DAILY PAPER REVIEW

0802_JMS_Study of membrane distillation using channel spacers

 

1. Title & Authors
?Title 
: Study of membrane distillation using channel spacers
?Authors
: L. Mart??nez-D??ez, M.I. Va?zquez-Gonza?lez*, F.J. Florido-D??az

2. Background of authors
: 주 저자는 L. Mart??nez-D??ez로서, 스페인의 Malaga 대학교의 화학공학과에 속해 있습니다. 

3. Summary
?이 논문은 PTFE 평막을 사용한 DCMD 공정의 실험에서 뜨거운 용액과 차가운 용액 양쪽에 스페이서(separator)를 추가하여 투과유량의 변화를 연구한 논문입니다. 
?질량유량에 대한 두 가지 다른 채널 스페이서(open flow, screen)의 영향을 연구하였으며, cross flow 여과로써 온도분극을 감소시켜 유량을 강화시키는 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 
?PTFE막 위에 PP가 support된 구조로 이루어진 막을 이용하였으며, 스페이서(분리기)는 막 위와 아래 두 부분에 위치하였습니다. 두 가지 종류의 스페이서 중 open flow는 실리콘으로 이루어져 9개의 채널을 가진 구조로 되어있으며, screen은 pp로 이루어져 있습니다. 실험은 역방향으로 이루어 졌으며 재순환율, 온도, 압력이 모니터링 됐습니다.
?실험결과를 살펴보면, 먼저 open, fine, coarse 세 종류의 스페이서를 이용하여 다음과 같은 실험결과를 얻었습니다. 
- 재순환율을 각각 5, 9, 13 cm3/s로 변화를 주어 mass flux의 변화를 알아보았더니, 재순환율이 빠를수록 증기 플럭스가 증가하는 모습을 보였습니다.
- 아래 그림은 재순환율에 따른 평균온도와 온도분극계수를 비교한 것으로, 온도분극계수는 온도에 따라 감소됨을 알 수 있으며, 또한 스페이서의 사용으로 막의 일부분이 방해되어 막계수, C가 감소하지만, 필름열전달계수(h)가 증가하여 플럭스를 증가시킴을 볼 수 있습니다. 필름 열전달계수 값이 얻어진 후 재순환율의 증가됨에 따라 온도분극계수가 증가함을 확인하였습니다.<그림참조> 
- 이는 온도분극현상이 스페이서의 사용으로 감소됨을 의미합니다. 반면, 투과수량은 기대한 만큼의 증가함을 보이지 않는데 이는 막계수가 감소하기 때문으로 분석됩니다. <그림참조>

4. Originality & Creativity
이 논문을 통하여 스페이서의 사용이 MD의 가장 큰 문제점이 TP현상을 감소시켜줌을 확인할 수 있었고, open flow의 스페이서 보다는 screen(coarse>fine) 스페이서가 더 효과적인 투과수량을 나타낸 것을 확인 할 수 있었습니다.

이는 다른 공정과 마찬가지로 screen 스페이서 사용시 난류가 발생하는데 이는 질량플럭스 강화 및 온도분극의 감소에 영향을 준다는 것을 확인하였습니다. 

5. Application
Screen spacer 사용으로 TP현상이 감소된다는 것을 바탕으로 fouling의 어느 정도 감소됨을 비교분석한다면 좀더 DCMD공정을 효율적으로 판단할 수 있을 것 같습니다.

6. Reviewer : 한진미(jmhan@gist.ac.kr)

첨부 (1)
0802_한진미.pdf
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