표제지
목차
서문 [序文] 15
약어 22
Chapter 1. 일반 현황 26
1.1. 산업범위 27
1.1.1. 시멘트 제조업의 정의 및 분류 27
1.1.2. 기준서 작성기준 33
1.2. 시멘트 제조업 시설 설치 및 운영 현황 34
1.2.1. 시멘트 제조시설 사업장 현황 34
1.2.2. 시멘트 제조시설 운영현황 36
1.2.3. 시멘트 생산설비 가동 현황 및 설비투자 현황 45
1.3. 주요 환경문제 48
1.3.1. 대기 49
1.3.2. 폐기물 51
1.3.3. 악취 52
1.3.4. 비산먼지 53
1.3.5. 소음ㆍ진동 54
Chapter 2. 주요 공정 및 오염물질 배출현황 55
2.1. 시멘트 제조 공정 56
2.1.1. 시멘트 제조공정 개요 56
2.1.2. 공정모식도 59
2.2. 채광 공정 61
2.2.1. 원료 61
2.2.2. 채광 62
2.2.3. 파쇄 63
2.2.4. 오염물질 배출현황 63
2.3. 조합원료 준비 공정 64
2.3.1. 원료 저장 및 조합 64
2.3.2. 원료 건조 및 분쇄 64
2.3.3. 조합원료 준비 및 저장 66
2.3.4. 오염물질 배출현황 66
2.4. 예열 및 소성 공정 68
2.4.1. 연료 준비 68
2.4.2. 예열 71
2.4.3. 소성 71
2.4.4. 오염물질 배출현황 75
2.5. 냉각 공정 78
2.5.1. 냉각 78
2.5.2. 오염물질 배출현황 79
2.6. 클링커 분쇄 공정 80
2.6.1. 클링커 분쇄 80
2.6.2. 광물 첨가물의 분쇄 81
2.6.3. 오염물질 배출현황 82
2.7. 포장 및 출하 공정 83
2.7.1. 포장 및 출하 83
2.7.2. 오염물질 배출현황 83
Chapter 3. 일반 환경관리기법 85
3.1. 환경경영 86
3.1.1. 환경경영시스템(EMS, Environmental Management System) 86
3.1.2. 환경성과지표(EPI, Environmental Performance Indicator) 92
3.2. 모니터링 95
3.2.1. 대기 모니터링 95
3.2.2. 수질 모니터링 98
3.2.3. 악취 모니터링 99
3.2.4. 기타 모니터링 100
3.3. 대기오염물질 저감기법 101
3.3.1. 입자싱물질 101
3.3.2. 질소산화물 저감기법 139
3.3.3. 황산화물 저감기법 161
3.3.4. 기타 물질 170
3.3.5. 다이옥신류(PCDDs/Fs) 배출량 저감 179
3.3.6. 중금속 배출량 저감 187
3.4. 수질오염물질 저감기법 189
3.4.1. 물리적 처리 189
3.5. 폐기물 저감기법 202
3.5.1. 폐기물 관리 프로그램 수립 202
3.5.2. 폐기물 저장 202
3.5.3. 폐기물 관리 203
3.6. 악취 저감기법 210
3.6.1. 주요 물질별 악취 특성 및 방지대책 210
3.6.2. 흡수법 214
3.6.3. 흡착법 215
3.6.4. 산화법 216
3.6.5. 소취제 분무법 218
3.7. 비산먼지 배출 저감기법 219
3.7.1. 비산먼지 발생 작업공정의 관리 219
3.7.2. 야적장 및 벌크저장 시설의 관리 227
3.8. 소음 진동 관리기법 231
3.8.1. 소음ㆍ진동 시설 231
3.8.2. 소음ㆍ진동 저감기법 240
3.9. 토양관리기법 241
3.9.1. 일반적인 토양오염 저감기법 241
3.9.2. 보관 및 수거 시 조치 244
3.9.3. 폐기물 처리 후 조치 245
Chapter 4. 공정 환경관리기법 246
4.1. 공정 관리 247
4.1.1. 채광 247
4.1.2. 최적공정 선정 250
4.1.3. 공정 제어 최적화 251
4.2. 연료 및 원료 관리 255
4.2.1. 연료와 원료의 선택 255
4.2.2. 폐기물을 보조연료로 사용 256
4.2.3. 생산공정 포집원료 재사용 258
4.3. 열에너지 관리 259
4.3.1. 소성로 계통 259
4.3.2. 원료 성질 262
4.3.3. 연료 성질 262
4.3.4. 가스 바이패스 계통 264
4.3.5. 시멘트 제품 내 클링커 함량 265
4.4. 전기에너지 관리 266
4.5. 에너지 회수 267
Chapter 5. 최적가용기법 269
5.1. 일반 BAT 270
5.1.1. 환경경영 270
5.1.2. 모니터링 271
5.1.3. 대기오염물질 저감기법 271
5.1.4. 수질오염물질 저감기법 273
5.1.5. 폐기물 저감기법 273
5.1.6. 악취 저감기법 274
5.1.7. 비산먼지 배출 저감기법 274
5.1.8. 소음ㆍ진동 관리기법 275
5.1.9. 토양 관리기법 275
5.2. 공정 BA 276
5.2.1. 공정 관리 276
5.2.2. 연료 및 원료 관리 277
5.2.3. 열에너지 관리 277
5.2.4. 전기에너지 관리 278
5.2.5. 에너지 회수 278
Chapter 6. 최적가용기법 연계배출수준(BAT-AEL) 279
6.1. 개요 280
6.2. BAT-AEL 설정 시 고려사항 281
6.2.1. BAT-AEL 설정을 위한 배출시설 분류체계 281
6.2.2. 대상사업장의 선정 및 관련 자료의 수집 범위 281
6.2.3. 사업장 별 공정 형태 및 모니터링 방법 등 세밀한 현장조사 281
6.2.4. BAT-AEL 대상항목의 특수성 282
6.2.5. 이상치 검정 및 평가방법에 대한 이론적 근거 282
6.3. 설정 방법 및 절차 283
6.3.1. 배출시설 분류체계 285
6.3.2. 오염물질 배출현황 자료 조사 286
6.3.3. 자료의 적합성 평가 287
6.3.4. 최적가용기법 연계배출수준 범위 선정 289
6.4. 최적가용기법 연계배출수준(BAT-AEL) 291
Chapter 7. 유망기업 292
7.1. 건조 중탄산나트륨을 이용한 시멘트 소성로 배가스 처리 및 가스의 화학적 재사용 293
7.2. 질소산화물과 악취물질의 동시 저감 처리 295
7.3. 미세먼지와 질소산화물 동시 제거 위한 하이브리드형 PTFE Membrane 촉매필터 299
7.4. 산화방식을 이용한 질소산화물 처리 302
Chapter 8. 부록 304
8.1. 용어 305
8.2. 참고문헌 308
판권기 310
[표 1.1] 시멘트제품 종류 27
[표 1.2] 포틀랜드시멘트 특징 28
[표 1.3] 혼합시멘트 특징 28
[표 1.4] 특수시멘트 특징 29
[표 1.5] 시멘트, 석회 플라스터 및 그 제품 제조업의 표준산업분류 해설 30
[표 1.6] 한국표준산업분류(10차)에 따른 통합관리 대상 업종 분류 32
[표 1.7] 시멘트제조업 통합환경관리 분류체계 33
[표 1.8] 시멘트, 석회 및 플라스터 제조업 사업장 등록 현황 34
[표 1.9] 통합환경관리대상 사업장 세부 현황 34
[표 1.10] 세계 시멘트 생산량 및 소비량 36
[표 1.11] 클링커 생산능력 및 가동률 현황 37
[표 1.12] 연도별 제조업 및 시멘트산업 평균가동률 동향 38
[표 1.13] 사업장별 클링커, 시멘트 생산량 39
[표 1.14] 연도별 클링커 및 시멘트의 수입현황 40
[표 1.15] 연도별 클링커 및 시멘트의 수출현황 41
[표 1.16] 시멘트 제조업 연료 사용현황 43
[표 1.17] 시멘트 제조업 원료 사용현황 44
[표 1.18] 회사별, 목적별 설비투자 현황 45
[표 1.19] 시멘트업계 당기순이익 대비 설비투자 동향 46
[표 1.20] 시멘트 제조업의 단위공정별 주요 배출 오염물질(예시) 48
[표 1.21] 시멘트 제조시설 연료 사용현황 51
[표 1.22] 비산먼지 발생사업 53
[표 1.23] 시멘트 산업에서 비산먼지의 주요 발생공정 54
[표 1.24] 시멘트 제조공정별 비산먼지 발생량 비교 54
[표 2.1] 채광공정 대기오염물질 배출현황 63
[표 2.2] 소성가스를 이용하는 분쇄공정의 대기오염물질 배출현황 67
[표 2.3] 예열ㆍ소성공정 대기오염물질 배출현황 76
[표 2.4] 냉각공정 대기오염물질 배출현황 79
[표 2.5] 클링커 분쇄공정 대기오염물질 배출현황 82
[표 2.6] 포장 및 출하공정 대기오염물질 배출현황 83
[표 2.7] 시멘트 제조업 수질오염물질 배출현황 84
[표 3.1] 안전ㆍ보건ㆍ환경경영시스템(SHE) 경영시스템 주요 내용 88
[표 3.2] 통합사업장의 폐수배출량별 수질오염물질 자가측정 횟수 98
[표 3.3] 「폐기물관리법」에 따른 주변지역 영향 조사대상 폐기물 처리시설 100
[표 3.4] 「잔류성오염물질관리법」에 따른 주변지역 영향 조사대상 시설 100
[표 3.5] 여과집진기 특징 102
[표 3.6] 여과재의 재질별 내열온도와 화학적 내성 108
[표 3.7] 여과집진기 설계 시 고려사항 110
[표 3.8] 다양한 여과재의 주요 특성 113
[표 3.9] 이중 여과집진기 사용과 관련된 운영 데이터 116
[표 3.10] 이중 여과집진기 사용과 관련된 매체 통합적 환경영향 117
[표 3.11] 전기집진기의 특징 123
[표 3.12] 고전압 1단 전기집진시설 종류 123
[표 3.13] 전기집진시설의 용량별 투자비용 126
[표 3.14] 원심력집진시설의 종류 및 특성 129
[표 3.15] 입자 입경에 따른 원심력집진기 효율 130
[표 3.16] 원심력집진시설의 용량별 투자비용 130
[표 3.17] 세정집진기 비교표 136
[표 3.18] 보고된 SCR 파라미터, 배출량 및 비용 142
[표 3.19] 질소산화물 저감기술 152
[표 3.20] 질소산화물 SCR 적용 기술적 고려사항 153
[표 3.21] 습식세정기의 사용과 관련된 배출 수준 163
[표 3.22] 습식세정기의 운영자료 평가 164
[표 3.23] 습식세정기의 적용성 평가 165
[표 3.24] 습식세정기의 배출가스 처리(FGT)의 사용과 관련된 매체통합적 영향 165
[표 3.25] 건식 흡수제 주입기법의 황산화물 배출 감소 성능 168
[표 3.26] 건식 소결 오염물질 제어(DISEC) 시스템 169
[표 3.27] 전기집진기에서의 일산화탄소 트립을 방지하기 위한 1차 기술 사례 173
[표 3.28] 휘발성유기화합물(VOCs)의 각각의 처리기술별 특성 174
[표 3.29] 다이옥신류(PCDDs/Fs) 재형성 방지기법의 적용성 평가 180
[표 3.30] 기계식 제거 바스크린 190
[표 3.31] 기계적 분리 비교표 201
[표 3.32] 시멘트 제조시설에서 발생하는 폐기물의 종류 사례 204
[표 3.33] 원료 1%를 염화물 더스트로 대체 시 주요 성분조성 207
[표 3.34] 클링커 1%를 염화물 더스트로 대체 시 주요 성분조성 208
[표 3.35] 시멘트 1%를 염화물 더스트로 대체 시 주요 성분조성 209
[표 3.36] 물질별 악취의 특징 210
[표 3.37] 대기오염과 악취오염의 특성 비교 211
[표 3.38] 악취물질이 인체에 미치는 영향 212
[표 3.39] 악취처리 방법 212
[표 3.40] 흡착법의 원리 및 흡착제 종류 215
[표 3.41] 공장진동 배출허용기준 233
[표 3.42] 소음ㆍ진동 저감방안 240
[표 3.43] 방류벽의 재질 243
[표 6.1] 시멘트제조업 BAT-AEL 설정을 위한 배출시설 분류체계 285
[표 6.2] TMS 대체코드 예외처리 대상 287
[표 6.3] 시멘트제조업의 대기오염물질에 대한 최적가용기법 연계배출수준(BAT-AEL) 291
[표 7.1] RTO + SNCR 시스템 저감효율 사례 297
[표 7.2] 질소산화물 방지시설별 특징 비교 302
[그림 1.1] 국내 클링커 생산률 및 가동률 37
[그림 1.2] 연도별 제조업 및 시멘트산업 평균가동률 동향 38
[그림 1.3] 사업장별 클링커, 시멘트 생산량 40
[그림 1.4] 연도별 클링커 및 시멘트의 수입현황 41
[그림 1.5] 연도별 클링커 및 시멘트의 수출현황 42
[그림 1.6] 회사별, 목적별 설비투자 현황 46
[그림 1.7] 시멘트업계 당기순이익 대비 설비투자 동향 47
[그림 1.8] 시멘트업 질소산화물 배출농도 49
[그림 1.9] 시멘트업 질소산화물 배출량 50
[그림 2.1] 시멘트 제조공정의 개요도 58
[그림 2.2] 시멘트 제조업 공정모식도 60
[그림 2.3] 시멘트 채광공정 흐름도 62
[그림 2.4] 시멘트 원료 분쇄시설(Ball Mill) 65
[그림 2.5] 원료 분쇄시설(Ball Mill)의 볼(Ball) 종류 65
[그림 2.6] 시멘트 원료 준비공정 흐름도 66
[그림 2.7] 예열탑 및 소성로 72
[그림 2.8] 시멘트 예열ㆍ소성ㆍ냉각공정 흐름도 78
[그림 2.9] 냉각시설 79
[그림 2.10] 시멘트 저장ㆍ분쇄 공정 및 제품공정 흐름도 81
[그림 3.1] 환경경영시스템 87
[그림 3.2] 안전ㆍ보건ㆍ환경경영시스템(SHE) 경영시스템 13개 관리요소 88
[그림 3.3] 환경성과평가 도입절차 94
[그림 3.4] 굴뚝원격감시체계(TMS) 개념도 96
[그림 3.5] 대기배출원관리시스템(SEMS) 구성 97
[그림 3.6] 악취 모니터링 시스템 99
[그림 3.7] 여과집진기 및 여과포 101
[그림 3.8] 관성충돌의 원리 102
[그림 3.9] 직접 차단의 원리 103
[그림 3.10] 확산의 원리 103
[그림 3.11] 중력침강의 원리 104
[그림 3.12] 기계진동식 탈진방식 105
[그림 3.13] 역기류 탈진방식 106
[그림 3.14] 펄스제트식 탈진방식 106
[그림 3.15] 여과집진기의 주요 구성부품 107
[그림 3.16] 영국 시멘트 설비에 사용된 섬유 필터와 필터 재료 사례 111
[그림 3.17] 화격자 소각시설에서의 이중 여과집진기 적용 사례 116
[그림 3.18] 원심여과집진기 설치사업장 사례 119
[그림 3.19] 정전여과집진기 설치사업장 사례 120
[그림 3.20] 먼지 포집용 복합필터 121
[그림 3.21] 전기집진기의 원리 122
[그림 3.22] 정전분무 및 수막형성 전기집진기 126
[그림 3.23] 원심력집진기의 구조 및 원리 128
[그림 3.24] 블로우 다운 방식 129
[그림 3.25] 세정집진기의 종류 132
[그림 3.26] 세정집진기 먼지 제거 방식 133
[그림 3.27] 충전탑의 충전물의 종류 133
[그림 3.28] 세복합 데미스터의 형식 134
[그림 3.29] SCR 설비의 촉매 및 모듈 위치 사례 141
[그림 3.30] 선택적 비촉매환원법 개요 143
[그림 3.31] U-23+ 국가들에서 SNCR을 적용한 시멘트 설비의 특성 147
[그림 3.32] EU-23+ 국가들에서 SNCR에 사용된 질소 운반체(NH₂-X 작용제) 148
[그림 3.33] 환원제 분사위치 최적화 151
[그림 3.34] SNCR+SCR 동시 운영 사례 154
[그림 3.35] SCR 적용 실증실험 플랜트 155
[그림 3.36] EU-23+ 국가에서 시멘트 제조시 화염 냉각을 위해 사용한 주입 방법들 157
[그림 3.37] EU-23+ 국가들에서 화염 냉각을 하는 설비의 특성 158
[그림 3.38] 습식 세정기의 기본 작동 원리 161
[그림 3.39] 개선된 건식 배연탈황 공정 167
[그림 3.40] 제품 및 공정도 1 184
[그림 3.41] 제품 및 공정도 2 184
[그림 3.42] 제품 및 공정도 3 185
[그림 3.43] 스크린 종류 189
[그림 3.44] 장방형 침전지 193
[그림 3.45] 원형 침전지 194
[그림 3.46] 부상분리시설 195
[그림 3.47] 용존공기부상법 196
[그림 3.48] 여과시설 197
[그림 3.49] 하향류 다층 모래여과 장치 199
[그림 3.50] 염화물 더스트 203
[그림 3.51] 염화물 더스트 재활용 설비 Layout(Pilot Scale) 205
[그림 3.52] 염화물 더스트 재활용 설비(Pilot Scale) 206
[그림 3.53] 염화물 더스트 재활용 설비(Full Scale) 206
[그림 3.54] 원료(Raw Mill) 1%를 염화물 더스트로 대체 시 주요 성분 농도 208
[그림 3.55] 클링커를 염화물 더스트로 대체 시 주요 성분 농도 208
[그림 3.56] 시멘트 내 1% 염화물 더스트 대체 시 주요 성분 농도 209
[그림 3.57] 염화물 더스트 세척 후 주요 성분 농도 209
[그림 3.58] 악취제거 방지기술의 종류 213
[그림 3.59] 악취물질과 약품과의 반응 예 214
[그림 3.60] 컨베이어 커버링 구조 220
[그림 3.61] 컨베이어 커버링 예시 221
[그림 3.62] 크라샤(C/R) 벨트 컨베이어 단부 방진막 및 살수 시설 설치 221
[그림 3.63] 원료 및 연료 상ㆍ하차 시 비산먼지 관리방안 222
[그림 3.64] 분쇄공정 집진시설 설치 224
[그림 3.65] 물 웅덩이를 이용한 차량 타이어 세척 225
[그림 3.66] 세륜세차시설 225
[그림 3.67] 이송공정의 먼지 발생 및 억제 조치 226
[그림 3.68] 방진망 설치사례 227
[그림 3.69] 스프링 쿨러 설치사례 228
[그림 3.70] 이동식 살수시설 설치사례 228
[그림 3.71] 살수차 운행사례 229
[그림 3.72] 습식청소차 운행사례 229
[그림 3.73] 방류벽 설치사례 241
[그림 4.1] 채광 시 비산먼지 발생공정 247
[그림 4.2] 채광ㆍ채취 시 살수 248
[그림 4.3] 예열실 개조를 통한 질소산화물 저감 원리 253
[그림 6.1] BAT-AEL 상한값 결정 방법 예시(먼지) 289
[그림 6.2] BAT-AEL 하한값 결정 방법 예시(먼지) 290
[그림 7.1] 시멘트 사업장의 질소산화물 제거 시스템 개요 295
[그림 7.2] 통합 RTO 시스템 개략도 296
[그림 7.3] 오스트리아 설치사례 297
[그림 7.4] 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 멤브레인 촉매필터 원리 299
[그림 7.5] 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 멤브레인 촉매필터 적용 예시 300
[그림 7.6] 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 멤브레인 촉매필터 설치 사례 301