용매 회수 장치 3가지 실제 공정 비교 — 흡착식 / 응축식 / 증류식, 인쇄소 대표가 환경 보호 개선 요구를 받았을 때 가장 먼저 계산해야 할 세 가지 비용은 무엇인가
💡 💡 한눈에 보기
용매 회수 장치는 인쇄소에서 가장 비싼 친환경 투자이며, 장치 선정 시 세 가지 측면을 따져야 합니다. 첫째, 회수율과 절감률은 다르며, 실제 수익 = 회수량 × 정화 후 재사용 가능 비율(60%-75%) × 단가 − 연간 운전 전기료 − 유지관리 비용입니다. 동일 조건에서 흡착 방식의 정적 투자 회수 기간은 0.7년, 증류 방식은 2.8년입니다. 증류 방식은 절감 자체가 아니라 용매의 순도와 처리량을 확보하는 데 적합하기 때문입니다. 둘째, 공정 선택은 용매 성분에 따라 달라집니다. 용매가 3종 이하이며 안정적이라면 흡착 또는 응축 방식을 선택하고, 5종을 초과하면서 변화가 잦을 때 증류 방식을 검토합니다. 셋째, 설치 공간과 규제 준수가 실질적인 기준입니다. 증류 방식의 설치 공간은 20 ㎡가 필요하며, 흡착 방식은 HW12 고형 폐기물 분류가 추가됩니다. 예산이 제한적이라면 UV 잉크로 전환하고 용매를 통합 관리하는 등 출발 단계에서 사용량을 줄이는 편이 장치를 구매하는 것보다 항상 경제적입니다.
2023년 9월, 우리 공장은개선 조치 통지를 받았습니다. 배출가스가 VOCs 기준을 초과하여 연말까지 배출 저감 시설을 건설하고 안정적으로 운영해야 했습니다.
당시 공장에서는 두 가지 일을 동시에 진행하고 있었습니다. 용제 잉크를 계속 사용하고 있었으며, 포장을 인쇄하는 고객 중에는 색상 차이 검사에 통과하지 못할 수 있어 물 잉크로 변경을 허용하지 않는 고객도 있었습니다. 반면 다른 인쇄기는 이미 UV 잉크로 전면 교체된 상태였습니다. 두 체계가 병존했기 때문에 용제 잉크 생산 중단이라는 방법으로 문제를 회피할 수 없었습니다.
사장님은 세 가지 방식을 테이블에 놓았습니다.
사장님이 아주 현실적인 질문을 했습니다. “우리는 연간 용제 구매 금액이 80만인데, 이 58만을 몇 년 만에 회수할 수 있습니까?”
정확히 핵심을 짚으셨습니다. 잘못된 공정을 선택하는 인쇄소는 기술 부족 때문인 경우가 많지 않고, 다음 세 가지 비용을 제대로 계산하지 못해서 그런 경우가 많습니다. 이 글에서는 이 세 가지 비용을 하나씩 명확히 살펴보겠습니다.
첫 번째 장부: 재활용률과 비용 절감률은 같지 않습니다
이 수치는 가장 쉽게 잘못 계산되기 쉽습니다.
한 대의 기계가 1년에 용제 40톤을 사용하고 회수율이 90%라면, 이론적으로 36톤을 생산 과정에 되돌려 재사용할 수 있습니다. 들으면 용제 36톤어치를 절약한 것처럼 느껴집니다.
그러나 실제로 계산하면 그렇지 않습니다. 회수한 용제를 바로 잉크 탱크에 붓는 것이 아니라, 다음과 같은 여러 손실 과정이 있습니다.
첫째, 정화 후에도 추가 보충해야 합니다.흡착식과 응축식으로 회수한 용매는 「혼합 용매」입니다. 안에는 물, 알코올과 소량의 잉크 색료 불순물이 남아 있습니다. 생산에 다시 사용하려면 정해진 비율에 따라 새로운 용매와 혼합해야 합니다. 저희 공장의 실제 자료에 따르면 회수 용액을 바로 사용할 수 있는 비율은 60%에서 75% 사이입니다.
둘째, 증발 손실입니다.회수 장치가 작동하는 동안 일부 용매가 밀폐 시스템 밖으로 빠져나갑니다. 이러한 손실을 ‘휘발성 손실’이라고 하며, 일반적으로 3%에서 8% 사이입니다.
셋째, 에너지 비용을 차감해야 합니다.응축과 증류 과정에서 공기를 압축하거나 냉각 또는 가열해야 하므로, 해당 전력 비용은 수익에서 직접 차감됩니다.
따라서 실제 공식은 다음과 같습니다.
연간 수익 = 회수량 × 정화 후 재사용 가능 비율 × 용매 단가 − 연간 운영 전력비 − 유지보수 소모품 비용
숫자로 직접 계산해 보겠습니다.
40톤 × 90% 회수율 × 70% 재사용 가능 비율 = 25.2톤. 용매 단가 1.1만 위안/톤을 적용하면 연간 27.7만 위안을 절감합니다. 응축식의 연간 운영 전기요금과 유지보수비는 약 7만 위안이며, 순수익은 20.7만 위안입니다. 증류 방식의 투자 비용이 58만 위안일 경우 정적 투자금 회수 기간은 2.8년입니다.
흡착식의 경우 18만 원으로, 회수량 36톤에 75% 이용 비율을 적용하면 27톤이 됩니다. 연간 29.7만 원을 절약하고 연간 운영 비용은 약 4만 원, 순이익은 25.7만 원이므로 정적 투자금 회수 기간은 0.7년입니다.
여기에는 반직관적인 결과가 나타납니다: 같은 용매 소비량에서는 흡착 방식이 증류 방식보다 훨씬 더 수익성이 높습니다. 증류 방식의 추가 투자는 비용 절약을 위한 것이 아니라 「순도」와 「처리량」을 확보하기 위한 것이기 때문입니다.
두 번째 장부: 용제 성분에 따라 사용 가능 여부가 결정됩니다
이 세 가지 공정을 구분하는 진짜 기준은 가격이 아니라 사용하는 용매입니다.
당시 공장의 용매 상황은 다음과 같습니다. 접착제 인쇄에는 알코올 용성 혼합 용매를 사용했으며(에탄올 + 초산에틸 + 초산부틸 + 소량의 톨루엔), 순수 에틸아세테이트를 사용하는 장비도 1대 있었습니다. 용매의 종류는 3종을 넘지 않았습니다.
한 인쇄 업체에서 8종에서 10종의 서로 다른 용제를 동시에 사용하는 경우, 예를 들어 수성 잉크와 용제형 잉크를 모두 다루고 UV, OCA 및 다양한 특수 공정용 세정제를 사용하는 경우에는 다음과 같습니다.
흡착식의 과제는 흡착제를 선택하는 것입니다.용매마다 분자량, 극성, 끓는점이 크게 달라 하나의 흡착제로 모든 성분을 동시에 효율적으로 흡착하기는 어렵습니다. 실제로는 2~3개의 흡착 장치를 병렬로 연결하여 각각 다른 흡착제를 사용합니다. 이에 따라 장비 수와 설치 면적이 증가하고 투자 비용도 직접 두 배로 늘어나게 됩니다.
응결식의 어려움은 끓는점 차이에 있습니다.응결은 기체 상태의 용매를 이슬점 이하로 낮춰 액체 상태로 변화시키는 데 의존합니다. 혼합 용매의 끓는점 범위가 너무 넓으면 예를 들어 수분 20%가 포함된 수용성 용매 혼합액처럼 저 끓는점 성분과 수분이 함께 응결되어 회수액의 순도가 매우 낮아집니다. 이 경우 폐액으로만 처리할 수 있습니다.
증류식의 장점이 여기서 드러납니다.정류탑은 끓는점에 따라 성분을 나누어 회수할 수 있으며, 끓는점이 높은 아세트산부틸에스트조차 회수할 수 있습니다. 다만 이를 위해서는 공급물 조성이 비교적 안정적이어야 합니다——매일 들어오는 용매의 성분이 계속 달라지면 탑의 운전 매수를 자주 조절해야 하므로 오히려 불안정해집니다.
따라서 첫 번째 확인 사항은 다음과 같아야 합니다: 「용제는 몇 종류이며, 조성이 안정적인가?」답이 「3종 이하이며 안정적」이라면 흡착이나 응결만으로 충분합니다. 5종을 초과하고 자주 변한다면 증류를 적용하거나, 먼저 용제 관리 체계인 일괄 구매, 일괄 회수, 집중 조비를 도입해야 합니다.
세 번째 장부: 공간과 규격 준수가야말로 진짜 관문이다
많은 인쇄소에서는 견적을 비교할 때 장비 가격만 살펴보고 다음 두 가지를 간과합니다.
시설 비용 계산.증류식 장비 20 ㎡의 점유 면적은 단순한 면적 문제가 아닙니다. 정비 공간, 폐액 임시 보관 구역, 독립된 전기 부하가 필요합니다. 공장 임대료를 매 제곱미터당 월 8위안으로 계산하면 20 ㎡에 연간 1.9만 위안인데, 이것조차 작은 금액입니다. 진짜 문제는 우리 공장의 작업장이 임대 상태여서 하중 지지 구조를 변경할 수 없고, 소화 설비 배관도 손볼 수 없다는 것입니다. 결국 58만 위안짜리 계획은 바로 이 조건에서 막혔습니다.
규정 준수 비용.이 세 유형의 장치는 환경 규정 준수 측면에서 각각 완전히 다른 위치를 차지합니다.
여기서 간과하기 쉬운 점이 있습니다. 흡착식은 가격이 저렴하지만 고형폐기물인 폐 흡착제를 발생시킵니다.인쇄소에서 이미 위험폐기물 처리 관리의 핵심 점검 대상으로 부상하고 있다면, 고형폐기물 분류가 하나 늘어날 때마다 위험도도 함께 커집니다. 응축식과 증류식은 폐액을 발생시키는데, 인쇄소에서 액상폐기물은 이미 일반적으로 관리하는 항목이므로 오히려 관리 비용이 낮습니다.
결국 선택한 제품은 32만 원짜리 콘덴서 방식입니다. 이유는 매우 명확합니다.
첫째, 용매 성분이 응고의 전제 조건을 충족합니다.용매가 단 3종이며 모두 알코올 에스터 계열이어서 끓는점 차이를 통제할 수 있습니다.
둘째, 공간이 충분합니다.12 ㎡ 공간에 기존 배풍 배관 옆에 설치할 수 있으며, 소방 설비에는 손대지 않았습니다.
셋째, 새로운 고체 폐기물 범주는 추가되지 않았습니다.응결수는 공장의 폐수 사전 처리 시스템에 연결했으며, 검사 결과는 정상입니다.
넷째, 우리는 동시에 용제 잉크에서 UV 잉크로 전환하는 작업도 진행했습니다.두 번째 기계의 개조가 완료된 뒤 용제 사용량이 60% 줄었고, 회수 장치의 부하도 함께 낮아졌습니다. 두 가지 효과가 겹쳐 다음 해에는 장비 비용을 전액 회수할 수 있었습니다.
예산이 한 세트만 구매할 수 있다면 무엇을 먼저 해야 할까
이것은 사장이 우리에게 한 마지막 질문이며, 답은 장비를 구매하는 것과 무관할 수도 있습니다.
용매 사용량을 줄이는 것이 회수하는 것보다 더 경제적입니다.매년 80 만의 용매를 사용하는 경우, 공정 변경(UV 잉크, 수성 잉크)을 통해 사용량을 30 만으로 줄이면 처리 시설의 규모와 에너지 소비, 회수액의 처리량이 모두 전년 동기 대비 감소합니다. 회수 장치는 「후단 처리」이지만, 사용량 감량은 「원단 관리」이므로 원단 관리 쪽이 항상 더 저렴합니다.
용매를 집중 관리하면 장비를 구매하는 것보다 비용 효율적입니다.구매, 회수, 조정을 통합하여 먼저 용매 종류를 8종에서 4종 이하로 줄이면 회수 장치에 대한 투자 규모를 한 단계 낮출 수 있고, 회수율은 오히려 높아집니다.
장비 구매는 마지막에 합니다. 용매의 성분과 사용량이 모두 확정된 뒤에 세 가지 공정을 비교해야 이때의 가격 비교가 의미가 있습니다.
우리 공장의 최종 투자 순서는 다음과 같습니다. 먼저 12만 원을 들여 기계 1대의 잉크 공급 경로를 개조하여 UV 잉크로 변경했고, 용매 사용량을 60% 줄였습니다. 이어서 32만 원을 들여 응축식 장비를 설치했습니다. 총 투자액은 44만 원입니다. 처음부터 58만 원의 증류식 장치를 설치했다면 14만 원을 더 지불해야 했으며, 해당 기계를 개조한 후에도 증류식 장비의 처리 용량 대부분이 놀고 있었습니다.
관련 참고자료
휘발성 유화합물 관리는 한곳을 손보면 전체에 영향을 미치는 문제이므로, 다음 글들을 함께 살펴보시면 좋습니다.
- 포장 인쇄공장 배기 VOCs 처리 3가지 공정 비교——RTO / RCO / 활성탄의 투자 및 유지관리 비용.
- 인쇄공장 저 VOCs 유연성 잉크 구매를 위한 5가지 평가 기준——원천적인 감축을 통해 관리합니다.
- 포장 인쇄공정 위험폐기물 5개 범주 실제 목록——HW12 폐용매의 장부와 처리 비용.
- 인쇄소 배기 NMHC 관리 3가지 현실적 한계—공장 경계 농도와 실시간 모니터링 관련 과태료 사례.
자주 묻는 질문
회수율이 90%라는 것은 용매 비용을 90% 절감한다는 뜻인가?
아닙니다. 회수액은 정제 후 정해진 비율로 배합해야 하며, 바로 재사용할 수 있는 비율은 일반적으로 60%-75%에 불과합니다. 여기에 증발 손실 3%-8%와 연간 운전 전기를 차감해야 합니다. 실제 계산식은 회수량 × 정화 후 재사용 가능 비율 × 단가 − 연간 운전 전기 − 유지보수 소모품 비용입니다.
세 가지 공정 중 무엇을 선택해야 할까요?
먼저 용매 성분을 확인합니다. 3종 이하이고 성분이 안정적이면 흡착 방식이나 응결 방식을 선택하고, 5종을 초과하며 빈번히 변하는 경우에는 증류 방식을 적용하거나 먼저 용매를 통합 관리하십시오. 다음으로 작업장소와 고형폐기물 요건을 확인합니다. 흡착 방식은 HW12 고형폐기물인 폐 흡착제를 발생시키며, 응결 방식과 증류 방식에서는 폐액이 발생합니다.
왜 회수율이 더 높은 증류 방식이 오히려 원금 회수에 더 오래 걸리는 걸까?
증류 방식에 추가 투자하는 것은 비용 절감이 아니라 순도와 처리량을 높이기 위해서입니다. 투자비가 높고 점지면적이 크며 에너지 소비량도 많은 만큼, 동일한 용제 소비량에서 순수이익이 흡착 방식보다 반드시 높은 것은 아닙니다. 처리량 규모를 충분히 확보해야 경제성이 발휘됩니다.
회수 장비를 살 예산이 부족할 때 먼저 무엇을 해야 하나요?
먼저 원천 단계에서 사용량을 줄입니다. UV 잉크 또는 수성 잉크로 전환할 수 있는 공정부터 변경하고, 용매를 집중 관리하여 용매 종류를 8종에서 4종 이내로 줄입니다. 용매 사용량과 성분이 확정된 후 회수 장치를 선택하며, 사양은 한 단계 작은 것으로 선정할 수 있습니다.
흡착식 공정에서 발생한 폐 흡착제는 위험폐기물에 해당합니까?
계산하면 됩니다. 용매를 함유한 폐 흡착제는 HW12 위험폐기물에 해당하므로, 관리대장과 이전 인계서, 준수 가능한 폐기물 처리 계약서가 필요합니다. 인쇄 공장이 이미 위험폐기물 검사 대상이라면, 흡착 방식을 선택할 경우 새로운 고체폐기물 범주가 추가됩니다.
회수 장치의 연간 운영 전력비는 대략 얼마인가요?
풍량과 공정에 따라 달라집니다. 중형 장비의 경우 응축식의 연간 운영 전기요금은 보통 5-10만 위안이며, 증류식은 더 높고, 흡착식은 가장 낮습니다. 견적을 받을 때는 반드시 공급업체에게 연간 운영 전기요금을 별도로 기재하도록 요청하고, 장비 총가격만 비교하지 마십시오.
설비가 가동된 후 얼마 만에 환경 보호 검사를 통과할 수 있나요?
지역의 모니터링 요구사항과 배출 기준 적용 범위에 따라 달라집니다. 핵심은 시설을 건설하는 것과 기준을 충족하는 것은 다르다는 점입니다. 처리 시설의 운영 기록, 폐액 처리 장부, 온라인 모니터링 데이터를 빠짐없이 관리해야 합니다. 구매 계약에 「시험 조정을 통한 안정적인 운영과 검수에 필요한 장부 양식 제공」을 포함하는 것을 권장합니다.