미세먼지 10분의1로 줄이는 집진기 상용화 성공

한국에너지기술연구원, 포스코 광양제철소에서 시험 거쳐 롱백필터집진기 상용화

한국에너지기술연구원이 개발해 포스코 광양제철소에 설치, 시험을 통해 상용화에 성공한 롱백필터집진기. 사진제공=한국에너지기술연구원

[아시아경제 김봉수 기자] 국내외 발 미세먼지가 심각한 가운데, 국내 연구진이 기존의 미세먼지 배출 농도를 10분의1 수준으로 낮추는 집진 기술을 상업화하는 데 성공해 관심을 끌고 있다.

26일 한국에너지기술연구원에 따르면 박현설 미세먼지연구단 박사 연구진은 미세먼지 배출농도를 10분의1 수준으로 낮추면서 시설비용과 설치면적을 획기적으로 줄일 수 있는 ‘고성능 저비용 백필터 집진기’를 개발해 포스코 광양 제철소에서 성공적으로 실증 운전을 마쳤다.

원통형의 긴 자루형 필터를 적용한 백필터 집진기는 전체 집진기 시장의 80% 이상을 점유하고 있으며 먼지배출농도 및 작업환경 규제가 강화됨에 따라 그 수요가 증가하고 있다. 하지만 먼지배출업체가 밀집된 산업단지는 조성된 지 20년 이상 된 곳이 많고 환경설비가 포화된 상태로 설치, 운영되고 있어 강화된 먼지배출규제에 대응하기 위한 신규 집진기 설치공간이 매우 부족하다.

국내의 경우 중대형 집진기 수요업종인 발전, 철강, 시멘트 산업체에 적용된 집진장치의 교체시기가 도래하고 있어 높은 집진성능과 저렴한 시설비용, 운전비용을 보장할 수 있는 집진기의 개발, 보급이 필요한 상황이다.

연구팀은 필터를 통과해 배출되는 청정가스를 백필터 내부로 흐르게 한 상태에서 압축공기를 분사해 탈진(필터 표면에서 먼지를 주기적으로 털어내는 것)하는 기술을 개발했다. 기존 대비 먼지배출농도를 획기적으로 줄이면서도, 집진기 시설비용과 설치면적도 동시에 절감 가능했다. 특히 필터 재생 시 여과된 청정공기의 일부를 여과방향과 반대로 흐르게 한 상태에서 압축공기를 분사해 탈진한 후 일정 시간 간격을 두고 여과를 재시작하는 방식을 채택했다.

이에 따라 필터 내부에 역기류가 형성된 후 탈진용 압축공기 분사가 이뤄지기 때문에 낮은 공기압력으로도 효과적인 필터 재생이 가능하다. 또 탈진된 먼지가 집진기 내부에서 모두 제거된 상태에서 다시 여과가 개시되기 때문에 미세먼지 배출량이 큰 폭으로 줄어들게 된다.

필터 재생효율이 기존 기술대비 2배 이상 높아 필터수명이 개선됐고, 기존 필터재생기술로는 탈진이 어려워 적용하기 힘들었던 길이 10~15m의 백필터를 적용할 수 있다. 따라서 집진기 설치 면적을 5m 백필터 적용조건과 비교해 50% 이상 줄일 수 있다. 여기에 더해 시설비용을 낮추면서도 굴뚝으로 배출되는 먼지농도는 기존 대비 1/10 이하 수준까지도 저감이 가능하다.

이같은 복합 재생 백필터 집진기술은 2017년 12월 ㈜한빛파워에 기술이전 됐으며, 2017년부터 2020년 5월까지 범부처 국가전략 프로젝트의 집진저감 분야 실증화 사업을 통해 상용화가 완료됐다.

실증화 사업에 적용된 복합재생 백필터 집진장치는 처리가스 유량이 20만㎥/hr인 실규모 집진설비로서 길이 15m 백필터가 적용됐으며 포스코 광양제철소에 설치해 장시간 연속 운전을 통해 성능이 검증됐다.

공인시험기관인 한국산업기술시험원을 통해 먼지배출농도를 측정한 결과 총 먼지농도가 0.188mg/m3로 확인됐는데, 이 수치는 현재 국내에서 가장 엄격한 배출허용 기준이 적용되고 있는 신규 석탄화력발전소 허용기준(5.0mg/m3)의 10분의1 이하 수준이다.

김종남 에너지기술연구원 원장은 “이 기술의 실증을 통한 상용화가 완료되어 국내 산업분야 먼지 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 기술적 수단을 확보했다"면서 "이번 기술이 향후 여러 사업장에 빠르게 보급 확산돼 국내 미세먼지 문제를 해결하는데 크게 기여할 수 있길 바란다"고 말했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr