안산시공단환경과 2009년안산환경기술개발센터중간보고업종별악취관리방안교육자료 안산시업종별악취관리방안 ( 섬유 염색업종 ) 2014. 4. 한국화학융합시험연구원 박종호
대규모반월 시화산단조성 대부분환경오염유발업체 - 대기배출업체 : 8,000 여업체 - 악취배출업체 : 1,500 여업체 기존주거지역 인구증가에따라새로운주거지역조성 - 764,831 명 ( 안산시, 2014) 시화산단 주풍 향 악취발생주거지역악취민원발생 신도시 반월산단 풍상방향에산업단지가풍하측에주거지역이위치 악취민원지속적인발생
반월염색단지일반현황 반월염색단지는정부의염색가공업체집단화정책에따라초지동일원에 1981 년부 터입주를시작하여현재 00 개업체 ( 임대업체포함 99 개 ) 가운영중이며, 대구염색 단지에이어두번째로많은기업이입주하여있음. 총면적 604,793 m2 ( 총 182,949 평 ) 자산총액주생산품총생산액총생산능력전용공업용수생활용수량 1조 7천억원각종섬유류및직물류염색가공 1조 8천억원 / 년섬유류 1억 4천만kg / 년, 직물류 6억 yds/ 년 75,000m3 / 일 5,000m3 / 일 구분사염나염 면. 견직 화섬직물 니트기타계 업체수 99 자료 : 반월염색사업협동조합
반월염색단지악취발생원인및현황 주거지역 이격거리 : 300m 주 풍 향 반월염색단지
전산유체모델을이용한바람길분석 염색단지바람이신도시지역에장기정체함으로인한악취유발 염색단지 신도시 신도시 염색단지 자료 : 안산지역악취관리방안연구
섬유염색업종의주요악취배출공정 섬유염색업종의주요악취배출공정은고온 (180~230) 으로섬유를최종가공하는텐터공정으로섬유의기능성과내구성을위해처리되는약품등이열처리에의해입자상물질과악취물질이발생됨 악취배출공정 가성소다 염료, 조제, 하이드로, 과수, 빙초산 실리콘유연제, 발수제, 조제 원단입고 전처리 ( 갯도시설 ) 염색 & 탈수시설 건조 가공 (Tenter) 출하 ( 염색원단 ) 포장 검사
섬유염색업종의악취배출공정 ( 염색기 )
섬유염색업종의악취배출공정 ( 염료배합실 )
섬유염색업종의악취배출공정 ( 텐터기 ) 섬유염색업체텐터기 텐터기스크러버저수탱크
섬유염색업종의악취배출사례
섬유염색업종의악취방지시설관리사례
텐터공정의주요악취물질현황 텐터공정의주요악취물질은암모니아와알데하이드류 ( 아세트알데하이드, 프로피온알데하이드, 부틸알데하이드등 ), 휘발성황화합물류가발생됨 텐터공정의주요악취물질현황 Compound 농도 (ppb) 악취강도 NH 3 1631 2.7 Acetaldehyde 27.5(0.0015) 2.3 Propionaldehyde 9.10(0.001) 1.8 Isovaleraldehyde 0.65 1.7 Butyraldehyde 0.48(0.00067) 1.2 DMS 0.16 1.1 H 2 S 0.58 1.1 CH 3 SH 0.09 0.9 Valealdehyde 0.53 0.8 Toluene 666 0.8 희석배수 300 배이하 ( 법적기준 : 500 배 ) 자료 : 안산지역악취관리방안연구
염색단지텐터공정방지시설악취측정현황 구분 2007 년 2008 년 2009 년비고 복합악취 180 배 197 배 153 배 법적기준 500 배 자료 : 안산시악취배출시설지도단속결과
텐터공정의악취배출특성 항목내용비고 공정설명 오염물질배출특성 악취원인물질 - 원단 ( 섬유 ) 의폭을셋팅하고유연제및발수제등의후가공을하는공정임 - 고온 (180~230 ) 의열풍을이용하여원단의건조및수축을방지하여열건조및고정공정이라고도함. - 고온처리에의해고온 (180~230 ) 의배출가스가발생됨 - 직조시사용된오일성분이고온의열에의해오일미스트가발생함 - 원단 ( 섬유 ) 에서열풍처리시발생한입자상의섬유먼지 - 실리콘유연제, 일반유연제, 발수제, 대전방지제등에서발생되는탄화수소의 VOC 와불완전연소에의해발생되는알데하이드류및지방산 ( 유기산 ) 류의악취물질 - 섬유표면이열풍에의해불완전연소에의해백연물질의흄물질발생 - 최소감지취기가낮은악취물질들이발생됨 - 알데하이드류 ( 아세트알데하이드, 부틸알데하이드, 프로피온알데하이드등 ) - 지방산류 ( 아세트산, 부티르산. 프로피온산 ) 악취물질별최소감지취기농도 물질명 최소감지취기 (ppm) 물질명 최소감지취기 (ppm) Acetaldehyde 0.0015 acetic acid 0.006 butylaldehyde 0.00067 n-butyric acid 0.00019 propionaldehyde 0.001 propionic acid 0.0057 현재 악취방지시설현황 - 반월염색단지 66 개업체전체가습식스크러버임 ( 입자상대기오염물질처리를위한먼지집진기로설치됨 ) - 악취물질인가스상오염물질처리는전형고려되지않음 - 현재의배출가스온도에서는악취물질처리가어려움 배출가스고온에따른 백연현상발생 악취배출농도 - 법적기준 : 방지시설배출구공기희석배수 500 배이하 - 200~300 배정도로 66 개업체전체법적기준을만족하나신도시주거지역에서지속적인악취민원발생 - 2006 년악취규제지역으로지정된후배출구규제치위반한사례가 1 건도없음 법적기준 - 배출구 : 500 배이하
국내외텐터공정의대기오염방지시설현황 구분 1 차 2 차비고 미국 스크러버 습식전기집진기 산화기술 (RTO) - 입자상물질처리를위한방지시설임 유럽 열교환기 - 1 차 air to air - 2 차 air to water - 3 차스크러버 스크러버 - 텐터기제조회사가일체형으로제작 - 입자상물질처리를위한방지시설임 대구염색단지 ( 한국염색기술연구소 ) 국내 ( 한국생산기술연구원 ) 원심력스크러버 + 세정수냉각기 + 오일스키머 열교환기 - 1 차 air to air(180 140) - 2 차 air to water(140 50) - 3 차스크러버 (50~40) ACF( 활성탄소섬유 ) 필터 ( 공동재생방식 ) 포름알데하이드, 벤젠처리용 기존대기오염방지시설 ( 스크러버 ) - 대구염색단지의경우화학섬유염색업체가대부분으로악취는반월에비해심각한편임 - 화학섬유위주 - 일부염색업체에설치되어운영됨 반월염색단지 스크러버 ( 대기환경보전법에의해입자상오염물질처리를위해설치된방지시설임 ) - - 가스상악취성물질의처리에적합하지않음 - 화학섬유가공증가추세
스크러버 반월염색단지 텐터공정 공동재생시설 스크러버 ACF 대구염색단지 텐터공정 세정수냉각기 오일스키머
유 럽 텐터공정 1 차열교환기 (Air to Air) 2 차열교환기 (Air to Water) 스크러버 생산기술연구원 텐터공정 1 차열교환기 (Air to Air) 2 차열교환기 (Air to Water) 스크러버
스크러버 텐터공정 미 국 텐터공정 습식전기집진기 + -
텐터공정악취방지시설설치시고려사항 o 고온다습한배출가스 - 온도 (180~230), 습도 (60% 이상 ) o 입자상과기체상오염물질동시발생 - 점착성이있는오일미스트 - 탄화수소화합물류 - 일부알데하이드류 - 유기산류 - 섬유에서발생되는먼지 o 점착성이있는오일미스트를처리할수있는시스템 o 입자상과기체상을동시에처리할수있는악취방지시스템구성
텐터공정악취방지시설설치시고려사항 구분 1 차 2 차 3 차비고 1 안 2 안 3 안 열교환기 1 차 air to air(180 140) - 텐터공정에재공급 2 차 air to water(140 50) - 염색공정에재공급 에너지회수를통한에너지비용절 감 ( 저탄소 ) 배출가스의온도를낮춤으로오염물 질및배출가스량감소 열교환기 1 차 air to air(180 140) - 텐터공정에재공급 2 차 air to water(140 50) - 염색공정에재공급 에너지회수를통한에너지비용절 감 ( 저탄소 ) 배출가스의온도를낮춤으로오염물 질및배출가스량감소 슶습식전기집진기 (180 150 ) 고효율의입자상물질처리 백연현상의흄물질완벽처리 입자상물질처리 기존스크러버활용 + 세정수냉각기 + 오일스키머 스크러버세정수 30 이하로냉각 ( 오염물질흡수효과증대 ) 습식전기집진기 ( 입자상물질처리 ) 고효율의입자상물질처리 백연현상의흄물질완벽처리 저온촉매산화 ( 산화온도 : 130~180 ) 일반적인촉매의산화온도는 350 텐터에서발생되는고온의배출가스 를이용하여보조연료투임없이악 취물질처리가능 2 차스크러버 알데하이트류의악취물질을처리할 수있는약액 ( 흡수액 ) 사용 가스상의오염물질처리 약액을이용한악취물질처리 폐약액의공동처리 기존스크러버활용 + 세정수냉각기 + 약액사용 가스상의오염물질처리 약액을이용한악취물질처리 폐약액의공동처리 열교환기 ( 업체선택사항 ) 에너지회수를통한에너지비용절 감 ( 저탄소 ) 배출가스의온도를낮춤으로오염물 질및배출가스량감소 2 차스크러버에서 발생된폐약액의공 동처리 2 차스크러버에서 발생된폐약액의공 동처리 백연현상과악취물질을처리하기위한최적기술방안
텐터공정열교환기기술현황 o 국내텐터공정열교환기적용사례 - 에너지기술연구원 (1996 년 ) 에너지저감관련하여국가과제로진행 ( 특허출원 ) - 한국생산기술연구원 (2003 년 ) 환경오염물질및에너지저감관련으로국가과제진행특허출원및현장에적용됨 o 국외텐터공정열교환기적용사례 - 유럽의텐터기제조업체인 Bruckner, Monfort 사가텐터기일체형으로공급하고있음 - 독일의 R. Scheurutherm 사가텐터공정에최적화된로터 (rotor) 방식의열교환기공급함
텐터공정열교환기외국적용사례
텐터공정열교환기국내적용사례 한국생산기술연구원에의해기술이개발되어적용됨
텐터공정열교환기설치에따른대기오염물질저감효과 Ⅰ 측정항목 허용 기준 A 업체 B 업체 입구출구제거율 (%) 입구출구제거율 (%) 분진 mg/cm3 120 8.34 2.24 73.1 13.42 3.78 71.8 THC ppm 100 11.35 1.05 90.7 10.2 2.4 76.5 HCHO ppm 20 불검출불검출 - 불검출불검출 - NOx ppm 200 2.01 불검출 100 불검출불검출 - HCl ppm 6 불검출불검출 - 3.08 불검출 100 Benzene ppm 50 불검출불검출 - 불검출불검출 - CO ppm - 50.12 불검출 100 불검출불검출 - 한국생산기술연구원자료
텐터공정열교환기설치에따른대기오염물질저감효과 Ⅱ ㅇ독일의 R. Scheurutherm 사자료
텐터공정열교환기설치에따른대기오염물질저감효과 Ⅲ ㅇ독일의 R. Scheurutherm 사자료
안산시텐터공정열교환시설성능검사결과 열교환시설성능검사 - 검사기간 : 09. 1 월 ~ 7 월 ( 총 50 회 ) - 검사대상 : 관내열교환시설시범설치사업장 2 개소 - 검사항목 : 복합악취, 에너지저감량등 - 검사방법 : 열교환시설전단및최종배출구측정 - 검사기관 : 안산시, 한국산업기술시험원, 한국화학시험연구원, 수원대학교환경청정기술센터 검사결과 - 복합악취 구분 배출시설 복합악취결과 ( 평균 ) 최종배출구 ( 방지시설후단 ) 방지효율 (%) 비고 열교환시설미가동 56.5 24.8 56.2 기존효율보다 열교환시설가동 64.4 17.5 72.9 29.7% 향상 - 에너지저감량 구분 온실가스저감량 (CO 2 ) 에너지저감량 (LNG 발열량기준 ) 원가절감 (LNG 단가적용 ) 비고 평균 633 톤 / 년 461 천 Kcal/Hr 195 백만원 / 년 A 사업장 822 톤 / 년 599 천 Kcal/Hr 253 백만원 / 년 B 사업장 443 톤 / 년 323 천 Kcal/Hr 136 백만원 / 년
Date 텐터공정방지시설악취제거효율평가 탄화수소 (THC) 제거효율 30 25 20 % 15 10 5 0 10/24 10/26 10/29 10/31 Date 프로피온알ㅊ데하이드제거효율 20 0-20 % -40-60 -80 스크러버흡수액온도 (50 도 ) -100 10/24 10/26 10/29 10/31
텐터공정방지시설악취제거효율평가 실험조건 : - 공기유량 : 1200 l/min - 흡수액 ( 차아염소산 ) 농도 : 11%, - 프로피온알데하이드입구농도 : 20.83 ppm, - 프로피온알데하이드출구농도 : 6.57 ppm - 제거효율 : 68%
반월염색단지텐터공정악취시스템제안 배출 풍량 : 300 ~ 350 m 3 /min 온도 : 180 ~ 230 습도 : 60% 이상 입자상물질 : dust, oil mist 가스상물질 : 악취, VOC 1 차열회수 입자상물질저감 악취물질저감 2 차열회수 입자상물질저감 악취물질저감 입자상물질처리 입자상물질 고비점탄화수소류 악취물질처리 알데하이드류 지방산 ( 유기산 ) 류 텐터공정 180 ~ 230 140 50 1 차열교환기 (Air to Air) 2 차열교환기 (Air to Water) 기존스크러버 30 고효율스크러버 열회수 세정수냉각기 ( 선택사항 ) 약액탱크 ( 자동공급 ) 열회수 염색기 ( 온수사용 ) 오일스키머 약액공동처리용수집탱크 세정수처리
기대효과 열교환시설설치및스크러버효율개선에따른악취배출감소를통한악취개선 에너지절감및온실가스감축효과달성 ( 안산시염색업종악취방지시설적용시연간 63,000톤 / 년감축 ) 폐에너지회수및재사용으로업체경영비용절감지원 악취저감과에너지사용저감으로일거양득의효과기대
감사합니다.
반월염색단지텐터공정악취방지시설현황 방지시설용량 방지시설설치년도
반월염색단지텐터공정악취방지시설현황 텐타기보유현황 텐타기방식
반월염색단지텐터공정악취방지시설현황 텐타기챔버형태 텐타기운전온도
반월염색단지텐터공정악취방지시설현황 유연제사용현황 유연제사용량
반월염색단지텐터공정악취방지시설현황 텐타기열교환기설치 취급품목현황