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석탄회분과 슬래그의 이용 촉진 및 과제

전문가 제언: ○ 석탄 중에 함유된 광물질은 석탄이 연소할 때 여러 가지 물리적, 화학적 변화를 일으키고 미연소잔유물인 회분으로 남게 된다. 일반적으로 석탄회분 성분은 산화규소, 산화알루미늄, 이산화티타늄 등의 산성 산화물과 산화철, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화나트륨, 산화칼륨 등의 염기성 산화물로 구별되며 고온에서 회분이 용융하여 연소로에서 클링커링(clinkering), 유동층 반응기에서 회분응집, 미분탄연소로에서 슬래깅(slagging) 등의 문제를 발생시키고 효율을 감소시키게 된다.

○ 석탄회분을 분석하여 산성 성분이 많으면 석탄회의 용융점이 높고 염기성 성분이 많으면 회의 용융점이 낮게 나타나는 특성을 보인다. 이산화규소나 산화알루미늄이 많으면 석탄회재의 색각이 백색을 나타내고 산화철이 많으면 적색을, 그리고 산화칼슘이 많으면 황색을 나타낸다.

○ 이 자료는 일본의 석탄회분 이용현황과 향후 전망을 분석하고 있다. 일본에서는 석탄회분을 유효하게 이용하기 위한 자료로 석탄에너지센터가 매년 ‘석탄회분 전국 실태조사보고’를 정리하여 발표하고 있는데 일본의 석탄회분 발생량은 2008년 기준으로 연간 1,229만 톤이며 그 중에서 1,200만 톤이 유효하게 이용되었다.

○ 일본의 석탄회분 이용량을 분야별로 구분하면 시멘트 분야가 전체의 약 66%와 이용량의 약 71%를 차지하였다. 즉, 일본에서 석탄회분의 이용 분야는 주로 시멘트 분야에 집중되어 있는데 이것은 세계적으로도 같은 경향을 보인다. 2010년 기준으로 세계 석탄회분의 발생량을 보면 중국, 미국, 인도의 순으로 많이 발생시키고 있음을 알 수 있다.

○ 우리나라가 석탄에너지의 공해를 줄이고 지속적으로 활용하기 위해서는 석탄자원의 확보와 석탄가스화와 같은 이용기술의 개선이 대단히 중요하다. 저급 석탄은 아직도 가격이 저렴하고 탄전의 확보가 용이하기 때문에 우리나라 소유의 탄광을 늘려나가야 할 것이다. 또한 저급 석탄에서 많이 발생하는 석탄회분의 유효한 활용과 청정석탄기술의 개발도 꾸준히 지속되어야 한다. 우리나라 정부는 2009년에 그린에너지 로드맵을 마련하였는데 석탄전환기술도 포함되어 있다.

저자: Takao Tanosaki
자료유형: 학술정보