국내 코크스 오븐의 질소제거 분야에서는 기술적 혁신이 시급하다. 기술 혁신을 통해 기업은 경제적 이익을 얻을 수 있다

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이 게시글은 마지막으로 angryant가 2016-8-2 19:30에 수정했습니다. 중국 코크스 제조업 협회의 전문가인 정문화에 따르면, 현재 전국에는 600곳 이상의 코크스 공장이 있으며, 지난해의 코크스 생산량은 4억 4,780만 톤이었습니다.최근 몇 년간 국내 코크스 공장의 코크스 오븐 연도가스 내 NOx 평균 농도는 약 650mg/Nm3입니다.만약 이러한 연기가 **코크스 산업의 NOx 배출 기준(일반 지역은 500 mg/Nm3, 특별 지역은 150 mg/Nm3)을 충족한다면, 평균 농도인 450 mg/Nm3로 계산했을 때 매년 약 26.5만 톤의 NOx를 줄일 수 있습니다. 이는 전국 산업계의 질소산화물 배출량의 1.9%에 해당하는 수치입니다(《전국 환경 통계 공보(2014년)》에 따르면 산업계의 질소산화물 배출량은 1,404.8만 톤입니다).　　이를 바탕으로 일부 전문가들은 현재의 생산 능력대로 코크스 산업의 모든 코크스 용광로에 탈질 장치를 설치할 경우, 시장 규모는 약 200억 위안에 달할 것으로 예상하고 있습니다.　　하지만 거버넌스 기술 측면에서는 업계에 아직 약점이 존재합니다.알려진 바에 따르면, 현재의 기술 수준에서는 먼지 제거와 황산화물 제거를 각각 처리하는 기술이 비교적 성숙해 있어, 규정 기준에 부합하는 배출이 가능하다.대부분의 코크스 오븐에서는 질소산화물(NOx) 제거 측면에서 새로운 기준을 충족시키기가 매우 어렵으며, 기존의 탈질 기술로는 더 이상 시장의 요구를 충족시킬 수 없습니다.　　“현재, 우리나라의 코크스 산업에는 개발되어야 할 큰 탈질 시장이 있습니다.국내 환경보호 관련 기업들에게 이는 기회이자 동시에 도전이며, 더욱 강화된 연구개발을 통해 우수한 기술을 확보하여 더 큰 시장을 개척해 나가야 합니다.”업계 관계자들은 말했다.　　기존 기술은 적용될 수 없으며, 기준을 충족하는 기술의 개발이 시급하다. 기존의 탈질 기술로는 코크스 오븐의 탈질 요구를 충족시킬 수 없다.코크스 오븐의 연도가스는 탈질 처리를 하기 전의 온도가 일반적으로 180℃~300℃인데, 이는 기존의 탈질 기술에서 요구되는 온도보다 낮습니다. 또한 코크스 오븐의 연도가스에 포함된 오염물질의 성분도 석탄 발전소의 연도가스와는 다릅니다. 기자가 알아본 바에 따르면, 현재 석탄 발전소에서 사용되는 연도가스 탈질 기술은 상당히 성숙해 있으며, 주로 건식, 반건식, 습식의 3가지 방식으로 나뉩니다.그중 건식 공정에는 선택적 촉매 환원(SCR)법, 비선택적 촉매 환원(SNCR)법 등이 있으며, 반건식 공정에는 활성탄을 이용한 탈황·탈질법 등이 있고, 습식 공정에는 오존 산화 흡착법 등이 있다.　　그러나 업계의 연구 결과에 따르면, 석탄발전 분야에서 사용되는 위와 같은 탈질 기술들은 코크스 오븐의 탈질 요구를 충족시킬 수 없으며, 코크스 오븐의 효율적인 탈질을 실현할 수도 없다.주로 3가지 이유가 있습니다.먼저, 코크스 오븐의 연도가스는 탈질 처리를 하기 전에 그 온도가 일반적으로 180℃~300℃입니다. 반면, 석탄 화력 발전소의 연도가스의 경우 탈질 처리 전 온도는 300℃~450℃입니다. 따라서 코크스 오븐의 연도가스의 온도는 기존의 공정에서 요구되는 온도 조건과 맞지 않아, 코크스 오븐의 연도가스를 탈질하는 데 있어서 일부 기술들의 적용이 어려워집니다.　　둘째, 코크스 오븐에서 나오는 연기의 오염물질 성분은 석탄 발전소의 연기와는 다릅니다. 석탄 발전소의 연기에는 SO2 함량이 높고 NOx 함량은 낮은 반면, 코크스 오븐에서 나오는 연기에는 NOx 함량이 높고 SO2 함량은 낮습니다. 또한, 이 연기에는 타르, 황화수소(H2S), 일산화탄소, 메탄, 유리탄소와 같은 성분들도 포함되어 있습니다. 이러한 특성 때문에, 고황저질소 연기 처리에 적합한 활성탄을 이용한 탈황·탈질 방법과 같은 기술들은 코크스 제조 산업에서는 적용하기 어렵습니다.　　셋째, 코크스 오븐의 굴뚝 내부는 반드시 130℃ 이상의 온도를 유지해야 합니다(코크스 제조업계에서는 이를 ‘굴뚝의 열적 준비 상태’라고 부릅니다). 송풍기에 문제가 생겼을 때에도 코크스 오븐의 굴뚝이 여전히 안정적인 압력 조건을 제공함으로써 코크스 제조 공정에 지장을 주지 않도록 해야 합니다. 그렇기 때문에, 연소 온도가 너무 낮은 습식 공정은 코크스 제조업계에서 활용되는 데 제약이 있습니다.　　“현재 국내에는 20여 개의 기업이 코크스 오븐에서 발생하는 연기의 이산화황 및 질소산화물 제거 기술을 개발하고 있습니다. 전통적인 질소산화물 제거 기술이 코크스 오븐 산업에서 직면하는 한계점들을 해결하기 위해 연구개발에 힘쓰고 있으며, 이를 통해 시장의 요구를 충족시키고 가능한 한 더 큰 코크스 오븐 질소산화물 제거 시장을 확보하고자 합니다.”업계 관계자에 따르면, 일부 기업은 코크스 공장을 운영하는 기업들이 설립한 처리 전문 기업이며, 또 다른 기업들은 코크스 오븐에서 발생하는 연기를 처리하는 데 특화된 제3자 처리 회사들입니다. 각각의 회사들은 고유한 장점을 가지고 있습니다.　　기업을 중심으로 전통적인 탈질 기술의 한계를 극복하고 있습니다. 기업들은 촉매제(첨가제)를 공동으로 개발하여, 일반적인 바나듐-티타늄 계열 촉매와 함께 사용함으로써 코크스 오븐에서 저온 상태에서도 탈질이 가능하도록 했습니다. 또한 연소 가스의 동시 처리도 가능해졌으며, 더 큰 시장을 개척하기 위한 노력도 활발히 진행되고 있습니다. “현재, 국내의 여러 기업들이 코크스 오븐 산업에서 발생하는 전통적인 탈질 기술의 한계를 해결하기 위해 연구개발에 매진하고 있으며, 이미 다양한 수준에서 성과를 거두고 있습니다.””정문화는 일부 기업들이 코크스 오븐의 연도가스 온도인 180℃~300℃에 적합한 저온 탈질 기술을 개발하려고 시도하고 있다고 소개했습니다.예를 들어, 중제교내(다롄)공정기술회사는 “건식/반건식 탈황 + 저온 탈질 및 먼지 제거를 위한 열분해 통합 기술”을 개발했습니다. 베이징수강국제공정기술회사는 “저온 촉매식 탈질 + 잔열 회수 활용 + 습식 탈황 및 먼지 제거 통합 기술”을 개발했습니다. 청두국화환경보호과학회사는 “신형 촉매식 탈황 기술 및 저온 SCR 탈질 기술”을 개발했습니다.　　“위에서 언급한 기술 공정들 중 일부는 이미 산업화되어, 코크스 오븐에서 효율적이고 안정적으로 질소산화물을 제거할 수 있게 되었습니다. 관련 기업들은 이 기술을 시장에 선보이기 위해 활발히 노력하고 있습니다.일부는 중간 시험 단계에 진입했습니다.”정문화는 더욱 자세히 설명하며, 중예교내의 기술은 이미 산업화되었다고 말했습니다. 베이징 수강인터내셔널 엔지니어링 회사의 기술도 중간 시험을 통과했으며, 청두 국화환경보호과학기술회사가 개발한 기술도 중간 시험을 통과했지만, 아직 산업화될 단계에 이르지는 못했습니다.　　알려진 바에 따르면, 중예자오내이가 개발한 코크스 오븐의 이황화물 및 질소산화물 제거 기술은 《세계금속지》에 의해 2015년 ‘세계 철강산업의 10대 주요 기술’로 선정되었으며, 이는 코크스 생산 분야에서 질소산화물 제거라는 중대한 돌파구가 마련된 것으로 평가받고 있습니다.실제로, 중예교내의 탈황·탈질 기술은 철강 분야의 코크스 오븐 처리에 활용될 뿐만 아니라, 독립적인 코크스 공장의 요구도 충족시킬 수 있습니다.　　정문화는 중예교내가 관련 연구기관과 협력하여 특수한 촉매 보조제(첨가제)가 포함된 촉매 공식을 개발했다고 설명했습니다. 이 촉매를 사용하면 일반적인 바나듐-티타늄계 촉매도 코크스 오븐의 연도가스 온도가 180℃~300℃인 조건에서도 활성성, 선택성, 안정성을 유지할 수 있으며, 중독되기 어렵고 효율적으로 질소산화물을 제거할 수 있습니다.　　“우리가 개발한 장치는 코크스 오븐의 연도 가스에서 황제거, 먼지제거, 질소산화물제거를 동시에 수행합니다.현재, 보강 잔장 철강 코크스화 공장, 산동 티엑슝 신사 코크스화 공장 등 여러 프로젝트에서 코크스 오븐의 연도가스 정화가 이루어지고 있으며, 이를 통해 산업화가 실현되고 있습니다.” 중야오나이 교수급 고급 엔지니어인 윤화가 설명했습니다.　　“하지만 위에서 언급된 기업들은 기술의 산업화나 성과의 확산 등 측면에서 더욱 노력을 기울여, 코크스 오븐 탈질 산업의 발전을 촉진해야 합니다.”업계 관계자들은 말했다.배경 자료: “빙하기” 상황에서는 정책적 지원을 통해 시장이 건전하게 발전할 수 있도록 해야 합니다. 환경 보호를 위한 보조금 정책을 도입하고, 다양한 방식으로 신기술을 보급해야 합니다. 일부 기업들은 경제적 압박 때문에 입찰 과정에서 품질은 고려하지 않고 단지 가장 낮은 가격을 제시하는 곳에 낙찰을 주는 경향이 있습니다. 이로 인해 저품질의 기술과 장비들이 환경 보호 관련 시장에 유입되고 있습니다.” 중예교내 교수급 고급 엔지니어인 윤화는 최근 시장 개척 과정에서 이와 같은 현상을 자주 목격했습니다. 일부 소규모 회사들이 건설한 탈황·탈질 공정들은 공정 자체가 신뢰할 수 없을 뿐만 아니라, 장비도 조악하게 제작되어 있었습니다. 그로 인해 짧은 시간 만에 장비가 심하게 부식되어 폐기되는 경우가 많아 큰 낭비가 발생했습니다.　　“최근 2년간 철강 산업과 같은 상하류 산업의 침체 영향으로, 코크스 제조업체들의 이익률이 예전만 못해졌습니다.많은 소유주들은 환경 보호 시설을 설치하자는 **촉구에 동참하고 싶어 하지만, 경제적 부담이 너무 커서 오염물질 처리를 위한 자금을 마련하기 어렵고, 탈황·탈질 장치를 설치하는 것도 힘든 상황입니다.”업계 관계자들은 이렇게 생각합니다.　　이에 윤화는 코크스 오븐의 탈황·탈질 과정에서 발생하는 부산물이 적다는 점을 고려할 때, 코크스 제조 기업들이 환경 보호 시설을 구축하고 운영하는 데 경제적 비용이 많이 들고 수익은 적다고 지적했습니다. 따라서 **전력 산업의 사례를 참고하여 환경 보호 보조금 정책을 도입할 것을 제안합니다. 즉, 처벌 대신 보상을 주거나, ‘보상과 처벌을 명확히 구분’하는 방식입니다.실제로 배출 감축을 원하는 기업들이 코크스 산업의 ‘빙하기’를 극복할 수 있도록 도와주어, 더 많은 기업들이 성숙하고 효율적인 기술을 활용할 수 있게 합니다. 동시에 시장의 활력을 높이고, 시장이 건전하게 발전할 수 있도록 이끕니다.　　“엔지니어링 회사도 발주처가 선택할 수 있는 다양한 협력 모델을 제공하여, 투자를 줄이면서도 성숙한 기술을 확보할 수 있도록 도와야 합니다.”윤화는 귀주 친괴 티엔넝의 이산화황 및 질소산화물 제거 프로젝트를 예로 들며, 해당 지역에서는 기업의 청정 생산에 매우 큰 관심을 가지고 적극적으로 지원한다고 설명했습니다. 여러 차례의 검토 끝에 입찰을 통해 중예자오내이를 해당 프로젝트의 서비스 제공업체로 선정했습니다.이 프로젝트는 EPC 총괄 계약 방식을 채택하여, 총비용 면에서 더 큰 할인을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 코크스 제조 기업들이 건설 과정에 너무 많은 에너지를 쏟지 않고도 일상적인 관리에만 집중할 수 있게 해줍니다.현재 이 프로젝트는 긴박하게 건설되고 있습니다.“총괄건설(EPC) 방식 외에도, 설계-공급(EP) 방식은 시공 능력이 있는 발주자에게는 의심할 여지 없이 더 경제적인 선택입니다.”윤화는 더욱 자세히 설명하며, 위와 같은 전통적인 협력 방식 외에도, 최근에 발전해온 BOT(건설-운영-양도) 방식도 급한 문제를 해결하고 발주자와 계약자의 재정적 부담을 줄이는 데 효과적인 방법이라고 말했습니다.