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목차
제1장 서론 16
제1절 연구의 필요성 16
제2절 1, 2차년도 연구의 종합 21
제2장 제막 및 막 특성 23
제1절 막성능 개질 및 평가 23
1. 방향족 고분자 23
2. 투과선택도 30
제2절 열처리에 따른 막의 개질화 34
제3장 막수명 및 투과성능 평가 50
제1절 막수명 평가 이론 50
1. 막성능의 경시변화 50
2. 조작조건의 영향 53
3. 막투과계수의 농도 의존성 56
제2절 투과증발 막수명 및 투과유속 62
제4장 PV 시작품 제작 및 실증실험 72
제1절 시스템의 최적화 연구 72
1. PV 공정의 기본 시스템 구성 73
2. PV에 의한 탈수공정의 연구예의 비교 77
3. 공정의 평가지표 79
4. 공정모사 81
5. 공정모사 고찰 82
6. 막소요 면적 추산 모델 85
제2절 시작품 제작 및 성능 평가 87
1. 플랜트의 설계 및 제작 87
2. 시스템 구성 87
제3절 실증실험 98
1. 진공용기 압력 변화의 영향 98
2. 공급원액의 온도 변화의 영향 102
제4절 결과 및 고찰 106
제5장 결론 108
참고문헌 110
부록목차 115
1. PI막의 DSC 분석 자료=116
2. 시작품의 설계 보충도면=117
3. 시작품의 각 부품 사진=129
Table 1-1. Polyimide 막의 개발목표치와 연구결과 비교 21
Table 2-1. The structure of the thermostable polymers. 25
Table 2-2. 열처리에 의한 PI막의 인장강도 특성 37
Table 2-3. 열처리에 의한 PI막의 내용제성 특성 37
Table 2-4. 열처리 온도에 따른 spectra의 변화 38
Table 2-5. Polyimide(PI) 막의 열처리 효과(열처리 조건의 영향) 41
Table 4-1. PV 막분리법에 의한 에탄올 농축공정 연구예의 비교 78
Table 4-2. PV 막공정의 경제성 평가 항목 80
Fig.1-1. 단계별 사업 추진 체계도 20
Fig.2-1. The comparison of polymer membranes through pervaporation. 26
Fig.2-2. The permeation comparison of pure water and HAc solution through pervaporation. 27
Fig.2-3. The relationship of helium permeability and flux in PI membrane through pervaporation and gas permeation. 28
Fig.2-4. The relationship of helium permeability and flux in PI membrane through pervaporation. 29
Fig.2-5. The relationship of helium permeability and separation factor in PI membrane through pervaporation and gas permeation. 31
Fig.2-6. Temperature dependence of assymetric PI membrane for PCE solution through pervaporation. 32
Fig.2-7. The effect of tensile strength by heat treated temperature on PI membrane. 35
Fig.2-8. The Relation of Heat Treated Effect and Tensile Strength for PI Membrane by Deeping Water. 36
Fig.2-9. The change of spectra by thermal treatment on imidization. 39
Fig.2-10. The effect of thermal treatment for assymetric PI membrane through UF permeation 40
Fig.2-11. The imidization rate of thermal treatment temperature for PI membrane preparation. 44
Fig.2-12. The effect of imidization rate on total flux in water-acetic acid system through pervaporation. 45
Fig.2-13. The effect of imidization rate on separation factor in water-acetic acid system through pervaporation. 46
Fig.2-14. Effect of predrying time on total flux for PI membrane preparation. 47
Fig.2-15. Effect of predrying time on separation factor for PI membrane preparation. 48
Fig.2-16. Effect of predrying time on separation performance for PI membrane preparation in PCE solution. 49
Fig.3-1. The relationship of decreasing parameter and decreasing rate of water permeation. 52
Fig.3-2. Durability test of PI membrane for K₂Cr₂O7(이미지참조) aq. solution through RO. 54
Fig.3-3. The effect of duration time on permeation coefficient through RO. 55
Fig.3-4. The effect of permeation coefficient on pressure difference in CA membrane. 60
Fig.3-5. The effect of permeation coefficient on feed concentration in CA membrane. 61
Fig.3-6. Durability test of PI membrane for HAc solution through pervaporation. 63
Fig.3-7. Durability test of PI Membrane for PCE solution. 64
Fig.3-8. Durability test of PI membrane for PCE solution. 65
Fig.3-9. Arrhenius Plot of Flux and Separation Factor through PI Membrane. (Feed : 80 wt%HAc(HAC)) 68
Fig.3-10. The effect of feed HAc concentration on total flux through pervaporation. 69
Fig.3-11. The effect of feed HAc concentration on water flux through pervaporation. 70
Fig.3-12. The effect of feed HAc concentration on HAc flux through pervaporation. 71
Fig.4-1. The sample flow sheet of PV process for TPA synthetic process. 74
Fig.4-2. The pervaporation process of Vogelbusch Gmbh for ethanol dehydration. 75
Fig.4-3. The SKID diagram of Vogelbusch Gmbh for ethanol dehydration. 76
Fig.4-4. The flow sheet of model plant. 83
Fig.4-5. PV permeation model. 86
Fig.4-6. The flow sheet of 1st equipment. 89
Fig.4-7. The pressure vessel part in 1st equipment. 90
Fig.4-8. The schematic diagram 1 of SKID in 1st equipment. 91
Fig.4-9. The schematic diagram 2 of SKID in 1st equipment. 92
Fig.4-10. The photo of 1st equipment. 93
Fig.4-11. The photo of pressure vessel in 1st equipment. 94
Fig.4-12. The photo of heat generator part in 1st equipment. 95
Fig.4-13. The photo of vacuum pump and permeate tank 96
Fig.4-14. The side view of 1st equipment. 97
Fig.4-15. The effect(effext) of downstream pressure on water flux through pervaporation. 99
Fig.4-16. The effect of downstream pressure on HAc flux through pervaporation. 100
Fig.4-17. The effect of downstream pressure on separation factor through pervaporation. 101
Fig.4-18. The effect of feed temperature on water flux through pervaporation. 103
Fig.4-19. The effect of feed temperature on HAc flux through pervaporation. 104
Fig.4-20. The effect of feed temperature on separation factor through pervaporation. 105
Fig.A-1. DSC analysis of PI membrane. 116
Fig.A-2. The flow sheet of 1st equipment. 117
Fig.A-3. Vacuum vessel part. 118
Fig.A-4. Details of condenser. 119
Fig.A-5. Flow sheet. 120
Fig.A-6. Details of electric diagram 1. 121
Fig.A-7. Details of electric diagram 2. 122
Fig.A-8. Details of electric diagram 3. 123
Fig.A-9. Details of instrumental diagram. 124
Fig.A-10. Details of heat regenerator. 125
Fig.A-11. Details of SKID drawings 1. 126
Fig.A-12. Details of SKID drawings 2. 127
Fig.A-13. Details of SKID drawings 3. 128
Fig.A-14. Photo of heat regenerator. 129
Fig.A-15. Photo of permeate tank. 130
Fig.A-16. Photo of thermo-bath. 131
Fig.A-17. Photo of permeate condenser. 132
Fig.A-18. Photo of back view. 133
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