1. Title & Authors
?Title
: Microporous polypropylene and polyethylene hollow fiber membranes. Part 3. Experimental studies on membrane distillation for desalination
?Authors
: Jian-Mei Li, Zhi-Kang Xu*, Zhen-Mei Liu,
2. Background of authors
: 주저자는 Jian-Mei Li와 교신저자는 Zhi-Kang Xu로서, 중국 항저우에 위치해 있는 저장대 폴리머 과학연구원 에 속해있습니다.
3. Summary
?이 논문은 다공성 PP와 PE hollow fiber 막을 이용하여 DCMD와 VMD의 두가지 구조로 MD 실험을 한 것으로 원수온도와 원수유량이 순수투과유속에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 조사하였습니다.
?35g/l의 농도를 가진 염화나트륨 수용액이 해수실험용액으로 사용되었고, melt-extruded/cold-stretched method가 PP와 PE hollow fiber 막에 사용되었습니다. 공극률, 기공지름, N2 투과도, 두께 등의 영향인자가 다른 4가지 종류의 막을 이용하여 실험한 결과는 다음과 같습니다.
?그림 1, 2에서는 DCMD, VMD 모두 원수온도의 증가에 따라 유속이 증가됨을 보였으며,. 두꺼운 막은 질량전달저항력을 더 갖고 있으나 더 적은 열손실을 갖고 있어 이는 곧 큰 온도차와 큰 전달력을 의미합니다. 따라서, DCMD에서는 전달저항력이 증가하는 동안 전달력도 증가되는 것을 알 수 있었으나 반면, VMD에서는 DCMD와 다른 냉각방법으로 인하여 이와 반대되는 결과를 보였습니다.
또한, DCMD에서 원수 온도증가에 따른 유속의 증가는 PE-1막이 PP막보다 더 큰게 나타났습니다.
?그림 3, 4는 DCMD와 VMD의 원수유량과 증기유속 사이의 관계를 보여줍니다. DCMD에서는 원수유량증가와 비례하여 직선으로 증기유속이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 반면 VMD는 30~75m/h의 구간에서만 증가를 보이고 그 이에서는 점차적으로 유속증가의 진폭이 감소됨을 보였습니다. 이는 특히 PP막에서 나타났는데 그 원인을 살펴보면, 농도 분극와 온도분극에 의한 것으로 판단됩니다. 그러나 분극의 영향은 경계층에서 유발되는 것 때문에 DCMD가 VMD보다 더 크게 나타나는 것을 알 수 있습니다.
4. Originality & Creativity
이 실험을 통하여 PE hollow fiber 막이 큰 공극률과 큰 기공크기로 인하여 PP hollow fiber 막보다 투과수를 더 발생킵니다. 또한 증가하는 원수 온도와 원수유량에 의하여 DCMD, VMD 모두 유속이 증가합니다. DCMD에서는 그 구조에 의하여 막의 두께가 유속증가와 관계가 있으며, 농도와 온도분극의 영향은 VMD가 DCMD보다 더 적게 받음을 보여주었습니다.
5. Application
이 논문에서 가장 뛰어난 플럭스를 보인 PE hollow fiber막 다른 종류의 막과 비교해 본뒤, 실제 DCMD 실험시 적용하여 더 높은 효율을 나타낼 수 있도록 하겠습니다.
6. Reviewer : 한진미(jmhan@gist.ac.kr)