화력발전소에서 내뿜는 1㎎ 이하 미세먼지까지 꼼짝마

기계硏-두산重, 화력발전소 미세먼지 획기적으로 줄이는 기술 개발
입력: ‘19-05-21 13:13 / 수정: ‘19-05-21 13:13
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▲ 화력발전소 이미지

위키피디아 제공
매년 가을부터 늦봄까지 한반도 하늘을 뿌옇게 만드는 미세먼지 때문에 정부는 오는 2022년까지 2014년과 비교해 30% 가량 미세먼지 발생을 줄이겠다는 대책을 내놓고 실행하고 있다. 노후 경유차 운행 제한을 실시하고 있지만 사실 차량에서 발생하는 미세먼지보다는 대형 공장이나 화력발전소에서 나오는 미세먼지가 많다는 분석이 있다.

이 같은 상황에서 국내 연구진이 화력발전소에서 배출되는 미세먼지 농도를 1㎎ 이하로 줄일 수 있는 친환경 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국기계연구원 환경시스템연구본부와 두산중공업 공동연구팀은 화력발전소 굴뚝에서 황산화물 같은 오염물질을 제거하는 탈황설비에 간단하게 설치해 미세먼지 배출농도를 0.5㎎ 수준으로 떨어뜨릴 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 기존 화력발전소 굴뚝에 설치돼 수증기에 섞인 각종 오염물질을 제거하는 습기 제거기(EM)에 고유속용 강체방전극과 전기집진 방식을 조합시킨 고효율 정전습분제거기(EME)를 개발했다.
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▲ 원리에 따른 ME(습분제거기) 비교

한국기계연구원 제공
기존 화력발전소 굴뚝에는 배출가스를 처리하기 위한 탈황설비(FGD)가 설치돼 있고 꼭대기 부분에 ME를 설치해 오염물 입자를 강하게 회전시키는 원심력 방식이나 파이프를 따라 충돌하도록 해 제거하는 ME가 장착돼 있다. 문제는 미세먼지를 포함해 20㎛ 이하의 입자들은 제대로 걸러내지 못한다는 단점이 있다. 이런 작은 입자를 제거하기 위해서는 습식전기집진기를 추가설치해야 하는데 가격이 비싸다는 단점이 있다.

연구팀이 이번에 개발한 EME는 오염물 입자에 전기를 걸어줘 한 곳으로 모이게 해 제거한다. EME는 별도의 습식전기집진설비 없이 FDG에 EM 대신 설치하기만 하면 미세먼지를 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
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▲ 두산중공업 본사에 설치된 EME(고효율 정전 습분제거기)

한국기계연구원 제공
연구팀은 실제 석탄화력발전소에 적용 가능한 실물 크기의 EME를 만들어 두산중공업 창원공장에 설치해 실험을 완료했다. 파일럿 실험 결과 1㎛(마이크로미터) 크기의 입자를 90% 이상 제거할 뿐만 아니라 미세먼지(PM10) 평균농도가 설치 전 1㎥당 5.30㎎에서 0.46㎎으로 91.4% 가량 줄이는 것이 확인됐다.

기계연구원 환경기계연구실 김용진 박사는 “이번 기술을 활용하면 석탄화력 발전소 미세먼지 배출농도를 LNG발전소 배출 수준까지 낮출 수 있을 것”이라며 “대용량 발전소 환경개선은 물론 중소 규모의 산업용 미세먼지 저감장치로도 활용할 수 있기 때문에 국내 미세먼지 저감에 기여할 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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