(제목 : 연소 배가스를 이용한 알칼리(염색)폐수 중화공정개발)

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1 (제목 : 연소 배가스를 이용한 알칼리(염색)폐수 중화공정개발)
Seeone co., ltd cover 이산화탄소(CO2) 저감기술개발 시범적용사업 설명회 (제목 : 연소 배가스를 이용한 알칼리(염색)폐수 중화공정개발) 2005 (주)시원기업

2 GREETING Seeone co., ltd www.see1.co.kr
㈜시원기업은 1997년 3월 1일에 창립하여 환경 및 에너지분야의 산업설비 설계용역과 제작 및 시공설치를 전문으로 운영하는 벤처기업으로서 여러분야의 시공실적의 향상 및 증대와 연구개발에 투자한 성과에 힘입어 새로운 변화와 개혁을 모색하여 회사의 변모를 꾀하고자 합니다. 여러 기술개발품중 금번에 산업자원부, 에너지관리공단, 한국에너지기술연구원, 시원기업이 연구개발한 “연소가스중 이산화탄소의 알칼리폐수 중화기술”을 시범사업화하여 에너지분야의 석유판매업과 환경분야의 탈황, 지구온난화물질인 이산화탄소제거, 알칼리폐수중화처리기술을 동시에 접목하는 사업을 체계화하여 에너지와 환경, 청정기술분야에 영역을 넓히고자 합니다. 그 동안 쌓아온 기술력과 국산신기술(KT), 특허, 에너지절약우수제품선정, 조달우수제품인증, 대한민국녹색경영대상 우수상 수상등 환경분야 첨단기술회사로서 역량과 경험을 기반으로 완벽한 시공을 위해 만반의 준비를 갖추고 있으며 신규사업을 감히 제안하여 봅니다. 많은 참여와 관심 및 고견을 부탁드리며 건강하십시요. 감사합니다. 2005년 주식회사 시원기업 대표이사 김 로 중

3 INTRODUCTION Seeone co., ltd www.see1.co.kr 회 사 명
대표 이사 김 로중 (KIM NOR JUNG) 설립일시 1997년 3월 1일 직원수 총 7명(영업 및 경영지원 : 2명, 생산 및 개발 : 5명) 자본금/매출액 500백만원 / 888백만원 금융기관 우대사항 국산 신기술(KT) 인증 (’99. 4.) 특허, 실용신안, 상표, 서비스표 다수 등록 조달 우수제품 인정 (’00. 9.) 산학연 협력 합의 (서울산업대학교 ’01. 6.) 에너지 절약우수제품 선정 (’ ) 벤처기업 등록 (’ ) 과학기술부 장관 표창(신기술개발, ’ ) 특허청장 표창(제39회 발명의날, ’ ) INNO-BIZ 확인서 취득(중소기업청, ’ ) 본사 / 공장 서울시 금천구 가산동 벽산디지털밸리2차 819호 전화 / 전송 ~3 / H.P / /

4 기술개발의 개요 Seeone co., ltd www.see1.co.kr ◇ 기존 염색폐수 처리공정
- 염색폐수 중 NaOH 농도 : ,000 ppm - 중화제로 공업용 황산 사용 ◇ 기존 공정의 문제점 - 황산이용에 따른 재료부식, 저장 및 운송장애, 독성 등 - 과잉 황산사용에 의한 NaOH 재투여 문제 ◇ 본 연구의 특징 - 연소 배가스 중의 CO2를 알칼리 폐수 중화제로 사용 - 지구온난화 방지를 위한 경제적인 CO2 이용 기술 - 고유황 B-C OIL(S:4.0%) 사용 가능 - 대기 및 수질오염 동시제거 기술

5 기술개발의 필요성 Seeone co., ltd ◇ 산업체 적용 가능한 이산화탄소의 이용기술개발
기술개발의 필요성 ◇ 산업체 적용 가능한 이산화탄소의 이용기술개발 ◇ 염색폐수 중화제인 공업용 황산의 대체 활용 (황산 220톤/일  CO2 200톤/일) ◇ 에너지 다소비 시설로부터 이산화탄소 회수 ◇ 경제적인 기후변화협약 대응기술 개발 ◇ 분진 및 황산화물, 질소산화물 동시 제거 ◇ 온실가스 제거(탄소세 부가에 대한 대체 기술)

6 연소가스중 이산화탄소의 알칼리폐수 중화기술
Seeone co., ltd 연구개발의 개요 연구개발 명칭 연소가스중 이산화탄소의 알칼리폐수 중화기술 연구기간 3년 ( ~ ) 주관기관 산업자원부 / 에너지관리공단 연구기관 한국에너지 기술 연구원 참여기관 ㈜시원기업 연구비용 615 백만원(정부 : 435백만원, 시원기업 : 180백만원) 책임연구원 정수현 박사 참여자 김상국 박사, 김성수 박사, 김지수 박사, 이재균 연구원, 김노중 기술사 현장 적용실험 서도염직(대구 비산연색단지) Pilot 실험(20T/D) 향후 추진계획 - ETDP 사업에 의한 현장적용 - 참여기업 보유기술과 연계한 설계 - Pilot 상세설계, 현장설치 및 시운전

7 연소 배가스를 이용한 알칼리폐수 중화공정개발 시범사업
Seeone co., ltd 시범적용사업의 개요 연구개발 명칭 연소 배가스를 이용한 알칼리폐수 중화공정개발 시범사업 연구기간 2년 ( ~ ) 주관기관 산업자원부 / 에너지관리공단 연구기관 한국에너지기술연구원 참여기업 ㈜시원기업 적용기업 유한염직㈜ 기술개발사업비 712 백만원(정부 : 503, 시원 : 71, 유한 : 138) 책임연구원 정수현 박사 현장 적용실험 유한염직(대구 3공단내) 상업화 실증설비(10T/H) 향후 추진계획 - ETDP 사업에 의한 현장적용 실험, 설계자료 확립 - 알칼리폐수 배출공정 적용확대, 대형 탈황공정 적용 - 중국 및 동남아 기술 수출, 현장 적용 상담

8 온실가스의 종류 Seeone co., ltd – 석탄 . 석유 및 천연가스등의 화석연료 연소 ◇ 메탄
온실가스의 종류 ◇ 이산화탄소 – 석탄 . 석유 및 천연가스등의 화석연료 연소 ◇ 메탄 – 자연발생 . 천연가스나 매립지가스 ◇ 아산화질소 – 비료사용 . 산업활동 . 자동차배가스 ◇ 프레온가스 – 냉장고 . 에어컨 . 오존층 파괴 ◇ 수소불화탄소와 과불화탄소 – 프레온가스 대체물질 . 냉매 . 소화기

9 Seeone co., ltd 온실가스 배출량

10 온실가스별 배출구성 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 이산화탄소 농도 1991년 – 360ppm
기온 변화 1960~65년 – 평균 11.5도 1995~2000년 – 평균 12.9도

11 저황유외 연료 및 고체연료사용승인등에 따른 업무처리지침
Seeone co., ltd 관련법규 및 배출허용기준 * 관련법규 및 고시 법규 및 고시 내 용 비 고 대기환경보전법 제8조 대기배출허용기준 환경고시 제 호 청정연료등의 사용에 관한고시 저유황지역고시 환경부 예규 제203호 저황유외 연료 및 고체연료사용승인등에 따른 업무처리지침 고유황유 사용승인 * 배출허용기준 오염물질 배출시설 배출허용기준 ~ ’ ’ ~ 먼지 6,000~30,000㎥/hr 30,000~200,000㎥/hr 100 (4) ppm 이하 50 (4) ppm 이하 80 (4) ppm 이하 황산화물 (SO₂로서) 저유황 % 이하 저유황 % 이하 저유황 % 이하 540 (4) ppm 이하 270 (4) ppm 이하 180 (4) ppm 이하 ※ 고유황 (S : 4.0%) 사용시 황산화물 약 2,000ppm 배출

12 염색폐수 유입농도 및 배출허용기준 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 구 분 원폐수 농도 배출허용기준치
구 분 원폐수 농도 배출허용기준치 PH 11 ~ 13 5.8 ~ 8.6 COD(mg/l) 400 ~ 450 90 BOD(mg/l) 300 ~ 350 80 색도(Unit) 800 ~1200 400 온도(℃) 30 ~45 40

13 Seeone co., ltd 실험실 알칼리폐수 중화시스템

14 Seeone co., ltd 이산화탄소 사용시 NaOH 중화특성

15 알칼리폐수 중화기술 공정도 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 원폐수 DRUM SCREEN STACK
PH:11~13 T:40℃ Q:2000t/d DRUM SCREEN SO₂:20ppm이하 STACK 60℃ 500ℓ/h 120N㎥/min 보일러 INDUCED FAN 흡수세정시설 BC-OIL T:60℃ S:4.0% T:200℃ SO₂:2000ppm AERATION BLOWER T:45℃ T:45℃ 중화조 VENT SO₂:1ppm이하 PH:7~8 T:45℃ 집수조

16 NaOH＋HCO3- ＋H+→NaCO3＋H2O
Seeone co., ltd 이산화탄소의 알칼리폐수 중화기술 공정개념 DUST, SO₂, CO₂ 보일러 선회류식 흡수세정시설 NaOH＋HCO3- ＋H+→NaCO3＋H2O 2NaOH＋SO2＋O2→Na2SO4＋H2O SCREEN pH : 7 pH : 12~13 NaOH 염색공정 집수조 신기술 중화조 후속공정

17 기존 기술과 장단점 비교 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 구 분 기존기술 신규개발기술 공정 개요
구 분 기존기술 신규개발기술 공정 개요 보일러 →집진기 →세정탑 →배기 집수조 →중화조 →침전조 보일러→흡수세정 →다단포기중화조 →배기 반응식 2NaOH＋H2SO4 →Na2SO4 ＋2H2O NaOH＋CO2→NaHCO3 NaOH＋2SO2＋O2→2Na2SO4＋2H2O 대기분야 o.집진기(Cyclone, Bag Filter) 사용 o.세정탑(Wet Scrubber) 사용 o.DUST 및 Sox 동시제거 (4.0% 고유황 사용가능) o. CO2 제거(탄소세 규제대응) o.지구 온난화 방지(온실가스 제거) 수질분야 o.중화약품(황산) 사용/ 설비 부식 o.pH조정 불안정 o.미생물 활성에 악영향 o.pH 조정 안정성 확보 o.중화 약품 사용 중지 o.설비 부식예방 기타분야 o.보조 약품 사용 o.슬러지 발생량 증대 o.미생물 활성 의한 수질 개선 o.보조약품 사용 감소 o.슬러지 발생 감소 예상투자비 250 백만원 450 백만원(세정, 신규 중화조) 예상절감비용 - 200 백만원 * 연료사용량 : 10억 / 년 기준

18 염색업체 예상연료 사용량 및 에너지비용 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 규모별 B-OIL
사용량(㎘/년) 업체수 평균사용량 (㎘/년) 연료 사용량 (103㎘/년) 에너지비용 (억원/년) 염색조합 비회원사 소계 1종 사업장 5000이상 21 31 52 7500 390 1326 2종 사업장 1000~5000 131 196 327 3000 981 3335 3종 사업장 500~1000 82 123 205 750 153 522 4종 사업장 100~500 77 115 192 300 57 193 5종 사업장 100이하 71 106 177 75 13 45 합 계 382 571 953 1594 5421 ※ 염색조합회원사 : 40%, 비회원서 : 60% 예상 기준임 ※ B-OIL 단가 : 340원/ℓ

19 염색업체 예상폐수 발생량 및 황산 사용량 Seeone co., ltd www.see1.co.kr 규모별 폐수배출량(m3/D)
업체수 평균폐수배출량 (m3/D) 총폐수 배출량 (103 m3/D) 황산사용량 및 비용 (TON/D)(억원/년) 염색조합 비회원사 소계 1종 사업장 2000이상 21 31 52 3000 156 250(77.4) 2종 사업장 700~2000 131 196 327 1350 441 706(219.1) 3종 사업장 200~700 82 123 205 450 92 147(45.7) 4종 사업장 50~200 77 115 192 125 24 38(11.9) 5종 사업장 50이하 71 106 177 30 5 8(2.6) 합 계 382 571 953 718 1149(356.7) ※ 염색조합회원사 : 40%, 비회원서 : 60% 예상 기준임 ※ 황산사용량 : 1.6kg/m3, 단가 : 94원/kg

20 염색공장(○○염직) 사례검토 Seeone co., ltd ◇ 보일러 및 폐수처리장 규모 www.see1.co.kr
설 비 명 용 량 대 수 용 도 비 고 증기 보일러 10 t/hr 1 Steam 생산 BC-OIL (S:0.3%) 열매체 보일러 150만 Kcal/hr 텐터 가열 LPG 폐수처리장 800 t/d 염색 폐수처리 중화제 : 황산 ◇ UTILITY 사용량 구 분 연 료 전 력 폐 수 평균 사용량 9,000 ℓ/d 115 ㎿h/d 650 t/d (최대 : 800 t/d) 비고 BC : 3000 ㎘/Y 황산 : 300 t/Y

21 염색폐수 중화 경제성 검토 Seeone co., ltd ◇ 예상절감 비용 www.see1.co.kr ◇ 년도별 경제성 비교
구 분 사용량 기존시설 신규시설 비 고 BC-OIL 3,000 kℓ/Y 1,035,000 876,000 4.0% = 292원/ℓ 0.3% = 345원/ℓ 황산 300 t/Y 25,500 - 98% = 85원/Kg 전력(소비) 10,800 17,280 기존 = 25kw 신규 = 40kw 합계(절감) 1,071,300 893,280 ▽ 178,020천원/년 ◇ 년도별 경제성 비교 단위 : 천원 구 분 D-1년차 D-2년차 D-3년차 D-4년차 D-5년차 D-6년차 D-7년차 D-8년차 투자비 21,375 90,000 절감비용 178,020 실제 절감액 156,645 79,020 ※ 에너지 비용 합리화 자금 사용시 (3년 거치 5년 분할 상환, 이율 : 4. 75%) 예상투자비 : 450,000 천원

22 알칼리폐수 중화공정 실험사진 Seeone co., ltd 연구소 실험장치 서도염직 Pilot Plant
알칼리폐수 중화공정 실험사진 연구소 실험장치 서도염직 Pilot Plant

23 유한염직(대구) 설치현장 사진 Seeone co., ltd 폐수처리장(650 T/D) BOILER(BC-OIL:0.3%)
유한염직(대구) 설치현장 사진 폐수처리장(650 T/D) BOILER(BC-OIL:0.3%)

24 Seeone co., ltd 유한염직(대구) 설치현장 사진 중화설비 전경 ( )

25 선회류식 흡수세정장치의 원리 Seeone co., ltd ▣ 원리
선회류식 흡수세정장치의 원리 ▣ 원리 SCREW 형태의 안내깃(GUIDE VANE)에 의해 선회류를 형성한 다음 선회류 중심부에 SRAY NOZZLE을 설치하여 세정액을 분무함으로서 원심력에 의한 분진의 비중차 분리와 회전유체의 균일한 혼합, 흡수, 세정효과를 극대화한 장치이다.

26 Seeone co., ltd MULTI-SCRONE 의 종류 원통형 원추형 벤츄리형 향류형

27 충진식/선회류식 세정장치 비교 Seeone co., ltd 구 분 www.see1.co.kr 충진식 세정탑
구 분 충진식 세정탑 (PACKING TOWER) 선회류식 세정장치 (MULTI-SCRONE) 겉보기 유속(m/sec) 0.3 ∼ 2.0 1.0 ∼ 10.0 액기비(ℓ/㎥) 2.0 ∼ 5.0 1.0 ∼ 7.0 압력 손실(mmAq) 150 ∼ 400 50 ∼ 150 포집가능 입자경(㎛) ∼ 1.0 ∼ 0.5 에너지비용(전력비) 150 ∼ 250 100(기준) 장. 단점 효율 양호 압력손실,전력소모 과다 SCALE형성, 청소 잦음 편류 및 월류현상 발생 효율 탁월 유지관리 용이 압력손실,전력소모 적음 설치공간 협소

28 현대자동차 선회류식 세정장치 사례 Seeone co., ltd 1. 개요 : 현대자동차 전착도장 OVEN의 VOC와 매연제거
현대자동차 선회류식 세정장치 사례 1. 개요 : 현대자동차 전착도장 OVEN의 VOC와 매연제거 2. 설비명 : 선회류식 ⇒ 충진식 세정장치(1,800 ㎥/min) 3. 설치위치 : 울산광역시 현대자동차 도장3공장 4. 설치 일시 : 1999년 12월

29 (Q×ΔP×α/(6,120×η) (1800×500×1.2)/(6120×0.6)
Seeone co., ltd 에너지 및 효과 분석(현대차) 구 분 충진식 세정시설 선회류식 세정시설 공정도 송풍기→충진탑→충진탑 송풍기→선회류 세정탑→충진탑 압력손실 (mmAq) DUCT 및 기타 : 100 mmAq 충진식 세정탑 : 200 mmAq 합 계 : 500 mmAq 선회류식 세정탑 : 50 mmAq 합 계 : 350 mmAq 송풍기 소요전력 (Q×ΔP×α/(6,120×η) (1800×500×1.2)/(6120×0.6) 〓 294 ㎾ (Q×ΔP×α/(6,120×η) (1800×350×1.2)/(6120×0.6) 〓 205 ㎾ 에너지 비용 294×24×30×12×60 〓 152,410 천원/년 205×24×30×12×60 〓 106,272 천원/년 절감 비용 - ▽ 46,138 천원/년 부대 효과 충진물 교체 및 잦은 청소 냉각 및 응축효과 분진 및 SCALE 제거 탁월

30 선회류식 세정장치 실적(1) Seeone co., ltd www.see1.co.kr 용인축협 퇴비화 탈취세정시설
현대자동차 경합금공장 집진세정시설 화인코리아 도계장 집진세정시설 화인코리아 세정탈취시설

31 선회류식 세정장치 실적(2) Seeone co., ltd www.see1.co.kr 세풍제지슬러지 소각로 대기방지시설
평택하수처리장 탈취세정시설 난지 하수슬러지 건조가스 세정탑 중랑 하수슬러지 건조가스 세정탑

32 Seeone co., ltd END 감사합니다.