표제지

국문 초록

목차

제1장 서론 11

1.1. 연구 배경 11

1.2. 연구 동향 12

1.3. 연구 목적 및 논문 구성 13

제2장 실험방법 14

2.1. 다공성, 비다공성 분리막 성능 비교 14

2.1.1. 재료 14

2.1.2. 분리막 특성 분석 14

2.1.3. 막접촉기 모듈 제작 14

2.1.4. 이산화탄소 탈기 성능 평가 17

2.1.5. 이론 20

2.2. IPA 제거를 위한 흡수-탈기 연계 공정 연구 25

2.2.1. 재료 25

2.2.2. IPA 흡수 공정 성능 평가 28

2.2.3. IPA 흡수-탈기 연계 공정 연구 30

제3장 결과 및 고찰 38

3.1. 다공성, 비다공성 분리막 성능 비교 38

3.1.1. 분리막 특성 38

3.1.2. 이산화탄소 투과도 및 탈기 성능 분석 40

3.1.3. 각 물질 전달 저항 비율 42

3.1.4. 젖음 현상에 대한 저항성 44

3.1.5. 관계식 46

3.2. IPA 제거를 위한 흡수-탈기 공정 연구 48

3.2.1. IPA 흡수 성능 48

3.2.2. 흡수-탈기 연계 공정 연구 51

제4장 결론 56

부록 58

참고문헌 63

Abstract 67

표 2.1. PMP, PP 중공사 분리막과 막접촉기 세부사항 16

표 2.2. Liqui-Cel MM-1×5.5 series 모듈 세부사항 27

표 2.3. 양론과 열역학적 모델 계산을 위한 모식도 내 알고 있는 변수 32

표 2.4. 양론과 열역학적 모델 계산을 위한 모식도 내 모르는 변수 33

부록 표 1. 수용액 내 이산화탄소의 헨리 상수와 평형 상수 60

부록 표 2. PMP, PP 막접촉기의 전체, 액체상에서, 분리막에서 물질 전달 저항 값 61

부록 표 3. 관계식들의 형태, a, b 값과 실험값과의 오차 비교(RMSE, R²) 62

그림 2.1. 이산화탄소 탈기 성능 평가 시스템 19

그림 2.2. 막접촉기를 활용한 이산화탄소 탈기 공정의 물질 전달 현상 23

그림 2.3. IPA 흡수 성능 평가 시스템 29

그림 2.4. IPA 흡수-탈기 연계 공정 모식도 31

그림 2.5. IPA 흡수-탈기 연계 공정 성능 평가 시스템 37

그림 3.1. PMP 분리막의 표면, 단면(a, b)과 PP 분리막의 표면, 단면(c, d)의 FE- SEM 사진과 ATR-FTIR 데이터(e) 39

그림 3.2. PMP, PP 막접촉기의 a) 이산화탄소 투과도 및 분리막에서 물질 전달 저항, Re에 따른 b) Flux, c) 전체 물질 전달 저항 41

그림 3.3. 액체 유량에 따른 전체 물질 전달 저항 값과 각 물질 전달 저항의 비율(a, b, c- 각각 PMP 10, 20, 30 가닥, d, e, f - 각각 PP 10, 20, 30 가닥) 43

그림 3.4. 젖음 현상으로 인한 a) 시간에 따른, b) 평균 플럭스 변화 45

그림 3.5. 실험값과 여러 관계식을 이용한 계산값(a - PMP, b - PP 문헌 관계식, c - 제시된 관계식) 47

그림 3.6. a-액체 유량에 따른, b-모듈 연결 구조에 따른, c-용액 내 IPA 농도에 따른, d-용액 내 IPA 농도와 모듈 연결 구조에 따른 IPA 제거율 변화 50

그림 3.7. 양론과 열역학적 모델로 구한 이론값과 실험값 간의 a-IPA 제거율, b- 분리인자, c-흡수 플럭스 차이 52

그림 3.8. 액체의 유량에 따른 필요한 막 면적, 용수사용량, 분리인자 변화(a, b, c- 기체 내 IPA 농도에 의한 변화, d, e, f-기체의 압력에 의한 변화, g, h-흡수 공정과... 55

부록 그림 1. 막접촉기 모듈 제작 과정 58

부록 그림 2. PP, PMP 모듈의 Re에 따른 로그 평균 농도 변화 59