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두산중공업-한국기계연구원, 고효율 정전 습분제거기(EME) 개발

두산중공업-한국기계연구원, 고효율 정전 습분제거기(EME) 개발
남 창원 두산중공업 본사에 설치된 국내 표준 석탄화력발전소용 파일럿(Pilot) EME (Electrostatic Mist Eliminator, 정전기를 이용한 고효율 습분제거기)
[산업일보]

이제 화력발전소 굴뚝에서 연기가 사라질 날이 얼마 남지 않았다. 최근 정부는 국내 미세먼지 배출량을 2022년까지 2014년 대비 30% 줄이는 것을 목표로 미세먼지 관리 종합대책을 시행하고 있다. 환경부는 전국 화력발전소 굴뚝의 배출가스를 실시간 측정해오고 있으며, 기준치 이상 배출 시 발전소 운전을 정지할 수 있다.

화력발전소 굴뚝에서 발생하는 미세먼지 배출농도를 0.5㎎ 수준까지 제거할 수 있는 친환경 설비가 개발됐다. 화력발전소 굴뚝 전단의 탈황설비에 기존 장비보다 간편하고 경제적으로 설치할 수 있으며 미세먼지는 물론 하얗게 발생하는 습분 연기 제거 효율도 10배 이상 향상시켰다.

두산중공업은 한국기계연구원과 공동으로 화력발전소 굴뚝에서 나오는 백연(白煙, 흰 연기)과 미세먼지를 동시에 제거하는 고효율 습분제거기(Electrostatic Mist Eliminator, 이하 EME)를 개발했다고 21일 밝혔다.

기계연 환경시스템연구본부 환경기계연구실 김용진 책임연구원 연구팀은 ME(Mist Eliminator‧습분제거기)에 고유속용 강체방전극과 전기집진 방식을 조합한 EME 방식으로 오염물질 제거 효율을 10배 이상 향상시켰다며. 오염물질 입자에 전기를 걸어주고 한 곳으로 모이게 해 제거하는 원리라고 설명했다.

EME는 화력발전소 배출가스 처리시스템 중 하나로 배출가스가 굴뚝으로 나가기 전 마지막 단계에 적용되는 친환경설비다. 이번에 개발한 EME는 발전소의 탈황설비(FGD) 위에 설치하며 정전기 방식을 새롭게 도입해 굴뚝에서 나오는 백연의 주성분인 습분을 98%까지 제거할 수 있다.

기존화력발전소의 굴뚝에는 배출가스를 처리하기 위해 FGD가 장착되어 있으며 이 상단부에 ME를 설치해 오염물질 입자를 강하게 회전시키는 원심력 방식이나 파이프를 따라 충돌하면서 제거되는 관성충돌 방식으로 오염물질 입자를 제거하고 있다.

하지만 20㎛ 이하의 크기가 작은 입자는 제대로 걸러내지 못한다는 한계가 있었다. 이때 제거하지 못한 오염물질을 제거하기 위해서는 FGD 외에 고가의 습식전기집진기를 추가 설치해야 해 경제적 부담이 컸다.

두산중공업-한국기계연구원, 고효율 정전 습분제거기(EME) 개발
국내 석탄화력발전소용 파일럿 EME 설비의 운전 및 효율을 모니터링이 이뤄지고 있다.

EME 방식을 적용하면 별도의 습식전기집진설비 없이 FGD에 EME 설비를 추가하는 것만으로 발생하는 미세먼지를 0.5㎎/N㎥ 이하 농도로 줄일 수 있다. 이는 세계 최고 수준의 엄격한 배출기준 5㎎/N㎥ 대비 1/10에 불과하다.

국내 표준 석탄화력발전소에 적용할 수 있는 실물 크기의 파일럿(Pilot) EME를 창원공장에 설치해 성공적으로 실험을 완료한 두산중공업은 500MW급 습분제거기(EME) 상용화 설계를 마쳐 주요 발전사와 함께 표준 석탄화력발전소에 실증을 계획하고 있다.

두산중공업 송용진 전략/혁신부문장은 “이번에 개발한 EME는, 국내 미세먼지 배출량의 30%를 감축하겠다는 정부의 목표 달성에 효과적인 대안이 될 수 있다”며 “앞으로도 기존 화력발전소의 환경문제를 개선할 수 있는 친환경기술 개발을 위해 노력할 것”이라고 말했다.
김우겸 기자 kyeom@kidd.co.kr

국제산업부 김우겸 기자입니다. 독일과 미국 등지의 산업현안 이슈들을 정확하면서도 신속히 보도하겠습니다.

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