고분자 분리막을 이용한 혼합가스(SF_6/N_2/O_2/CF_4)로부터 SF6의 회수 (Recovery of SF6 gas from Gaseous Mixture (SF_6/N_2/O_2/CF_4) through Polymeric Membranes)

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 21권 / 1호 / 22 ~ 29페이지
· 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(N_2, O_2, CF_4, SO_2, H_2O, HF, SOF_2, CuF_2, WO_3 등)이 발생된다. 부산물 중에서 도 대부분을 차지하는 것이 N_2, O_2, CF_4이며, SF_6가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리⋅회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 N_2, O_2, CF_4와의 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 SF_6 가스 함유농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 N_2, O_2, CF_4와 SF_6 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°C, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 45°C, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 N_2, O_2, CF_4의 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, SF_6 reacted with input air in arc discharge, which led to the production of by-product gases (eg, N_2, O_2, CF_4, SO_2, H_2O, HF, SOF_2, CuF_2, WO_3). Among these various by-product gases, N_2, O_2, CF_4 is major component. Therefore, the effective separation process is necessary to recycle the SF_6 gas from the mixture gas containing N_2, O_2, CF_4. In this study, the membrane separation process was applied to recycle the SF_6 gas from the mixture gas containing N_2, O_2, CF_4. The concentration of SF_6 gas in gas produced from the electric power industry is over than 90 vol%. Therefore, we made the simulated gas containing N_2, O_2, CF_4, SF_6 which the concentration of SF6 gas is minimum 90 vol%. From the results of membrane separation process of SF6 gas from N_2, O_2, CF_4 SF6 mixture gases, PSF membrane shown the highest recovery efficiency 92.7%, in 25°C and 150 cc/min of retentate flow rate. On the other hand, PC membrane shown the highest recovery efficiency 74.8%, in 45°C and 150 cc/min of retentate flow rate. Also, the highest rejection rate of N_2, O_2, CF_4 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 SF_6 separation and recycle process from the mixture gas containing N_2, O_2, CF_4, SF_6.

참고자료

· 없음