철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션: ZTW Tech의 혁신적인 세라믹 여과 기술

철강 산업의 배기 가스 처리 현황과 과제

철강 산업은 전 세계적으로 가장 많은 에너지를 소비하는 산업 중 하나이며, 이로 인해 대량의 배기 가스가 발생합니다. 특히 소결공정, 제선공정, 제강공정에서 발생하는 배기 가스에는 NOx, SO2, 먼지, 중금속, 다이옥신 등 다양한 유해물질이 포함되어 있어 환경 규제의 주요 대상이 되고 있습니다.

기존의 배기 가스 처리 방식은 각 오염물질별로 별도의 처리 설비를 설치해야 했기 때문에 설치 공간이 크고 초기 투자 비용이 높으며, 운영 효율성이 낮은 문제점이 있었습니다. 또한 철강 공정의 특성상 배기 가스 온도가 높고, 먼지 농도가 높으며, 중금속 등 촉매 독성 물질이 다량 포함되어 있어 기존 촉매의 수명이 짧아지는 문제도 발생했습니다.

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션 핵심 기술

세라믹 여과관 기술의 혁신

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 자체 개발한 세라믹 여과관 기술을 핵심으로 합니다. 이 세라믹 여과관은 나노급 기공 구조를 가지고 있어 0.1μm 미만의 초미세 먼지까지 99.9% 이상 제거할 수 있습니다. 또한 높은 기포비(air-to-cloth ratio)로 인해 기존 여과 시스템 대비 약 40% 이상 공간을 절약할 수 있습니다.

세라믹 여과관의 최대 장점은 내구성과 내화학성입니다. 800°C 이상의 고온 환경에서도 안정적으로 작동하며, 산성 가스와 알칼리성 물질에 대한 내성이 뛰어나 철강 공정의 가혹한 조건에서도 장기간 사용 가능합니다. ZTW Tech의 세라믹 여과관은 평균 5년 이상의 수명을 보장하며, 이는 기존 여과재 대비 3배 이상 긴 수명입니다.

세라믹 촉매 통합 기술

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 세라믹 여과관 표면에 촉매를 코팅하여 탈질(DeNOx) 기능을 통합했습니다. 이 세라믹 촉매 여과관은 SCR(Selective Catalytic Reduction) 반응을 통해 NOx를 95% 이상 제거하며, 동시에 먼지 제거 기능을 수행합니다.

특히 철강 공정 배기 가스에 포함된 중금속과 알칼리 금속으로 인한 촉매 중독 문제를 해결하기 위해 ZTW Tech는 특수 첨가제를 개발했습니다. 이 첨가제는 촉매 표면에 보호층을 형성하여 중금속의 흡착을 억제하고 촉매 활성을 장기간 유지할 수 있도록 합니다.

다중 오염물질 동시 제거 시스템

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 단일 시스템에서 NOx, SO2, HF, HCl, 다이옥신, 중금속, 먼지 등 다양한 오염물질을 동시에 제거할 수 있습니다. 이는 기존에 별도로 설치하던 탈질 설비, 탈황 설비, 집진 설비를 하나로 통합한 것으로, 설치 비용과 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

시스템은 건식 흡수제 주입 시스템과 통합되어 있으며, 석회석, 소석회, 활성탄 등 다양한 흡수제를 사용할 수 있습니다. 흡수제는 세라믹 여과관 표면에 균일하게 분포되어 배기 가스 내 산성 가스와 반응하여 고체 화합물로 전환시킵니다.

철강 공정별 적용 사례와 성과

소결공정 적용 사례

한국 내 주요 철강회사의 소결공정에 ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션을 적용한 결과, 배기 가스 내 먼지 농도는 5mg/Nm³ 이하, SO2 농도는 20mg/Nm³ 이하, NOx 농도는 50mg/Nm³ 이하로 유지되었습니다. 이는 한국 환경부의 초저배출 기준을 크게 하회하는 수치입니다.

소결공정의 경우 배기 가스 온도가 120-150°C로 비교적 낮고, 수분 함량이 높은 특징이 있습니다. ZTW Tech는 이러한 조건에 최적화된 세라믹 여과관을 개발하여 습식 조건에서도 안정적인 여과 성능을 발휘할 수 있도록 했습니다.

제선공정 적용 사례

고로(Blast Furnace) 배기 가스 처리는 높은 일산화탄소 농도와 먼지 농도로 인해 어려움이 있었습니다. ZTW Tech의 솔루션은 고로 가스의 특성을 고려한 내화학성 세라믹 여과관을 적용하여 이러한 문제를 해결했습니다.

특히 ZTW Tech의 세라믹 여과관은 높은 내마모성을 가지고 있어 고로 가스 내 포함된 철분 먼지에 의한 마모를 최소화합니다. 또한 TRT(Top Pressure Recovery Turbine) 시스템과의 연동을 통해 에너지 효율을 극대화했습니다.

전로제강공정 적용 사례

전로제강공정(BOF: Basic Oxygen Furnace)에서 발생하는 배기 가스는 매우 높은 먼지 농도와 변동이 심한 유량 특성을 가지고 있습니다. ZTW Tech는 이러한 변동 조건에 대응하기 위해 자동 압력 제어 시스템과 변속 팬 시스템을 도입했습니다.

적용 결과, 배기 가스 내 먼지 농도는 10mg/Nm³ 이하로 유지되었으며, 소음과 진동도 크게 감소했습니다. 또한 세라믹 여과관의 자동 세정 시스템을 통해 운영 인력을 30% 이상 절감할 수 있었습니다.

ZTW Tech 솔루션의 경쟁력과 경제성

에너지 효율성

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 기존 다단계 처리 시스템 대비 약 25% 이상의 에너지 절감 효과를 제공합니다. 이는 시스템 저항을 최소화한 세라믹 여과관 설계와 고효율 팬 시스템의 적용 덕분입니다.

또한 배기 가스의 잠열을 회수하는 열교환 시스템을 옵션으로 제공하여 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 이 열에너지는 공정용 온수나 증기로 재활용 가능합니다.

유지보수 효율성

ZTW Tech의 세라믹 여과관은 평균 5년 이상의 수명을 가지며, 이 동안 별도의 교체가 필요하지 않습니다. 이는 기존 여과재가 1-2년마다 교체해야 했던 것과 비교하면 큰 장점입니다.

시스템은 원격 모니터링과 예지정보전(Predictive Maintenance) 기능을 탑재하고 있어, 문제 발생 전에 조치를 취할 수 있습니다. 또한 모듈식 설계로 인해 유지보수 시간을 최소화할 수 있습니다.

환경 규제 대응 능력

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 한국을 비롯한 전 세계의 강화되는 환경 규제를 충족시키도록 설계되었습니다. 특히 중국의 초저배출 기준, EU의 BAT(Best Available Techniques) 기준, 미국의 NESHAP(National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants) 기준 등을 모두 충족합니다.

시스템은 실시간 배기 가스 모니터링 시스템(CEMS: Continuous Emission Monitoring System)과 연동되어 환경 당국에 필요한 데이터를 자동으로 보고할 수 있습니다.

미래 전망과 기술 발전 방향

ZTW Tech는 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션의 지속적인 발전을 위해 연구 개발에 투자하고 있습니다. 현재 진행 중인 주요 연구 분야는 다음과 같습니다:

• 탄소 중립을 위한 이산화탄소 포집 기술 통합
• 인공지능 기반 최적화 운영 시스템 개발
• 신소재 세라믹을 이용한 여과 효율 향상
• 수소 환원 제철 공정에 적합한 배기 가스 처리 기술 개발

특히 수소 기반 철강 생산 방식이 확대됨에 따라, 이에 적합한 배기 가스 처리 기술의 필요성이 대두되고 있습니다. ZTW Tech는 이미 수소 환원 공정의 특성을 반영한 시험 장비를 구축하고 실증 실험을 진행 중입니다.

결론

ZTW Tech의 철강 산업 배기 가스 초저배출 솔루션은 세라믹 여과관 기술을 기반으로 한 혁신적인 배기 가스 처리 시스템입니다. 다중 오염물질 동시 제거, 높은 에너지 효율, 장수명, 낮은 유지보수 비용 등 다양한 장점을 가지고 있어 철강 산업의 환경 문제를 해결하는 최적의 솔루션으로 자리매김하고 있습니다.

전 세계적인 환경 규제 강화와 탄소 중립 추세에 발맞춰 ZTW Tech는 지속적인 기술 혁신을 통해 철강 산업의 지속 가능한 발전에 기여할 것입니다. 철강 기업들은 ZTW Tech의 솔루션을 통해 환경 규제 준수는 물론 에너지 비용 절감과 생산성 향상이라는 이중의 혜택을 얻을 수 있습니다.