사용 후 scr촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... ·...

7
사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 19 1. 서 론 1) 촉매는 화학 산업의 꽃으로 불린다. 매년 우리 나라뿐만 아니라 전 세계적으로 많은 양의 화학 촉매가 다양한 용도로 사용되고 있다. 촉매는 대 부분 소모성 물질로써 그 수명에 한계가 있으며 수명을 다한 후에는 폐기되는 것이 대부분이었다. 그러나 일부 촉매의 경우 고온에서 배소하는 정도 로 재생(regeneration)을 하여 이용하기도 하였다. 이러한 촉매의 재생은 소극적 의미에서의 촉매의 이용이고 현재는 보다 적극적인 의미에서의 화학 촉매의 재제조가 큰 관심을 끌고 있는 것이 사실 이다. 자원 순환이란 관점에서 폐기보다는 재제조 를 함으로써 신촉매 생산대비 물질자원의 절약, 생산경비 절감 등 많은 이점이 있는 것이 사실이 [1]. SCR촉매는 대량의 연돌가스를 배출하는 화력발전소, 제철소 소결 플랜트, 시멘트 소성공 , 소각로 등의 고정원으로부터 배출되는 질소산 화물을 효과적으로 제거할 수 있는 촉매이다[2-5]. 주저자 (E-mail: [email protected]) 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술 및 절차는 일반 적인 전자제품이나 자동차 부품과는 달리 SCR매가 설치되어 있는 발전소, 그리고 소각로 등의 촉매가 모듈화되어 있거나 반응기에 장착되어 있 는 경우가 대부분이다. SCR촉매는 촉매만 있는 것이 아니라 촉매를 체계화된 틀 속에서 하나의 묶음으로 된 모듈 형태로 되어 반응기에 장착되어 있거나 촉매가 그대로 반응기에 장착된 경우가 있 . 재제조 프로세스인 분해 공정은 적용된 공정 에서 촉매반응기의 해체나 모듈을 분리하는 것을 분해라고 한다. 이렇게 분해된 촉매는 육안검사를 거쳐 재제조 가 가능한 경우 적정 재제조 용액에 의한 세정 공 정을 거치고 분석기기에 의한 검사 공정 후 촉매 활성을 교정하여 다시 모듈 또는 반응기에 장착 조립하여 사용 후 SCR재제조 촉매를 완성하게 되 는 것이다. 따라서 사용 후 SCR촉매의 재제조 절 차는 재제조 5단계인 해체(disassembly), 세척 (cleaning), 검사 및 분류(inspection & sorting), 조정(reconditioning), 재조립(reassembly) 계로 구성된다. 본 고에서는 사용 후 SCR촉매 재 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 나 우 진방 종 성박 해 경 한서대학교 촉매공정기술연구원 Remanufacturing Technology and Market Situation of Used SCR Catalyst Woo Jin Na, Jong Seong Bang, and Hea Kyung Park Research Center of Catalyst Technology, Hanseo University, Seosan, Chungnam 31962, Korea Abstract: 화력발전소, 열병합발전소, 보일러, 소결공정, 소각장 등과 같이 화석연료를 사용하는 배출원들은 배연탈질 시스템을 적용하고 있으며, NH 3 Urea를 환원제로 사용하는 선택적 촉매환원기술이 대표적이다. 최근 이들 촉매수명을 다한 후 대부분 폐기되거나 분쇄 후 유가 금속을 회수하는 단계를 지나, 이를 재제조 하여 자원순환이란 관점 에서의 많은 경제적 환경적 이점들을 충족하고 있다. 현장에서 운영되는 모든 탈질시스템은 운전시간에 따라 촉매 비활성화를 수반하므로 본고는 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술현황과 전망에 대해 기술하고자 하였다. Keywords: catalyst, remanufacturing, SCR 기획특집: 지속가능한 자원순환을 위한 재제조 기술

Upload: others

Post on 10-Jul-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황

KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 19

1. 서 론1)

촉매는 화학 산업의 꽃으로 불린다. 매년 우리

나라뿐만 아니라 전 세계적으로 많은 양의 화학

촉매가 다양한 용도로 사용되고 있다. 촉매는 대

부분 소모성 물질로써 그 수명에 한계가 있으며

수명을 다한 후에는 폐기되는 것이 대부분이었다.

그러나 일부 촉매의 경우 고온에서 배소하는 정도

로 재생(regeneration)을 하여 이용하기도 하였다.

이러한 촉매의 재생은 소극적 의미에서의 촉매의

이용이고 현재는 보다 적극적인 의미에서의 화학

촉매의 재제조가 큰 관심을 끌고 있는 것이 사실

이다. 자원 순환이란 관점에서 폐기보다는 재제조

를 함으로써 신촉매 생산대비 물질자원의 절약,

생산경비 절감 등 많은 이점이 있는 것이 사실이

다[1]. SCR촉매는 대량의 연돌가스를 배출하는

화력발전소, 제철소 소결 플랜트, 시멘트 소성공

정, 소각로 등의 고정원으로부터 배출되는 질소산

화물을 효과적으로 제거할 수 있는 촉매이다[2-5].

†주저자 (E-mail: [email protected])

사용 후 SCR촉매의 재제조 기술 및 절차는 일반

적인 전자제품이나 자동차 부품과는 달리 SCR촉

매가 설치되어 있는 발전소, 그리고 소각로 등의

촉매가 모듈화되어 있거나 반응기에 장착되어 있

는 경우가 대부분이다. SCR촉매는 촉매만 있는

것이 아니라 촉매를 체계화된 틀 속에서 하나의

묶음으로 된 모듈 형태로 되어 반응기에 장착되어

있거나 촉매가 그대로 반응기에 장착된 경우가 있

다. 재제조 프로세스인 분해 공정은 적용된 공정

에서 촉매반응기의 해체나 모듈을 분리하는 것을

분해라고 한다.

이렇게 분해된 촉매는 육안검사를 거쳐 재제조

가 가능한 경우 적정 재제조 용액에 의한 세정 공

정을 거치고 분석기기에 의한 검사 공정 후 촉매

활성을 교정하여 다시 모듈 또는 반응기에 장착

조립하여 사용 후 SCR재제조 촉매를 완성하게 되

는 것이다. 따라서 사용 후 SCR촉매의 재제조 절

차는 재제조 5단계인 해체(disassembly), 세척

(cleaning), 검사 및 분류(inspection & sorting), 수

리⋅조정(reconditioning), 재조립(reassembly) 단

계로 구성된다. 본 고에서는 사용 후 SCR촉매 재

사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황

나 우 진⋅방 종 성⋅박 해 경†

한서대학교 촉매공정기술연구원

Remanufacturing Technology and Market Situation of Used SCR Catalyst

Woo Jin Na, Jong Seong Bang, and Hea Kyung Park†

Research Center of Catalyst Technology, Hanseo University, Seosan, Chungnam 31962, Korea

Abstract: 화력발전소, 열병합발전소, 보일러, 소결공정, 소각장 등과 같이 화석연료를 사용하는 배출원들은 배연탈질

시스템을 적용하고 있으며, NH3 및 Urea를 환원제로 사용하는 선택적 촉매환원기술이 대표적이다. 최근 이들 촉매가

수명을 다한 후 대부분 폐기되거나 분쇄 후 유가 금속을 회수하는 단계를 지나, 이를 재제조 하여 자원순환이란 관점

에서의 많은 경제적 환경적 이점들을 충족하고 있다. 현장에서 운영되는 모든 탈질시스템은 운전시간에 따라 촉매

비활성화를 수반하므로 본고는 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술현황과 전망에 대해 기술하고자 하였다.

Keywords: catalyst, remanufacturing, SCR

기획특집: 지속가능한 자원순환을 위한 재제조 기술

Page 2: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

기획특집: 지속가능한 자원순환을 위한 재제조 기술

20 공업화학 전망, 제20권 제5호, 2017

제조 현재의 기술 상황과 향후의 전망에 대해 서

술하고자 한다.

2. 사용 후 SCR촉매 재제조 시장

2.1. 시장 현황 및 전망

SCR촉매 시장의 적용분야를 정성적으로 먼저

살펴보면 소각로, 석탄화력발전소, 중유 발전소,

열병합 발전소, 제철소 소결플랜트, 시멘트 소성공

정에서 사용 중인 SCR촉매를 들 수 있겠다. 화력

발전소의 경우 거의 모두 SCR설비가 적용되는바

우리나라뿐 아니라 세계적으로 화력발전소의 규

모를 상상한다면 그 시장 규모가 얼마나 큰지 가

히 짐작할 수 있으리라 생각된다. 그러나 SCR촉

매는 적용되는 운전환경 등에 따라 제한적인 촉매

의 수명이 존재한다. 하지만 각 적용처별로 재제

조 기술은 여러 국내기관에서 연구를 진행하였고,

2008년 수요자가 검증을 요구하고 많은 어려움에

도 불구 현재, 국내 뿐 아니라 전 세계적으로 거의

모든 발전소에서는 재제조한 SCR촉매를 쓰고 있

는 상황이다. 현재 많은 SCR촉매의 재제조에 관

한 연구가 여러 기관에서 진행되었으나 전부 촉매

를 반응기에서 빼내고, 이를 재제조 공장으로 가

져와서 재제조하는 기술이 대부분이다[6]. 그러나

SCR촉매의 성상(Extrusion Type, Plate Type,

Corrugated Type 등)에 따라 촉매를 반응기에서

모듈로 빼내고 이를 재제조 공장으로 운송하여 재

제조 후 다시 적용처로 운송하는 동안 균열과 파

손이 심하여 실제 재제조 되어 사용할 수 있는 촉

매의 분율이 심하게는 70% 이하로 저하되게 된다

[7]. 따라서 현장에서 반응기 모듈을 그대로 둔 상

태에서 재제조하는 기술(In-situ Remanufacturing

Technology)은 운송비의 절감 및 사용 후 촉매 탈

거, 재제조 촉매의 장착비용 절감 뿐 아니라 운송

시의 균열과 파손을 방지할 수 있는 기술로써 국

내에서 규모가 비교적 작은 민수용 발전소와 국내

소각장을 대상으로 기술개발이 완료된 상태이다

[8-9]. 최근에는 이 기술을 국내대학에서 개발하여

미국 특허까지 등록한 상태로 향후 SCR촉매의 재

제조는 현장 재제조 중심으로 패러다임이 바뀔 것

으로 사료된다. 이처럼 현장에서 반응기 모듈을

그대로 둔 상태에서 재제조하는 기술은 경제적으

로나 환경적으로 큰 이점이 발생할 것이므로 향후

현장규모가 큰 곳에서도 사용 후 SCR촉매에 대한

현장 재제조 기술의 개발은 매우 시급하며 정부에

서는 이를 보급하는 데 주력을 해야 할 것이다.

2015년 국내 SCR촉매의 설치량을 살펴보면,

한전 산하 발전소가 약 21,758 m3이고, 타사 발전

소 사용량은 한전 산하 발전소의 약 22%를 적용

하여 추정하면 약 4,758 m3 정도이다. 우리나라

대형 도시 폐기물 소각시설인 목동, 일산 등 주요

9개 소각장에서의 배출가스량이 382,704 Sm3/h

및 평균공간속도 4000 h-1 기준으로 약 95 m3 사

용되고 있음을 알 수 있다. 따라서 국내 발전소 및

소각장에서의 SCR촉매 총 사용량은 약 26,660 m3

이고, 비중 1.2 적용 시 총 31,990톤으로 추정된다.

국내 한전 산하 발전소 현황 및 SCR촉매 소요 현

황을 Table 1에 나타내었다.

Table 1에서 보는 것처럼 한전 산하 발전소에서

소요되는 SCR촉매의 총 소요량은 26,110톤이며

Honeycomb Type Corrugated Type Plate Type

Figure 1. 촉매 성상에 따른 SCR촉매의 종류.

Page 3: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황

KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 21

그 외 민수용 발전소에서 필요한 SCR촉매의 경우

는 5,743톤으로서 한전 발전소의 약 22% 수준이

다. SCR촉매의 연간 총 소요량은 약 31,990톤이

며 이를 바탕으로 톤당 1,000불로 계산을 해보면

약 국내 발전소 등 고정 오염원 SCR촉매 시장규

모는 2015년 기준하여 약 370억 정도로 추산되며,

이를 바탕으로 재제조 시 70% 정도의 시장(현재

신품대비 60% 재제조 비용으로 한전에 공급 중)

으로 환산하면 약 150억 정도의 재제조 시장이 형

성된다.

2.2. 사용 후 SCR촉매 처리현황

사용 후 SCR촉매는 자원재순환과 환경오염방

지의 관점에서 산업화된 선진 국가들에서 재제조

를 통한 활용을 위해 중요한 연구과제로 현재도

연구개발이 진행되고 있고 확립된 기술은 이미 실

제로 상용화되어 현장에 많은 양의 촉매가 공급되

고 있는 실정이다[10]. SCR촉매의 재제조는 전 세

계적으로 시작 시점이 2004년 정도에 시작이 되었

다. 초기에 수요자가 실증 및 검증을 요구하고 신

품을 만드는 업체들의 조직적 반발에도 불구하고

현재, 우리나라뿐 아니라 이미 전 세계적으로 거

의 모든 발전소에서 재제조한 SCR촉매를 쓰고 있

는 실정이고 이미 많은 신품을 만드는 업체들도

이젠 할 수 없이 재제조 시장에 뛰어든 형국이 된

상황이다. 독일의 경우 SCR촉매를 이미 ENVICA

GmbH 및 EnBw 등의 회사가 최초 상업 영업을

수행한 이래 많은 독일 일본 회사들이 뛰어들고

있으며, 이제는 거의 모든 SCR촉매를 전 세계적

으로 재제조하여 사용하고 있는 실정이다. 향후

사용 후 SCR촉매의 재제조 시장은 현장에서 반응

기 모듈을 그대로 둔 상태에서 재제조하는 기술

(In-situ Remanufacturing Technology)을 바탕으로

커질 것으로 사료된다. SCR촉매의 초기 재제조 기

술 개발은 독일보다 앞섰으나 국내시장은 독일에

먼저 내주는 결과를 초래했다. 이는 초기 기술은

개발되었으나 수요자가 요구하는 실적이 없어서

고전한 것인데, 현재는 국내 업체에 의해 재제조

촉매가 공급되고 있으며 수요자의 누구도 이 기술

을 의심하는 사람이 없는 상황이다. 국내 (주)KC

코트렐, (주)나노, (주)코캣 등의 회사는 한전 등

발전소에 계속해서 막대한 양의 재제조 촉매를 공

급하고 있으며 현재는 중국으로 수출도 하고 있는

상황이다. 따라서 정부는 이에 맞춰 더 발전된 재

제조 기술을 개발하고 품질인증 시스템을 구축하

여야 하며, 재제조 촉매의 보급과 수요촉진을 독

려해서 자원순환의 본래 목적에 충실하여 재제조

산업 발전의 원동력이 될 수 있도록 노력하여야

한다. 위에서 보는 바와 같이 선진국들은 분야별

로 체계화하여 재제조 기술개발을 하고 있는 실정

이다. 국내 SCR촉매 재제조 기술은 선진국들과

비슷하게 시작되었지만 SCR촉매의 경우는 우리

나라가 기술이 더 뛰어나다고 할 수 있겠다.

구분 제품 형태 총 설치 촉매량(m3) 비고

한전⋅자회사

하니콤형 6,462

플레이트 형 13,125

코러게이트 형 2,171

소계 21,758

타사 발전소 4,7862015년 발전량 기준 한전⋅자회사의 약 22%

(한국전력통계, 제85호)

소각장 95

총계 26,660 비중 1.2로 환산, 약 31,990톤

*출처 : 금융위(금감원) 전자공시시스템, 2015. 02.

Table 1. 국내 SCR촉매 사용량(추정)

Page 4: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

기획특집: 지속가능한 자원순환을 위한 재제조 기술

22 공업화학 전망, 제20권 제5호, 2017

3. 사용 후 SCR촉매의 재제조 기술

사용 후 SCR촉매의 재제조 기술은 재제조 과정

과 부합하여 이루어지는데 전반적인 재제조 상황

은 Figure 2에 나타내었다. 그리고 이를 각 공정

별, 단계별로 정리하면 다음과 같다.

3.1. 해체(분해) 단계

사용 후 SCR촉매를 촉매반응장치나 모듈로부

터 촉매를 분리하여 촉매를 회수하는 과정이다.

발전소나 소각로 배출가스 정화시설에 사용되는

SCR촉매의 경우 및 대부분의 촉매를, 촉매가 충

전되어 있는 촉매 모듈로부터 촉매를 분리하여 촉

매를 회수하는 과정이다. SCR촉매 재제조 단계

중 회수 단계에서는 경제적이고 효율적으로 촉매

장치나 촉매모듈을 분해하여 촉매장치나 촉매모

듈에 충전되어 있는 촉매가 파손되지 않도록 촉매

를 회수 하는 것이 가장 중요한 요소가 된다. 촉매

를 회수 하는 과정에서 촉매가 물리적인 손상을

입게 되면 촉매의 재제조가 불가하게 되므로 촉매

가 손상되지 않고 촉매를 분리 회수하는 기법의

정립이 요구된다.

3.2. 세척(세정)단계

촉매장치나 촉매모듈로부터 분리 회수된 촉매

에 대해서 촉매를 다양한 방법으로 세척하여 촉매

표면에 축적되어 있는 각종 오염물질을 제거하는

과정이다. 촉매를 세척하는 방법은 촉매의 종류

및 촉매의 오염상태에 따라 여러 방법들이 있으며

보편적으로 크게 물리적인 방법에 의한 촉매의 세

정과 재제조 화학용액을 사용하는 화학적인 방법

에 의한 세정 방법으로 구분될 수 있다. 촉매의 세

척은 상기의 물리화학적인 세정방법들을 적절하

게 조합하여 수행한다.

3.3. 검사 및 분류

촉매 세척단계를 거친 촉매를 대상으로 촉매의

물리화학적 특성과 촉매의 활성을 평가하는 과정

이다. 촉매의 물성특성은 촉매의 성능을 결정짓는

매우 중요한 요소이므로 각종 물성특성 분석기기

를 이용하여 촉매의 물성특성을 분석한다. 물성특

성 분석은 촉매표면에 축적되어 있는 불순성분의

종류와 함량, 촉매활성성분의 함량, 촉매의 비표면

적, 기공분포 및 기공부피, 열적안정성, 결정구조,

촉매표면 상태 등의 분석이 포함된다. 또한 촉매

의 반응활성을 평가하여 촉매의 물성특성 분석결

과와 반응활성 평가 결과를 비교 분석함으로써 촉

매의 성능상태를 결정한다. 이를 토대로 촉매의

성능을 교정하고 복원하기 위한 자료를 확보한다.

3.4. 수리⋅조정

검사 및 분류 단계를 거친 촉매를 대상으로 촉

매의 성능을 교정하여 성능을 복원시키는 과정이

다. 촉매의 성능 교정은 상기의 촉매의 검사 및 분

Figure 2. 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 공정도.

Page 5: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황

KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 23

류과정에서 확인된 촉매의 활성저하 원인에 따라

촉매의 활성저하 원인이 되었던 요소는 제거하고

활성을 나타내기 위하여 필요한 요소는 다시 보충

함으로서 완성된다.

3.5. 재조립

수리⋅조정 단계를 거침으로서 성능이 복원된

촉매를 다시 촉매장치나 촉매모듈에 충전한 후 결

합하는 과정이다. 촉매를 촉매장치나 촉매모듈에

촉매가 손상되지 않도록 하면서 경제적이고 효율

적인 조립 공정의 정립이 필요하다. 이들 단계를

복합적으로 정리하여 Figure 3에 나타내었다.

국내에는 (주)나노와 (주)KC코트렐, (주)코캣,

(주)아주엔비씨등의 업체들이 본격적으로 기술개

발을 하여 이미 한전 등 발전소에 대량으로 상용

납품을 하고 있는 실정이다. 외국의 경우 기술 개

발 사례를 보면 다음과 같다.

3.5.1. 사례 1. 사용 후 SCR촉매 재제조 기술

개발(일본/Babcock Hitachi K.K.)

BHK사는 2003년에 세계에서 가장 큰 SCR 반

응기(750 MW) 중 하나를 보유하고 있는 독일의

Mehrum 발전소와 SCR촉매에 대한 재제조 계약

을 체결하였다. 최초로 BHK사에서 재제조된 촉

매의 기술 수준은 신촉매 대비 약 2/3 수준이었으

며, 재제조 촉매의 성능을 개선하기 위하여 사용

후 SCR촉매 재제조 공정을 개발하였다. BHK사

의 사용 후 SCR촉매 재제조 공정은 크게 두 가지

(세척공정, 함침공정)의 공정으로 구성되어 있으

며, 각 주요 공정 사이에는 건조 공정이 있다.

4. 기대효과

4.1. 경제적 기대효과

사용 후 SCR촉매는 그 발생량 및 시장규모가

엄청난 규모임을 짐작할 수 있다. 2008년 대기환

경보전법이 공표된 이후 국내는 환경규제가 계속

강화되고 있으며, Table 2에서 보는 것처럼 2013

년 기준 국내의 SCR촉매 시장 규모는 76백만 달

러(약 764억 원)로 전년대비 7%의 높은 성장률을

보였다.

환경규제가 강화됨에 따라 SCR촉매의 시장은

지속적으로 성장할 것이며, 이는 재제조 시장에도

크게 기여할 것으로 사료된다. 또한 발전소 및 소

각로 현장에서 SCR촉매를 바로 재제조하는 것은

SCR촉매의 재제조 기술을 한 단계 업그레이드 하

는 효과로 현재도 일부 하고는 있지만 추후 대규

모 한전 발전 시설에도 적용하고 이러한 재제조

Figure 3. 사용 후 SCR촉매 재제조 기술개발 과정.

사용 후 촉매 재제조 촉매

Figure 4. 사용 후 SCR촉매 및 재제조 촉매.

Page 6: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

기획특집: 지속가능한 자원순환을 위한 재제조 기술

24 공업화학 전망, 제20권 제5호, 2017

기술을 바탕으로 외국으로 수출을 하게 된다면 그

규모는 엄청나서 약 수백조원 가까이 될 것으로

사료된다. 아울러 본 기술의 개발로 운송비의 절

감 및 사용 후 촉매 탈거, 재제조 촉매의 장착비용

절감 뿐 아니라 운송시의 균열과 파손을 방지할

수 있으므로 본 연구로 인한 경제적 기대효과는

참으로 크다고 할 수 있으며, 또한 재제조 산업의

특성상 인력이 많이 소모되는 바 고용창출의 효과

도 크다고 할 수 있다.

4.2. 환경적 기대효과

환경적 기대효과 역시 사용 후 SCR촉매 발생량

을 보면 엄청난 규모임을 짐작할 수 있다. 대부분

배출되는 화학촉매를 원래의 목적으로 재제조하

여 사용치 않고 지정폐기물이나 특정 폐기물로 매

립을 하든지 아니면 유가금속만 회수를 하든지 아

니면 수출을 하는 것을 볼 수 있다. 이를 매립 시

엄청난 환경적 피해를 줄 수 있는데 이런 사용 후

SCR촉매를 매립하지 않고 재제조하는 것은 환경

적 자원 순환의 관점에서 대단히 높이 평가할 일

이라 사료된다.

5. 맺음말

이미 재제조 기술개발을 통해 상용화된 SCR촉

매는 다음 단계로 현장에서 촉매를 바로 재제조하

는 기술을 일부 진행은 하고 있지만 보다 정교히

SCR촉매 성능을 높일 수 있는 재제조 기술이 무

엇보다 필요한 상황이다. 현장 재제조는 현장 조

건 자체가 제약(공간, 재제조환경 등)이 많은 상태

이므로 이러한 조건을 극복할 수 있는 재제조 용

액과 재제조 조건을 개발하는 것이 무엇보다 필요

한 상태이다. 아울러 SCR촉매를 처음 만들 때부

터 재제조를 고려하여 제작하는 것이 무엇보다 중

요하다 하겠다. 현장에서의 최적 공정 조합 설계

기술 및 경제성을 고려한 재제조 공정 설계 기술

이 무엇보다 우선으로 진행되고 실증 시험까지 완

료하며 추후 품질 인증 기준까지 확립하는 것은

기본 방향이다.

이를 바탕으로,

1) 저비용, 최적공정기술 개발이 시급하고, 품

질인증 기반을 구축하여 품질인증을 받은 표준화

된 SCR촉매가 시장에서 신뢰를 갖고 사업이 진행

될 수 있도록 시급히 추진을 하여야 할 과제로 사

료된다.

2) 또한 현재 상용 SCR촉매의 성상(Extrusion

Type, Plate Type, Corrugated Type 등)에 따라 각

Type별로 재제조 횟수가 1~2회로 한계가 있는 것

을 볼 때 촉매의 재제조 횟수가 증가하여도 내구

성이 있는 촉매의 개발이 진행되는 것이 올바른

순서라 하겠다. 즉, 재제조를 고려한 SCR촉매의

개발이 반드시 이루어져야 할 것으로 사료된다.

3) 계속 강화되어지는 환경규제에 맞추어 SCR촉

매의 소재제조, 코팅, 시스템화를 포함한 기술적 융

합이 이루어져야 하며, 새로운 재제조 기술개발과

내구성이 높은 SCR촉매 개발을 위하여 정부의 정책

적인 관심과 근본적이고 장기적인 지원, 기초 연구

및 상용화 개발이 지속적으로 이루어져야 하겠다.

참 고 문 헌

1. NCPC, Remanufacturing industry trends and

development strategy, 157, KITECH, Seoul,

Korean (2007).

2. M. H. Kim, Performance Management of a

DeNOx System for Stationary Sources and

2012년 2013년 2014년(E) 2019년(E) CAGR14~19규모 규모 규모 규모

71.4 76.4 78.8 102.4 5.4%

*출처 : Industrial De-NOx Systems &Services Market Size, By Type, 2012-2019.

Table 2. 국내 SCR촉매 시장 규모 (단위 : 백만USD)

Page 7: 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 기획특집: 지속가능한 ... · 2017-10-18 · 사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황 KIC News, Volume20,

사용 후 SCR촉매 재제조 기술 및 시장현황

KIC News, Volume 20, No. 5, 2017 25

Regeneration Strategies of DeNOx Catalysts,

Clean Technol., 22(3), 141-153 (2016).

3. M. A. L. Vargas, M. Casanova, A. Trovarelli,

and G. Busca, An IR study of thermally

stable V2O5-WO3/TiO2 SCR catalysts

modified with silica and rare-earths (Ce, Tb,

Er),” Applied Catalysis B : Environmental,

75, 303-304 (2007).

4. M. Kobayashi and K. Miyoshi, WO3-TiO2

monolithic catalysts for high temperature

SCR of NO by NH3: Influence of preparation

method on structural and physico- chemical

properties, activity and durability,” Applied

Catalysis B : Environmental, 72, 253-254

(2007).

5. H. Bosch and F. Janssen, Catalytic reduction

of nitrogen oxides-a review on the

fundamentals and technology,” Catalysis

Today, 2, 369-532 (1988).

6. NOx Control Technical Division, “Selective

Catalytic Reduction(SCR) Control of NOx

Emissions from Fossil Fuel-Fired Electric

Power Plants,” Institute of Clean Air

Companies, White Paper (2009).

7. Babcock & Wilcox Power Generation Group,

Selective Catalytic Reduction Technology

Redefining NOx Reduction through Inno-

vation,” Technical Report No. E101-3168A

3KDC2D (2012).

8. J. E. Staudt and A. J. Engelmeyer, SCR

Catalyst Management Strategies - Modeling

and Experience, Paper No. 57, The

EPA-DOE-EPRI Combined Power Plant Air

Pollution Control Symposium, Lexington, KY

(2003).

9. D. W. Bullock and H. U. Hartenstein, O&M

Cost Reduction of a Coal-Fired US Merchant

Plant through an Optimized SCR Ma-

nagement Strategy Involving Catalyst Rege-

neration, Paper No. P-004, The DOE/NETL

2002 Conference on SCR and SNCR for NOx

Control, Pittsburgh, PA (2002).

10. H. K. Park, A Study on the Regeneration

Effects of Commercial V2O5-WO3/TiO2 SCR

Catalyst for the Reduction of NOx, J. of

KSEE, 27, 859-869 (2005).

나 우 진2010 한서대 화학공학과 학사

2012 한서대 화학공학과 석사

2013~2014 (주)알란텀 사원

2016~현재 한서대 화학공학과

박사과정 재학

박 해 경 1986 연세대 화학공학과 학사

1988 연세대 화학공학과 석사

1989~1990 (주)호남정유 사원

1994 연세대 화학공학과 박사

1995~현재 한서대학교 화학공학과 교수

방 종 성2014 한서대 화학공학과 학사

2017 한서대 화학공학과 석사

2017~현재 한서대 화학공학과

박사과정 재학