다관속 세라믹 여과 시스템 원리: ZTW Tech의 산업용 배기가스 초저배출 솔루션

다관속 세라믹 여과 시스템의 기술적 원리

다관속 세라믹 여과 시스템은 ZTW Tech가 독자적으로 개발한 세라믹 촉매 필터와 무촉매 고온 여과 세라믹 필터를 핵심 요소로 사용하는 통합 배기가스 정화 시스템입니다. 이 시스템은 단일 공정에서 탈질, 탈황, 탈불, 집진, 다이옥신 제거, HCl/HF 및 중금속 제거를 동시에 수행할 수 있는 획기적인 기술입니다.

1. 세라믹 필터의 구조적 특성

ZTW Tech의 다관속 세라믹 여과 시스템은 다공성 세라믹 재료의 우수한 특성을 활용합니다. 나노미터 수준의 균일한 기공 구조(평균 기공 직경 10-50nm)는 높은 여과 효율(99.9% 이상)과 낮은 압력 강하(800-1200Pa)를 동시에 구현합니다. 세라믹 소재의 내화학성과 내열성(최대 850°C 운영 가능)은 다양한 산업 공정의 가혹한 조건에서도 안정적인 성능을 보장합니다.

2. 다중 오염물질 제거 메커니즘

다관속 세라믹 여과 시스템의 핵심 기술은 세라믹 필터 표면에 적용된 촉매 코팅에 있습니다. V₂O₅-WO₃/TiO₂ 계열의 촉매가 세라믹 기질에 균일하게 분포되어 있으며, 이는 SCR(선택적 촉매 환원) 반응을 통해 NOx를 무해한 N₂와 H₂O로 전환합니다. 동시에, 세라믹 필터의 다공성 구조는 PM2.5 미세먼지와 중금속 입자를 효과적으로 포집합니다.

2.1 탈질(DeNOx) 과정

세라믹 촉매 필터 표면에서 발생하는 SCR 반응:

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

NO + NO₂ + 2NH₃ → 2N₂ + 3H₂O

2.2 탈황(DeSOx) 과정

세라믹 필터에 첨가된 알칼리 금속 산화물이 SO₂를 CaSO₄로 고정화:

CaO + SO₂ + ½O₂ → CaSO₄

3. 산업별 적용 사례

4. 전통 기술 대비 장점

5. 시스템 설계 및 운영 최적화

다관속 세라믹 여과 시스템의 설계는 가스 유량, 온도, 오염물질 농도, 공간 제약 등 다양한 요소를 고려합니다. ZTW Tech는 Computational Fluid Dynamics(CFD) 시뮬레이션을 통해 최적의 필터 배열과 가스 분포를 설계하며, 이를 통해 국부적인 마모와 막힘을 방지합니다.

5.1 필터 재생 시스템

펄스 제트 청소 시스템은 0.4-0.6MPa의 압축 공기를 사용하여 필터 표면에 쌓인 먼지층을 제거합니다. 스마트 제어 시스템은 압력 강하와 운영 시간에 기반하여 최적의 청소 주기와 강도를 자동으로 조절합니다.

5.2 에너지 효율 최적화

고온 가스의 직접 처리로 열교환기 설치가 불필요하며, 이로 인해 15-30%의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있습니다. 또한, 낮은 압력 강하로 인한 송풍기 동력 소비 감소는 운영 비용을 추가로 절감합니다.

6. 환경 규제 대응 능력

전 세계적으로 강화되는 환경 규제에 대응하여, ZTW Tech의 다관속 세라믹 여과 시스템은 가장 엄격한 배출 기준을 충족합니다:

• NOx: 50mg/Nm³ 이하 (95% 이상 제거 효율)
• SO₂: 35mg/Nm³ 이하 (99% 이상 제거 효율)
• 먼지: 5mg/Nm³ 이하 (99.9% 이상 제거 효율)
• HCl/HF: 10mg/Nm³ 이하
• 다이옥신: 0.1ng-TEQ/Nm³ 이하

7. 유지보수 및 수명 주기

ZTW Tech의 세라믹 필터는 5년 이상의 장기 수명을 보장하며, 이는 전통적인 백필터(2-3년)나 금속 필터(3-4년)에 비해 월등히 긴 수명입니다. 필터 교체 주기의 연장은 폐기물 발생량 감소와 총소유비용(TCO) 절감에 기여합니다.

8. 경제성 분석

초기 투자 비용은 전통적인 다단계 정화 시스템보다 10-20% 높을 수 있으나, 운영 비용은 25-40% 절감됩니다. 이는 에너지 소비 감소, 유지보수 간격 연장, 화학약품 사용량 감소 등에서 기인합니다. 3-5년 내에 투자 회수가 가능한 경제성을 보입니다.

9. 기술 발전 방향

ZTW Tech는 지속적인 연구개발을 통해 다관속 세라믹 여과 시스템의 성능을 개선하고 있습니다. 차세대 세라믹 소재 개발, AI 기반 예측 유지보수 시스템, 디지털 트윈 기술 적용 등을 통해 보다 효율적이고 신뢰성 있는 시스템을 제공할 계획입니다.