고분자 분리막을 이용한 혼합가스(SF6/N2/O2/CF4)로부터 SF6의 회수

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 21권 / 1호
· 저자명 : 이현정, 이민우, 이현경, 최호상, 이상협

초록

중전기의 유지 보수 및 교체 과정에서 절연체로 사용된 SF6 가스는 교체 충전과 정제과정에서 유입되는 공기와의 아크 방전에 의해 많은 종류의 부산물(N2, O2, CF4, SO2, H2O, HF, SOF2, CuF2, WO3 등)이 발생된다. 부산물 중에서도 대부분을 차지하는 것이 N2, O2, CF4이며, SF6가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리 회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 N2, O2, CF4와의 분리 효율 측면에서 분리막법은 기존의 흡착, 심냉법에 비하여 상대적으로 높은 효율을 보이고 있어 이에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 중전기 산업에서 발생되는 SF6 가스 함유 농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 N2, O2, CF4와 SF6 가스의 온도와 배출유량의 변화에 따른 분리 회수 가능성을 관찰하였다. PSF와 PC 중공사 분리막을 이용하여 고농도 SF6에 대한 분리 회수 실험 결과, PSF 분리막의 최대 회수율은 압력 0.3 MPa, 온도 25℃, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 45℃, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 N2, O2, CF4의 최대 제거율은 각각 약 80%, 74%, 그리고 58.9%가 관찰되었다. 이로부터 분리막 공정은 고농도 폐 SF6 가스에서 주요 부산물로부터 SF6의 효과적인 분리 및 회수가 가능한 공정으로 적용할 수 있는 가능성을 파악 할 수 있었다.

영어초록

During the maintenance, repair and replacement process of circuit breaker, SF6 reacted with input air in arc discharge, which led to the production of by-product gases (eg, N2, O2, CF4, SO2, H2O, HF, SOF2, CuF2, WO3). Among these various by-product gases, N2, O2, CF4 is major component. Therefore, the effective separation process is necessary to recycle the SF6 gas from the mixture gas containing N2, O2, CF4. In this study, the membrane separation process was applied to recycle the SF6 gas from the mixture gas containing N2, O2, CF4. The concentration of SF6 gas in gas produced from the electric power industry is over than 90 vol%. Therefore, we made the simulated gas containing N2, O2, CF4, SF6 which the concentration of SF6 gas is minimum 90 vol%. From the results of membrane separation process of SF6 gas from N2, O2, CF4 SF6 mixture gases, PSF membrane shown the highest recovery efficiency 92.7%, in 25℃ and 150 cc/min of retentate flow rate. On the other hand, PC membrane shown the highest recovery efficiency 74.8%, in 45℃ and 150 cc/min of retentate flow rate. Also, the highest rejection rate of N2, O2, CF4 is 80, 74 and 58.9% seperately in the same operation condition of highest recovery efficiency. From the results, we supposed the membrane separation process as the effective SF6 separation and recycle process from the mixture gas containing N2, O2, CF4, SF6.

참고자료

· 없음