[투데이에너지 홍시현 기자] 다량의 온실가스를 배출하는 시멘트산업의 체질을 개선해줄 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남, 이하 에너지연) 미세먼지연구단 정순관 박사 연구진은 산학연 공동으로 시멘트산업에서 배출되는 온실가스와 폐기물은 동시에 줄이고 폐플라스틱의 사용은 확대할 수 있는 기술을 개발했다.

연구진은 시멘트 제조 시 배출되는 폐기물인 염화칼륨(KCl) 함유 먼지와 이산화탄소를 유용한 탄산칼슘으로 전환하는 친환경적이며 경제적인 기술을 개발했다.

염화칼륨이 물에 잘 녹는 성질(용해도 339.7g/L, 20℃)에 착안해 추출을 통해 염화칼륨 함유 먼지로부터 염화칼륨을 99% 제거하는 공정을 개발했다. 이때 세정에 사용된 물은 역삼투압 방법을 이용해 염화칼륨을 분리하고 세정에 재활용하는 기술을 적용해 물 사용량을 최소화했다. 

염화칼륨이 제거된 미세먼지 잔여물은 70% 이상이 생석회(CaO)로 구성돼 있어 탄산칼슘으로 전환하기 위한 이산화탄소 탄산화 반응의 원료로 사용된다. 따라서 폐플라스틱 연소에 의해 발생된 폐기물을 매립하지 않고 유용한 자원으로 활용할 수 있다.

기존 이산화탄소 전환 기술은 배가스로부터 이산화탄소를 포집한 후 전환하는 각각의 공정으로 구성돼 있었다. 그러나 연구진이 개발한 기술은 하나의 반응기에서 이산화탄소 포집과 동시에 유용한 탄산칼슘으로 전환되기 때문에 효율적이며 경제적인 공법이다.

시멘트 공장 현장에 설치된 파일럿 규모(100kg-CO/day) 평가에서 이산화탄소 제거율 97.5%, 흡수된 이산화탄소로부터 탄산칼슘으로의 전환율은 100%의 성능을 보였으며 초미세먼지(PM2.5)를 90% 제거하는 효과를 보였다. 또한 이산화탄소로부터 생산한 탄산칼슘은 도로용 건자재로도 활용할 수 있다.

연구책임자인 정순관 책임연구원은 “시멘트산업에 발생하는 문제점을 장점으로 승화시키는 역발상의 기술로써 국가 탄소중립 실현 및 폐플라스틱 대란 해소에 일정부분 기여할 수 있는 혁신 기술로 평가된다”고 말했다.

폐기물 활용 이산화탄소 전환 개념도.
폐기물 활용 이산화탄소 전환 개념도.

 

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