에기연, 연 1400억 처리비용 절감 향후 연료전지 연료로도 활용
에너지기술연구원(원장 한문희)은 (주)대승(대표 허 성)과 함께 하루 7500ton 가량 먼 바다에 버려져 왔던 하수슬러지를 발열량이 높은 고급연료로 제조하는 기술과 공정을 개발해 연 1400억원에 이르는 처리비용을 절감할 수 있게 됐다고 27일 밝혔다.
이번에 개발한 하수슬러지 처리기술의 핵심은 폐기물이었던 하수슬러지에 기름과 석탄을 정제․응집하는 특수한 방법을 이용해 ‘소카’라는 발열량이 높은 연료를 만들어내는 것이다.
폐유와 MDF 톱밥(중밀도 섬유판)을 사용해 만들어진 소카는 발열량이 7000kcal/kg로 석탄의 6500kcal/kg보다 높으며 하수슬러지(1800~3500kcal/kg)보다 훨씬 높다.
연구진은 연구과정에서 석탄과 기름의 응집물이 물과 잘 섞이지 않아 수분이 많은 하수슬러지와 결합시키는 것이 어려운 문제였으나 36℃ 이상에서 하수슬러지를 소수성 고체로 변화시켜 석탄-기름 응집물과 2차 응집을 시키는 새로운 열감응 고분자응집제의 제조핵심기술을 개발해 해결했다고 설명했다.
이 기술은 기술수출 등 부가적 경제효과도 창출할 것으로 보인다.
새 공정기술은 소카 연료를 건조과정 없이 바로 습윤 촉매가스화시킬 수 있다. 이 공정은 폐기물인 하수슬러지를 에너지로 변환시키는데 큰 역할을 하는 것으로 세계 최초로 개발됐다.
특히 운전 중 온도가 850℃ 정도로 석탄가스화에 비해 약 100~300℃ 정도 낮아 약 10% 정도의 에너지절약이 기대되고 있다. 또한 거대한 고온 석탄가스화에서는 용융회재 및 타르 처리가 곤란한데 규모가 작고 타르를 응집제로 재사용이 가능하게 돼 시설운전비 또한 저렴하다.
연구책임자 강성규 박사는 “하수슬러지의 직접 연소 또는 단순 가스화 연소시에 발생되는 퓨얼 녹스(Fuel-NOx, 질소성분이 연소시 산화돼 발생하는 질소)를 크게 저감하는 핵심 연소기술과 관련 부품 설계기술을 개발해 공해발생을 최소화했다”고 밝혔다.
이런 저공해 연소기술 확보로 그간 혐오시설이었던 대도시 하수종말처리장을 친환경 열병합발전으로 바꿀 수 있게 됐다.
그간 하수슬러지는 탈수가 곤란하고 건조할 때 나오는 악취와 소각공해로 인해 처리가 곤란했다. 게다가 국제적으로 폐기물의 해양투기를 금지하는 ‘런던협약 96의정서’와 2012년부터 하수슬러지의 해양투기를 전면 금지하는 해양오염방지법이 발효됨에 따라 처리기술 및 공정이 절실히 요구돼 왔다.
2005년부터 실용화 연구에 들어간 이 기술은 하수슬러지 외외에 처리가 곤란한 축산 및 피혁폐수까지도 연료화가 가능해 사회 환경적으로 큰 파급효과가 기대된다.
강 박사는 “앞으로 가스화 정제 시스템을 보완하면 고농도 수소 함유가스 제조가 가능해져 연료전지 연료로 활용할 수도 있다”고 설명했다.
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