소각로 공해물질 40% 줄인 기계연

심성훈 박사팀, 뜨거운 연소가스 재순환시켜 질소산화물 줄이는 'MILD 연소' 세계 첫 활용

▲ MILD연소 적용 소각로 본체

한국기계연구원(원장 임용택) 환경기계시스템연구실 심성훈 박사팀은 폐기물 소각로에서 다량 발생하는 질소산화물(NOx)과 일산화탄소(CO)를 기존대비 40% 감소시키는 저공해 소각시스템이 상용화에 성공했다고 5일 밝혔다.

심 박사 연구팀은 인체에 해로운 질소화합물을 줄이기 위해 '고온 FGR(Flue Gas Recirculation, 배기가스 재순환)'방식을 적용했다.

기존 기술은 소각로를 빠져나와 식은 저온의 배기가스를 재순환 시키는 방법으로 연소가 불안정하고 질소산화물의 저감량도 적었다. 그러나 이번 신기술은 연소실 출구부의 고온 연소가스를 식기 전에 재순환시켜 연소의 안정화, 질소산화물 저감 효과를 동시에 얻을 수 있다.

연구팀은 고온상태의 연소가스를 재순환하기 위해 소각로 본체에 특수 노즐을 설치했고 고온 FGR부에서 고온 연소가스와 공기를 혼합한 후, 다시 연소실로 순환시켜 MILD(Moderate and Intense low oxygen Dilution)연소를 했다.

MILD연소 기술은 공기를 고온의 연소가스와 혼합해 공기 중 산소농도를 희석한 뒤 고온으로 예열한 것으로 연료와 반응시키면 육안으로 볼 때 부드러운 화염이 형성된다. 이 때의 질소산화물의 생성이 크게 낮아져, 별 후처리 없이 기존대비 40% 저감시킬 수 있는 것이다. 이번 MILD연소기술을 폐기물 소각로에 적용한 사례는 세계 최초다.

심 박사는 “이번에 개발한 MILD연소 기술은 간단한 구조만 추가해 질소산화물을 현저히 줄임과 동시에 소각로의 내구성을 해치는 고착물이 발생하지 않는 장점을 가지고 있다”며 “특히 석탄화력발전소에 적용효과가 높을 것으로 보이고 가스나 오일 등 저 녹스(NOx) 연소에도 적용을 확대할 것”이라고 말했다.

최소망 somangchoi@