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‘미세먼지 주범’ 화력발전소 오염물질 배출농도 10분의1로 줄인다

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‘미세먼지 주범’ 화력발전소 오염물질 배출농도 10분의1로 줄인다

2019.05.21 15:10
 
경남 창원 두산중공업에서 국내 석탄화력발전소용 파일럿 EME 설비의 운전 및 효율을 모니터링이 이뤄지고 있다. 한국기계연구원 제공
경남 창원 두산중공업에서 국내 석탄화력발전소용 파일럿 EME 설비의 운전 및 효율을 모니터링이 이뤄지고 있다. 한국기계연구원 제공

미세먼지 주범으로 지목받고 있는 화력발전소의 오염물질 배출농도를 입방미터당 0.5mg 수준까지 제거할 수 있는 기술이 개발됐다. 기존 입방미터당 4~8mg 정도 배출되는 화력발전소 오염물질 양을 10분의 1 이상 줄일 것으로 기대된다.


과학기술정보통신부는 21일 오전 정부과천청사에서 브리핑을 열고 김용진 한국기계연구원 책임연구원 연구팀이 화력발전소 미세먼지 농도를 0.5mg/N㎥ 이하까지 낮출 수 있는 설비를 개발했다고 밝혔다. 


화력발전소 굴뚝에는 황산화물을 제거하는 장치인 탈황설비가 장착돼 있다. 탈황설비 상단에는 오염물질을 제거하는 습분제거기 설비가 있다. 습분제거기는 오염물질 입자를 강하게 회전시키는 원심력 방식이나 파이프를 따라 충돌하면서 오염물질 입자가 제거되는 관성충돌 방식을 활용한다. 


하지만 습분제거기는 크기가 20마이크로미터(㎛, 100만분의 1미터)이하의 입자는 제대로 걸러내지 못하는 한계가 있다. 습분제거기에서 없애지 못한 오염물질을 제거하기 위해서는 추가로 고가의 습식전기집진기를 설치해야 하는데 화력발전소의 경제적 부담이 컸다.


연구팀은 습분제거기에 고유속용 강체방전극과 전기집진 방식을 조합한 ‘정전식 습분제거기(EME)’를 개발했다. EME는 오염물질 입자에 전기를 걸어주고 한 곳으로 모이게 해 제거한다. 이를 통해 화력발전소 탈황설비에서 나오는 오염물질 입자를 입방미터당 0.5mg까지 큰 폭으로 낮출 수 있다. 연구팀은 “EME 방식을 적용하면 별도의 습식전기집진기가 없어도 오염물질 입자를 입방미터당 0.5mg 이하 농도까지 줄일 수 있다”고 설명했다.


개발된 설비에 대한 실증도 진행했다. 연구팀은 25MW급 두산중공업 창원공장에 EME를 설치해 240시간 연속으로 가동했다. 그 결과 화력발전소 출구평균농도가 입방미터당 0.45mg에 불과하다는 측정치를 얻었으며 오염물질 제거 효율도 90~92%를 유지한 것으로 나타났다고 밝혔다. 

 

연구팀은 국내 미세먼지 기여도가 11~14%로 알려진 화력발전소의 오염배출농도 저감을 통한 대기질 향상을 기대했다. 김 연구원은 “개발된 EME는 석탄화력 발전소 미세먼지 배출농도를 10분의 1로 줄였다”며 “대용량 발전소 환경개선과 중소 일반 산업용 미세먼지 저감장치로도 활용해 국내 미세먼지 저감에 기여할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

 

하지만 아직 EME 상용화에 대한 문제는 남아있다. 김 연구원은 “아직 상용화는 안됐다”며 “500MW급 발전소 실증을 거쳐야 하는데, 올해 말이나 내년초 진행할 것으로 예상된다”고 설명했다.

 

경남 창원 두산중공업 본사에 국내 석탄화력발전소용 파일럿 EME 설비가 장착되어 있다. 한국기계연구원 제공
경남 창원 두산중공업 본사에 국내 석탄화력발전소용 파일럿 EME 설비가 장착되어 있다. 한국기계연구원 제공

 

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