세라믹 섬유 필터 튜브를 이용한 고온 가스 여과
기존 필터가 뜨거운 가스에 취약한 이유
유리 용해로, 소각로, 가마 및 제련소를 운영하는 플랜트는 동일한 제약에 직면합니다: 정화해야 하는 가스는 뜨겁고, 종종 부식성이 있으며, 미세한 PM2.5 및 서브마이크론 입자를 함유하고 있습니다. 가스를 먼저 냉각하면 회수 가능한 열이 낭비되고 장비가 추가됩니다. 세 가지 주류 옵션은 다음과 같이 비교됩니다:
| 기술 | 강점 | 고온 가스 서비스에서의 한계 |
|---|---|---|
| 전기 집진기 (ESP) | 우수한 집진 효율; 2차 오염 없음 | 높은 에너지 소비량; 연료 및 비산회에 따른 성능 변동; 큰 설치 면적; 초저배출 수준을 유지할 수 없음 |
| 백 필터 (직물 백하우스) | 우수한 여과 성능; 산성 가스에 대한 알칼리성 흡착제 주입과 함께 작동합니다 | 내열성이 없고, 산성 가스에서 경화 및 파열되며, 사용 수명이 짧고, PM2.5 포집 성능이 보통이며, 초저배출이 불안정함 |
| 세라믹 섬유 필터 (CF) | 매우 높은 여과 용량; 고온, 산 및 알칼리에 강함; 물과 에너지 절약; 긴 수명; 2차 오염 없음; 안정적인 초저배출 | — |
세라믹 필터 튜브는 펄스 제트 집진기의 튜브시트에 장착되는 견고하고 자립형인 캔들로, 필터 백이 위치할 바로 그 자리에 설치됩니다 — 따라서 기존 백하우스를 직접 개조할 수 있는 경로가 됩니다. → 백하우스를 세라믹 캔들 필터로 개조하는 방법
하나의 유닛, 네 가지 임무: 먼지, 산성 가스, NOx, 다이옥신
CF 열가스 여과 장치는 단순한 집진기가 아닙니다. 건식 흡착제 주입과 촉매 담지 필터 튜브를 통해 단일 용기에서 네 가지 오염물질 그룹을 처리합니다:
- 먼지 — 강성 튜브 표면에 포집되어 펄스 세정되며, 출구는 5 mg/Nm³ 이하를 유지하여 초저배출 요구사항을 충족합니다.
- 산성 가스 (SO₂, SO₃, HCl, HF) — 튜브 상류에서 주입된 NaHCO₃ 또는 Ca(OH)₂ 건식 흡착제에 의해 중화됩니다. 물을 사용하지 않고 폐수를 발생시키지 않는 건식 공정입니다.
- NOx — 튜브 벽 내부에 담지된 촉매에 의해 암모니아 또는 요소 주입과 함께 SCR 방식으로 제거됩니다. 먼지 케이크가 튜브 표면에 남아 있으므로 촉매는 먼지 막힘과 중금속 피독으로부터 보호됩니다.
- 다이옥신 및 유기 HAPs — 선택적 촉매 산화(SCO)에 의해 튜브 벽 내부에서 CO₂, H₂O 및 HCl로 분해됩니다. 다이옥신 분해를 위해 활성탄 베드나 기타 화학물질 투입이 필요하지 않습니다.
먼지 + 산성 가스 + NOx 의무에 대한 최적의 통합 운전 범위: 250–350 °C.
| 오염물질 | 운전 범위 | 문서화된 성능 |
|---|---|---|
| PM2.5 / PM10 / 서브마이크론 먼지 | 최대 ~1,050 °C (등급에 따라 다름) | 출구 <5 mg/Nm³; 운전 ΔP 일반적으로 <1,500 Pa, 장기 <2,500 Pa |
| NOx (SCR, NH₃/요소) | 280–400 °C | 280 °C 이상에서 >95% DeNOx; 촉매 수명 7–9년, 5년 보증 |
| SO₂ / SO₃ / HCl / HF (건식 흡착제) | Na계 흡착제 320–400 °C; Ca계 300–450 °C | Na계 흡착제: 85–95% 제거 (흡착제 투입량, 가스 습도, 공정 설계, 운전 조건에 따라 다름) |
| 다이옥신 / O-HAPs (SCO) | 170–300 °C, 최적 220–260 °C; 입구 SO₂ <50 mg/Nm³ | 다이옥신 분해율 최대 99.5% TEQ; 통합 트레인은 먼지 ≤5, SO₂ ≤30, NOx ≤50 mg/Nm³ (S.T.P., 건조) 달성 |
| 수은 (Hg) | 브롬화 분말 활성탄 260–430 °C | >90% 제거 (200 °C 활성탄: 70–80%) |
| VOC | 230–260 °C | 95% 제거 |
| CO | 200–300 °C | NOx 처리와 함께 제거됨 |
세라믹 필터 튜브 사양 (백색 튜브, 비촉매)
핵심 요소는 진공 성형된 세라믹 섬유 튜브로, 계단식 기공 구조를 가지고 있습니다 — 기공 크기가 외부 표면에서 내부로 점차 작아져 먼지는 표면 케이크를 형성하고 벽 두께는 개방 상태를 유지합니다.
엘리먼트는 폼 지지대가 있는 카톤에 포장되어 최대 10단까지 적재 가능하며, 설치 직전에만 개봉해야 합니다.
| 항목 | 사양 | 비고 |
|---|---|---|
| 치수 | Ø150 × Ø110 × 3,000 mm | 20 mm 벽 |
| 단위 중량 | 7.5 kg (배치 허용차 <0.5 kg) | 백색 튜브 |
| 성형 공정 | 통합 진공 음압 성형 | 유럽 공정 |
| 기공률 | >80% | |
| 섬유 배합 | 70% 국산 + 30% 수입 섬유 | |
| 초기 압력 손실 | 300 Pa | 1 m/min 여과 속도에서, 깨끗한 튜브 |
| 운전 압력 강하 | <1,500 Pa | 유리 산업용은 일반적으로 1 m/min에서 900–1,300 Pa |
| 파손률 | 3년 이내 0.2% 미만 | 올바른 설치 시; 튜브는 운전 중 사실상 절대 파손되지 않음 |
| 사용 수명 (피팅 포함) | >5년 | 168시간 승인 검사부터 계산 |
| 생산 능력 | 연간 72,000개 튜브 | |
| 리드 타임 | <60일 |
전 제품군에 걸친 재질 및 성능 범위:
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 화학 조성 | Al₂O₃ + SiO₂ >90% |
| 색상 | 흰색 / 크림색 |
| 밀도 | 300–400 kg/m³ |
| 온도 등급 | 600 °C 및 1,000 °C 연속 사용 등급; 최대 사용 온도 1,050 °C |
| 기공 크기 범위 | 10–180 μm, 벽 전체에 걸쳐 등급화됨 |
| 압축 강도 | >1,000 N |
| 충격 저항성 | >0.6 MPa |
| 최대 여과 속도 | 1.5 m/min |
| 일반적인 입자상 물질 배출 | <5 mg/Nm³ |
| 정압 저항 | 326 Pa |
| 최대 엘리먼트 크기 | 길이 3,000 mm × Ø150 mm, 엘리먼트당 여과 면적 1.4 m² |
| 포집 대상 | PM2.5 및 서브마이크론 입자 |
크기 및 선택: 36가지 표준 모델
표준 엘리먼트는 길이 500~3,000mm, 외경 60/120/150mm, 내경 40/80/110/120mm를 지원하며, T형 또는 Y형 플랜지가 있습니다. 여과 면적은 엘리먼트당 0.2~1.4m²이고 단위 중량은 약 0.4~9.5kg입니다.
두 가지 빌드 시리즈가 제공됩니다: 백색 무촉매 튜브(AW 시리즈)와 촉매 담지 DeNOx 튜브(AC 시리즈)이며, 둘 다 초고온 및 끝단 보강 빌드로 제공됩니다.
| 모델 (예시) | 길이 mm | 외경 / 내경 mm | 플랜지 | 면적 m² | 중량 kg |
|---|---|---|---|---|---|
| AW500 | 500 | 60 / 40 | T | 0.2 | 0.4 |
| AW1000 | 1,000 | 150 / 110 | T | 0.48 | 3.2 |
| AW1250 | 1,250 | 60 / 40 | T | 0.23 | 0.8 |
| AW2000 | 2,000 | 150 / 110 | T | 1.0 | 5.0 |
| AW3000 | 3,000 | 150 / 110 | T | 1.4 | 8.5 |
| AW1950 | 1,950 | 150 / 110 | Y | 1.0 | 5.0 |
| AW2400 | 2,400 | 120 / 80 | T | 0.9 | 5.5 |
전체 모델 목록 및 선정 로직: → 세라믹 필터 엘리먼트 선정 가이드
촉매 담지 튜브: CAS 공정 연구소에서 검증한 DeNOx
촉매 성능은 중국과학원 공정공학연구소 다상복합시스템 국가중점실험실에서 Ø60 × 50 mm(벽두께 10 mm) 촉매 튜브 샘플로 시험하였습니다. 시험 조건: 면속도 0.5–0.8 Nm/분(작업면 속도 0.9–1.8 m/분), 입구 NO 700 ppm(1,400 mg/Nm³), 암모니아 대 NOx 몰비 1, 170–450 °C, 황/수분 조건에서는 300 ppm SO₂(900 mg/Nm³) 및 10 vol.% H₂O 포함.
중온 촉매 튜브: 황 및 수분이 없는 가스에서 DeNOx는 240 °C부터 이론 속도에 근접합니다. 900 mg/Nm³ SO₂와 10% 수증기가 존재할 때 저온 활성은 떨어지지만, 280 °C 이상에서는 수분과 SO₂의 영향이 거의 없습니다. 280 °C 이상에서 운전을 권장하며, 280 °C 미만에서는 장기 운전을 위해 SO₂를 35 mg/Nm³ 이하로 유지하십시오.
저온 촉매 튜브: 황 및 수분이 없는 가스에서 180 °C에서 90% DeNOx에 도달하고 200 °C부터 이론 속도에 근접합니다. SO₂와 H₂O가 존재할 때도 180 °C에서 80%를 유지하고 200 °C에서 90%를 초과합니다. 수분 응축을 방지하기 위해 180 °C 이상에서 운전을 권장하며, 긴 사용 수명을 위해 SO₂를 5–30 mg/Nm³ 이내로 유지하십시오.
두 튜브 모두 유리 용해로, 바이오매스 발전, 폐기물 소각, 유해 폐기물 및 코킹 배기가스에 적용 가능합니다. → 저온 탈질(DeNOx): 촉매 세라믹 필터가 170–300 °C에서 작동하는 방식 · → 촉매 세라믹 섬유 필터 제품 페이지
강도, 사용 수명 및 검증
GB/T 3002-2017(내화물 — 고온 굽힘 강도)에 따른 제3자 시험에서 측정된 고온 굽힘 강도는 600 °C에서 1,016.14 N. 1,000 N 초과의 압축 강도와 결합되어, 설치 규칙을 준수할 때 3년 동안 파손률이 0.2% 미만으로 유지되는 이유이며, 필터 수명이 백 교체 주기가 아닌 연 단위로 계산되는 이유입니다. 촉매 담지 튜브는 7–9년의 촉매 사용 수명과 5년 보증을 제공합니다.
비촉매 버전: → 비촉매 세라믹 섬유 필터
고온 가스 여과가 이미 작동하는 곳
- 초고온 여과: 흄드 실리카 및 알루미나 생산, 전로 배기가스, 금속 제련, 화학 공정
- SCR 탈질: 유리 용해로, 바이오매스 및 목재 폐기물 연소, 폐기물 에너지화 플랜트
- 산성 가스-고체 분리 및 산 회수: 염산 및 황산 처리
- 가연성 가스 정화: 도시 폐기물 및 바이오매스 바이오가스
- 중금속 및 귀금속 회수: 우라늄, 니켈, 코발트, 리튬, 금, 은, 팔라듐, 백금 및 그 산화물 잔류물
문서화된 설치 사례에는 스페인과 코스타리카의 유리 용해로, 의료 폐기물 소각로 및 금속 용해로가 포함됩니다. → 응용 분야 · → 폐기물 소각로 배기가스에서의 다이옥신 제거
시운전 및 운영 필수 사항
세라믹 튜브는 한 가지 측면에서 백과 다르게 작동합니다: 시운전이 중요합니다. 문서화된 절차:
- 바인더 연소 — 유기 바인더를 안전하게 분해하기 위해 가스를 엘리먼트를 통해 천천히 160°C까지 가열하고 160–170°C에서 16시간 동안 유지합니다.
- 프리코팅 — 전처리 분말(예: 농업용 석회, 활석, SiO₂, Al₂O₃ 또는 1등급 플라이애시)을 투입하여 200 g/m²의 보호층을 형성합니다. 1,000 mm 엘리먼트당 약 40 g 또는 3,000 mm 엘리먼트당 300 g을 최소 세 번의 전체 청소 주기 동안 반복합니다.
- 펄스 세정 — 이슬점 이하에서 절대 펄스를 주지 마십시오. 상한 및 하한 ΔP 한계 사이에서 청소하고 과잉 청소를 피하십시오. 과잉 청소는 부족 청소만큼 해롭습니다. 안정적인 ΔP는 일반적으로 24–48시간 이내에 도달합니다.
- 모니터링 — 트라이보일렉트릭 프로브 또는 불투명도계로 출구를 관찰하십시오. 5 mg/Nm³ 초과(또는 일반 수준 초과)는 누출 신호이므로 해당 모듈을 추적하십시오. UV 광선과 형광 분말로 밀봉 누출을 정확히 찾아낼 수 있습니다.
- 셧다운 — 셧다운 중 응축을 방지하기 위해 장치를 120°C 이상으로 유지하고, 습기에 대해 입구와 출구를 밀봉하며, 장기 정지 후 전체 시운전 절차를 반복하십시오.
RFQ와 함께 보내야 할 사항
유닛 사이징 또는 교체 요소 견적을 위해서는 다음을 보내주십시오: 가스 유량(Nm³/h), 운전 및 최고 온도, 먼지 부하 및 먼지 화학 조성, 산성 가스 / NOx / 다이옥신 농도 및 배출 목표, 사용 가능한 설치 면적 및 튜브시트 레이아웃(개조용), 압축 공기 가용성. 요소 도면, 플랜지 유형(T/Y) 및 수량을 제공하시면 교체 견적이 빨라집니다.
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