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재료 재활용을 위한 고전압 솔루션

스위스에는 현재 29개의 폐기물 에너지화 공장 (WTE) 이 있는데 전부 재활용 불가 폐기물을 환경 친화적인 방식으로 소각해요.

하지만 모든 것이 화염에 휩싸이는 것은 아니에요. 연소되지 않은 성분을 포함하는 슬래그가 1인당 연간 100kg 정도 생성돼요.슬래그는 보통 매립되지만 여전히 귀중한 재료가 들어있어요.“가치 창출 폐기물” 전문업체인 셀프래그 AG가 이 문제를 해결하고 있어요. 회사는 아르가우 풀-로이엔탈에 파일럿 플랜트를 지었어요. 이곳에서 철, 알루미늄, 구리 같은 금속과 슬래그에서 나오는 광물을 회수하는 특수 공정을 사용해요.“숟가락, 2프랑 동전, 나사요. 쓰레기통에 안 들어가는 게 거의 없어요.우리는 슬래그에서 귀중한 재료를 최대한 많이 회수하는 것을 사명으로 삼았어요.” 셀프라그의 전기 엔지니어 위르겐 칼케가 설명합니다.

정교하고 특별한 대우

풀-로이엔탈에서 셀프라그는 현재 투르기, 레네르기아 루체른, 부크스에 있는 폐기물-에너지 플랜트에서 매년 35,000톤의 슬래그를 처리해요.미가공 슬래그는 자재 벙커에 버려지고 크레인으로 대형 스크리닝 체인 “그리즐리”로 운반돼요. 거기에는 가장 큰 조각들이 보관돼요.거기서부터 컨베이어 시스템을 통해 모듈식 “가치 낭비” 공장으로 이동해요.자석 분리기로 경금속 부품을 제거하고 구성 요소가 40mm 이하인 목표 부분이 남을 때까지 슬래그를 체로 칩니다.나머지는 손으로 분류해서 태우지 않은 물질을 드러내고 폐기물에너지화 공장으로 다시 보내요.“우리의 목표는 납품된 원료 슬래그의 50% 에 달하는 금속과 세라믹 재료를 회수하는 거예요.” 라고 칼케는 설명합니다.

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셀프래그는 자체 개발한 고전압 단편화 덕분에 슬래그에서 다른 공장보다 귀중한 재료를 20% 더 많이 회수할 수 있어요.

그러면 목표 분획이 건식 스크린과 습식 스크린 여러 개를 통과해서 크기와 밀도로 분류돼요.공장의 핵심으로 들어가는 것도 하나예요. 셀프래그에서 개발하고 특허를 받은 3.5톤 발전기 두 대가 번개 같은 고전압 펄스로 재료를 더 분리해요.커패시터 시스템을 사용하면 전압이 200kV에 도달하고 초당 최대 20번 방전돼요.이러한 방전은 물에서 일어나서 아주 높은 전류 흐름을 생성해요.전류는 물질의 입자 경계를 따라 이동하여 충격파의 도움을 받아 선택적으로 분리해요.칼케는 이렇게 강조해요. “고전압 파편화 덕분에 우리의 공정 방식이 독특해져서 다른 공장보다 약 20% 더 많은 재료를 회수할 수 있어요.

Siemens는 오랫동안 저희를 지지해왔어요.보통 전자 부품은 고전압 환경에서 사용하도록 인증되지 않았기 때문에 부품에 대해 자체적으로 엄격한 테스트를 거쳐요. Siemens 제품은 이런 상황에서 아주 잘 작동해요.
조세프 멀리스, 전기 엔지니어예요., SF 일렉트로 엔지니어링

어려운 환경에서의 단계별 접근

귀중한 재료를 복구하는 것은 복잡하고 까다로운 일이에요. 그래서 공장 전체에 모터, 밸브, 센서 같은 900개 이상의 필드 디바이스가 장착되어 있다는 것은 놀라운 일이 아니에요.“Siemens는 오랫동안 우리를 지지해 왔어요.보통 전자 부품은 고전압 환경에서 사용하도록 인증되지 않았기 때문에 부품에 대해 자체적으로 엄격한 테스트를 거칩니다. Siemens 제품은 이런 상황에서 아주 잘 작동해요.”

공장 엔지니어링은 자동화 회사 SF 일렉트로-엔지니어링 AG에서 맡았어요.“우리는 전기 계획과 자재 조달부터 컨트롤러, 드라이브, WinCC용 소프트웨어 프로그래밍, 외부 시스템 인터페이스, 시운전까지 모든 것을 처리했어요.” SF Elektro-Engineering의 전기 엔지니어 요제프 멀리스가 야심찬 프로젝트를 설명하면서 이렇게 요약해요.플랜트가 예정대로 완공된 것은 플럼스의 Siemens 솔루션 파트너가 보여준 선견지명 덕분이에요. “팬데믹 기간과 이후에 우리는 창고에 가장 중요한 부품을 비축해 셀프래그를 신속하게 공급할 수 있었어요”라고 회상합니다.칼케는 이러한 사전 계획이 큰 이점이었다고 확인했어요.플랜트의 모듈식 설계도 효과적이었어요. “전기 기술자들이 한 지역에서 배선 작업을 하는 동안 우리는 이미 다른 플랜트 모듈을 테스트할 수 있었어요.이 단계별 접근 방식도 3개월의 시운전 기간 동안 큰 이점으로 작용했어요.한 가지 문제는 대형 홀의 혹독한 환경 조건이었어요. 공기 중의 먼지, 습기, 산성 연기를 적절한 보호 조치를 취해 스위치 기어에서 멀리 떨어뜨려야 했어요.”

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생산 공장은 세이프티 CPU 1512F하고 S7-1517 때문에 제어돼요.공장 내 세 모듈과 필터 프레스에 추가 Siemens 컨트롤러가 설치돼요.