스크러버(Scrubber)란? 

“대기 중으로 배출되기 전의 유해가스, 증기, 입자, 냄새 성분 등을 제거하기 위해, 가스-액체 접촉 또는 기계적·물리적 원리를 이용하여 기체를 정화하는 장치”

주요 기능: 흡수, 중화, 응축, 포집, 흡착 등의 물리·화학적 작용

주요 대상

산성가스: HCl, HF, SO₂, NOx 

알칼리성가스: NH₃, 아민류 

입자: PM10, PM2.5, 미스트

유기물: VOC, 알데하이드류, 휘발성 용매 등

작동 원리 (Working Principle) 기본 메커니즘 

오염 가스 ⇨ 스크러버 유입 ⇨ 액체/고체 매질과 접촉 ⇨ 오염물 제거 ⇨ 정화된 공기 배출

제거 메커니즘별 구분

물리적 세정

입자, 분진을 물리적으로 씻어냄 (관성, 충돌, 중력)

흡수(Absorption)

기체가 액체 세정제에 용해됨

화학 반응

세정제와 가스가 중화 반응을 일으켜 비휘발성 화합물 생성

응축(Condensation)

포화수증기 상태에서 온도차를 이용해 증기 성분을 포집

흡착(Adsorption)

활성탄 등 고체 표면에 휘발성 가스를 흡착

스크러버의 종류 (전 세계 기준 분류)

[A] 습식 스크러버 (Wet Scrubber)

Packed Bed

세정액이 충전층을 따라 흐르며 가스와 접촉

가장 일반적, 산·알칼리 가스 제거에 적합

Venturi Scrubber

속도를 높인 가스에 물을 분사해 미세 입자를 포집

분진, 미스트 동시 제거

Spray Tower

세정액을 위에서 분사, 아래로 떨어지며 가스와 접촉

구조 단순, 유지비 저렴

Tray Tower

가스가 트레이를 통과하며 액체와 접촉

충전물 막힘 방지

[B] 건식 스크러버 (Dry Scrubber)

Dry Sorbent Injection (DSI)

고체 반응제를 가스에 직접 분사

SO₂, HF 등 제거에 효과적

Baghouse + Injection

분진 + 가스 흡착 복합 방식

필터와 병합 가능

Activated Carbon Module

활성탄 필터층으로 VOC 제거

유기 용매 취급용에 적합

[C] 반건식 스크러버 (Semi-dry Scrubber)

Spray Dryer Absorber (SDA)

분무된 세정액이 건조되며 가스를 흡수

소각장, 대형 보일러에 적합

[D] 특수 스크러버

ESP (Electrostatic Precipitator)

정전기력으로 초미세입자 제거

PM2.5 이하까지 포집 가능

Cyclone Scrubber

원심력 + 수분 분사

분진 처리용 전단장치로 사용

설계 요소 (Design Parameters)

유입 유속

2~10 m/s

Venturi는 ≥ 15 m/s

접촉 시간

0.5~2.5초

Residence Time 확보 중요

세정액 유량

5~30 L/min

입자량/가스량에 따라 결정

압력손실

100~1000 Pa

고성능일수록 손실 큼

pH 조절 범위

자동 주입 시스템 권장

세정액 종류 및 반응 메커니즘

오염물질 HCl, SO₂, HF 등

제거 반응 산 + 염기 → 염 + 물

세정제 NaOH, KOH, Na₂CO₃

오염물질 NH₃, 아민류

제거 반응 염기 + 산 → 염

세정제 HCl, H₂SO₄

오염물질 H₂S, CH₃SH

제거 반응 산화 → S or SO₄²⁻

세정제 NaOCl, KMnO₄

오염물질 VOC

제거 반응 흡착 or 산화

세정제 활성탄, 과산화수소

오염물질 PM, Dust

제거 반응 물리적 포집

세정제 정제수 or 응집제 포함 액

구조 요소

스크러버 본체 FRP, PP, PVC, SUS316L 등 재질

충전층(Packed Media) Ceramic, PP Pall Ring 등

노즐 시스템 분무패턴, 막힘 방지 설계 중요

팬 (Blower) 내산성 코팅형 / 풍량 정격 보유

배기 덕트 내화학성 PVC/FRP/SS304

약품 탱크 자동 약주입 + Level 센서 포함

슬러지 라인 배출 구역 별도 구성 (폐수계통 연결)

성능 시험 기준 및 규제

제거효율

≥ 90% 이상

가스별 차이 있음

TOC 제거

70~95% (VOC류)

산화제 종류 영향

PM 제거

≥ 99.5% (ESP)

PM10 / PM2.5 모두 해당 가능

미국 EPA 40 CFR Part 60 / MACT 기준

EU BAT/BREF 최적가용기술 기준 / ELV 규정

대한민국 대기환경보전법 특정 대기오염물질 배출 허용 기준 (HCl, NH₃ 등)

운전 및 유지관리

pH 센서 관리 교정 주기 엄격히 준수

세정액 농도 유지 자동 약주입 시스템 설치

슬러지 제거 주 1~4회 정기 배출 권장

필터 교체 활성탄 등은 3~6개월 주기

세정수 처리 폐수 기준 준수 필요 (pH, SS, COD 등)

산업 적용 예시

산업 분야 실험실

설치 위치 흄후드 배기 후단

제거 대상 HCl, NH₃, HF

산업 분야 반도체 제조

설치 위치 에칭/도금공정 배기

제거 대상 Cl₂, HBr, NOx

산업 분야 제약 공장

설치 위치 혼합/분주/세척공정

제거 대상 IPA, 알코올, 아민

산업 분야 소각장/보일러

설치 위치 굴뚝 전단

제거 대상 SOx, HCl, 다이옥신

산업 분야 도장/화학 

설치 위치 VOC 제거

제거 대상 톨루엔, 자일렌, MEK

최신 트렌드

AI 기반 Scrubber 제어

실시간 유입 농도 분석 → 약품 투입 자동 조절

CFR-21 Part 11 대응

약품 로그 + 환경 로그 자동 기록

IoT 유량/농도 모니터링

PLC + 클라우드 연동

스마트 유속제어 팬 + 댐퍼 연동

에너지 절감 + 정압 유지

Zero Discharge 시스템

폐세정수 재활용 or 재사용 처리 시스템 적용

요약 정리

정의

가스, 입자, 냄새 등 유해공기 제거용 장치

핵심원리

물리적 세정 + 화학적 반응 (습식/건식/반건식 등)

주요 제거 대상

HCl, NH₃, HF, SO₂, VOC, 입자

설계 요소

유속, 접촉시간, 세정액 pH, 노즐 설계 등

설치 위치

배기구 전단 or 후단, 실험실, 공정라인

규제 기준

EPA, EN, BAT, 대기환경보전법 등

장점

높은 제거 효율, 다양한 적용성, 확장성

점

약품관리 필요, 슬러지 처리 필요