[투데이에너지 홍시현 기자] 초미세먼지를 기존 배출량대비 90% 이상 줄일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

국가과학기술연구회가 지원하는 FEP융합연구단(단장 이재구 한국에너지기술연구원 책임연구원)이 각종 연료의 연소과정에서 발생하는 미세먼지의 발생과 배출을 억제하는 ‘초미세먼지 및 유발물질 제거기술’을 독자 개발에 성공했다.

현재 화력발전소 등 각종 에너지 사용·생산시설은 미세먼지 제거를 위한 환경설비를 갖추고 있으나 배출물질의 다양성으로 인해 어려움을 겪고 있다. 이를 위해 초미세먼지 배출농도를 크게 줄일 수 있는 고성능 집진기술과 지구온난화 지수가 이산화탄소의 300배에 달하는 아산화질소의 발생도 함께 억제할 수 있는 미래형 환경설비의 구현이 필요하다.

한국에너지기술연구원(이하 에너지연)과 한국기계연구원(이하 기계연)은 각각 입자상(1차 초미세먼지)과 가스상(2차 초미세먼지) 물질제거분야를 담당해 초미세먼지와 관련 유발물질을 높은 효율로 제거하는 기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 1, 2차 초미세먼지를 기존 배출량대비 90% 이상 줄일 수 있다.

고성능 저비용 조합형 집진기.

고성능 저비용 조합형 집진기.

에너지연은 입자상 초미세먼지의 배출농도를 줄이기 위해 자체 개발한 이중벽 구조의 저압손 싸이클론과 새로운 방식의 필터 재생시스템을 결합한 신개념 집진시스템을 구축했다. 1차 집진부인 저압손 사이클론에서 유입되는 먼지가 70% 이상 제거된 후 2차 집진부인 백필터 집진기로 유입되기 때문에 여과필터 먼지 부하량이 크게 감소하는 원리다. 이 기술이 적용되면 탈진공정의 주기가 길어져 필터 수명이 2배 이상 늘어나며 초미세먼지 배출농도가 기존대비 90% 이상 저감 된다.

기계연은 고온가스재순환(Hi-FGR) 방법과 환원제 열분해방식을 적용해 가스상 초미세먼지 유발물질인 질소산화물과 황산화물의 제거 효율을 기존대비 50% 이상 향상시켰다. 연소과정에서 생성된 수분을 응축시켜 오염물질 제거공정에 재사용함으로써 물 부족 지역에서도 활용이 가능하도록 했다.

이재구 FEP융합연구단 단장은 “초미세먼지 및 미세먼지 유발물질을 제거하는 단위기술은 많이 소개돼 왔으나 본 연구에서와 같이 다단복합 및 동시처리가 가능한 고효율시스템을 개발하고 활용한 사례는 찾아보기 어렵다”라며 “국가적 초미세먼지 문제의 해결에 도움이 될 수 있는 실용화 핵심기술을 확보했다는데 큰 의의가 있다”고 전했다.

개발된 이 기술은 국내 약 500기에 이르는 폐기물에너지자원화설비에 우선 보급될 계획이다.  중점 배출원으로 지목되는 화력발전설비 적용을 위해서도 해당 발전사들과 활발히 논의 중이다. 국내뿐만 아니라 초미세먼지 발생의 결정적 원인을 제공하고 있는 중국 석탄연소설비 성능 개선을 위해 국내 환경전문기업 및 중국 현지기업과도 공동 협의를 진행하고 있다.

실험장비
실험장비

 

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