냉방효과와 담수의 동시 생산을 위한 흡착식 담수화 시스템에 관한 실험적 연구

Abstract

흡착식 담수화(adsorption desalination, AD) 시스템은 하나의 저온 폐열을 사용하여 두 가지 유용한 효과(즉, 고순도의 담수와 냉방을 위한 냉수)를 동시에 생산할 수 있는 친환경, 저비용의 담수화 기술이다. 본 연구에서는 상용 실리카겔을 흡착제로 사용한 파일럿 규모의 AD 시스템을 설계 및 제작하기 위해, 77 K에서 질소에 대한 흡착제의 흡 · 탈착등온선을 통해 실리카겔의 물리적 특성을 우선 분석하고, 흡착질인 수증기에 대한 실리카겔의 흡착등온선을 평가하였다. 그리고 다양한 열원 온도와 공급수 수질에 대하여 한양대학교에서 설계 및 제작한 AD 시스템의 성능평가를 실험적으로 수행하였다. 이때, AD 시스템의 성능은 흡착제 단위 톤당 1일 담수 생산량(SDWP)과 흡착제 단위 톤당 생산한 냉방용량(SCC)을 사용하여 평가하였다.

Adsorption desalination (AD) system is considered to be an environmentally-friendly and yet low-cost desalination technology that can produce two useful effects, i.e., high-grade fresh water and chilled water for cooling, using a low-temperature waste heat source. In this study, in order to design and fabricate the pilot-scale AD system that employs commercially-available silica gel as an adsorbent, its physical properties are analyzed by adsorption-desorption isotherms of nitrogen on silica gel at 77 K, followed by an evaluation of the adsorption isotherms of water vapor used as an adsorbate. Then, the performance evaluation of the pilot-scale AD system housed in Hanyang University has been experimentally carried out for a wide range of heat source temperature and feed water quality. Here, its performance is assessed in terms of specific daily water production (SDWP) and specific cooling capacity (SCC).