| 초록 |
1. 분석자서문 본 분석물을 통해 분리 공정에 사용되는 멤브레인 기술, 특히 중공사막의 설계 및 제작 관련 기술들을 종합적으로 논의하고자 한다. 멤브레인 기술은 분리 공정에 폭넓게 적용되고 있으며, 이는 타 기술 대비 경제성 및 용이한 적용성이 있기 때문이다. 평막과 비교하여 중공사는 넓은 표면적, 자체 지지 구조, 그리고 취급 용이성을 지니고 있다. 멤브레인이 실제 산업에 적용되기 위해서는 모듈과 결합되어야 하며, 이 모듈의 유체 수리 특성은 멤브레인 자체의 분리 특성만큼이나 중요하다. 본 보고서에서는 유체역학과 물질 전달 특성을 향상시킬 수 있는 막의 설계 방안과 중공사막 제작 기술에 대한 논의를 포함하고 있다.[1] 2.목차 1. 개요 2. 모듈 구성 요소 3. 흐름 배치(Flow configuration) 4. 모듈 제작 4.1. 중공사 다발(Bundling) 4.2. Tubesheets 형성 4.3. Tubesheet 지지체 4.4. 유체의 조작 및 최적화 5. 결론 6. 분석자 결론 Global Water Intelligence의 보고서에 따르면 산업 담수화 및 수처리를 포함한 물 관련 시장이 2025년까지 120억 달러에 이를 것으로 예상된다. 수처리 분야에 적용 가능한 중공사막 기술에 대한 국내 기업의 관심도 꾸준히 상승하고 있다. 최근 효성社에 따르면 산업통상자원부의 World Premier Materials (WPM) 국책과제를 통해 Acetylated Methylcellulose (AMC) 가압형 중공사막 모듈 개발을 완료했다고 발표하였다. 그 외에도 LG화학, 코오롱, 롯데케미칼 등 수처리용 필터(멤브레인) 개발, 수처리 고도화, 구동 방식에 따른 막 모듈 최적화 등에 많은 투자를 유지하고 있다. 가압식 모듈과 달리 처리 대상(원수)에 침지하여 운전을 하는 침지식(submerged) 모듈의 경우 일반적으로 멤브레인 생물반응조(membrane bioreactor ndash; MBR) 또는 하수처리와 같이 농도가 높은 원수 조건에 적용된다. 앞서 언급하였듯이, 현재 중공사막 소재 개발 및 모듈 제작에 대한 기술의 성숙도가 높기에, 각 요구 조건(환경)에 적합한 중공사막 소재의 선정과 최적화된 모듈 설계, 그리고 시스템 운전 최적화를 위한 제어기술 개발 등에 지속적인 노력을 기울여야 할 것으로 생각된다. References 1. C. F. Wan, T. Yang, G. G. Lipscomb, D. J. Stookey, T. Chung, Design and fabrication of hollow fiber membrane modules, Journal of Membrane Science, 2017 (538) 96-107 2. X. Yang, R. Wang, A.G. Fane, C.Y. Tang, I.G. Wenten, Membrane module design and dynamic shear-induced techniques to enhance liquid separation by hollow fiber modules: a review, Desalination and Water Treatment, 2013 (51) 3604 ndash;3627 3. J.M. Maxwell, W.E. Moore, R.D. Rego, Fluid separation process and apparatus, US Patent 3,339,341, 1967 4. E.A. McLain, Wound hollow fiber permeability apparatus and process of making the same, US Patent 3,422,008, 1969 5. H.I. Mahon, C.F. Oldershaw, Permeability separatory apparatus and processes of making and using the same, US Patent 3,455,460, 1969 6. M. Mahendran, S.K. Pedersen, C.F.F. Rodrigues, Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces while filtering a substrate to withdraw a permeate, US Patent 5,639,373, 1997 7. B. Bikson, N. Ching, S. Etter, Hollow fiber apparatus and use thereof for fluids separations and heat and mass transfers, US Patent 2013/0071594 A1, 2013 8. R.D. Burchesky, M.J. Coplan, R.E. Sebring, Hollow filament separatory module and method of fabrication, US Patent 4,207,192, 1980 9. B. Bikson, S. Giglia, P.S.J. Nicolas, D.R. Thompson, Fluid separation assembly having a purge control valve, US Patent 5,411,662, 1995 10. B. Bikson, S. Giglia, B.Q. Johnson, Hollow fiber membrane system assembly with an internal reflux system, US Patent 6,740,140 B2, 2004 ※ 이 자료의 분석은 현대자동차 환경기술센터의 윤석환님께서 수고해주셨습니다. |
