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사전처리에 의한 석탄클리닝 기술의 개발

전문가 제언: ○ 우리나라는 고유가시대 속에서도 석유 및 천연가스를 많이 사용하고 있다. 그러나 에너지 소비패턴에서 새로운 변화가 일어나고 있는데 세계적으로 자원의 편재성이 적고 자원이 풍부한 석탄에 대한 관심이 커지고 있다는 점이다. 석탄은 풍부한 매장량과 고른 분포 그리고 비교적 저가의 에너지원이기 때문에 앞으로 당분간은 석유를 대체할 에너지원으로 관심을 모을 것이라고 생각된다.

○ 그러나 석탄은 이산화탄소와 대기오염물질을 많이 배출하기 때문에 지구온난화나 환경오염 측면에서 사용을 제한받고 있다. 이를 극복하기 위해서는 신기술을 개발하여 이산화탄소나 대기 오염물질인 SOx, NOx, 회분 등의 발생량을 저감하는 기술 개발이 중요하다. 그리고 이를 위해서는 연소효율 개선과 사전처리를 통해 석탄에 함유된 황, 질소, 회분 등을 제거하는 석탄클리닝(coal cleanung) 등의 기술개발이 필요하다.

○ 현재까지 석탄 중의 광물질을 사전에 제거하는 방법으로는 부유선별, 입도응집법(allomeration), 자기분리법 등이 개발되어 있으며 물리적으로 제거가 어려운 유기황이나 황철광 등은 화학적 탈황법으로 제거하고 있다. 화학적 탈황법은 석탄의 종류별로 다르게 약품처리를 해야 하는데 약품에 의한 장치의 부식성이 큰 문제이다.

○ 효율이 높은 석탄 이용기술 중에는 석탄가스화 기술이 있다. 가스화설비를 이용해 고온고압에서 석탄을 합성가스로 제조하고 이를 이용해 합성석유, 합성천연가스 등을 생산한다. 합성가스로 터빈을 구동해 전기를 생산하는 IGCC기술은 석탄을 가스화하여 먼지와 황을 제거한 후에 가스터빈의 연료로 사용한다. 현재 미국, 네덜란드, 스페인, 일본에서 300MW급 5기만 운전하고 있을 정도로 고도의 기술이 필요하다.

○ 우리나라도 2015년에 1호기, 2017년, 2019년에 각각 2호기와 3호기의 IGCC 발전소를 준공할 계획이다. 이들이 가동되면 황산화물 15ppm 이하, 질소산화물 30ppm 이하의 고효율 청정 석탄발전소를 확보하게 될 것이다.

저자: Katsuyasu Sugawara
자료유형: 학술정보