고분자 분리막을 이용한 혼합가스(SF_6/N_2/O_2/CF_4)로부터 SF6의 회수

Abstract

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.