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산업용보일러 질소산화물(NOx) 저감 신기술 개발

기사승인 [1366호] 2018.11.09  23:20:42

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- 생기원, 질소산화물 저감성능 30% 이상 높인 연소기술 확보

   
▲ 한국생산기술연구원 이창엽 박사팀 연구진이 저공해 연소기술을 적용한 보일러를 살펴보고 있다.(사진제공 - 생기원)

[가스신문=정두현 기자] 한국생산기술연구원 기술진이 연소실 최적화 제어를 통해 산업용보일러 녹스 배출을 더욱 저감시킨 기술 개발에 성공했다. 이로써 최근 강력한 사업장 환경규제가 이뤄지고 있는 질소산화물(NOx) 발생을 대폭 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

최근 한국생산기술연구원(원장 이성일)은 고온에너지시스템그룹 소속 이창엽 박사팀이 산업용보일러에 적용할 수 있는 ‘저공해 연소기와 관련 제어기술’을 개발해 현재 실증작업에 착수했다고 밝혔다.

연소기(버너)는 보일러에 화염을 발생시키는 장치로, 연소실에 공기와 연료를 주입하는 역할을 한다.

기존 연소기 방식으로는 연소실 내 NOx 발생을 줄이는 데 한계가 있었다. NOx는 연소반응 온도가 높을수록 많이 발생하는데, 기존 연소기의 경우 주입된 공기·연료가 연소실 내 좁은 공간에서 화염을 일으키면서 온도도 급격히 높아지기 때문에 NOx 저감성능 개선은 한정적일 수 밖에 없다.

생기원에서 이번에 개발된 버너는 유속이나 유동 방향을 조절함으로써 연소실 내 최대한 넓은 공간에 공기·연료를 분포시켜 화염온도를 낮춘 것이 특징이다. 공기·연료 공급비에 차등을 둬 급격한 연소반응이 일어나지 않게 하는 세부기술도 확보했다.

아울러 배기가스 성분을 실시간 파악해 연소기 운용과 연소반응을 제어하는 기술도 구현했으며, 광학식을 적용해 버너의 반응 속도도 높였다. 기존 가스 일부를 빨아들여 전기화학 방식으로 분석하는 방법은 분석에 10~20초 가량 시간이 소요된 반면, 광학식은 레이저 측정으로 실시간 배기가스 분석이 가능하다.

보일러에 이번 신기술이 적용되면 NOx 배출량을 기존보다 30% 이상 줄일 수 있다고 일산화탄소 배출 제로화도 가능하다는 게 생기원 측 설명이다. 연소기 운용 최적화로 보일러 자체의 효율도 높일 수 있다. 또 이 기술은 일반 산업용보일러부터 대형 열매체보일러에 이르기까지 광범위하게 적용할 수 있어 기술 범용성도 높다.

이창엽 박사는 “최근 산업현장의 대기오염물질 배출규제가 이슈로 떠오르면서 보일러 연소기인 버너의 저녹스(NOx) 성능 향상이 요구되고 있다”면서 “현재 보일러 연소기 신기술 관련 실증작업을 진행하고 있으며, 내년 하반기에는 기술이전 및 상용화 작업에 착수할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

정두현 기자 jdh20841@gasnews.com

<저작권자 © 한국가스신문 무단전재 및 재배포금지>
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