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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [대기] 유해대기오염물질
과제명 고로 기반 제선 공정 CO2 저감량 평가 기초 모델 개발
연구기관 포스코
연구기간 2015.12.01.~2017.04.30.
연구비 1,775,621 천원
핵심키워드 수소 함유 가스 취입, CO2 저감량 평가 모델, 고로 및 공정 Total CO2, 반응 평가법 및 고로 반응 예측, 미활용 에너지 평가모델
요약

연구목적 및 필요성

 O 국내 제조업 부문 CO2 배출 비중이 37 % 수준을 차지하는 철강 산업에서의 CO2 감축 기술 개발 필요성은 더욱 중요시 되고 있는 실정임

 O 철강 산업 배출 CO2 저감을 위해서, 모든 공정 분야에서의 저감 기술 개발 노력이 필요하나, 특히, 탄소를 환원 공정과 에너지원으로 동시에 사용하여 용선을 생산하는 제선공정의 경우, 대표적인 에너지 다소비 공정으로, CO2 다량 배출이 불가피함

 O 고로 기반 제철공정 발생 CO2 저감을 위한 기술 개발 착수에 앞서, 획기적인 CO2 저감을 가능하게 하는 기술 개발 옵션(방향)에 대한 기술적, 경제적 효과에 대한 사전 평가를 위하여, 평가 모델 개발이 요구됨

 O 본 연구에서는 고로 기반 제선공정 CO2 저감 방안별 저감량 평가?예측 기초 모델 도출(구축)이 목적임

 

연구 내용 및 범위

 O 수소 함유 가스 취입 고로 열/물질 수지 평가 모델 구축

 O 연원료/부생가스 변화에 따른 공정 Total material flow 평가 모델 구축

 O 고로 및 공정 Total CO2 저감량 평가 모델 통한 시나리오별 CO2 저감 가능량 도출 및 비용편익 도출 위한 최적화 모델

 O 수소 함유 가스 고로 취입 반응 Test / Simulation 수행 (반응 예측)

연구성과

연구결과

 O 수소 함유 가스 취입 고로 열/물질 수지 평가 모델 구축

  - 노내 탄소 저감량을 비롯, 수소 함유 가스 필요량, 송풍/산소 부화/미분탄 취입 조건, 풍구이론연소온도, 노내 Bosh 가스 조성, 간접/직접 환원 비율, BFG (Blast Furnace Gas, 고로 배가스) 발생량 및 조성 등 평가 가능

 O 연원료/부생가스 변화에 따른 공정 Total material flow 평가 모델 구축

  - COG (Coke Oven gas) 등 수소 함유 부생가스 고로 취입 시, 제철소내 부생가스 수급 Balance 변화 (제철소 에너지 및 발전량 부족량 평가)

 O 고로 및 공정 Total CO2 저감량 평가 모델 통한 시나리오별 CO2 저감 가능량 도출 및 비용편익 도출 위한 최적화 모델

  - 고로 CO2 저감량, 부생가스 포함 공정간 Material flow 변화 및 탄소 입출량 변화 분석을 통한 고로 포함 공정 CO2 저감량, 부생가스 변동에 따른 대체 에너지 (필요) 추가 사용 및 이에 따른 추가 CO2 발생량 등을 모두 고려한 제철공정 Total CO2 발생량 변화를 모두 평가

  - 상기 시나리오별 고로 포함 공정 Total material flow Total CO2 저감 가능량을 반영, 기술 개발 적용에 따른 비용-편익 분석 위한 최적화 모델 도출

  - 추가적으로, 제철공정 미활용 에너지 회수 위한, 주요 개소 발굴, 잠재량, 회수 방안별 회수 가능량 평가 모델 도출 통한 CO2 저감 가능량 도출

 O 수소 함유 가스 고로 취입 반응 Test / Simulation 수행 (반응 예측)

  - 상용 고로 Bosh 수소 농도 대비 부하율 10 % 이상 조건에서의 고로 모사 Test 수행

  - 고로 Shaft 거동, 연화, 용융, 적하 거동 모사 테스트 포함한 고로 수소 부화 시, 가스 거동, 환원, 용철/슬래그 용융, 코크스 반응성 관련 요소 반응 연구 수행

  - 고로 내 반응 해석 위한 전산 모델 기반 구축, 프로세스 시뮬레이션 (BAT 기술 적용 포함), 고반응성 원료 사용 통한 추가적인 CO2 저감 가능성 평가

 

활용계획

 O 평가 모델 및 결과에 기반한, 국내 고로 기반 철강사의 CO2 저감 기술 개발 방향 수립을 통한 국내 철강사 환경 규제 대응 경쟁력 제고

 O 현재의 탄소계 물질 기반 제철공정에서의 획기적 CO2 저감을 위한 기술 개발 착수에 앞 서, 기술적, 경제적 타당성 (기술적 기대 효과, 비용-편익 등) 평가 모델 및 기술적 개발 옵션을 제공함으로써, 향후 기술 개발 방향 (전략) 의 설정 및 필요 연구 영역 정의에 기여할 것으로 기대

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 특허 출원 6

 O 국내논문 2

 O 국외논문 1

 O 국내학술발표 6

 O 국외학술발표 6

첨부파일 ndslOrgDocDown(264).pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2020-03-10

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