[논문]시멘트 산업에서의 질소산화물 저감 기술 동향

서준형; 김영진; 조계홍; 조진상; 한경호; 윤도영

doi:10.7844/kirr.2020.29.6.114

시멘트 산업에서의 질소산화물 저감 기술 동향
Trend of Nitrogen Oxide Reduction Technologies in Cement Industry 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.29 no.6, 2020년, pp.114 - 124

서준형 (한국석회석신소재연구소) , 김영진 (한국석회석신소재연구소) , 조계홍 (한국석회석신소재연구소) , 조진상 (한국석회석신소재연구소) , 한경호 (광운대학교) , 윤도영 (광운대학교)

초록
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시멘트 산업에서 질소산화물 배출은 중요한 문제로 인식되고 있으며 이를 저감하는 기술은 공정변경, 단계적 연소, 저 NOx 버너, SNCR, SCR로 나눌 수 있다. 이중 시멘트 산업에서 가장 많이 사용되고 있는 SNCR 운영만으로는 향후 강화될 배출허용기준을 만족시키기 어려울 것이 예상되며 SCR 등의 추가적인 장비 개선 및 기술 확보가 필요한 상황이다. 이에 따라 최근에는 국외를 중심으로 SNCR 및 SCR 동시 적용 기술, 분진 및 탈질 필터 기술과 NO 산화를 이용한 제거기술 등을 개발하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the cement industry, NOx emission is recognized as an important problem, and NOx reduction technologies can be divided into process change, staged combustion, low NOx burner, selective non-catalytic reduction and selective catalytic reduction method. The operation of the selective non-catalytic reduction method, which is the most used in the cement industry, is expected to make it difficult to meet the emission standards to be strengthened in the future, and it is necessary to improve equipment such as SCR and secure technologies. Recently, we are developing technologies for simultaneous application of SNCR and SCR, dust and denitrification filter technology, and removal technology using NO oxidation.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Facilities of calciner with cement companies in South Korea
그림 Fig. 1. Schematic of calciner by combustion air supply type.
그림 Fig. 2. Schematic of calciner according to the shape and connection method of claciner-preheater.
그림 Fig. 3. Schematic of SCR and SNCR process.
표 Table 2. Achievable NOx reduction with various NOx control technologies
그림 Fig. 4. A typical geometry of structured De-NOx SCR catalysts.
표 Table 3. Comparison of characteristics for De-NOx SCR catalysts
그림 Fig. 5. Optional points for adding SNCR reducing agent.
표 Table 4. Summary results of foreign cement kiln companies using SNCR process
표 Table 5. Comparision of SNCR and ANCR

AI 본문요약
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문제 정의

이에 따라 현재 설치되어 있는 공정의 약품 투입량 증대, 약품 투입 위치 조정 등의 운영 개선을 진행하고 있으며, 최근에는 국외 시멘트 산업을 중심으로 분진 및 탈질 필터 기술과 NO 산화를 이용한 제거 기술 등을 개발하고 있다 ⁴⁾. 이에 본 고에서는 시멘트 소성 공정에서의 NOx 발생 및 저감 기술과 탈질 기술 중 대표적인 선택적무촉매환원법(Selective Non- Catalytic Reduction, 이하 SNCR)과 선택적촉매환원법 (Selective Catalytic Reduction, 이하 SCR)에 대한 국내외 기술 동향을 조사하여 탈질 효율 향상 방안에 대해 검토하였다.

성능/효과

를 달성하였다. Rohrdorf 공장은 로터리 킬른에서 파일럿시험을 거친 후 Tail-end SCR 공정을 적용한 결과 NOx 배출량은 800 mg/m³에서 200 mg/m³로 유지되었고, NH₃ 슬립량은 10 mg/m³ 이하로 감소하였다. 그리고 10, 000 시간 이상 가동 후에도 촉매 활성도는 90% 이상 달성하였다.

후속연구

그러나 현재 단계에서 국내 시멘트 공장에서의 SCR 설비 설치는 많은 어려움이 발생할 것으로 판단되며 이에따라 우선적으로 NOx 발생을 줄이는 기술(저 NOx 버너, FGR, 다단연소, 재연소 등)을 적극적으로 현장 설비에 적용하는 것이 필요하다. 그리고 배출허용기준이 강화되는 점을 고려하면 저감 효율을 향상하더라도 그 수준은 강화되는 배출허용기준을 만족하는 수준에 그칠 것으로 예상되기 때문에 추가적인 장비개선, SCR 기술 외 NO 산화 제거와 같은 다양한 NOx 제거기술 개발 확보가 필요할 것으로 사료된다.
이와 같이 시멘트 산업에서는 단기적으로는 시멘트 품질에 영향을 끼치지 않는 범위에서 NOx 발생을 줄이는 기술(저 NOx 버너, FGR, 다단연소, 재연소 등)을 적극적으로 현장 설비에 적용하고, 장기적으로는 저온 SCR 촉매 개발 및 SCR이나 SNCR과 같은 NOx 제어 설비에 추가적인 설비 및 기술을 도입해야 할 것으로 사료된다. 그리고 이러한 설비 및 기술 도입에 있어서는 다양한 종류의 NOx 제어 설비를 검토하고 사업장에 적합한 설비를 선정 후 설치하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
시멘트 산업에서의 NOx 저감 기술 및 동향을 분석한 결과 국내에서는 SNCR, 국외에서는 주로 SCR 공정을 도입하여 운영 중에 있지만 강화되는 환경 규제 목표에 기술적으로 대응하기에는 부족한 문제를 지니고 있어 최근에는 국외를 중심으로 전통 기술을 사용한 SNCR 및 SCR 동시 적용 융합 시스템 구현, 분진 및 탈질 필터 기술, NO 산화를 이용한 제거 기술 등이 개발되고 있다. 이와 같이 시멘트 산업에서는 단기적으로는 시멘트 품질에 영향을 끼치지 않는 범위에서 NOx 발생을 줄이는 기술(저 NOx 버너, FGR, 다단연소, 재연소 등)을 적극적으로 현장 설비에 적용하고, 장기적으로는 저온 SCR 촉매 개발 및 SCR이나 SNCR과 같은 NOx 제어 설비에 추가적인 설비 및 기술을 도입해야 할 것으로 사료된다. 그리고 이러한 설비 및 기술 도입에 있어서는 다양한 종류의 NOx 제어 설비를 검토하고 사업장에 적합한 설비를 선정 후 설치하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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