연소시 초미세먼지 배출 80%↓‧이산화탄소 90% 이상 포집
한국에너지기술연구원은 초미세먼지 배출을 80% 이상 줄이고 이산화탄소를 90% 이상 포집할 수 있는 ‘순산소 순환유동층 연소기술’을 개발했다고 13일 밝혔다.
순산소 순환유동층 연소 기술은 순산소 연소와 순환유동층 연소 기술이 합쳐져 이산화탄소 저감, 저급 연료의 이용, 탈황, 탈질을 가능하게 하는 기술이다. 공기 대신 순수한 산소를 이용해 연소하고 배기가스 재순환 설비를 추가해 고농도의 이산화탄소를 포집할 수 있다.
다른 이산화탄소 포집 기술에 비해 설비 구성이 쉽고, 연소 중 발생되는 배기가스 대부분은 연소로에 공급돼 재사용함으로써 기존 공기연소 대비 굴뚝으로 배출되는 배기가스의 양이 80% 줄어들어 초미세먼지 유발 물질인 대기 오염물질의 배출량을 줄일 수 있다.
에너지기술연구원의 이재구 FEP융합연구단장 연구팀은 국내 최초로 배기가스 재순환 설비를 적용한 100 kWth급 순산소 순환유동층 연소 기술을 개발했다. 연소 시 사용되는 산소 농도를 60% 이상으로 높여 사용할 수 있는 세계 최고 수준의 기술이다.
연구진은 100 kWth급 순산소 순환유동층 연소 시스템에서 산소 농도 60% 이상으로 운전할 경우 200 kWth급의 출력이 발생하는 것을 확인했다. 같은 설비 용량 대비 2배의 출력을 낼 수 있다.
또 공기 연소와 순산소 연소의 안정적인 전환이 가능해 순산소 연소 중 발생하는 이산화탄소를 세계 최고 수준인 1시간 이내, 90% 이상으로 포집할 수 있으며 공기 연소 시 발생하는 오염 물질 배출도 최소화한다.
이번 연구는 굴뚝으로 배출되는 이산화탄소와 미세먼지가 없는 친환경 발전소 개발을 목표로 이뤄졌다.
과제 참여자인 FEP융합연구단 문태영 박사는 “온실가스 감축과 초미세먼지 저감을 위해서는 획기적인 기술 개발이 시급하다”며 “순산소 순환유동층 연소 기술에 대한 기본설계, 엔지니어링 및 운영기술들을 순수 국산 기술로 확보함으로써 온실가스 원천 분리가 가능한 신발전 기술을 실증화하는데 기여할 것”이라고 말했다.
