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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [친환경공정] 배출량저감최적화
과제명 청정발전플랜트 핵심 요소기술 개발
연구기관 한국에너지기술연구원
연구기간 2018-01-01 ~ 2018-12-31
연구비 1,200,000 천원
핵심키워드 집진, 탈황, 발전플랜트, 연소배가스, 초미세먼지
요약

연구목적 및 필요성

 O 석탄화력발전에서 발생되는 입자상, 가스상 오염물질을 최소화하여 환경오염 없이 요구전력을 확보할 수 있는 청정발전시스템이 필요하며, 이를 구현하기 위해서는 PM2.5, SOx, NOx 등 대기오염물질 배출을 최소화할 수 있는 배가스 처리기술이 필요함

 O CO2 포집에 있어서 처리 비용을 낮추기 위하여 고효율 흡수제 및 저에너지형 공정과 더불어 배가스 내의 SO2에 의한 포집 공정의 영향을 최소화할 수 있는 기술 개발 필요

 O 지금까지 개발된 기술이 성공적으로 산업체에 적용되기 위해서는 기존 Lab. 규모 또는 Bench 규모의 기술개발규모 를 실증단계로 전환할 수 있는 개발체계를 구성하는 것이 필수적

 

연구 내용 및 범위

 O 청정발전플랜트 구현을 위하여 기존 전기집진기의 성능을 개선할 수 있는 우수한 성능의 경제적 집진장치개발 연구 및 기존 FGD 후단에 설치되어 FGD에서 미반응 배출되는 황화합물을 효과적으로 저감시킬 수 있는 연소배가스 2차 탈황용 SO2 분리막 기술 개발

 O 연구원에 설치된 2MW급 발전플랜트 실증설비의 안정적인 최적화 운전 및 maintenance, 국내 연구 개발 중인 온실가스 및 연소배가스 처리기술의 실증시험 지원 수행

 O 기존 전기집진기의 성능을 개선할 수 있는 Retrofit EP 집진기술은 실험실 규모(처리 유량 1,300CMH)에서 기초성능을 평가하였으며, 이를 기반으로 파일롯 규모(처리 유량 10,000CMH) 집진장치를 제작 및 성능 평가

 O 분리막을 이용한 2차 탈황 연구에서는 황산화물을 분리할 수 있는 막 모듈 제작

 O 실험에서는 연소배가스와 유사한 모사가스를 이용하였으며, 실험 방식은 모사가스 중에 수분이 없는 건식(dry base)와 수분을 함유한 습식(wet base) 상태에서 수행

 O 분리막 공정 실험에서는 가스 유량, 액체 유량 및 흡수제의 농도를 변화시키면서 SO2 제거 성능 평가

 O 최종적으로 분리막 공정의 성능을 평가하여 연소 배가스 2차 탈황 시스템으로 가능성 파악

 O 2MW급 발전플랜트 실증설비의 성능시험운전은 주로 설비의 최적운전기술을 도출하는 관점에서 수행

 O 연구 개발된 기술의 검증을 위하여 국가연구개발사업의 실증연구 지원

 O 실증설비를 직접 활용하는 3개 연구사업과 연소배가스 및 스팀 등을 활용하는 5개 연구사업 지원

연구성과

연구결과

 O 화력발전소 Retrofit용 집진장치

  - 실험실 규모의 실험에서 다양한 형상의 집진장치의 압력손실 및 먼지 포집효율을 평가하였으며, 압력손실 대비 최적의 포집효율을 갖는 pin to plate 형상의 집진장치를 선정함

  - 전기집진기의 추타 시 발생되는 고농도의 비산먼지를 효과적으로 차단할 수 있는 것을 확인하였으며, 본 장치의 추타 시 발생될 수 있는 비산먼지 차단을 위해 장치 내의 유로를 여러 개의 챔버로 구획하고 각 챔버에서의 유동을 댐퍼로 조절하는 유량 제어 시스템을 고안 및 평가함

 O 연소배가스 2차 탈황용 SO2 분리막 기술

  - 분리막 공정에서 흡수제의 유량이 25100 cc/min 으로 증가할수록 SO2 제거효율 증가

  - 분리막 공정에서 기체 유량이 0.5-1 Nm3/hr SO2 제거효율 감소

  - 분리막 공정에서 흡수제의 농도가 증가할수록 SO2 제거효율 증가

  - Dry base Wet base를 비교하였을 경우 Wet baseSO2 제거효율이 더 높게 나타남

 

활용계획

 O 추후 발전소, 제철소 등 기술 실수요 사업장에서의 실증 평가를 통해 실조건에서의 장기운전 시 성능 안정 평가 연구가 수행된다면, 본 기술의 뛰어난 기술력 및 경제성으로 국내 및 해외 관련 시장 선점이 가능할 것으로 생각되며, 결과적으로 국내 현안인 중대형 사업장에서 배출되는 미세먼지 문제를 조기에 해결할 수 있을 것으로 기대

O 연소배가스 R&D 실증설비를 활용한 연구사업은 공공성이 있는 기본연구사업과 기후변화협약을 대비한 온실가스 감축기술개발, 환경오염물질을 효율적이고 경제적인 방법으로 처리할 수 있는 기술개발사업을 수행하고, 실증시험은 주로 국내에서 개발된 환경 처리기술을 대상으로 하며, 더불어 일반기업체의 연구개발을 위한 기술지원을 수행 가능

 O 정부의 전문 인력양성 프로그램을 적극적으로 대응하여 교육기관의 면모를 갖춘 본 평가시스템에서 기후변화협약을 대비한 공무원 교육을 비롯하여 산업연수생, 산업체의 인력 위탁교육, 이공계 대학생의 현장교육을 담당하는 역할을 수행하여 공공기반 연구시설 역할을 다하여 본 평가시스템이 국가 과학기술발전에 지대한 역할 기대

 

주요성과

 O 보고서 1

첨부파일 청정발전플랜트핵심요소기술개발.pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2020-01-20

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