화력발전소 배출 ‘초미세먼지’ 97%까지 거른다

에너지연, ‘하이브리드 정전 분무 습식 전기집진기’ 개발

정전분무를 이용한 습식 전기집진기 장치/사진=에너지연

국내연구진이 발전·산업 분야에서 배출되는 초미세먼지(PM2.5)와 극초미세먼지(PM1.0)를 세계 최고 수준으로 저감할 수 있는 기술을 개발했다.

한국에너지기술연구원은 화력발전소 배출 가스에 포함된 1.0 마이크로미터(㎛) 이하의 먼지를 90% 이상 제거할 수 있는 ‘하이브리드 정전 분무 습식 전기집진기’ 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

연구진은 기존의 전기집진기로 제거할 수 없었던 초미세먼지와 탈황 공정 중 생성되는 초미세 석고 입자 배출을 저감시키기 위해 기존 습식 전기집진기에 정전 분무 기술을 결합했다.

정전 분무는 분무 시 노즐을 통과하는 액체에 양(+), 음(-)의 고전압을 가해 수십 마이크로미터 크기의 미세한 액적(물 덩어리)으로 변화시키는 기술이다.

이번에 개발한 기술은 대부분의 산업 분야에서 널리 사용하는 사이클론 집진기에 적용할 수 있다.

연구진에 따르면 집진기 내부에 수 킬로볼트(kV)의 높은 전하량을 띄는 미세 물 액적을 분사시켜 10마이크로미터 이상의 미세먼지는 원심력과 중력 침강으로, 그 이하의 초미세먼지는 정전기적 인력과 이온 응집 반응을 일으켜 집진할 수 있다.

연구진은 약 4개월간 한국중부발전 보령발전본부 1발전소에서 이 기술의 실증 연구를 진행했다. 그 결과 연소 이후 배출되는 초미세먼지와 탈황 공정에서 추가로 생성되는 초미세 석고 입자를 세계 최고 수준(PM2.5 97%, PM1.0 95%)으로 저감하는 등 우수한 성능을 입증했다. 현재 세계 최고 수준은 일본 NCM사가 기록한 PM2.5 90%이다.


연구책임자인 에너지절약연구실 최종원 책임연구원은 “정전 분무 기술은 초미세먼지 외에 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 등 가스상 먼지를 높은 효율로 저감시키면서 폐수 발생량을 최소화시킬 수 있다”며 “현재 설치운영중인 집진기에 비해 설치 면적이 작고 용액 사용량이 매우 적어 국내 환경 분야의 미래가치 사업으로 부각 될 수 있을 것”이라고 말했다.

연구진은 향후 미세먼지 배출량이 많은 발전소, 제철소, 제련소, 석유화학 공정에 적용할 수 있도록 실증 연구를 추가 진행할 계획이다.