압력지연삼투용 반투과막의 다단계 세정이 가능한 해수담수화-발전 시스템 및 그 세정 방법
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최고관리자 0 Comments 1 Views 20-11-10 15:46 기계본문
- 분야 : 에너지~자원 개발상태 7 9
기술완성도
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/
표준화- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/
성능평가- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의
성능 검증- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/
실험- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
- 주요기술구성
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▶ 본 기술은 에너지 생산 모드에서 반투과막 다단계 세정모드로 전환되면, 1차적으로 압력지연삼투용 반투과막을 물리적 세정하고, 2차적으로 압력지원 역삼투 세정을 진행하며, 3차적으로 압력지원 정삼투 세정의 다단계 세정을 실시하는 해수담수화-발전 시스템임
▶ 유도용매의 고압펌프 중단 없는 세정이 가능하며, 이를 위해 활성층 염농도를 조절하여 압력지연삼투에서 역삼투 모드로 전환시킴으로써 반대 측 다공성 직물 재질의 반투과막 지지층 내부의 오염물질 우선적인 제거 가능
▶ 유입용액 지지층에 압력을 가해 반대 측 활성층에 압력을 가해 정삼투 모드로 전환시킴으로써 활성층 표면에 쌓인 오염물질의 제거 가능
▶ 기존의 막여과 공정과 융합시켜 일체로 공정의 수행이 가능하면서 압력지연삼투 공정의 반투과막 세정이 가능
- 적용분야 및 적용제품
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▶ 압력지연삼투 공정의 성능을 극대화하고 용수 생산 및 에너지 생산의 확보가 가능한 해수 담수화-발전 시스템이 필요한 기관 및 기업
▶ 세정비용을 줄일 수 있고 유지관리 비용을 절감할 수 있는 해수담수화-발전 시스템이 필요한 기업
- 시장동향
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▶ 해수담수화 시장은 2018년 144억 9,518만 달러에서 2024년까지 202억 5,628만 달러 규모로 연평균 성장률 5.7%의 성장이 예상됨
▶ 전 세계 해수담수화 설비 규모는 2006년 5,227 ㎥/d에서 연평균 성장률 6.4%로 성장하여 2018년 1억 965만 ㎥/d 규모에 달하며, 2024년에는 1억 5,126만 ㎥/d 로 성장할 것으로 예상되며, 물 시장의 특성상 설비를 운영하는데 드는 비용이 설비 구축 비용의 1.5~2배 수준으로 형성됨
- 특장점
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- 기존 기술의 문제점
- ▶ 압력지연삼투 공정을 상용화하기 위하여 막오염 현상을 고려한 반투과막 세정 방법이 필요함
▶ 압력지연삼투용 반투과막으로 막오염 물질이 유입되면 내부 농도분극 현상을 심화시켜 반투과막 층의 유효삼투압을 지속적으로 저하시킴으로써 에너지 효율을 떨어뜨리고 시스템의 에너지 사용량을 증가시킴
▶ 압력지연삼투의 반투과막의 내부에서 저농도 유입용액이 투입되고 외부에서 고농도 유도용매가 투입되어 반투과막 활성층과 지지층의 양 방향에서 막 오염 현상을 발생시킴
- 기존 기술과의 차별성
- ▶ 압력지연삼투용 반투과막의 가역적 막오염 및 비가역적 막오염에 대한 순차적인 다단계 세정이 가능
▶ 용수 생산과 에너지 생산을 동시에 확보 가능
▶ 다공성 직물 재질의 반투과막 지지층 내부의 오염물질과 활성층 표면의 오염물질의 양방향 오염물질의 제거 가능
▶ 반투과막의 지속적 회복이 가능하여 시스템의 유지관리 비용 절감 가능