사업화 유망기술

[기후대기] 불화 가스 농축 및 회수 장치

불화 가스 회수 장치 기술

본 기술은 반도체 공정, 고압 개폐 장치 등에 적용 가능한 불화가스 회수 장치 기술임

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 회수율을 높인 불화 가스 농축 및 회수 장치 기술임

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
불화가스 분리 및 농축장치, 및 이를 이용한 불화가스 분리 및 농축방법 10-1420082
분리막을 이용한 불화가스 농축 및 회수장치, 및 이를 이용한 불화가스 농축 및 회수방법 10-1420767

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 불화 가스를 감압부를 포함하는 분리막 모듈에 공급함으로써 저압의 불화 가스를 가압장치 없이 농축하고, 손실되는 불화 가스를 다른 분리막 모듈에 공급함으로써 회수율을 높인 불화 가스 농축 및 회수 장치 기술

대표도면

[그림] 불화가스 농축 개념도 / 불화가스 농축장치

기술개발의 필요성

- 일반적으로 불화 가스가 많이 사용되는 반도체, LCD공정 에서 불화 가스는 많은 배출량 및 매우 낮은 농도로 배출되어 이로 인하여 처리 공정 및 장치에 높은 부하가 작용하여 많은 에너지가 소비되는 문제가 있고, 처리장치의 대형화가 불가피하다는 문제가 있음

기존기술대비 우수성

- 저농도로 배출되는 불화 가스를 감압부를 포함하는 분리막 모듈에 공급함으로써 저압의 불화 가스를 가압장치 없이 농축하고, 손실되는 불화 가스를 다른 분리막 모듈에 공급함으로써 회수율을 높인 불화 가스 농축 및 회수 장치임

- 가압장비의 추가 없이 저압으로 배출되는 불화가스를 처리함으로서 전단의 공정 부하가 없이 불화가스 처리 공정으로 사용이 용이함

기술 구현 내용

본 기술은 분리막 기반의 고효율 불화 가스 회수 장치임

- 저압으로 배출되는 불화 가스를 분리막으로 농축 및 회수하는 기술로, 감압으로 선택적으로 Air 및 수증기를 투과되는 분리막을 통해 불화 가스를 농축 및 회수하는 기술

- 희박 농도(1,000ppm)의 불화가스로부터 선택적으로 불화 가스를 농축하는 기술로 감압 분리막을 이용한 분리막법과 감압 스윙흡착 (VSA)-분리막법으로 불화 가스를 효율적으로 농축 및 회수가 가능

- 회수된 불화 가스는 정제하여 재이용이 가능하며, 온실가스 배출 저감으로 촉매 및 열분해를 통해 분해하는 경우 상대적인 배출량의 저감으로 에너지 및 비용을 절감할 수 있음

기술동향

- 육불화황, 과불화탄소와 같은 불화가스를 처리하는 방법으로는 연소법(Combustion), 열분해법(Thermal distruction), 화학/촉매분해법(Chemical/catalytic distruction), 플라즈마 분해법(plasma distruction) 등 다양한 기술이 연구 개발되고 있음

시장동향

- 1997년 교토의정서에서는 육불화황을 6대 온실가스로 지정했고, 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)에서도 지구환경에 가장 악영향을 미치는 가스로 선정함

- 탄소배출권거래제가 시행되고 신기후변화체계인 파리협약이 발표되면서 육불화황을 포함한 불화가스 사용 규제가 강화되고 있음

- SF6의 향후 배출 전망은 2030년까지 꾸준히 증가하여 약 64 MtCO2eq의 SF6를 배출할 것으로 예측하고 있으며 중국, 미국, 인도, 브라질, 우리나라가 주요 배출국일 것으로 예상됨

- 용도 - 반도체/디스플레이 공정(PFCs), 충전기기의 절연물질(SF6), 냉매(HFC) 등

[그림] 전력시스템 분야에서의 SF6 유출 분포

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