Korea Institute of Energy Research
한국에너지기술연구원 (KIER)
산업 맞춤형 저온탈질 촉매 K-LTSCR
낮은 온도(180℃)에서도 높은 효율(90% 이상)로 질소산화물(NOx)을 제거하는 저온탈질 촉매 기술
기술의 구성
상용 SCR(선택적 촉매환원) 설비가 제 성능을 내지 못하는 180 ℃ 저온 배가스에서도 질소산화물을 90% 이상 제거하는 배연탈질 촉매 기술
시멘트 킬른과 제철 소결로 등 산업 현장 배가스를 대상으로 100 Nm³/h급 파일럿 실증을 수행하여 산업별 운전 조건과 설계 데이터베이스를 확보 중이며, 배가스를 다시 데우지 않고도 강화된 배출허용기준에 대응 가능
기술 주요 내용
180 ℃ 저온 영역에서 탈질효율 90% 이상을 구현하는 저온탈질촉매 소재 및 제조 기술
170~400 ℃의 넓은 조업 온도 구간에 대응하여 기존 SCR 설비의 승온 부하를 제거하는 운전 기술
100 Nm³/h급 파일럿 설비를 활용해 사업장 실배가스로 성능·내구성을 검증하고 문제 해결 전략을 도출하는 실증 기술
사업장별 배가스 성상(황·염소·알칼리 성분, 온도, 유량)에 맞춘 촉매 모듈 설계 및 운전 노하우를 패키지로 제공 가능
기술의 비교 우위성
기존기술 | 본기술 |
상용 SCR은 250 ℃ 이상에서만 정상 작동하여 저온 배가스를 재가열해야 하며, 제철업의 경우 배기가스 청정설비 운전비용의 38%가 승온비로 소모됨 | 180 ℃ 운전으로 재가열 공정을 제거하여, 제철 소결공정 기준 연간 약 225억원의 재가열 비용 절감과 약 63% 수준의 에너지 절감이 가능함 |
국내 공급 촉매는 V·W·Ti 기반 중저온용으로 240 ℃ 이하에서 탈질효율이 급격히 저하되며, 180 ℃에서 90% 이상을 구현한 사례가 없음 | 저온 영역(180~220 ℃)에서 기존 운영 설비 대비 약 30% 높은 탈질효율을 확보하여, 규제 강화 구간에서도 배출허용기준 충족이 가능함 |
배가스 내 황·염소·알칼리 성분에 의한 피독으로 촉매 교체 주기가 짧아(소각로 기준 2~3개월) 교체 비용 부담이 큼 | 해외 상용촉매(C사·S사) 대비 내피독성 5배 수준을 확보하여 교체 주기 연장이 가능함 |
실험 및 실증 데이터
LNG 복합발전 기동 초기 200 ℃ 이하 고농도 NOx 배출 구간에서 탈질효율 95% 이상을 달성하였으며, 기존 설비 운영 SCR 대비 저온영역(180~220 ℃)에서 약 30% 효율이 개선되어 해당 발전소 기준 연간 약 7톤의 NOx 추가 감축이 가능한 것으로 평가됨
상용 SCR 설비에 공급되는 해외촉매(C사·S사) 대비 저온 탈질효율 최대 2.3배, 내피독성 5배 증진을 확인함
산업별 기대 효과
기술 적용처
| 응용분야 | 적용제품 |
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TRL 단계
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
TRL 6~7
TRL 6-7: 100 Nm³/h급 파일럿 설비로 실배가스를 대상으로 성능 및 500시간 연속운전 내구성을 평가하는 실증을 수행 중(2024~2025)