황산화물 제거를 위한 중공사막 접촉기 해석 및 모듈 제조

Analysis and module manufacture of hollow fiber membrane contactor for removal of sulfur oxides

황산화물(SOx)은 화석연료, 공정가스 가열로, 소각 시설 등 석유 화학 산업에서 다량으로 배출되어 대기환경을 오염시킨다. 특히, 황산화물(SOx)은 미세먼지 환산계수가 0.35로 질소산화물에 비해약 5배 높은 물질이다. 황산화물(SOx)의 일반적인 제거 방법으로 용매를 활용한 선택적 흡수 방법이이용되고 있으나, 편류, 역류, 비말동반 등의 문제가 발생하고 초기 투자비와 운영비가 크다는 단점이있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기-액 중공사막 접촉기인 가스 흡수 장치에 대한 관심이 커지고있다. 중공사막 접촉기는 기-액 이상 간 물리적 장벽 역할을 하여 두 상간의 흐름을 독립적으로 조절하여 기존 방법에서의 문제점을 해결할 수 있으며, 큰 비표면적으로 체적물질 전달계수가 우수하고 높은반응성을 유지할 수 있어 모듈화가 용이할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 황산화물 제거를 위한 중공사막 접촉기에 대해 해석을 진행하였다. 흡수액의 공급량과유속이 증가함에 따라 흡수액은 고르게 분포되는 것을 확인하였으며, 배기가스의 질량 손실은 2% 이하로 해석되었다. 또한, 중공사의 내경이 감소함에 따라 압력 강하 증가폭은 증가하였다. 직조기를활용하여 중공사막을 모듈을 제작하였으며, 직조 모듈과 비직조 모듈에 대하여 유량에 따른 차압을비교하였다.