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광화제를 이용한 조합원료의 소성도 향상 |
소성공정 |
CSI/ECRA Technology Papers |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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0.06~0.43유로/t_클링커 |
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5~16kg_CO2/t_클링커 |
- .광화제(mineralizer)는 반응에는 참여하지 않으면서 클링커 화합물 형성을 촉진하는 물질을 말하며 불화물(fluorides)이 특히 광화제로써 효과가 높음.
.광화제를 이용하여 킬른 내 클링커 형성에 필요한 소결영역의 온도를 저하시키면 연료 에너지 수요가 감소될 수 있음. .현대식 킬른에서는 소결영역 온도를 200℃ 정도 낮추면 연료 에너지를 5%까지 절감할 수 있음. .킬른 투입물 속에 불소 1% 정도까지의 불화물 함유는 클링커의 성분을 변경하지 않으면서 소결 영역의 온도를 약 150℃ 정도 낮출 수 있음.
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2 |
생산원료 이송방법개선(2013년) |
소성공정 |
진단사례 |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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499.6 백만원 |
1400 백만원 |
2.8 년 |
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- [현황 및 문제점]
· 현재 Blending Silo에서 Preheater로 원료을 이송할 때 Air Lifter방식을 이용하여 원료를 분체이송함 · Air Lifter는 원료의 이송능력은 떨어지나 고공(높은 곳)으로 이송할 수 있는 능력이 있는 반면에 전력을 과다하게 소모
[개선방안] · Air Lifter 및 관련 부속설비(Blower, 관련배관등)를 철거하고 Bucket Elevator를 설치하여 소요전력 감소 · Bucket Elevator는 과거 Steel 재질로 제작되었으나 현재는 기술력의 향상으로 고무 Belt로 Bucket을 제작할 수가 있어 자체 하중의 감소로 이송할 수 있는 높이가 증가하고 이송능력 향상
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3 |
볼밀의 운전 매개변수 최적화 |
시멘트 분쇄공정 |
IETD |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 13 백만원 |
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1~2 kgCO2/t_시멘트 |
- . 시멘트 생산공장에서 전체 밀의 약 60%에서 볼 밀을 사용하고 있음.
. 가동 매개변수 최적화는 추가적인 자본 투자가 거의 필요 없기 때문에 매력적인 대책이 될 수 있음. . 에너지 절감 잠재력이 있는 매개변수는 부하수준, 회전 속도, 볼 충진의 조합, 라이닝 설계와 분리기의 조정 등이 될 수 있음. . 입자 사이즈 분포의 결정에 의해 전기에너지 절감 잠재력이 파악될 수 있음. . 단, 상기 매개변수들 간의 복잡한 상호작용이 최적화 수준을 결정하는데 있어 주요 장애물이 될 수 있음. . 가동에 대한 신뢰성을 보증하면서 볼밀의 에너지 수요를 줄이기 위해서는 분쇄 챔버 내부의 프로세스에 대한 이해도를 높여야 함. . 볼 밀에 대한 시뮬레이션 및 모델링은 보다 많은 지식을 얻는데 효과적인 방법인 것으로 입증되었음.
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4 |
A.Q.C 배기가스 폐열회수에 의한 Energy 절감 |
소성공정 |
진단사례 |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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0.04 % |
43.4 백만원 |
70 백만원 |
1.6 년 |
24.0 t/C년 |
- [현황 및 문제점]
· A.Q.C 배기가스는 집진장치를 통과하며 분진이 제거된 후, Clinker의 생산부하량에 따라 변동이 있긴 하지만, 고온의 가스로 많은 열량이 stack을 통하여 대기로 방출되고 있음
[개선방안] · A.Q.C stack에서 고온(약 260[℃])의 이물질이 제거된 배기가스의 열량을 Economizer를 설치하여 회수할 수 있도록 함
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5 |
Bag Filter I.D.F 회전수 제어 |
소성공정 |
진단사례 |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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51.4 백만원 |
400 백만원 |
7.8 년 |
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- [현황 및 문제점]
· B/F I.D.F는 에너지 절약설비인 인버터를 설치하여 운전하였으나, Kiln 로압 신호로 회전수 제어 시 Signal Delay에 의해 로압이 흔들리는 경우가 발생하여 사용하지 않고, 흡입댐퍼를 조절하여 운전 중 · 현재 가동 중인 B/F I.D.F의 Damper 교축으로 인해 압력손실이 발생 (불필요 전력 증가)
[개선방안] · 고정주파수는 댐퍼개도 60(%) 미만일 경우의 압력(가중평균값)값으로 산출하고, 미세 압력변동은 흡입댐퍼로 조절 · 인버터 Mode1 주파수는 댐퍼개도 90(%) 이상, 60(%) 미만의 B/F 출구 압력 실적데이터를 Fan 성능곡선도에 의한 분석으로 선정하였으므로, 개선 시 현장여건 및 운전상황에 따른 주파수 테스트를 통해 적정 주파수 선정을 권장
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Coal Mill I.D.F 운전관리 개선 |
소성공정 |
진단사례 |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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33.1 백만원 |
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- [현황 및 문제점]
· 유연탄을 미분탄으로 가공하기 위해 Mill을 보유하고 있으며, 각 Mill에는 호기별 I.D.F가 설치되어 운전 중 · Kiln의 Air Quenching Cooler 배출공기 일부를 건조용 Hot Gas로 사용중이며 미분탄 생산량 관리에 따라 동시 가동대수가 변동
[개선방안] · 미분탄 생산량 관리에 따른 #2 Coal Mill 정지 시에도 #2 I.D.F의 댐퍼를 약 20(%)로 수동조작하여 운전 · 개별라인으로 설치되어 타호기에 영향이 없으나 I.D.F를 추가 가동하여 FAN 소비전력 증가
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7 |
Kiln 방산열 손실감소(2013년) |
소성공정 |
진단사례 |
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투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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110.8 백만원 |
300 백만원 |
2.7 년 |
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- [현황 및 문제점]
· Kiln 본체의 표면온도가 높고 열정산에서 방열, 전열 및 기타 손실열이 5.0% 이상으로 에너지 손실이 크게 발생함으로 단열 및 열 회수 대책 필요
[개선방안] · 외부 단열시는 본체온도 상승으로 로체 강도저하 및 제품에 영향을 줄 수 있으므로 단열시공보다는 본체 상반부에 COVER를 설치하여 방열되는 열을 이용하여 1차연소용공기 또는 Calciner 4차공기 온도를 상승하여 공급한다면 연료절감이 가능함
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8 |
Raw Mill 원료 이송설비 대체(2014년) |
소성공정 |
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투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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99 백만원 |
1000 백만원 |
10.1 년 |
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- [현황 및 문제점]
· Raw Mill에서 분쇄한 석회석을 silo 로 이송하기 위하여 363.9(kWh)가 소비
[개선방안] · 원료 이송설비를 belt conveyor(수평이송)와 bucket elevator(수직이송)로 대체
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9 |
RDF 혼소 |
소성공정 |
IETD |
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투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 7 억원 |
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- ·시멘트 공장에서 화석연료를 대체하여 RDF를 사용할 수 있는데, 시멘트 킬른의 온도와 체류시간이 다이옥신이나 퓨란 등의 배출 문제를 발생시키지 않을 만큼 충분이 높기 때문에 이것은 우수한 폐기물 관리 대책이 될 수 있음.
·대체연료를 효과적으로 활용하기 위해서는, 가연성 폐기물이 수집, 저장 및 적절한 크기로 조정되어야 할 필요가 있음(대다수 선진국에서 그러한 활동은 지방 정부 또는 지자체의 책임으로 되어 있음). ·RDF와 플랜트 설계의 특징에 따라서, 처리된 RDF는 킬른 또는 하소기에 투입될 수 있음.
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10 |
다단예열기 및 예비소하소기를 갖춘 건식 킬른 |
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IETD |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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233~284 kgCO2/t-클링커 |
- 기존에 운영되고 있던 4단 SP 킬른시스템을 5단 NSP 킬른 시스템으로 개조함.
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11 |
단일-채널 버너를 현대식 다중-채널 버너로 개조 |
소성공정 |
ECRA, June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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운영비 절감 : 0.08~0.25유로/t_클링커 |
개조 : 5억~7억원 |
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2.5~7 kg_CO2/t_클링커 |
- . 일차공기비는 찬 버너 공기와 총연소공기의 비율을 말함.
. 일차공기는 버너로 유입되는 공기이며, 이차 연소공기와 삼차 연소공기는 클링커 쿨러에서 600~1000℃로 예열되어 각각 킬른과 하소기로 유입됨. . 단일-채널 버너를 다중-채널 버너로 교체하여 일차 공기 비율을 줄이면, 쿨러로부터 고온 연소공기를 더 많이 가져올 수 있으며 이에 따라 연료 에너지 필요량이 줄어들게 됨. . 단일-채널 버너는 20~25%의 일차공기 비율을 필요로 하는 반면, 현대식 다중-채널 버너는 약 10~12%의 비율로 운전됨. . 예비하소기가 장착된 킬른에서 일차공기비율이 5~10% 정도 감소되면 연료 에너지는 50~80 MJ/t_클링커 정도 절감할 수 있음.
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사이클론 시스템을 개조하여 압력강하를 줄임 |
소성공정 |
IETD |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 104 억원 |
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0~1 kgCO2/t_클링커 |
- . 압력강하가 낮은 최신 사이클론은 배출가스 팬시스템의 전력 소비를 줄일 수 있음.
. 킬른의 조합원료가 일정하게 분리될 수 있도록 사이클론의 구조를 최적화시키면 압력강하를 줄일 수 있음. . 압력 손실을 1hPa 감소시킬 때마다 0.12-0.15 kWh/t_클링커 정도 전력 소비를 감소할 수 있음. 구형의 기존설비는 0.6-1.5 kWh/t_클링커까지도 절감 가능.
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13 |
산소 부화 연소 기술 |
소성공정 |
IETD |
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절감율 |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 65~130 억원 |
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10~20 kgCO2/t_클링커 |
- . 클링커 소성 공정에서 산소부화 연소공기를 사용하면 일반 연소 공기 사용시와 비교하여 에너지 효율을 개선하고, 생산 용량을
증대시키고, 열량이 낮은 폐기물 연료의 화석연료 대체율을 높일 수 있음. . 따라서 온실가스 배출이 줄어들고 연소 가스내 질소 비율이 줄어 화염 온도가 상승하고 화염이 더 짧고 더 밝아지는 장점도 있음. . 그러나 킬른 내화물의 손상이 증대되고, 소결 영역에서 NOx 형성이 증가하여 NOx 배출이 증가하는 단점도 있음.
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석회석 대체제로 전기로제강 슬래그 사용 |
소성공정 |
IETD |
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투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 2~5 억원 |
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약 11% 감축 |
- . 텍사스 인스트루먼트가 개발한 시스템.
. 철강산업의 전기아크로 제강 슬래그를 킬른에 투입하여 석회석 사용을 줄이는 기술로, C3S를 포함하고 있는 제강슬래그가 석회석보다 더 용이하게 프리 라임(free lime)으로 전환될 수 있다는 특징을 이용한 것임. . 제강 슬래그를 분쇄할 필요가 없다는 것이 장점이나 2인치 크기의 덩어리 형태로 킬른에 투입되어야 함. . 투입 위치에 따라서 열에너지 절감도 가능함. . 슬래그 내부 라임은 이미 하소되었으므로 CO2 배출을 줄일 수 있으며 하소에 필요한 연소에너지(1.6 MBtu/t_클링커)도 줄일 수 있음. 계산 예로 10% 슬래그 투입 시 연소 에너지 절감량은 0.16 MBtu/t_클링커, 온실가스 배출 감축은 약 11% 정도가 됨."
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15 |
연료 물성의 최적화 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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- . 올바른 연료의 선택, 석탄 입자 사이즈 최적화, 킬른 시스템 외부에서 연료의 부분 또는 완전 건조 등의 대책은 킬른 시스템의
에너지 효율을 향상시킬 수 있음. . 이들 옵션의 적용가능성은 무엇보다도 다양한 연료의 활용성 및 비용, 기후, 공간 및 기타 기반시설의 활용성 등에 따라 달라짐. . 인도에서는 태양열 건조로 갈탄의 수분 함량을 35%에서 18%까지 감소시킴.
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16 |
연소 시스템 개선 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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$1.0/t_클링커생산용량 |
2~3 년 |
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- . 개선된 연소 시스템은 화염의 모양, 연료 및 연소공기의 혼합, 과잉공기 사용 줄이기 등을 최적화하는 것을 목표로 하는데 이같은
효과를 위해 여러 가지 기술이 개발되어 있음. . 그 중 한 가지는 Gyro-Therm 기술로 이 기술은 가스 화염의 품질을 향상시키고 NOx 배출을 감소시킬 수 있는데, 가스버너 또는 가스/석탄 혼용 버너에 적용될 수 있음. . Gyro-Therm 버너는 특허 등록된 ‘precessing jet’기술을 사용함. . 이 기술은 에너지 소비량을 절감할 수 있는 것 이외에도 NOx 배출을 30~70% 감소시키고 생산성은 5%이상 증대시키는 것으로 보고 되었음."
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17 |
예열기 사이클론 단수 추가 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 65 ~104 억원 |
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6~8 kgCO2/t_클링커 |
- . 사이클론 단수를 증대시키면 더 많은 폐열 회수를 통해 배출가스 온도를 저하시킴으로써 에너지 절감을 달성할 수 있음.
. 킬른 배출가스는 원료밀에서 원료를 건조시키는데 사용되므로 킬른 예열기는 원료밀에서 요구되는 열의 양에 기초하여 설계됨. 따라서 사이클론 단수 추가는 원료밀의 열 요구량을 함께 검토하여 결정되어야 함. . 일반적으로, 6단 사이클론 예열기의 배출가스 온도는 약 280℃, 5단은 약 310℃, 4단은 약 350℃, 3단은 500℃를 넘어감. . 기존 예열기 설계가 매우 보수적이어서 원료의 수분함량이 설계시 고려했던 것보다 더 낮을 때 예비하소기에서 2차연료 투입량이 많아 예열기의 배출가스 온도가 높아졌을 때만(50℃ 정도까지 높아질 수도 있음) 사이클론 단수 증대가 타당성이 있음.
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예열기가 장착된 킬른에 예비하소설비의 추가 |
소성공정 |
효율향상가이드 |
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절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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$9.4~28/t_클링커 |
5 년 |
38~47 tCO2/t_클링커 |
- . 기존의 예열기 킬른은, 예열기 단수 추가가 가능한 경우 예비하소기(precalciner)를 추가하여 다단 예열기/예비하소기 킬른으로 개조될 수 있음.
. 일반적으로 예비하소기의 추가는 플랜트의 용량을 증대시키고, 연료소비원단위와 NOx 배출을 감소(예비하소기에서 연소 온도가 저하되는 것에 기인 함)시킬 수 있음. . 연료 절감효과는 기존 킬른의 효율과 새로운 공정 매개변수(예비하소의 정도, 쿨러 효율 등)에 따라 크게 달라짐.
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원료 공급배관 단열시공(2013년) |
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절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
479 toe/년 |
0.05 % |
96 백만원 |
60 백만원 |
0.6 년 |
1,860 tC/년 |
- [현황 및 문제점]
· Raw Mill에서 공급되는 원료는 원료이송 Blower에 의해 100m 높이의 Pre-Heater 상단으로 공급 · 원료이송 배관은 나관으로 외기에 노출되어 있어, 고온의 원료가 Pre-Heater 상단으로 공급되는 과정에서 냉각되어 공급됨 · 원료공급 배관이 주위의 풍속에 의해 실내에서보다 방열손실이 심함 [개선방안] · 연료공급 배관의 보온시공을 통해 방열 손실을 줄이고 원료공급 온도를 높게 유지하여 Coal 사용량을 절감
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20 |
원료이송 Blower를 고효율 인버터내장 터보타입으로 교체 |
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진단사례 |
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절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
1533 toe/년 |
0.04 % |
131 백만원 |
520 백만원 |
4 년 |
721 tC/년 |
- [현황 및 문제점]
· 현재 사용중인 원료이송 BLOWER는 ROOTS 타입으로 풍량조정이 불가능하고 저효율타입으로 소비전력이 큼 · 일반적으로 ROOTS BLOWER는 TURBO BLOWER에 비해 효율이 20~35% 정도 낮고 토출압에 상관없이 풍량이 일정해 다양한 제어가 어려움
[개선방안] · (1안) 고효율 인버터타입 터보 BLOWER로 교체+ 전용 감압용 변압기 설치 · (2안) Line별 1대씩 고압 인버터설치후 이송량에 적합한 최적풍량 제어실시
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21 |
유동층 킬른 시스템 |
소성공정 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
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절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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27 kg_CO2/t_클링커 |
- . 유동층 킬른은 기존의 로터리 킬른과는 완전히 다른 유동층기술에 기초한 새로운 킬른 유형임.
. 이 킬른에서는 미분탄 및 원료가 주입되어 유동층 시스템에서 미세한 가루형태의 클링커가 만들어짐
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22 |
적절한 실링 및 실 교체 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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6,800 만원 |
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- . 실(seal)은 의도치 않은 공기가 킬른으로 유입되거나 킬른 밖으로 빠져나가는 것을 줄일기 위해 킬른의 입구와 출구에 사용됨.
. 킬른 출구에서의 누출은 버너의 연소효율을 낮추고 열 손실을 증대시키기 때문에 특히 중요하게 관리해야 하는 부분임. . 공기 누출은 적절한 실(seal)을 채택하여 관리할 수 있는데 일반적인 유형으로는 공압식 실, 박판형-실, 스프링타입-실 등이 있음. . 실은 10,000~20,000 시간 정도까지 계속 사용될 수 있지만, 누출을 줄이기 위해 정기적인 점검이 필요할 수도 있음.
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23 |
킬른 셀 열 손실 줄이기 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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0.25 달러/t_클링커 |
1 년 |
11~38 kg_CO2/t_클링커 |
- . 절연성이 우수한 내화물은 열손실을 줄일 수 있는데 내화물의 선택은 벽돌의 절연특성, 코팅의 발현, 유지 능력을 고려해야함.
. 코팅은 열 손실을 줄이고 소성 영역의 내화벽돌을 보호하는데 도움을 줌. . 개선된 킬른-내화물의 사용은 킬른의 신뢰성을 향상시키고 운전중지시간을 줄여주며 생산비용을 상당히 감소시키고 가동시작 시에 필요한 에너지의 양을 줄일 수 있음.
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24 |
킬른배가스 폐열 회수 발전_스팀사이클 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
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절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 2 억원 |
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- . 로터리 킬른 예열탑에서 발생하는 배가스의 폐열을 이용해 스팀을 생산하고 클링커 쿨러 냉각공기 폐열을 회수하여 스팀 생산한 후 이들 스팀으로 터빈을 가동하여 전력을 생산함.
. 발전 용량은 6 MW 규모임.
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25 |
킬른배가스 폐열 회수 발전_유기랭킨사이클 |
소성공정 |
IPPC Bref., 2013. |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
약 54 억원 |
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- |
- . 클링커 쿨러 냉각공기 폐열을 회수하여 유기랭킨사이클을 통해 펜탄 증기를 만들고 이를 이용해 터빈을 가동하여 전기를 생산함.
. 유기랭킨사이클은 물보다 증발 온도가 낮은 유기물질을 작동유체로 사용하며 설계가 간소하고 터빈효율도 80-85%까지 가능함. . 발전 용량은 1 MW 규모임.
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26 |
킬른에 하수슬러지 활용(2013년) |
소성공정 |
진단사례 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
1579(toe/년 |
0.2 % |
6,687 백만원 |
6,000 백만원 |
0.9 년 |
6,469 tC/년 |
- [현황 및 문제점]
· 시멘트 KILN 특성을 고려한 경제성 있는 대체연료 개발 필요 · 해양투기 금지로 새로운 처리방법이 필요한 하수슬러지가 대체연료로 부상
[개선방안] · KILN에 하수슬러지를 대체연료로 활용하여 Coal 사용량 절감
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27 |
폐열보일러에 절탄기 추가설치(2013년) |
소성공정 |
진단사례 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
283 toe/년 |
0.03 % |
105 백만원 |
300 백만원 |
2.9 년 |
580 tC/년 |
- [현황 및 문제점]
· 폐열보일러 급수온도가 63.8℃로 비교적 낮게 관리되고 있음 · 폐열보일러 급수 가열을 위한 고온의 폐열원이 없음
[개선방안] · 폐열보일러와 Dust Collector 연결 덕트에 Economizer를 추가 설치하여, 폐열보일러 급수 승온
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28 |
폐열회수 발전 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
205~342 억원 |
- |
- |
- . 시멘트 킬른으로부터의 폐열은 보통 원료 및 연료의 건조를 위해 사용되나, 원료의 수분함량 및 쿨러 기술에 따라서 킬른 가스
(예열기 배출가스)와 쿨러 배출공기로부터 추가적인 폐열을 회수하여 전력 생산에 활용할 수 있음. . 시멘트 플랜트의 저온 폐열(200~400℃)은 발전 효율을 최대 20~25%까지로 제한하나, 폐열을 이용한 전력생산을 통해 플랜트 전력 수요의 25~30% 정도를 충당할 수 있음.
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29 |
폐유 및 오일 슬러지를 연료로 사용 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
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약 8 억원 |
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- . 폐유나 오일 슬러지는 킬른이나 하소기에서 화석연료 대체연료로 사용될 수 있음.
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30 |
폐타이어 가스화 |
소성공정 |
Asia Pacific Partnership on Clean Development and Climate, January 2008 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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- |
- |
- |
- |
- |
- . 폐타이어는 잘게 절단될 때 또는 그 후에 가스화 될 수 있는데 가스화 로(furnace)에서 타이어가 환원 분위기에서 가열되고
열분해에 의해 생산된 가스는 킬른이나 하소기에서 대체연료로 사용될 수 있음. . 철심과 기타 비연소성 물질은 가스화 로에서 배출되어 시스템 외부로 제거됨. . 가스화는 타이어의 일부인 철심의 과도한 혼합에 기인한 비-균질성 구성성분 같은 문제를 해결함. . 유동층 타입과 킬른 타입 같은 서너 가지 유형의 가스화로가 있음.
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31 |
효율적인 클링커 쿨러 기술 |
소성공정 |
European Cement Research Academy(ECRA), June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
운영비 절감 : 0~0.5유로/t_클링커 |
개조 : 14억~41억원 ; 완전교체 : 205억~273억원 |
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9~28 kg_CO2/t_클링커 |
- . 플래너터리 쿨러와 로터리 쿨러는 클링커 냉각 공기의 양을 정확하게 연소에 필요한 만큼만 사용하므로, 그레이트 쿨러와 비교해
최종 방출되는 클링커의 온도가 더 높음. . 그레이트 쿨러는 과잉의 냉각 공기를 사용하기 때문에 클링커의 배출 온도를 더 낮출 수 있음. . 플래너터리 쿨러 또는 로터리 쿨러와 비교하여 그레이트 쿨러는 아래와 같은 이점이 있음. - 12,000 t/d 까지 대용량으로 활용 가능 (기존 4,000 t/d 수준) - 열 회수 효율이 더 높음. . 2세대 그레이트 쿨러의 열회수효율이 50~65% 수준인 반면, 최신 3세대 그레이트 쿨러는 70~75%까지 가능함. . 그레이트 쿨러 사용시 킬른에서 8%까지 연료 절감이 가능함.
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효율적인 킬른 드라이브 |
소성공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
- |
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- |
- . 로터리 킬른을 회전시키는 데는 상당한 동력이 사용됨.
. 에어 클러치와 동기식 모터를 가진 싱글 피니언 드라이브를 사용하면 효율을 상당히 높일 수 있음. . 이 시스템은 킬른 구동을 위해 사용되는 동력을 수 % 정도 줄일 수 있는데, 단 자본 투자비가 약간 더 높아지게 됨. . 더욱 최근에는 전통적으로 사용되는 DC 모터를 대체하여 AC 모터를 사용하는 것이 옹호되고 있음. . AC 모터 시스템은 효율을 약간 더 높이면서 자본투자비는 낮출 수 있음.
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33 |
고압 룰러 프레스 |
시멘트 분쇄공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
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$2.5~8/t_시멘트생산용량 |
- |
7.9~19 kgCO2/t_시멘트 |
- . 고압 롤러프레스에서는 두 개의 로러가 재료를 3,500bar까지 가압하여 분쇄 효율을 극대화시키고 전력 소비를 상당히 감소시킴.
. 기존 시멘트 분쇄 밀의 용량 증대 개조 시에 고압 롤러 프레스가 가장 빈번하게 도입되고 있으며, 특히 전기요금이 비싸거나 전력공급이 열악한 국가에서 많이 사용되고 있음
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34 |
고효율분리기 |
시멘트 분쇄공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
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약 33 억원 |
- |
2~3 kgCO2/t_시멘트 |
- . 분리기는 시멘트 밀에서 나온 분쇄물을 미세입자와 굵은 입자로 굵은 입자는 시멘트 밀로 다시 돌려보내는 설비임.
. 시멘트 분쇄 공정에서 에너지 절감을 위한 가장 유망한 대책 중 하나가 고효율 분리기를 사용하는 것임. . 고효율 분기기의 특징은 최적화된 공기 배관과 추가적인 외부공기회로를 가지고 있다는 것임. . 높은 분리 효율에 기인하여 미세 입자 분리 비율이 더 높아지고 이에 따라 밀 피드 순환량이 감소하여 처리율이 15%까지 증가함. . 고효율 분리기는 표준 분리기를 가진 분쇄 시스템과 비교하여 에너지 원단위가 더 낮음. . 고효율 분리기는 분쇄 에너지 요구량의 약 5-8%를 차지하여 높은 수준이지만, 전체적으로 5-15%의 에너지 절감 잠재력이 있음.
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35 |
볼밀에서 개선된 분쇄 매체의 사용 |
시멘트 분쇄공정 |
효율향상가이드 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
- |
8 년 |
0.7~1.2 kg_CO2/t_시멘트 |
- . 볼 밀에서 내마모성이 개선된 재료를 분쇄 매체로 사용할 수 있음.
. 분쇄 매체는 보통 재료의 마모 특성에 따라서 선택되는데, 볼 부하 분포와 분쇄 매체의 표면 경도 증가 및 내마모성 밀 라이닝은 마모를 줄일 뿐만 아니라 에너지 절감 잠재력도 있음. . 고크롬강으로 만들어진 개선된 볼과 라이너 이외에도 다른 재료들이 상기와 같은 특성을 보여 줄 수 있음. . 이외에도 그루브 분급 라이너 같이, 라이너 디자인 개선을 통해 상기와 같은 효과를 얻을 수 있음
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36 |
수직형 롤러밀과 롤러프레스를 이용한 시멘트 분쇄 |
시멘트 분쇄공정 |
European Cement Research Academy(ECRA), June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
약 390 억원 |
- |
7~11 kg/CO2/t_시멘트 |
- . 시멘트 생산에 사용되는 전기에너지의 40%는 시멘트 밀에서 소비됨.
. 기존 볼밀에 VRM(수직형 롤러 밀)이나 HPGR(고압 그라인딩 롤)을 추가하는 복합 분쇄방법 채택 또는 기존 볼밀을 VRM 또는 HPGR로 완전히 교체함으로써 시멘트 분쇄에 소비되는 전력을 상당히 줄일 수 있음. . 절감 감재력은 최종 제품에 대한 품질 요건과 고유의 시스템 배치에 의해 제한을 받음.
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37 |
시멘트 분쇄를 위한 수직형 롤러 밀 |
시멘트 분쇄공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
$2.5~8/t_시멘트생산용량 |
- |
7.9~19 kgCO2/t_시멘트 |
- . 시멘트 분쇄에 일반적으로 사용되는 볼밀은 시멘트의 분말도에 따라서 30~42 kWh/t_클링커 정도의 많은 에너지를 필요로 함.
. 볼밀과 일체형분리기를 수직형롤러밀(VRM)으로 완전히 교체하는 것은 매우 혁신적인 대책으로 간주됨. . 시멘트 분쇄에서 VRM을 사용하면 분쇄와 고효율 분급을 통합하여 에너지 효율과 생산성을 향상시킬 수 있음.
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38 |
호로밀을 사용한 시멘트 분쇄 |
시멘트 분쇄공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
- |
1 년 |
7.9~19.8 kg_CO2/t_시멘트 |
- . 호로밀의 개념은 이탈리아에서 1993년에 최초로 실증되었음.
. 호로밀은 실린더 내에 있는 수평형 롤러가 구동되는 방식임. . 실린더의 움직임에 따라 발생되는 원심력이 실린더의 내부에 균일하게 분포되는 층을 만들고 이 층이 700~1000 bar 압력의 롤러 프레스를 통과하게 되며, 분쇄된 제품은 더스트 필터에 포집됨. . 호로밀은 한 번에 최종 제품을 생산할 수 있는 컴팩트 밀이므로 자본투자비용이 상대적으로 낮음.
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39 |
볼밀에 대한 예비분쇄로서 고압 롤러 프레스 사용 |
시멘트 생산공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
37 억원 |
- |
6~19 tCO2/t_시멘트 |
- . 시멘트 분쇄에서 전력 소비 원단위를 낮추고 밀 생산량을 증대시키기 위해 볼밀 공정에 앞서 예비-분쇄 단계로 고압 롤러 프레스를
도입할 수 있음. . 고압 롤러 프레스 사용으로 시멘트 밀의 분쇄 용량이 약 30% 정도 증가함
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40 |
수재 고로 슬래그 사용으로 시멘트의 클링커 함량 줄이기 |
시멘트 생산공정 |
European Cement Research Academy(ECRA), June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
68~137 억원 |
- |
100~430 kg_CO2/t_시멘트 |
- . 시멘트 톤당 클링커 사용량을 줄임으로써 연료 연소에 따른 CO2 배출과 석회석 탈탄산반응에 따른 공정배출을 부분적으로 줄일 수 있음.
. 고로슬래그 혼합 및 미분쇄를 위해 추가 전기가 필요하고 건조를 위해 연료가 더 필요할 수 있으나 이같은 추가 에너지는 클링커 생산 감소에 따른 에너지 절감으로 대부분 상쇄될 수 있음.
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41 |
클링커 대체재로 석회석 사용하기 |
시멘트 생산공정 |
European Cement Research Academy(ECRA), June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
110~164 억원 |
- |
연료 : 50~140 kg_CO2/t_시멘트전기 : 6~16 kg_CO2/t_시멘트 |
- . 클링커/시멘트 비율을 줄이는 매우 간단하고 효율적인 방법은 석회석을 소량 또는 대량으로 클링커와 혼합하여 분쇄하는 것임.
. 석회석은 분쇄가 쉽고 일반적으로 시멘트 공장에서 용이하게 활용할 수 있다는 장점이 있음. . 클링커의 일부를 석회석으로 대체하면 연료 연소 및 석회석 탈탄에 따른 CO2 배출을 줄일 수 있음.
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42 |
포졸란을 포함한 시멘트 |
시멘트 생산공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
109~164 억원 |
- |
대체된 클링커 톤 당 0.52 tCO2의 배출 저감 가능 |
- . 포졸란은 규산질 또는 규산-알루미나질 성분의 물질로써 정의되는데, 미세하게 분쇄된 포졸란 물질은 수분이 있을 때 대기 온도에 용해된 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응하여 강도가 발현되는 칼슘 실리케이트 및 칼슘 알루미네이트 화합물을 형성함.
. 일반적으로 반응성 이산화규소의 함량이 25% 이상이면, 시멘트의 주요 성분으로써 포졸란을 사용할 수 있음. . 포졸란을 주요 성분으로하는 시멘트의 생산에서는 파쇄, 건조 및 미분쇄, 시멘트 클링커와 포졸란 물질의 혼합분쇄 또는 혼합 같은 전처리가 수행됨.
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43 |
플라이애시 사용으로 시멘트의 클링커 함량 줄이기 |
시멘트 생산공정 |
European Cement Research Academy(ECRA), June 2009 |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
109~164 억원 |
- |
연료 : 50~140 kg_CO2/t_시멘트전기 : 8~19 kg_CO2/t_시멘트 |
- . 플라이애시를 포함하는 시멘트를 생산함으로써 시멘트의 클링커 함량을 줄이고 이에 따라 연료 연소에 따른 CO2 배출과 석회석
탈탄산반응에 따른 공정배출을 줄일 수 있음. . 플라이애시는 미분탄을 연소하는 로의 연도가스에서 먼지 같은 입자를 제거하기 위한 기계적 집진공정 또는 전기집진기로부터 얻을 수 있음. . 플라이애시 혼합을 위해 추가적으로 전기가 필요함. . 플라이애시는 대부분 분쇄가 필요 없으므로 분급기(classifier)에 직접 추가될 수 있어 시멘트 분쇄 공정에 필요한 전기 소비량을 줄이는데 기여함.
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44 |
고효율 롤러 밀 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
5.5 달러/t_원료 |
- |
4.7~5.5 kg_CO2/t_원료 |
- . 시멘트 산업에서 볼밀은 원료, 연료, 제품 분쇄에 일반적으로 사용되는데 이는 잘 확립된 기술을 사용하고 몇 가지 이점을 제공할
수 있지만 에너지 소비량이 상당히 높은 설비임. . 적절한 유형의 보다 더 효율적인 롤러 밀 기술을 사용함으로써 제품 품질에는 영향을 주지 않으면서 상당량의 에너지 절감을 달성할 수 있음. . 특히 수직형 롤러 밀은 상대적으로 전력 소비량이 적고(10kWh/t 미만) 분쇄/건조/분리를 결합할 수 있으며 질량 유속의 변동성을 보다 잘 커버할 수 있다는 장점이 있음. . 수평형 롤러밀은 볼밀에서 사용되는 에너지의 65~70%만 사용하고 롤러프레스의 경우 볼밀에서 사용되는 에너지의 50~60%를 사용함.
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45 |
석탄 분쇄를 위한 고효율 분리기/분급기 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
0.01달러/t_클링커 |
- |
1.3 kg_CO2/t_석탄 |
- . 분리기와 분급기는 보다 큰 입자를 밀로 되돌려 보내서 더 분쇄시키기 위해 필요한 장치임.
. 고효율의 분리기 또는 분급기는 더 큰 입자를 더 정확하게 분리하여 과도한 분쇄를 줄이고 밀 에너지 소비량을 감소시킬 수 있음. . 볼밀용 외부형 분리기를 고효율 외부형 분리기로 교체하면, 밀에서의 에너지 소비량이 감소되고 밀 용량이 증가될 수 있음.
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46 |
에너지 효율적인 수송 시스템(건식공정에만 해당) |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
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$2.7/t_원료 |
- |
- |
- . 시멘트 사업장에서 이송시스템은 킬른 투입원료, 킬른먼지, 분쇄된 시멘트 등과 같은 분말 상태의 물질을 이송시켜야 함.
. 이들 물질은 보통 공압식 또는 기계식 컨베이어를 이용해 이송할 수 있음. . 기계식 컨베이어는 공압식 시스템보다 더 적은 에너지를 사용하므로, 기존의 공압식 시스템을 기계식 컨베이어로 교체함으로써 에너지 절감 가능 . 신뢰성 향상과 예상치 못한 가동중지를 줄이기 위해서 컨베이어 시스템을 교체해야 한다면 기계식 컨베이어로 전환하는 것이 비용효과적임.
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47 |
원료의 구성성분별 분리 분쇄 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
48 억원 |
- |
0.7~1 kg_CO2/t_클링커 |
- . 조합원료 속에 있는 다양한 구성물질은 일반적으로 분쇄성이 서로 다르기 때문에 모든 구성성분의 통합 분쇄시 미분쇄가 어려운
성분으로 인해 에너지 소비 원단위가 더 높아지고 처리능력은 떨어지게 됨. . 따라서 분쇄가 어려운 원료 성분은 분리하여 분쇄하는 것이 에너지 효율적일 수 있음. . 모래나 슬래그는 전통적인 원료물질보다 더 분쇄가 어렵고 연마성이 크기 때문에 분리 분쇄가 유리함. . 슬래그는 사용량이 많기 때문에 분리 분쇄가 바람직하고, 이때 수직형 밀이나 별도의 볼밀을 사용하는 것이 유용함.
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48 |
조합 원료 이송을 위한 버킷 엘리베이터 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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- |
0.23달러/t_클링커 생산용량 |
- |
- |
- . 조합원료를 원료밀에서 균질화 사일로 및 킬른-피드로 수송하는데 사용되는 공압이송시스템을 기계적이송시스템으로 교체하면 전력 소비를 줄일 수 있음.
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49 |
중력 타입 블렌딩 사일로 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
- |
- |
- |
35달러/t_사일러용량 |
- |
0.8~2 kg_CO2/t_원료 |
- . 현대식 설비에 사용되는 중력-타입 균질화 사일로(또는 연속식 블렌딩 및 저장 사일로)는 전력 소비를 줄여줌.
. 이들 사일로에서는 원료가 좁은 통로를 빠져나가서 거꾸로 된 원뿔의 도움으로 혼합됨. . 중력-타입 사일로는 공기-유동화 시스템만큼의 블렌딩 효율은 제공하지는 않지만, 더욱 최신의 플랜트 일수록 중력-타입 사일로를 선호하는데, 이들 사일로가 상당한 전력 소비 절감을 실현시켜 주기 때문임.
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50 |
클링커 생산 원료로 카바이드 슬래그 사용 |
원료준비공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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약 47 억원 |
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184,000tCO2/년 |
- . 칼슘카바이드 잔여물(CCR)로 알려진 카바이드 슬래그는 칼슘카바이드의 가수분해에 따른 부산물로, 에틸렌, PVC 및 기타제품
생산에서 고형폐기물로 발생됨. . 현재는 회수 가치가 없어 일반적으로 매립되고 있음. . 일부 공장은 시멘트 생산을 위한 대체원료로 이 슬래그를 사용하기도 하는데 사용비율이 조합원료의 68%까지 이르는 곳도 있음. . CCR을 사용하기 위해서는 건조 및 분쇄와 같은 전처리가 필요하며, 그 후에 나머지 원료들과 혼합되어 전통적인 공정 흐름에 따라 처리됨.
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고효율 그레이트 쿨러로 전환 |
클링커 냉각공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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14~41 억원 |
1~2 년 |
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- . 그레이트 쿨러는 클링커로부터의 열회수 공정과 통합되어 있기 때문에 고효율로 운전되는 그레이트 쿨러는 폐열 손실을 줄이고
공정 단계에서 연료 사용을 감소시키게 됨. . 그레이트 굴러는 두 가지 장점이 있는데 첫째는 대용량 킬른 사용을 가능케하는 대용량을 가질 수 있으며, 둘째는 쿨러를 떠나는 클링커의 온도를 83℃까지 저하시킴으로써(기존 플래너터리 쿨러의 경우 120~200℃ 정도 수준) 효율적인 열회수를 가능하게 함. . 현대식 그레이트 쿨러는 더 오래된 변형 설비보다 효율이 높고 열회수 효율을 65% 이상까지 증가시킬 수 있으며 킬른 생산성도 향상시킬 수 있음.
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회전 디스크 클링커 쿨러 |
클링커 냉각공정 |
IETD |
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광업 주요공정 및 절감기술/방법의 국내 외 절감기술/방법 상세표입니다.
절감량 |
절감율 |
절감액 |
투자비 |
투자비회수기간 |
온실가스절감량 |
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- . 철강산업에서 수년 동안 사용되었던‘회전 디스크’원리에 따라 작동하는 링커 쿨러는 최근에 CemPro Tec에 의해 도입되었고,
5세대 쿨러로 간주되고 있음. . 이 쿨러는 순회하는 그레이트를 회전 디스크로 대체했는데, 디스크가 완전히 1회전하는데 약 30분이 걸리고, 클링커 쿨러의 운반 효율을 향상시킬 수 있음. . 고정된 그레이트가 쿨러의 입구에 설치되어 킬른 출구와 90% 각도에 위치하게 되는데, 이것이 킬른과 클링커 쿨러의 센터 라인 불일치 그리고 쿨러의 폭에 걸쳐서 클링커 입자 사이즈의 분리 등에 의해 유발되는 문제점을 제거함. . 이 새로운 유형의 쿨러는 아직 완전한 규모의 가동에서는 입증되지 않았음.
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