실증 설비 전경

[시사코리아저널=이선우 기자] 에이피엘하이텍 주식회사(대표 강승창)는 환경부의 미세먼지 사각지대 해소 및 저감 실증화 기술개발 사업인 입자상물질 및 NOx 저감을 위한 정전분무 집진시스템을 개발하고 실증을 완료했다고 밝혔다.

해당 기술은 총괄 주관기관으로 한국에너지기술연구원의 최종원 박사와 세부 주관기관으로 에이피엘하이텍 주식회사가 환경부 과제를 공동으로 수행해 이루어낸 성과다.

국내 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 배출량 중, 제조업 연소분야에서 발생하는 초미세먼지는 국내 배출량의 50% 이상을 차지하고 있으며, 이중, 제철, 제련, 철강, 석유화학 시설 등의 업종은 대량 배출 원으로 별도 지정 관리하고 있다.

그 중, PM2.5이하인 초미세먼지의 경우 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 암모니아(NH3), 휘발성 유기화학물(VOCs) 등의 전구물질이 대기 중의 특정 조건에서 상호작용해 2차 생성되어 초미세먼지 발생량을 증가시키기 때문에 연소시설 배 가스 내 미세먼지의 직접적 제거와 함께 NOx, SOx 등의 초 미세먼지의 생성을 유발하는 전구물질을 함께 제거가 필요하다.

이에, 연구진은 초미세먼지와 질소산화물 등 두 가지 이상의 오염물질을 한 시스템에서 저감 가능하도록 소형 모듈방식의 공정개발이 필요함을 느끼고 단일 시스템으로 미세먼지와 질소산화물이 처리 가능한 투인원(Two-in-one)시스템을 개발했다.

해당 시스템은 선회류와 코로나 방전을 동시 적용시켜 집진효율을 향상 시키며 마이크로 크기의 산화제 분사가 가능한 정전분무 시스템을 결합함으로써 PM2.5 이하 입자의 집진효율 개선과 산화제 사용 및 에너지 소비량을 절감시키는 'PM 및 NOx 저감 정전분무 사이클론 집진 시스템'을 개발하고 실증을 완료했다.

정전분무 원리(개념)

정전분무란 좁은 유로를 지나는 용액에 고전압의 하전을 일으켜 물 분자 사이에 강한 반발력을 일으켜 100㎛ 이하의 초미세액적을 분사하는 기술을 말하며, 미세먼지의 집진 시 물 입자와 직접 충돌과 정전기력에 의한 유도 충돌 효과를 이용하여 포집 효율을 극대화하는 기술이다.

이 집진 시스템은 가스가 유입 시 1차적인 먼지 제거부(건식 사이클론 전기집진기)로 부터 비교적 큰 입자상 물질인 먼지를 제거하고, 습식 형태의 정전분무 사이클론과 스크러버를 통해 NOx를 산화/흡수하여 최종 처리하는 구조로 되어 있다.

해당 시스템을 통해 2,000 CMH의 배기가스 처리용량으로 최종 배출된 초미세먼지(PM2.5) 0.24 mg/m3, NOx 제거 효율 96.44%(in/out 대비), 시스템 에너지 소비량 4.70 kW을 나타내 높은 효율의 설비 운영 결과를 확보했다.

연구책임자인 강승창 대표는 “개발한 미세먼지와 질소산화물이 처리 가능한 투인원(Two-in-one) 공정은 다양한 산업 군에서 개별 설비로 후처리를 하는 공정을 대체할 수 있다”며 “2025년부터 해당 결과를 토대로 사업화 단계에 들어갈 계획”이라고 밝혔다.

한편, 개발된 기술은 한국환경산업기술원의 미세먼지 사각지대 해소 및 저감 실증화 기술개발 사업의 지원을 받아 수행됐다.

이선우 기자  lsw102424@naver.com

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