PKU Pioneer, 2024 고로 제선용 VPSA 산소 공급 및 에너지 절감 기술 컨퍼런스 참가

2024년 8월 14일, PKU Pioneer의 지원 하에, 중국 금속학회(이하 CSM)가 주최한 고로 제선용 VPSA 산소 발생 표준 기술 요구 사항 및 에너지 절감 환경 기술 컨퍼런스가 바오터우에서 개최되었습니다. 회의는 CSM 특수강 지부 사무차장 겸 베이징 과학기술대학교 교수인 Li Jingshe 교수가 주재했습니다. CSM 전문위원회 위원장 Wang Tianyi, 사무차장 Hao Zhizhong, 생산기술출판부 부주임 Wang Yinsheng을 비롯한 전문가들과 바오스틸, 서우강 그룹, 탕강 그룹, 산동강철, 첸안 철강, 신장 바이 철강, 안강 그룹, 메이산 철강, 우스틸, 후난 발린 샹탄 철강, 후난 발린 롄위안 철강, 장쑤 융강 그룹, Zenith Steel Group Company Limited, 허베이 탕인 철강 등 20여 개 철강 회사의 전문가 팀이 참석하여 철강 산업의 산소 농축 연소, 비용 절감 및 효율성 향상, 오염 저감, 에너지 절약, 환경 운영 비용 절감 등의 주제에 대해 논의했습니다. 전문가들은 초저배출 제어 및 철강 산업의 친환경 저탄소 발전을 촉진하기 위한 생산 경험, 에너지 절감 조치, 신기술 및 성과를 공유했습니다.
고로 제선용 VPSA 산소 공급 표준 및 에너지 절감 기술 컨퍼런스
회의에서 Wang Yinsheng 부주임은 PKU Pioneer가 초안을 작성하고 2022년 12월에 시행된 단체 표준 "고로 제선용 VPSA 산소 발생 기술 요구 사항"의 시장 적용 배경을 소개했습니다. 이는 중국 철강 산업에서 고로 산소 공급을 위해 VPSA(진공 압력 스윙 흡착)를 사용하는 최초의 기술 표준입니다. 그는 고로뿐만 아니라 가열로 및 기타 가열 작업에도 산소가 필요하며, 현재 중국에서는 가열로를 위한 산업화된 산소-연료 연소 기술이 이용 가능하다고 언급했습니다. CSM은 또한 이러한 신기술과 장비를 제철소에 적극적으로 홍보하여 더 많은 제철소가 혜택을 볼 수 있도록 할 계획이며, 이는 더 비용 효율적인 산소를 확보하는 것이 미래 기술 발전에 매우 중요하기 때문입니다. VPSA 산소 발생 PKU Pioneer가 작성하고 2022년 12월에 시행된 고로 제철용 기술 표준입니다. 이는 중국 철강 산업에서 VPSA(진공 변압 흡착)를 사용하여 고로에 산소를 공급하는 최초의 기술 표준입니다. 그는 고로뿐만 아니라 가열로 및 기타 가열 공정에도 산소가 필요하며, 현재 중국에서 가열로를 위한 산업용 순수 산소 연소 기술을 이용할 수 있다고 언급했습니다. CSM은 또한 이러한 신기술과 장비를 철강 공장에 적극적으로 홍보하여 더 많은 제철소가 혜택을 받을 수 있도록 할 것입니다. 더 비용 효율적인 산소를 확보하는 것이 향후 기술 발전에 매우 중요하기 때문입니다.
이어서 후난 발린 롄위안 철강(LY Steel) 에너지 공장의 부주임 Lei Zhigao가 산소 부족 문제 해결 방안을 공유했습니다. 2019년, 인프라 및 부동산과 같은 하류 산업의 안정적인 발전에 힘입은 강력한 시장 수요로 인해 LY Steel의 용철 생산량이 후속 제강 및 압연 공정의 요구를 충족시키기에 부족했습니다. 생산량을 늘리기 위해 고로의 산소 농축율이 3%에서 10%로 높아져 산소 수요가 증가했습니다. 대규모 액체 산소 조달은 심지어 액체 산소 가격이 급등하여 비용이 $84/t에서 $168/t로 상승했습니다. 극저온 산소 생산 장비의 긴 건설 기간을 고려하여, 그들은 단기간에 산소 생산 능력을 보충하기 위해 PKU Pioneer가 설계 및 제작한 여러 대의 VPSA 산소 발생 유닛을 설치하기로 결정했습니다.
이 품질 개선 및 최적화 프로젝트의 총 투자액은 $41,985,900에 달했습니다. VPSA 산소 장비는 가동 이후 14억 9500만 Nm³/h의 산소를 생산하여 산소 비용 $47,863,926을 절감했으며, 프로젝트의 전체 경제적 이익은 이미 산소 플랜트 투자를 초과했습니다. 앞으로 LY Steel은 보일러, 가열로 및 소결로에 산소-연료 및 산소 농축 기술을 도입하여 에너지 절감 기술의 적용을 더욱 확대하고 경쟁력을 강화할 계획입니다.
대기 오염에 대한 초저배출 제어 측면에서, 허베이 탕인 철강 제철소의 소장 Cui Shengli는 미세 탈황에 대한 경험을 공유했습니다. 그는 고로 가스(BFG)의 미세 탈황은 비교적 진보된 기술이라고 언급했습니다. 전면 건식 미세 탈황 기술을 사용하여 800,000Nm³/h BFG는 탈황 설비 가동 후 2-3 mg/m에 불과한 것으로 감지되었습니다.³ 복잡한 고로 운영 조건에서 BFG 온도와 불순물 함량의 변동이 탈황 설비의 안정성에 어려움을 초래함에도 불구하고, 시스템 내 가수분해 및 탈황제는 12개월 이상 사용 가능하며, 일부는 최대 14개월까지 지속됩니다. 가수분해탑 온도가 70-75°C로 제어될 때 가수분해 효율은 99%에 도달합니다. 국내에서 정밀 탈황 설비의 가수분해 및 탈황제가 12개월 이상 지속되는 경우는 드물며, PKU Pioneer는 이를 달성할 수 있는 몇 안 되는 기술 서비스 제공업체 중 하나입니다.
산동강철화학기술유한공사의 기술 전문가인 Guo Yuhua 박사는 철강 산업의 탄소 저감을 위한 철강-화학 통합 생산의 중요성을 강조했습니다. 그는 가열로 공급 외에도 철강 공장의 잉여 가스는 일반적으로 발전에 사용된다고 언급했습니다. 기술이 발전함에 따라, 2024년부터 재생 가능 에너지 발전 용량이 기존 화력 발전을 초과하고 풍력 및 태양광 발전이 수력 발전을 넘어섬에 따라 잉여 가스량이 증가할 것으로 예상됩니다. 결과적으로 화력 발전은 더 많은 제한에 직면할 수 있습니다. 철강 제조업체의 경우, BFG는 카르보닐화되어 메탄올을 생산할 수 있고, 코크스로 가스(COG)는 다양한 화학 제품을 합성하는 데 사용될 수 있습니다. 산동의 철강 회사들은 COG에서 H2를, 전로 가스에서 CO를 정제하여 에탄올을 합성하는 방안을 고려하고 있으며, 이는 철강-화학 공동 생산의 상당한 잠재력을 보여줍니다.
2018년, PKU Pioneer는 세계 최초로 CO 정제 프로젝트를 Shiheng Special Steel Group Co., Ltd.에 전로 가스로부터 포름산을 생산하도록 구축했습니다. 같은 해, PKU Pioneer는 Shanxi Liheng Steel Group과 두 번째 철강-화학 공동 생산 프로젝트 계약을 체결하여 전로 가스에서 CO를, 코크스로 가스에서 H2를 정제한 후, 이를 에틸렌 글리콜 합성의 원료로 사용함으로써 제철 공정을 화학 산업으로 확장했습니다.
CSM은 이 기술 교류 회의를 조직하여 철강 기업들이 국가 정책 방향을 더 깊이 이해하도록 돕기 위해 마련했습니다. 2024년 5월, 국가발전개혁위원회, 산업정보기술부, 생태환경부, 국가시장감독관리총국, 국가에너지국은 공동으로 "철강 산업 에너지 절약 및 탄소 저감 특별 행동 계획"을 발표했으며, 이에 따르면 2024년부터 2025년까지 철강 산업의 에너지 절약 조치 및 설비 업그레이드를 통해 약 2,000만 톤의 표준 석탄에 해당하는 에너지를 절약하고 약 5,300만 톤의 CO2 배출을 줄일 수 있습니다. 2030년 말까지 철강 산업의 주요 공정 에너지 효율이 더욱 개선되어 주요 에너지 소비 설비의 효율이 선진 수준에 도달해야 합니다. 톤당 철강의 종합 에너지 소비와 탄소 배출은 크게 감소해야 하며, 에너지 사용 구조는 지속적으로 최적화되어야 하고, 산소 농축 고로 기술 및 수소 제련과 같은 선진적인 에너지 절약 및 탄소 저감 기술이 획기적인 발전을 이루어 업계의 녹색, 저탄소, 고품질 발전에 큰 진전을 가져올 것입니다.
2025년 말까지 중국 철강 산업은 특별 행동 계획에 명시된 에너지 절약 및 탄소 저감 목표에 중점을 둘 것으로 보입니다. 업계는 산업 구조 최적화, 에너지 절약 및 탄소 저감 전환 시행, 에너지 소비 설비 업데이트, 녹색 및 저탄소 에너지 사용 촉진, 에너지 자원 재활용, 디지털 업그레이드 추진을 위해 노력할 것입니다. PKU Pioneer는 선도적인 가스 분리 및 정제 기술과 솔루션을 제공하여 철강 공장이 혁신적인 기술 응용과 저탄소 환경 개선을 달성하여 새로운 돌파구를 가속화하도록 도울 것입니다.
선진적인 VPSA/PSA 산소 발생 기술을 기반으로, PKU Pioneer는 300기 이상의 산소 장치를 성공적으로 구축했으며, 총 산소 생산 능력은 2,000,000Nm³/h에 달하여 전 세계 기업에 안정적이고 비용 효율적인 산소 공급원을 제공합니다. 70개 이상의 철강 공장에 고품질의 산소, CO 및 H2 솔루션을 제공함으로써 PKU Pioneer는 철강 공장이 고로 제철 및 전기로 제강 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 녹색 및 고품질 발전 목표를 달성하는 데 기여하고 있습니다.