미세먼지 '출연연 플라스마' 기술로 잡는다

기계연 개발 '플라스마 버너' 적용기술로 질소산화물 90% 처리
일산 열병합발전소에서 실증화 단계…이달 말께 마치고 상용화 추진 예정
송영훈 본부장이 한국기계연구원에서 개발한 플라스마 버너 기술을 설명하고 있다. 이 기술을 적용해 발전소에서 배출돼 미세먼지를 발생시키는 질소화합물을 90%이상 처리할 수 있게 됐다.<사진=길애경 기자>송영훈 본부장이 한국기계연구원에서 개발한 플라스마 버너 기술을 설명하고 있다. 이 기술을 적용해 발전소에서 배출돼 미세먼지를 발생시키는 질소화합물을 90%이상 처리할 수 있게 됐다.<사진=길애경 기자>

"미세먼지를 발생시키는 질소산화물을 90% 이상 잡을 수 있는 기술이다. 현재 실증화 과정을 진행 중이다. 이달 안에 마치면 신기술인증 등 절차를 거쳐 상용화에 들어가게 된다. 열병합발전소의 경우 질소산화물만 배출되기 때문에 최적의 모델이 될 것이다."

문재인 대통령이 미세먼지 저감을 위해 낡은 석탄화력발전소의 가동을 중단하도록 지시한 가운데 정부출연연구기관에서 개발한 기술이 미세먼지를 발생시키는 질소화합물(NOx)을 획기적으로 처리 가능해 주목받고 있다.

한국기계연구원(원장 박천홍)은 15일 기자간담회를 갖고 환경시스템연구본부(본부장 송영훈) 연구팀이 개발한 프라스마 버너 기술을 적용한 탈질촉매 설비가 일산 열병합발전소에 설치돼 실증화 막바지 작업을 진행 중이라고 밝혔다.

플라스마 버너 기술은 매연저감장치(DPF)를 통해 디젤자동차에서 배출되는 매연을 95% 이상 포집해 태우며 기술력을 인정받은 바 있다. 또 국내 기업에 기술 이전, 반도체 분야에서도 활발하게 사용 중이다.

이번 기술은 플라스마 버너를 이용한 탈질 촉매 설비가 발전소에서 배출되는 질소화합물을 90% 이상 처리할 수 있다는 게 핵심이다. 미세먼지 발생 요인을 차단할 수 있게 된 셈이다.

연구팀의 기술은 열병합발전소에 최적이다. 화력발전소에서 배출되는 오염 물질은 분진과 아황산가스, 질소화합물로 이 중 질소화합물은 대기 중 입자와 화학반응을 통해 초미세먼지를 발생시킨다. 열병합발전소는 질소화합물만 발생, 연구팀의 기술을 적용할 경우 오염물질 발생을 대폭 줄이면서 친환경 발전소 운용이 가능할 전망이다.

발전소에는 플라스마 버너 기술을 적용한 탈질촉매 설비가 장착된다. 발전소에서는 배출되는 질소산화물을 물과 질소로 바꿔 오염물질을 줄이게 된다. 이 과정에서  '요소수(urea)'를 이용하는데 발전소의 경우 소방 호스로 뿌릴 정도로 대량 사용된다.

송영훈 본부장에 따르면 기존에는 암모니아를 사용했으나 암모니아는 지진 발생시 폭발 위험이 있고 보관 등의 문제로 요소수로 바꿔쓰는 추세다.

그는 "발전소에서는 질소산화물을 줄이기 위해 다량의 요소수를 사용하는데 증발이 안되는 문제가 있다. 이를 위해 플라스마 버너를 이용한 탈질촉매 설비가 적용됐다"면서 "기존에는 미국 제품을 이용해 왔다. 하지만 기계연 개발 제품이 3억원인데 비해 미국 제품은 10억원으로 비용면에서 기계연 제품이 경쟁력이 있다"고 설명했다.

그는 이어 "보통 실증기간이 6개월 정도 걸리는데 일산 열병합발전소에서 진행 중인 실증화 과정이 이번달께 마무릴 될 것"이라면서 "이후 상용화 과정을 거쳐 국내 발전소에 우리 제품을 공급할 계획"이라고 밝혔다.

한편 기계연은 도전적 연구로 세계적 연구그룹을 육성하기 위한 조직개편을 완료했다. 특히 4차산업혁명R&D센터, 신기후체제R&D센터, 국방기술연구개발센터와 연구기획조정본부를 신설했다.

박천홍 원장은 "계획을 그리는 것과 실현하는데는 큰 차이가 있을 것이다. 오늘 원장 취임 두달째로 경영목표와 기관운영 계획을 제출하는 날"이라면서 "선도형 기술개발을 통해 국가와 산업발전에 기여하겠다"고 말했다.

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