화학공학소재연구정보센터
학회 한국공업화학회
학술대회 2017년 봄 (05/10 ~ 05/12, 광주 김대중컨벤센센터(Kimdaejung Convention Center))
권호 21권 1호
발표분야 화학공정
제목 충전밀도를 고려한 중공사 기체 분리막의 수학적 모델링 및 공정 설계 모듈 개발
초록 중공사막 모듈은 부피 대비 큰 면적을 보유하고, 모듈안에 다량의 막을 설치가능하여, 소재의 성능 개선과 함께 차세대 분리 공정으로 성장하고 있다. 막 공정개발에 있어서, 실험 및 파일럿 플랜트 규모의 실험 결과와의 정확성을 향상시키기 위하여, 여러 비이상적인 현상(농도차 편극, 압력 강하 등)들을 수학적 모델에 적용하였다. 본 연구에서는 Tank-in-series 모델을 활용하여, 중공사 기체 분리막의 수학적 모델링을 수행하였다. 또한, 중공사막 모듈화 과정에서 앞서 언급된 요소들 이외에 기존의 문헌에서 잘 고려되지 않았던, 비이상적인 현상인 충전밀도(Packing density)를 막 모델에 적용하여, 모델의 정확성을 향상시키는 과정을 수행하였다. 문헌과 실제 막 모델의 실험 결과와의 비교를 통해서, 개발된 모델의 유효성을 검증하였다. 분리막 공정 운전의 주요한 요소인, 압력, 유량, 조성 등의 영향에 따라 개발된 수학적 모델 모사 결과 2% 이하의 오차로 실험 결과를 일치하는 과정을 수행하였다.
사사:본 연구는 2014년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 (재)한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행된 연구임(2014M1A8A1049338)
저자 이성훈1, 이정현2, 문종호2, 여정구2, 김진국1
소속 1한양대, 2한국에너지기술(연)
키워드 분리막 공정; 중공사막; 충전밀도
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