배기 가스 탈질 및 탈황 통합: ZTW Tech의 세라믹 일체화 기술로 산업용 노 배기 가스 초저배출 달성
배기 가스 탈질 및 탈황 통합 기술의 진화와 ZTW Tech의 돌파구
현대 산업 환경에서 배기 가스 탈질 및 탈황 통합은 단순한 규제 준수를 넘어 지속 가능한 운영과 환경 책임의 핵심 지표가 되었습니다. 기존의 분리형 처리 공정(예: SCR/SNCR 탈질 후 별도의 탈황 설비 운영)은 공간 차지, 높은 에너지 소비, 복잡한 운영 및 유지보수, 그리고 다양한 오염물질 간의 상호 간섭 문제를 내포하고 있습니다. ZTW Tech는 이러한 근본적인 한계를 인식하고, 세라믹 일체화 다중 오염물질 초저배출 배기 가스 처리 시스템을 통해 기술적 패러다임을 전환시켰습니다. 본 시스템의 핵심은 나노급 기공, 높은 기포비, 고강도 및 낮은 저항, 5년 이상의 수명을 자랑하는 자체 개발 세라믹 촉매 필터 튜브(CCFT)와 무촉매 고온 집진 세라믹 섬유 필터 튜브에 있습니다. 이들은 다관형 시스템으로 집적되어, 하나의 컴팩트한 유닛 내에서 NOx, SO2, 먼지, HF, HCl, 다이옥신, 중금속 등을 동시에 제거하는 획기적인 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 솔루션을 구현합니다.
ZTW Tech 세라믹 일체화 시스템의 핵심 기술 우위와 작동 메커니즘
1. 이중 기능성 세라믹 촉매 필터 튜브(CCFT): 탈질과 집진의 동시 수행
ZTW Tech의 CCFT는 고활성 탈질 촉매 성분이 세라믹 필터 기체 내부에 균일하게 분산되어 있습니다. 배기 가스가 튜브 벽을 통과할 때, 먼지 입자는 표면에서 포집되고, 동시에 가스상 NOx는 벽 내부의 촉매와 접촉하여 선택적 촉매 환원(SCR) 반응을 통해 무해한 N2와 H2O로 전환됩니다. 이는 기존 SCR 반응기 후방에 별도의 집진기(백필터, 전기집진기)가 필요했던 구성을 완전히 대체하며, 시스템 압력 손실과 설치 면적을 획기적으로 줄입니다. 특히, 세라믹 소재의 내화학성 및 내열성(최대 450°C 이상 운영 가능)은 고온 배기 가스 처리에 최적화되어, SNCR보다 높은 NOx 제거 효율(90% 이상)과 함께 에너지 회수 가능성을 높입니다.
2. 무촉매 고온 세라믹 필터: 극한 환경에서의 강력한 집진 및 보조 정화
알칼리 금속(나트륨, 칼륨), 아연, 납과 같은 중금속 증기, 또는 인(P) 함량이 높아 촉매 중독 위험이 큰 특정 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 애플리케이션(예: 일부 바이오매스 연소, 폐기물 소각)의 경우, ZTW Tech는 고온 내구성이 뛰어난 무촉매 세라믹 섬유 필터 튜브를 제공합니다. 이 필터는 500°C 이상의 고온에서도 안정적인 나노급 집진 성능을 발휘하며, 표면에 흡착제(소석회, 활성탄 등)를 주입함으로써 탈황(SO2, SO3 제거) 및 기타 산성가스(HCl, HF), 유기오염물(다이영신)의 제거를 동시에 수행할 수 있습니다. 이는 건식/반건식 탈황 공정과의 원활한 통합을 가능하게 합니다.
3. 다관형 모듈식 설계: 유연성과 확장성
시스템은 표준화된 세라믹 필터 튜브 모듈로 구성되어, 고객의 배기 가스 유량(소형 산업용 노부터 대형 철강 소결 공정까지), 오염물질 농도, 공간 제약에 맞춰 유연하게 설계 및 확장됩니다. 모듈식 설계는 현장 설치 시간을 단축하고, 유지보수 시 개별 모듈의 분리 및 교체를 용이하게 하여 전체 시스템의 가동 중단 시간을 최소화합니다.
산업별 맞춤형 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 적용 사례 및 ZTW Tech 솔루션
1. 유리 용광로 및 세라믹窑: 유리 용광로 배기 가스는 고온, 고분진, 높은 SOx/NOx 농도, 그리고 불소(F) 화합물이 특징입니다. ZTW Tech 시스템은 고온 내성 CCFT를 적용하여, 먼지와 NOx를 동시 제거한 후, 다단계 건식 흡수제 주입(소석회/탄산수소나트륨 for SOx/HCl/HF, 활성탄 for 다이옥신)을 통한 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 정화를 수행합니다. 세라믹 필터의 내화학성은 부식성 HF 가스에 대한 우수한 저항성을 보장합니다.
2. 바이오매스 및 폐기물 소각炉: 연료 변동성이 크고, 배기 가스 중 수분, 염소(Cl), 알칼리 금속, 중금속 함량이 높아 촉매 중독과 저온 부식 위험이 큽니다. ZTW Tech는 전처리 냉각/조습 장치와 연계하여 배기 가스 상태를 최적화하고, 필요 시 무촉매 고온 필터를 선행 설치하여 알칼리/중금속 증기를 제거한 후, 하류 CCFT 모듈에서 안정적인 탈질 효율을 유지하는 하이브리드 구성을 제안합니다. 이를 통해 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 시스템의 장기 신뢰성을 극대화합니다.
3. 철강 소결 및 전로: 대용량, 고온, 고분진 부하가 도전 과제입니다. ZTW Tech의 대형 모듈 설계와 고기포비 필터는 대용량 처리에 적합하며, 전기집진기(ESP)나 사이클론을 대체하여 초미세먼지(PM2.5) 포함 총먼지 배출을 극히 낮은 수준으로 감소시킵니다. 소결 공정의 SOx 제거를 위해 필터 상류에 흡수제를 주입하는 통합 건식 탈황 방식을 채택하여, 기존 습식 공정보다 폐수 발생 없이 운영됩니다.
4. 비철 금속(예: 알루미나 정제, 구리 제련) 및 고불소 산업: HF, SiF4 등 불소계 오염물질의 초저배출이 핵심 요구사항입니다. ZTW Tech 세라믹 필터는 불소 화합물에 대한 탁월한 내성을 가지며, 알루미나(Al2O3) 또는 특수 조성의 흡수제와 연동하여 효율적인 탈불소를 실현합니다. 이 분야에서의 배기 가스 탈질 및 탈황 통합은 전통적으로 여러 개의 분리된 스크러버를 필요로 했던 복잡한 공정을 단순화합니다.
ZTW Tech 솔루션의 종합적 이점 및 미래 전망
기술적 및 운영적 이점:
- 초저배출 달성: NOx < 50 mg/Nm³, SOx < 50 mg/Nm³, 먼지 < 5 mg/Nm³ 이하의 글로벌 초저배출 기준 충족.
- 공간 및 에너지 효율성: 기존 분리형 시스템 대비 최대 50%의 설치 면적 절감, 덕트work 및 팬 소요 감소로 에너지 소비 절감.
- 높은 운영 안정성과 내구성: 세라믹 필터의 긴 수명(5년+), 내화학성, 내열성으로 인한 계획되지 않은 정지 및 유지보수 비용 최소화.
- 점착성 분진 및 고습도 가스 처리: 표면 코팅 기술과 결합하여 시멘트, 석회 소성로 등에서 발생하는 점착성 분진 문제도 효과적으로 해결.
- 통합 제어 시스템: 모든 프로세스(흡수제 주입, 반응 온도, 압력 강하, 역류 세정)가 중앙 제어 시스템으로 관리되어 운영 편의성 극대화.
경제적 이점:
- 총소유비용(TCO) 절감: 높은 초기 투자비용일 수 있으나, 장기적인 에너지 절약, 낮은 유지보수 비용, 긴 소모품 수명, 그리고 규제 위험 감소로 인해 생애 주기 비용이 경쟁 솔루션 대비 우수합니다.
- 자원 회수 가능성: 포집된 분진(예: 탈황 생성물) 중 일부는 재활용 가능성이 있어 추가적인 가치 창출에 기여할 수 있습니다.
미래 전망:
탄소 중립 시대에 맞춰, ZTW Tech는 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 시스템을 CO2 포집 및 활용(CCU) 공정과의 연계 가능성을 연구하고 있습니다. 또한, 디지털 트윈 및 AI 기반 예측 유지보수 시스템을 접목하여 시스템 효율을 실시간 최적화하고, 고장을 사전에 예측하는 스마트 솔루션으로의 진화를 꾀하고 있습니다.
결론적으로, ZTW Tech의 세라믹 일체화 다중 오염물질 초저배출 시스템은 단순한 장비가 아닌, 까다로운 산업 배기 가스 문제를 해결하기 위한 종합적인 배기 가스 탈질 및 탈황 통합 플랫폼입니다. 이는 기술 혁신을 통해 환경 성과와 운영 경제성을 동시에 추구하는 현대 산업 시설에 가장 진보된 해답을 제시합니다.
