CTO (Regenerative Thermal Oxidizer) 촉매연소설비- 대기오염방지시설

이번 포스팅에서는 대기오염방지시설인 CTO에 대해서 알아보겠습니다. 대기환경보전법에서 폐가스 소각설비의 정의는 공정에서 발생하는 가스 중 이용할 수 없는 부분을 정부의 법적 규제에 만족하도록 고온의 열을 이용하여 산화 시켜 배출하는 설비로 정의됩니다.  

CTO (Catalytic Thermal Oxidizer) : 휘발성 유기화합물과 악취 물질을 직화 소각이 아닌 촉매에 의해 발생되는 반응열을 이용하여 소각시키는 설비

연소설비-대기오염방지설비

 1  연소 기술 
공기 또는 산소 속에서 물질이 산화되어 빛과 열을 내는 현상 (산화물을 생성하는 화학변화를 의미)

 2  연소기술 별 비교

연 소 기 술	연소 반응온도(℃)	축열재	열회수율	촉매	연료소모량
Thermal Oxidizer (TO)  열산화	800	X	60~70%	X	High
Catalytic Thermal Oxidizer (CTO)  촉매산화	300	X	60~70%	O	Middle
Regenerative Thermal Oxidizer (RTO) 축열산화	800	O	95%	X	Low
Concentrator + Oxidizer  농축+산화	300 800	O X	95%	O X	Very Low

 

촉매

 1  촉매

휘발성 유기화합물(VOCs)을 상대적 저온인 180~400℃에서 촉매 연소(산화)시켜 처리하는 설비로 연소 에너지 절감 가능

 

🔹 촉매산화와 연소(직접산화)의 차이 • VOCs 물질을 H2O와 CO2로 산화 방식은 동일하며 촉매를 사용하여 활성화에너지를 낮춤으로써 낮은 온도에서 산화하므로 에너지 절감 및 2차 생성물 저감 가능  • 촉매의 경우 VOCs 화합물 완전 산화 가능 (고효율) 반면 일부의 고비점 화합물은 800~850℃에서 직접연소에도 불완전연소하여 탄내 발생 • 촉매 피독물질(P, Si, S, Cl 등) 존재 시 적용이 어려울 수 있음

 1  촉매 조건

촉매 조건과 대상성분에 따라 산화되는 온도범위가 다양함

 2  촉매 비교

구분	전이금속 계열	귀금속 계열
성분	CnO, MnO2	Pd, Pt
형태	Pellet	Honeycomb
크기 (Unit 기준)	Ø5 x 10mm	150 x 150 x 50mmH
운전온도	200 ℃ 이상	300 ℃ 이상
공간속도	12,000 hr-1	25,000 hr-1
촉매량	2 ㎥	1 ㎥
촉매비용	1	2
장점	저온, 저가	상대적 내구성 (피독)
단점	피독(S, P, Si), 피복에 민감	고온, 고가
회수율 (교체 시)	0%	20%

 3  촉매 테스트 

🔹 가스의 종류별 실험

🔹 가스의 종류별 실험현장 (실제 배기가스, 복합성)

 

CTO 구성도

 

	장점 · 99% 이상의 처리효율 가능 · 완전산화 가능 · NOx 발생 낮은
	단점  · 피독, 피복 물질 시 적용이 어려움  · 저농도 시 연료비 상승  · 주기적인 촉매 교체 필요

• Main Fan (F.D.) : 공정 배기가스를 흡입하여 설비를 통과 하도록 압력생성 (인버터 조절, 일정압력 가능)
• Heat Exchanger : 배기가스를 고온의 촉매 후단 배기가스와 열교환하여 폐열 회수, 에너지 사용 절감 가능
• Burner : 열교환 된 배기가스를 촉매산화에 적합한 온도까지 승온 시킴 (소풍량 경우 전기히터 가능)
• C.T.O. : 촉매를 이용하여 VOCs 등 유해물질을 산화 처리, 처리효율은 약 98~99% 이상 되도록 설계 가능

CTO 적용 – 유동해석 (촉매와 가스 접촉 최적화 → 최적 처리효율)
압력분포 검토	온도분포 검토

 

CTO 문제점 - 처리 효율 저하
피독 및 피복 문제	열화 및 물리적 문제

 3   소각설비(RTO) 화재·폭발 예방 매뉴얼

소각설비(RTO) 화재·폭발 예방 매뉴얼.pdf

0.63MB

 4   CTO 설치 사진

 농축 + CTO 설치 사진 

 

농축 + CTO 사진 (제공 : ECOPRO)

농축 + CTO 사진 (제공 : ECOPRO)

 RTO + CTO 설치 사진 

RTO + CTO 사진 (제공 : ECOPRO)

 

RTO + CTO 사진 (제공 : ECOPRO)

 

해당 포스팅은 에코프로의 동의, 자문을 받아 작성되었습니다.

(주)에코프로_연소설비_기술소개.pdf

2.00MB

 

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