환경부 산하 한국환경산업기술원(원장 남광희)은 먼지의 배출농도를 낮추면서도 설치비용과 면적을 크게 줄일 수 있는 산업용 집진기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 기존 기술과 비교해 집진기 설치면적을 70%까지 줄일 수 있으며, 먼지 배출농도를 기존보다 약 85% 줄인 0.356mg/Sm3으로 낮출 수 있다.

먼지는 공기 중 부유하고 있는 액체 또는 고체인 입자상 물질로, 연소공정이나 물질의 파쇄, 선별, 퇴적 등 기계적 처리과정에서 발생된다. 

개발된 기술은 복합재생방식을 활용한 백필터(Bag Filter) 집진기술*로, 필터에 포집된 먼지를 효과적으로 제거하는 복합재생 탈진기술을 적용하여 배출 먼지의 농도를 획기적으로 줄이고 보다 안정적인 집진장치 운전을 가능하게 한다.

집진기는 전극을 이용해 먼지입자를 포집하는 전기 집진기, 긴 자루형 모양의 백(Bag)필터로 먼지를 여과하는 백필터 집진기 등 2가지로 구분됨. 백필터 집진기는 전기 집진기에 비해 초기 설치비가 저렴하여, 중소형 집진기 시장의 80% 이상을 점유하고 있다.

필터에 먼지가 포집되면 필터가 점점 막혀 집진기 운전이 어려워지기 때문에 주기적으로 필터에 포집된 먼지를 털어내야 한다. 집진기에서 배출되는 먼지의 대부분이 이러한 필터 탈진 과정에서 발생하기 때문에 효과적인 필터재생과 먼지 배출을 최소화할 수 있는 백필터 탈진기술이 필요하다.

이번에 개발된 백필터 복합재생 탈진기술은 외부의 청정 공기를 여과할 때의 공기흐름과 반대 방향으로 필터에 유입시킨 상태에서 압축공기를 순간적으로 분사하는 충격기류방식을 복합화한 기술이다.

기존 기술에 비해 필터에 쌓인 먼지를 보다 쉽게 털어낼 수 있기 때문에 필터 재생효율을 큰 폭으로 향상시켜 집진장치의 안정적인 운전이 가능하다.

개발된 복합재생 탈진 기술을 적용하면 길이 15m의 긴 백필터(Long Bag Filter)를 사용해도 안정적인 운전이 가능하며 기존 기술과 비교했을 때 집진기 설치면적과 시설비용을 크게 줄이면서 먼지 배출량도 신규 석탄화력발전소 총먼지 배출허용기준(5.0mg/Sm3) 이내로 저감할 수 있다.

이 기술의 성능실험은 처리가스 유량 6,000CMH(Cubic Meter per Hour) 규모의 시험설비에서 길이 15미터의 백필터를 적용하고 여과속도 1.5m/min인 조건에서 한국산업기술원에 의뢰하여 수행한 결과 0.356mg/Sm3로 확인되었다.

집진기에 사용되는 백필터의 길이가 15m인 경우 기존에 주로 사용되는 3m 백필터에 비해 집진기 설치면적은 70% 줄일 수 있으며 시설비용도 35% 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

또한 백필터의 길이가 증가하면 가스 배출구에 가까운 필터 상부로 처리가스가 편중되어 필터 재생 및 탈진 성능이 저하되는 현상이 발생하는데 이번에 추가로 개발된 통기도 제어 백필터 기술은 필터 길이 전체 구간에서 균일하게 처리가스가 여과될 수 있도록 하여 보다 안정적인 필터 재생과 집진기 운전이 가능하게 되었다.

이번 기술은 국내 산업단지의 일반 제조업, 철·비철금속 주물주조업체 등 집진장치 설치에 어려움을 겪고 있는 업체들이 우선 적용될 수 있으며 제철, 시멘트공정, 산업용 보일러, 소각로 배기가스 처리시설 등 중대형 사업장에서도 효과적으로 활용될 전망이다.

먼지 배출업종이 밀집된 대부분 산업단지는 조성된 지 20년 이상으로 규제 강화에 따른 신규 집진기 설치에 필요한 공간이 부족하다.

이번 고효율 저비용 집진기술은 15m 백필터까지 적용가능하기 때문에 기존 사업장의 설치 공간 문제를 해결하고, 향후 예상되는 먼지배출 기준에도 효과적으로 대응할 수 있는 수단이 될 것으로 기대된다.

이번 백필터 집진기술은 환경부와 한국환경산업기술원의 ‘환경산업선진화기술개발사업’의 일환으로 2014년부터 연구가 진행됐으며 한국에너지기술연구원(연구책임자 박현설 박사)에서 기술개발을 수행했다.

특히 환경부, 과학기술정보통신부 및 보건복지부에서 공동으로 지원하는 범부처 ‘미세먼지 국가전략프로젝트’의 집진/저감 분야 실증화 사업으로 최근 선정되어 내년부터 본격적으로 국내외 시장에 적용될 예정이다.

남광희 한국환경산업기술원 원장은 “이번 기술이 앞으로 먼지 대량 배출 사업장에 빠르게 보급 확산되어 국내 미세먼지 문제를 해결하는 데 크게 기여할 수 있길 바란다”고 밝혔다.