초록 ▼

최종목표 가스화공정 집진용 1500mm급 세라믹필터를 개발하여 가스온도 300℃이상의 Pilot 실험장치를 이용, 3개월 이상 내구성능 목표 달성
개발내용 및 결과
독창적인 제조기술로 통기성이 높고 압력손실이 낮은 다공성 세라믹필터를 제작하여 표면에 미세입자를 코팅, 분진 여과효율을 높였으며 벤츄리를 일체화한 금속캡을 적용, 고압의 탈진공기 유도를 통해 탈진성능과 내구수명을 연장할 수 있도록 개발하였음. 지지층의 강도를 유지하면서 두께를 줄여 설치와 이동이 간편한 고효율 저비용 구조의 시제품을 제작하고 상용 하수슬러지 소

최종목표 가스화공정 집진용 1500mm급 세라믹필터를 개발하여 가스온도 300℃이상의 Pilot 실험장치를 이용, 3개월 이상 내구성능 목표 달성
개발내용 및 결과
독창적인 제조기술로 통기성이 높고 압력손실이 낮은 다공성 세라믹필터를 제작하여 표면에 미세입자를 코팅, 분진 여과효율을 높였으며 벤츄리를 일체화한 금속캡을 적용, 고압의 탈진공기 유도를 통해 탈진성능과 내구수명을 연장할 수 있도록 개발하였음. 지지층의 강도를 유지하면서 두께를 줄여 설치와 이동이 간편한 고효율 저비용 구조의 시제품을 제작하고 상용 하수슬러지 소각설비를 대상으로 10Nm³/h 규모 배가스를 처리할 수 있는 Pilot시스템을 기존 여과집진기 전단에 설치하여 300℃이상의 고온에서 여과효율 99.99%, 3개월 이상 장기 연속운전을 수행하였음
기술개발 배경
발전설비인 IGCC, PFBC 의 석탄분진 집진공정에는 후단설비의 보호를 위해 고온분진을 여과하는 세라믹필터가 사용되고 있으며, 대표적인 제품은 전량 수입제품인 Pall사의 캔들형 세라믹필터임. 그러나 필터자체의 통기성이 낮아 높은 압력손실이 단점으로 지적되며 필터 설치 시 기밀구조의 취약성, 필터지지체의 두께(10mm)로 인한 역세 탈진효율 저하가 제품의 장기내구성 유지를 방해하고 있고 높은 금형비용으로 제작단가가 높아 일반 산업공정에 사용할 수 없었음. 다량의 분진과 고온의 연소 배가스가 발생하는 공정에서 설비의 화재를 방지하고 보일러 후단설비를 보호하면서 열에너지의 회수를 요구하는 산업공정에 적용 가능한 고온용 필터의 개발이 시급히 요구됨.
핵심개발 기술의 의의
100% 순수 국산기술로 제품생산 시 해외기술 로열티가 없으며 촉매필터로 개발 시 분진과 유해가스를 동시에 처리하는 기능을 부여할 수 있다.
낮은 압력손실로 운전이 가능하고 높은 세척효율로 수명이 연장되며 금형의 마모로 제작비용이 높아지는 문제가 발생하지 않으므로 대량생산이 가능하여 고가의 수입산 제품을 대체할 수 있다. 특히 기존 여과집진 시스템을 개조하여 사용할 수 있어 설비투자비를 줄일 수 있고 발전설비의 연소공정에 직접 연결하여 다량의 고온분진을 제거할 수 있으므로 설비 후단의 부품 마모와 손상을 예방할 수 있다.
적용 분야
개발제품은 석탄화력발전, 보일러, 소각로, 화학공정 배가스 등 폭넓은 시설의 배기가스 정제용 필터로 시장적용이 가능하며 고온의 가스화공정 선진국인 미국, 유럽을 비롯하여 발전플랜트 수요가 급격하게 팽창하는 중동지역에 수출이 가능하다.
1)IGCC, PFBC, Bio mass, 하수슬러지폐기물 가스화연소공정 집진설비
2)경유, Bunk-C유 보일러 및 디젤엔진 발전 배가스 집진설비
3)제철제강, 소각로 등 고온의 복합가스 정제 및 열에너지 회수설비용

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 2
• 1. 일반 현황 ... 2
• 2. 기술개발 개요 ... 2
• 3. 개발결과 요약 ... 3
• 4. 기술 및 경제적 성과 ... 4
• 5. 파급 효과 및 기대 효과 ... 4
• 6. 해당 기술, 제품의 시장 현황 ... 4
• 7. 제품사진 (기술개발 제품 관련 사진, 그림, 도면 등) ... 5
• <기술개발사업 주요 연구성과> ... 6
• 목 차 ... 10
• 제 1 장 서 론 ... 12
• 제 1 절 과제의 개요 ... 12
• 제 2 절 기존의 제품과 제조 공정 ... 13
• 제 3 절 기존의 제품과 차별성 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 15
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 15
• 1. 최종목표 ... 15
• 2. 최종목표의 평가방법 ... 16
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 17
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 18
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 19
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 20
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 20
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 20
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 22
• 가. 세라믹필터의 제작설계 ... 22
• 나. 세라믹필터의 코팅기술 확보 ... 25
• 다. 기계적 특성평가 ... 28
• 라. 벤츄리 일체형 세라믹필터 시제품 개발 ... 31
• 마. 개발필터의 집진성능 및 장기 내구특성 평가 ... 38
• 바. 개발필터의 고온집진성능 특성평가 ... 47
• 사. 개발필터의 Pilot 집진장치 장기 내구성평가 ... 56
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 66
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 68
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 69
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 70
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 71
• 부 록 : 시험성적서, 도면, 설계도 등 ... 72
• 끝페이지 ... 77