KR100638322B1 - Hollow fiber membrane for dehumidifying module - Google Patents

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KR100638322B1
KR100638322B1 KR20050043486A KR20050043486A KR100638322B1 KR 100638322 B1 KR100638322 B1 KR 100638322B1 KR 20050043486 A KR20050043486 A KR 20050043486A KR 20050043486 A KR20050043486 A KR 20050043486A KR 100638322 B1 KR100638322 B1 KR 100638322B1
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KR
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hollow fiber
fiber membrane
hydrophilic polymer
gas
membrane
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KR20050043486A
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Inventor
고형철
윤태일
이충섭
임지원
하성용
Original Assignee
(주)에어레인
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules

Abstract

A hollow fiber membrane for dehumidifying module prepared by coating a hydrophilic polymer and a crosslinking agent on the surface of a polymer hollow fiber membrane is provided to obtain a dew-point temperature of -40 deg.C or less when modulating a dehumidifying membrane to which the hollow fiber membrane is applied. A hollow fiber membrane for dehumidifying module is prepared by crosslinking the hydrophilic polymer with the hollow fiber membrane after coating 100 weight parts of a hydrophilic polymer together with 1 to 20 weight parts of a crosslinking agent selected from polyacrylic acid-co-maleic acid and polystyrenesulfonic acid-co-maleic acid on a hollow fiber membrane for gas separation having selective permeability relative to moisture contained in a gas mixture or wet air. The hollow fiber membrane is formed of polysulfone, polyimide, polyetherimide, or polyvinylidene fluoride. The hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol.

Description

제습모듈용 중공사막 {HOLLOW FIBER MEMBRANE FOR DEHUMIDIFYING MODULE} For dehumidifying the hollow fiber membrane modules {HOLLOW FIBER MEMBRANE FOR DEHUMIDIFYING MODULE}

도 1은 본 발명에 따른 제습모듈용 중공사막의 제습성능을 나타내기 위한 시스템 구성도이다. 1 is a system configuration diagram for showing the dehumidification performance of the hollow fiber membrane module according to the invention for dehumidifying.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

10: 중공사막모듈 10: hollow fiber membrane module

100 : 공급기체유입부 200 : 건조기체유출부 100: feed gas introduction unit 200: Drying gas outlet

300 : 습윤기체배출부 400 : 압력조절밸브 300: wet gas exhaust portion 400: pressure control valve

500 : 퍼지유량조절밸브 600 : 퍼지기체유입부 500: purge flow control valve 600: the purge gas inlet

본 발명은 중공사막에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 습공기 또는 기체혼합물 중의 수분을 제거하기 위해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 고분자 중공사막을 친수성 고분자와 가교제로 코팅한 후 가교시킨 제습모듈용 중공사막에 관한 것이다. The present invention in more specifically, psychrometric or gas mixture is dehumidified module the hollow fiber membrane for crosslinked after coating the gas separation polymeric hollow fiber membrane for having a selective permeability of a hydrophilic polymer and a crosslinking agent in order to remove moisture in the relates to a hollow fiber membrane It relates.

일반적으로 수증기를 제거하는 방법에는 용해식, 흡착식, 냉동식, 분리막을 이용한 방법 등이 있다. How to generally remove the water vapor and the like, the method using a soluble manner, desiccant, refrigeration, membrane.

용해식 방법은, 소금, 요소, 염화칼슘 등과 같은 수분과 친화력이 있는 화학 약품을 사용하여 압축공기 내의 수분을 용해시키는 방법이다. A method of dissolving expression method, use chemicals in a water affinity, such as salt, urea, calcium chloride dissolved in water in the compressed air. 상기 용해식 방법은 입구온도가 비교적 낮은 경우에만 적용 가능하며, 이슬점을 낮추는데 한계가 있는 단점이 있다. The soluble expression method has a disadvantage in that a limitation is applicable only if the inlet temperature is relatively low, to lower the dew point. 또한, 화학 약품이 수분과 반응하여 생성된 부식성 용액이 압축공기와 함께 이동하여 압축공기 라인에 문제가 생기게 된다. Also, chemicals are moved together with the caustic solution produced react with moisture in the compressed air is causing a problem with the compressed air line.

흡착식 방법은, 실리카겔이나 활성알루미나 등으로 이루어진 흡착제로 수분을 흡수하여 건조기체를 얻는 방법이다. Suction method is a method of absorbing water with an adsorbent consisting of a silica gel or activated alumina, etc. to obtain a drying gas. 이 방법은 낮은 이슬점까지 습기 제거가 가능하지만, 제습장치의 설치공간이 크며 흡착제의 재생이 필요하고 사용수명이 짧아 일정주기마다 흡착제를 교환해야하는 단점이 있다. This is a low dew point to remove moisture up to but there is a disadvantage should require the reproduction of a large installation space of the adsorbent dehumidifying apparatus and the service life is exchanged adsorbent at the predetermined cycle shorter.

냉동식 방법은, 압축이나 냉각 등의 열역학적인 기구를 이용하여 기체속의 수증기를 물로 변환하여 외부로 배출하는 방법이다. Refrigerated method is a method in which by using a thermodynamic mechanism such as a compression or cooling converts the water vapor in the gas discharged to the outside water. 이 냉동식 방법은 에너지의 소모가 크며 낮은 습도의 제습이 불가능하다는 문제점이 있다. The refrigeration method has a problem that the large consumption of energy is impossible dehumidification of low humidity.

분리막을 이용한 수증기의 제거방법은 근래에 개발된 방법으로, 이는 기체분리막 자체가 수분을 포함한 기체혼합물 중에서 수증기에 대하여 보다 우수한 선택투과를 나타내는 것을 원리로 가능하게 되며 연속적인 제습이 가능한 장점을 지니고 있어 많은 연구개발이 진행되고 있는 실정이다. Removal of the water vapor method using a separation membrane by a method developed in recent years, it becomes possible in principle to exhibit an excellent selective permeation than with respect to water vapor in the gas mixture is a gas separation membrane itself, including the moisture it has a possible advantage of continuous dehumidification a situation that a lot of research and development is in progress.

여기에서, 상기 분리막이란 2상 사이에서 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 기능을 갖는 고분자 재질의 계면(Interphase)으로 볼 수 있다. Here we can see the interface (Interphase) of polymeric material has a function to selectively restrict the movement of the material between the separation membranes is two-phase. 막을 이용한 기체분리는 막에 대한 선택적인 가스투과원리에 의하여 진행된다. Gas separation using membranes proceeds by a selective gas permeable membrane for the principle. 즉, 기체혼합물이 막 표면에 접촉하였을 때 기체성분은 막 속으로 용해, 확산하게 되는데 이때 각각의 기체성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 된다. That is, the gas component when the gas mixture in contact with the surface of the film hayeoteul there is dissolved, diffused into the film The solubility and permeability of each gas component is displayed differently from each other with respect to the membrane material. 예를 들면 헬륨, 수증기 등은 쉽게 투과하는 기체성분들이고 반면에 메탄, 질소 등은 매우 느리게 투과하는 기체성분들이다. For example, helium, water vapor or the like is easily deulyigo gas component which passes through the other hand, methane, nitrogen and the like are gaseous components very slowly permeate. 이것이 공기 중의 산소와 질소, 이산화탄소와 메탄 등을 막을 이용하여 분리할 수 있는 이유가 된다. This is the reason for removal by a membrane such as oxygen and nitrogen, carbon dioxide and methane in the air. 특히 분리막을 이용한 막분리공정은 상(Phase)변화가 없고 에너지 소모가 적은 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. In particular, a membrane separation process using a separation membrane is not the phase (Phase) variation has been widely applied in various fields because of the low energy consumption advantages.

막을 이용한 제습에 관한 공지 기술에 있어서 미국특허 제4,783,201에서는 미국특허 제4,871,194에서 개시된 막을 이용하여 수증기를 포함한 혼합기체 중 수분을 제거하는 실험을 수행하였다. In the known technique related to the dehumidifying membrane with U.S. Patent No. 4,783,201 in the experiment it was performed to remove water from the mixed gas containing water vapor by using a film as disclosed in U.S. Patent No. 4,871,194. 상기 막의 제조는 폴리설폰 고분자, 루이스산, 염기복합체 및 용매로 구성된 고분자 용액을 캐스팅, 또는 방사를 이용하여 평막 또는 중공사막을 제조한 것으로 되어 있다. The membrane is manufactured as a flat membrane or a hollow fiber membrane using a casting, or spinning a polymer solution consisting of polysulfone polymer, a Lewis acid, a base, and solvent complexes. 상기 특허 4,783,201에서 제습막은 코팅하지 않은 막 표면 가까이에 치밀한 스킨층(graded density skin)을 갖고 동시에 막 전체에 거대기공이 없는 비대칭 구조의 막을 사용하였으며 다공도(porosity)를 조절하여 산소/질소 선택도가 1.5내지 2.0인 막을 사용함을 언급하고 있다. This patent 4,783,201 has a dehumidifying membrane dense skin layer (graded density skin) near the film surface are not coated in was used at the same time a film of the asymmetric membrane is not in the entire macropore adjusting the porosity (porosity) and oxygen / nitrogen selectivity is the film is 1.5 to 2.0 has been referred to using. 또한 막 표면의 중공을 감소시키기 위하여 메탄올, 이소펜탄, 실리콘오일 등의 액체를 접촉한 뒤 건조, 어닐링 등의 후처리 공정을 적용하여 제습막의 성능을 향상시킨다고 개시하고 있고 막 표면에 응축된 수분을 제거하기 위하여 건조기체의 일부를 모듈의 투과부로 유입시키는 재유입공정을 개시하고 있다. In addition, the moisture condensed in methanol, iso-pentane, one behind the drying process the surface and discloses sikindago improve the dehumidifying membrane performance film by applying a post-treatment such as annealing contacting a liquid such as silicone oil so as to reduce the hollow of the film surface in order to remove discloses a re-entering the step of flowing a portion of the dry gas to the permeate side of the module. 그러나 상기의 특허에 있어서 제습성능은 최대 -13.5℃의 이슬점 온도를 나타내고 있는바 그리 우수하지 못 하고 7기압의 고압을 사용하고 있으며 성능의 개선을 위해 후처리 공정을 적용해야 하는 문제점 등이 있다. However, in the above patent dehumidifying performance and the like, and it is not so excellent bar represents the dew point temperature of up to -13.5 ℃ using a high pressure of 7 atm problem of applying a treatment step after improving its performance.

미국특허 제5,002,590 및 5,108,464 에서는 중공사막 내부에 계면중합을 이용, 코팅 공정이 적용된 제습막을 개시하였다. U.S. Patent No. 5,108,464 5.00259 million and the surfactant was added to initiate polymerization inside the hollow fiber membrane is used, the dehumidifying membrane coating process is applied. 상기의 특허에서 코팅액은 친수성 고분자, 예를 들면 2개체의 반응성 종인 아민(armine)과 알콜 또는 아실할라이드(acyl halide)와 이소시아네이트(isocyanate)를 중공사막 내부표면에 계면중합을 이용, 코팅하여 제습막을 제조하였고 막의 지지체로는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 다공성 유리 등이 포함된다고 하였다. In the above patent the coating liquid is a hydrophilic polymer, for example, two individual reactive species, amine (armine) with an alcohol or acyl halide (acyl halide), and using an interfacial polymerization of the isocyanate (isocyanate) for the hollow fiber membrane inner surface of the coating to the dehumidifying membrane It was that the film was made of a support comprises a polyimide (polyimide), polyether sulfone (polyethersulfone), polysulfone (polysulfone), the porous glass. 그러나 지지체 자체의 구조, 모양 등에 관한 설명이 없고 이슬점 온도 -40℃까지의 우수한 제습능력을 나타내기 위해 투과부에 진공펌프를 설치하였다는 단점이 있다. However, there is no description regarding the structure, the shape of the support itself was placed a vacuum pump on the permeate side to indicate the excellent dehumidifying capacity of the dew point to a temperature -40 ℃ has a disadvantage.

미국특허 제4,718,921 에서는 방향족 이미드 고분자(aromatic imide polymer)를 막의 재질로 사용하였고 수분을 함유한 기체를 막 모듈의 투과부로 유입하고 다른 종류의 N 2 , Ar 등의 건조 기체를 막모듈 즉 중공사 내부로 유입하여 중공사막 표면에 응축된 수분을 제거하고 막 표면에 수분을 제거하고 막 표면에 작용하는 수증기에 대한 분압을 유지시킴으로써 계속적인 제습이 가능하도록 하였다. U.S. Patent No. 4,718,921 in the aromatic imide polymer (aromatic imide polymer) of the film was used as a material for flowing a water-containing gas film to the permeate side of the module and dried gas, such as different types of N 2, Ar membrane module that is a hollow fiber by the introduced into the removing condensed moisture on the surface of the hollow fiber membrane and maintain the partial pressure of the steam acting on the film surface and the film to remove water on the surface was to enable continuous dehumidification. 그러나 상기의 특허 역시 임의의 건조한 기체를 퍼지함으로 인하여 새로운 공정이 추가된다는 단점이 있으며 제습성능이 그리 우수하지 못하다. However, the above patent also added disadvantage that the new process due to the purge by any dry gas which is not so excellent dehumidifying performance.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 고분자 중공사막의 표면에 친수성 고분자물질과 가교제를 코팅하여 이루어진 제습용 중공사막을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been designed to solve the above problems, there is provided a hollow fiber membrane for dehumidification made by coating a hydrophilic polymer material and the crosslinking agent on the surface of the polymeric hollow fiber membrane.

즉, 상기 중공사막을 적용한 제습막을 모듈화 할 경우 이슬점의 온도가 -40℃이하가 되도록 하기 위한 것이다. In other words, for the case to apply the modular film dehumidifying the hollow fiber membrane, the temperature of the dew point is less than or equal to -40 ℃.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기체혼합물 또는 습공기 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 중공사막을 친수성 고분자와 가교제를 함께 코팅한 후, 가교시킨 것을 특징으로 한다. The present invention to achieve the above object, and then coating the hydrophilic polymer and cross-linking agent with the gas mixture or the hollow fiber membrane for gas separation having a selective permeability for water of the psychrometric, characterized in that crosslinked.

상기 중공사막은, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 폴리비닐리덴플로라이드로부터 제조된 것이다. The hollow fiber membrane is a polysulfone, is made from polyimide, polyetherimide and polyvinylidene fluoride.

상기 친수성 고분자는, 폴리비닐알콜이다. The hydrophilic polymer is a polyvinyl alcohol.

상기 가교제는, 폴리아크릴산말레인산 및 폴리스틸렌술폰산말레인산으로부터 선택된 하나이다. The cross-linking agent, one selected from polyacrylic acid and polystyrene maleic acid maleic acid.

또한, 상기 가교제의 함량이 폴리비닐알콜 100중량부에 대하여 1에서 20중량부를 첨가하여 가교한 것이다. It would also crosslinked by the amount of the crosslinking agent is added in 20 parts by weight 1 with respect to 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 종래 공지된 기술에 대해서는 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설 명은 생략하기로 한다. But it will be described in detail the present invention with reference to the accompanying drawings, if it is determined that can blur the point of the present invention for the prior known art will be omitted the detailed description of them.

본 발명에 따른 제습모듈용 중공사막은 기체혼합물 또는 습공기 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 고분자 중공사막과 상기 중공사막에 코팅되는 친수성 고분자와 가교제로 이루어진다. For dehumidifying module according to the present invention the hollow fiber membrane is made of a polymeric gas separation hollow fiber membrane with a hydrophilic polymer and a crosslinking agent coated on the hollow fiber membrane for having a selective permeability for water of the gas mixture or psychrometric.

상기 중공사막은, 통상의 방법으로 제조될 수 있는 것으로 특별히 제한하지 않으며 구성재질로는 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide) 또는 폴리비닐리덴폴로라이드(polyvinylidene fluoride)를 포함하며 더욱 바람직하게는 폴리설폰이다. To the hollow fiber membrane is not particularly limited to that, can be prepared by conventional methods Materials of construction are a polysulfone (polysulfone), polyimide (polyimide), polyether imide (polyetherimide) or polyvinylidene follower fluoride (polyvinylidene fluoride) It includes and more preferably is a polysulfone.

상기 중공사막의 코팅에 사용할 수 있는 친수성 고분자는, 높은 자유용적(free volume)을 지니고 있어 수분의 확산을 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라 고분자 주쇄(backbone)에 히드록시기 또는 이온성 그룹을 지니고 있어 매우 우수한 친수성을 나타낸다. A hydrophilic polymer that can be used for coating of the hollow fiber membrane has a high free volume (free volume) to have it as well as to facilitate diffusion of water has a hydroxy group or an ionic group in the polymer main chain (backbone) are very good It shows a hydrophilic property.

따라서 상기 친수성 고분자로는 히드록시기, 카르복실기 및 아민기를 지닌 고분자를 포함하며, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐아민(polyvinyl amine) 등을 들 수 있으며, 특히 폴리비닐알콜이 바람직하다. Therefore, as the hydrophilic polymer is a hydroxy group, it comprises a polymer having a carboxyl group and an amine, a polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol), polyacrylic acid (polyacrylic acid), polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone), and polyvinyl amine (polyvinyl amine), etc. be mentioned, and especially preferred is polyvinyl alcohol.

상기 가교제는, 친수성기를 포함하며 상기 친수성 고분자와 이온결합을 통해 이 친수성 고분자를 적절히 가교시킨다. The cross-linking agent, containing a hydrophilic group and thereby appropriately crosslinking the hydrophilic polymer via the hydrophilic polymer and an ionic bond.

본 발명에서 사용가능한 가교제는 설포숙신산(sulfosuccinis acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리아크릴산말레인산(polyacrylic acid-co-maleic acid) 및 폴리스티렌술폰산말레인산(polystyrenesulfonic acid-co-maleic acid) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리아크릴산말레인산과 폴리스티렌술포닉산말레인산이다. Available cross-linking agent in the present invention and the like sulfosuccinate (sulfosuccinis acid), polyacrylic acid (polyacrylic acid), polyacrylic acid of maleic acid (polyacrylic acid-co-maleic acid), polystyrene sulfonic acid maleate (polystyrenesulfonic acid-co-maleic acid) and, preferably a polyacrylic acid of maleic acid and polystyrene sulfonate maleic acid.

여기에서, 상기 가교제는 다가의 카르복실기 또는 다가의 카르복실기와 술폰기가 있어 가교반응에 이용함을 물론 친수성을 높여주며 수분의 확산을 증대시킨다. Here, the crosslinking agent is a carboxyl group or it approaches the carboxyl group and polyvalent gives sulfones of increasing the hydrophilicity of course employs a cross-linking reaction thereby increasing the diffusion of the moisture.

또한, 상기 가교제를 일반적으로 벌키도가 큰 것을 사용하여, 상대적으로 벌키도가 작은 가교제를 이용시 자유용적이 감소하여 수분의 확산이 어려워지는 문제점을 개선한다. In addition, the crosslinking agent typically used is also great that the bulky, relatively bulky degree of freedom drive volume is reduced the smaller the cross-linking agent to improve the problem is diffusion of the water to be difficult.

한편, 상기 가교제는 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1~20중량부가 적당하다. On the other hand, the cross-linking agent is added suitably 1-20 parts by weight based on 100 parts by weight of a hydrophilic polymer.

상기 가교제의 함량이 1중량부 미만이면 가교도가 너무 낮아 막을 통과한 수분에 의해 불안정해 지고, 20중량부를 초과하면 친수성 고분자가 부서질 수 있다. If the content of the crosslinking agent is less than 1 part by weight is unstable by passing through the water film, the degree of crosslinking is too low, the hydrophilic polymer may be broken if it exceeds 20 parts by weight.

이상과 같이 이루어진 제습모듈용 중공사막을 사용할 때에는, 상기 중공사막을 일정량의 중공사 다발형태로 모듈의 하우징 내에 삽입한다. When using the dehumidifying module for a hollow fiber membrane made as described above, is inserted in the housing of the module, the hollow fiber membrane in the hollow fiber bundle form a certain amount of.

상기 중공사막 다발 내의 중공사막의 수는 통상 100~30,000가닥이다. The number of the hollow fiber membrane in the hollow fiber membrane bundle is usually 100 ~ 30,000 strands.

또한, 제습막 모듈내의 막필터의 제조에 있어서 팩킹밀도는 막 사이의 간격이 최소가 되도록 하는 것이 바람직하며, 하우징 내에 삽입시 팩킹밀도는 하우징 단면적에 대해 중공사가 차지하는 면적의 비로서 0.3~0.6이 되도록 하는 것이 좋다. Further, this is preferable and 0.3 to 0.6 as the ratio packing density of the area hollow Saga occupies with respect to the housing cross section when inserted in the housing, which packing density in the manufacture of a membrane filter in the dehumidifying membrane module so as to minimize the distance between the membrane It may be possible.

도 1은 제습용 중공사모듈을 사용하여 제습성능을 나타내기 위한 구성도이다. 1 is a block diagram for showing the dehumidifying performance by using the hollow fiber module for the dehumidification.

본 발명은 중공사막을 친수성고분자와 가교제로 코팅한 후 가교시킨 형태를 제시함으로써 같은 조건에서의 동일한 중공사막에 비해 제습성능이 향상된 것을 발견한 것에 근거한 것이므로 상기의 친수성 고분자와 가교제를 코팅하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. The present invention, because, based as it finds that the dehumidification performance improvements compared to the same hollow fiber membrane under the same conditions by providing a form crosslinked after coating the hollow fiber membrane with a hydrophilic polymer and a crosslinking agent, a method for coating the above-described hydrophilic polymer and cross-linking agent is It is not particularly limited. 상기 방법으로 제조된 중공사막을 사용한 제습용 모듈을 사용하면 이슬점 온도 -40℃인 기체를 얻을 수 있게 되며, 상기 도면을 참조하여 제습공정을 살펴보면, 수분을 함유한 기체가 제습 중공사막모듈(10)의 공급기체유입부(100)로 공급되고 기체가 중공사막표면과 접촉해감에 따라 수분은 빠르게 막을 투과함과 동시에 모듈의 일측단에 위치한 건조기체유출부(200)로 건조한 기체를 배출하게 된다. Using the dehumidifying module using the hollow fiber membrane prepared by the above method if the dew point is possible to obtain a gas temperature of -40 ℃, with reference to the drawings Referring to the dehumidifying process, is a water-containing gas dehumidification membrane module (10 ) feed gas is supplied to the inlet 100 is a gas the moisture in accordance with the contact haegam and the hollow fiber membrane surface is quickly transmitted, and at the same time discharging the dry gas to a dry gas outlet 200 located at one end of the module, a film of . 이때, 막을 투과한 수분을 다량 함유한 습윤한 기체는 습윤기체배출부(300)를 통하여 대기 중으로 방출된다. At this time, a wet gas containing a large amount of a water-permeable membrane is released into the atmosphere through the moist gas discharge portion 300. The 또한, 상기 건조기체유출부(200)에 압력조절밸브(400)를 설치하여 건조기체유출부(200)로부터 배출되는 기체의 유량을 조절함으로써 제습성능을 유지하고, 상기 압력조절밸브(400)의 타 측단에 위치한 퍼지유량조절밸브(500)를 조절하여 건조기체유출부(200)로부터 배출된 건조기체의 일부를 모듈의 퍼지기체유입부(600)로 유입되도록 하여 막 표면에 생성된 수분을 제거한 뒤 상기 습윤기체배출부(300)를 통하여 대기 중으로 방출되도록 구성한다. Further, the pressure regulating valve maintaining dehumidification performance by controlling the flow rate of the gas discharged from the drying gas outlet (200) to install (400), said pressure control valve 400 to the dry gas outlet 200 to ensure that adjusting the purge flow control valve 500 located at the other end to the inlet part of the drying gas discharged from the drying gas outlet 200 to the purge gas inlet 600 of the module to remove the water generated on the film surface back and configured to be released into the air through the wet gas exhaust unit 300. the 아울러 상기 공급기체의 흐름방향과 모듈의 퍼지기체유입부(600)로 재유입되는 기체의 흐름방향이 서로 반대인 향류식 흐름을 사용하는 특징을 가진다. In addition, it has a feature of using a countercurrent flow type flow direction of the gas is re-introduced into the purge gas inlet 600 of the flow direction, and the modules of the supply of gas are opposite to each other.

본 발명의 효과는 이하 실시예를 통해 더 명확해 질 것이다. The effects of the present invention will become more apparent from the following examples.

(비교예 1) (Comparative Example 1)

본 비교예에 사용한 중공사막은 폴리설폰으로 제조된 막으로, 대한민국 특허출원2000-0048823에 의거하여 제조한 것을 사용하였다. A hollow fiber membrane used in this comparative example is in a membrane made of a polysulfone, it was used one prepared on the basis of the Republic of Korea Patent Application No. 2000-0048823. 상기의 중공사막 4000가닥을 관 형태의 하우징 내에 삽입하고 관의 양 말단 부분에 있어서 중공사 이외의 공간을 폴리우레탄으로 포팅(potting)한 뒤 막 모듈의 제조하였다. Inserting the hollow fiber membrane of 4000 strands in the form of a tube housing, which was prepared in the port the space other than the hollow fibers in polyurethane in both ends of the tube part (potting) one behind the membrane modules. 제습성능의 측정은 도 1에 의한 공정에 의거하여 측정하였으며 수분을 함유한 기체로서 압축공기를 사용하였다. We measured the dehumidification performance of the measurement on the basis of the process according to figure 1, the compressed air was used as a water-containing gas. 도 1을 참조로 하여 대기온도 20℃, 이슬점온도 -8℃, 압력 5㎏/㎠의 공기가 공급기체유입부(100)로 공급되고 제습용 분리막모듈의 일측면에 위치한 건조기체유출부(200)로 배출되는 과정에 있어서 일측면의 상단에 위치한 압력조절밸브(400)를 조절하여 배출유량을 감소시킴으로써 제습성능을 조절할 수 있다. Even when the first reference to the ambient temperature 20 ℃, the dew point temperature of -8 ℃, the pressure 5㎏ / ㎠ air supply gas inlet 100 is supplied to the membrane module located on one side of the dehumidification drying gas outlet (200 ) in the process of being discharged by controlling the pressure control valve 400 at the top of one side it may adjust the dehumidification performance by reducing the discharge flow rate. 이슬점온도의 측정은 Model DSP-Rm(영국 Alpha moisture systems사) 이슬점 측정기를 사용하여 측정하였으며 그 결과를 아래 표1에 나타내었다. Measurement of the dew-point temperature was measured using a Model DSP-Rm (UK Alpha moisture systems, Inc.) measuring the dew point. The results are shown in Table 1 below.

(비교예 2) (Comparative Example 2)

상기의 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐피롤리돈(분자량: 40000, 미국 폴리사이언스사) 5중량부로 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅(Dip coating)하여 건조한 후 관 형태의 모듈 하우징 내에 삽입하고 폴리우레탄으로 포팅하여 모듈을 제조하였다. A hollow fiber membrane used in Comparative Example 1 Polyvinylpyrrolidone (molecular weight: 40000, USA Poly Sciences Inc.) dip-coating a coating solution prepared by dissolving in water, 5 parts by weight (Dip coating) by inserting in the dried tube type of module housing and to prepare a module port with polyurethane. 제습성능의 측정은 도 1에 도시한 시스템을 이용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. The dehumidification performance measurement was performed using a system shown in Figure 1. The results are shown in Table 1.

(실시예 1) (Example 1)

상기의 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리아크릴산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 가교하였다. A hollow fiber membrane used in Comparative Example 1 Polyvinyl alcohol: To cross-linking (molecular weight 89000, USA Aldrich) 5 parts by weight of polyacrylic acid of maleic acid 0.5 parts by weight and dried dip coating a coating solution prepared by dissolving in water at 150 ℃ 10 bungan . 이렇게 제조된 중공사막은 관형태의 모듈 하우징 내에 삽입하고 폴리우레탄으로 포팅하여 모듈을 제조하였다. The thus produced hollow fiber membrane was prepared by inserting the module in the form of a tube module housing and porting of polyurethanes. 제습성능의 측정은 도 1에 도시한 시스템을 이용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. The dehumidification performance measurement was performed using a system shown in Figure 1. The results are shown in Table 1.

(실시예 2) (Example 2)

상기의 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리스틸렌술폰산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 가교하였다. A hollow fiber membrane used in Comparative Example 1 Polyvinyl alcohol: To cross-linking (molecular weight 89000, USA Aldrich) 5 parts by weight of polystyrene sulfonic acid maleate 0.5 parts by weight and dried dip coating a coating solution prepared by dissolving in water at 150 ℃ 10 bungan . 이렇게 제조된 중공사막은 관형태의 모듈 하우징 내에 삽입하고 폴리우레탄으로 포팅하여 모듈을 제조하였다. The thus produced hollow fiber membrane was prepared by inserting the module in the form of a tube module housing and porting of polyurethanes. 제습성능의 측정은 도 1에 도시한 시스템을 이용하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. The dehumidification performance measurement was performed using a system shown in Figure 1. The results are shown in Table 1.

[표 1] TABLE 1

공급유량 (L/min) Supply flow rate (L / min) 공급기체의 이슬점 (℃) Dew point of the feed gas (℃) 처리유량 (L/min) Flow (L / min) 처리기체의 이슬점 (℃) The dew point of the process gas (℃)
비교예 1 Comparative Example 1 35 35 -8 -8 25 25 -11 -11
비교예 2 Comparative Example 2 35 35 -8 -8 25 25 -28 -28
실시예 1 Example 1 35 35 -8 -8 25 25 -44 -44
실시예 2 Example 2 35 35 -8 -8 25 25 -48 -48

*공급유량: 습윤기체유출부에서의 유량과 처리공기유출부의 유량의 합 - feed flow rate: the sum of the flow rate of the flow and process air outlet portion in the portion of wet gas outlet

*처리유량 및 처리기체: 처리기체유출부에서의 유량 및 유체 And fluid flow in the sub-process gas leakage: * Flow and process gas

상기 표 1의 결과에서 나타난 바와 같이 중공사를 친수성 고분자로 코팅한 경우(비교예 2), 코팅하지 않은 경우(비교예 1)에 비래 다소 성능이 향상되었고, 친수성 고분자와 가교제를 코팅한 후 가교한 경우 이슬점의 온도는 비교예 1, 2의 결과에 비하여 매우 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다. Was a hollow fiber increased when a coating of a hydrophilic polymer (Comparative Example 2), if it is not coated flying object (Comparative Example 1) or less performance as shown in the results of Table 1, was coated a hydrophilic polymer and a crosslinking agent crosslinking If the temperature of the dew point can be seen to represent a very good performance in comparison to the results of Comparative examples 1 and 2.

따라서 본 발명에 따른 제습모듈용 중공사막은, 친수성 고분자와 가교제를 중공사막에 코팅한 후 가교시킨 것으로 기체혼합물 또는 공기 중의 수분제거 성능이 매우 뛰어난 효과가 있다. Therefore, the hollow fiber membrane module for dehumidification according to the present invention is that a very highly hydrophilic polymer and a crosslinking agent and then coating on the hollow fiber membrane to remove moisture in the gas mixture to which air or crosslinking performance effect.

또한, 상기 중공사막은 건조기체의 효율을 보다 향상시킬 수 있음은 물론이고 연속공급 가능한 압축공기의 이슬점이 -40℃ 이하인 매우 건조한 압축공기를 얻을 수 있는 효과가 있다. In addition, the hollow fiber membrane has the effect that can be obtained that can improve the efficiency of the drying gas, as well as the dew point of the continuous supply available compressed air very dry compressed air than -40 ℃.

Claims (5)

  1. 기체혼합물 또는 습공기 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 중공사막을 친수성 고분자; The gas mixture or the hydrophilic polymer with the hollow fiber membrane for gas separation having a selective permeability for water of the psychrometric; 및 폴리아크릴산말레인산 및 폴리스틸렌술폰산말레인산으로부터 선택된 하나의 가교제;와 함께 코팅한 후, 가교시킨 것을 특징으로 하는 제습모듈용 중공사막. Polyacrylic acid and maleic acid, and polystyrene sulfonic acid a cross-linking agent selected from maleic acid; was coated with the hollow fiber membrane module, characterized in that for dehumidification crosslinked.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 중공사막은, The hollow fiber membrane,
    폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드 및 폴리비닐리덴플로라이드로부터 제조된 것임을 특징으로 하는 제습모듈용 중공사막. Polysulfone, polyimide, polyetherimide and polyvinylidene flow for the hollow fiber membrane module, characterized in that the dehumidifier made from fluoride.
  3. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 친수성 고분자는, The hydrophilic polymer,
    폴리비닐알콜임을 특징으로 하는 제습모듈용 중공사막. Polyvinyl alcohol hollow fiber membrane module characterized in that for dehumidification.
  4. 삭제 delete
  5. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 가교제의 함량이 청구항 3의 폴리비닐알콜 100중량부에 대하여 1에서 20중량부를 첨가하여 가교한 것임을 특징으로 하는 제습모듈용 중공사막. The hollow fiber membrane module for dehumidifying, characterized in that a cross-linked to the amount of the crosslinking agent is added in 20 parts by weight 1 with respect to 100 parts by weight of polyvinyl alcohol of Claim 3.
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