Lab규모 흡탈착 시스템 구축 공정
활성탄의 VOCs 흡착 및 탈착기능 강화한 보급형 VOCs 제거기술 개발과 소규모 시설로 운영 가능해 중소규모 사업장에 최적화 성과기대
30 CMM 흡탈착 시스템 구축 공정대기오염의 주요 원인물질인 휘발성유기화합물(VOCs)*을 낮은 가격에 효율적으로 회수할 수 있는 국내 기술이 개발됐다.
악취를 유발하며 오존을 발생시키는 환경오염물질로 지구온난화에도 영향을 미치며, 사람이 접촉·흡입 시 암을 유발함.
30 CMM 흡탈착 시스템 전경
환경부(장관 조경규)와 한국환경산업기술원(원장 남광희)은 기존 기술과 비교해 VOCs 회수율은 높이고 화재의 위험은 낮췄으며, 설비 운영비도 저렴한 보급형 VOCs 제거기술을 최근 개발했다고 밝혔다.
이 기술은 주유소, 인쇄소, 페인트 도장시설 등 VOCs를 배출하는 중소규모 사업장에 적용하기 적합하기 때문에 생활 속 VOCs 저감에 효과적으로 기여할 수 있다.
VOCs를 제거하는데 주로 사용되는 활성탄은 수많은 미세 기공을 갖고 있어 배출가스가 통과할 때 VOCs를 흡착하여 제거하는데, 시간이 지나면 흡착 능력이 떨어지기 때문에 활성탄을 교체하거나 재생하여 사용해야 한다.
그러나 중소규모 사업장에서는 교체비용 부담이나 유지관리 어려움 때문에 수명이 다한 활성탄을 계속 사용하는 경우가 많아 오염물질이 제대로 걸러지지 않고 배출될 수 있다.
또한, 활성탄을 재생하기 위해서는 고가의 대형 설비로 높은 온도나 압력을 가해 활성탄에 흡착된 VOCs를 회수해야 하는데, 중소규모 사업장에서는 이러한 설비를 설치하거나 운영하는 데 어려움이 있다.
이번에 개발된 기술은 기존의 스팀에 의한 열탈착 활성탄 재생기술을 대체하여 VOCs를 흡착한 활성탄을 비교적 낮은 온도에서도 효과적으로 재생할 수 있고, 흡착된 VOCs를 95% 이상 회수할 수 있으며, 활성탄을 약 100회 이상 재생하여 쓸 수 있다.
활성탄에 고온의 증기나 압력을 가하는 대신 60~90℃ 온도에서 압력을 낮춰 VOCs를 탈착하는 방법을 사용해, 보일러나 가스압축기 같은 대형 설비가 불필요하고 화재 위험성도 없다.
이번 기술을 적용하면 5년 간 설치 및 운영에 드는 금액을 기존 열탈착 방법 대비 약 1억 2,000만 원 정도 절감할 수 있어, 기존 대비 70% 수준의 설치 및 운영비가 소요된다.
이전까지 활성탄에 흡착된 VOCs는 비용 등의 한계로 회수하지 않았으나, 이번 기술에서는 95% 이상 회수가 가능하며, 회수한 VOCs는 산업 연료로 재활용하여 경제적 효과도 거둘 수 있다.
또한 이번 개발기술을 통해 현장에서 활성탄을 직접 재생하여 사용할 수 있으며, 100회 재생에도 약 99%의 VOCs 제거효율을 유지한다.* 이는 반복재생에도 불구하고 일정 수준의 흡착성능을 유지한다는 의미다.
본 기술의 재생실험은 30CMM(Cubic Meter per Minute) 규모 시운전 수행결과이며, 기존 열탈착 방식의 경우에는 재생횟수가 늘어남에 따라 활성탄의 흡착성능이 저하되고, 수 회 반복재생만으로도 활성탄 재생수율이 80% 이하로 저하됨
국립환경과학원(2008)에 의하면 가장 큰 VOCs 배출원인 도장시설이 전국적으로 1만 6,000여 곳이 있으며, 모두 활성탄 교체주기를 준수한다고 가정할 때 도장시설만으로 한정해도 연간 1~2조 원 규모의 활성탄 교체비용이 소요된다.
이번에 개발된 기술이 현장에 성공적으로 적용된다면 중소규모 사업장의 활성탄 교체비용을 크게 절감하고, VOCs 배출도 효과적으로 제어할 수 있다는 전망이다.
이번 보급형 VOCs 제거기술은 환경부와 한국환경산업기술원의 ‘환경산업선진화기술개발사업’의 일환으로 2014년부터 연구가 진행됐으며, 한국산업기술시험원(연구책임자 전용우 박사)와 ㈜써스텍에서 기술개발을 수행했다.
이 기술은 올해 4월 환경부로부터 녹색기술 인증을 획득했으며, ㈜동일캔바스엔지니어링(대표이사 우현직)과 기술이전 계약을 올해 5월 체결하여 내년 상업화를 추진하고 있다.
남광희 한국환경산업기술원 원장은 “본 기술이 널리 적용되어 중소규모 사업장에서 VOCs가 효과적으로 처리되고, 국민들이 맑고 깨끗한 공기를 마실 수 있는데 기여할 수 있길 바란다”고 밝혔다
