초록 ▼

본 연구는 대체 수자원 확보를 위해 LNG 플랜트에서 폐에너지로 발생하는 기화열을 냉동해수담수화의 응결 열원으로 이용하여,실험실 규모의 냉동해수담수화공정 장치의 구동 가능성 평가를 연구목적으로 삼음. 이를 위해, 냉동해수담수화 메커니즘과 선행연구조사를 바탕으로 실험실규모의 응결장치를 제작하여, LNG 냉동해수담수화 응결장치의 최적 운전조건 도출 및 기술향상 방안을 제시하고자 함. 본 연구를 통해서 LNG 냉동해수담수화 공정을 위한 실험실 규모의 응결장치를 설계 및 제작하여 해수의 결빙, 처리수 염의 제거가 가능한 장치 최적화를 수행

본 연구는 대체 수자원 확보를 위해 LNG 플랜트에서 폐에너지로 발생하는 기화열을 냉동해수담수화의 응결 열원으로 이용하여,실험실 규모의 냉동해수담수화공정 장치의 구동 가능성 평가를 연구목적으로 삼음. 이를 위해, 냉동해수담수화 메커니즘과 선행연구조사를 바탕으로 실험실규모의 응결장치를 제작하여, LNG 냉동해수담수화 응결장치의 최적 운전조건 도출 및 기술향상 방안을 제시하고자 함. 본 연구를 통해서 LNG 냉동해수담수화 공정을 위한 실험실 규모의 응결장치를 설계 및 제작하여 해수의 결빙, 처리수 염의 제거가 가능한 장치 최적화를 수행함. 또한 인공해수에서의 냉동해수담수화 공정의 최적 운전조건 도출을 통하여, 기존 냉동해수담수화 공정의 효율을 극대화할 방안을 제시하였고 추후 연구에 효율적인 설계 및 운영을 위한 데이터를 확보함. 성과 목표인 특허 출원 3건, 논문 2건, 시제품 1건을 달성외에도 특허 등록 1건. 논문 2건의 성과를 추가적으로 달성함.

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
This study aims to evaluate lab-scale freeze desalination unit process utilizing the cold energy waste from an LNG plant in order to develop alternative water resources. To achieve the goal, a lab-scale crystallizer was constructed based on the freeze desalination mechanism a

□ Purpose & Contents
This study aims to evaluate lab-scale freeze desalination unit process utilizing the cold energy waste from an LNG plant in order to develop alternative water resources. To achieve the goal, a lab-scale crystallizer was constructed based on the freeze desalination mechanism and analyzing of the state-of-the-art research. In this study, we investigated the optimum factors for operating the LNG freeze desalination process and suggested a possible direction for developing the technology.

• 1^st year
A. Literature investigation of the existing freeze desalination process and the application of evaporation heat from an LNG plant
∘ Investigate and analyze the state-of-the-art domestic and international research on the current status of freeze desalination
∘ Understand the thermodynamic mechanism of freeze desalination
∘ Investigate the characteristics of existing freeze desalination process

B. Design and construction of lab-scale experimental equipments
∘ Evaluate the quality of possible construction materials based on durability, heat conductivity, etc.
∘ Evaluate existing equipment used in other freeze desalination studies
∘ Design and construct a lab-scale crystallizer for the freeze desalination process

• 2^nd year
A. Determine optimum operating factors for freeze desalination process using artificial seawater (NaCl)
∘ Assess working efficiency of freeze desalination of artificial seawater (optimum crystallizer temperature, stirring speed, optimal feed flow rate, optimum amount of washing water, etc.)
∘ Compare freeze desalinated water with artificial seawater

B. Find optimal operating factors by simulating artificial seawater in similar conditions to natural seawater
∘ Understand characteristics of natural seawater
∘ Assess working efficiency of freeze desalination of artificial seawater under conditions similar to natural seawater (optimum crystallizer temperature, stirring speed, optimal feed flow rate, optimum amount of washing water, etc.)
∘ Compare the water quality of artificial seawater to the water quality of freeze desalinated water
∘ Assess treated water quality by comparing the conditions of 1st-year-treated water to the conditions of 2nd-year-treated water.

C. Calculate the energy required during operating crystallizer
∘ Calculate demand energy per product during operating crystallizer
∘ Determine scale-up experiment feasibility of freeze desalination

□ Results
• Design and construct a lab-scale crystallizer for the freeze desalination process utilizing LNG cold energy wastes, and optimize equipments for seawater crystallizing, removal of salts and continuous operation
• Suggest the methods to maximize efficiency of freeze desalination process by finding optimizing factors depending on various seawater properties, and build data base for efficient design and manage
• Published 4 research papers, pended 3 patents applications, registrated 1 patent and produce 1 experimental equipment through the research about freeze desalination using LNG cold energy wastes

□ Expected Contribution
• Expect to be a ‘driving force’ in a desalination market due to the limitations of reverse osmosis membrane in desalination markets
• Maximize the energy efficiency through collaboration of a LNG plant, a freeze desalination plant and a thermoelectric power plant
• Determine optimizing factors for the LNG freeze desalination process and apply the base data to certificate state-of-the-art technology
• Enhance the nation’s position and national competitiveness in water resource field by securing desalination technology for the next generation

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1. 연구개발 목적 ... 9
• 2. 연구개발의 필요성 ... 11
• 3. 연구개발 범위 ... 19
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 21
• 1. 국내외 냉동해수담수화 연구동향 현황 ... 21
• 2. 국내외 LNG플랜트 기화열 활용 연구동향 현황 ... 26
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 29
• 1. 개요 ... 29
• 2. 기존 냉동해수담수화 공정 선행연구 및 LNG 플랜트 기화열 활용 관련 문헌조사 ... 30
• 4. 해수와 같은 농도의 소금물을 이용한 냉동해수담수화 최적 운전조건 파악 ... 39
• 5. 실제 해수와 유사한 조건의 인공해수를 이용한 냉동해수담수화 공정 최적 운전조건 파악 ... 51
• 6. 냉동해수담수화 최적공정 운전 시, 요구되는 전력량 산정 ... 54
• 7. 연구개발성과 ... 58
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 60
• 1. 목표 달성도 ... 60
• 2. 관련 분야 기여도 ... 61
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 63
• 1. 활용 계획 ... 63
• 2. 기대 효과 ... 64
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 66
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 68
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 69
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 70
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 71
• 제11장. 기타 사항 ... 72
• 제12장. 참고 문헌 ... 73
• 끝페이지 ... 75