[시사매거진2580=송재호 기자] 최근 중국 공장에서 뿜어져 나오는 매연을 비롯한 각종 미세먼지들이 우리 국민들의 건강을 크게 위협하고 있다. 하지만 이러한 문제는 중국뿐만 아니라 우리나라 공장에서 뿜어져 나오는 유해물질에서도 기인하고 있기에, 오염물질 배출 규제 역시 강화되고 있는 상황이다.
갑작스런 환경규제 강화에 공장들은 연소가스의 오염물을 줄이기 위해 첨가제의 사용량을 늘리고 있으나, 이로 인한 제거공정 부산물이 증가함에 따라 연소 설비의 공기 예열기, 가스재열기와 같은 열교환기의 막힘 현상이 급속하게 증가하고 있어 더욱 큰 문젯거리로 떠오르고 있다. 이러한 추세 속에서 ㈜지스코(대표 : 홍성호)는 산업설비에서 가동되는 기계들의 운전 중 회전식 열 교환기를 세정할 기술로 중기청과 한국서부발전의 지원 하에 ‘드라이아이스와 스팀을 이용한 회전식 열교환기용 세정기술’을 개발하여 태안화력발전소 1호기 가스재열기(GGH)에 2015년 10월에 처음 설치한 후 현재까지 약 10개월간 운전하였으며, 그 결과 매우 우수한 세정 효과를 나타내 추가적으로 같은 발전소 내의 다른 호기 및 국내 열병합 발전소의 회전형 열교환기를 대상으로 세정설비 설치를 진행 할 예정이다. 이는 열교환기 막힘 현상이 심각한 중국의 중대형 발전소에도 기술 적용 협상을 진행하고 있어 수출 및 공해 저감에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 보여 주목을 받고 있다.
친환경 물질인 드라이아이스 펠렛을 이용하여 열 교환기 무공해 세정 실현
이번 신기술(NET : New Excellent Technology)인증 수여식은 산업통상자원부 국가기술표준원이 첨단기술 개발 및 상용화 촉진을 위해 개최한 대회로, 현재 8개 부처 9개 기술 분야에 대해 인증이 이루어지고 있다. 인증신기술이 적용된 제품에 대해서는 공공기관 의무구매 등 다양한 혜택을 부여하고 있으며 특히 중소기업의 인증신청 비율이 74%를 차지하여 독자적인 기술을 보유한 중소기업이 안정적으로 성장할 수 있도록 정부에서 지원할 수 있는 환경이 만들어졌다는 평이다. 정부는 인증기술이 적용된 제품에 대해서 해외수출 지원을 적극 추진해 나갈 계획이며, 중소기업들이 해외 시장에서도 신기술 인증의 후광효과를 활용할 수 있도록 신기술인증 제도의 대외적인 공신력과 신뢰성을 높이기 위해 노력하고 있다.
이와 같이 신기술 인증 수여식에서 ‘드라이아이스펠렛 및 스팀을 이용한 회전식 열교환기용 세정기술’로 혁신 기술을 인정받은 ㈜지스코는 이를 통해 환경오염 방지와 공해저감, 그리고 국내외 여러 공장의 효과적인 열교환기 세정을 지원할 예정이며, 이러한 성과를 인정한 여러 발전소와 공장들은 발전소와 산업용 보일러의 회전식 열교환기를 친환경 물질인 드라이아이스 펠렛을 이용하여 실시간으로 세정하는 지스코만의 기술에 주목하고 있다. 지스코의 드라이아이스 이용 열 교환기 세정은 아래의 원리로 작용한다. 우선, 회전식 열교환기로는 일반적으로 공기예열기(GAH)와 가스재열기(GGH)가 있는데, 여기서 말하는 공기예열기(GAH : Gas Air Heater)는 보일러에 공급되는 연소용 공기를 미리 연소 가스의 사용되고 남은 열을 이용하여 가열하는 장치이며, 가스재열기(GGH : Gas Gas Heater)는 일련의 공정 후 낮아진 연소가스의 온도를 공정 전의 가스의 사용하고 남은 열로 온도를 올리기 위한 열교환 장치를 말한다.
공기예열기는 선택적 촉매 탈질설비(SCR) 뒷부분에 설치되고, 가스재열기는 탈황공정(연소가스 중 황산화물 [황과 산소와의 화합물을 총칭], 및 이산화황·삼산화황·아황산·황산 제거 공정) 전·후단에 설치된다. 공기예열기의 막힘 발생 원인인 ‘보일러 연소 시 발생하는 배기가스’에 포함된 질소산화물을 선택적 촉매탈질설비로 제거할 때 미반응 암모니아와 배기가스 중의 삼산화황가스가 결합하여 황산암모늄염이 생성되고, 분진과 황산암모늄염이 결합하여 공기예열기의 막힘을 형성하게 되며, 가스재열기는 탈황공정 후단에 설치되어 탈황공정에서 발생한 석고슬러리 액적 입자와 분진이 결합되어 열소자 막힘을 형성하게 된다. 지스코의 드라이아이스 열교환기용 세정기술은 이런 식으로 막힘이 형성된 열 교환기를 설비의 가동을 정지하지 않고도 계속 운전하는 상태에서 막힘을 제거 및 세정하는 방식으로, 기존 막힘 유발 시 발생하던 ‘운전정지로 인한 경제적 손실’을 줄일 수 있는 획기적인 기술이며 발전소와 중·대형 보일러에서 발생하는 연소가스의 오염물질을 이산화탄소를 고체형태로 만든 ‘드라이아이스’와 ‘고온의 증기’를 함께 이용하여 지속적인 세정을 가능하게 한 기술이다.
다양한 산업분야에 적용 가능한 효과적 친환경 기술
이번에 ㈜지스코가 개발한 ‘드라이아이스와 스팀을 이용한 회전식 열교환기용 세정기술’은 이산화탄소로 구성된 드라이아이스를 압축공기를 통해 강한 압력으로 막힌 부위에 분사시켜 이산화탄소 분자와 황산화물이 충돌함으로써 고체에서 기체로 승화되는 순간 발생하는 부피팽창, 순간적인 표면 온도 하락을 통한 열영동(대류과정)을 일으키고, 이러한 효과를 스팀과 함께 적용하여 결과적으로 나타나는 큰 온도차를 이용한 획기적 세정기술이며, 이는 기존 열교환기의 세정방법인 기기 정지 후 화학약품 또는 고압수 살포방식의 단점인 경제적, 시간적 손실 및 화학 폐수 발생을 드라이아이스 대류방식으로 대체함으로써 완벽하게 극복해 냈으며, 다른 2차 오염물이나 부산물이 전혀 발생하지 않는다는 점에서 환경오염이 심각한 중국 등 개발도상국의 공장이나 플랜트에도 적극적으로 이용될 수 있을 것으로 예상된다. 지스코만의 이러한 친환경 세정 기술은 국내 특허등록 및 출원과 미국,중국,일본,유럽등에 특허출원을 완료함으로써 권리를 갖게 되어 앞으로 해외진출을 하는데 있어 큰 도움이 될 수 있을 것으로 전망된다.
이와 함께 기존 저온탈질 및 가시매연 제거 시스템을 함께 개발해 온 ㈜지스코는 복합화력발전소를 가동할 때 발생하는 다량의 황색연기를 줄이기 위해 기존 기술인 ‘에탄올 분사식 저감장치’를 대체할 ‘운전온도 변경 및 환원제 가열식 저감장치’를 개발하여 친환경 기술개발에 앞장서고 있는데, 이는 기존 기술의 문제점인 고가의 운전비와 건설비, 에탄올 분사 시 발생할 수 있는 포름알데히드의 배출, 특허 미보유 와 같은 본질적 문제를 해결할 방법으로, 지스코의 저온탈질 및 가시매연 제거시스템을 적용할 경우 현재 설치되어 있는 탈질 설비 운전온도 변경과 환원제 가열장치만 간단히 보강한다면 황색연기를 완벽하게 차단할 수 있게 된다. 또한 배기가스가 상대적으로 저온일 경우에 Fast SCR(Selective Catalytic Reduction : 화석연료의 사용에 따라 발생하는 질소산화물을 대기중으로 배출되기 전에 촉매를 사용하여 질소와 산소 등 유해하지 않은 물질로 전환시키는 설비)을 사용하여 탈질을 할 수 있어 경제적으로나 비용적인측면, 그리고 환경보전의 측면에서도 완벽하게 부합하는 기술이다. 환경과 경제성을 동시에 생각한 ㈜지스코의 독자적 세정 기술들이 앞으로 세계의 많은 공장에 적용되어 미래에도 맑은 공기를 후손들에게 선물할 수 있게 되기를 바란다.
종합지 일간 대한뉴스(등록번호:서울가361호) 크리에이티브 코리아(등록번호:강서라00175호) 시사매거진 2580(등록번호:서울다06981호) on-off line 을 모두 겸비한 종합 매체입니다.
