화력발전소에서 뿜어내는 대기오염물질은 질소산화물(NOx), 다이옥신, 황산화물(SOx), 분진 등이 있다. 이들 물질은 대기 중에 노출되면서 인간 및 동식물 등의 생태계에 심각한 피해를 준다.
최근 화력발전소들은 친환경 설비로 탈질·탈황·탈진설비 등을 갖추면서 대기오염 물질 저감에 각별한 노력을 기울이고 있다. 이 중 탈질설비로는 질소성분 연소조건에서 질소산화물을 제거하는 연소조건 개선방법에 더해 연소 후 처리방법인 선택적 촉매환원법(SCR)이 가장 신뢰도 높은 탈질방법으로 설비시장의 대부분을 차지하고 있다.
국내에서는 한국서부발전과 대영씨엔이가 공동으로 개발 한 ‘압연파형 탈질촉매’가 효율성 부문에서 우수한 탈질설비로 주목받고 있다.
그동안 국내 화력발전설비에서 사용하던 탈질방법은 판(Plate) 방식과 벌집(Honeycomb) 방식이 대부분이었다. 판 방식은 벌집 방식에 비해 촉매의 부피가 30% 정도 큰 것이 단점이고 벌집 방식은 취급상 손상과 사용 중에 형상변화가 많은 것이 문제였다. 특히 이 두 방식 모두 핵심 촉매기술을 수입에 의존하고 있다.
대영씨엔이의 ‘압연파형 탈질촉매’는 판 방식과 벌집 방식의 단점을 보완한 국내 기술이다. 물결(Corrugate) 방식의 독특한 모양으로 벌집 방식 이상의 유효 표면적을 확보함과 동시에 부피도 작다. 유리섬유를 골판지 형태로 성형한 지지체로 취급 및 사용 중에 손상 확률이 낮은 점도 특징이다.
유리섬유는 발전소용으로 사용하기에 내수강도와 인장강도가 낮았지만 유리섬유의 ㎥당 무게를 기존 80g에서 110g으로 늘려 강도를 확보했다. 또 특수 코팅제 조성물을 유리섬유에 함침시켜 섬유의 접합력과 내열성을 확보했다.
‘압연파형 탈질촉매’는 2008년 한국서부발전의 태안화력 3호기에 시험제품이 처음 장착돼 그 신뢰성을 입증했다. 그 후 2009년에는 한국중부발전의 보령화력 1호기, 한국남동발전 영흥화력 1호기에 공급됐다.
발전·철강·시멘트·정유 등 국내 탈질촉매 시장규모는 1조원에서 1조6000억원 규모다. 이중 500㎿급 화력발전소 1기의 촉매 운영비용은 약 40억원 수준이다. 현재 국내에서 사용 중인 탈질촉매는 일본 히타치·미쓰비시·가와사키와 독일의 지멘스 제품 등이다. 이를 국산으로 바꿀 경우 매년 2000억원 이상의 수입 대체효과가 예상된다.
조정형기자 jenie@etnews.co.kr
