환경보전에 한층 기여

  일본철강협회가 2015년 2월 6일 창립 100주년을 맞이한다고 일간산업신문은 전했다. 일간산업신문은 혁신기술을 소개하며 제1회로 수소환원형 제철프로세스기술개발인 ‘COURSE50(코스50)'에 대해 설명했다.

  2007년 5월 아베신조 수상이 ‘COURSE50'에 있어서 “성에너지 등 기술을 살리고 환경보호와 경제발전을 양립시켜야 한다”고 말했다. 이를 달성하기 위해 혁신적 기술개발로 2008년 ‘COURSE50 프로잭트'가 시작됐다. 이후 신닛데츠스미킨, JFE스틸, 고베제강소, 닛신제강 등이 신에너지 및 산업기술통합개발기구(NEDO)의 위탁을 받아 고로법에 따른 철강생산으로 이산화탄소 배출량을 약 30% 절감하는 차세대 제철법을 개발해 나갔다.

  다른 국가들에 비해서 압도적으로 에너지 원단위가 낮은 일본 철강업체들이 지구환경보전에 한층 더 기여하기 위해 국가프로젝트를 세운 것이다.

  ‘철광석 환원으로 이산화탄소 배출을 억제하는 기술’, ‘고로가스(BGF) 가운데 이산화탄소를 분리 및 회수하는 기술‘ 개발이 주요 주제였다. 철강생산 전체에 있어서 조강생산 1억톤당 이산화탄소 배출량은 1.69톤이다. 이 중 철광석 환원 시 발생하는 양이 70%M를 차지하고 있다.

  때문에 코크스 제조시 발생하는 코크스로가스(COG)에 포함된 수호를 증폭시키고 코크스 일부 대체로 이 수소를 이용해 철광석을 환원한다. 이에 이산화탄소가스 발생을 억제할 수 있다.

  ■ 차세대 제철법 실현가능성 확인

  철광석 환원 에너지로 개선된 COG의 유효성은 개발 첫 단계로 스웨덴 LKAB사의 시험고로를 이용한 조업시험에서 확인했다. 수소를 65% 포함한 리포밍(Reforming) COG를 시험고로에 불어넣은 결과 철광석 환원이 개선될 뿐만 아니라 이산화탄소에 있어서 2.5~3.5% 절감되는 효과가 있었다.

  석탄을 코크스로에 건류할 때 취할 수 있는 COG 가운데에는 수소가 약 50% 포함돼 있다. 이 수소를 철광석 환원으로 사용하기 위해 COG 중 타르 촉매를 이용해 리포밍 한 것으로 65%까지 증폭시켜야 한다. 첫 단계에서 COG의 수소증폭률로 2배 달성했고 실용화를 향해 전진했다.

  BFG로부터 이산화탄소 분리 및 회수는 ‘화학흡수’와 ‘물리흡착법’이 있다. ‘화학흡수법’은 전용 흡수액에 접촉시켜 BGF에 포함된 이산화탄소를 흡수시킨 후 이 흡수액을 가열시키고 고순도 이산화탄소를 분리 및 회수하는 것이다.

  ■ 개발, 새로운 단계로
  2013년부터는 ‘제2단계’에 들어갔다. 현재 신닛데츠스미킨 키미츠제철소에서 시험하고 있고 수소공급을 안정화 하기 위해 신닛데츠스미킨 무로란제철소 내에서 리포밍 COG 시험 플랜트를 건설할 계획이다.

  이산화탄소 분리 및 회수기술개발은 ‘화학흡수법’이 신닛데츠스미킨 키미츠제철소에 설치한 이산화탄소 분리 및 회수시험설비를 시험고로에 연동시키고 수소환원과 이산화탄소 분리 및 회수 통합시험을 시작했다.

  ‘물리흡착법’은 이산화탄소 분리 및 회수 시 전력원단위 절감을 구축하는 것이다.