철강 제조 공정 배기 관리: ZTW Tech의 세라믹 일체화 기술로 미세먼지와 다중 오염물질 동시 제어
철강 제조 공정 배기 관리의 현대적 과제와 진화
철강 산업은 국가 기간산업으로서 필수적이지만, 소결, 제선, 제강, 열연, 코킹 등 다양한 공정에서 복잡한 성분의 배기가스를 대량으로 배출합니다. 전통적인 철강 배기 관리 방식은 각 오염물질(분진, SOx, NOx 등)을 별도의 장치(전기집진기, 백필터, SCR/SNCR, 탈황탑 등)로 처리하는 분리형 시스템이 주류였습니다. 이는 공정이 복잡하고, 설치 면적이 넓으며, 특히 배기 성분이 변동이 심한 철강 공정에서 운영 안정성과 초저공해 배출 기준(예: NOx < 50 mg/Nm³, 먼지 < 10 mg/Nm³) 달성에 어려움을 겪었습니다. 또한, 배기 중에 포함된 알칼리 금속(Na, K), 아연(Zn), 납(Pb) 등은 기존 SCR 촉매의 빠른 중독과 활성 저하를 유발하는 주요 원인이 되어 왔습니다.
이러한 산업적 요구에 부응하여, ZTW Tech는 세라믹 일체화 다중 오염물질 초저공해 배기 처리 시스템을 선도적으로 개발 및 상용화했습니다. 이 시스템의 핵심은 자체 개발한 세라믹 촉매 필터 튜브와 세라믹 섬유 필터 튜브로, 하나의 장치 내에서 고효율 탈진, 탈질(탈니트로겐), 탈황, 불소/염화수소 제거, 다이옥신 및 중금속 포집을 동시에 수행합니다. 이는 철강 제조 공정 배기 관리 패러다임의 혁신적 변화를 의미합니다.
철강 배기 관리를 위한 ZTW Tech 세라믹 일체화 시스템의 핵심 기술
ZTW Tech의 솔루션은 단순한 장비 조합이 아닌, 물리적·화학적 공정이 최적화 통합된 시스템 엔지니어링의 결과물입니다.
- 세라믹 촉매 필터 튜브 (Ceramic Catalytic Filter Tube): 나노미터 수준의 균일한 기공 구조를 가진 다공성 세라믹 지지체에 탈질(SCR) 촉매 성분을 균일하게 분산·고정화한 핵심 소재입니다. 배기가스가 튜브 벽을 통과할 때, 먼지 입자는 표면에서 걸러지고(배기 탈진), 동시에 벽 내부의 촉매와 반응하여 NOx가 N2와 H2O로 전환됩니다(배기 탈질). 기존 금속 또는 세라믹 honeycomb SCR 촉매는 먼지 막힘에 취약한 반면, 본 제품은 필터 기능이 내재되어 있어 별도의 전처리 집진 장치가 필요 없습니다.
- 내구성 및 내중독성: 특수 소결 공정으로 인해 고온(최대 450°C 이상) 내성과 기계적 강도가 뛰어나며, 철강 배기에서 문제가 되는 알칼리 금속, 아연, 인(P) 등에 대한 내중독성이 우수합니다. 이는 철강 배기 관리의 가장 큰 걸림돌 중 하나를 해결합니다.
- 세라믹 섬유 필터 튜브 (High-Temperature Ceramic Fiber Filter Tube): 고온(최대 900°C) 및 부식성 환경(고농도 SOx, HF, HCl)에서 사용 가능한 필터 소재입니다. 주로 탈황(건식/반건식) 공정과 연계하여, 또는 촉매가 필요 없는 고온 탈진 영역에서 활용됩니다. ZTW Tech의 제품은 낮은 압력 강하와 긴 수명(5년 이상)을 특징으로 합니다.
- 다관속 시스템 통합 (Multi-Tube System Integration): 수백에서 수천 개의 세라믹 필터 튜브를 모듈화하여 시스템을 구성합니다. 각 모듈은 독립적 유지보수가 가능하며, 배기 유량과 조건에 따라 유연하게 확장할 수 있습니다. 시스템 설계는 배기 탈황을 위한 흡수제(소석회, 탄산수소나트륨 등) 주입 시스템, 온도 제어 시스템, 자동 역류 세정 시스템과 완벽하게 통합됩니다.
이 기술을 적용한 철강 제조 공정 배기 관리 시스템은 기존 분리형 시스템 대비 설치 면적을 50% 이상 절감하고, 에너지 소비(특히 배기 재가열에 소요되는 에너지)를 크게 줄일 수 있습니다.
다양한 철강 공정별 맞춤형 배기 관리 적용 사례
ZTW Tech의 시스템은 철강 공정의 특수성에 따라 최적화된 설계가 가능합니다.
- 소결 공정 (Sintering Plant): 철강 공정 중 가장 복잡하고 대량의 배기를 발생시키는 곳입니다. 배기에는 먼지, SO2, NOx, 다이옥신, 중금속이 모두 포함됩니다. ZTW Tech는 소결 배기 후단에 세라믹 일체화 시스템을 적용하여, 하나의 장치로 모든 오염물질을 초저공해 기준 이하로 처리하는 솔루션을 제공합니다. 고온(300~400°C)에서 직접 작동 가능하여, 백필터+습식탈황+SCR의 복잡한 구성을 대체합니다.
- 코크스 오븐 가스 (Coke Oven Gas) 처리: 코킹 공정에서 발생하는 가스에는 H2S, NH3, 사이안화수소, 탄화수소 등이 포함됩니다. ZTW Tech는 특수 조성의 세라믹 촉매를 개발하여, 선택적 촉매 환원(SCR) 뿐만 아니라 일부 유기물 및 황화합물의 산화에도 효과를 발휘하도록 설계할 수 있습니다.
- 전기로 (Electric Arc Furnace, EAF) 및 이차 정련: 고철을 용해하는 전기로 배기는 급격한 유량·온도 변화와 높은 먼지 농도가 특징입니다. ZTW Tech 시스템의 강건한 설계와 효율적인 역류 세정 시스템은 이러한 변동 조건 하에서도 안정적인 배기 탈진 및 배기 탈질 성능을 유지합니다. 특히, 먼지 중 아연(Zn) 함량이 높아도 촉매 중독 문제가 최소화됩니다.
- 열연 공정 재가열로: 비교적 안정된 조건이지만, NOx 배출 규제가 강화되고 있습니다. 기존 노체를 대규모로 개조하기 어려운 경우, ZTW Tech의 컴팩트한 시스템은 공간 제약이 있는 현장에서도 효과적인 철강 배기 관리 해결책이 됩니다.
각 적용 사례에서 ZTW Tech는 현장 배기 성분 분석, 온도 프로파일 조사, 공정 시뮬레이션을 통해 최적의 시스템 구성(필터 등급, 촉매 조성, 기공률, 세정 주기 등)을 제안합니다. 이는 단순한 장비 공급이 아닌, 종합적인 산업용 노 배기 처리 기술 서비스입니다.
ZTW Tech 솔루션의 경쟁력과 미래 지향적 비전
기존 기술 대비 ZTW Tech 세라믹 일체화 시스템의 핵심 경쟁력은 다음과 같습니다.
- 초저공해 배출 달성 및 장기 안정성: 하나의 시스템에서 다중 오염물질 제거 효율 95%~99.9%를 지속적으로 유지하며, 촉매 중독과 필터 막힘 문제를 근본적으로 해결했습니다.
- 높은 경제성 (Total Cost of Ownership): 초기 투자비는 기존 분리형 시스템과 유사하거나 일부 공정에서는 더 낮을 수 있습니다. 그러나 운영 비용(에너지, 유지보수, 폐촉매 처리 비용)과 설치 공간 절감에서 현저한 우위를 가집니다. 세라믹 필터 튜브의 수명은 5년 이상으로, 기존 백필터(1~3년)나 중독된 SCR 촉매(2~4년)에 비해 교체 주기가 훨씬 깁니다.
- 운영 간편성 및 지능화: 시스템은 완전 자동화되어 있으며, 원격 모니터링 및 진단 플랫폼과 연동 가능합니다. 압력 강하, 온도, 배출 농도 데이터를 실시간 분석하여 최적의 세정 주기와 약품 주입량을 제어합니다.
- 탄소 중립 시대 대응: 높은 에너지 효율은 탄소 배출을 간접적으로 줄입니다. 또한, 본 시스템은 수소 환원제철 등 미래 친환경 철강 공정에서 발생할 수 있는 새로운 배기 성분(수증기 증가, 온도 변화 등)에 대응할 수 있는 기술적 기반을 갖추고 있습니다.
결론적으로, 철강 제조 공정 배기 관리는 더 이상 비용 중심의 규제 대응이 아닌, 기술 혁신을 통한 지속 가능성 확보와 경쟁력 강화의 수단이 되었습니다. ZTW Tech의 세라믹 일체화 초저공해 배기 처리 기술은 이러한 변화의 선두에 서 있습니다. 국내외 다양한 철강 사업장에 축적된 성공적인 적용 경험을 바탕으로, ZTW Tech는 고객의 특정 공정 조건에 맞는 가장 경제적이고 효율적인 다중 오염물질 제거 솔루션을 제안할 준비가 되어 있습니다. 철강 산업의 지속 가능한 미래를 위한 파트너, ZTW Tech와 함께 하십시오.
