공장 굴뚝 미세먼지 '냉각·흡수' 통해 90% 잡아 없앤다

기계연구원 응축성 미세먼지 제거 시스템 개발
흰 연기를 냉각하고 흡수해 오염물질 걸러내
환경설비업체에 기술이전해 현장 실증 계획

화력발전소. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 한국기계연구원 환경시스템연구본부 그린동력연구실 김영민 박사팀이 굴뚝에서 뿜어져 나오는 응축성 미세먼지를 90% 가까이 없앨 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 환경설비업체인 하이스트㈜에 기술이전해, 시스템 용량을 키워 현장 실증 사업을 계획중이다.

2일 기계연구원에 따르면, 배출가스가 찬 공기와 만나 엉겨 붙으면서 만들어지는 응축성 미세먼지는 주로 화력발전소나 폐기물 소각장 등에서 흰연기와 함께 발생한다. 여기에는 유기탄소와 황산염 등 인체에 해로운 성분도 포함돼 있다. 또한 일조량을 감소시키거나 대기 중 오염물질의 확산을 방해하는 등 인근 지역의 공기 질을 악화시키는 원인이 될 수 있다.

김영민 박사는 "이 기술은 흰 연기뿐만 아니라 아직 제대로 관리되지 않고 있는 응축성 미세먼지까지 동시에 제거하면서 배기열을 상온 정도로 100% 회수해 사용할 수 있다"고 말했다.

연구진은 흰 연기를 냉각하고 흡수해 오염물질을 걸러내는 '냉각·흡수 하이브리드 응축성 미세먼지 제거 시스템'을 개발했다.

연구진은 장치 구성이 간단한 냉각방식으로 흰 연기와 그 속의 응축성 미세먼지를 최대한 제거한 다음 흡수제 방식을 적용했다. 흡수제 방식에 드는 부담을 줄이고 냉각때 회수한 열을 흡수제와 수분을 분리해 다시 사용하는 재생 과정에 활용한 것이다.

이 시스템은 굴뚝에서 뿜어져 나오는 100도 이상의 배기가스가 배출되기 전 미리 상온 가까이 냉각시킨다. 그 다음 가스가 기체에서 액체로 변하면 필터로 수분기를 제거하고 응축성 미세먼지를 걸러내는 원리다.

연구진은 이 시스템을 이용해 수분기와 응축성 미세먼지를 각각 70%, 80% 제거했다. 그 다음 남은 수분을 녹여내는 흡수제를 분사해서 한 번 더 수분을 흡수 제거했다. 그결과 최종적으로 처음 배출됐던 상태보다 수분기와 응축성 미세먼지가 85% 수준까지 제거됐다.

김영민 박사는 "이 기술을 적용하면 국내 발전소나 사업장 굴뚝에서 내뿜는 배기가스 속 수분과 응축성 미세먼지를 획기적으로 저감할 수 있을 것"이라고 말했다.

한편, 연구진은 지금까지 이런 흰 연기를 제거하기 위해 비교적 장치구성이 간단한 냉각방식을 적용해왔다고 설명했다. 이 냉각방식만으로는 제거 효과가 떨어진다.

제거효율이 높은 흡수제 방식은 장치 구성이 복잡하고 흡수제 재사용에 다시 많은 열에너지가 필요하다.

[e-mail] 김만기 기자