Removal of HFC-134a from brackish water using semi batch jet loop reactor

Abstract

지난 50 년 동안 가스 수화물 형성을 이용한 담수화 방법이 연구되었으며, 객체 가스(guest gas)의 적절한 선택으로 염 제거 효율은 90 % 이상으로 알려져 있다. 미네랄 염분 (Na+, Ca2+, K+, Mg2+ 등)은 물 분자가 수소 결합에 의해 공동를 형성하는 기체 수화물 중에 자연적으로 배제되며, 객체 기체 분자는 공동 내로 캡슐화되어 전체 기체 수화물 구조를 안정화킨다. 특히, 가스 수화물 형성과정에서 냉매를 사용하면 대기압에서도 9 ℃ 이상의 높은 온도에서 수화물 형성이 가능하여 경제성이 높아지므로 냉매를 객체 가스로 사용하는 연구에 관심이 높아지고 있다. 그러나 객체 가스로 냉매 (예 : HFC-134a)를 사용하는 경우 일반적으로 물에 대한 용해도가 높기 때문에 (예 : 2040mg의 HFC-134a 25 ° C에서 물 1L 당) 담수화 공정 후에 염분이 있는 냉매가 여전히 남아있는 문제가 있다. 99mol %의 HFC-134a가 기체 수화물의 열분해 동안 탈기하여 회수될 가능성이 있을지라도, 담수화의 최종 목표는 음용수를 제공하는 것이기 때문에 냉매를 염분이 섞여있는 냉매로부터 완전히 제거하는 추가적인 방법이 필요하다. 제트 루프 반응기 (JLR)는 물질 전달 능력이 높기 때문에 많은 상업적 용도에 매우 자주 사용된다. 본 연구에서는 염분 농도가 3.5 ppt 인 염수에서 HFC-134a의 탈기를 개선하기 위해 반 회분식 유형의 JLR을 도입하였다. 초기 HFC-134a 농도 (772-200 mg / L), 액체 순환 (40-80 L / min) 및 공기 유량 (10-30 L / min)과 같은 다양한 매개 변수의 효과를 실험, 분석하였다. 특정 자료로부터 제거 효율 및 전체 체적 전달 계수를 계산하였고, 공기 유량이 증가할수록 KLa값도 증가함을 확인하였다.