KR20220164348A - A sulphur hexafluoride(SF6) refinement system and refineing method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a sulfur hexafluoride (SF_6) refinement device and a sulfur hexafluoride (SF_6) refinement method and to a sulfur hexafluoride (SF_6) refinement device which is configured to refine sulfur hexafluoride (SF_6) that can be reused after refinement. The sulfur hexafluoride (SF_6) refinement device comprises: a supply unit formed to have a supply container for supplying a sulfur hexafluoride (SF_6) mixture; a recovery unit having a vacuum pump and a compressor and configured to transport the sulfur hexafluoride (SF_6) mixture; a pretreatment unit configured to remove solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture; a separation unit configured to refine the sulfur hexafluoride (SF_6) mixture from which the impurities are removed; a storage unit configured to store sulfur hexafluoride (SF_6) purified from the separation unit; and a charging unit formed to fill a charging container with the purified sulfur hexafluoride (SF_6). The separation unit comprises: a first separation unit configured to refine the sulfur hexafluoride (SF_6) mixture from which the impurities are removed; a second separation unit configured to refine a first gas exhausted from the first separation unit; and A third separation unit configured to refine a second gas exhausted from the second separation unit.

Description

육불화황(SF6) 정제장치 및 정제방법.{A sulphur hexafluoride(SF6) refinement system and refineing method using the same}Sulfur hexafluoride (SF6) refinement system and refinement method using the same}

본 발명은 육불화황(SF6, 이하 “육불화황” 도는 육불화황 가스“라고 부른다.) 정제 장치 및 정제방법에 관한 것으로, 구체적으로 육불화황(SF6)을 포함하는 혼합물로부터 육불화황을 정제하는 정제장치 및 상기 육불화황을 포함하는 혼합물로부터 육불화황을 정제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sulfur hexafluoride (SF 6 , hereinafter referred to as “sulfur hexafluoride” or sulfur hexafluoride gas”) purification apparatus and method, and specifically, from a mixture containing sulfur hexafluoride (SF 6 ) It relates to a purification device for purifying sulfur fluoride and a method for purifying sulfur hexafluoride from a mixture containing the sulfur hexafluoride.

육불화황 가스(SF6)은 높은 절연 내압 (공기의 약 3배), 높은 열차단 능력 (공기의 약 10배) 및 높은 열전달 성능 (공기의 약 2배)으로 인해 1960년 초 이후로 고압 및 중압 스위치기어, GIS (Gas Insulated Switchgear), 환상 주회로, 자동차단기, 변압기, 케이블 등의 전기설비에 성공적으로 사용되어왔다.Sulfur hexafluoride gas (SF 6 ) has been used at high pressure since the early 1960s due to its high dielectric strength (about 3 times that of air), high thermal insulating ability (about 10 times that of air) and high heat transfer performance (about 2 times that of air). and medium voltage switchgear, GIS (Gas Insulated Switchgear), loop main circuit, auto circuit breaker, transformer, cable, etc. have been successfully used in electrical equipment.

또한, 상기 육불화황 가스는 전기산업뿐만 아니라 알루미늄 생산, 마그네슘 제련, 반도체 생산, 평판 스크린 생산, 핵연료 주기, 소음 방지 창문, 타이어, 고성능 레이더, 기후측정을 위한 추적용 가스, 발전소 파이프 및 군사적 응용 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 것으로, 전기산업에서는 90% 내지 100%에 가까운 고농도의 육불화황 가스를 사용하고 있으며, 전기산업 이외의 분야에서는 거의 1% 정도의 낮은 농도의 육불화황 가스를 사용하고 있다.In addition, the sulfur hexafluoride gas is used not only in the electric industry, but also in aluminum production, magnesium smelting, semiconductor production, flat screen production, nuclear fuel cycle, noise-proof windows, tires, high-performance radar, tracking gas for climate measurement, power plant pipes, and military applications. Sulfur hexafluoride gas with a high concentration of 90% to 100% is used in the electrical industry, and sulfur hexafluoride gas with a low concentration of about 1% is used in fields other than the electrical industry. are doing

한편, 우리나라는 전체 육불화황 가스 사용량의 약 80%를 전기산업에 사용하고 있는 것으로, 예를 들면, GIS (Gas Insulated Switchgear), 중전압 가스 개폐기, 고전압 가스 개폐기, 고전압 가스 절연선, 가스 절연 전압 변압기 등의 전력 설비에서 SF6를 절연체로 사용하고 있으며, 밀폐된 사이클을 통해 이를 저장 및 회수하고 있다.On the other hand, in Korea, about 80% of the total sulfur hexafluoride gas consumption is used in the electrical industry. For example, GIS (Gas Insulated Switchgear), medium voltage gas switchgear, high voltage gas switchgear, high voltage gas insulated wire, gas insulated voltage SF6 is used as an insulator in power facilities such as transformers, and it is stored and recovered through a closed cycle.

상기 육불화황 가스를 절연체로 사용하는 전력설비에서 고장수리 또는 내부의 예상치 못한 아크 고장 등으로 아크가 발생하게 되면, 온도 상승, 전기 방사, 전기 방전 및 불소 원자 불리 등을 통해 이온, 라디칼, 및 중성 분자 등의 다양한 부산물이 연속적으로 발생하게 된다. 이러한 부산물 중 대부분은 육불화황 가스를 형성하기 위해 재결합하는 반면에 일부는 산소, 물 등과 같이 장비제조에 사용된 다른 물질과 결합하게 된다. When an arc is generated due to fault repair or an unexpected internal arc failure in a power facility using sulfur hexafluoride gas as an insulator, ions, radicals, and Various by-products such as neutral molecules are continuously generated. Most of these by-products recombine to form sulfur hexafluoride gas, while some combine with other materials used in equipment manufacturing, such as oxygen and water.

이와 같은 경우 밀폐된 사이클 내부에는 육불화황 가스 외 HF, SO2, SOF2, SOF4, SO2F2, SF4, CF4 등 불순물이 포함될 수 있다. 또한, 전력 설비의 유지 보수를 위해 밀폐된 사이클 내에 육불화황 가스를 충전 또는 배출시키는 경우 공기와 수증기의 유입에 의해 발생하는 질소, 산소, 물 등이 주요한 불순물이 될 수 있으며, 그 외 취급 및 보수 과정에서 발생하는 공기 및 오일성분 등도 불순물이 될 수 있다.In this case, impurities such as HF, SO 2 , SOF 2 , SOF 4 , SO 2 F 2 , SF 4 , CF 4 , in addition to sulfur hexafluoride gas may be included in the closed cycle. In addition, when sulfur hexafluoride gas is charged or discharged in a closed cycle for maintenance of power facilities, nitrogen, oxygen, water, etc. generated by the inflow of air and water vapor may become major impurities, and other handling and Air and oil components generated during the repair process may also become impurities.

육불화황 가스는 지구온난화지수(global warming potential, GWP)가 이산화탄소(CO2)의 23,900배로 매우 높고, 대기 중에서 분해되지 않고 남아있는 기간이 3,200년으로 장기간 대기 중에 잔존하기 때문에 SF6를 대기 중에 배출하지 않고 재활용하는 것은 환경적으로 또한 경제적으로 중요하다. 따라서 대기 중의 방출을 방지하고, 개발, 설계, 생산, 서비스, 보수 및 회수 등의 일련의 과정에서 환경적으로 부합되게 관리해야 한다.Sulfur hexafluoride gas has a very high global warming potential (GWP) of 23,900 times that of carbon dioxide (CO 2 ), and remains in the atmosphere for a long period of 3,200 years without decomposing in the atmosphere. Recycling rather than discharging is environmentally and economically important. Therefore, it is necessary to prevent emissions in the atmosphere and manage them in an environmentally compatible manner in a series of processes such as development, design, production, service, maintenance and recovery.

이를 위해 현재 산업현장에서 발생한 오염된 육불화황 가스를 흡착법(PSA, Pressure Swing Adsorption), 막 분리법, 냉동기 또는 냉매를 활용한 심냉식 액화법/고화법과 증류법 및 가스 하이드레이트 등을 포함한 다양한 기술을 개선하거나 개발하고 있다. To this end, various technologies, including pressure swing adsorption (PSA), membrane separation, deep-cold liquefaction/solidification using a freezer or refrigerant, distillation, and gas hydrate, are currently being used for polluted sulfur hexafluoride gas generated at industrial sites. being improved or developed.

상기 흡착법은 기체 분리 방법의 일종으로 물질에 따라 흡착 특성이 다른 점을 이용한 기술이다. 상기 흡착법은 활성탄, 제올라이트 등의 흡착제를 사용하여 압력변화(PSA) 또는 온도변화(TSA, Temperature Swing Adsorption)를 주어 물질을 분리하는 기술로서 장치 제작이 용이하고 장치 제작비가 비교적 저렴하나, 장치의 크기가 크고 정제된 육불화황 가스의 순도가 낮아 설비의 대형화와 농축에 한계가 있다는 문제점이 있다. The adsorption method is a type of gas separation method and is a technology using the fact that adsorption characteristics are different depending on the material. The adsorption method uses an adsorbent such as activated carbon or zeolite to separate materials by giving a pressure change (PSA) or temperature change (TSA, Temperature Swing Adsorption). There is a problem that the purity of the large and purified sulfur hexafluoride gas is low, and there is a limit to the enlargement and concentration of the facility.

상기 분리막(membrane)을 이용한 막 분리법은 기체의 투과도 차이를 이용한 기체 분리 기술로, 폴리설폰과 폴리이미드를 기본으로 하는 중공사막이 주로 사용되고 있다. 상기 막 분리법은 저농도의 육불화황 가스를 농축하는 데는 유용하나, 분리막을 이용한 고농도의 육불화황 가스의 분리 및 정제기술의 상용화를 위해서는 고선택성 분리막 소재, 중공사막의 가공기술, 대면적 모듈개발 및 응용분야별 공정 개발이 필요하다. The membrane separation method using the membrane is a gas separation technology using a difference in gas permeability, and hollow fiber membranes based on polysulfone and polyimide are mainly used. The membrane separation method is useful for concentrating low-concentration sulfur hexafluoride gas, but in order to commercialize high-concentration sulfur hexafluoride gas separation and purification technology using a separation membrane, high-selectivity membrane material, hollow fiber membrane processing technology, and large-area module development and process development for each application field is required.

심냉법(혹은 액화법/고화법)을 이용한 육불화황 가스 분리/정제기술은 냉동기 혹은 액체질소를 냉매로 사용하여 분리하고자 하는 육불화항 가스를 액체 상태 또는 고체 상태로 만들어서 분리 및 정제하는 기술이다. 상기 흡착법과 막 분리법에 비해 공정에 소요되는 시간이 짧고, 순도를 높일 수 있다는 장점이 있으나, 액화나 고화에 에너지가 소요되고, 전체 공정이 저온, 고압의 혹독한 조건에서 운전되므로 이를 조절하기 위한 여러 부대장치가 필요하여 장치 제작비가 많이 소요된다는 단점이 있다. Sulfur hexafluoride gas separation/purification technology using the deep cooling method (or liquefaction/solidification method) is a technology to separate and refine the sulfur hexafluoride gas to be separated into a liquid or solid state by using a refrigerator or liquid nitrogen as a refrigerant to be. Compared to the adsorption method and the membrane separation method, the time required for the process is short and the purity can be increased, but energy is required for liquefaction or solidification, and the entire process is operated under harsh conditions of low temperature and high pressure. The disadvantage is that ancillary devices are required, and thus a high cost of manufacturing the device is required.

증류법은 심냉법(액화법)의 일종으로서 육불화항 가스를 저온에서 액화시킨 후 증류탑을 이용하여 증류하는 방법이다. 증류법은 다시 연속적으로 증류하는 연속 증류식과 회분식으로 증류하는 회분식 증류 방법으로 구분되는 것으로, 초고순도를 얻기 위해서는 회분식 증류법이 더 유리하다. The distillation method is a type of deep cooling method (liquefaction method), which is a method of liquefying hexafluoride gas at a low temperature and then distilling it using a distillation column. The distillation method is again divided into a continuous distillation method in which distillation is performed continuously and a batch distillation method in which batch distillation is performed. In order to obtain ultra-high purity, the batch distillation method is more advantageous.

상기 증류법을 이용하면 반도체 산업에 사용될 수 있는 초고순도 육불화항 가스를 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 초저온 증류탑 등을 포함한 장치 제작비가 많이 소요되고, 증류탑의 특성상 장치 이동이 쉽지 않다. The distillation method has the advantage of obtaining ultra-high purity hexafluoride gas that can be used in the semiconductor industry, but it requires a lot of equipment manufacturing cost, including a cryogenic distillation column, etc., and it is not easy to move the device due to the nature of the distillation column.

또한, 육불화항 가스와 비점이 유사한 불순물의 분리도 가능하나, 이 경우에 증류탑의 단수가 증가하게 되어 증류탑의 높이가 증가하게 되므로 장치비용 및 운전비용이 많이 소요된다는 단점이 있다. In addition, it is possible to separate impurities having a similar boiling point to the hexafluoride gas, but in this case, the number of stages of the distillation column increases and the height of the distillation column increases, so there is a disadvantage in that equipment and operating costs are high.

가스 하이드레이트(gas hydrate)를 이용한 기술은 육불화황 가스를 육불화항-하이드레이트로 만들어 정제하는 기술로서 육불화항 가스가 다른 가스들에 비해 비교적 온화한 조건에서 육불화항-하이드레이트를 형성할 수 있는 점에 착안한 기술이다. The technology using gas hydrate is a technology of refining sulfur hexafluoride gas by making it into anti-hexafluoride-hydrate. Anti-hexafluoride gas can form anti-hexafluoride-hydrate under relatively mild conditions compared to other gases. It is a technique based on points.

상기 가스 하이드레이트는 저온/고압 상태에서 기체분자가 물 분자와 함께 물리적인 결합을 형성하여 만들어진 고상의 화합물로서 특히 육불화항 가스는 비교적 온화한 저온/고압에서 육불화황-하이드레이트를 형성하기 때문에 기존의 액화법, 고화법 및 증류법에 비해 에너지가 적게 소요된다는 장점이 있다. 반면에 육불화황-하이드레이트의 형성 속도가 느리고, 육불화항의 선택도 향상을 위한 첨가제가 필요하며, 다량의 물을 사용하기 때문에 육불화황-하이드레이트로부터 육불화황을 분리할 때 수분 제거 공정이 추가로 필요하다는 단점이 있다.The gas hydrate is a solid compound made by forming a physical bond between gas molecules and water molecules in a low temperature/high pressure state. It has the advantage of requiring less energy than the liquefaction method, the solidification method, and the distillation method. On the other hand, since the formation rate of sulfur hexafluoride-hydrate is slow, additives are required to improve the selectivity of sulfur hexafluoride, and a large amount of water is used, a water removal process is required when separating sulfur hexafluoride from sulfur hexafluoride-hydrate. The downside is that it requires extra.

상기 기술별 특징을 고려하면, 전기산업에서 사용하는 육불화황 가스의 회수-재활용을 위해서는 심냉법을 이용한 육불화황 분리 및 정제기술이 정제대상의 농도, 규모, 경제성의 측면에서 가장 유리하다고 할 수 있다. Considering the characteristics of each technology, it can be said that the sulfur hexafluoride separation and purification technology using the deep cooling method is the most advantageous in terms of concentration, scale, and economic feasibility of the purification target for the recovery and recycling of sulfur hexafluoride gas used in the electrical industry. can

따라서 본 발명에서는 심냉법을 이용하여 육불화황 가스를 정제할 때, 소요되는 에너지의 효율을 향상시킴과 동시에 회수율 및 정제순도를 향상시킬 수 있는 육불화황 정제장치 및 방법에 대하여 제시하고자 한다.Therefore, in the present invention, when purifying sulfur hexafluoride gas using the deep cooling method, it is intended to propose a sulfur hexafluoride purification apparatus and method that can improve the efficiency of energy required and at the same time improve the recovery rate and purification purity.

본 발명은 육불화황을 포함하는 혼합물로부터 육불화황을 정제하는 정제 장치 및 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a purification apparatus and a purification method for purifying sulfur hexafluoride from a mixture containing sulfur hexafluoride.

또한, 상기 육불화황의 정제 회수율을 높임과 동시에 정제 순도를 높이는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to increase the purification recovery rate of the sulfur hexafluoride and to increase the purity of the purification.

또한, 가혹조건(저온, 고압)에서 처리되는 가스의 양을 최소화하여 소모되는 에너지를 줄여 운전경비를 절감하는 것을 목적으로 한다.In addition, it aims to reduce the operating cost by reducing the energy consumed by minimizing the amount of gas processed under harsh conditions (low temperature, high pressure).

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 목적은, 정제 후 재사용이 가능한 육불화황(SF6)을 정제하는 육불화황 정제장치에 있어서 육불화황(SF6) 혼합물을 공급하는 공급용기를 구비하도록 형성되는 공급부, 진공펌프 및 압축기를 구비하고 육불화황 혼합물을 이송시키는 회수부, 상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하는 전처리부, 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 분리부, 상기 분리부로부터 정제된 육불화황을 저장하는 저장부 및 상기 정제된 육불화황을 충전용기에 충전하도록 형성되는 충전부를 포함하는 것으로, 상기 분리부는 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 제1 분리부, 상기 제1 분리부로부터 배기되는 제1가스를 정제하는 제2 분리부, 상기 제2 분리부로부터 배기되는 제2가스를 정제하는 제3 분리부를 포함하는 것인 육불화황 정제장치를 제공한다.One object of the present invention for achieving the above object is to provide a supply container for supplying a sulfur hexafluoride (SF 6 ) mixture in a sulfur hexafluoride purification apparatus for refining sulfur hexafluoride (SF 6 ) that can be reused after purification. A supply unit formed to be provided, a recovery unit equipped with a vacuum pump and a compressor and transporting the sulfur hexafluoride mixture, a pretreatment unit for removing solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture, and sulfur hexafluoride from which the impurities are removed. It includes a separation unit for purifying the mixture, a storage unit for storing the purified sulfur hexafluoride from the separation unit, and a charging unit configured to charge the purified sulfur hexafluoride into a charging container, wherein the separation unit removes the impurities. A first separator for purifying the sulfur hexafluoride mixture, a second separator for purifying the first gas exhausted from the first separator, and a third separator for purifying the second gas exhausted from the second separator It provides a sulfur hexafluoride purification device that is to do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리부는 내부에 제1 충전재(packing materials) 및 제1 열교환부를 구비하고, 상기 저장부와 연결되는 제1 연결부 및 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 연결하는 제2연결부를 포함하며, 상기 제2 연결부는 상기 제2 연결부에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제1 배출부를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first separation unit has a first packing material and a first heat exchange unit therein, and a first connection unit connected to the storage unit and the first separation unit and the second The second connection part may include a second connection part connecting the separation part, and the second connection part may include a first discharge part diverging from the second connection part and discharging gas to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 분리부는 내부에 제2 충전재(packing materials) 및 제2 열교환부를 구비하고, 상기 저장부와 연결되는 제3 연결부 및 상기 제2 분리부와 상기 제3 분리부를 연결하는 제4 연결부를 포함하며, 상기 제4 연결부는 상기 제4 연결부에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제2 배출부를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second separation unit has a second packing material and a second heat exchange unit therein, and a third connection unit connected to the storage unit and the second separation unit and the third The fourth connection part may include a fourth connection part connecting the separator, and the fourth connection part may include a second discharge part diverging from the fourth connection part and discharging gas to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 분리부는 상기 제1 분리부로 정제된 육불화황을 재이송하는 제1 이송부를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second separator may include a first transfer unit for re-transferring the purified sulfur hexafluoride to the first separator.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 분리부 및 제2 분리부는 각 각 순도 측정장치를 포함하는 것으로, 상기 순도 측정장치는 매질에 따른 적외선 흡광을 측정하는 적외선센서, 도매질의 밀도에 따라 매질을 통과하는 음속을 측정하는 음속센서, 매질의 순도에 따라 열전도도 변화를 감지하는 열전도도 센서 및 미세관 내부의 매질에 따라 미세관에 인가된 규칙적인 진동의 변조를 감지하는 미세관(capillary tube) 진동 밀도 센서를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first separator and the second separator each include a purity measuring device, wherein the purity measuring device includes an infrared sensor for measuring infrared absorption according to the medium, and an infrared sensor for measuring infrared absorption according to the density of the wholesale quality. A sound velocity sensor that measures the speed of sound passing through the medium, a thermal conductivity sensor that detects the change in thermal conductivity according to the purity of the medium, and a capillary tube that detects the modulation of the regular vibration applied to the microtube according to the medium inside the microtube. tube) may include a vibration density sensor.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3분리부는 내부에 분리막 모듈을 구비하고, 상기 제3 분리부에서 정재 된 육불화황을 재이송하는 제2 이송부 및 상기 불순물 가스를 외부로 배출하는 제3 배출부를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third separation unit has a separation membrane module therein, and a second transfer unit for re-transferring sulfur hexafluoride purified in the third separation unit and a second transfer unit for discharging the impurity gas to the outside. 3 may include an outlet.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 육불화황 정제장치는 온도, 압력, 유량, 레벨 등을 포함하는 운전인자를 계측하는 계측기 및 자동 및 수동 제어를 위한 계통 제어부를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sulfur hexafluoride purification apparatus may include a system control unit for automatic and manual control and a meter for measuring operating factors including temperature, pressure, flow rate, level, and the like.

본 발명의 또 다른 목적에 따르면, 공급부로부터 육불화황(SF6) 혼합물을 전처리부로 공급하는 공급단계, 상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하는 전처리단계, 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 정제단계, 상기 정제된 육불화황을 저장하는 저장단계 및 상기 저장된 육불화황을 충전용기에 충전하는 충전단계를 포함하는 것으로, 상기 정제단계는 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 제1 정제단계, 상기 제1 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제2 정제단계, 상기 제2 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제3 정제단계를 포함하는 것인 육불화황의 정제방법을 제공한다.According to another object of the present invention, a supply step of supplying a sulfur hexafluoride (SF 6 ) mixture from a supply unit to a pretreatment unit, a pretreatment step of removing solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture, and removing the impurities A purification step of purifying the purified sulfur hexafluoride mixture, a storage step of storing the purified sulfur hexafluoride mixture, and a charging step of filling the stored sulfur hexafluoride mixture into a filling container, wherein the purification step is performed by removing the impurities. A first purification step of purifying the sulfur hexafluoride mixture, a second purification step of purifying the sulfur hexafluoride purified from the first purification step, and a third purification step of purifying the sulfur hexafluoride purified from the second purification step. It provides a method for purifying sulfur hexafluoride, which includes.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공급단계는 상기 공급부의 공급용기에 수용되어 있는 육불화황 혼합물을 회수부에 압력차를 형성하여 전처리부로 공급하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the supplying step may be to supply the sulfur hexafluoride mixture contained in the supply container of the supply unit to the pretreatment unit by forming a pressure difference in the recovery unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 정제단계는 상기 고체 및 액체 상의 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 냉각하여 제1 육불화황 및 제1 불순물 기체로 분리하는 제1 냉각단계, 상기 제1 불순물 기체를 배출하는 제1 배출단계, 상기 제1 육불화황을 가열하여 기화된 제1정제 육불화황을 형성하는 단계 및 상기 제1정제 육불화황을 저장부 및 제2 분리부로 이송하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first purification step is a first cooling step of cooling the sulfur hexafluoride mixture from which the solid and liquid impurities are removed to separate the first sulfur hexafluoride and the first impurity gas, the A first discharge step of discharging a first impurity gas, a step of heating the first sulfur hexafluoride to form vaporized first purified sulfur hexafluoride, and transferring the first purified sulfur hexafluoride to a storage unit and a second separation unit. It may include the step of doing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 냉각 단계는 제1 충전재롤 통과하고 제1 열교환하여 냉각하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first cooling step may be cooling by passing through the first filler roll and performing a first heat exchange.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 배출단계는 제1 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제1 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first discharging step may be to control the discharging of the first impurity gas to be stopped when a set pressure is reached at a predetermined discharging temperature determined according to the concentration of the first sulfur hexafluoride. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1정제 육불화황을 저장부 및 제2 분리부로 이송하는 단계는 상기 제1정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고, 측정한 순도에 따라 제1정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of transferring the first purified sulfur hexafluoride to the storage unit and the second separation unit measures the purity of the first purified sulfur hexafluoride in real time, and the first purified sulfur hexafluoride according to the measured purity. It may be to control the flow of sulfur hexafluoride.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실시간으로 측정한 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 저장부로 이송하고, 상기 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제2 분리부로 이송하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when the purity of the first purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit, and when the purity of the first purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, transferred to the second separation unit it could be

본 발명의 일 실시예에 따르며, 상기 제2 정제단계는 제1 정제 육불화황을 냉각하여 제2 육불화황 및 제2 불순물 기체로 분리하는 제2 냉각단계, 상기 제2 불순물 기체를 배출하는 제2 배출단계, 상기 제2 육불화황을 가열하여 기화된 제2정제 육불화황을 형성하는 단계 및 상기 제2정제 육불화황을 저장부 및 제3 분리부로 이송하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second purification step is a second cooling step of cooling the first purified sulfur hexafluoride to separate it into a second sulfur hexafluoride and a second impurity gas, discharging the second impurity gas It may include a second discharge step, forming vaporized second purified sulfur hexafluoride by heating the second sulfur hexafluoride, and transferring the second purified sulfur hexafluoride to a storage unit and a third separation unit. there is.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 냉각 단계는 제2 충전재를 통과하고 제2 열교환하여 냉각하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second cooling step may be cooling by passing through the second filler and exchanging the second heat.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 배출단계는 제2 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제2 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the second discharging step may be to control the discharging of the second impurity gas to be stopped when a set pressure is reached at a predetermined discharging temperature determined according to the concentration of the second sulfur hexafluoride. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2정제 육불화황을 저장부 및 제3 분리부로 이송하는 단계는 상기 제2정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고, 측정한 순도에 따라 제2정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of transferring the second purified sulfur hexafluoride to the storage unit and the third separation unit measures the purity of the second purified sulfur hexafluoride in real time, and the second purification according to the measured purity. It may be to control the flow of sulfur hexafluoride.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실시간으로 측정한 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 저장부로 이송하고, 상기 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제3 분리부로 이송하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, if the purity of the second purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit, and if the purity of the second purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, it is transferred to the third separation unit it could be

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 정제단계는 제2 정제 육불화황을 분리막 모듈을 통과시켜 제3정제 육불화황 및 제3 불순물 기체로 분리하는 단계, 상기 제3 불순물 기체를 배출하는 제3 배출단계 및 상기 제3정제 육불화황을 제2 분리부로 재이송하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the third purification step is the step of separating the second purified sulfur hexafluoride into a third purified sulfur hexafluoride and a third impurity gas by passing through a separation membrane module, and discharging the third impurity gas. and a step of retransferring the third purified sulfur hexafluoride to the second separator.

본 발명은 육불화황 가스 정제 장치 및 정제 방법을 제공하는 효과가 있다. The present invention has the effect of providing a sulfur hexafluoride gas purification device and purification method.

또한, 상기 육불화황 가스의 정제 회수율을 높임과 동시에 정제 순도를 높이는 효과가 있다.In addition, there is an effect of increasing the purification purity of the sulfur hexafluoride gas while increasing the purification recovery rate.

또한, 가혹조건(저온, 고압)에서 처리되는 가스의 양을 최소화하여 소모되는 에너지를 줄여 운전경비를 절감하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing operating expenses by reducing energy consumption by minimizing the amount of gas processed under harsh conditions (low temperature, high pressure).

또한, 저농도의 육불화항 정제 대상가스의 효율적 회수가 가능하여 정제대상의 범위를 넓히는 효과가 있다.In addition, it is possible to efficiently recover the low-concentration hexafluoride purification target gas, which has the effect of widening the range of purification targets.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.A further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the detailed description that follows. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, it should be understood that the detailed description and specific examples such as preferred embodiments of the present invention are given by way of example only.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 육불화황 정제 시스템에 대한 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황의 온도에 따른 증기압 곡선이다.
1 is a schematic conceptual diagram of a sulfur hexafluoride purification system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a vapor pressure curve according to the temperature of sulfur hexafluoride according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 지시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는 다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. These examples are only illustratively indicated to explain the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. will be.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다. In addition, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, and in case of conflict, this specification including definitions of will take precedence.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 “부”한, 특정 기능을 수행하는 한 개의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly explain the proposed invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. And when it is said that a certain component "includes", it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated. In addition, a “unit” described in the specification means one unit or block that performs a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.In each step, the identification code (first, second, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step does not clearly describe a specific order in context. It may be performed differently from the order specified above.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 육불화황 정제 시스템에 대한 개략적인 개념도이다.1 is a schematic conceptual diagram of a sulfur hexafluoride purification system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 육불화황 정제장치(100)는 공급부(110), 회수부(120), 전처리부(130), 분리부(140), 저장부(150) 및 충전부(160)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the sulfur hexafluoride purification apparatus 100 of the present invention includes a supply unit 110, a recovery unit 120, a pre-processing unit 130, a separating unit 140, a storage unit 150, and a charging unit 160. ).

상기 공급부(110)는 육불화황(SF6) 혼합물을 공급하는 공급용기를 구비하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The supply unit 110 is characterized in that it is formed to have a supply container for supplying a sulfur hexafluoride (SF 6 ) mixture.

상기 육불화황 혼합물은 GIS (Gas Insulated Switchgear), 환상주회로, 자동차단기, 변압기, 케이블 등의 전기설비에 충전되어 사용 된 육불화황을 회수한 것으로, 상기 육불화황 외에 분해산물 및 작업 시 누설로 인한 공기를 포함한 혼합물인 것을 특징으로 한다. The sulfur hexafluoride mixture is obtained by recovering sulfur hexafluoride used by charging in electrical equipment such as GIS (Gas Insulated Switchgear), annular circuit, auto circuit breaker, transformer, cable, etc., in addition to the sulfur hexafluoride, decomposition products and work Characterized in that it is a mixture containing air due to leakage.

이때, 상기 분해산물은 SO2, SOF2, HF, CF4 등을 포함할 수 있으며, 상기 누설로 인한 공기는 N2, O2, 수분, 오일 등을 포함 할 수 있다. 또한, 상기 공급용기는 일반적으로 실린더형의 가스용기일 수 있다. 일반적인 실린더형의 가스용기는 상부에 밸브를 구비하여 가스의 충전 또는 방출이 이루어질 수 있다.In this case, the decomposition product may include SO 2 , SOF 2 , HF, CF 4 , and the like, and the air due to the leakage may include N 2 , O 2 , moisture, oil, and the like. In addition, the supply container may be a generally cylindrical gas container. A typical cylindrical gas container has a valve at the top so that gas can be charged or discharged.

상기 회수부(120)는 상기 육불화황 혼합물을 이송시키는 것으로, 상기 공급부(110)에서 연장 형성되는 것을 특징으로 한다. 상세하게는 상기 회수부(120)는 진공펌프 및 압축기를 포함하는 것으로, 상기 진공펌프 및 압축기를 이용하여 상기 육불화황 혼합물을 이송하기 위한 동력으로 활용할 수 있다. 즉, 상기 회수부(120)의 진공펌프 및 압축기를 이용하여 상기 육불화황 혼합물을 원활하게 이송할 수 있다. The recovery unit 120 transfers the sulfur hexafluoride mixture, and is characterized in that it extends from the supply unit 110. In detail, the recovery unit 120 includes a vacuum pump and a compressor, and the vacuum pump and compressor can be used as power for transferring the sulfur hexafluoride mixture. That is, the sulfur hexafluoride mixture can be smoothly transferred by using the vacuum pump and the compressor of the recovery unit 120 .

상기 전처리부(130)는 상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 전처리부(130)는 불순물 제거장치를 포함하는 것으로, 상기 불순물 제거장치는 전처리 스크러버, 활성 알루미나(activated alumina), 활성탄(activated charcoal) 및 몰레큘러 시브(molecular sieve) 순으로 구성되는 것을 특징으로 한다. The pretreatment unit 130 is characterized in that it is formed to remove solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture. In detail, the pretreatment unit 130 includes an impurity removal device, and the impurity removal device is composed of a pretreatment scrubber, activated alumina, activated charcoal, and a molecular sieve in order characterized by being

상기 분리부(140)는 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 것으로, 상기 분리부(141)는 제1 분리부(141), 제2 분리부(142) 및 제2 분리부(143)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The separation unit 140 purifies the sulfur hexafluoride mixture from which impurities are removed, and the separation unit 141 includes a first separation unit 141, a second separation unit 142, and a second separation unit 143. ).

상기 제1 분리부(141)는 심냉법을 이용하여 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하여 제1 가스를 형성하는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 제1 분리부(141)는 제1 충전재(packing materials) 및 제1 열교환부를 내부에 구비하고, 상기 저장부(150)와 연결되는 제1 연결부(1) 및 상기 제1 분리부(141)와 상기 제2 분리부(142)를 연결하는 제2연결부(2)를 포함한다. The first separator 141 is characterized in that the first gas is formed by purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed using a deep cooling method. In detail, the first separation unit 141 has a first packing material and a first heat exchange unit therein, and includes a first connection unit 1 connected to the storage unit 150 and the first separation unit 141 . A second connection part 2 connecting the part 141 and the second separation part 142 is included.

이때, 상기 제2 연결부(2)는 상기 제2 연결부(2)에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제1 배출부(3)를 포함하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the second connection part 2 includes a first discharge part 3 branched from the second connection part 2 and discharging gas to the outside.

또한, 상기 제2 연결부(2)는 상기 제1 분리부(141)에서 분리된 액체 또는 고체상의 육불화황 또는 포화상태의 육불화황 보다 밀도가 낮은 불순물 기체들이 배출될 수 있다.In addition, the second connection part 2 may discharge impurity gases having a lower density than liquid or solid sulfur hexafluoride or saturated sulfur hexafluoride separated in the first separation part 141 .

또한, 상기 제1 충전재는 열전달이 용이한 소재를 도입하는 것으로, 상기 제1 충전재에 의해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 충전재는 열전도도가 높은 물질을 포함하는 것이 바람직한 것으로, 알루미늄, 구리를 포함하는 합금 등을 포함할 수 있다.In addition, since the first filler is made of a material that facilitates heat transfer, energy efficiency can be improved by the first filler. For example, the first filler preferably includes a material having high thermal conductivity, and may include an alloy including aluminum and copper.

상기 제2 분리부(142)는 심냉법을 이용하여 상기 제1 분리부(141)에서 정제하여 배기된 제1 가스를 정제하여 제2 가스 형성하는 것을 특징으로 한다. The second separator 142 is characterized in that the second gas is formed by purifying the exhausted first gas purified by the first separator 141 using a deep cooling method.

상세하게는, 상기 제2 분리부(412)는 제2 충전재(packing materials) 및 제2 열교환부를 내부에 구비하고, 상기 저장부(150)와 연결되는 제3 연결부(4)를 포함하며, 상기 제2 분리부(142)는 상기 제2 분리부(142)와 상기 제3 분리부(143)를 연결하는 제4연결부(5)를 포함한다. In detail, the second separator 412 includes a third connection part 4 having a second packing material and a second heat exchange part therein and connected to the storage part 150, The second separation part 142 includes a fourth connection part 5 connecting the second separation part 142 and the third separation part 143 .

이때, 상기 제4 연결부(5)는 상기 제4 연결부(5)에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제2 배출부(6) 및 제1 분리부(141)로 일부 정제된 육불화황을 재이송하는 제1 이송부(7)를 포함하는 것으로, 상기 제4연결부(5)는 상기 제2분리부(142)의 상부에 배치되는 것이 바람직하다.At this time, the fourth connection part 5 is branched from the fourth connection part 5 to the second discharge part 6 and the first separation part 141 for discharging gas to the outside, and partially purified sulfur hexafluoride is measured. It includes a first transfer unit 7 for transferring, and the fourth connection unit 5 is preferably disposed above the second separation unit 142 .

상기 제4 연결부(5)를 상기 제2 분리부(142)의 상부에 배치함에 따라 제2 분리부(142)에서 분리된 액체 또는 고체상의 육불화황 또는 포화상태의 육불화황 보다 밀도가 낮은 불순물 기체들이 배출될 수 있다.As the fourth connection part 5 is disposed above the second separation part 142, the density is lower than that of liquid or solid sulfur hexafluoride or saturated sulfur hexafluoride separated from the second separation part 142. Impurity gases may be released.

또한, 상기 제2 충전재는 열전달이 용이한 소재를 도입하는 것으로, 상기 제2 충전재에 의해 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 것으로, 상기 제2 충전재는 상기 제1 충전재와 동일한 소재일 수 있다.In addition, the second filler is a material that facilitates heat transfer, and energy efficiency can be improved by the second filler, and the second filler may be the same material as the first filler.

한편, 상기 제1 분리부(141) 및 상기 제2 분리부(142)는 순도 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 순도 측정장치는 상기 제1 분리부(141) 및 상기 제2 분리부(142) 각각 포함하는 것으로, 상기 순도 측정장치는 상기 제2 연결부(2) 및 제4 연결부(5)에 배치되는 것이 바람직하다.On the other hand, the first separation unit 141 and the second separation unit 142 are characterized in that they include a purity measuring device. Specifically, the purity measuring device includes the first separating part 141 and the second separating part 142, respectively, and the purity measuring device includes the second connecting part 2 and the fourth connecting part 5 It is preferable to be placed in

이때, 상기 순도 측정 장치는 상기 정제된 육불화황의 순도를 측정하는 것으로, 매질에 따른 적외선 흡광을 측정하는 적외선센서, 매질의 밀도에 따라 매질을 통과하는 음속을 측정하는 음속센서, 매질의 순도에 따라 열전도도 변화를 감지하는 열전도도 센서 및 미세관 내부의 매질에 따라 미세관에 인가된 규칙적인 진동의 변조를 감지하는 미세관(capillary tube) 진동 밀도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the purity measuring device measures the purity of the purified sulfur hexafluoride, an infrared sensor for measuring infrared absorption according to the medium, a sound velocity sensor for measuring the speed of sound passing through the medium according to the density of the medium, and the purity of the medium It is characterized in that it includes a thermal conductivity sensor for detecting a change in thermal conductivity according to the capillary tube and a capillary tube vibration density sensor for detecting a modulation of regular vibration applied to the capillary tube according to the medium inside the capillary tube.

상기 제3 분리부(143)는 막분리법을 이용하여 상기 제2 분리부(142)에서 정제하여 배기된 제2 가스를 정제하는 것으로, 상기 제3 분리부(143) 내부에 분리막 모듈을 구비하고, 상기 제3 분리부(143)에서 정재 된 육불화황을 재이송하는 제2 이송부(9) 및 상기 불순물 가스를 외부로 배출하는 제3 배출부(8)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The third separation unit 143 purifies the second gas purified and exhausted by the second separation unit 142 using a membrane separation method, and has a separation membrane module inside the third separation unit 143, , It is characterized in that it includes a second transfer unit 9 for re-transferring the sulfur hexafluoride purified in the third separation unit 143 and a third discharge unit 8 for discharging the impurity gas to the outside.

이때, 상기 제2 가스는 2단계에 걸쳐 육불화황이 제거 된 것으로 불순물이 제거된 육불화황 혼합물 및 제1 가스와 대비하여 육불화황의 농도가 매우 낮다 . 이에, 심냉법이 아닌 분리막 법을 이용하여 정제 효율을 향상시킬 수 있다. At this time, the second gas has sulfur hexafluoride removed through two steps, and the concentration of sulfur hexafluoride is very low compared to the sulfur hexafluoride mixture and the first gas from which impurities are removed. Therefore, the purification efficiency can be improved by using the separation membrane method instead of the deep cooling method.

상기 저장부(150)는 상기 분리부(140)로부터 정제된 육불화황을 저장하는 것으로, 상기 분리부(140)에서 연장 형성되며, 상기 저장부(150)는 상기 분리부(140)의 하부에 배치하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 저장부(150)는 상기 분리부(140)에서 육불화황의 정제 시 형성되는 압력변화를 완화하도록 형성되는 것이 바람직하다.The storage unit 150 stores the purified sulfur hexafluoride from the separation unit 140, and extends from the separation unit 140, and the storage unit 150 is located at the bottom of the separation unit 140. It is characterized by being placed in. At this time, it is preferable that the storage unit 150 is formed to alleviate the pressure change formed during the purification of sulfur hexafluoride in the separation unit 140.

상기 충전부(160)는 상기 저장부(150)에 저장된 정제된 육불화황을 충전하도록 형성되는 것으로, 상기 충전부(160)는 충전용기 및 진공배기부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The charging unit 160 is formed to charge the purified sulfur hexafluoride stored in the storage unit 150, and the charging unit 160 further includes a charging container and a vacuum exhaust unit.

한편 본 발명에 따른 육불화황 정제장치(100)는 온도, 압력, 유량, 레벨 등을 포함하는 운전 인자를 계측하는 계측기 및 자동 및 수동 제어를 위한 계통 제어부(미도시)를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the sulfur hexafluoride purification apparatus 100 according to the present invention is characterized in that it includes an instrument for measuring operating factors including temperature, pressure, flow rate, level, etc. and a system control unit (not shown) for automatic and manual control. do.

즉, 상기 계측기와 자동 및 수동 제어를 위한 계통 제어부를 통하여 육불화황 정제 전반에 걸친 과정을 제어(통제)할 수 있다.That is, it is possible to control (control) the entire process of sulfur hexafluoride purification through the meter and the system controller for automatic and manual control.

하기에는, 상기 육불화황 정제장치(100)를 이용한 육불화황 정제방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the sulfur hexafluoride purification method using the sulfur hexafluoride purification apparatus 100 will be described in detail.

육불화황 정제방법은 공급부로부터 육불화황(SF6) 혼합물을 전처리부로 공급하는 공급단계, 상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하는 전처리단계, 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 정제단계, 상기 정제된 육불화황을 저장하는 저장단계 및 상기 저장된 육불화황을 충전용기에 충전하는 충전단계를 포함한다.Sulfur hexafluoride purification method includes a supply step of supplying a sulfur hexafluoride (SF 6 ) mixture from a supply unit to a pretreatment unit, a pretreatment step of removing solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture, and hexafluoride from which the impurities are removed. It includes a purification step of purifying the sulfur mixture, a storage step of storing the purified sulfur hexafluoride, and a charging step of filling the stored sulfur hexafluoride into a filling container.

상기 공급단계는 상기 공급부(110)의 공급용기에 수용되어 있는 육불화황 혼합물을 상기 회수부(120)에 압력차를 형성하여 전처리부(130)로 공급하는 것을 특징으로 한다. The supplying step is characterized in that the sulfur hexafluoride mixture contained in the supply container of the supply unit 110 is supplied to the pretreatment unit 130 by forming a pressure difference in the recovery unit 120.

상기 전처리단계는 상기 공급부(110)로부터 공급받은 육불화황 혼합물을 상기 전처리부(130)를 통과시켜 고체 및 액체상의 불순물을 제거한 육불화황 혼합물로 전처리하는 것을 특징으로 한다. The pretreatment step is characterized in that the sulfur hexafluoride mixture supplied from the supply unit 110 is passed through the pretreatment unit 130 to pre-treat the sulfur hexafluoride mixture from which solid and liquid impurities are removed.

상세하게는, 상기 육불화황 혼합물은 상기 전처리부(130)의 불순물 제거장치를 통과하여 전처리하는 것으로, 전처리 스크러버, 활성 알루미나(activated alumina), 활성탄(activated charcoal) 및 몰레큘러 시브(molecular sieve)를 순서대로 통과하여 전처리 할 수 있다. 이때, 상기 전처리 단계를 진행함에 따라 산성의 불순물을 제거할 수 있다.In detail, the sulfur hexafluoride mixture is pretreated by passing through the impurity removal device of the pretreatment unit 130, pretreatment scrubber, activated alumina, activated charcoal and molecular sieve It can be preprocessed by passing through in order. At this time, as the pretreatment step proceeds, acidic impurities may be removed.

상기 정제단계는 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 제1 정제단계, 상기 제1 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제2 정제단계 및 상기 제2 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제3 정제단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The purification step includes a first purification step of purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed, a second purification step of purifying the sulfur hexafluoride purified from the first purification step, and a hexafluoride purified from the second purification step. It is characterized in that it comprises a third purification step of purifying sulfur.

상기 제1 정제단계를 통하여 99.9% 이상의 고순도 육불화황을 정제하는 것으로 제1분리부(141)에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is made in the first separation unit 141 by purifying 99.9% or more high-purity sulfur hexafluoride through the first purification step.

상기 제1 정제단계는 상기 고체 및 액체상의 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 냉각하여 제1 육불화황 및 제1 불순물 기체로 분리하는 제1 냉각단계, 상기 제1 불순물 기체를 배출하는 제1 배출단계, 상기 제1 육불화황을 가열하여 기화된 제1정제 육불화황을 형성하는 단계 및 상기 제1정제 육불화황을 저장부(150) 및 제2 분리부(142)로 이송하는 단계를 포함한다.The first purification step includes a first cooling step of cooling the sulfur hexafluoride mixture from which impurities in the solid and liquid phases are removed and separating the mixture into first sulfur hexafluoride and a first impurity gas, and a first step of discharging the first impurity gas. Discharge step, heating the first purified sulfur hexafluoride to form vaporized first purified sulfur hexafluoride and transferring the first purified sulfur hexafluoride to the storage unit 150 and the second separation unit 142 includes

상기 제1 냉각 단계는 제1 충전재를 통과하고 제1 열교환하여 냉각하는 것으로, 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 냉각하기 위하여 상기 제1열교환부에 냉매를 공급하고, 상기 공급된 냉매에 의해 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물 내의 순수한 육불화황이 냉각될 수 있다. The first cooling step is cooling by passing through a first filler material and performing a first heat exchange. In order to cool the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed, a refrigerant is supplied to the first heat exchange unit, and the supplied refrigerant Pure sulfur hexafluoride in the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed may be cooled.

상세하게는, 상기 제1 냉각 단계 -10℃ 내지 -40℃에서 육뷸화황의 농도에 따라 결정된 소정의 압력에서 수행하는 것이 바람직하다. Specifically, the first cooling step is preferably performed at a predetermined pressure determined according to the concentration of sulfur hexafluoride at -10 ° C to -40 ° C.

예를 들어, 배출온도가 -40℃ 이하이고 육불화황의 농도가 40% 미만인 경우, 소정의 압력은 육불화황 증기압의 13배 이상에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 배출온도가 -20℃ 이하이고 육불화황의 농도가 40% 이상인 경우, 소정의 압력은 육불화황 증기압의 4.3배 이상에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 배출온도가 -10℃ 이하이고 육불화황의 농도가 60% 이상인 경우, 소정의 압력은 육불화황 증기압의 2배 이상에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 배출온도가 -10℃ 이하이고 육불화황의 농도가 80% 이상인 경우, 소정의 압력은 육불화황 증기압의 1.5배 이상에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 배출온도가 -10℃ 이하이고 육불화황의 농도가 80% 이상인 경우, 소정의 압력은 육불화황 증기압 이상에서 수행하는 것이 바람직하다. For example, when the discharge temperature is -40 ° C or less and the concentration of sulfur hexafluoride is less than 40%, the predetermined pressure is preferably 13 times or more than the vapor pressure of sulfur hexafluoride. In addition, when the discharge temperature is -20 ° C or less and the concentration of sulfur hexafluoride is 40% or more, the predetermined pressure is preferably performed at 4.3 times or more of the sulfur hexafluoride vapor pressure. In addition, when the discharge temperature is -10 ° C or less and the concentration of sulfur hexafluoride is 60% or more, the predetermined pressure is preferably performed at more than twice the vapor pressure of sulfur hexafluoride. In addition, when the discharge temperature is -10 ° C or less and the concentration of sulfur hexafluoride is 80% or more, the predetermined pressure is preferably performed at 1.5 times or more than the vapor pressure of sulfur hexafluoride. In addition, when the discharge temperature is -10 ° C or less and the concentration of sulfur hexafluoride is 80% or more, the predetermined pressure is preferably performed at a sulfur hexafluoride vapor pressure or higher.

상기 제1 배출단계는 상기 제1 육불화황(액체상 또는 고체상) 또는 포화상태의 제1 육불화황보다 밀도가 낮은 제1 불순물 기체를 제1 배출부(3)를 통해 외부로 배출하는 것으로, 상기 제1 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제1 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. The first discharge step is to discharge the first impurity gas having a lower density than the first sulfur hexafluoride (liquid phase or solid phase) or the first sulfur hexafluoride in a saturated state to the outside through the first discharge unit 3, It is characterized in that when the set pressure is reached at a predetermined discharge temperature determined according to the concentration of the first sulfur hexafluoride, the discharge of the first impurity gas is stopped.

상세하게는, 상기 불술물이 제거된 육불화황 혼합물은 기체상의 불순물과 포화상태의 제1 육불화황이 공존하고 있는 것으로 주요 불순물인 공기에 비하여 제1 육불화황의 밀도가 높기 때문에 상기 제1 육불화황은 제1 분리부(141)의 하부로 가라앉게 된다. 따라서 상기 육불화황 대비 밀도가 낮은 제1 불순물 기체가 상기 제1 배출부(3)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.Specifically, the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed coexists with gaseous impurities and saturated first sulfur hexafluoride, and since the density of the first sulfur hexafluoride is higher than that of air, which is the main impurity, the first sulfur hexafluoride mixture has a high density. Sulfur fluoride sinks to the lower part of the first separator 141 . Accordingly, the first impurity gas having a lower density than that of sulfur hexafluoride may be discharged to the outside through the first discharge unit 3 .

상기 제1정제 육불화황을 저장부(150) 및 제2 분리부(142)로 이송하는 단계는 상기 제1정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고, 상기 측정한 순도에 따라 제1정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다. In the step of transferring the first purified sulfur hexafluoride to the storage unit 150 and the second separation unit 142, the purity of the first purified sulfur hexafluoride is measured in real time, and the first purified sulfur hexafluoride is measured according to the measured purity. It is characterized by controlling the flow of sulfur fluoride.

상세하게는, 상기 제1 불순물 기체가 제거된 제1 육불화황을 가열하여 기화시고, 기화된 제1 육불화황의 순도에 따라 제1정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것으로, 상기 제1 육불화황을 기화시키기 위하여 상기 제1 열교환부에 열매의 공급으로 형성되는 열교환에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.Specifically, the first sulfur hexafluoride from which the first impurity gas has been removed is heated and vaporized, and the flow of the first purified sulfur hexafluoride is controlled according to the purity of the vaporized first sulfur hexafluoride. In order to vaporize sulfur, it is preferable to perform heat exchange formed by supplying heat to the first heat exchange unit.

예를 들어, 상기 실시간으로 측정한 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 상기 저장부(150)로 이송하고, 상기 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제2 분리부(142)로 이송하는 것이 바람직하다. For example, if the purity of the first purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit 150, and if the purity of the first purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, the second separation unit 142 ) is preferred.

한편, 상기 냉매는 액체 질소이고, 상기 열매는 질소 가스 또는 육불화황을 포함하는 가스로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 열매는 히터, 블로어 또는 펌프를 통하여 상기 제1 열교환부로 공급될 수 있다. Meanwhile, the refrigerant is liquid nitrogen, and the fruit may be formed of nitrogen gas or a gas containing sulfur hexafluoride. Furthermore, the fruit may be supplied to the first heat exchange unit through a heater, blower or pump.

덧붙여, 상기 제1 육불화황을 가열하여 기화시키기 위하여 가열장치를 이용하여 수행할 수 있는 것으로, 상기 가열장치는 열선으로 형성될 수 있다. 상기 열선은 전기에너지를 열에너지로 전환하여 열을 발생하게 이루어 질 수 있다.In addition, it can be performed using a heating device to heat and vaporize the first sulfur hexafluoride, and the heating device can be formed as a hot wire. The heating wire may generate heat by converting electrical energy into thermal energy.

상기 제2 정제단계는 상기 제1 정제단계를 통하여 정제된 순도가 99.9% 미만의 제1 정제 육불화황을 재회수하여 정제하는 것으로 제2분리부(142)에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.The second purification step is to re-recover and purify the first purified sulfur hexafluoride having a purity of less than 99.9% purified through the first purification step, and is characterized in that it is performed in the second separation unit 142.

상기 제2 정제단계는 제1 정제 육불화황을 냉각하여 제2 육불화황 및 제2 불순물 기체로 분리하는 제2 냉각단계, 상기 제2 불순물 기체를 배출하는 제2 배출단계, 상기 제2 육불화황을 가열하여 기화된 제2정제 육불화황을 형성하는 단계 및 상기 제2정제 육불화황을 저장부(150) 및 제3 분리부(143)로 이송하는 단계를 포함한다.The second purification step includes a second cooling step of cooling the first purified sulfur hexafluoride to separate it into a second sulfur hexafluoride and a second impurity gas, a second discharge step of discharging the second impurity gas, and the second meat. Heating the sulfur fluoride to form vaporized second purified sulfur hexafluoride and transferring the second purified sulfur hexafluoride to the storage unit 150 and the third separation unit 143.

상기 제2 냉각 단계는 제2 충전재를 통과하고 제2 열교환하여 냉각하는 것으로, 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 냉각하기 위하여 상기 제2열교환부에 냉매를 공급하고, 상기 공급된 냉매에 의해 상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물 내의 순수한 육불화황이 냉각될 수 있다. The second cooling step is cooling by passing through the second filler and performing second heat exchange. In order to cool the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed, a refrigerant is supplied to the second heat exchange unit, and the supplied refrigerant Pure sulfur hexafluoride in the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed may be cooled.

이때, 상기 제2열교환부에 공급되는 냉매는 상기 제1열교환부에 공급되는 냉매와 동일 한 것이 바람직하다.At this time, the refrigerant supplied to the second heat exchange unit is preferably the same as the refrigerant supplied to the first heat exchange unit.

상세하게는, 상기 제2 냉각 단계는 상기 제1 냉각 단계보다 낮은 온도 및 높은 압력에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 제2 냉각 단계를 상기 제1 냉각 단계보다 낮은온도 및 높은 앞력에서 수행함에 따라 육불화황의 회수율을 향상시키고 회수속도를 높일 수 있다.Specifically, the second cooling step is preferably performed at a lower temperature and higher pressure than the first cooling step. As the second cooling step is performed at a lower temperature and higher front power than the first cooling step, the recovery rate of sulfur hexafluoride can be improved and the recovery speed can be increased.

상기 제2 배출단계는 상기 제2 육불화황(액체상 또는 고체상) 또는 포화상태의 제2 육불화황보다 밀도가 낮은 제2 불순물 기체를 제2 배출부(6)를 통해 외부로 배출하는 것으로, 상기 제2 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제2 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. The second discharge step is to discharge the second impurity gas having a lower density than the second sulfur hexafluoride (liquid phase or solid phase) or the second sulfur hexafluoride in a saturated state to the outside through the second discharge unit 6, It is characterized in that when the set pressure is reached at a predetermined discharge temperature determined according to the concentration of the second sulfur hexafluoride, the discharge of the second impurity gas is stopped.

상세하게는, 상기 육불화황 혼합물을 정제하고 형성된 상기 제1 정제 육불화황을 냉각함에 따라 제2 육불화황 및 제2 불순물 기체로 분리되는 것으로, 밀도가 높은 상기 제2 육불화황은 제2 분리부(142)의 하부로 가라앉게 된다. 따라서 상기 제2 육불화황 대비 밀도가 낮은 제2 불순물 기체가 상기 제2 배출부(6)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.Specifically, as the first purified sulfur hexafluoride formed by purifying the sulfur hexafluoride mixture is cooled, it is separated into a second sulfur hexafluoride and a second impurity gas, and the second sulfur hexafluoride having a high density is a second sulfur hexafluoride gas. It sinks to the bottom of the separator 142. Accordingly, the second impurity gas having a density lower than that of the second sulfur hexafluoride may be discharged to the outside through the second discharge unit 6 .

상기 제2정제 육불화황을 저장부(150) 및 제3 분리부(142)로 이송하는 단계는 상기 제2정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고, 상기 측정한 순도에 따라 제2정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다. In the step of transferring the second purified sulfur hexafluoride to the storage unit 150 and the third separation unit 142, the purity of the second purified sulfur hexafluoride is measured in real time, and the second purified sulfur hexafluoride is measured according to the measured purity. It is characterized by controlling the flow of sulfur fluoride.

상세하게는, 상기 제2 불순물 기체가 제거된 제2 육불화황을 가열하여 기화시고, 기화된 제2 육불화황의 순도에 따라 제2정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것으로, 상기 제2 육불화황을 기화시키기 위하여 상기 제2열교환부에 열매의 공급으로 형성되는 열교환에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.Specifically, by heating and vaporizing the second sulfur hexafluoride from which the second impurity gas has been removed, and controlling the flow of the second purified sulfur hexafluoride according to the purity of the vaporized second sulfur hexafluoride, the second sulfur hexafluoride In order to vaporize sulfur, it is preferable to perform heat exchange formed by supplying heat to the second heat exchange unit.

예를 들어, 상기 실시간으로 측정한 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 상기 저장부(150)로 이송하고, 상기 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제3 분리부(143)로 이송하는 것이 바람직하다. For example, when the purity of the second purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit 150, and when the purity of the second purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, the third separator (143 ) is preferred.

다시 말해, 실시간으로 측정한 제2 분리부(142)의 배기가스가 99.9% 이상일 경우 상기 저장부(150)로 이송하고, 99.9%미만일 경우 제3 분리부(143)로 이송하는 것이 바람직하다. In other words, if the exhaust gas of the second separation unit 142 measured in real time is 99.9% or more, it is preferably transferred to the storage unit 150, and if it is less than 99.9%, it is transferred to the third separation unit 143.

상기 제3 정제단계는 상기 제2 정제단계를 통하여 정제된 순도가 99.9% 미만의 제2 정제 육불화황을 회수하여 정제하는 것으로 제3 분리부(143)에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.The third purification step is to recover and purify the second purified sulfur hexafluoride having a purity of less than 99.9% purified through the second purification step, and is characterized in that it is performed in the third separation unit 143.

상세하게는, 상기 제3 정제단계는 제2 정제 육불화황을 분리막 모듈을 통과시켜 제3정제 육불화황 및 제3 불순물 기체로 분리하는 단계, 상기 제3 불순물 기체를 배출하는 제3 배출단계 및 상기 제3정제 육불화황을 제2 분리부로 재이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the third purification step is a step of separating the second purified sulfur hexafluoride into a third purified sulfur hexafluoride and a third impurity gas by passing through a separation membrane module, and a third discharge step of discharging the third impurity gas. and retransferring the third purified sulfur hexafluoride to a second separator.

이때, 상기 제3 정제단계에서 정제되는 상기 제2 정제 육불화황은 육불화황의 농도가 매우 낮기 때문에 심냉법을 사용하는 것보다 분리막 모듈을 사용하여 정제하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 정제 육불화황의 농도가 40% 미만인 경우 심냉법을 이용하여 정제하게 된다면 매우 가혹한 조건(-40℃이하, 고압)에서 수행하여야 하는 것으로 에너지 소비량이 많아지게 되어 정제 효율이 감소하게 된다. 이에, 분리막 모듈을 사용하여 육불화황의 농도를 높여 상기 제2 분리부(142)로 재이송함에 따라 정제효율을 향상시킬 수 있다.At this time, since the second purified sulfur hexafluoride purified in the third purification step has a very low concentration of sulfur hexafluoride, it is preferable to purify it using a separation membrane module rather than using a deep cooling method. For example, if the concentration of the second purified sulfur hexafluoride is less than 40%, if the purification is performed using the deep cooling method, it must be performed under very harsh conditions (-40 ° C or lower, high pressure), which increases energy consumption and reduces purification efficiency will do Accordingly, purification efficiency can be improved by increasing the concentration of sulfur hexafluoride using a separation membrane module and retransferring it to the second separator 142 .

상기 저장단계는 상기 제1 정제단계 내지 상기 제3 정제단계를 통하여 정제과정을 거친 육불화황이 상기 저장부(150)에 저장되는 것으로, 상기 정제단계가 수행되는 동안 상기 저장단계는 동시에 수행되는 것이 바람직하다.In the storage step, sulfur hexafluoride purified through the first to third purification steps is stored in the storage unit 150, and the storage step is performed simultaneously while the purification step is performed. desirable.

이때, 상기 정제단계를 통하여 상기 저장부(150)로 저장된 정제된 육불화황은 제1 정제 육불화황 및 제2 정제 육불화황을 포함하는 것으로, 상기 정제된 육불화황의 순도는 99.9% 이상인 것이 바람직하다.At this time, the purified sulfur hexafluoride stored in the storage unit 150 through the purification step includes first purified sulfur hexafluoride and second purified sulfur hexafluoride, and the purified sulfur hexafluoride has a purity of 99.9% or more. desirable.

상기 충전단계는 상기 저장부(150)에 저장된 정제된 육불화황을 상기 충전부(160)에 충전하는 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 충전부(160)의 충전용기 내부의 환경을 진공배기장치를 이용하여 진공상태로 형성하고 상기 정제된 육불화황을 충전하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 충전부(160)에 충전된 정제된 육불화황은 고수도 가스로 재사용될 수 있다.The charging step is characterized in that the purified sulfur hexafluoride stored in the storage unit 150 is charged into the charging unit 160. Specifically, it is characterized in that the environment inside the charging container of the charging unit 160 is formed in a vacuum state using a vacuum exhaust device and the purified sulfur hexafluoride is charged. At this time, the purified sulfur hexafluoride charged in the charging unit 160 can be reused as high-quality gas.

한편, 본 발명의 육불화황 정제방법은 자동모드, 단계별 자동모드, 수동 모드로 수행할 수 있다. On the other hand, the sulfur hexafluoride purification method of the present invention can be performed in an automatic mode, a step-by-step automatic mode, or a manual mode.

상기 자동모드는 상기 공급단계 내지 상기 충전단계를 기설정된 로직에 따라 연속적으로 운전될 수 있다. 모든 단계의 작동은 각 단계별 소정의 기 설정된 시작 조건을 충족하여야 수행될 수 있다. In the automatic mode, the supplying step to the charging step may be continuously operated according to a predetermined logic. The operation of all stages may be performed only when a predetermined starting condition for each stage is satisfied.

상기 단계별 자동모드는 상기 공금단계 내이 상기 충전단계를 기 설정된 시작 조건을 충족할 때에 상기 공급단계 내지 상기 충전단계를 독립적으로 운전할 수 있다.In the step-by-step automatic mode, the supply step to the charging step may be operated independently when the charging step within the supply step meets a preset starting condition.

상기 수동모드는 상기 공급단계 내지 상기 충전단계를 기설정된 조건과 무관하게 사용자의 조작에 의하여 운전될 수 있다.In the manual mode, the supplying step or the charging step may be operated by a user's manipulation regardless of preset conditions.

이때, 상기 자동모드, 단계별 자동모드는 상기 제어부를 통하여 제어하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to control the automatic mode and the step-by-step automatic mode through the controller.

이하 실시예 및 비교예를 상세히 설명하도록 한다. 단 하기 실시예, 실험예 및 비교예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예, 실험예 및 비교예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, Examples and Comparative Examples will be described in detail. However, the following Examples, Experimental Examples and Comparative Examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following Examples, Experimental Examples and Comparative Examples.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

비교예comparative example

1차 분리부만 구비된 정제장치에서 정제대상 혼합가스(정제 전 SF6 농도: 40, 60, 80, 98 vol%) 100L를 특정 온도와 압력조건에서 육불화황을(SF6)를 분리한다고 가정하였을 때, 정제 전, 후의 육불화황의 농도, 1차 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 부피와 육불화황의 농도 및 최종 분리 후 육불화화의 회수율를 수학적으로 계산한 값이다. Suppose that sulfur hexafluoride (SF 6 ) is separated from 100L of mixed gas to be purified (SF6 concentration before purification: 40, 60, 80, 98 vol%) in a refinery equipped with only the primary separation unit under specific temperature and pressure conditions It is a value mathematically calculated for the concentration of sulfur hexafluoride before and after purification, the volume and concentration of sulfur hexafluoride and the concentration of sulfur hexafluoride exhausted after purification in the primary separation unit, and the recovery rate of hexafluoride after final separation.

운전 온도별 육불화황의 증기압 입력값은 도 2와 같고, 정제대상 혼합가스 중 SF6 외 불순물은 N2라고 가정하여 정제 후 SF6는 순수 SF6(≥99.9%)라고 입력하였다. The vapor pressure input value of sulfur hexafluoride for each operating temperature is the same as in FIG.

이때, 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 농도는 계산식 1을 통하여 계산할 수 있고, 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 부피는 계산식 2를 통하여 계산할 수 있다.In this case, the concentration of gas exhausted after purification in the separation unit can be calculated through Equation 1, and the volume of gas exhausted after purification in the separation unit can be calculated through Equation 2.

계산식 1Calculation 1

Figure pat00001
Figure pat00001

Cvent : 배기가스 중 SF6 농도C vent : SF 6 concentration in exhaust gas

Pv(t) : 운전온도(t)에서의 SF6 증기압(도 2 참조)P v (t): SF 6 vapor pressure at operating temperature (t) (see FIG. 2)

Pop : 운전압력P op : operating pressure

계산식 2Calculation 2

Figure pat00002
Figure pat00002

Vvent : 배기가스 부피V vent : Exhaust gas volume

Vvent(SF6) : 배기가스 중 SF6의 부피V vent (SF 6 ): volume of SF 6 in exhaust gas

Vvent(non-SF6) : 배기가스 중 SF6외 가스의 부피V vent (non-SF 6 ): volume of gas other than SF 6 in exhaust gas

V0 : 처리가스 부피V 0 : volume of processing gas

C0 : 처리가스 중 SF6의 농도C 0 : Concentration of SF 6 in processing gas

Cvent : 배기가스 중 SF6의 농도C vent : concentration of SF 6 in exhaust gas

또한, 분리부를 거쳐 정제 및 회수된 육불화황의 회수율은 하기 계산식 3을 통하여 계산할 수 있다.In addition, the recovery rate of sulfur hexafluoride purified and recovered through the separation unit can be calculated through the following formula 3.

비교예 1 내지 비교예 4.Comparative Examples 1 to 4.

1차 분리부만 구비된 정제장치에서 정제대상 혼합가스 100L를 상용조건인 온도 -10℃, 압력 37 bar의 조건에서 SF6를 분리한다고 가정하였을 때, 정제 전, 후의 SF6 농도, 1차 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 부피와 SF6 농도 및 최종 분리 후 SF6 회수율를 수학적으로 계산한 값으로, 표 1에 개시하였다.Assuming that SF6 is separated from 100L of the mixed gas to be purified in a refinery equipped with only the primary separation unit under conditions of temperature -10°C and pressure of 37 bar, which are commercial conditions, SF6 concentration before and after purification, in the primary separation unit Table 1 shows the mathematically calculated values of the volume of exhausted gas after purification, the concentration of SF6, and the recovery rate of SF6 after final separation.

구분division 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 1차 분리부1st Separation 온도(℃)Temperature (℃) -10-10 -10-10 -10-10 -10-10 압력(bar)pressure (bar) 3737 3737 3737 3737 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 100100 100100 100100 100100 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 4040 6060 8080 9898
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 2626 2626 2626 2626 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 8181 5454 2727 2.72.7 1차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after primary separation (%) 4848 7777 9191 9999

표 1을 참고하면, 80% 미만의 순도를 가지는 육불화황 혼합가스의 경우 회수율이 90% 이하가 된다. 또한, 비교적 높은 온도(-10℃)와 비교적 높은 압력(37 bar)는 빠른 정제 속도를 지향하는 운전조건으로 회수율을 일부 희생하여야 하며, 육불화황과 유사한 비점 범위를 가지는 불순물을 효과적으로 배제하지 못할 수 있다. 또한, 정제 대상가스 전량을 고압으로 유지해야 하므로 에너지 소비량이 큰 단점이 있다.Referring to Table 1, in the case of a sulfur hexafluoride mixed gas having a purity of less than 80%, the recovery rate is 90% or less. In addition, a relatively high temperature (-10 ° C) and a relatively high pressure (37 bar) are operating conditions that aim for a fast purification rate, which requires some sacrifice of recovery rate and cannot effectively exclude impurities having a boiling point range similar to sulfur hexafluoride. can In addition, since the entire amount of the gas to be refined must be maintained at a high pressure, energy consumption is high.

비교예 5 내지 비교예 8.Comparative Examples 5 to 8.

1차 분리부만 구비된 정제장치에서 정제대상 혼합가스 100L를 상용조건인 온도 -50℃, 압력 2.7 bar의 조건에서 SF6를 분리한다고 가정하였을 때, 정제 전, 후의 육불화황의 농도, 1차 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 부피와 육불화황의 농도 및 최종 분리 후 육불화황의 회수율를 수학적으로 계산한 값이다. 이에 대한 결과는 표 2 에 나타내었다.Sulfur hexafluoride concentration before and after purification, primary separation It is a value mathematically calculated for the volume of gas exhausted after purification in the unit, the concentration of sulfur hexafluoride, and the recovery rate of sulfur hexafluoride after final separation. The results for this are shown in Table 2.

구분division 비교예5Comparative Example 5 비교예6Comparative Example 6 비교예7Comparative Example 7 비교예8Comparative Example 8 1차 분리부1st Separation 온도(℃)Temperature (℃) -50-50 -50-50 -50-50 -50-50 압력(bar)pressure (bar) 2.72.7 2.72.7 2.72.7 2.72.7 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 100100 100100 100100 100100 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 8080 9090 9595 9898
정제 후after purification (회수불가)(unrecoverable) ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 8888 8888 2626 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 3636 1616 2.72.7 1차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after primary separation (%) 6262 8585 9999

표 2를 참고하면, 90% 미만의 순도를 가지는 육불화황 혼합가스의 경우 회수가 불가하며, 90% 순도에서도 그 회수율이 20% 이하가 되어 매우 높은 순도의 가스만 정제가 가능하다. 또한, 정제 대상가스 전량을 상대적으로 저온으로 유지해야 하므로 에너지 소비량이 큰 단점이 있다.Referring to Table 2, in the case of sulfur hexafluoride mixed gas having a purity of less than 90%, recovery is not possible, and even at 90% purity, the recovery rate is less than 20%, so only very high purity gas can be purified. In addition, since the entire amount of the gas to be refined must be maintained at a relatively low temperature, energy consumption is high.

실시예Example

1, 2, 3차 분리부가 모두 구비된 정제장치에서 정제대상 혼합가스 100L를 특정 온도와 압력조건에서 육불화황을 분리한다고 가정하였을 때, 1, 2, 3차 정제 전, 후의 육불화황의 농도, 1, 2, 3차 분리부에서 정제 후 배기되는 가스의 부피와 SF6 농도 및 최종 분리 후 육불화황의 회수율를 수학적으로 계산한 값이다. Sulfur hexafluoride concentration before and after the 1st, 2nd, and 3rd purification, assuming that sulfur hexafluoride is separated from 100L of the mixed gas to be purified under specific temperature and pressure conditions in a refinery equipped with all of the 1st, 2nd, and 3rd separation units , 1st, 2nd, and 3rd separation units are mathematically calculated values of the volume of gas exhausted after purification, the concentration of SF6, and the recovery rate of sulfur hexafluoride after final separation.

이 때 3차 분리부는 분리막 모듈을 사용하는 것으로 가정하였으며 분리막 모듈의 회수율은 90%라고 가정하였다. 이러한 분리막 회수율은 폴리이미드(polyimide) 또는 카본 분자체 소재 분리막의 경우 육불화황의 농도가 5% 이상의 조건에서 육불화황의 회수율이 90% 이상이라고 알려져 있다. At this time, it is assumed that the tertiary separation unit uses a membrane module, and the recovery rate of the membrane module is assumed to be 90%. It is known that the recovery rate of such a separation membrane is 90% or more in the case of a separation membrane made of polyimide or carbon molecular sieve under the condition that the concentration of sulfur hexafluoride is 5% or more.

실시예 1 내지 실시예 4.Examples 1 to 4.

1, 2차의 온도를 -10℃로 고정하고, 1차 운전압력을 15 bar, 2차 운전압력을 45 bar의 조건에서 육불화황을 분리한다고 가정하였으며, 이에 대한 결과를 표 3에 나타내었다.It was assumed that the first and second temperatures were fixed at -10 ° C, the first operating pressure was 15 bar, and the second operating pressure was 45 bar to separate sulfur hexafluoride, and the results are shown in Table 3 .

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 1차 분리부1st Separation 온도(℃)Temperature (℃) -10-10 -10-10 -10-10 -10-10 압력(bar)pressure (bar) 1515 1515 1515 1515 처리가스 부피(L,@1bar)Processing gas volume (L,@1bar) 100100 100100 100100 100100 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 4040 6060 8080 9898
정제 후after purification (회수
불가)
(collect
not allowed)
(회수
불가)
(collect
not allowed)
≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9
배기exhaust 63.963.9 63.963.9 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 5555 5.55.5 1차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after primary separation (%) 5656 9696 2차 분리부2nd Separation 온도(℃)Temperature (℃) (해당
없음)
(corresponding
doesn't exist)
(해당
없음)
(corresponding
doesn't exist)
-10-10 -10-10
압력(bar)pressure (bar) 4545 4545 처리가스 부피(L,@1bar)Processing gas volume (L,@1bar) 5555 5.55.5 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 63.963.9 63.963.9
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 2121 2121 배기가스 부피(L,@1bar)Exhaust gas volume (L,@1bar) 2525 2.52.5 1+2차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1st + 2nd separation (%) 9393 9999 3차 분리부
(막분리 회수율 90% 가정)
tertiary separation
(Assuming 90% membrane separation recovery rate)
처리가스 부피(L,@1bar)Processing gas volume (L,@1bar) (해당
없음)
(corresponding
doesn't exist)
(해당
없음)
(corresponding
doesn't exist)
2525 2.52.5
SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol%)
정제 전before purification 2121 2121
정제 후after purification ≥40≥40 ≥40≥40 배기exhaust 2.12.1 2.12.1 배기가스 부피(L,@1bar)Exhaust gas volume (L,@1bar) 2020 2.02.0 1+2+3차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1+2+3 separation (%) 9999 100100

표 3을 참고하면, 1차 정제장치에서는 상대적으로 온화한 조건(고온, 저압)에서 운전을 수행하여 에너지 효율을 높이고 높은 순도의 육불화황을 얻을 수 있다. Referring to Table 3, in the primary refinery, operation is performed under relatively mild conditions (high temperature, low pressure) to increase energy efficiency and obtain high purity sulfur hexafluoride.

2차 정제장치에서는 고압의 조건에서 운전을 수행하여 육불화황의 회수율을 높일 수 있으며 처리가스의 부피를 50% 이상 감소시켜 에너지 효율을 높일 수 있도록 하였다. 단 실시예1 및 실시예 2와 같이 육불화황의 농도가 80% 이하에서는 1차 정제조건에서 육불화황의 회수가 불가능하므로 정제대상의 농도에 따라 운전방식을 조정해주어야 한다. 이에 대한 결과는 표 3에 개시하였다.In the secondary refinery, the recovery rate of sulfur hexafluoride can be increased by operating under high-pressure conditions, and the volume of the processed gas can be reduced by more than 50% to increase energy efficiency. However, as in Example 1 and Example 2, when the concentration of sulfur hexafluoride is 80% or less, it is impossible to recover sulfur hexafluoride under the primary purification conditions, so the operation method should be adjusted according to the concentration of the target to be purified. The results for this are disclosed in Table 3.

실시예 5 내지 실시예 8.Examples 5 to 8.

1, 2차의 온도를 -40℃로 고정하고, 1차 운전압력을 15 bar, 2차 운전압력을 45 bar의 조건에서 육불화황을 분리한다고 가정하였으며, 이에 대한 결과는 표 4에 나타내었다.It was assumed that the first and second temperatures were fixed at -40 ° C, the first operating pressure was 15 bar, and the second operating pressure was 45 bar to separate sulfur hexafluoride, and the results are shown in Table 4. .

구분division 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 1차 분리부1st Separation 온도(℃)Temperature (℃) -40-40 -40-40 -40-40 -40-40 압력(bar)pressure (bar) 1515 1515 1515 1515 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol%)
정제 전before purification 4040 6060 8080 9898
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 2323 2323 2323 2323 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 100100 100100 100100 100100 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 7878 5252 2626 2.62.6 1차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after primary separation (%) 5555 8080 9292 9999 2차 분리부2nd Separation 온도(℃)Temperature (℃) -40-40 -40-40 -40-40 -40-40 압력(bar)pressure (bar) 4545 4545 4545 4545 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 2323 2323 2323 2323
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 7.87.8 7.87.8 7.87.8 7.87.8 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 7878 5252 2626 2.62.6 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 6565 4343 2222 2.22.2 1+2차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1st + 2nd separation (%) 8787 9494 9898 99.899.8 3차 분리부
(막분리 회수율 90% 가정)
tertiary separation
(Assuming 90% membrane separation recovery rate)
SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol%)
정제 전before purification 7.87.8 7.87.8 7.87.8 7.87.8
정제 후after purification ≥40≥40 ≥40≥40 ≥40≥40 ≥40≥40 배기exhaust 0.80.8 0.80.8 0.80.8 0.80.8 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 6565 4343 2222 2.22.2 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 6060 4040 2020 2.02.0 1+2+3차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1+2+3 separation (%) 9999 9999 99.899.8 100100

표 4를 참고하면, 실시예 1 내지 실시예4와 비교하여 저온의 조건에서 1차 정제를 수행하므로 정제 대상가스의 농도가 매우 낮은 조건에서도 효율적으로 회수가 가능하다. 따라서 정제 대상가스의 농도에 따라 운전조건을 넓은 범위에서 조정할 수 있음을 알 수 있다. Referring to Table 4, compared to Examples 1 to 4, since the primary purification is performed under low temperature conditions, it is possible to efficiently recover the gas to be refined even under conditions where the concentration of the target gas is very low. Therefore, it can be seen that the operating conditions can be adjusted in a wide range according to the concentration of the gas to be refined.

실시예 9 내지 실시예 12.Examples 9 to 12.

정제 대상가스의 농도에 따라 1, 2차 정제장치의 운전조건(온도, 압력)을 최적화하여 육불화황을 분리한다고 가정하였을 때 결과를 보여주는 것으로, 이에 대하여 표 5에 나타내었다.The results are shown in Table 5 assuming that sulfur hexafluoride is separated by optimizing the operating conditions (temperature, pressure) of the first and second refineries according to the concentration of the gas to be refined.

구분division 실시예9Example 9 실시예10Example 10 실시예11Example 11 실시예12Example 12 1차 분리부1st Separation 온도(℃)Temperature (℃) -20-20 -10-10 -10-10 -10-10 압력(bar)pressure (bar) 3030 2020 1515 1010 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 4040 6060 8080 9898
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 2323 4848 6464 9696 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 100100 100100 100100 100100 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 7878 7777 5555 4848 1차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after primary separation (%) 5555 3838 5656 5353 2차 분리부2nd Separation 온도(℃)Temperature (℃) -40-40 -30-30 -20-20 -10-10 압력(bar)pressure (bar) 4545 3030 3030 3030 SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol%)
정제 전before purification 2323 4848 6464 9696
정제 후after purification ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 ≥99.9≥99.9 배기exhaust 7.87.8 1717 2323 3232 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 7878 7777 5555 4848 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 6565 4848 2626 2.92.9 1+2차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1st + 2nd separation (%) 8787 8787 9292 9999 3차 분리부
(막분리 회수율 90% 가정)
tertiary separation
(Assuming 90% membrane separation recovery rate)
SF6 농도
(vol%)
SF 6 concentration
(vol %)
정제 전before purification 7.87.8 1717 2323 (불필요)(Unnecessary)
정제 후after purification ≥40≥40 ≥40≥40 ≥40≥40 배기exhaust 0.80.8 1.71.7 2.32.3 처리가스 부피(L, @1bar)Processing gas volume (L, @1bar) 6565 4848 2626 배기가스 부피(L, @1bar)Exhaust gas volume (L, @1bar) 6060 4040 2020 1+2+3차 분리 후 SF6 회수율(%)Recovery rate of SF 6 after 1+2+3 separation (%) 9999 9999 9999

표 5를 참고하면, 정제 대상가스의 농도가 60% 이하인 경우 상대적으로 낮은 온도와 높은 압력에서 1차 정제를 수행하여야 하는데 이때에도 내부 열전달에 의한 냉각보다는 비교적 적은 에너지와 소모되는 시간에 절감되는 압력을 높이는 것이 더 효율적일 수 있다. Referring to Table 5, when the concentration of the gas to be refined is 60% or less, the first purification must be performed at a relatively low temperature and high pressure, but even at this time, the pressure is reduced with relatively less energy and time consumed than cooling by internal heat transfer. Increasing it may be more efficient.

따라서 육불화황의 정제가 가능한 최소한의 냉각 온도와 그에 따른 압력조건으로 그 실시예를 제시하였다. 본 발명은 이러한 실시예로부터 넓은 농도 범위의 정제 대상가스의 처리가 가능하며 에너지 효율과 회수율을 동시에 높일 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the example was presented with the minimum cooling temperature and pressure conditions that can purify sulfur hexafluoride. From these examples, it can be seen that the present invention can treat a gas to be refined in a wide concentration range, and can simultaneously increase energy efficiency and recovery rate.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In this specification, only a few examples of various embodiments performed by the present inventors are described, but the technical spirit of the present invention is not limited or limited thereto, and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art, of course.

Claims (20)

정제 후 재사용이 가능한 육불화황(SF6)을 정제하는 육불화황 정제장치에 있어서,
육불화황(SF6) 혼합물을 공급하는 공급용기를 구비하도록 형성되는 공급부;
진공펌프 및 압축기를 구비하고 육불화황 혼합물을 이송시키는 회수부;
상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하는 전처리부;
상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 분리부;
상기 분리부로부터 정제된 육불화황을 저장하는 저장부; 및
상기 정제된 육불화황을 충전용기에 충전하도록 형성되는 충전부;를 포함하는 것으로,
상기 분리부는,
상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 제1 분리부;
상기 제1 분리부로부터 배기되는 제1가스를 정제하는 제2 분리부;
상기 제2 분리부로부터 배기되는 제2가스를 정제하는 제3 분리부;를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
In the sulfur hexafluoride purification apparatus for purifying sulfur hexafluoride (SF 6 ) that can be reused after purification,
Sulfur hexafluoride (SF 6 ) A supply unit formed to have a supply container for supplying a mixture;
a recovery unit having a vacuum pump and a compressor and transporting the sulfur hexafluoride mixture;
A pretreatment unit for removing solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture;
Separation unit for purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed;
a storage unit for storing sulfur hexafluoride purified from the separation unit; and
To include; a filling part formed to fill the purified sulfur hexafluoride into a filling container,
the separation unit,
A first separator for purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed;
a second separator purifying the first gas exhausted from the first separator;
A third separator for purifying the second gas exhausted from the second separator;
Sulfur hexafluoride refinery.
제1항에 있어서,
상기 제1분리부는 내부에 제1 충전재(packing materials) 및 제1 열교환부를 구비하고,
상기 저장부와 연결되는 제1 연결부 및 상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부를 연결하는 제2연결부를 포함하며,
상기 제2 연결부는 상기 제2 연결부에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제1 배출부를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 1,
The first separation unit has a first packing material and a first heat exchange unit therein,
A first connection part connected to the storage part and a second connection part connecting the first separation part and the second separation part,
Wherein the second connection part includes a first discharge part branched from the second connection part and discharging gas to the outside,
Sulfur hexafluoride refinery.
제1항에 있어서,
상기 제2분리부는 내부에 제2 충전재(packing materials) 및 제2 열교환부를 구비하고,
상기 저장부와 연결되는 제3 연결부 및 상기 제2 분리부와 상기 제3 분리부를 연결하는 제4연결부를 포함하며,
상기 제4 연결부는 상기 제4 연결부에서 분기되어 외부로 가스를 배출하는 제2 배출부를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 1,
The second separation unit has a second packing material and a second heat exchange unit therein,
A third connection part connected to the storage part and a fourth connection part connecting the second separation part and the third separation part,
The fourth connection part includes a second discharge part branched from the fourth connection part and discharging gas to the outside,
Sulfur hexafluoride refinery.
제3항에 있어서,
상기 제2 분리부는 상기 제1 분리부로 정제된 육불화황을 재이송하는 제1 이송부를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 3,
Wherein the second separation unit comprises a first transfer unit for re-transferring the purified sulfur hexafluoride to the first separation unit,
Sulfur hexafluoride refinery.
제1항에 있어서,
상기 제1 분리부 및 제2 분리부는 각 각 순도 측정장치를 포함하는 것으로,
상기 순도 측정장치는 매질에 따른 적외선 흡광을 측정하는 적외선센서, 매질의 밀도에 따라 매질을 통과하는 음속을 측정하는 음속센서, 매질의 순도에 따라 열전도도 변화를 감지하는 열전도도 센서 및 미세관 내부의 매질에 따라 미세관에 인가된 규칙적인 진동의 변조를 감지하는 미세관(capillary tube) 진동 밀도 센서를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 1,
The first separation unit and the second separation unit each include a purity measuring device,
The purity measuring device includes an infrared sensor for measuring infrared absorption according to the medium, a sound velocity sensor for measuring the speed of sound passing through the medium according to the density of the medium, a thermal conductivity sensor for detecting a change in thermal conductivity according to the purity of the medium, and a microtube inside. To include a capillary tube vibration density sensor that detects the modulation of regular vibration applied to the microtube according to the medium of the
Sulfur hexafluoride refinery.
제1항에 있어서,
상기 제3분리부는 내부에 분리막 모듈을 구비하고,
상기 제3분리부에서 정재 된 육불화황을 재이송하는 제2 이송부 및 상기 불순물 가스를 외부로 배출하는 제3 배출부를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 1,
The third separation unit has a separation membrane module therein,
A second transfer unit for retransferring the sulfur hexafluoride purified in the third separator and a third discharge unit for discharging the impurity gas to the outside,
Sulfur hexafluoride refinery.
제1항에 있어서,
상기 육불화황 정제장치는 온도, 압력, 유량, 레벨 등을 포함하는 운전인자를 계측하는 계측기 및 자동 및 수동 제어를 위한 계통 제어부를 포함하는 것인,
육불화황 정제장치.
According to claim 1,
The sulfur hexafluoride purification device includes an instrument for measuring operating factors including temperature, pressure, flow rate, level, etc., and a system control unit for automatic and manual control,
Sulfur hexafluoride refinery.
공급부로부터 육불화황(SF6) 혼합물을 전처리부로 공급하는 공급단계;
상기 육불화황 혼합물에 포함된 고체 및 액체상의 불순물을 제거하는 전처리단계;
상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 정제단계;
상기 정제된 육불화황을 저장하는 저장단계; 및
상기 저장된 육불화황을 충전용기에 충전하는 충전단계;를 포함하는 것으로,
상기 정제단계는,
상기 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 정제하는 제1 정제단계;
상기 제1 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제2 정제단계;
상기 제2 정제단계로부터 정제된 육불화황을 정제하는 제3 정제단계;를 포함하는 것인,
육불화황의 정제방법.
A supply step of supplying a sulfur hexafluoride (SF 6 ) mixture from the supply unit to the pre-processing unit;
A pretreatment step of removing solid and liquid impurities contained in the sulfur hexafluoride mixture;
A purification step of purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed;
A storage step of storing the purified sulfur hexafluoride; and
A charging step of charging the stored sulfur hexafluoride into a charging container; comprising,
The purification step is
A first purification step of purifying the sulfur hexafluoride mixture from which the impurities are removed;
A second purification step of purifying sulfur hexafluoride purified from the first purification step;
A third purification step of purifying sulfur hexafluoride purified from the second purification step;
A purification method for sulfur hexafluoride.
제8항에 있어서,
상기 공급단계는 상기 공급부의 공급용기에 수용되어 있는 육불화황 혼합물을 회수부에 압력차를 형성하여 전처리부로 공급하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 8,
The supplying step is to supply the sulfur hexafluoride mixture contained in the supply container of the supply unit to the pretreatment unit by forming a pressure difference in the recovery unit,
A purification method for sulfur hexafluoride.
제8항에 있어서,
상기 제1 정제단계는 상기 고체 및 액체상의 불순물이 제거된 육불화황 혼합물을 냉각하여 제1 육불화황 및 제1 불순물 기체로 분리하는 제1 냉각단계;
상기 제1 불순물 기체를 배출하는 제1 배출단계;
상기 제1 육불화황을 가열하여 기화된 제1정제 육불화황을 형성하는 단계; 및
상기 제1정제 육불화황을 저장부 및 제2 분리부로 이송하는 단계;를 포함하는 것인
육불화황의 정제방법.
According to claim 8,
The first purification step may include a first cooling step of cooling the sulfur hexafluoride mixture from which the solid and liquid phase impurities are removed and separating into first sulfur hexafluoride and a first impurity gas;
a first discharge step of discharging the first impurity gas;
Heating the first sulfur hexafluoride to form vaporized first purified sulfur hexafluoride; and
Transferring the first purified sulfur hexafluoride to a storage unit and a second separation unit; comprising
A purification method for sulfur hexafluoride.
제10항에 있어서,
상기 제1 냉각 단계는 제1 충전재롤 통과하고 제1 열교환하여 냉각하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 10,
The first cooling step is to pass through the first filler roll and cool by first heat exchange.
A purification method for sulfur hexafluoride.
제10항에 있어서,
상기 제1 배출단계는 제1 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제1 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 10,
The first discharge step is to control the discharge of the first impurity gas to be stopped when a set pressure is reached at a predetermined discharge temperature determined according to the concentration of the first sulfur hexafluoride.
A purification method for sulfur hexafluoride.
제10항에 있어서,
상기 제1정제 육불화황을 저장부 및 제2 분리부로 이송하는 단계는 상기 제1정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고,
측정한 순도에 따라 제1정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 10,
In the step of transferring the first purified sulfur hexafluoride to the storage unit and the second separation unit, the purity of the first purified sulfur hexafluoride is measured in real time,
Controlling the flow of the first purified sulfur hexafluoride according to the measured purity,
A purification method for sulfur hexafluoride.
제13항에 있어서,
상기 실시간으로 측정한 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 저장부로 이송하고,
상기 제1 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제2 분리부로 이송하는 것인,
육북화황의 정제방법.
According to claim 13,
When the purity of the first purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit,
When the purity of the first purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, it is transferred to the second separator,
The purification method of six northern flowers.
제8항에 있어서,
상기 제2 정제단계는 제1 정제 육불화황을 냉각하여 제2 육불화황 및 제2 불순물 기체로 분리하는 제2 냉각단계;
상기 제2 불순물 기체를 배출하는 제2 배출단계;
상기 제2 육불화황을 가열하여 기화된 제2정제 육불화황을 형성하는 단계; 및
상기 제2정제 육불화황을 저장부 및 제3 분리부로 이송하는 단계;를 포함하는 것인
육불화황의 정제방법.
According to claim 8,
The second purification step may include a second cooling step of cooling the first purified sulfur hexafluoride and separating it into second sulfur hexafluoride and a second impurity gas;
a second discharge step of discharging the second impurity gas;
Heating the second sulfur hexafluoride to form vaporized second refined sulfur hexafluoride; and
Transferring the second purified sulfur hexafluoride to a storage unit and a third separation unit; comprising
A purification method for sulfur hexafluoride.
제15항에 있어서,
상기 제2 냉각 단계는 제2 충전재를 통과하고 제2 열교환하여 냉각하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 15,
The second cooling step is cooling by passing through the second filler and exchanging the second heat,
A purification method for sulfur hexafluoride.
제15항에 있어서,
상기 제2 배출단계는 제2 육불화황의 농도에 따라 결정된 소정의 배출온도에서 설정압력에 도달하였을 때 상기 제2 불순물 기체의 배출이 정지되도록 제어하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 15,
The second discharge step is to control the discharge of the second impurity gas to stop when a set pressure is reached at a predetermined discharge temperature determined according to the concentration of the second sulfur hexafluoride.
A purification method for sulfur hexafluoride.
제15항에 있어서,
상기 제2정제 육불화황을 저장부 및 제3 분리부로 이송하는 단계는 상기 제2정제 육불화황의 순도를 실시간으로 측정하고,
측정한 순도에 따라 제2정제 육불화황의 흐름을 제어하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 15,
In the step of transferring the second purified sulfur hexafluoride to the storage unit and the third separation unit, the purity of the second purified sulfur hexafluoride is measured in real time,
Controlling the flow of the second purified sulfur hexafluoride according to the measured purity,
A purification method for sulfur hexafluoride.
제18항에 있어서,
상기 실시간으로 측정한 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 이상일 경우 저장부로 이송하고,
상기 제2 정제 육불화황의 순도가 99.9% 미만일 경우 제3 분리부로 이송하는 것인,
육북화황의 정제방법.
According to claim 18,
When the purity of the second purified sulfur hexafluoride measured in real time is 99.9% or more, it is transferred to the storage unit,
When the purity of the second purified sulfur hexafluoride is less than 99.9%, it is transferred to the third separator,
The purification method of six northern flowers.
제8항에 있어서,
상기 제3 정제단계는 제2 정제 육불화황을 분리막 모듈을 통과시켜 제3정제 육불화황 및 제3 불순물 기체로 분리하는 단계;
상기 제3 불순물 기체를 배출하는 제3 배출단계; 및
상기 제3정제 육불화황을 제2 분리부로 재이송하는 단계;를 포함하는 것인,
육불화황의 정제방법.
According to claim 8,
The third purification step includes separating the second purified sulfur hexafluoride into third purified sulfur hexafluoride and a third impurity gas by passing the second purified sulfur hexafluoride through a separation membrane module;
a third discharge step of discharging the third impurity gas; and
Re-transferring the third purified sulfur hexafluoride to the second separator;
A purification method for sulfur hexafluoride.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764109B1 (en) * 2007-03-16 2007-10-05 우성진공기술(주) Sf6-gas liquefaction device
KR20160018645A (en) * 2013-08-30 2016-02-17 주식회사 코캣 Device and method for recovering low concentration sulfur hexafluoride gas
KR101620094B1 (en) * 2014-12-01 2016-05-12 김상현 Sulfur Hexafluoride gas turnaround and refining device
KR20190079971A (en) * 2017-12-28 2019-07-08 한국전력공사 Hexafluorosulfide recovery system for electrical installation and hexafluorosulfide recovery method using the same
KR20200018113A (en) * 2018-08-10 2020-02-19 한국전력공사 A cryogenic sulfur hexafluoride refinement system and refining method using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764109B1 (en) * 2007-03-16 2007-10-05 우성진공기술(주) Sf6-gas liquefaction device
KR20160018645A (en) * 2013-08-30 2016-02-17 주식회사 코캣 Device and method for recovering low concentration sulfur hexafluoride gas
KR101620094B1 (en) * 2014-12-01 2016-05-12 김상현 Sulfur Hexafluoride gas turnaround and refining device
KR20190079971A (en) * 2017-12-28 2019-07-08 한국전력공사 Hexafluorosulfide recovery system for electrical installation and hexafluorosulfide recovery method using the same
KR20200018113A (en) * 2018-08-10 2020-02-19 한국전력공사 A cryogenic sulfur hexafluoride refinement system and refining method using the same

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