가죽 가공 공장을 방문한 적이 있다면 (가죽과 화학 물질의 뚜렷한 냄새를 제외하고) 가장 먼저 당신을 강타하는 것은 생산 라인에서 흘러나오는 무겁고 따뜻한 공기라는 것을 알게 될 것입니다. 가죽 태닝, 경화 및 마감 처리는 에너지 집약적인 공정입니다. 대부분의 공장은 대형 보일러에 의존하여 물을 가열하고, 가죽을 건조하고, 화학 처리를 실행하며, 이러한 보일러는 매 시간 엄청난 양의 뜨거운 배기가스를 배출합니다. 수년 동안 그 배기가스는 바로 대기로 배출되어 에너지와 돈을 낭비했습니다. 그러나 오늘날 점점 더 많은 가죽 가공업체가 낭비되는 열을 회수하고 비용을 절감하며 탄소 배출량을 줄이기 위해 열 배출 회수 시스템으로 전환하고 있습니다. 열 배출 회수 기술 공급업체로서 저는 이러한 시스템을 구현하기 위해 수십 개의 가죽 공장과 협력해 왔으며 그 결과가 획기적인 변화를 가져왔다고 말씀드리고 싶습니다.
가죽 가공에서 열 배출이 왜 그렇게 중요한지부터 시작해 보겠습니다. 가죽을 태닝하는 데에는 수적, 석회화, 탈회 단계를 위해 일관된 고온 물이 필요합니다. 공장에서는 이러한 공정을 위해 종종 60~80°C로 가열된 물이 필요합니다. 완성된 가죽을 건조하는 것은 열을 많이 사용하는 또 하나의 방법입니다. 무두질한 후 가죽은 일반적으로 약 50~70°C 정도의 뜨거운 공기를 불어넣는 대형 건조실에 걸어 수분을 증발시킵니다. 대부분의 경우 이러한 단계에 전력을 공급하는 보일러는 천연가스 또는 중유를 사용하며, 배기가스는 180~250°C 온도에서 굴뚝을 빠져나갑니다. 그것은 단지 뜨겁기만 한 것이 아닙니다. 문자 그대로 연기 속으로 올라가는 잠재적 에너지입니다. 이것이 열 배출 회수가 이루어지는 곳입니다.
그렇다면 가죽 가공에서는 구체적으로 어떻게 작동하나요? 모든 시스템에 적용되는 일률적인 시스템은 아니지만 핵심 원리는 간단합니다. 뜨거운 배기 가스의 열을 외부로 방출하는 대신 생산 공정으로 다시 공급되는 사용 가능한 매체(일반적으로 물 또는 공기)로 전달하는 것입니다. 가죽 공장의 경우 가장 일반적인 설정은 이코노마이저와 열 교환기의 조합을 사용하며, 이것이 바로 우리의 기술이 들어오는 곳입니다. 주요 구성 요소를 단계별로 분석해 보겠습니다.
먼저 배기가스 수집 단계입니다. 시스템은 보일러 스택, 건조실 및 기타 공정 영역(예: 가열된 슬러지 건조에서 따뜻한 배기가스를 생성하는 폐수 처리 시설)에서 뜨거운 배기가스를 끌어들이는 전략적으로 배치된 후드와 덕트 장치로 시작됩니다. 가죽 가공의 경우 시간이 지남에 따라 쌓일 수 있는 보푸라기, 가죽 섬유 또는 화학 미스트가 걸리지 않도록 이러한 덕트를 설계합니다. 가죽 공장에서는 많은 양의 미세한 입자가 생성되므로 시스템이 막히는 것을 방지하기 위해 자체 청소 필터가 필요합니다. 배기가스가 흡입되면 주 회수 장치로 이동하며, 여기서 첫 번째 정지는 일반적으로 탄소강 이코노마이저입니다. 잠깐, 그것에 대해 이야기해 봅시다. 탄소강 이코노마이저는 보일러 배기 가스의 가벼운 부식성을 처리하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이는 가죽 공장에 큰 장점입니다. 많은 업체가 태닝 공정에서 배기 가스로 누출될 수 있는 산성 또는 알칼리성 화학 물질을 사용하기 때문입니다. 이코노마이저의 임무는 보일러로 유입되는 급수가 보일러 자체에 도달하기 전에 예열하는 것입니다. 난방을 위해 막대한 양의 연료가 필요한 차가운 도시 물이나 우물물을 보일러에 직접 보내는 대신, 이코노마이저에서는 뜨거운 배기 가스를 사용하여 공급되는 물을 20°C에서 최대 80°C로 따뜻하게 하여 보일러 연료 사용을 줄입니다. 이는 생산 주기 동안 보일러를 연중무휴 24시간 가동하는 가죽 공장에게는 큰 승리입니다.
그러나 이코노마이저만으로는 가죽 공장의 열 수요를 충족할 수 있는 경우가 거의 없습니다. 열을 가장 많이 소비하는 건조실은 종종 이코노마이저가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 가열된 공기를 필요로 합니다. 이것이 바로 이코노마이저 열 교환기가 등장하는 곳입니다. 이 구성 요소는 중개자 역할을 합니다. 이미 부분적으로 냉각된 배기 가스(이코노마이저 이후 약 100~120°C)를 가져와 남은 열을 신선하고 깨끗한 공기로 전달하여 건조실로 공급합니다. 가죽이 갈라지거나 곰팡이가 생기지 않고 건조하려면 일정하고 습기가 적은 공기가 필요하므로 배기에서 발생하는 열이 이에 적합합니다. 열 교환기는 배기 가스가 깨끗한 공정 공기와 혼합되지 않도록 보장합니다. 이는 가죽 생산의 품질 관리에 매우 중요합니다. 배기 화학 물질이나 미립자가 완성된 가죽에 닿는 것을 원하지 않습니다.
잠깐, 이것이 가죽 작업의 전반적인 열 에너지 회수와 어떻게 연관되는지 이야기해 보겠습니다. 보일러 배기가스만의 문제가 아닙니다. 많은 가죽 공장에서는 가죽을 헹구는 과정에서 발생하는 폐수를 가열하여 일반적으로 40~50°C의 온도로 처리 공장으로 보냅니다. 그것은 우리가 활용할 수 있는 또 다른 폐열원입니다. 당사의 열 에너지 회수 시스템에는 폐수에서 열을 끌어와 침지 및 석회 처리 공정에 사용되는 물이 주 보일러 시스템으로 들어가기 전에 예열하는 보조 열교환기가 포함되는 경우가 많습니다.인도 에너지 효율국의 에너지 효율 매핑 보고서가죽 부문의 경우 연도 폐열 회수 프로젝트의 경제성을 문서화합니다. 물 예열을 위해 연도 가스에서 폐열을 회수하는 경우 투자 비용은 최대 500,000루피이며, 투자 회수 기간은 3년 미만입니다. 공기 예열의 경우 투자 금액은 최대 800,000루피이며 투자 회수 기간은 4년 미만입니다.미국 에너지부 지원 프로젝트태너리 폐수에서 열을 회수하기 위해 메인 주 Prime Tanning Company에서 플라스틱 필름 열교환기의 현장 테스트를 수행했습니다. 테스트를 통해 이 기술이 고형물과 부식성 물질이 포함된 폐수를 처리할 수 있음이 입증되었지만 실질적인 장비 문제도 해결해야 한다는 점을 지적했습니다. 미국 IAC 데이터베이스는 이름이 알려지지 않은 가죽 태닝 회사에 대한 "배기 가스, 뜨거운 공기 또는 뜨거운 물에서 열을 회수" 권장 사항을 기록하고 있으며, 예상 연간 절감액은 $103,343, 구현 비용은 $192,802, "구현되지 않음" 상태입니다.[3]에티오피아 Sheba 가죽 공장의 에너지 감사 연구보일러, 모터, 팬 및 공기 압축기를 포함하여 연간 총 절감액이 약 $29,900, 구현 비용이 약 $15,900, 투자 회수 기간이 7개월인 19가지 에너지 절약 권장 사항을 제안했습니다.
물론 가죽 가공에는 열 배출 회수를 다른 산업과 다르게 만드는 독특한 과제가 있습니다. 첫째, 습도가 있습니다. 가죽을 건조하려면 매우 건조한 공기가 필요하므로 우리가 회수하는 열은 공기 흐름에 수분을 추가할 수 없습니다. 당사의 열교환기는 이를 방지하기 위해 응축 제어 기능을 갖추고 설계되었습니다. 즉, 열을 건조 공기로 전달하기 전에 배기가스에서 과도한 수분을 제거하여 실제로 건조 품질도 향상시킵니다.
둘째, 화학적 부하가 있습니다. 태닝은 크롬, 포름알데히드 및 배출수나 공정수에 존재할 수 있는 기타 화학 물질을 사용합니다. 앞서 언급한 탄소강 이코노마이저는 이러한 화학 물질의 약산성을 처리하는 특수 부식 방지 라이닝으로 코팅되어 있어 시간이 지나도 품질이 저하되지 않습니다. 또한 배기가스 구성, 온도, 열 전달 효율을 추적하는 정기 모니터링 센서를 설치하여 공장에서 작은 문제가 비용이 많이 드는 고장으로 이어지기 전에 이를 포착할 수 있습니다.
제가 공장 관리자로부터 받는 또 다른 일반적인 질문은 이러한 시스템이 얼마나 빨리 비용을 지불합니까?입니다. 중간 규모 가죽 제혁소의 경우 전체 열 배출 회수 시스템 비용은 일반적으로 작업 규모에 따라 $120,000~$180,000 사이입니다. 연간 25~35%의 연료 및 수도 요금 절감 효과로 투자 회수 기간은 일반적으로 18~24개월입니다. 그 이후에는 순수 이익이 됩니다. 그리고 그것은 지속 가능성의 이점을 계산하지도 않습니다. 특히 EU와 동남아시아의 많은 국가에서는 현재 에너지를 많이 사용하는 공장에 불이익을 주는 탄소 배출 규정을 갖고 있습니다. 당사의 열 회수 시스템은 가죽 공장의 탄소 배출량을 최대 40%까지 줄일 수 있습니다. 이는 규정 준수에 큰 도움이 되며, 공장에서 제품을 친환경적으로 홍보하는 데에도 도움이 됩니다. 이는 지속 가능한 가죽을 우선시하는 브랜드의 큰 판매 포인트입니다.
솔직히 말해서 이러한 시스템을 설치하는 것은 플러그 앤 플레이가 아닙니다. 모든 가죽 공장은 서로 다릅니다. 처리하는 가죽의 종류(소가죽 vs. 양가죽), 사용하는 태닝 방법(크롬 태닝 vs. 식물성 태닝), 건조실 크기, 보일러 연식 등이 모두 열 회수 시스템의 설계에 영향을 미칩니다. 이것이 바로 우리가 먼저 전체 에너지 감사를 수행하기 위해 각 공장과 긴밀히 협력하는 이유입니다. 우리는 생산 현장을 돌아다니며 배기 온도를 측정하고, 공정 용수 사용량을 파악하고, 라인 작업자와 대화하여 낭비되는 열이 정확히 어디에 있는지 파악한 후 특정 요구 사항에 맞는 시스템을 맞춤화합니다.
제가 항상 강조하는 것 중 하나는 열 배출 회수가 단순히 돈을 절약하는 것이 아니라 귀하의 비즈니스를 미래에도 대비할 수 있다는 것입니다. 가죽 가공은 비용을 절감하고 지속 가능성을 높여야 한다는 그 어느 때보다 더 큰 압박에 직면해 있습니다. 원자재 가격은 변동이 심하고, 에너지 비용은 계속 오르고 있으며, 소비자는 더욱 윤리적이고 친환경적인 제품을 요구하고 있습니다. 열 회수 시스템은 운영 비용 절감, 규정 준수 향상, 시장성 있는 지속 가능성 스토리라는 세 가지 상자를 모두 확인하는 투자입니다.
결국, 열배출 회수의 핵심은 한때 폐기물로 여겨졌던 것을 귀중한 자원으로 바꾸는 것입니다. 가죽 공장의 경우 이는 에너지 낭비가 적고, 청구서가 적으며, 환경에 미치는 영향이 작아서 윈윈(win-win)입니다. 비용을 절감하고 지속 가능성을 향상시키려는 가죽 가공 관리자 또는 소유주라면 이러한 시스템을 탐색할 수 있는 절호의 기회입니다. 우리는 가죽 가공의 고유한 요구 사항에 맞는 맞춤형 열 배출 회수 솔루션을 설계, 제조 및 설치하며, 우리 팀은 시스템이 최고 효율성으로 계속 작동할 수 있도록 연중무휴 24시간 지원을 제공합니다. 귀하의 공장에서 에너지 비용과 배출량을 줄이는 데 당사가 어떻게 도움을 줄 수 있는지 자세히 알아보려면 당사 팀에 문의하여 요구 사항에 대해 논의하고 맞춤형 에너지 감사를 예약하세요.
참고자료
[1] 인도 에너지 효율국(BEE), 가죽 부문에 대한 에너지 효율 매핑 보고서.
[2] 미국 에너지부 지원 프로젝트, 메인 주 Prime Tanning Company의 플라스틱 필름 열교환기에 대한 현장 테스트 보고서.
[3] 미국 IAC 데이터베이스, 권장 사항 번호 IC0117 #01, 2006.
[4] 에티오피아 Sheba Leather Factory의 에너지 감사 연구, 동료 심사 논문.