[한국에너지] 유연탄을 사용하여 다량의 온실가스를 발생시키는 시멘트 제조 과정에서 폐플라스틱을 대체 연료로 사용하는 기술을 에너지기술연구원이 개발했다.
폐플라스틱은 연소과정에서 발생하는 염소 성분과 광물로부터 발생된 칼륨이 농축된 먼지가 많은 양이 발생하는 문제점이 있고, 염소 농축 먼지는 지정 폐기물로 분류돼 처리 시 많은 비용이 들어가 대체 연료로 사용하는데 어려움이 있었다.
연구원에서는 연소 과정에서 발생하는 염화칼륨 함유 먼지와 이산화탄소를 유용한 탄산칼슘으로 전환하는 기술을 개발했다.
염화칼륨이 물에 잘 녹는 성질을 이용해 추출을 통해 염화칼륨 함유 먼지에서 염화칼륨을 99% 제거하는 공정을 개발 했다. 이때 세정에 사용하는 물은 역삼투압 방식을 이용 염화칼륨을 분리하고 세정에 재활용하는 방식이다.
염화칼륨이 제거된 미세먼지 잔여물은 70% 이상이 생석회로 구성돼 있어 탄산칼슘으로 전환하기 위한 이산화탄소 탄산화 반응의 원료로 사용 된다.
따라서 폐플라스틱 연소에 의해 발생된 폐기물을 매립하지 않고 유용한 자원으로 사용할 수 있다고 에기원은 설명했다.
기존 이산화탄소 전환 기술은 배가스로부터 이산화탄소를 포집한 후 전환하는 각각의 공정으로 구성되어 있으나 이번에 개발한 기술은 하나의 반응기에서 이산화탄소 포집과 동시에 유용한 탄산칼슘으로 전환하기 때문에 경제적인 공법이라고 한다.
연구원은 시멘트 공장에 설치한 파일럿 공정에서 이산화탄소 제거율 97.5%, 흡수된 이산화탄소에서 탄산칼슘으로의 전환율은 100% 성능을 보였으며 초미세먼지를 90% 제거하는 효과를 보았다.
그리고 이산화탄소에서 생산한 탄산칼슘은 도로용 건자재로도 활용할 수 있다고 부연했다.
이번 연구 성과로 국내 시멘트 산업의 온실가스 저감의 길을 해결하는데 도움이 되는 것은 물론 온실가스를 이용하는 기술이라는데 더욱 가치가 있다. 그리고 염소 함유 면지는 1만 톤 처리 시 비용이 80억 원의 비용절감과 약 2,700톤의 이산화탄소를 저감시키는 효과를 볼 수 있다.
이번 연구는 정순관 책임연구원이 연구 책임자로 평화엔지니어링, 에니텍, 고등기술연구원 경기대 광주대가 함께 최적화 연구를 진행 중이다.
이번 연구로 4건의 국내외 특허를 등록 했다.
