KR101537353B1

KR101537353B1 - 분리막 성능평가장치

Info

Publication number: KR101537353B1
Application number: KR1020150012580A
Authority: KR
Inventors: 김광구; 전혜원; 전미진
Original assignee: 한국산업기술시험원
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-07-17
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: WO2016122067A1

Abstract

본 발명은 분리막 성능평가장치에 관한 것이다.
자세하게는 본 발명은 다른 종류의 복수의 기체를 공급하는 기체 공급부; 상기 기체 공급부와 연결되어, 상기 기체 공급부로부터 공급되는 기체를 혼합하는 기체 혼합부; 상기 기체 혼합부에서 혼합된 혼합기체가 공급되어 상기 혼합기체 중 일정 기체는 투과시키고, 나머지 기체는 불투과시키는 기체 분리부; 상기 기체 분리부를 수용하며, 열을 공급하여 상기 기체 분리부 내부의 온도를 기설정온도로 유지시키는 오븐(oven);상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 투과되는 기체를 배출하는 제1 배출라인; 상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 불투과되는 기체를 배출하는 제2 배출라인; 및 상기 제1 배출라인에 연결되어, 상기 제1 배출라인으로부터 배출되는 기체를 분석하는 제1 분석부를 포함하고, 상기 기체 분리부는, 분리막 모듈과 분리막 셀을 포함하며, 상기 분리막 모듈과 상기 분리막 셀은 상기 오븐 내부에 함께 배치되되, 상기 기체 혼합부와 선택적으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치가 제공된다.

Description

분리막 성능평가장치{APPARATUS FOR TESTING PERFORMANCE OF MEMBRANE}

본 발명은 혼합기체 중 기체의 투과 속도에 따라 특정 기체를 선택적으로 분리할 수 있는 기체 분리막의 성능을 평가하는 장치에 관한 것이다. 특히, 다양한 종류의 분리막을 동일한 하나의 실험 환경 하에서 테스트 함으로써, 정확하고 효율적으로 분리막의 성능을 평가할 수 있는 분리막 성능평가장치에 관한 것이다.

온실가스에 의한 지구온난화와 기후변화 등 생태계 및 환경 문제가 심각해짐에 따라 대표적인 온실가스인 이산화탄소의 배출을 저감하는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 현재의 산업 활동을 고려하였을 때 이산화탄소의 배출원인 화석연료의 사용을 줄이는 것은 쉽지 않아 온실 가스를 줄일 수 있는 기술적 대안으로 이산화탄소 포집 및 저장 or 처리 (Carbon Capture and Storage or Carbon Capture and Sequestration)기술이 부각되고 있다.

최근에 가장 빠르게 발전하고 있는 CCS 기술은 분리막을 이용한 연구로 이산화탄소를 효과적으로 분리, 회수하는 방법 중 하나이다. 기체 분리막은 투과속도에 따라 특정 기체를 선택적으로 분리할 수 있는 기술로써 사용되는 소재로는 유기막, 무기막 등이 사용된다.

분리막은 높은 에너지 효율과 환경적 오염 문제가 없는 친환경 공정으로 모듈화 및 혼성공정까지 개발이 가능하여 CCS 기술로 높은 성장세를 나타내고 있고 다양한 분리막 소재의 제조 및 개발이 활발하게 진행되어 분리막 관련 산업분야의 응용범위가 넓어지고 있다.

본 발명의 발명가들은 이산화탄소뿐만 아니라, 대기 오염 및 여러 환경 문제의 원인이 되는 SOx, NOx, CH₄ 등의 다양한 기체를 분리막을 통해 분리하는 실험을 지속하고 있다. 이에 따라 다양한 종류 및 크기의 분리막의 성능을 테스트하려는 노력 및 연구 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.

관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0711237호(2007.04.18 등록, 흡착제가 충진된 분리막 및 이를 이용한 이산화탄소 분리방법)가 있다.

본 발명의 목적은 서로 다른 복수의 기체가 혼합된 혼합가스 중 특정 기체를 분리하기 위한 기체 분리막의 성능을 평가하기 위한 것으로서, 하나의 실험장치에서 다양한 종류 및 크기의 분리막의 성능을 평가할 수 있는 분리막 성능평가장치를 제공하는 것이다.

우선, 오븐에 분리막 모듈 및 분리막 셀을 함께 배치하여 동일 온도 환경을 형성하고, 배출되는 가스의 양을 조절하여 동일 압력 환경을 형성함으로써, 서로 다른 종류의 분리막의 성능을 동일 환경 하에서 테스트할 수 있는 분리막 성능평가장치를 제공하는 것이다.

또한, 복수의 분리막 모듈이 오븐 안에 상하로 배치되고 서로 연결되어, 오븐의 공간 안에 수용되어야 하는 모듈의 길이적 제한을 극복할 수 있는 분리막 성능평가장치를 제공하고자 한다.

또한, 복수의 공급라인과 각 라인에 유량 조절부를 형성하여, 다양한 종류의 가스의 공급을 가능하게 하여 가스 조성에 따른 성능 평가를 가능하게 한다.

또한, 진공 펌프 및 수분 공급 펌프를 포함하여 진공 및 수분을 고려한 시험을 가능하게 하는 분리막 성능평가장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면 서로 다른 종류의 복수의 기체를 공급하는 기체 공급부; 상기 기체 공급부와 연결되어, 상기 기체 공급부로부터 공급되는 기체를 혼합하는 기체 혼합부; 상기 기체 혼합부에서 혼합된 혼합기체가 공급되어 상기 혼합기체 중 일정 기체는 투과시키고, 나머지 기체는 불투과시키는 기체 분리부; 상기 기체 분리부를 수용하며, 열을 공급하여 상기 기체 분리부 내부의 온도를 기설정온도로 유지시키는 오븐(oven);상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 투과되는 기체를 배출하는 제1 배출라인; 상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 불투과되는 기체를 배출하는 제2 배출라인; 및 상기 제1 배출라인에 연결되어, 상기 제1 배출라인으로부터 배출되는 기체를 분석하는 제1 분석부를 포함하고, 상기 기체 분리부는, 분리막 모듈과 분리막 셀을 포함하며, 상기 분리막 모듈과 상기 분리막 셀은 상기 오븐 내부에 함께 배치되되, 상기 기체 혼합부와 선택적으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치가 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 제1 배출라인에 결합되어, 상기 제1 배출라인으로부터 배출되는 배출가스의 양을 조절하는 배압조정밸브(back pressure valve)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 기체 혼합부와 상기 기체 분리부 사이에 배치되어, 상기 혼합기체를 일정 온도로 상승시키기 위하여 예열하는 예열부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 예열부에 연결되어 상기 예열부에 수분을 공급하는 수분 공급부를 더 포함하고, 상기 수분 공급부에 의하여 공급된 상기 수분은 상기 예열부에 의해 기화되어 상기 혼합기체와 함께 혼합될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제2 배출라인에 연결되어, 상기 제2 배출라인으로부터 배출되는 기체를 분석하는 제2 분석부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 배출라인에 결합되어 상기 제1 배출라인을 감압할 수 있는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 배출라인에 결합되어, 상기 제1 배출라인을 이동하는 상기 기체의 온도를 낮추어 액화시키는 냉각기(chiller)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1 배출라인에 결합되어 상기 냉각기에 의해 액화된 기체를 저장하여 분리하는 세퍼레이터(separator)를 더 포함할 수 있다.

상기 기체 공급부는, 서로 다른 종류의 기체에 대응하는 복수의 공급라인을 포함하고, 각각의 공급라인에는 공급량을 조절하는 유량조절부가 결합될 수 있다.

상기 분리막 모듈은 복수로 형성되며, 각각의 분리막 모듈은 상하로 배치되고, 서로 연결되어 상기 기체 혼합부로부터 공급된 혼합기체가 각각의 분리막 모듈을 모두 통과한 다음 상기 제1 배출라인 또는 상기 제2 배출라인으로 배출될 수 있다.

위와 같은 본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 다양한 종류 및 크기의 분리막의 성능을 하나의 실험장치에서 평가할 수 있게 한다.

즉, 오븐 내부에 분리막 모듈 및 분리막 셀을 함께 배치하고, 배압조정밸브를 구비함으로써, 동일 온도, 동일 압력 조건에서 다양한 분리막의 성능을 테스트 할수 있게 된다.

또한, 분리막 모듈이 복수로 구비되고, 오븐 내부에 상하로 배치되며 서로 연결됨으로써, 모듈의 길이제 제한을 극복할 수 있게 된다.

또한, 진공 펌프 및 수분 공급 펌프를 구비하여 다양한 환경에서 실험을 가능하게 한다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 성능평가장치의 분리막 모듈 및 분리막 셀을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면

에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 분리막 성능평가장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치의 전체적인 프로세스를 나타낸 개략적인 도면이다. 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 성능평가장치의 정면도, 측면도, 평면도를 나타낸 것이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 기체 공급부(100), 기체 혼합부(200), 기체 분리부(350), 오븐(300), 제1 배출라인(400), 제2 배출라인(500), 제1 분석부(600)를 포함한다. 본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 다양한 기체가 혼합된 혼합기체가 분리막을 포함하는 기체 분리부(350)를 통과하면서 투과 속도에 따라 특정 기체를 선택적으로 분리하여, 이의 성분, 유량 등을 분석하여 분리막의 성능을 평가하는 것이다.

기체 공급부(100)는 다양한 가스 조성에서의 분리막의 성능을 실험하기 위하여 서로 다른 종류의 다양한 복수의 기체를 공급할 수 있다. 이러한 기체 공급부(100)는 서로 다른 종류의 기체에 대응하는 복수의 공급라인(110)을 구비하고, 각각의 공급라인(110)에는 각각의 기체 유량을 조절하는 유량조절부(120)가 결합되어 있다. 유량조절부(120)의 유량 조절에 의하여 혼합기체의 가스 조성 및 혼합기체를 구성하는 각 가스의 조성비를 조절할 수 있다. 이렇게 복수의 공급라인(110) 및 각 공급라인(110)에 설치된 유량조절부(120)를 통하여 다양한 혼합가스 조성을 만들고, 이에 따라 다양한 혼합가스 조성에서의 분리막의 성능을 테스트할 수 있게 된다.

이때의 유량조절부(120)는 MFC(mass flow control)을 포함할 수 있다. 또한 각 공급라인(110)은 일정 압력, 예를 들면 3bar로 동일하게 설정될 수 있다. 각 공급라인(110)에 형성된 게이지(G)를 통하여 유입되는 기체의 압력을 확인할 수 있다.

기체 혼합부(200)는 복수의 공급라인(110)을 통하여 공급된 기체를 혼합하게 된다. 복수의 각각의 기체를 잘 혼합시켜, 실체 테스트 하려는 환경과 동일하게 만들어 주는 것은 매우 중요하다. 배출가스 등은 고온의 기체이다. 따라서 이러한 환경과 유사한 환경을 형성하여 분리막의 성능을 테스트하는 것은 매우 중요하다. 기체 혼합부(200)는 내부의 온도를 300도까지 상승할 수 있도록 고온의 열을 공급하여, 혼합기체의 온도를 상승시킨 상태에서, 기체 공급부(100)에서 공급된 기체를 골고루 혼합하게 된다.

기체 분리부(350)는 기체 혼합부(200)에서 공급된 혼합기체를 기체의 투과속도에 따라 분리하게 된다. 이때 기체 분리부(350)는 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)을 포함하고, 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)은 함께 오븐(300) 내부에 배치된다.

오븐(300)은 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)을 포함하는 기체 분리부(350)를 수용하며 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)에 열을 공급하게 된다. 이때, 오븐(300) 내부의 온도는 300도까지 상승할 수 있도록 고온의 열을 공급하여 혼합기체의 온도를 배출가스의 온도와 유사하도록 상승시킬 수 있다.

기체 혼합부(200)로부터 공급된 기체는 기체 분리부(350)의 분리막 모듈(351) 또는 분리막 셀(352)에 선택적으로 결합할 수 있다. 분리막 모듈(351)의 성능을 평가하기 위하여 분리막 모듈(351)과 결합하여 실험을 진행하고, 분리막 셀(352)의 성능을 평가하기 위하여 분리막 셀(352)과 결합하여 실험을 진행하는 것이다.

동일한 기체 공급부(100), 동일한 기체 혼합부(200) 및 동일한 오븐(300)을 이용하고, 오븐(300)에 수용되어 테스트 하고 싶은 분리막만 변경해가면서 실험을 진행할 수 있다. 따라서 동일한 환경하에서 다양한 분리막을 실험할 수 있어, 분리막 상호 평가 비교에 객관성을 유지하고, 정확한 성능평가를 가능하게 한다.

또한, 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)이 오븐(300) 내부에 함께 배치되고 선택적으로 성능을 테스트할 수 있어, 동일한 환경하에서 순차적으로 분리막 모듈(351)과 분리막 셀(352)의 성능을 평가하고 비교할 수 있어, 분리막 성능평가가 매우 효율적이며, 정확한 평가가 이루어지게 된다.

제1 배출라인(400)은 기체 분리부(350)에 연결되어, 기체 분리부(350)로부터 투과되는 기체를 배출하게 된다. 즉 기체 분리부(350)의 분리막을 투과한 기체가 배출되게 된다. 분리막이 특정 기체 만을 투과하도록 형성되어, 기체 분리막을 투과하는 기체 만을 분리하거나 또는 반대로, 기체 분리막을 투과하지 못하는 기체들을 분리할 수 있게 된다.

제1 분석부(600)는 제1 배출라인(400)에 결합되어, 제1 배출라인(400)으로부터 배출되는 기체를 분석하게 된다. 즉, 분리막에 의하여 투과된 기체의 성분, 유량 등을 분석하여 분리막의 성능이 좋은지를 판단할 수 있다.

제2 배출라인(500)은 기체 분리부(350)에 투입되어 분리막에 의하여 투과되지 않은 기체를 배출하는 역할을 하게 된다. 이러한 제2 배출라인(500)에도 제1 배출라인(400)의 제1 분석부(600) 같은 제2 분석부(510)가 결합될 수 있다.

제2 분석부(510)는 제2 배출라인(500)에 결합되어, 제2 배출라인(500)에서 배출되는 기체를 분석하게 된다. 제1 분석부(600)와 마찬가지로 제2 배출라인(500)에서 배출되는 기체의 성분, 또는 유량 등을 분석하여 분리막의 성능 평가의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 배출라인(500)에는 제2 세퍼레이터(520)이 결합되어 제2 배출라인(500)으로 배출되는 가스를 수집할 수 있다.

일례로, 혼합기체 중 이산화탄소를 분리할 수 있는 분리막의 성능을 테스트 하기 위하여, 이산화탄소를 포함하는 혼합기체를 공급하게 되고, 공급된 혼합기체는 기체 분리부(350)의 이산화탄소 분리막을 투과하여 제1 배출라인(400)으로 배출되게 되고, 이산화탄소를 제외한 그외 기체는 불투과되어 제2 배출라인(500)으로 배출되게 된다. 제1 배출라인(400)에 결합된 제1 분석부(600)는 분리막을 투과하고 배출된 이산화탄소의 유량 등을 분석하여 이산화탄소 분리막의 성능을 평가할 수 있게 된다.

이때의 기체 분리부(350)는 이산화탄소 분리막 모듈(351) 또는 이산화탄소 분리막 셀(352)을 선택적으로 또는 순차적으로 실험을 진행하여 각각의 분리막의 성능을 객관적이고 효율적으로 평가할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 배압조정밸브(700)(back pressure valve)를 더 포함할 수 있다. 배압조정밸브(700)는 제1 배출라인(400)에 결합되어, 제1 배출라인(400)으로부터 배출되는 배출가스의 양을 조절할 수 있다. 마찬가지로 제2 배출라인(500)에도 배압조정밸브(700)가 결합되어 불투과된 기체의 양을 조절할 수 있다.

기체 분리부(350)의 분리막 모듈(351) 또는 분리막 셀(352)을 투과하여 배출되는 배출가스의 양을 조절하여, 분리막 모듈(351) 또는 분리막 셀(352) 내부의 압력을 조정하게 된다. 투과되어 배출되는 기체의 양을 조절하여 기체가 분리막 투과시의 압력을 동일하게 형성할 수 있어, 각기 다른 분리막을 동일한 압력하에서 실험할 수 있어, 분리막 성능의 객관적인 평가가 가능해질 수 있다.

본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 예열부(800)를 더 포함할 수 있다. 예열부(800)는 기체 혼합부(200)와 기체 분리부(350) 사이에 배치되어 기체 분리부(350)로 공급되는 혼합기체를 일정 온도로 상승시키는 역할을 하게 된다. 즉, 오븐(300)에 투입되기 전 혼합기체의 온도를 일정 온도까지 상승시켜 오븐(300)의 열공급을 분담하게 된다.

본 발명에 따른 분리막 성능평가장치는 수분 공급부(900)를 더 포함할 수 있다. 수분 공급부(900)는 예열부(800)에 연결되어, 기체 혼합부(200)로부터 공급된 혼합기체에 수분을 공급하고, 이러한 수분은 예열부(800)의 높은 내부 열량에 의하여 기체로 기화되어 혼합기체와 함께 혼합될 수 있다. 이렇게 수분 공급부(900)를 더 포함하고, 수분 공급을 조절하여, 다양한 혼합기체의 조성을 만들 수 있고, 배출가스의 조성과 더욱 유사하게 모사할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 성능평가장치는 진공펌프를 더 포함할 수 있다. 진공 펌프(610)는 제1 배출라인(400)의 배압조정밸브(700) 후방에 결합되어 제1 배출라인(400)의 압력을 감압하여 배출되는 기체가 쉽게 빠져나올 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 제1 배출라인(400)에 냉각기(630)(chiller)가 결합될 수 있다. 냉각기(630)는 배출되는 기체의 온도를 낮추어 액화시킬 수 있다. 기체를 액화시켜 부피를 감소시켜 분리된 기체의 저장을 용이하게 할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 세퍼레이터(620)(separator)를 더 포함하여, 냉각기(630)에 의해 액화된 기체를 저장할 수도 있다. 수분 및 액화된 기체를 분리시켜 저장하여, 이를 제거하거나, 재활용으로 할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막 성능평가장치의 분리막 모듈(351) 및 분리막 셀(352)을 나타낸 도면이다. 이때 분리막 모듈(351)은 복수로 형성되고, 각각의 분리막 모듈(351)은 상하로 배치되어 서로 연결될 수 있다. 분리막 모듈(351)을 수용하는 오븐(300)은 공간적 제약이 있기 때문에 오븐(300)의 사이즈보다 긴 분리막 모듈(351)의 성능을 테스트 하기 위해서, 본 발명은 복수의 분리막 모듈(351)을 나란히 배치하고, 서로 연결하여 원하는 사이즈만큼의 긴 분리막 모듈(351)의 성능을 실험할 수 있게 된다. 이때, 복수의 분리막 모듈(351) 각각에는 제1 배출라인(400)이 배치되어, 각 분리막 모듈(351)을 투과한 기체는 제1 배출라인(400)으로 모아져 배출되게 된다. 도 5에서는 동일한 크기의 분리막 모듈(351)이 3개 형성되어 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 더욱 다양한 개수 또는 크기의 분리막 모듈(351)이 배치될 수 있음은 자명하다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

G: 게이지
100: 기체 공급부
110: 공급라인
120: 유량조절부
200: 기체 혼합부
300: 오븐
350: 기체 분리부
351: 분리막 모듈
352: 분리막 셀
400: 제1 배출라인
500: 제2 배출라인
510: 제2 분석부
520: 제2 세퍼레이터
600: 제1 분석부
610: 진공펌프
620: 세퍼레이터
630: 냉각기
700: 배압조정밸브
800: 예열부
900: 수분 공급부

Claims

서로 다른 종류의 복수의 기체를 공급하는 기체 공급부;
상기 기체 공급부와 연결되어, 상기 기체 공급부로부터 공급되는 기체를 혼합하는 기체 혼합부;
상기 기체 혼합부에서 혼합된 혼합기체가 공급되어 상기 혼합기체 중 일정 기체는 투과시키고, 나머지 기체는 불투과시키는 기체 분리부;
상기 기체 분리부를 수용하며, 열을 공급하여 상기 기체 분리부 내부의 온도를 기설정온도로 유지시키는 오븐(oven);
상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 투과되는 기체를 배출하는 제1 배출라인;
상기 기체 분리부에 연결되어, 상기 기체 분리부로부터 불투과되는 기체를 배출하는 제2 배출라인; 및
상기 제1 배출라인에 연결되어, 상기 제1 배출라인으로부터 배출되는 기체를 분석하는 제1 분석부를 포함하고,
상기 기체 혼합부와 상기 기체 분리부 사이에 배치되어, 상기 혼합기체를 일정 온도로 상승시키기 위하여 예열하는 예열부를 더 포함하며,
상기 예열부에 연결되어 상기 예열부에 수분을 공급하는 수분 공급부를 더 포함하고,
상기 수분 공급부에 의하여 공급된 상기 수분은 상기 예열부에 의해 기화되어 상기 혼합기체와 함께 혼합되고,
상기 기체 분리부는,
분리막 모듈과 분리막 셀을 포함하며, 상기 분리막 모듈과 상기 분리막 셀은 상기 오븐 내부에 함께 배치되되, 상기 기체 혼합부와 선택적으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 배출라인에 결합되어, 상기 제1 배출라인으로부터 배출되는 배출가스의 양을 조절하는 배압조정밸브(back pressure valve)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치..
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제1항에 있어서,
상기 제2 배출라인에 연결되어, 상기 제2 배출라인으로부터 배출되는 기체를 분석하는 제2 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 배출라인에 결합되어 상기 제1 배출라인을 감압할 수 있는 진공펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 배출라인에 결합되어, 상기 제1 배출라인을 이동하는 상기 기체의 온도를 낮추어 액화시키는 냉각기(chiller)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 배출라인에 결합되어 상기 냉각기에 의해 액화된 기체를 저장하여 분리하는 세퍼레이터(separator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제1항에 있어서,
상기 기체 공급부는,
서로 다른 종류의 기체에 대응하는 복수의 공급라인을 포함하고, 각각의 공급라인에는 공급량을 조절하는 유량조절부가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.
제1항에 있어서,
상기 분리막 모듈은 복수로 형성되며, 각각의 분리막 모듈은 상하로 배치되고, 서로 연결되어 상기 기체 혼합부로부터 공급된 혼합기체가 각각의 분리막 모듈을 모두 통과한 다음 상기 제1 배출라인 또는 상기 제2 배출라인으로 배출되는 것을 특징으로 하는 분리막 성능평가장치.