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대형선박을 위한 가스-증기터빈 복합사이클의 연료 및 배출물

전문가 제언: ○ IMO(International Maritime Organization)의 해양환경보호위원회는 최근 선박으로부터의 오염배출물을 감소시키기 위해 MARPOL Annex VI 규정을 개정하였다. 이 규정에 의하면 선박에서 사용되는 연료의 황 함유량을 현재의 4.5% 질량을 2012년 1월 1일부터 3.5% 질량으로 감축시키고, 그 후 점차적으로 감소시켜 2020년 1월 1일부터는 0.5% 질량으로 감축시킨다는 것이다. 특히 황배출제한지역(SECA)에서는 2010년 7월 1일부터 현재의 1.5% 질량을 1.0% 질량으로 감축시키고 2015년 1월 1일부터는 0.1% 질량으로 감축시킨다는 것이다.

○ 황의 산화물(SOx)의 양은 연료의 황의 함유량에 직접 관련된다. 따라서 SOx의 양을 줄이려면 연료 중의 황의 함유량을 줄여야 한다. 즉 연료로부터 황을 제거하는, 즉 탈황(desulfurization)공정에 의해 황의 함량을 감축하여야 한다. 종래의 상업적 탈황은 수소화처리(hydrotreating)에 의존하고 있으며 비용이 많이 든다. 수소화처리는 가열된 원료유와 수소의 혼합물을 촉매층반응로를 통과시켜 황과 기타 불순물을 제거하는 공정이다.

○ 일반적으로 재래의 탈황공정은 비용이 많이 들기 때문에 비용이 적게 드는 탈황공정이 개발 중에 있다. 그 하나는 황흡착공정이다 이 공정이 수소화처리공정과 다른 점은 원료유와 수소의 혼합물을 촉매와 상호작용시킨 후 황함유화합물을 촉매에 흡착시켜 황을 제거하는 것이다. 또 다른 방법은 촉매로서 미생물(bacteria)을 사용하여 황을 제거하는 것이다. 미생물 탈황공정에서 유기황화합물 성분은 유전자조작 미생물에 의해 산화되며, 황은 수용 황산염으로 제거된다.

○ 선박용 연료는 첨가물, 또는 부착물에 의해서도 오염배출물을 정화할 수 있다. Dan 등에 의하면 DME(Dimethyl Ether)를 연소실에 분사하여 디젤유와 혼합 사용함으로서 배출가스 중의 매연을 현저하게 감축시켰다고 한다. 또 Lin은 디젤엔진에 촉매 입자 필터를 사용하여 배기가스를 추가 산화시켜서 일산화탄소와 매연을 감축시켰다고 보고하고 있다.

저자: Fredrik Haglind
자료유형: 학술정보