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석탄의 고온처리 과정에서의 미량원소의 방출 특성

전문가 제언: ○ 지구가 가진 화석연료의 양에는 한계가 있고 가스나 유류 연료는 세계에서 일부 지역에 편재되어 에너지 확보를 위한 각 국의 노력이 긴장도를 더하고 있다. 이러한 문제에 대한 대안으로 부존량이 풍부하고 지역적 편재성이 적은 석탄이 대안으로 관심을 받고 있다.

○ 석탄의 연소과정에서 발생하는 대기 오염물질은 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 분진 외에도 Cd, Co, Cr등과 같은 중금속을 비롯하여 F, Hg, Se 등 다양한 종류의 오염물질이 발생되고 있다. 하지만 그 양이 많지 않아 많은 관심을 받지 못하다가 최근 양에 관계없이 각 물질이 가지는 독성이 상대적으로 강한 특성으로 인하여 활발한 연구가 시작되고 있다.

○ 특히 상온에서 유일한 액체금속인 수은은 커다란 지구환경 걱정거리의 하나이다. 금속수은은 쉽게 휘발하고 확산하여 최종적으로는 수용성 화합물로 변하여 토양과 해양에 침착한 다음 미생물에 의한 유기반응을 거쳐 결국은 먹을거리를 통해 사람의 몸에 축적되는 것이다.

○ 석탄의 연소과정에서 방출되는 미량금속의 방출특성은 다음과 같이 구분된다. ①그룹1 원소: 323K의 낮은 온도인 연도에서도 가스로 존재하는 수은(Hg), ②그룹2 원소: 보일러에서는 일부 증발하고 410K의 전기집진기에서는 입자에 응축하는 아연(Zn), 셀레늄(Se), 안티몬(Sb), ③그룹3 원소: 높은 온도(1,423K)인 보일러에서도 거의 증발하지 않는 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 구분된다.

○ 본고에서는 석탄의 연소, 열분해 및 스팀가스화 과정에서 발생하는 미량금속의 방출특성에 대하여 비교 검토하였다. 위의 분류에 따라 석탄연소에서의 온도에 따른 미량금속의 방출특성은 이미 여러 곳에서 조사되었기 때문에 여기에서는 대기(분위기기체)조건과 석탄에서의 염소화합물에 따른 영향을 검토하는 데 초점을 맞추었다.

저자: Yasushi Sekine, Kunihisa Sakajiri, Eiichi Kikuchi, Masahiko Matsukata
자료유형: 학술정보