대표 프로젝트: PKU Pioneer, 중국 시멘트 산업 최대 CO2 포집 프로젝트에 VPSA 산소 장치 공급

2024년 4월, 중국의 한 대형 시멘트 공장이 산소 연소 기술을 활용해 연간 20만 톤의 CO2를 정제하는 실증 프로젝트를 성공적으로 시작했습니다. 현재까지 시스템은 우수한 결과를 보이며 지속적이고 안정적으로 운영되고 있습니다. 이 프로젝트는 현재 중국 시멘트 산업에서 가장 큰 탄소 포집 및 활용 사업으로, 전 세계적으로 산소 연소와 저에너지 탄소 포집 기술을 결합한 벤치마크 프로젝트가 될 것입니다.
시멘트 산업에서 실행 가능한 CO2 포집 및 정제 기술은 주로 두 가지 유형으로 나뉩니다. 첫 번째 유형은 저농도 CO2를 포함한 연도 가스에서 CO2를 포집하고 정제하는 방식으로, 상대적으로 높은 비용이 발생합니다. 두 번째 유형은 연소 과정에서 CO2를 자가 농축하여 포집하는 방식으로, 산소 연소 결합 탄소 포집 기술이 대표적입니다. 이 기술은 해당 시멘트 공장의 CO2 포집 프로젝트에 적용되었습니다.
이 프로젝트의 주요 엔지니어링 구성 요소는 산소 발생 시스템, CO2 자가 농축 시스템, CO2 포집 및 정제 시스템입니다. 산소 발생 시스템은 VPSA(진공 변압 흡착) 기술을 사용하며, CO2 자가 농축 시스템은 산소 연소 기술을 채택하고, CO2 포집 및 정제 시스템은 VPSA + 흡착 및 증류 정제를 결합한 기술 방안을 사용합니다.
PKU Pioneer는 이 프로젝트에 효율적이고 경제적인 VPSA 산소 플랜트(9,700Nm³/h, 80%)를 공급하여 CO2 자가 농축 시스템에 안정적인 산소를 제공함으로써 연도 가스 내 CO2 농도를 높이는 데 기여했으며, 탄소 포집 및 정제 시스템의 운영 비용을 효과적으로 절감하고 이산화탄소의 초기 정제를 실현했습니다. 프로젝트 관리자에 따르면, 산소 연소 기술은 배기 가스 내 CO2 농도를 기존 20%-30%에서 75%-80%로 높일 수 있습니다. 산소 연소 기술을 사용한 CO2 단위 생산당 에너지 소비량은 1.5-1.7GJ/톤 CO2입니다. 기존의 사후 포집 기술과 비교하여 단위 CO2당 에너지 소비량과 운영 비용을 25% 이상 절감할 수 있습니다.
이 프로젝트에서 포집된 CO2는 산업용 석유 회수 증진(EOR)에 활용되어 석유 생산량을 늘리는 데 사용되며, 또한 탄소 농업에 적용되어 광합성을 촉진하고 작물 성장을 향상시킬 수 있습니다. 이는 중국의 '탄소 피크 및 탄소 중립' 전략 목표를 달성하는 데 큰 의의가 있으며, 중국 및 전 세계 시멘트 산업의 탄소 감축을 추진하는 데 중요한 의미를 갖습니다.
PKU Pioneer에게 이 프로젝트는 VPSA 산소 발생 기술의 새로운 적용 시나리오를 열었다는 의미를 갖습니다. 이는 PKU Pioneer가 시멘트 소성로의 산소 강화 연소를 위해 농축 산소를 공급하여 연소 효율을 개선하고 연료 소비를 줄이며 시멘트 생산량을 늘리는 것뿐만 아니라, 산소연소 시멘트 연도 가스의 CO2 포집 시스템에 산소를 공급하여 시멘트 고객의 탄소 배출 감소와 고품질 지속 가능한 발전을 지원할 수 있음을 나타냅니다.
2022년, PKU Pioneer는 한국 최대 시멘트 공장을 위해 VPSA 산소 발생 장치를 구축하여 사용자의 천연가스 비용을 크게 절감하고 경제적 이익을 향상시켰습니다. 세계 최고의 VPSA/PSA 산소 발생 장치 공급업체로서 PKU Pioneer는 철강, 비철금속, 시멘트, 유리, 폐기물 처리, 신에너지, 화학 등 20개 이상의 산업 분야를 포괄하는 전 세계 300곳 이상의 고객에게 산소 발생 솔루션을 제공하며, 글로벌 산업용 산소 분야의 선호 공급업체로 자리매김했습니다.