화학뉴스

일본이 수소와 암모니아 버너 기술 개발에서 앞서가고 있다.
석유화학을 시작으로 에너지 소비량이 큰 산업 분야에서는 이산화탄소(CO2) 배출량 크게 줄일 수 있을 것으로 평가되는 수소·암모니아 버너를 주목하고 있다.
간사이(Kansai)와 주부(Chubu) 지역에 본사를 둔 공업용 버너 생산기업들이 연이어 수소와 암모니아를 전소 연료로 사용하는 버너 기술을 개발하고 있다.
오사카시(Osaka) 소재 주가이로(Chugai Ro)는 암모니아를 연소할 때 발생하는 배출가스에 포함된 질소산화물(NOx) 생성 및 미연소 암모니아 잔류를 억제할 수 있는 암모니아 전소 버너를 최초로 개발했다.
나고야시(Nagoya) 소재 도호가스(Toho Gas)는 2021년에 공업로에서 자주 사용되는 도시가스용 버너의 수소연소기술을 일본에서 처음 개발했으며, 도시가스와 수소연소를 상호 전환할 수 있는 신규 공업용 버너 신제품 개발에 성공해 3월부터 산업용도 판매를 시작했다.
다이도스틸(Daido Steel) 역시 나고야에 본사를 두고 있으며 독자 연소기술을 응용해 연료로 사용하는 수소의 수소혼합비율에 관계없이 대응 가능한 수소 버너 연소 시스템을 개발해 다이도스틸 공장의 열처리로에 도입 여부를 검토하고 있다.
각 공장 및 플랜트 분위기로(Atmosphere Furnace)와 가열로는 LNG(액화천연가스) 등을 연료로 사용하고 있다.
하지만, 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해서 수소와 암모니아를 연료로 사용할 수 있는 연구개발과 실증이 계속되고 있으며 전소 버너는 연구개발의 중요제품으로 평가되고 있다.
주가이로는 복사벽 버너(Radiant Wall Burner)로 암모니아를 안정적으로 연소시키는 기술을 확립했다.
문제였던 배출가스 속 질소산화물 생성을 막고 연소의 산화반응을 이용해 질소산화물로 전환되는 암모니아 잔류를 억제할 수 있다는 사실을 밝혀냈고 앞으로 실제 노에서 검증하기 위해 협력 파트너를 모집하고 있다.
수소 버너 개발에 중점적으로 자원을 투입하고 있는 도호가스는 저비용으로 도시가스와 수소를 전환해서 연소할 수 있는 공업로용 싱글 엔드 복사튜브 버너를 개발해 공장과 사업장용으로 판매를 시작했다.
도시가스를 사용하면서 수소연료가 보급되는 시기에는 버너에서 연료기구를 전환할 수 있는 구조를 가졌으며 연료용 수소 보급에 대비한 스펙을 갖추고 있다.
다이도스틸도 2022년 12월 획기적인 구조를 가진 복사 튜브 버너를 개발했으며 다이도스틸의 배출가스 재순환 장치와 조합해 공업로 및 열처리로 전체 환경성능도 대폭 개선할 수 있는 시스템을 구축했다. (Y)