초미세먼지 97%, 극초미세먼지도 95%나 저감...한국중부발전서 실증연구까지 완료

최근 몇 년 사이 겨울철만 되면 추위 이외의 걱정거리가 생겼다. 다름 아닌 미세먼지. 중국이나 북한에서 유입되는 미세먼지도 있지만 국내에서 가동되고 있는 화력발전소나 공장들에서 배출되는 것들도 상당부분 차지하고 있다. 국내 연구진이 발전소나 산업분야에서 배출되는 미세먼지를 거의 완벽하게 잡아낼 수 있는 기술을 개발하고 실증을 완료했다.

한국에너지기술연구원 에너지절약연구실 연구진은 화력발전소 배출 가스에 포함된 1마이크로미터(㎛) 이하의 극초미세먼지(PM1)의 90%, 2.5㎛ 크기의 초미세먼지(PM2.5) 97%를 걸러낼 수 있는 ‘하이브리드 정전 분무 습식 전기집진기’를 개발했다고 19일 밝혔다. 특히 기술 개발 직후 4개월 동안 한국중부발전 보령발전본부 1발전소에서 실증 연구를 실시한 결과 그 효과가 입증돼 곧바로 상용화도 가능할 것으로 기대되고 있다.

연구진은 기존 전기집진기로 제거할 수 없었던 초미세먼지와 황 성분을 제거하는 탈황공정 중에서 만들어지는 초미세 석고입자의 배출을 함께 저감시키기 위해 습식 전기집진기에 정전 분무 기술을 도입했다.

습식 전기집진기는 전기집진 장치의 집진 표면에 물을 계속 공급해 수막을 형성해 오염물질을 제거하는 장치인데 일반 전기집진기보다 처리량이 2배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 여기에 물을 분무할 때 고전압을 가해 액체가 전기장을 갖도록 한 정전분무 기술을 결합시켰다.현재 산업분야에서 널리 사용되는 집진기에 이번 기술을 적용하면 집진기 내부에 수 킬로볼트(kV)의 높은 전하량을 갖는 미세 물방울이 분사되면서 10㎛ 이상 미세먼지는 원심력과 중력에 의해 떨어지도록 하고 그 이하의 미세먼지는 정전기적 인력과 물방울과 응집되는 현상으로 집진할 수 있게 된다.

현재 세계 최고 수준의 기술은 일본 NCM사에서 갖고 있는데 PM2.5를 약 90% 정도 걸러낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 그런데 이번에 국내 연구진이 개발한 기술을 이용하면 PM2.5는 97%, PM1은 95%를 저감시키는 것으로 측정돼 세계 최고 수준에 오른 것으로 평가받는다.

최종원 에너지기술연구원 박사는 “이번 기술에서 활용한 정전 분무 기술은 초미세먼지 외에 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 등 가스 상태의 먼지를 높은 효율로 저감시칼 수 있으면서도 폐수발생량도 최소화시킬 수 있다”면서 “현재 쓰이고 있는 집진기에 비해 설치 면적이 작고 물 사용량도 적어 발전소 외에도 제철소, 제련소, 석유화학 공장 등에서 다양하게 쓰일 수 있을 것”이라고 밝혔다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr