분리막 및 막공정

투과증발 막공정은 액체/액체 혼합물을 분리할 수 있는 막분리 공정이며, 반면에 증기투과 막공정은 증기/증기 혹은 증기/기체 혼합물을 분리할 수 있는 막분리 공정입니다. 이들 두 막분리 공정은 분리하고자 하는 혼합뭏 형상만 다를 뿐, 동일한 막분리 공정으로 비다공성 고분자막을 주로 사용합니다.
세프라텍의 신기술로 제조된 중공사 형태의 투과증발/증기투과 braid 강화 분리막은 모듈 내 고집적도, 낮은 제조원가, 유연한 분리막 모듈 설계 등 중공사 분리막의 장점 구현을 가능하게 하여 다양한 분야에 중공사 분리막을 적용할 수 있게 합니다.
세프라텍 braid 강화 중공사 분리막은 외부 보강을 위한 편조 구조, 다공성 지지체 층, 활성층으로 구성되어 있습니다. 특히, 세프라텍 braid 강화 중공사 분리막의 외부는 고분자 섬유와 금속사로 편조된 보강구조를 가지고 있어 내압성이 우수하며, 고온에서 유기용매에 대한 구조 안정성을 나타냅니다.

투과증발/증기투과 막분리 공정 특징

  • 분리하고자 하는 혼합물 중 특정 성분을 선택적으로 용해, 투과할 수 있는 고분자 소재의 비다공성 막을 사용

  • 막의 투과부에 진공을 가함으로써, 공급부 막표면에 선택적 용해된 특정성분이 막을 통한 투과 및 투과부 막표면에서 증기상태로 탈착을 통해서 분리

  • 주로 막소재와 혼합물의 투과 성분간의 친화력 차이에 의해 분리: 유기물/물 혼합물 분리에서 친수성 막을 사용하면 물이 더 빠르게 투과되어 분리됨.

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투과증발/증기투과 막공정의 주요응용 분야은 다음과 같이 세 가지 범주로 분류됩니다.

  • 유기물의 탈수

  • 유기 수용액에서 VOC 제거

  • 유기/유기 혼합물의 분리

투과증발/증기투과 세프라텍 braid강화 중공사막

  • 중공사 분리막 내부로 분리 대상 혼합물 공급

  • 모듈 내 공급물 편류현상(channeling) 없음

  • 모듈 내 공급물 불용체적(dead volume) 없음

  • 낮은 공급액 열손실

  • 높은 내압성 (최대 압력 : 20 bar)

  • 고온에서도 뛰어난 유기용매에 대한 구조 안정성 (최대온도 : 110 °C)

Membrane Module and Assembly

모듈 내의 모든 중공사막 외부에 폴리에스터로 직조된 브레이드로 강화되어 있으며, 공급 액체는 내부로 흐르고 중공사 외부, 즉 shell side에 진공이 가해집니다. 이 경우, 다공성 지지층과 브레이드 강화층은 중공사막의 단열체로 작용하여 공급액으로부터 주변으로의 열 전달을 감소시킵니다. 그 결과, 공급 액체의 열 손실이 낮아 에너지 소모량이 작습니다. 또한 기공율이 큰 브레이드 층이 중공사막 사이에 존재하여 spacer 역할을 함으로써 가해주는 진공이 각 중공사 외부 표면에 잘 전달이 되어 높은 정도의 구동력을 유지할 수 있도록 해줍니다. 모듈 케이스의 재질은 내화학성 플라스틱, FRP 및 금속 등이 사용되며 모듈 포팅 수지는 내열성 및 내화학성이 우수한 에폭시 수지를 사용합니다.
대규모 투과증발 시스템을 제작할 때 각 단위 막 모듈(unit membrane module)의 투과부에 진공을 효과적으로 가하고 여러 개의 단위 막 모듈들을 연결 시 배관을 단순화하기 위해 일정 개수의 단위 막 모듈들을 하나의 본체에 넣어 '모듈 어셈블리 (Module Assembly)'로 포장됩니다. 모듈 어셈블리의 단위 모듈 수는 공급 액체의 유압 특성, 투과증발 시스템의 규모, 달성할 분리 범위 등에 따라 결정될 수 있습니다

SepraTek Hollow Fiber Membrane Module and System

세프라텍은 증류공정과 연계 혹은 미 연계하여 투과증발/증기투과 막분리 시스템을 설계하고 공급할 수 있습니다. 이 막분리 시스템은 공비점의 혼합물 분리시 동반되는 높은 에너지 요구되는 액체/액체 추출 및 물세척 등의 공정 포함없이 물/유기물 분리를 할 수 있습니다. 이러한 세프라텍 투과증발/증기투과 막분리 공정은 다음과 같은 특징들이 있습니다.

  • 추가 화학물질의 첨가 미필요 – 공비점 형성에 관계 없이 투과 증발막공정에 의하여 완전한 용매 탈수 가능함 - 오염의 가능성 없음

  • 유연한 공정 - 많은 수의 용매를 처리하도록 단일 장치 설계가능.

  • 혼합물 특성 및 분리 특성에 따라 batch 또는 연속 공정 선택하거나 혹은 투과증발 시스템 또는 증기투과 막분리 선택

  • 증기투과 막분리 공정

  • 혼합액에서 용매를 회수하기 위해 증발공정과 결합

  • 투자 비용과 에너지 소모를 줄이기 위해 증류와 결합

  • 온사이트 및 오프사이트 파일럿 모두 가능

  • 표준 스키드 장착 장치를 활용하여 빠른 설치

  • 컴팩트하고 쉽게 확장 가능

  • 짧은 투자 회수 기간

세프라텍 투과증발/증기투과 막분리 시스템

Lab-scale 투과증발기

Lab-scale 투과증발기

ㆍ 용량: 5 L/h
ㆍ 막면적: 1 ㎡
ㆍ 응용: 유기용매 탈수

Pilot-scale 투과증발기

Pilot-scale 투과증발기

ㆍ 용량: 50 L/h
ㆍ 막면적: 10 ㎡
ㆍ 응용: 유기용매 탈수

Commercial 투과증발 막분리 장치

Commercial 투과증발 막분리 장치

ㆍ 용량: 200 L/h
ㆍ 막면적: 50 ㎡
ㆍ 응용: 유기용매 탈수

Commercial 투과증발 막분리 장치

Commercial 투과증발 막분리 장치

ㆍ 용량: 12 Ton/h
ㆍ 막면적: 350 ㎡
ㆍ 응용: 항공유 탈수

Pilot scaled 증기투과 막분리 장치

Pilot scaled 증기투과 막분리 장치

ㆍ 용량: 5 NM/h
ㆍ 막면적: 15 ㎡
ㆍ 응용: 폐흐름으로부터 Methylene chloride 분리 회수

세프라텍 투과증발/증기투과 중공사막모듈 사양

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