KR101505920B1 - Sf6 분리회수장치 및 방법 - Google Patents

Sf6 분리회수장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101505920B1
KR101505920B1 KR1020130118138A KR20130118138A KR101505920B1 KR 101505920 B1 KR101505920 B1 KR 101505920B1 KR 1020130118138 A KR1020130118138 A KR 1020130118138A KR 20130118138 A KR20130118138 A KR 20130118138A KR 101505920 B1 KR101505920 B1 KR 101505920B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
membrane module
separation membrane
recovery
circulating
Prior art date
Application number
KR1020130118138A
Other languages
English (en)
Inventor
이상협
이순재
최재우
이종석
박완근
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020130118138A priority Critical patent/KR101505920B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101505920B1 publication Critical patent/KR101505920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58Multistep processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/45Compounds containing sulfur and halogen, with or without oxygen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 분리막을 투과하는 투과기체를 순환시켜 최종적으로 배출되는 배출기체 내에 포함되어 있는 SF6의 양을 최소화함과 함께 회수기체 즉, SF6 가스를 순환시켜 회수기체의 농축도를 증가시킴으로써 궁극적으로 SF6의 회수율을 향상시킬 수 있는 SF6 분리회수장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 SF6 분리회수장치는 SF6를 포함하는 폐가스를 제 1 순환기체 또는 제 2 순환기체와 혼합시키는 기체 혼합부; 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체 또는 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체를 압축, 저장하는 압축탱크; 상기 압축탱크로부터 공급되는 혼합기체를 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 1 분리막 모듈; 상기 제 1 분리막 모듈의 투과기체를 대상으로 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 2 분리막 모듈; 및 상기 제 1 분리막 모듈의 회수기체를 저장하는 회수기체 저장탱크를 포함하여 이루어지며, 상기 제 2 분리막 모듈의 회수기체는 제 1 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되며, 상기 회수기체 저장탱크에 저장된 제 1 분리막 모듈의 회수기체는 제 2 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

SF6 분리회수장치 및 방법{Apparatus and method for recovery of sulfur hexafluoride}
본 발명은 SF6 분리회수장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분리막을 투과하는 투과기체를 순환시켜 최종적으로 배출되는 배출기체 내에 포함되어 있는 SF6의 양을 최소화함과 함께 회수기체 즉, SF6 가스를 순환시켜 회수기체의 농축도를 증가시킴으로써 궁극적으로 SF6의 회수율을 향상시킬 수 있는 SF6 분리회수장치 및 방법에 관한 것이다.
SF6은 전력기기의 대표적인 전기절연물질이며, 반도체 웨이퍼나 LCD 패널 등의 제조시 세척과정에서 사용되고 있는 물질이다. 이와 같은 SF6은 지구 온난화에 미치는 영향력이 이산화탄소에 비해 약 23900배 이상 높은 것으로 알려져 있으며, 1997년 교토에서 개최된 기후변화협약 당사자회의에서 지구 온난화 지수가 가장 큰 6가지 물질 중 하나로 지목된 바 있다. 따라서, SF6에 대한 처리가 시급히 요구되고 있다.
SF6에 대한 처리 방법으로, 먼저 SF6을 분해하는 방법이 있다. SF6은 매우 안정하기 때문에 분해하기 위해서는 플라즈마와 같은 높은 에너지가 필요하고, 분해 과정에서 S2F10, SF4, HF와 같은 높은 독성과 부식성을 갖는 부산물이 생성되는 단점이 있다. 이와 같은 분해시의 문제점과 함께 SF6의 지속적인 가격 상승을 고려하면 SF6을 효과적으로 회수하여 재사용을 도모하는 것이 생산비용의 절감 측면에서 매우 바람직하다.
SF6을 회수하는 기술은 SF6이 포함된 혼합기체 중 SF6만을 회수하는 기술로서, 일반적인 기체분리법인 심냉법, PSA(pressure swing adsorption)법, 막분리법 등이 적용될 수 있다.
먼저, 심냉법은 대용량, 고농도 처리에는 적합하나 높은 투자비용이 필요하고 에너지 소비 효율이 떨어지는 단점이 있다. 다음으로, 지올라이트와 같은 흡착제를 이용하여 분자크기가 적은 질소 등을 흡착시켜 SF6을 분리하는 기술인 PSA법은 가압과 감압을 교대로 가하여 감압과정에서 흡착되었던 질소 등을 탈착시켜 다음의 가압과정에서 새로운 질소를 흡착하여 질소/SF6 등의 혼합기체를 분리하는 기술이다(한국등록특허공보 제10-1207832호). 이와 같은 PSA법은 탈착과정에서 SF6이 누출되며, 90% 이상의 회수율을 얻을 수 있지만 시스템에 투입되는 혼합기체 내에 SF6의 농도가 낮은 경우에는 회수된 가스에서의 SF6의 농도가 원래 혼합기체의 60vol% 정도밖에 되지 않아 분리 과정 후 액화 과정을 추가로 적용해야 하는 단점이 있다.
한편, 막분리법은 설비의 구성이 상대적으로 간소하고 회수율이 비교적 우수한 장점이 있다. 그러나, 분리막의 회수 특성에 회수율이 좌우되고, 회수율을 향상시키기 위해서는 다수의 분리막을 사용해야 함과 함께 설비가 복잡해지는 단점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1207832호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 분리막을 투과하는 투과기체를 순환시켜 최종적으로 배출되는 배출기체 내에 포함되어 있는 SF6의 양을 최소화함과 함께 회수기체 즉, SF6 가스를 순환시켜 회수기체의 농축도를 증가시킴으로써 궁극적으로 SF6의 회수율을 향상시킬 수 있는 SF6 분리회수장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SF6 분리회수장치는 SF6를 포함하는 폐가스를 제 1 순환기체 또는 제 2 순환기체와 혼합시키는 기체 혼합부; 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체 또는 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체를 압축, 저장하는 압축탱크; 상기 압축탱크로부터 공급되는 혼합기체를 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 1 분리막 모듈; 상기 제 1 분리막 모듈의 투과기체를 대상으로 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 2 분리막 모듈; 및 상기 제 1 분리막 모듈의 회수기체를 저장하는 회수기체 저장탱크를 포함하여 이루어지며, 상기 제 2 분리막 모듈의 회수기체는 제 1 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되며, 상기 회수기체 저장탱크에 저장된 제 1 분리막 모듈의 회수기체는 제 2 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 분리막 모듈의 투과기체 유량 및 회수기체 유량을 제어하는 SC(Stage-cut) 조절기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 분리막 모듈과 제 2 분리막 모듈 사이에 제 1 순환밸브가 구비되며, 상기 제 1 순환밸브는 제 1 분리막 모듈의 투과기체가 제 2 분리막 모듈에 공급되는 것을 선택적으로 차단, 개방할 수 있다. 이와 함께, 상기 회수기체 저장탱크와 기체 혼합부 사이에 제 2 순환밸브가 구비되며, 상기 제 2 순환밸브는 회수기체 저장탱크에 저장된 제 1 분리막 모듈의 회수기체가 상기 기체 혼합부에 공급되는 것을 선택적으로 차단, 개방할 수 있다.
상기 제 2 분리막 모듈의 일측에, 제 2 분리막 모듈의 내부와 입력단 사이의 압력차를 유도하는 진공펌프가 구비된다. 또한, 제 1 분리막 모듈과 제 2 분리막 모듈 사이에, 제 1 분리막 모듈의 투과기체를 가압하여 제 2 분리막 모듈에 공급하는 가압펌프가 구비될 수도 있다.
본 발명에 따른 SF6 분리회수방법은 기체 혼합부, 제 1 분리막 모듈 및 제 2 분리막 모듈을 이용한 SF6 분리회수방법에 있어서, 제 1 분리막 모듈의 투과기체를 반복, 순환하는 과정(이하, 투과기체의 순환 과정이라 함)과 제 1 분리막 모듈의 회수기체를 반복, 순환하는 과정(이하, 회수기체의 순환 과정이라 함)을 포함하며, 상기 투과기체의 순환 과정은, 기체 혼합부에서 폐가스와 제 2 분리막 모듈의 회수기체인 제 1 순환기체가 혼합되는 단계; 제 1 분리막 모듈에 의해 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체가 회수기체와 투과기체로 분리되는 단계; 및 제 1 분리막 모듈의 투과기체가 제 2 분리막 모듈에 의해 회수기체와 투과기체로 분리되며, 제 2 분리막 모듈의 회수기체는 제 1 순환기체로 상기 기체 혼합부로 공급되는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 회수기체의 순환 과정은, 기체 혼합부에서 폐가스와 제 1 분리막 모듈의 회수기체인 제 2 순환기체가 혼합되는 단계; 제 1 분리막 모듈에 의해 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체가 회수기체와 투과기체로 분리되는 단계; 및 제 1 분리막 모듈의 회수기체는 회수기체 저장탱크를 거쳐 제 2 순환기체로 상기 기체 혼합부로 공급되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정은 독립적으로 진행되거나 동시에 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 SF6 분리회수장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
분리막 모듈에 의해 분리되는 투과기체와 회수기체 각각에 대해 순환 과정을 거치도록 함으로써 회수되는 SF6 기체의 농도를 높임과 함께 배출되는 가스의 SF6 농도를 현저히 낮출 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SF6 분리회수장치의 구성도.
도 2는 투과기체의 순환 과정 및 회수기체의 순환 과정을 설명하기 위한 참고도.
본 발명은 SF6를 포함하는 폐가스에 대해 분리막 모듈을 이용한 분리, 회수 공정을 적용하여 SF6 가스를 회수하는 기술에 관한 것이다. 분리막 모듈은 기체 분자들의 직경 차이를 이용하여 기체를 분리한다. 상대적으로 직경이 큰 SF6은 분리막 모듈의 기공을 통해 투과되지 않고 회수되며, 상대적으로 직경이 작은 O2, N2, CO2 등의 기체는 분리막 모듈의 기공을 투과하는 형태로, SF6(회수기체)와 그 이외의 기체(투과기체)가 분리된다.
분리막 모듈을 이용한 SF6 분리, 회수 공정을 진행함에 있어서, 분리막 모듈의 기공을 투과하는 투과기체 내에 SF6가 포함될 수 있고, 반대로 분리막 모듈에 의해 회수되는 회수기체 내에 SF6 이외의 O2, N2, CO2 등의 기체가 포함될 수 있다. 따라서, SF6의 회수율을 향상시키기 위해서는 투과기체 내의 SF6 농도를 낮추어야 하고, 이와 함께 회수기체 내의 SF6 농도를 증가시켜야 한다.
본 발명은 투과기체의 반복적인 순환 및 회수기체의 반복적인 순환을 통해, 투과기체 내의 SF6 농도를 낮춤과 함께 회수기체 내의 SF6 농도를 증가시키는 기술을 제시한다. 이 때, 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정은 독립적으로 진행되거나 동시에 될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SF6 분리회수장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SF6 분리회수장치는 기체 혼합부(110), 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130), 제 2 분리막 모듈(140), SC 조절기(150) 및 회수기체 저장탱크(160)를 포함하여 구성된다.
전술한 바와 같이 본 발명은 투과기체의 반복적인 순환을 통해 투과기체 내의 SF6 농도를 낮춤과 함께 회수기체 내의 SF6 농도를 증가시키며, 상기 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정은 독립적으로 진행되거나 동시 진행될 수 있다. 여기서, <투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정>에 있어서 투과기체와 회수기체는 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체와 회수기체를 의미한다.
상기 투과기체의 순환 과정에는 상기의 구성 중, 기체 혼합부(110), 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130), 제 2 분리막 모듈(140)이 관여되고, 상기 회수기체의 순환 과정에는 상기의 구성 중, 기체 혼합부(110), 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130), SC(Stage-cut) 조절기(150), 회수기체 저장탱크(160)가 관여된다. 상기 투과기체의 순환 과정 및 회수기체의 순환 과정에서 대해서는 후술하기로 한다.
상기 기체 혼합부(110)는 폐가스와 순환기체(제 1 순환기체 또는 제 2 순환기체)를 혼합하는 역할을 하는 것으로서, 상기 제 1 순환기체는 상기 제 2 분리막 모듈(140)로부터 회수되는 회수기체를 의미하며, 상기 제 2 순환기체는 상기 회수기체 저장탱크(160)로부터 전달되는 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체를 의미한다. 참고로, 상기 제 2 분리막 모듈(140)에 주입되는 주입기체는 상기 제 1 분리막 모듈(130)로부터 배출되는 투과기체이다. 상기 기체 혼합부(110)에 의해 폐가스와 제 1 순환기체가 혼합되거나 폐가스와 제 2 순환기체가 혼합되어 상기 압축탱크(120)에 공급된다.
상기 압축탱크(120)는 상기 기체 혼합부(110)로부터 공급되는 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체 또는 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체를 압축, 저장하는 역할을 하며, 압축된 혼합기체를 상기 제 1 분리막 모듈(130)에 공급한다. 폐가스와 순환기체의 혼합기체를 압축하여 제 1 분리막 모듈(130)에 공급하는 이유는 분리막 모듈에 의한 SF6와 그 외의 기체에 대한 분리 효율을 높이기 위함이며, 분리막의 효율이 증가됨에 따라 분리막 모듈에 소요되는 분리막의 수를 줄일 수 있게 된다.
상기 제 1 분리막 모듈(130)은 혼합기체를 SF6와 그 외의 기체로 분리하는 역할을 한다. 제 1 분리막 모듈(130)은 표면에 기공이 형성된 중공사 형태의 분리막 집합체로서 SF6 기체를 제외한 O2, N2, CO2 등의 기체는 분리막의 기공을 투과하여 배출되며, 상대적으로 분자의 직경이 큰 SF6는 기공을 투과하지 않고 분리막의 일단에서 회수된다. 분리막의 일단에서 회수되는 기체를 회수기체라 칭하며, 분리막의 기공을 투과하여 배출되는 기체를 투과기체라 칭하기로 한다. 회수기체 내에는 당연히 SF6 함량이 높으며, 투과기체에는 SF6 함량이 미미하다.
상기 제 2 분리막 모듈(140)은 상기 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체를 주입기체로 하여 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체를 대상으로 SF6와 그 외의 기체로 분리하는 역할을 한다. 제 2 분리막 모듈(140)을 통해 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체에 미량 포함되어 있는 SF6를 회수할 수 있게 되며, 상기 제 2 분리막 모듈(140)의 투과기체는 외부로 배출되며 제 2 분리막 모듈(140)의 회수기체는 제 1 순환기체로서 상기 기체 혼합부(110)에 공급된다. 이 때, 제 2 분리막 모듈(140)의 동작을 위해 진공펌프(170)가 구비되며, 상기 진공펌프(170)는 제 2 분리막 모듈(140)의 내부와 입력단(주입기체가 입력되는 부분) 사이의 압력차를 유도하여 제 2 분리막 모듈(140)의 분리 효율을 증가시키는 역할을 한다. 상기 진공펌프(170)의 구성을 대체하여 제 1 분리막 모듈(130)과 제 2 분리막 모듈(140) 사이에 가압펌프(도시하지 않음)를 구비시킬 수도 있으며, 가압펌프의 역할은 진공펌프와 동일하며, 진공펌프 또는 가압펌프의 구성을 통해 소요되는 분리막의 수를 줄일 수 있다.
상기 기체 혼합부(110)에 공급되는 제 1 순환기체 즉, 제 2 분리막 모듈(140)의 회수기체는 폐가스와 혼합되어 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130)을 재차 거치게 된다. 이와 같이, 제 1 순환기체가 반복되어 제 1 분리막 모듈(130)과 제 2 분리막 모듈(140)을 거치게 됨에 따라, 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체에 포함되어 있는 SF6의 회수율을 증가시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 SC(Stage-cut) 조절기는 상기 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체 유량 및 회수기체 유량을 조절하는 역할을 한다. 구체적으로, 제 1 분리막 모듈(130)에 주입되는 주입기체의 유량 대비 투과기체 또는 회수기체의 유량을 조절하는 역할을 한다. 여기서, 상기 주입기체는 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체 또는 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체를 의미한다. SC 조절기(150)는 SC(Stage-cut) 값을 제어하며, SC 값은 투과기체 유량 / 주입기체 유량 또는 1 - (회수기체 유량 / 주입기체 유량)을 의미한다. 예를 들어, SC 값이 0.95인 경우 주입기체 유량 대비 투과기체 유량은 95% 이고, 회수기체 유량은 5%이며, 전체 주입기체 중 5%가 회수되는 것을 의미한다.
SC 값이 0.95로 설정된 상태로 SC 조절기(150)가 동작되면, 제 1 분리막 모듈(130)의 주입기체 중 5%만이 회수기체로 제 1 분리막 모듈(130)을 통해 회수되며, 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체는 상기 회수기체 저장탱크(160)에 저장된다.
상기 회수기체 저장탱크(160)는 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체를 저장한다. 상기 회수기체 저장탱크(160)에 저장된 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체는 고농도의 SF6 기체로 별도의 설비로 최종 전달되며, 일부는 상기 기체 혼합부(110)로 공급된다. 상기 기체 혼합부(110)로 공급되는 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체는 제 2 순환기체를 의미하며, 제 2 순환기체는 폐가스와 혼합되어 재차 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130)을 거쳐 회수기체 저장탱크(160)에 회수된다. 이와 같이, 제 2 순환기체가 폐가스와 반복, 혼합되어 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130), 회수탱크 저장탱크에 회수됨에 따라 회수탱크 저장탱크에 회수되는 회수기체의 SF6 농도를 향상시킬 수 있으며 이를 통해 고순도의 SF6 기체를 회수할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 SF6 분리회수장치를 구성하는 기체 혼합부(110), 압축탱크(120), 제 1 분리막 모듈(130), 제 2 분리막 모듈(140), SC 조절기(150) 및 회수기체 저장탱크(160)의 역할에 대해 설명하였다. 다음으로, 상기의 구성 하에 독립적으로 진행되는 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 투과기체의 순환 과정(도 2의 ⓐ)에서 대해 설명하면 다음과 같다. 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정은 독립적으로 진행됨에 따라, 회수기체의 순환 과정은 차단된 상태를 이루어야 한다. 이를 위해 회수기체 저장탱크(160)와 기체 혼합부(110) 사이의 배관은 제 2 순환밸브(102)의 차단 동작에 의해 차단된 상태를 이룬다. 반면, 투과기체의 순환 과정 진행을 위해 제 1 분리막 모듈(130)과 제 2 분리막 모듈(140) 사이에 구비된 제 1 순환밸브(101)는 개방된 상태를 이룬다.
이와 같은 상태에서, 상기 기체 혼합부(110)에 폐가스가 공급됨과 함께 제 2 분리막 모듈(140)의 회수기체 즉, 제 1 순환기체가 공급되어 폐가스와 제 1 순환기체가 혼합된다. 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체는 압축탱크(120)로 이동되며 일정 압력으로 제 1 분리막 모듈(130)로 공급된다. 제 1 분리막 모듈(130)은 폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체를 회수기체와 투과기체로 분리하며, 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체는 회수기체 저장탱크(160)로 이동되고, 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체는 제 2 분리막 모듈(140)에 주입기체로 공급된다. 이어, 제 2 분리막 모듈(140)은 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체를 다시 회수기체와 투과기체로 분리하며, 제 2 분리막 모듈(140)의 투과기체는 외부로 배출되고 제 2 분리막 모듈(140)의 회수기체는 제 1 순환기체로 기체 혼합부(110)로 공급된다. 제 1 순환기체가 기체 혼합부(110)에 반복적으로 순환, 공급되고 제 1 순환기체와 폐가스의 혼합기체는 반복적으로 제 1 분리막 모듈(130)과 제 2 분리막 모듈(140)을 거치게 됨으로써 제 2 분리막 모듈(140)의 투과기체 내에 포함되어 있는 SF6 함유량을 최소화할 수 있게 된다.
다음으로, 회수기체의 순환 과정(도 2의 ⓑ)에 대해 설명하기로 한다. 회수기체의 순환 과정시 투과기체의 순환 과정은 정지되며, 이를 위해 제 1 분리막 모듈(130)과 제 2 분리막 모듈(140) 사이의 제 1 순환밸브(101)는 차단되고, 회수탱크 저장탱크와 기체 혼합부(110) 사이의 제 2 순환밸브(102)는 개방된다. 또한, 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체 배출을 위해 배출밸브(103) 역시 개방된 상태를 이룬다.
이와 같은 상태에서, 기체 혼합부(110)에 폐가스가 공급됨과 함께 회수기체 저장탱크(160)로부터 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체 즉, 제 2 순환기체가 공급되어 폐가스와 제 2 순환기체가 혼합된다. 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체는 압축탱크(120)로 이동되며 일정 압력으로 제 1 분리막 모듈(130)로 공급된다. 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체는 회수기체 저장탱크(160)로 이동되고 그 일부는 제 2 순환기체로 재차 기체 혼합부(110)로 공급되며, 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체는 배출밸브(103) 개방에 따라 외부로 배출된다. 제 2 순환기체가 기체 혼합부(110)에 반복적으로 순환, 공급되고 제 2 순환기체와 폐가스의 혼합기체는 반복적으로 제 1 분리막 모듈(130)을 거치게 되고 투과기체가 배출됨에 따라 제 1 분리막 모듈(130)의 회수기체의 SF6 농도를 극대화시킬 수 있다.
상술한 상기 투과기체의 순환 과정, 회수기체의 순환 과정의 진행시 SC 조절기(150)에 의해 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체 유량 및 회수기체 유량이 제어되며, 일 예로 SC 값이 0.95로 제어되는 경우 제 1 분리막 모듈(130)의 투과기체 유량은 주입기체(폐가스와 순환기체의 합) 대비 95%이고 회수기체 유량은 주입기체 대비 5%이다.
한편, 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정은 상술한 바와 같이 독립적으로 진행되거나 동시에 진행될 수도 있다. 동시에 진행되는 경우 제 1 순환밸브(101)와 제 2 순환밸브(102)는 모두 개방된 상태를 유지하며, 투과기체의 순환 과정과 회수기체의 순환 과정을 동시에 진행함으로써 회수기체 내의 SF6 농도를 극대화할 수 있다.
101 : 제 1 순환밸브 102 : 제 2 순환밸브
103 : 배출밸브
110 : 기체 혼합부 120 : 압축탱크
130 : 제 1 분리막 모듈 140 : 제 2 분리막 모듈
150 : SC 조절기 160 : 회수기체 저장탱크

Claims (8)

  1. SF6를 포함하는 폐가스를 제 1 순환기체 또는 제 2 순환기체와 혼합시키는 기체 혼합부;
    폐가스와 제 1 순환기체의 혼합기체 또는 폐가스와 제 2 순환기체의 혼합기체를 압축, 저장하는 압축탱크;
    상기 압축탱크로부터 공급되는 혼합기체를 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 1 분리막 모듈;
    상기 제 1 분리막 모듈의 투과기체를 대상으로 회수기체와 투과기체로 분리하는 제 2 분리막 모듈; 및
    상기 제 1 분리막 모듈의 회수기체를 저장하는 회수기체 저장탱크를 포함하여 이루어지며,
    상기 제 2 분리막 모듈의 회수기체는 제 1 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되며, 상기 회수기체 저장탱크에 저장된 제 1 분리막 모듈의 회수기체는 제 2 순환기체로 상기 기체 혼합부에 공급되며,
    상기 제 1 분리막 모듈의 투과기체 유량 및 회수기체 유량을 제어하는 SC(Stage-cut) 조절기를 더 포함하여 이루어지며,
    상기 제 2 분리막 모듈의 일측에, 제 2 분리막 모듈의 내부와 입력단 사이의 압력차를 유도하는 진공펌프가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 SF6 분리회수장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 분리막 모듈과 제 2 분리막 모듈 사이에 제 1 순환밸브가 구비되며, 상기 제 1 순환밸브는 제 1 분리막 모듈의 투과기체가 제 2 분리막 모듈에 공급되는 것을 선택적으로 차단, 개방하는 것을 특징으로 하는 SF6 분리회수장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 회수기체 저장탱크와 기체 혼합부 사이에 제 2 순환밸브가 구비되며, 상기 제 2 순환밸브는 회수기체 저장탱크에 저장된 제 1 분리막 모듈의 회수기체가 상기 기체 혼합부에 공급되는 것을 선택적으로 차단, 개방하는 것을 특징으로 하는 SF6 분리회수장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020130118138A 2013-10-02 2013-10-02 Sf6 분리회수장치 및 방법 KR101505920B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130118138A KR101505920B1 (ko) 2013-10-02 2013-10-02 Sf6 분리회수장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130118138A KR101505920B1 (ko) 2013-10-02 2013-10-02 Sf6 분리회수장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101505920B1 true KR101505920B1 (ko) 2015-03-25

Family

ID=53028564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130118138A KR101505920B1 (ko) 2013-10-02 2013-10-02 Sf6 분리회수장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101505920B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9687776B2 (en) 2014-06-20 2017-06-27 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus and method for recovery of target gas
CN106989267A (zh) * 2017-03-31 2017-07-28 南京南瑞集团公司 Sf6现场检测仪尾气回收装置及尾气回收方法
KR101783429B1 (ko) 2016-01-06 2017-09-29 한국과학기술연구원 고투과성기체 회수장치 및 방법
KR101840732B1 (ko) 2016-01-06 2018-05-04 한국과학기술연구원 양방향성 고투과성기체 회수장치 및 방법
CN108680528A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 湖南镭目科技有限公司 一种气体扩散分析装置
KR102306173B1 (ko) 2020-10-29 2021-09-27 김창중 가스 회수 장치
CN113877228A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 河南平高电气股份有限公司 一种六氟化硫回收气体精馏提纯系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002331219A (ja) * 2001-01-25 2002-11-19 Ube Ind Ltd ハロゲン化合物ガスの分離回収装置および分離回収方法
JP3728927B2 (ja) * 1998-06-01 2005-12-21 株式会社日立製作所 ガス回収装置及びガス回収方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3728927B2 (ja) * 1998-06-01 2005-12-21 株式会社日立製作所 ガス回収装置及びガス回収方法
JP2002331219A (ja) * 2001-01-25 2002-11-19 Ube Ind Ltd ハロゲン化合物ガスの分離回収装置および分離回収方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9687776B2 (en) 2014-06-20 2017-06-27 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus and method for recovery of target gas
KR101783429B1 (ko) 2016-01-06 2017-09-29 한국과학기술연구원 고투과성기체 회수장치 및 방법
KR101840732B1 (ko) 2016-01-06 2018-05-04 한국과학기술연구원 양방향성 고투과성기체 회수장치 및 방법
CN106989267A (zh) * 2017-03-31 2017-07-28 南京南瑞集团公司 Sf6现场检测仪尾气回收装置及尾气回收方法
CN108680528A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 湖南镭目科技有限公司 一种气体扩散分析装置
CN108680528B (zh) * 2018-05-18 2020-10-02 湖南镭目科技有限公司 一种气体扩散分析装置
KR102306173B1 (ko) 2020-10-29 2021-09-27 김창중 가스 회수 장치
CN113877228A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 河南平高电气股份有限公司 一种六氟化硫回收气体精馏提纯系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101505920B1 (ko) Sf6 분리회수장치 및 방법
KR101249261B1 (ko) Sf6 분리회수장치 및 방법
KR101659760B1 (ko) 3탑을 이용한 질소 또는 산소 제조장치 및 제조방법
JP4355834B2 (ja) ガス成分の分離除去または回収する方法および装置
KR20120077322A (ko) Sf6 분리회수장치 및 방법
CN110354637A (zh) 一种变压吸附法增浓易吸附气体的方法
US10058815B2 (en) Methods for separating ozone
CN113797704B (zh) 一种低浓度瓦斯安全高效梯级提纯制天然气方法及系统
JPS60176901A (ja) 吸着法を使用して少なくとも水素を含む混合ガス中の水素等を濃縮・精製する方法
KR101420082B1 (ko) 불화가스 분리 및 농축장치, 및 이를 이용한 불화가스 분리 및 농축방법
KR101275772B1 (ko) 분리막 모듈 및 이를 포함하는 불화가스 분리농축장치
KR101420767B1 (ko) 분리막을 이용한 불화가스 농축 및 회수장치, 및 이를 이용한 불화가스 농축 및 회수방법
KR20090041215A (ko) 산소 생산 장치 및 그 제어 방법
KR101540585B1 (ko) 기체회수장치 및 방법
KR101526879B1 (ko) 기체회수장치 및 방법
KR101275774B1 (ko) 불화가스 분리농축장치 및 이를 이용한 불화가스의 분리농축방법
KR101395092B1 (ko) 불화가스 분리 및 회수장치, 및 이를 이용한 불화가스 분리 및 회수방법
RU196293U1 (ru) Портативный мембранно-адсорбцонный концентратор кислорода
KR101482612B1 (ko) Sf6 분리회수장치 및 방법
KR101195145B1 (ko) 고순도 산소 생산 장치 및 그 제어 방법
KR101576803B1 (ko) 기체 분리막모듈을 이용한 회수기체 농축회수 장치 및 방법
KR0160783B1 (ko) 메탄을 함유하지 않은 일산화탄소 가스의 분리방법
KR101207832B1 (ko) Psa를 이용한 절연가스 회수장치 및 이의 운용방법
KR100992464B1 (ko) 육불화황 분리막 모듈 및 이를 이용한 육불화황 회수장치
KR101636770B1 (ko) 기체회수장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180302

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 6