국내 연구진이 새로운 연소기와 최적화 제어로 저공해 산업용 보일러를 구현하는 기술을 개발했다. 최근 주요 대기오염물질로 주목받는 질소산화물(NOx) 발생을 대폭 줄일 수 있게 될 것으로 기대된다.
한국생산기술연구원(원장 이성일)은 소속 이창엽 박사팀이 산업용 보일러에 적용할 수 있는 저공해 연소기와 관련 제어기술을 개발해 실증작업을 진행하고 있다고 24일 밝혔다.
연소기는 보일러에 화염을 발생시키는 장치다. 연소가 일어나는 연소실에 공기와 연료를 주입하는 역할을 한다.
기존 연소기 방식으로는 연소실 내 NOx 발생을 줄이는데 한계가 있다. NOx는 연소반응 온도가 높을 수록 더 많이 발생하는데, 기존 연소기로 주입한 공기·연료가 연소실 내 일부 공간에서만 화염을 일으킨다. 한정된 공간에 화염이 몰리면 온도가 높아질 수밖에 없다.
생기원이 개발한 연소기는 유속이나 유동 방향을 조절할 수 있는 것이 특징이다. 연소실 내 최대한 넓은 공간에 공기·연료를 분포시켜 화염온도를 낮춘다. 또 공기·연료 공급비에 차등을 둬 급격한 연소반응이 일어나지 않게 하는 세부기술도 담고 있다.
생기원은 배기가스 성분을 실시간 파악해 연소기 운용과 연소반응을 제어하는 기술도 발전·구현했다. 광학식을 적용해 반응 속도를 높였다. 기존에는 가스 일부를 빨아들여 전기화학방식으로 분석하는 방법을 썼다. 분석에 10~20초 가량 시간이 소요됐다. 반면에 광학식은 레이저 측정으로 실시간 배기가스 분석이 가능하다.
생기원은 이들 기술을 통해 NOx 배출을 기존 대비 30% 가량 줄일 수 있다고 설명했다. 일산화탄소 배출은 제로화가 가능하다. 연소기 운용 최적화로 보일러 효율도 높일 수 있다. 기존 스팀 보일러보다 성능이 좋은 '열매체 보일러'에도 적용할 수 있다.
이창엽 박사는 “현재 관련 실증작업을 진행하고 있다”며 “내년 하반기에는 기술이전 및 상용화 작업에 착수할 수 있을 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
