컴팩트형 선박용 담수화 시스템 개발 (연속운전시간 24시간 이상)

○ 연구성과 (맥심기술 및 성과물)
- 선박에 적용 가능한 3 톤/일 규모의 담수화 시스템 개발
- 막오염 저감 및 제어기술 개발
- 소수성 막모듈 자체제작
- 공정 최적설계를 위한 수치해석 확보
- 담수화 공정별 경제성 분석 비교
- KR 선급 설계 인증 취득
- 특허줄원 3건, 특허등록 2건, 디자인 등록 1건, S/W 프로그램 3건

○ 연구목표
소비전력 4 kWnf 이하, 보론 농도 1.0 mg/L 이하, 컴팩트형 선박용 담수화 시스템 개발 (연속운전시간 24시간 이상)

○ 연구성과 (맥심기술 및 성과물)
- 선박에 적용 가능한 3 톤/일 규모의 담수화 시스템 개발
- 막오염 저감 및 제어기술 개발
- 소수성 막모듈 자체제작
- 공정 최적설계를 위한 수치해석 확보
- 담수화 공정별 경제성 분석 비교
- KR 선급 설계 인증 취득
- 특허줄원 3건, 특허등록 2건, 디자인 등록 1건, S/W 프로그램 3건 등의 기술이전 1건

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents

Seawater desalination has been developed according to the necessity of supplying water to the ship that operates on the ocean and also as a way to obtain sugar by evaporating sugar cane in the period of industrial revolution. Quantum leap in seawater desalination was made i

Purpose & Contents

Seawater desalination has been developed according to the necessity of supplying water to the ship that operates on the ocean and also as a way to obtain sugar by evaporating sugar cane in the period of industrial revolution. Quantum leap in seawater desalination was made in the 1940s when the World War II occurred as it was necessary to establish the device for supplying water to soldiers that were mobilized in the desert areas. Such recognition has been diffused to the entire world that people started researching seawater desalination. Research and development have been performed to acquire water resource in all over the world including the Mddle East Desalination device for the ship on the ocean is the fresh water generator that is inevitably required for ships with significantly much usage of fresh water on a daily basis such as passenger ship or cruiser more than general merchant ship. As for general merchant ship, it is classified into fresh water generator to normally produce 24 to 30t/d and desalination device for special purposes including large capacity desalination device and submarine such as large-sized cruiser. However, previous energy-consuming desalination device technology has been technically limited. A packing density must be enhanced in the restricted space such as a ship on the ocean. Therefore, core technology in this research assignment has developed and evaluated the desalination device by using the osmotic solvent with chemical potential that was higher than osmotic pressure in the 1st year to overcome previous technical limitations. In the 2nd year, vacuum membrane distillation technology as the seawater desalination technology was used designing, establishing, and evaluating the membrane distillation system (1 t/d) that was possible to use waste heat Based on technology developed in the 1st and 2nd year, design certification was acquired from Korean Register of Shipping for self-manufacturing, commercialization, and practical use to localize the membrane module while optimizing the previously developed desalination system of the ship in the 3rd year. In addition, transfer of developmental technology to small and medium companies and advertisement have been proceeded.

Results

· Development of osmosis-based desalination system
· Development of membrane distillation module and system
· Development of system design & operating analysis program
· Obtain design approval certificate

Expected Contribution

· Develop desalination device based on the 3-generations osmosis energy in the use of waste heat that can overcome technical limitations in previous reserve osmosis seawater desalination skills
· Overcome technical limitations of forward osmosis skills by acquiring membrane distillation technology for connecting with waste heat from engine and collecting osmotic solvent and acquire technical feasibility of exclusive desalination of membrane distillation skill at the same time
· Acquire competitiveness in the desalination device industry for ships on the ocean by developing new-concept technology
· Acquire practical use and competitiveness at the same time through technology development and evaluation on the practical facilities in the pilot-scale that uses actual module
· Acquire competitiveness in the desalination device market for ships on the ocean in the future where domestic companies have already been equipped with global level technology and market competitiveness and support small-medium but promising companies through the transfer of developed technology

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENT ... 6
• 목차 ... 8
• 그림목차 ... 11
• 표목차 ... 15
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제1절 연구개요 및 필요성 ... 18
• 1. 연구개요 ... 18
• 2. 연구개발의 필요성 ... 19
• 제2절 연구개발 목표 및 범위 ... 20
• 1. 최종 목표 ... 20
• 2. 연차별 연구개발의 목표 ... 20
• 3. 연구내용 및 범위 ... 21
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ... 24
• 제1절 해수 담수화 기술 ... 24
• 1. 정삼투 기술 ... 24
• 2. 막증류 기술 ... 26
• 3. 막젖음 제어 기술 ... 35
• 제2절 해양선박용 담수화 시스템 ... 37
• 1. 종래의 해양선박 담수화 시스템 ... 37
• 2. 막증류 시스템 개발 사례 ... 43
• 제3절 국외 기술개발 동향 ... 46
• 1. 국외 기술, 산업동향 ... 46
• 2. 본 기술/제품과 직접적 경쟁관계에 있는 국내.외 기관, 기업 현황 ... 51
• 제4절 국내 기술개발 동향 ... 53
• 1. 국내 기술, 산업동향 ... 53
• 제5절 특허 동향 ... 54
• 1. 관련 기술/제품의 국내 지식재산권(특허 등) 현황 ... 58
• 2. 관련 기술/제품의 국외 지식재산권(특허 등) 현황 ... 60
• 3. 특허 분석 ... 62
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 성과 ... 68
• 제1절 개발시스템 기본설계 및 막오염 저감 기술 개발 ... 68
• 1. 모델링 및 수치해석 ... 68
• 2. 선박 담수화 시스템 성능평가 장치 제작 및 평가 ... 76
• 3. 정삼투 및 막증류 장치 스케일 영향 및 제어 ... 87
• 제2절 연속형 담수화 시스템 구축 및 평가 ... 99
• 1. 모듈타입 막증류 시스템 구축 및 평가 ... 99
• 2. 선박 담수화 시스템 최적화 ... 115
• 3. 선박 담수화 시스템 스케일업 기술 개발 ... 131
• 제3절 해양선박용 담수화 시스템 시제품 개발 및 실용화 ... 146
• 1. 선박 기자재 인증 및 기술이전 ... 146
• 2. 개발시스템 막 모듈 제작 ... 153
• 3. 경제성 분석 ... 161
• 제4절 결론 ... 171
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 176
• 제1절 목표 달성도 ... 176
• 1. 1차년도 목표 달성도 ... 176
• 2. 2차년도 목표 달성도 ... 177
• 3. 3차년도 목표 달성도 ... 177
• 4. 최종목표 대비 연구 달성도 ... 178
• 제2절 관련 분야 기여도 ... 180
• 1. 기술적 측면 ... 180
• 2. 경제적.산업적 측면 ... 180
• 제 5 장 연구 개발성과의 활용계획 ... 182
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 184
• 제 7 장 연구개발성과의 보안등급 ... 186
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 188
• 제 9 장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 190
• 제 10 장 참고 문헌 ... 192
• 끝페이지 ... 196