$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

불화가스 분리를 위한 중공사막 모듈의 다단 기체분리공정 연구
Study on the Multi-stage Hollow Fiber Membrane Modules for SF6 Gas Separation 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.26 no.2, 2016년, pp.159 - 165  

정수정 ((주)에어레인) ,  임주환 ((주)에어레인) ,  고형철 ((주)에어레인) ,  하성용 ((주)에어레인)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

다단기체분리 공정을 수행하기 위해 폴리이미드 중공사막 모듈을 제조하여 혼합기체 $N_2$ : $SF_6$ = 50 : 50에 대한 기체분리특성을 확인하였다. 제조된 중공사막 모듈은 0.5 MPa에서 stage cut을 조절하여 투과 유량, 농도 등의 성능을 측정하였다. 중공사막 모듈은 1단 분리 테스트에서 $N_2/SF_6$ 선택도가 높을수록 동일한 stage cut에서 높은 $SF_6$ 회수율을 얻을 수 있었다. 1단 시험결과에 따라 $SF_6$ 회수율과 농축농도를 동시에 높이기 위해 2단 기체 분리 테스트 진행함으로써 $SF_6$ 회수율 95% 이상, $SF_6$ 회수농도 98% 이상을 농축할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Polyimide hollow fiber membrane modules were prepared in order to investigate the process of multi stage gas separation. The modules performance was carried out using 50/50 of $N_2/SF_6$ mixed gas. The membrane modules has been tested for measuring gas flow rate and concentration under va...

주제어

#hollow fiber membrane   #sulfur hexafluoride ( $SF_6$)   #gas separation   #recovery ratio   #stage-cut  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

문제 정의

  • 그러나 일정 농도 이상으로 농축된 불화가스라 할지라도 한번 사용한 불화가스 혼합물을 단일 분리공정만으로 재이용 가능한 순도로 분리하는 것은 기술적으로 어려우므로 복합공정이나 다단공정을 이용하는 것이 기술적으로 현실성이 있다[14-16]. 따라서, 본 연구에서는 불화가스에 대한 질소의 선택도가 높은 중공사막 모듈을 제조하여 혼합기체 조건에서 N2/SF6 분리 시험을 진행하였으며, 1단 및 2단 기체분리공정에 따른 SF6 기체 성능평가를 수행하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
막분리 공정 기술 개발을 위해 어떠한 소재의 개발이 필요한가? 공정에서 발생되는 폐가스는 N2, HFCs, PFCs, SF6 혼합가스 형태로 배출되는데 분리막을 통과할 경우 질소가 투과되고 다른 불화가스는 분리막 모듈의 배출구를 통해 회수 및 농축할 수 있다. 따라서 막분리 공정 기술을 개발하기 위해서는 공기에 대해 매우 높은 투과특성을 갖는 반면 상대적으로 불화가스에 대해서는 낮은 투과성을 갖는 막소재와 분리막의 개발이 필수적이라 할 수 있다. 또한 막모듈 공정 구현방법에 따라 분리효율이 달라질 수 있어 적합한 시스템의 개발이 필요하다[10].
SF6 가스를 분리하기 위한 방법에는 어떠한 것이 있는가? 공정에서 사용되지 못하고 대기 중에 방출되는 SF6 가스는 분리, 농축하여 폐기하거나 회수 및 재사용을 통해 배출량을 감소할 수 있다. 이러한 분리 회수 기술로 막분리법이 있으며 콤팩트한 구성장치, 연속 운전성 및 저에너지 소비 공정 등으로 인해 불화가스 농축공정 도입에 높은 가능성을 보이고 있다[8,9]. 공정에서 발생되는 폐가스는 N2, HFCs, PFCs, SF6 혼합가스 형태로 배출되는데 분리막을 통과할 경우 질소가 투과되고 다른 불화가스는 분리막 모듈의 배출구를 통해 회수 및 농축할 수 있다.
복합공정이나 다단공정을 이용하여 불화가스를 처리하는 것이 현실적인 이유는 무엇인가? Air liquide사 및 Linde사는 흡착법 및 흡착-분리막 혼성공정을 이용하여 불화가스를 분리, 회수하는 공정을 개발하였고, DE 솔베이사는 분리막법을 이용하여 SF6/N2 혼합물에서 SF6를 분리, 회수하는 공정을 개발하여 보급하고 있다[12,13]. 그러나 일정 농도 이상으로 농축된 불화가스라 할지라도 한번 사용한 불화가스 혼합물을 단일 분리공정만으로 재이용 가능한 순도로 분리하는 것은 기술적으로 어려우므로 복합공정이나 다단공정을 이용하는 것이 기술적으로 현실성이 있다[14-16]. 따라서, 본 연구에서는 불화가스에 대한 질소의 선택도가 높은 중공사막 모듈을 제조하여 혼합기체 조건에서 N2/SF6 분리 시험을 진행하였으며, 1단 및 2단 기체분리공정에 따른 SF6 기체 성능평가를 수행하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. E. Preisegger, R. Durschner, W. Klotz, C. A. Konig, H. Krahling, C. Neumann, and B. Zahn, "Non- $CO_2$ greenhouse gases: scientific understanding, control and implementation; Life cycle assessment electricity supply using $SF_6$ technology", pp. 391, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (1999). 

  2. W. T. Tsai, "The decomposition products of sulfur hexafluoride ( $SF_6$ ): Reviews of environmental and health risk analysis", J. Fluorine Chem., 128, 1345 (2007). 

    상세보기 crossref

  3. O. Yamamoto, T. Takuma, A. Kawamura, K. Hashimoto, N. Hatano, and M. Kinouchi, " $SF_6$ gas recovery from $SF_6$ / $N_2$ mixtures using polymer membrane", in Gaseous Dielectrics IX, pp. 555-560, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, NY (2001). 

  4. S. J. Lee, J. S. Lee, M. W. Lee, J. W. Choi, and S. H. Kim, "Separation of sulfur hexafluoride ( $SF_6$ ) from ternary gas mixtures using commercial polysulfone (PSf) hollow fiber membranes", J. Membr. Sci., 452, 315 (2014). 

  5. M. Maiss, L. P. Steele, R. J. Francey, P. J. Fraser, R. L. Langenfelds, N. B. A. Trivett, and I. Levin, "Sulfur hexafluoride- A powerful new atmospheric tracer", Atmos. Environ., 30, 1621 (1996). 

    상세보기 crossref

  6. M. K. W. Ko, N. D. Sze, W.-C. Wang, G. Shia, A. Goldman, F. J. Murcray, D. G. Murcray, and C. P. Rinsland, "Atmospheric sulfur hexafluoride: sources, sinks and greenhouse warming", J. Geophys. Res., 98, 499 (1993). 

  7. H. Lee, M. Lee, H. Lee, and S. Lee, "Separation and recovery of $SF_6$ gas from $N_2$ / $SF_6$ gas mixtures by using a polymer hollow fiber membranes", J. Korean Soc. Environ. Eng., 33, 47 (2011). 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. H. J. Lee, M. W. Lee, H. K. Lee, H. S. Choi, and S. H. Lee, "Recovery of $SF_6$ gas from Gaseous Mixture ( $SF_6/N_2/O_2/CF_4$ ) through Polymeric Membranes", Membr. J., 21, 23 (2011). 

  9. S. J. Lee, J. S. Lee, M. W. Lee, J. W. Choi, and S. H. Kim, "Separation of sulfur hexafluoride ( $SF_6$ ) from ternary gas mixtures using commercial polysulfone (PSf) hollow fiber membranes", J. Membr. Sci., 452, 313 (2014). 

  10. S. E. Nam, A. Park, and Y. I. Park, "Separation and Recovery of F-gases", Membr. J., 23, 190 (2013). 

  11. O. Yamamoto, T. Takkuma, and M. Kinouchi, "Recovery of $SF_6$ from $N_2$ / $SF_6$ gas mixtures by using a polymer membrane", IEEE Electr. Insul. Mag., 18, 32 (2002). 

    상세보기 crossref

  12. W. T. Tsai, H. P. Chen, and W. Y. Hsien, "A review of uses, environmental hazards and recovery/ recycle technologies of perfluorocarbons (PFCs) be mission from the semiconductor manufacturing process", J. Loss Prevent. Proc. Ind., 15, 65 (2002). 

    상세보기 crossref

  13. M. Toyoda, H. Murase, T. Inohara, H. Nadsuka, A. Kobayashi, K. Takano, and K. Ohkuma, "Application of Pressure Swing Adsorption to $SF_6$ Separation and Liquefaction from $SF_6$ / $N_2$ Mixtures", IEEEE Electr. Insul. Mag., 3, 2156 (2000). 

  14. T. Beppu, "New Alternative Gas Process Feasibility Study for PFC Emission Reduction from Semiconductor CVD Chamber Cleaning", Greenhouse Gas Control Technologies - 6th International Conference, Volume II, 1269 (2003). 

  15. T. Pulles and A. van Amstel, "An overview of non- $CO_2$ greenhouse gases", J. Integr. Environ. Sci., 7, 3 (2010). 

    상세보기 crossref

  16. 2010 ISMI Semiconductor Greenhouse Gas (GHG) Reporting Rule Survey Results, International SEMATECH manufacturing Initiative (2010). 

  17. Airrane Co. Ltd, "Method for preparation of carbon molecular sieve hollow fiber membrane precursor, and carbon molecular sieve hollow fiber membrane precursor and carbon molecular sieve hollow fiber membrane manufactured thereby", KOR Patent, 10-1562307 (2015). 

  18. K. H. Seong, J. S. Song, H. C. Koh, S. Y. Ha, M. H. Han, and C. H. Cho, "Effect of carbonization conditions on gas permeation of methyl imide based carbon molecular sieve hollow fiber membranes", Membr. J., 23, 335 (2013). 

  19. C. S. Lee, E. H. Cho, S. Y. Ha, J. T. Chung, and J. W. Rhim, "Multi-stage process study of PEI-PDMS hollow fiber composite membrane modules for $H_2$ / $CO_2$ mixed gas separation", Membr. J., 23, 4 (2013). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로