PKU 파이오니어: VPSA/PSA 가스 분리 기술을 통한 에너지 절약, 배출 저감 및 탄소 저감 달성

2024년 8월 14일부터 17일까지 중국 금속학회(CSM)는 바오터우에서 2024년 전국 야금 에너지 및 환경 보호 생산 기술 컨퍼런스 및 녹색 저탄소 야금 고위급 포럼을 개최했습니다. '과학적 오염 저감, 에너지 절약, 탄소 저감 및 효율적 시너지를 통한 녹색 발전'에 초점을 맞춘 이 컨퍼런스는 녹색 저탄소 발전, 비용 절감, 산소 농축 연소, 탈황, 탄소 포집 및 활용, 오염 저감, 환경 보호 비용 절감 관련 기술, 공정 및 장비에 대한 교류 및 논의를 강조했습니다. PKU 파이오니어는 철강 산업의 녹색 발전을 면밀히 추적하며 철강 산업의 가스 분리 기술 우수 공급업체로서 컨퍼런스에서 '저비용 고로 산소 농축, 제철소 가스 정화 및 고부가가치 활용을 위한 산업적 탐구'라는 제목의 기술 보고서를 발표했습니다.
PKU 파이오니어 환경 생산 사업부 이사 장이(Zhang Yi)가 기술 보고서 발표
현재 철강 시장은 심각한 수급 불균형에 직면하여 철강 가격이 낮은 수준을 유지하고 있습니다. 일부 제품 카테고리는 치열한 내부 경쟁을 겪고 있어 업계 이익이 전년 대비 감소하고 생산량, 가격 및 이익이 모두 하락하고 있습니다. 이러한 새로운 상황에서 제철소는 에너지 절약, 효율성 개선 및 비용 절감에 주력하고 있으며 국제 표준 요구 사항을 충족하면서 생산 및 환경 운영 비용을 절감할 수 있는 방법을 모색해야 하는 시급한 과제에 직면해 있습니다. PKU 파이오니어 환경 생산 사업부 이사 장이는 기술 보고서에서 에너지 절약, 배출 저감 및 탄소 저감 솔루션을 제시했습니다.
1. 에너지 절약: 고로 산소 농
지난 20년 동안 중국의 VPSA(진공압력스윙흡착) 산소 발생 기술은 빠른 발전을 이루며 세계에서 가장 널리 적용된 국가가 되었습니다. 20년 전 VPSA 기술은 단지 1,000Nm의 산소 유량만을 생산할 수 있었습니다.³/h. 지속적인 기술 발전을 통해, PKU Pioneer의 VPSA 산소 장치는 현재 80,000~100,000Nm/h에 이르는 산소 수요를 안정적으로 충족할 수 있으며,³이미 여러 제철소에서 성숙하게 사용되고 있습니다.
고로의 산소 농축 외에도, 최근 몇 년간 업계의 화두는 산소 농축 및 순산소 연소 기술을 활용한 철강 압연 가열로의 업그레이드입니다. VPSA 산소 발생 기술은 가열로에 적합하며, 특히 산소 순도 요구가 높지 않고, 턴다운 비율 요구가 크며, 저렴한 산소 공급이 필요한 생산 조건에 적합합니다.
기존의 극저온 공기 분리 산소 발생 장비와 비교하여 VPSA 산소 발생은 에너지 소비, 총 투자 비용 및 운영 및 유지 관리 비용을 크게 줄여, 제철소가 경제적인 산소 공급, 생산 능력 확장, 에너지 절약 및 효율성 향상을 달성할 수 있도록 지원합니다.
2. 배출 저감: 철강 생산 가스 정밀 탈황
철강 기업의 초저배출 개조가 널리 논의되면서, 고로 가스(BFG)와 코크스로 가스(COG)의 정밀 탈황은 원천적으로 SO2를 제어하기 위한 정책 요구 사항이 되었습니다. 2022년 PKU Pioneer가 바오터우 스틸 완텐(包钢万腾)의 1200m³ 규모 고로 두 기를 대상으로 구축한 정밀 탈황 시스템을 예로 들면,³ 총 고로 가스량은 600,000Nm³/h이며, 정밀 탈황 시스템 입구의 황 함량은 실시간으로 모니터링되었고, COS는 약 120mg/Nm³,³H2S는 약 20mg/Nm³였습니다.³ PKU Pioneer의 탈황 시스템을 거친 후, 출구의 총 황 함량은 20mg/Nm³ 미만이었고,³장기간 10mg/Nm³ 미만으로 안정적으로 유지되었습니다.³ 정밀 탈황 시스템 공정은 높은 탈황 정밀도를 특징으로 하며, PKU Pioneer가 자체 개발한 고효율 탈황제는 8~11개월의 긴 수명을 자랑합니다.³ 3. 탄소 저감: 철강-화학 연계 생산
철강 생산 공정의 부산 가스는 주로 고로 가스(BFG), 전로 가스(BOFG), 코크스로 가스(COG)로 구성되며, 이를 통칭하여 제철소 가스라고 합니다. 이들 가스의 유효 성분은 CO, H2, CH4이며, 현재 주로 발전용으로 연소됩니다. 저탄소 활용의 핵심은 제철 가스의 화학적 및 환원 특성을 활용하면서 연료로 사용되는 것을 최소화하는 것입니다. 현재 중국의 제철 가스 저탄소 활용 성공 사례는 주로 화학적 특성을 활용한 것으로, 철강 업계에서는 철강-화학 연계 생산으로 알려져 있습니다.
시헝 특수강(石横特钢)의 정밀 관리는 중국 철강 업계에서 널리 인정받고 있습니다. 업계 전반이 광범위한 이익 감소 또는 손실을 겪는 경제 침체기에도 시헝 특수강은 톤당 28달러 이상의 이익을 유지해 왔습니다. 2018년, 시헝 특수강의 철강-화학 연계 생산 라인이 정식 가동되어, PKU Pioneer의 제철소 가스 활용 기술을 통해 전로 가스(BOFG)를 원료로 연간 20만 톤의 포름산 생산 원료로 전환하고 있습니다. 포름산 제품은 고품질이며 수익성이 높고, 동시에 연간 32만 톤의 탄소 배출을 줄였습니다. 이 프로젝트는 철강-화학 연계 생산의 전형적인 모범 사례가 되었으며, 많은 제철소가 벤치마킹을 위해 방문했습니다.
는 철강 기업의 연계 발전 및 순환 경제를 위한 새로운 모델로, 제철소에 새로운 사업 영역과 투자 경로를 열어줍니다. 상당한 탄소 저감 효과와 함께 초저배출 달성뿐만 아니라 SO2, NOx, 먼지 배출을 추가로 제어하는 데 도움이 됩니다. 철강-화학 연계 생산은 자원 활용, 1차 에너지 소비 감소, 오염 배출 저감을 통합하는 새로운 모델로서 업종 간 연계, 녹색 발전, 순환 경제 이점을 위한 실행 가능한 접근 방식입니다.
제철 및 화학 공동 생산전문가들은 중국의 철강 산업이 친환경 연료에 초점을 맞추고 동시에 원천, 공정, 최종 산업에서 '3대 전환'을 달성해야 한다고 생각합니다. 원천에서는 청정 에너지를 사용하고 원료를 업그레이드하여 더 많은 친환경 연료를 채택합니다. 공정 중에는 용광로 구조 및 생산 공정을 최적화하여 새로운 유형의 용광로 제조, 전기로 제강, 전기분해 제철과 같은 새로운 공정을 도입합니다. 최종 단계에서는 탈황 및 탈질을 통해 2차 고형 폐기물의 처리 및 활용을 강화합니다.
따라서 상류의 산소 농축 고로 제철의 품질과 효율을 개선하고, 중류에서 고로 가스의 전단 정밀 탈황을 실현하거나, 하류의 제철소 가스를 정제하여 철강-화학 연계 생산을 달성하는 것은 모두 이중 탄소 목표 하에서 철강 기업이 효과적으로 모색할 수 있는 실행 가능한 경로입니다.
세계 최고의 VPSA/PSA 가스 분리 솔루션 제공업체로서 PKU Pioneer는 80개 이상의 주요 제철소에 서비스를 제공했습니다. VPSA/PSA 산소 발생 플랜트를 제공함으로써 사용자가 고로 및 전기로에 비용 효율적인 산업용 산소 공급을 달성하도록 성공적으로 지원했습니다. 또한, 많은 제철소가 PKU Pioneer의
수소 플랜트 PSA-CO 및 를 채택하여 제철소 가스에서 고순도 CO(95-99.9%) 및 H2 가스(최대 99.999%)를 정제하여 에틸렌 글리콜, 포름산, 아세트산, 무수아세트산, 부탄올, 1-옥탄올, 폴리카보네이트, 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸카보네이트(DMC) 등 다양한 화학 제품 합성에 사용하고 있습니다. 풍부한 엔지니어링 경험과 지속적인 혁신을 통해 PKU Pioneer는 세계 철강 산업의 녹색 및 지속 가능한 발전에 계속 기여할 것입니다. PKU Pioneer: VPSA/PSA 가스 분리 기술로 에너지 절약, 배출 저감 및 탄소 저감 달성