고분자 중공사 분리막을 이용한 N_2/SF_6 혼합가스로부터 SF_6의 분리 및 회수

Abstract

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.