‘Clean Air·Save Energy’

집진 설비 원조 獨 메이커 KMA 기술 접목

▲ (좌측부터) ㈜에스앤에스 최승현 CTO, ㈜성하 박오식 대표, ㈜에스앤에스 범창수 대표  © TIN뉴스

경기도 시흥시 소재 섬유염색전문업체 ㈜성하(대표 박오식)가 집진 설비 구축과 시가동을 마치고 4월부터 본격 가동을 시작했다. 성하는 ‘2020년 소규모 사업장 방지시설 설치 지원사업(전기집진에 의한 시설)’ 일환으로 환경부와 경기도, 시흥시로부터 총 사업비 5억340만원 중 90%를 지원 받아 집진설비 구축을 마쳤다.

박오식 대표는 오래 전부터 텐터기 운영 시 발생하는 막대한 운영비용 절감을 목표로 다양한 시도와 자체 설비를 갖추고 있었다. 대표적으로 텐터기에 별도의 열과 용수 회수를 위한 라인을 만들고 여기에 개별 텐터기에 계량기를 부착해 열과 용수 온도를 체크하는 등 데이터를 축적, 물과 에너지 사용을 절감하는 노력을 기울여왔다. 실제 에너지 사용량은 기존 대비 15% 이상 절감 효과를 거두었다.

에너지 절감 노력과 더불어 배출가스 정화에도 노력을 기울여왔다.

성하는 이번 전기 집진설비 구축에 앞서 이미 스크러버 방식의 집진설비를 운영 중이었다. 

하지만 문제는 백연. 완벽하게 백연을 제거할 수 있는 방법을 찾던 중 KMA의 한국 에이전트이자 국내 필터 등 환경설비 전문 업체인 ㈜에스앤에스(대표 범창수)으로부터 솔깃한 제안을 받는다.

백연 제거는 물론 텐터기의 폐열과 용수를 교환 방식을 통해 재사용함으로써 운영비용을 대폭 절감할 수 있다는 것. 박 대표 역시 축적된 데이터와 자체 에너지 절감 노하우를 갖고 있던 터여서 각종 실증 자료 등을 검토하며 숙고 끝에 에스앤에스와 손을 잡았다.

에스앤에스 범창수 대표는 “KMA는 1953년 창업 이래 63년간 전 세계 3,000여 곳에 설비를 납품해온 독일 기업이다. 국내 전기 집진기의 원천기술이 독일이라는 점과 함께 주요 타깃시장이 EU인 만큼 까다롭다는 EU환경 표준 기준을 충족한 설비여서 안전성과 우수성을 공인받고 있다”고 강조했다.

휘발성유기화합물 응축

악취 및 백연 현상 제거

▲ (좌)성하의 전기 집진설비와 건너편 공장 집진설비의 백연 현상 비교  © TIN뉴스

새롭게 구축된 집진설비는 ‘열 교환-전기 집진’ 방식이다.

정확히 말하면 ‘스텐터 프레임 직부착형 고효율 에너지 절감형 배출 공기 여과시스템(모델명 ULTRAVENT Ⅱ)’. 

▲에너지 절감 ▲경량화 ▲콤팩트 ▲내구성 ▲편의성 ▲ 시스템 안전성이다. 여기에 ▲오일 및 먼지 고효율 여과 ▲필터 셀 교체 불필요 ▲통합 열 회수시스템 ▲통합된 자동 필터 청소시스템(Cleaning In Place, CIP) ▲과열 방지 컨트롤 등이 더해진 것이 최고의 강점으로 꼽힌다.

우선 백연 제거 및 공기 정화 기술의 원리는 간단하다.

텐터기로부터 발생하는 배출 가스를 콘덴싱을 시켜 배출 가스 내 휘발성유기화합물(VOCs)을 응축시켜 제거하는 원리다. 참고로 콘덴싱(Condensing)은 보일러 외부로 빠져 나가는 열을 모아서 다시 난방/온수 가열에 활용하는 방식이다. 즉 열 교환을 시켜 오일 점성을 떨어뜨려 제거한다는 콘셉트다.

1차로 응축시켜 다량의 휘발성유기화합물을 제거 후 전기 집진기를 통해 정화 처리된 가스를 외부로 배출하기 때문에 악취 제거는 물론 부하를 줄일 수 있다. 

공기-공기·물-물

효율적인 열 회수시스템

공기와 공기, 즉 차가운 외부 공기를 흡입해 텐터기로 보내지면 회수된 폐열과 교환하는 방식이다. 실제 사례를 대입해 보면 성하의 경우 저온 텐터기를 사용 중이다.

최고 적정온도가 140~170℃ 정도다. 텐터기로 회수되는 폐열 온도는 100℃, 열 교환을 통해 70℃만 높여주면 되기 때문에 그 만큼 기존 텐터기 버너 가열에 필요한 에너지 사용량을 줄일 수 있고, 동시에 이산화탄소 저감 효과도 탁월하다.

물 회수도 이와 동일한 원리다. 차가운 물과 온수를 교환해 물 온도를 높이기 필요한 에너지 사용량을 줄일 수 있다. 

박오식 대표는 “계절마다 차이는 있다. 여름의 경우 대기온도가 높으면 150℃까지 올라간다고 가정하면 텐터기 적정온도가 200℃이면 50℃만 온도를 높이면 된다. 물 역시 50~60℃ 정도 온수가 시간당 4톤이 발생한다. 교환방식을 통해 20~40℃의 물을 받아 사용하면 그만큼 물 사용을 줄일 수 있다”고 말했다.

여기에 100℃ 물이 60℃ 정도로 온도가 떨어져 수증기로 배출되면 내외부 온도 차이로 발생하는 백연 현상도 줄여준다. 실제 취재진이 옆 공장에서 발생하는 수증기와 확연한 차이를 눈으로 직접 확인할 수 있었다.

또 하나의 특징은 사용자 편의성을 고려한 자동 세척장치(Cleaning In Place)다. 

시스템에 의해 집진설비의 필터는 정기적으로 자동 필터 세척 장치를 통해 자동 세척된다. 굳이 필터를 떼어내어 약품에 담구거나 이물질을 제거하는 등의 사람의 손이 덜 간다. 동시에 세척 탱크에서 수집된 오일은 스팀 트랩을 통해 배출된다.

필터하우징과 필터 재질이 스테인리스(Stainless)로 반영구적이어서 정기적으로 필터 셀을 교체할 필요가 없다. 긴 수명과 함께 필터 셀 교체와 같은 소모품 비용도 발생하지 않는다.

‘총 무게 5톤’

가볍고 콤팩트한 설비

공장 옥상에 설치된 집진설비의 총 무게는 5톤. 그리고 콤팩트한 크기.

대부분의 집진설비는 웰딩 구조물이다. 흔히 각 부위별로 용접을 해 붙이는 방식인데. 용접을 하다보면 두꺼워지고 무게도 늘어난다.

하지만 KMA의 집진설비는 기본적으로 스테인리스 재질이며, 성형 공정으로 제작되기 때문에 가볍다. 대부분 집진설비 위치가 옥상인 점을 감안하면 옥상 하중 부담을 줄일 수 있다.

또한 배출 가스 분리와 공정 열 회수가 원활하도록 각 구성 요소를 다양하게 조합할 수 있는 모듈 형태에서 설비가 차지하는 면적도 적다.

가벼운 무게 때문에 양산체제가 가능하고, 세계 시장을 무대로 많은 양의 설비를 판매하고 있기 때문에 현재 3~4개 정도의 모델이 규격화되어 있다. 내부 부품도 같아 호환성도 우수하다. 아울러 텐터기 위와 천장 간의 충분한 이격 거리만 유지된다면 옥상이 아닌 텐터기 위에 바로 부착도 가능하다. 

성하 박오식 대표는 “에너지 절감에만 중점을 두었다. 솔직히 여러 집진설비를 운영해봤기 때문에 백연이 완전히 사라질 거라는 기대는 하지 않았다”면서 “하지만 기대와 달리 다른 공장에서 나오는 수증기와 비교해 완전히 백연이 사라졌다는 점에서 만족스럽다”고 말했다.

에스앤에스 최승현 CTO는 “일반적인 전기집진기는 중량 때문에 텐터기 위해 바로 부착이 불가능하다. 하지만 무게가 가벼워 텐터기 위쪽에 충분한 공간만 있다면 부착이 가능하다. 일부 업체는 층고가 있어 텐터기 위에 바로 부착해 옥상까지 이어지는 불필요한 추가 설비는 물론 열 손실도 줄일 수 있었다”고 강조했다.

에스앤에스는 향후 KMA의 기술을 전수해 ‘집진설비 국산화’를 계획 중이다.

범창수 대표는 “현재 설비는 독일 KMA본사 공장에서 양산화되고 있다. 에스앤에스 역시 한국 에이전시로 국내에 설비를 독점 판매하는 마케팅을 넘어 KMA 기술을 전수받아 국내 섬유염색공장에 최적화된 국산 집진설비 개발을 추진할 계획이다. 발주 후 독일에서 국내로 설비를 들여오기까지 시간을 단축하고 동시에 판매 후 신속한 T/S(테크니컬 서비스)까지 국내에서 모든 것이 이루어질 수 있도록 하는 것이 최종 목표”라고 밝혔다.

◆ ㈜에스앤에스

2010년 설립된 에스앤에스는 ‘미래는 환경이다’라는 비전으로 ▲환경(필터) ▲자동차(자동차 유해가스 정화 및 제어) ▲해양선박발전(SCR 촉매) ▲연료전지(세라믹 필터 내열재) ▲여과장치(유해배기가스 여과) 등 총 5개 사업 분야를 영위하고 있다. 

김성준 기자 tinnews@tinnews.co.kr

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