한국환경산업기술원(원장 윤승준)은 석탄화력발전소에서 배출되는 초미세먼지(PM2.5)를 고효율로 처리하는 집진기술을 성공적으로 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 기술개발은 환경기술개발사업인 차세대 에코이노베이션 사업을 통해 2011년부터 3년에 걸쳐 ㈜제이텍(연구책임자 장두훈)이 기술을 개발하고, 한국중부발전㈜이 서천화력발전소에 실증부지를 제공하는 협업연구를 통해 이뤄졌다.

이 연구는 2015년부터 대기환경보전법상 미세먼지 환경기준이 기존의 미세먼지(PM10)에서 초미세먼지(PM2.5)로 강화될 것에 대비해 발전시설과 소각시설 등 대형 배출시설의 초미세먼지 저감기술을 확보하기 위해 수행됐다.

초미세먼지 환경기준(2015년 시행 예정) : 일평균 50㎍/㎥, 연평균 25㎍/㎥(2012.6, 환경부 공고 제2012-337호)

일반적으로 입자크기가 2.5µm 이하로 매우 작은 초미세먼지(PM2.5)는 인체에 흡입될 경우 기관지에서 걸러지지 않고 폐에 흡착되어 호흡기 질환, 폐암 등을 유발하는 것으로 알려져 있다.

특히, 초미세먼지는 폐포 흡착률이 미세먼지보다 훨씬 높고, 무게당 표면적이 넓어 중금속 등의 유해물질이 입자표면에 달라붙을 수 있기 때문에 인체에 대한 유해성이 심각하다.

이 기술은 기존의 하이브리드 집진설비보다 진일보한 신개념 하이브리드 방식을 채택하여 성능과 효율을 높였다.

기존의 하이브리드 집진설비는 정전식과 여과식 집진방식을 복합적으로 사용하며 전기집진장치와 여과집진장치가 직렬로 연결되어 있다. 반면, 이 연구에 적용된 신개념 하이브리드 방식은 전기집진과 여과집진을 일체형 구조로 제작해 포집 압력 손실을 줄임으로써 여과 효율을 높인 것이 특징이다.

이에 따라 시설의 소규모화가 가능해지고 여과포의 수명도 4배 이상 늘어나는 등 운용의 경제성도 높아졌다. 이 기술이 적용된 실증설비의 공인시험결과, 총먼지(TSP)와 초미세먼지 제거효율이 각각 99%, 98% 이상으로 나타났다.

배출농도를 기준으로 하면 총먼지는 1.0㎎/㎥, 초미세먼지는 0.6㎎/㎥ 이하를 기록해 기존 집진설비의 배출농도※에 비해 약 1/8 수준으로 줄어든 것으로 확인됐다.

특히, 초미세먼지에 대한 처리효율은 세계 최고수준의 기술력을 보유한 미국 에너지&환경 리서치센터(Energy & Environmental Research Center, EERC)의 2.5㎎/㎥보다 우수한 결과다.

이 기술은 우수한 성능을 바탕으로 지난 8월 미래창조과학부의 국가연구개발 우수성과 100선에 선정되기도 했다. 연구팀은 앞으로 이 실증설비의 운전과 평가를 통해 환경신기술 인증을 획득하고, 기술의 신뢰성과 우수성을 바탕으로 국내외 발전소 시장 진출을 모색할 예정이다.

이에 앞서 26일 서천화력발전소 실증부지에서 개최되는 집진설비 준공식 현장에 중국 내 7곳의 화력발전소를 운영하고 있는 중국 동매그룹의 현장 실사단(대표 바오준 짜오(Baojun Zhao) 총경리)이 방문해 이 기술의 도입을 협의할 계획이다.

환경산업기술원 관계자는 “발전소의 환경설비는 실증 또는 납품 실적이 있어야 참여할 수 있는 대형시설물로 중소기업에게는 장벽이 높은 실정”이라며 “이번 연구가 환경중소기업이 대규모 발전소 시장에 진출할 수 있는 디딤돌이 될 것”이라고 연구의 의의를 전했다.

/윤원식기자 yunws5068@hanmail.net