고온용 수분 분리 중공사 복합분리막 개발
저자
조성준(Seong-Jun Cho) ; Yogita M. Shrike ; 권순진(Soon-Jin Kwon) ; 최원길(Won-Kil Choi) ; 홍성욱(Seong Uk Hong) ; 전재덕(Jae-deok Jeon)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
88-88(1쪽)
제공처
본 연구팀은 중공사 분리막(hollow fiber membrane)을 이용하여 발전소 냉각탑에서 배출되는 백연(white flume)을 저감하거나 클린룸에서의 습도를 저감하는 제습 연구를 진행하고 있다. 중공사 분리막 표면을 수분과 친한 친수성 물질로 코팅해주면 수분 기체가 분리막 표면에 흡착되고, 분리막 내외부의 농도차 및 압력차에 의해 수분이 분리막을 통과(확산)하여 최종적으로 수분이 분리막 내부 표면으로부터 탈착되는 과정을 거쳐 수분 분리가 일어난다. 수분 분리 성능을 향상시키기 위해서는 중공사 분리막의 표면을 친수성 물질로 코팅하는 과정이 필요하며, 분리막 표면에 고분자 물질로 코팅하는 박막복합(thin film composite, TFC) 분리막 및 나노입자까지 첨가하는 나노복합(thin film nanocomposite, TFN) 분리막 등의 기술이 연구되고 있다.
본 연구에서는 상온이 아닌 고온에서도 적용할 수 있는 중공사 복합분리막을 개발하고자 한다. 발전소의 백연은 냉각탑 및 스택에서 주로 발생한다. 하지만, 냉각탑 배기가스 온도는 30~40도로 비교적 낮은데 비해, 연돌 배기가스 온도는 85도 이상으로 높기 때문에 연돌에서 발생되는 백연을 저감하기 위해서는 고온용 수분 저감 중공사 복합분리막 개발이 필요하다.
고온용 복합분리막을 개발하기 위해서는 내열성 분리막 지지체 및 코팅물질이 필요하며, 본 연구에서는 다양한 고분자 중공사 분리막 지지체에 대해 열적 특성, 표면 특성, 접촉각, 표면 거칠기 등의 기초물성을 평가하여 고온에서 적합한 지지체 후보군을 선정한다. 또한, 지지체 표면에 고온용 친수성 물질로 코팅하여 TFC 분리막을 제조하고 이들에 대해 온도별 수분 투과도(water vapor permeance) 및 선택도(selectivity)를 측정하여 고온에서의 복합분리막 적용 가능성을 확인하고자 한다.
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