2021년 01월 25일(월)

에너지경제

국내 연구진, 미세먼지 주범 잡는 흡수액 개발

최윤지 yunji@ekn.kr 2020.11.26 12:00:00
에기연

▲녹색기술 인증에 사용한 파일럿 규모의 흡수-세정 통합처리시스템

[에너지경제신문 최윤지 기자] 국내 연구진이 미세먼지의 주범인 질소산화물과 황산화물, 악취를 제거하는 친환경 기술을 개발했다.

한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 윤형철 박사 연구진이 습식 세정설비를 이용해 질소산화물, 황산화물과 수용성 악취유발물질을 동시에 처리하는 기술로 녹색기술 인증을 획득했다고 16일 밝혔다.

연소산업, 제철산업 등에서 많이 배출되는 질소산화물과 황산화물은 대기오염 물질로 초미세먼지 생성의 이차적 원인이다.

대기오염물질 감축을 위해 활용된 기존의 선택적 환원촉매는 고가의 촉매를 사용하고 배가스가 저온일 경우 300도 이상으로 가열이 필요해 높은 운전비, 유지비용이 발생한다는 문제점이 있었다. 산화 기반 질소산화물 흡수 공정 역시 사용되는 흡수액이 고가이며 질산폐수를 발생시켜 경제적이고 환경적 요건을 만족하는 기술의 필요성이 제기돼 왔다.

이에 연구진은 항산화력이 강하고 흡수 성능이 뛰어난 금속착화합물 기반의 수용액으로 100도 미만의 저온에서도 배기가스 내 질소산화물, 황산화물 및 수용성 악취가스를 동시에 고효율로 제거 가능한 경제성과 환경성을 갖춘 흡수액을 개발했다.

배출되는 질소산화물은 대부분 일산화질소(연소공정의 경우 90% 이상)로 구성돼 있으며, 물에 잘 녹지 않는 일산화질소를 제거하는 기술이 흡수 공정의 핵심이다.

기존에 연구되고 있는 금속착화합물은 산소에 노출될 경우 쉽게 흡수 성능을 잃어버리는 단점이 있다. 그러나 개발된 흡수액은 높은 일산화질소 선택성과 항산화력을 동시에 갖추고 있으므로 고농도의 산소 조건에서도 고효율의 제거성능을 유지할 수 있다.

실제 녹색기술 인증 과정에서 벨이앤씨에서 개발한 파일럿 규모의 흡수 공정에 적용 시, 고농도의 산소(21%)를 포함하는 유입가스 조건에서도 98% 이상의 황산화물 및 85% 이상의 질소산화물을 제거하는 성능을 보였다.

연구진은 향후 금속착화합물 흡수액 기반 배가스 처리기술의 경제성 확보의 핵심인 흡수액 재생기술을 집중적으로 개발할 계획으로 향후 2년 내 파일럿 플랜트 운전을 통해 검증 후 사업화할 예정이다.

재생을 통한 흡수액 재사용이 가능하게 되면 비용의 대부분을 차지하는 흡수액 시약 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 경제성 확보가 용이하다. 이에 연구진은 제철산업, 액화천연가스(LNG), 연소시설, 전자산업, 선박 등 질소산화물을 배출하는 다양한 사업장에 적용 가능할 것으로 예상한다.

연구책임자인 윤형철 에너지기술연구원 책임연구원은 "기존 상용기술보다 경쟁력이 높아 조기에 기술 상용화가 가능할 것"이라며 "국가 녹색성장에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

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