철강 공장 배기 가스 세라믹 여과 솔루션: ZTW Tech의 통합 초저배출 기술로 미세먼지와 NOx/SO2 동시 제어
철강 산업의 배기 가스 처리 과제와 세라믹 여과 솔루션의 등장
철강 공장은 소결(Sintering), 코크스 제조(Cokemaking), 고로(Blast Furnace), 전로(Basic Oxygen Furnace), 열간 압연 등 다양한 공정에서 복잡한 성분의 배기 가스를 대량으로 배출합니다. 특히 소결로에서 발생하는 배기 가스는 NOx(질소산화물), SO2(이산화황), 먼지(Dust), 중금속(Pb, Cd, Zn), 다이옥신(Dioxin), HF(불화수소) 등이 혼합되어 있어, 기존의 단일 기술(예: SCR 탈질 + 백필터 집진 + 습식 탈황)로는 초저배출 기준 달성이 어렵고, 설치 공간이 크며, 운영 비용이 높은 문제가 있습니다. 또한, 배기 가스 내의 알칼리 금속(나트륨, 칼륨)과 중금속은 SCR 촉매의 중독(Catalyst Poisoning)을 유발하여 탈질 효율을 급격히 저하시키는 주요 원인입니다.
이러한 산업적 난제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 철강 공장 배기 가스 세라믹 여과 솔루션입니다. ZTW Tech는 자체 개발한 세라믹 촉매 필터 튜브(Ceramic Catalytic Filter Tube)와 무촉매 고온 집진 세라믹 섬유 필터 튜브를 핵심 요소로 하는 일체형 시스템을 통해, 철강 공장의 까다로운 배기 가스 조건에서도 안정적으로 초저배출을 실현합니다. 본 솔루션은 단순한 필터가 아닌, ‘여과(Filter) + 촉매 반응(Catalytic Reaction)’이 하나의 요소에서 동시에 일어나는 혁신적인 설계로, 기존 설비의 공간적, 경제적, 운영적 한계를 획기적으로 줄여줍니다.
ZTW Tech 세라믹 여과 솔루션의 핵심 기술 원리와 구성
ZTW Tech의 철강 공장 배기 가스 세라믹 여과 솔루션은 크게 두 가지 핵심 요소로 구성됩니다.
- 세라믹 촉매 필터 튜브 (Ceramic Catalytic Filter Tube): 다공성 세라믹 지지체 내부에 탈질(SCR) 촉매 성분이 균일하게 분산되어 있습니다. 배기 가스가 튜브 벽을 통과할 때, 물리적인 여과 작용으로 미세먼지(PM2.5 포함)가 제거되고, 동시에 벽 내부의 촉매와 NOx가 반응하여 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 분해됩니다. 이는 기존의 ‘SCR 반응탑 + 집진기’ 2단계 공정을 1단계로 통합한 것입니다. ZTW Tech의 촉매는 특수 제형으로 알칼리 금속 및 중금속에 대한 저항성이 뛰어나 철강 배기 가스 환경에서도 장기간 활성을 유지합니다.
- 무촉매 고온 세라믹 필터 튜브 (High-Temperature Ceramic Filter Tube): 고온(최대 900°C) 내성과 내화학적 부식성이 뛰어난 세라믹 섬유로 제작됩니다. 주로 탈황(De-SOx) 또는 기타 산성 가스 제거 공정 하류의 고온 집진에 사용되거나, 촉매가 필요 없는 고온 영역에서의 미세먼지 제거에 특화되어 있습니다. 나노미터 수준의 균일한 기공 구조로 인해 집진 효율이 99.99% 이상에 달합니다.
이러한 필터 튜브들은 다관식 시스템으로 모듈화되어, 고객의 공정 조건(유량, 온도, 오염물질 농도)에 맞춰 유연하게 구성됩니다. 시스템 전후단에는 필요에 따라 건식/반건식 탈황 설비(슬래키 라임 또는 소다 석회 주입), ABS(암모니아 주입 시스템) 등이 통합되어, 세라믹 여과 솔루션이 진정한 ‘다중 오염물질 제거(Multi-Pollutant Control)’ 시스템으로 작동하도록 합니다.
다양한 철강 공정별 적용 사례와 ZTW Tech 솔루션의 차별화된 장점
1. 소결로(Sintering Plant) 배기 가스 처리: 소결로 배기 가스는 철강 공장 내 가장 처리 난이도가 높은 배기 가스 중 하나입니다. ZTW Tech는 소결로 배기 가스의 특성(점성 분진, 수분 변동, 다이옥신)에 최적화된 세라믹 여과 솔루션을 제공합니다. 시스템 상류에 급속 냉각/조습 장치를 도입하여 배기 가스 상태를 안정화시킨 후, 세라믹 촉매 필터를 통과시켜 NOx, 먼지, 다이옥신을 동시 제거합니다. SO2가 높은 경우, 반건식 탈황 공정을 결합하여 SO2 제거율 98% 이상을 달성합니다. 기존 기술 대비 설치 면적이 40% 이상 절감되는 것이 큰 장점입니다.
2. 코크스로(Coke Oven) 배기 가스 처리: 코크스로에서는 H2S, NH3, 벤젠계 물질(BTEX)과 함께 먼지가 발생합니다. ZTW Tech의 솔루션은 세라믹 필터의 우수한 화학적 안정성을 활용하여 이러한 복합 오염물질에 대응합니다. 특히, 필터 표면에 특수 코팅을 적용하여 유기물(VOCs)의 흡착 분해 성능을 강화한 버전을 적용할 수 있습니다.
3. 전기로(Electric Arc Furnace, EAF) 및 2차 정련 배기 가스: 고온의 불꽃과 함께 중금속(아연, 납) 함유 미세먼지가 발생합니다. ZTW Tech의 무촉매 고온 세라믹 필터는 이러한 조건에서도 뛰어난 내구성과 집진 성능을 발휘합니다. 필터의 긴 수명(5년 이상)은 교체 주기가 짧은 전통적인 백필터에 비해 유지보수 비용과 폐기물을 크게 줄여줍니다.
ZTW Tech 솔루션의 종합적 기술 우위:
- 통합 설계(All-in-One Design): 탈질, 집진, (탈황) 공정 통합으로 공간 효율성 극대화.
- 고내후성 및 장수명: 세라믹 소재의 본질적 우수성으로 인한 높은 내화학성, 내마모성, 5년 이상의 필터 수명 보장.
- 에너지 효율성: 시스템 저항이 낮아 팬 동력 소비가 감소하며, 고온 배기 가스를 활용한 에너지 회수 가능.
- 운영 안정성: 촉매 중독 문제 최소화 설계로 장기간 안정적인 초저배출 유지.
- 유지보수 용이성: 모듈식 설계로 개별 필터 튜브 또는 모듈 단위의 점검 및 교체가 용이.
산업 트렌드와 ZTW Tech의 미래 지향적 철강 공장 배기 가스 세라믹 여과 솔루션
전 세계적으로 탄소 중립(Carbon Neutrality)과 친환경 제조에 대한 요구가 높아지면서, 철강 산업의 배기 가스 배출 기준은 더욱 강화되고 있습니다. 단순한 규제 준수를 넘어서, 지속 가능한 발전(ESG)을 위한 핵심 과제가 되었습니다. 이러한 흐름에서 다중 오염물질을 한 번에 처리할 수 있는 통합 솔루션의 필요성은 계속 증가할 것입니다.
ZTW Tech는 현재의 세라믹 여과 솔루션을 더욱 진화시키고 있습니다. 연구 개발의 주요 방향은 다음과 같습니다: (1) CO2 포집 기술과의 하이브리드 시스템 구축, (2) 디지털 트윈 및 AI를 이용한 시스템 운영 최적화로 에너지 소비 및 약품(암모니아) 사용량 최소화, (3) 보다 낮은 온도에서 활성을 발휘하는 차세대 촉매 개발로 운영 온도대 확장 및 예열 에너지 절감, (4) 사용 후 세라믹 필터의 재활용 기술 개발을 통한 순환 경제 모델 구축.
결론적으로, ZTW Tech의 철강 공장 배기 가스 세라믹 여과 솔루션은 단순한 최종 처리 장비가 아닙니다. 이는 철강 공장이 현재의 엄격한 환경 규제를 준수하고, 장기적인 운영 비용을 절감하며, 미래의 지속 가능성 목표에 대비할 수 있도록 지원하는 종합적인 기술 플랫폼입니다. 복잡한 철강 공정의 각 공정별 특성에 대한 심층적인 이해와 수많은 현장 적용 경험을 바탕으로 한 ZTW Tech의 전문성은, 고객에게 가장 적합하고 경제적인 세라믹 여과 솔루션을 설계하고 제공하는 데 가장 확실한 보증이 될 것입니다.
