고분자 중공사 분리막을 이용한 N_2/SF_6 혼합가스로부터 SF_6의 분리 및 회수 (Separation and Recovery of SF_6 Gas from N_2/SF_6 Gas Mixtures by using a Polymer Hollow Fiber Membranes)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 33권 / 1호 / 47 ~ 53페이지
· 저자명 : 이현정, 이민우, 이현경, 이상협

초록

SF_6는 IPCC가 평가한 온난화 지수가 가장 큰 물질이다. 이런 SF_6 가스의 처리를 위하여 현재는 고에너지의 분해 기술이 사용되고 있지만 최근 분리막을 이용한 분리 및 회수 기술이 주목을 받고 있다. SF_6가 중간권으로 방출될 경우 광분해 또는 이온 반응을 일으켜 높은 독성과 부식성을 지닌 부산물을 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 현재 분리막을 이용한 SF_6 가스의 회수･분리에 관한 연구 동향을 살펴보면 다양한 분리막 재질에 대한 투과특성연구가 부족하다. 또한, 실제 폐 SF6 가스 농도에 대한 연구와 에너지 효율이 높은 운전조건의 분리･회수 연구는 초기단계이다. 그러므로, 본 연구에서는 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 중공사 분리막을 사용한 SF_6, N_2 단일기체의 투과도 연구 및 폐 SF_6 가스 농도의 SF_6/N_2 혼합기체를 사용하여 상용화된 PSF, PC와 PI 중공사 분리막과 운전조건 변화에 따른 SF_6 가스의 분리･회수 연구를 수행하였다. 고분자 중공사 분리막에 대한 SF_6와 N_2의 투과 특성 실험 결과, N_2/SF_6 투과선택도는 PI 중공사 분리막이 가장 높고, PC 중공사 분리막이 가장 낮은 결과를 보였다. SF_6/N_2 혼합기체의 분리 특성연구에서 회수된 SF_6의 농도를 비교할 경우, PC 중공사 분리막이 0.5 MPa일 때 95.6 Vol %로 가장 높았다. SF_6의 회수율에서는 PSF 중공사 분리막이 운전압력 0.3 MPa, 배출유량 150 cc/min일 때 최대 97.8%로 가장 높았다. 이상의 결과로부터 분리막을 이용한 폐 SF_6 가수의 분리 및 회수 기술은 향후 SF6 가스의 대표적 친환경 기술로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

영어초록

SF_6 (Sulfur hexafluoride) possesses high GWP (Global Warming Potential) as sepcified by the IPCC (Intergonvernmental Panel of Climate Change). Recently, the recovery-separtion of SF_6 research area, including permeation properties studies using various membrane’s materials and the practical operation of recovery-separtion using membrane of waste SF_6 gas is in the initial state. The separation efficiency of a single SF_6 and waste SF_6 mixture was evaluated using a PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate) and PI (polyimide) hollow fiber membranes. According to the results of single gases permeation properties, PI membrane has the highest permselectivity of N_2 gas in N_2/SF_6 gas. Under the condition of P=0.5 MPa, the highest concentration of recovered SF_6 is 95.6 Vol % in the separation experiment of SF_6/N_2 mixture gas by PC membrane. Under the operation pressure of P=0.3 MPa at a fixed retentate flow rate fixed of 150 cc/min, the maximum recovery efficiency of SF_6 is up to 97.8% by PSF membrane. From the results above, it is thought that the separation and recovery technique of SF_6 gas using membrane will be used as the representative eco-technology in the SF6 gas treatment in the future.

참고자료

· 없음