사례 연구 · 산업 배출 제어
선도적인 철강 생산업체가 시간당 9만 Nm³의 회전로 배출가스에서 99.7%의 탈황 효율, 10mg/Nm³ 미만의 SO₂ 배출량, 3mg/Nm³ 미만의 미립자 물질, 그리고 완전한 백색 연기 제거를 달성한 비결은 무엇일까요? 바로 에너지 효율적인 연기 억제를 위한 MGGH 열교환기와 적응형 오염 제어를 위한 실시간 지능형 모니터링 기능을 갖춘 통합 5단계 처리 시스템을 도입한 것입니다.
MGGH 열교환기
습식 정전기 집진기
석회석-석고 FGD
백연 제거
01 — 산업 배경
철강 생산, 전기로 분진 및 초저배출 전환
철강 제조 공정에서는 여러 생산 단계, 특히 고온의 야금 반응으로 인해 미세 금속 산화물 분진이 발생하는 소결, 제련 및 전기로 단계에서 부산물과 미세 입자가 생성됩니다. 특히 전기로(EAF) 분진은 철강 1톤 생산당 12~20kg을 차지하며, 산화아연 함량은 40%를 초과하는 경우가 많습니다. 발전, 대형 차량 운송 및 선박 운항에서 발생하는 분진과 합쳐지면 제철소 배출물은 산업 단지 인근 지역 사회의 건강에 직접적인 영향을 미치는 심각한 환경 오염 문제를 야기합니다.
따라서 전기로 분진의 효과적인 관리는 환경 규제 의무일 뿐만 아니라 자원 회수 기회이기도 합니다. 분진에는 아연, 납 및 기타 금속이 상당량 함유되어 있으며, 이러한 금속들은 적절한 회수 공정을 거치면 상업적 가치를 지닙니다. 본 사례 연구에서 설명하는 회전로 공정은 전기로 분진을 처리하고 분진에서 아연과 철을 회수하는 주요 산업 규모 기술이며, 이 과정에서 발생하는 배기가스는 다양한 오염물질에 대한 종합적인 처리가 필요합니다.
본 프로젝트의 설비는 전기로 분진 처리를 위한 회전로를 가동하여 150~160°C에서 표준 배기가스 56,890 Nm³/h(공정 조건에서는 90,213 Nm³/h)를 배출합니다. 이 설비는 환경 제어 및 관리가 통합된 지능형 플랫폼을 구축하고, 공기 마이크로 스테이션과 총 부유 입자상 물질 농도 측정 장비를 설치하여 굴뚝 배출 가스를 실시간으로 완벽하게 모니터링하고, 조기 경보를 발령하며, 지능형 통합 관리를 구현했습니다. 이러한 조치를 통해 설비의 환경 관리 수준을 크게 향상시켜 초저배출 기준을 충족했습니다.
본 프로젝트는 다음을 목표로 합니다. 철강 산업 대기 오염 물질에 대한 초저배출 기준 EU IED BAT(최적 가압 시험) 결론에 따르면 철강 생산 시 SO₂ ≤20 mg/Nm³, 미세먼지 ≤5 mg/Nm³, CO₂ ≤100 mg/Nm³, HCl ≤5 mg/Nm³, HF ≤20 mg/Nm³의 배출 기준을 충족해야 합니다. 본 프로젝트는 이러한 목표치를 크게 초과 달성하여 모든 기준치보다 훨씬 낮은 실제 배출 농도를 기록했습니다.
“회전로 전기로(EAF) 분진 처리 배기가스는 SO₂ 농도가 2,800 mg/Nm³에 달하는데, 이를 20 mg/Nm³ 미만으로 낮춰야 한다는 점에서 독특합니다. 이는 99.3%의 감축 요구 사항이며, 동시에 높은 분진 부하, CO, HCl, HF, 그리고 고습도의 스크러버 후단 배기가스에서 발생하는 지속적인 흰색 연기까지 관리해야 합니다. MGGH 열교환 방식을 이용한 흰색 연기 제거는 기존 가스 재가열 방식의 에너지 손실을 피하면서 시설 자체의 폐열을 연기 억제 에너지원으로 활용합니다.”
— 철강 산업 분진 제거 및 탈황 프로젝트 엔지니어링 기술 요약
02 — 오염 현황
회전로 전기로 분진 처리 배출가스: 높은 SO₂ 함량, 높은 분진 함량, CO, HCl, HF 및 백색 연기
회전로(rotary kiln)는 천연가스를 연료로 사용하며, 연료 소비량은 약 5,500 m³/h입니다. 소성로 출구의 공정 조건에서 150~160°C의 온도에서 90,213 Nm³/h의 배기가스가 발생합니다. 표준 기준 조건(15% O₂, 건조 기준)에서는 56,890 Nm³/h에 해당합니다. 배기가스에는 다음과 같은 오염물질이 동시에 포함되어 있습니다.
- 탈황 입구에서 SO₂ 농도는 2,800 mg/Nm³입니다.: 전기로 분진 공급 원료 및 연소 가스에 포함된 황 화합물로부터 생성됩니다. 세척탑 전처리 후, SO₂는 2,800 mg/Nm³의 농도로 탈황기 흡수탑으로 유입됩니다. 목표 배출 농도: ≤20 mg/Nm³ (설계) / 실제 달성 농도: 10 mg/Nm³. 탈황 효율: 설계 99.3% / 실제 99.7%.
- 초기 미세먼지(PM) 농도 100 mg/Nm³전기로 분진 공급 및 회전로 연소 구역에서 발생하는 미세 금속 산화물 및 탄소 입자. 세척탑 전처리 후, 탈황조 흡수탑 입구의 미세먼지(PM)는 크게 감소합니다. 잔류 미세 입자는 습식 전기 집진기에서 95% 이상의 효율로 포집됩니다. 목표 배출구: ≤5 mg/Nm³(설계) / 실제: 3 mg/Nm³. 전체 시스템 분진 제거량: 설계 75% / 실제 90%.
- 초기 CO 농도 4,000 mg/Nm³회전로의 불완전 연소로 인해 CO가 발생합니다. 높은 CO 농도가 감지될 경우, 상류에서 CO 모니터링 및 시스템 안전 연동 장치를 설치하고, 시스템이 밀폐 처리 구역에 도달하기 전에 적절한 희석 공기 혼합이 이루어졌는지 확인해야 합니다.
- 초기 HCl 농도 15 mg/Nm³ 및 HF 농도 50 mg/Nm³: 전기로 분진 공급물에 포함된 염화물 및 불화물 화합물에서 발생하는 산성 가스. 세척탑 스크러빙 및 탈황 설비(FGD)의 석회석-석고 흡수 단계를 통해 포집됩니다. 출구: HCl ≤2 mg/Nm³ 실제값(설계 한계치 5), HF ≤6 mg/Nm³ 실제값(설계 한계치 20).
- 부식성 물질 (30 mg/Nm³ NaCl)전기로 분진 처리 과정에서 발생하는 알칼리 금속 염화물은 모든 습식 처리 장비에 부식성 환경을 조성합니다. 따라서 재료 사양에는 이러한 산성 가스와 알칼리 염화물이 복합적으로 작용하는 사용 환경을 고려해야 합니다.
- 눈에 띄는 흰색 깃털탈황 설비(FGD) 배출구에서 약 50°C의 스크러버 후 배기가스는 수증기로 포화되어 있습니다. 능동적인 연기 억제 장치가 없으면 대부분의 주변 환경 조건에서 눈에 보이는 흰색 연기가 발생합니다. MGGH(미스트 발생 및 가스 가열, 즉 가스-가스 열교환기) 시스템은 고온의 미가공 가스를 사용하여 FGD 후 정화 가스를 90°C 이상으로 재가열함으로써 굴뚝 배출 온도를 대기 이슬점 이상으로 높여 외부 에너지 투입 없이 눈에 보이는 연기 발생을 제거합니다.
| 매개변수 | 초기/FGD 입구 | 디자인 아울렛 | 실제 아울렛 | EU IED 제한 |
|---|---|---|---|---|
| SO₂ | 2,800 mg/Nm³ | ≤20 mg/Nm³ | 10mg/Nm³ | 20mg/Nm³ |
| 미세먼지(PM) | 100mg/Nm³ | ≤5 mg/Nm³ | 3mg/Nm³ | 5mg/Nm³ |
| CO | 4,000 mg/Nm³ | ≤100 mg/Nm³ | ≤100 mg/Nm³ | 100mg/Nm³ |
| 염산 | 15mg/Nm³ | ≤5 mg/Nm³ | 2mg/Nm³ | 5mg/Nm³ |
| HF | 50mg/Nm³ | ≤20 mg/Nm³ | 6mg/Nm³ | 20mg/Nm³ |
| 눈에 띄는 흰색 깃털 | 현재의 | 없음 (보이지 않음) | 없음 — 확인됨 | 눈에 띄는 흰 연기는 없음 |
| 공정 연도 가스 부피 | 90,213 Nm³/h | — | — | — |
| 표준 연도 가스 부피 | 56,890 Nm³/h | — | — | — |
| 연소 가스 온도(가마 출구) | 150~160°C | — | — | — |
| 부식성 물질(NaCl) | 30mg/Nm³ | — | — | — |
03 — 치료 솔루션
5단계 처리 시스템: MGGH 예냉, 세척탑, FGD, 습식 전기집진기(Wet ESP), MGGH 재가열
이 처리 시스템은 시설 내 고온의 소성로 배출가스를 에너지원으로 활용하여 MGGH(가스-가스 열교환기) 시스템을 통해 예냉(스크러버 전) 및 재가열(스크러버 후)에 모두 사용합니다. 이를 통해 폐열을 회수하여 처리 과정의 열 관리와 화이트 플룸 제거에 활용하며, 가스 재가열을 위해 외부 에너지를 투입할 필요가 없습니다. 이러한 에너지 자립성은 증기 또는 전기 히터를 사용하는 기존의 가스 재가열 방식과 MGGH 방식을 차별화하는 특징입니다.
1단계: MGGH 예냉 열교환기 (160°C → 115°C)
160°C의 고온 소성로 배출가스는 MGGH 예냉 열교환기(배기가스 처리량 52,320 m³/h; 열전달 면적 400 m²; 고온측 입구 160°C; 고온측 출구 115°C; 온수 입구 89°C; 온수 출구 109°C; 장치 크기 3,000×2,120×3,524 mm)로 유입됩니다. 이 예냉 단계는 두 가지 목적을 수행합니다. 첫째, 가스 온도를 하류의 세척탑 및 FGD 스크러버에 사용되는 부식 방지 재료와 호환되는 수준으로 낮추고, 둘째, 열에너지를 온수 회로로 회수하여 FGD 후 정제 가스를 재가열하여 백색 연기를 제거하는 데 사용합니다. MGGH 열교환기는 부식, 누출 및 슬러지 침전 문제를 방지하기 위해 적절한 스테인리스강 등급으로 제작되어야 합니다. 적절한 스테인리스 재질 등급을 선택하고, 적절한 가스 속도를 설정하며, 침전물 발생률을 줄이기 위해 덕트 형상을 최적화하는 것이 MGGH의 수명 연장을 위한 핵심 설계 요소입니다.
2단계: 세척탑 (염산 사전 세척 및 PM 사전 제거)
예냉된 가스는 세척탑으로 유입됩니다(공정 연도 가스 유량 80,841 m³/h; 입구 온도 115°C; 출구 온도 65°C; 가스 속도 2.4 m/s; 탑 내경 φ3.5 m; 2개의 분무층; 단일 펌프 유량 80 m³/h; 탑 높이 23 m). 세척탑에는 연도 가스에서 HCl 산성 가스를 효과적으로 세척하는 3개의 분무 노즐이 있습니다. 세척 후 가스 온도가 낮아지면 탈황 시스템으로 이동하여 FGD 처리가 진행됩니다. 세척탑은 석회석 FGD 슬러리의 염화물 오염을 방지하기 위해 HCl을 사전 제거합니다. 염화물 오염은 슬러리의 SO₂ 흡수 화학 및 석고 결정화 품질을 저하시킬 수 있습니다. 세척탑 운영의 핵심은 순환수를 적절히 관리하는 것입니다. 즉, pH를 지속적으로 모니터링하고 순환액의 염화물 농도를 제어하여 HCl 흡수 효율을 저하시키는 수준까지 상승하지 않도록 해야 합니다.
3단계: 석회석-석고 FGD 흡수탑 (직경 2.8m, 70,500 Nm³/h)
세척탑을 통과한 가스는 SO₂ 제거를 위해 석회석-석고 FGD 흡수탑으로 유입됩니다. 주요 매개변수: FGD 입구에서의 배기가스 유량 70,500 m³/h; 배기가스 온도 65°C; SO₂ 입구 농도 2,800 mg/Nm³; SO₂ 출구 농도 20 mg/Nm³(설계값) / 10 mg/Nm³(실제값); 칼슘-황 몰비 1.05; 가스 속도 <3.2 m/s; 탑 내경 φ2.8 m; 액체-기체 비율 22.8; 분무층 4개; 단일 펌프 유량 325 m³/h; 슬러리 침전 시간 3.5시간; 석회석 가동 소비량 275 kg/h; 석고 생산량 395 kg/h; 석고 수분 함량 12–151 TP3T; 미스트 제거 장치: 2중 스크린형(1단계) + 1개 튜브형(2단계); 석회석 저장 용량 30m³(4.5일 자율 가동). 석회석-석고 공정은 설계 기준 99.3%의 SO₂ 제거 효율(실제 99.7%)을 달성하는 동시에 슬러리 내 불화칼슘 형성을 통해 가스 흐름에서 잔류 HF의 상당 부분을 포집합니다.
4단계: 습식 정전기 집진기(WESP, 70,500 Nm³/h)
탈황 후 가스는 미세먼지(PM) 제거 및 산성 미스트 포집을 위해 폐열교환기(WESP)로 유입됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다. 배기가스량 70,500 m³/h; 배기가스 온도 65°C; 설계 세척 속도 1.4 m/s; 양극관 유효 집진 면적 14.16 m²; 집진 면적 943.5 m²; 배출구 미세먼지 농도 ≤5 mg/Nm³; 본체 저항 300 Pa; 양극관 규격 φ360×6,000 mm; 양극관 개수 128개; 음극선 개수 2,205개; 전원 공급 방식 고주파 전력; 전기적 매개변수 72 kV / 800 mA; 비집진 면적 37 m²/(m³·s). WESP는 FGD 미스트 제거기를 통과하는 잔류 미세 입자 및 산성 미스트를 95% 이상 정화하여 설계 목표치인 5mg/Nm³ 대비 3mg/Nm³(실제)의 배출 PM을 달성합니다.
5단계: MGGH 재가열 열교환기 (50°C → 90°C)
약 50°C의 청정 WESP 후 가스는 MGGH 재가열 열교환기(배기가스 유량 53,366 m³/h; 열전달 면적 812 m²; 장치 압력 강하 370 Pa; 배기가스 유입 온도 50°C; 배기가스 배출 온도 90°C; 온수 유입 온도 108°C; 온수 배출 온도 90°C; 장치 크기 3,000×2,120×4,004 mm)를 통해 90°C로 재가열됩니다. 굴뚝 배출 온도를 모든 정상 작동 조건에서 대기 이슬점보다 높은 90°C로 높임으로써 외부 에너지 투입 없이 눈에 보이는 흰색 연기가 사라집니다. 청정 가스를 재가열하는 데 사용되는 온수는 상류 MGGH 예냉 단계에서 원 가스에 의해 가열된 온수와 동일하므로 완전한 자립형 열회수 루프가 형성됩니다.
가마
160°C
예냉
160→115°C
탑
HCl/PM
석회암
99.3% SO₂
PM+미스트
≥95%
재가열
50→90°C
→ 스택
연기 없음
⭐ 본 프로젝트에는 새 장비 또는 업그레이드된 장비가 사용됩니다.
04 — 핵심 장점
MGGH + 습식 ESP가 제철 회전로 배기가스 처리에 최적의 구조인 이유는 무엇일까요?
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MGGH 에너지 자립: 외부 에너지 투입 없이 백색 연기 제거: MGGH 방식의 백색 연기 제거에 대한 결정적인 장점은 예냉 단계에서 고온의 원료 가스에서 추출한 시설 자체의 폐열을 FGD 후 가스 재가열의 에너지원으로 활용한다는 점입니다. 예냉 MGGH에서 89°C에서 109°C로 가열된 온수는 재가열 MGGH에서 WESP 후 가스를 50°C에서 90°C로 올리는 데 사용되는 것과 동일한 열에너지를 가지고 있습니다. 가스 재가열에는 증기, 전기 히터 또는 천연가스 버너가 필요하지 않습니다. 고온의 원료 가스를 직접 열교환하는 방식과 비교했을 때, 온수 중간층을 사용하면 청정 가스와 원료 가스 흐름 간의 교차 오염 위험을 방지하고, 물 회로 유량 조절을 통해 더 나은 열 제어를 제공합니다. - ✓
99.7%의 실제 SO₂ 제거율로 2,800mg/Nm³에서 10mg/Nm³까지 감소 - 초저농도 기준치인 20mg/Nm³를 훨씬 밑도는 수치: 검증된 실제 SO₂ 제거 효율은 99.7%(출구 SO₂ 농도 10mg/Nm³ 대비 설계 목표 20mg/Nm³ 및 제한치 20mg/Nm³)로, 초저농도 제한치보다 50% 높은 준수 마진을 확보했습니다. 이러한 우수한 성능은 세척탑 사전 세척(석회석 흡수 용량을 놓고 SO₂와 경쟁할 수 있는 HCl 제거)과 최적화된 탈황탑 설계(4개 분무층, L/G 비율 22.8, 칼슘-황 비율 1.05, 단일 펌프 유량 325m³/h)의 조합 덕분입니다. 특히 세척탑의 HCl 사전 제거는 고농도 SO₂ 유입 조건에서 석회석 탈황 성능에 매우 중요합니다. - ✓
세척탑의 염산 사전 세척은 탈황 공정의 화학적 특성과 석고 품질을 보호합니다. 세척탑은 두 가지 목적을 수행합니다. 첫째, 탈황 설비(FGD) 흡수탑으로 들어가기 전에 가스에서 상당량의 염산(HCl)을 제거합니다. 둘째, 가스 온도를 115°C에서 65°C로 낮춰 FGD 흡수탑 내부 설비와 슬러리 화학 성분을 보호합니다. 염산 사전 제거는 FGD 슬러리 순환 과정에서 염화물 축적을 방지합니다. 염화물이 축적되면 석고 결정화 품질이 저하되고(염화물에 오염된 석고는 건축 자재로 재사용할 수 없음) 석회 흡수 용량과 경쟁하여 이산화황(SO₂) 흡수 효율이 감소합니다. 염산과 고농도의 SO₂가 동시에 존재하는 제철소 배기가스 처리에는 2단계 세척탑 + FGD 구조가 단일 단계 일체형 스크러버보다 우수합니다. - ✓
지능형 모니터링 플랫폼을 통해 다양한 가마 작동 조건에 맞춰 적응형 제어가 가능합니다. 이 시설의 통합 환경 제어 및 관리 지능형 플랫폼은 공기 마이크로 스테이션과 총 부유 입자 모니터링 시스템을 통해 굴뚝 및 환경에 대한 실시간 모니터링을 제공합니다. 이 실시간 데이터는 적응형 제어 알고리즘에 직접 입력되어 SO₂, PM 및 온도의 감지된 변동에 따라 석회석 슬러리 투입량, 세척탑 순환 펌프 속도 및 WESP(폐수처리용 전기 펌프) 가동 수준을 조정합니다. 이 지능형 플랫폼은 시설의 환경 관리 역량을 크게 향상시키며, 설계 수준 대비 일관되게 초저배출 성능을 달성하는 데 핵심적인 역할을 합니다. - ✓
탈황 공정에서 발생하는 석고 부산물은 순환 경제와 2차 고형 폐기물 제로화를 가능하게 합니다. 탈황 공정(FGD)에서는 시간당 최대 395kg의 석고가 생산되며, 수분 함량은 12~15%입니다. 이 석고는 염화물 함량이 EN 13279-1 기준치 이하로 확인될 경우(상류 세척탑에서 염산으로 사전 제거) 건축 자재 재사용(벽판 기판, 시멘트 첨가제)에 필요한 품질 규격을 충족합니다. 석고 부산물 생산은 황산칼슘을 폐기물로 처리할 때 발생하는 고형 폐기물 처리 비용과 환경적 책임을 없애고, 시설의 "친환경, 청정, 저탄소" 개발 목표 달성에 기여합니다. - ✓
모듈식 설계로 핵심 시스템 교체 없이 향후 표준 강화에 대응 가능: 5단계 MGGH + 세척탑 + FGD + WESP + MGGH 모듈식 구조는 전체 처리 시스템을 교체하지 않고도 각 단계를 개별적으로 업그레이드할 수 있도록 설계되었습니다. 향후 EU IED BAT 평가에서 SO₂ 배출 기준이 10 mg/Nm³ 미만으로 강화될 경우, FGD 단계를 독립적으로 업그레이드할 수 있습니다(추가 분무층 설치, 액체/기름 비율 증가, 2단계 흡수 장치 추가). 마찬가지로, PM 배출 기준이 3 mg/Nm³ 미만으로 강화될 경우, 다른 처리 단계에 영향을 주지 않고 WESP 가동률을 높이거나 2단계 WESP 설비를 추가할 수 있습니다.
05 - 운영 결과
실제 성능: 6가지 모든 측정 항목에서 EU 초저농도 기준치보다 훨씬 낮은 수치를 기록했습니다.
최대 설치 용량: 850.05kW; 실제 운전 용량: 691kW. 24시간 연속 운전 시, kWh당 0.36위안 상당의 전기 요금을 적용하면 일일 전기 요금은 5,970.24위안 상당입니다. 연간 8,000시간 운전 시 연간 전기 요금은 약 199,008위안 상당입니다. 연간 용수 비용: 약 4,800위안 상당 (시간당 3톤, 톤당 2위안 기준). 연간 석회석 비용: 약 55,000위안 상당 (시간당 275kg, 톤당 250위안 기준).
06 — 구현 시 주의 사항
제철소 회전로 배기가스 처리 관련 핵심 엔지니어링 및 운영 교훈
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배기가스 온도 및 SO₂ 변동은 주요 운영 위험 요소이므로 적응형 제어 및 용광로와 처리 장치 간의 통신이 필수적입니다. 주요 위험 요소는 배기가스 온도 및 SO₂ 농도 변동으로 인해 시스템 배출이 불안정해진다는 점입니다. 전기로 분진을 처리하는 제강 회전로의 경우, 분진 공급 원료의 아연 및 황 함량이 배치별로 다르기 때문에 소성로 출구에서 SO₂ 농도 변동이 크게 발생합니다. 분진 공급 원료 조성 또는 소성로 작동 온도 설정값 변경을 계획할 경우, 소성로 운영팀에서 처리 시스템 제어실로 사전 통보하는 공식 프로토콜을 마련하여, 농도 변화가 탈황 흡수기에 도달하기 전에 석회석 투입량을 선제적으로 조정할 수 있도록 해야 합니다. - ⚠️
상류 분진 전처리 장비 고장은 MGGH 열교환기의 오염 및 막힘을 쉽게 유발합니다. MGGH 입구에 온라인 PM 모니터를 설치하십시오. 두 번째로 확인된 위험은 상류 가스 분진 전처리 장비의 고장으로 인해 MGGH 열교환기로 유입되는 분진량이 증가하여 열교환기 통로의 오염 및 막힘이 점진적으로 발생하는 것입니다. MGGH 입구(MGGH 예냉 열교환기 입구 온도 감소 위치)에 온라인 PM 농도 모니터를 설치하고, 오염 속도가 유의미해지는 수준보다 낮은 경보 임계값을 설정하십시오. 경보가 울리면 MGGH 분진 분사 세척 시스템을 가동하고 상류 분진 전처리 장비의 오염량 증가 원인을 조사하십시오. 또한 MGGH 분진 분사 세척 시스템을 경보 발생 시에만 작동하는 것이 아니라 정상 작동 중에도 주기적으로 자동 작동하도록 구성하십시오. - ⚠️
생산 공정 배관 누수로 인한 폐수 유출 사고 발생 - 주간 배관 점검 의무화: 부식성 가스 환경과 넓은 온도 범위는 모든 접액 배관에 상당한 기계적 스트레스를 가합니다. 세 번째 위험은 생산 중 배관 누출로 인한 폐수 유출입니다. 모든 배관 이음매, 밸브 글랜드, 펌프 밀봉면, 신축 이음 벨로우즈 및 응축수 배수 연결부를 포함하는 주간 육안 검사 프로그램을 시행하십시오. 모든 표준 배관 단면 및 밀봉 부품에 대한 예비 부품 재고를 유지하십시오. 누출이 감지될 경우 비상 대응 절차에는 해당 구간을 즉시 격리하고 재가동 전에 하류 장비의 오염 여부를 검사하는 내용이 포함되어야 합니다. - ⚠️
부식성이 강한 가스로 인한 장비 및 덕트 부식은 구조적 강도를 저하시킵니다. 각 부분에 적합한 스테인리스강 등급을 지정하십시오. 네 번째로 확인된 위험은 부식성이 높은 가스와 덕트 환경이 장비의 구조적 강도를 점진적으로 저하시킨다는 것입니다. HCl, SO₂, HF, NaCl 알칼리 염과 산성 이슬점 위아래로 온도가 변동하는 응축수가 결합되어 다산성, 다염화물 부식 환경이 조성됩니다. 특히 MGGH 열교환기의 경우, 적절한 스테인리스강 등급(일반적으로 316L 또는 심각한 염화물 환경에는 듀플렉스 2205)을 선택하고, 침식-부식을 최소화하기 위해 가스 속도를 설계 범위 내로 설정하며, 슬러지 침전 속도를 줄이기 위해 덕트 유동 단면적을 최적화하는 것이 MGGH의 수명을 결정하는 핵심적인 재료 및 설계 요소입니다. 덕트 벽과 MGGH 튜브 벽의 두께 측정 검사는 3년 차부터 매년 실시하는 것이 좋습니다. - ⚠️
세척탑 순환수의 염화물 농도는 적극적으로 제어해야 합니다. 연속 전도도 분석기를 설치하십시오. 세척탑은 가스에서 염산(HCl)을 제거하여 순환수로 보냅니다. 순환수의 염화물 농도가 제어되지 않고 상승할 경우(적절한 배출 및 희석 없이 증발 농축으로 인해), 흡수 구동력이 감소하여 HCl 흡수 효율이 저하되고, 더 많은 HCl이 탈황조 흡수기로 유입되어 염화물 오염으로 석고 품질이 저하됩니다. 세척탑 순환수 루프에 연속 전도도 분석기를 설치하고, 염화물 농도를 20,000mg/L 이하(또는 석고 품질 요구 사항에 명시된 농도)로 유지하는 자동 배출 및 희석 제어 시스템을 구현해야 합니다.
07 — 공학적 핵심 사항
제철소 회전로 배기가스 처리 프로젝트에서 얻은 네 가지 교훈
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MGGH 열교환은 시설에서 폐열을 활용할 수 있을 때 백색 연기 제거에 가장 에너지 효율적인 접근 방식입니다. 증기 재가열과 전기 재가열 모두 백색 연기 제거를 위해 지속적인 에너지 비용을 발생시킵니다. MGGH는 대기로 배출될 폐열을 활용하여 에너지 부담을 연기 제거 자산으로 전환하며, 추가 연료 비용은 발생하지 않습니다. 철강, 비철금속 또는 세라믹 공장에서 처리 시스템 전 150°C 이상의 고온 소성로 배출가스가 발생하는 경우, 외부 에너지원을 사용하는 다른 재가열 방식을 고려하기 전에 경제적, 환경적 측면 모두에서 MGGH를 백색 연기 제거 기술로 우선적으로 검토해야 합니다. - 2
염산과 고농도의 SO₂를 모두 함유하는 가스 흐름을 처리하는 석회석 FGD 시스템의 경우, 세척탑의 HCl 사전 세척은 선택 사항이 아닙니다. 세척탑만 놓고 보면 초기 투자 비용, 설치 공간, 그리고 설비 복잡성을 증가시키는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 전체적인 맥락에서 보면, 세척탑은 석회석 FGD 슬러리를 염화물 오염으로부터 보호합니다. 염화물 오염은 SO₂ 흡수 반응에 악영향을 미치고, 석고 품질을 건축 자재 규격 이하로 떨어뜨리며, 궁극적으로는 FGD 슬러리를 유해 폐기물로 처리해야 하는 상황을 초래하여 석고를 제품으로 재활용할 수 없게 만듭니다. 2단계 세척탑과 FGD 설비를 결합한 구조는 모든 오염 물질을 동시에 처리해야 하는 단일 단계 시스템보다 총 수명 주기 비용이 낮습니다. 이는 일단 오염되면 제거하기 어려운 염화물 오염으로부터 FGD 슬러리를 보호하기 때문입니다. - 3
이 프로젝트에서 실제 성능과 설계 성능 간의 차이는 지능형 모니터링 및 적응형 제어의 중요성을 보여줍니다. 설계 성능: SO₂ 배출구 20 mg/Nm³ (TP3T 99.31 제거율), PM 배출구 5 mg/Nm³ (TP3T 751 제거율). 실제 성능: SO₂ 배출구 10 mg/Nm³ (TP3T 99.71 제거율), PM 배출구 3 mg/Nm³ (TP3T 901 제거율). 이 시설의 지능형 모니터링 플랫폼은 석회석 투입량, WESP 가동, 세척탑 순환량을 실시간으로 적응 조정하여 설계 기준치를 훨씬 상회하는 성능을 지속적으로 제공합니다. 이는 실시간 모니터링 및 적응형 제어 기능에 대한 투자가 단순히 운영 편의성을 높이는 것이 아니라, 설계 시스템 수준 이상의 규제 준수 여유를 확보하는 정량화 가능한 성능 향상 요소임을 입증합니다. - 4
2,800 mg/Nm³의 SO₂ 농도에서는 ≥99% 제거를 달성하기 위해 높은 칼슘-황 비율(1.05)과 높은 액체-기체 비율(22.8)이 요구됩니다. 표준 발전소 FGD 설계 매개변수는 적용되지 않습니다. 발전소 탈황 설비(FGD) 설계에서는 일반적으로 1,000~3,000 mg/Nm³의 SO₂ 유입 농도에 대해 칼슘-황 비율을 1.02~1.05, 액체/석고 비율을 8~15로 설정합니다. 그러나 2,800 mg/Nm³의 높은 SO₂ 유입 농도에서 99.31 TP3T를 20 mg/Nm³ 이하로 제거하려면 두 비율 모두 설계 범위의 상한선에 가깝게 설정하고, 일반적인 발전소 적용 사례에서 사용하는 3개 층 대신 4개 층의 분무를 적용하며, 슬러리 pH, 칼슘 석회석 비율, 석고 결정화 조건을 신중하게 최적화해야 합니다. 따라서 높은 SO₂ 유입 농도에서 제철소 회전로 탈황 설비의 설계 매개변수는 발전 부문 탈황 설비 설계 참고 자료를 단순히 복사하는 것이 아니라 독자적으로 최적화해야 합니다.
08 — 자주 묻는 질문
제강 회전로 분진 제거 및 탈황: 10가지 질문에 대한 답변
EU 산업안전보건법(IED)/네덜란드 활동지시(Dutch Activities Decree) 요건에 따라 초저배출 설비 개선을 계획 중인 제철소 및 전기로 분진 처리 시설의 환경 허가 관리자, 야금 엔지니어, 지속가능성 팀의 질문입니다.
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MGGH 통합형 제강 회전로용 분진 제거 및 탈황 설비부터 산업용 VOC 저감을 위한 재생 열산화 시스템저희 엔지니어링 팀은 가장 까다로운 철강 산업 배출 제어 요구 사항을 충족하는 EU IED(지능형 전자 장치) 규정 준수 솔루션을 제공합니다.
