한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 정순관 미세먼지연구단 박사팀이 시멘트 산업에서 배출되는 온실가스와 폐기물을 동시에 줄이고, 폐플라스틱 사용은 확대할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
시멘트 산업에서는 온실가스를 줄이기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 대표적인 기술이 시멘트 제조 시 열 에너지원으로 사용되는 유연탄을 폐플라스틱으로 대체하는 것이다. 폐플라스틱은 유연탄보다 탄소배출계수(원료를 태웠을 때 발생하는 탄소 양)가 작다. 그러나 '시멘트 킬른 더스트'가 발생하는 문제가 있다. 이는 폐플라스틱 연소 과정에서 발생하는 염소(Cl)성분, 광물로부터 발생된 칼륨(K)이 농축된 것이다.
연구진은 이런 염화칼륨(KCl) 함유 먼지와 이산화탄소를 유용한 탄산칼슘으로 전환하는 친환경적이며 경제적인 기술을 개발했다.
염화칼륨이 물에 잘 녹는 성질에 착안, 염화칼륨 함유 먼지로부터 염화칼륨을 99% 제거하는 공정을 개발했다. 세정에 사용된 물은 역삼투압 방법을 써 염화칼륨을 분리하고, 세정에 재활용한다.
염화칼륨이 제거된 미세 먼지 잔여물은 70% 이상이 생석회(CaO)로 구성돼 있어 탄산칼슘으로 전환하기 위한 이산화탄소 탄산화 반응 원료로 쓰인다. 폐플라스틱 연소에 의해 발생된 폐기물을 매립하지 않고 유용한 자원으로 활용할 수 있다.
기존 이산화탄소 전환 기술은 배가스로부터 이산화탄소를 포집한 후 전환하는 각각의 공정으로 구성돼 있었다. 그러나 연구진이 개발한 기술은 하나의 반응기에서 이산화탄소 포집과 동시에 유용한 탄산칼슘으로 전환되기 때문에 효율적이며 경제적인 공법이다.
현장에 설치된 파일럿 규모 평가에서 이산화탄소 제거율 97.5%, 흡수 이산화탄소로부터 탄산칼슘으로의 전환율은 100%의 성능을 보였다. 초미세먼지를 90% 제거하는 효과도 보였다. 또한 이산화탄소로부터 생산한 탄산칼슘은 도로용 건자재로도 활용할 수 있다.
정순관 책임연구원은 “시멘트 산업에 발생하는 문제점을 장점으로 승화시키는 역발상의 기술로써 국가 탄소중립 실현 및 폐플라스틱 대란 해소에 일정부분 기여할 수 있는 혁신 기술로 평가된다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
