고온으로 생활 폐기물을 녹여 환경친화적으로 처분할 수 있는 열분해 용융시스템이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국기계연구원 연소환경그룹(그룹장 김우현박사) 김석준 박사팀은 환경부 차세대 환경기술개발사업으로 하루 5t의 생활폐기물을 섭씨 1400도의 고온으로 처리해 2차 오염물질인 소각재가 거의 나오지 않는 그래이트(Grate)방식의 열분해 용융설비를 개발하고 현재 실증실험중이라고 밝혔다.

이번 생활폐기물 열분해 용융시스템개발은 지난 2001년 4월부터 46억원의 연구비가 투입돼 환경부 차세대환경기술개발사업으로 이뤄졌고 대우・한라산업개발이 공동연구기업으로 참여했다.

연구진에 따르면 일반적인 소각로로 100t의 생활폐기물을 처리하면 이중 15t가량의 재가 나온다. 보통 바닥재라고 부르는데 비소나 카드뮴과 같은 중금속이 함유돼있어 매립시 토양오염이나 지하수 오염을 유발할 수 있다. 또한 소각뒤 온도가 낮아지는 과정에서 다이옥신의 합성이 일어나고 질소산화물(NOx) 등과 같은 환경오염물질이 발생한다.

이번에 연구진이 개발한 시스템은 폐기물 감량률이 99%에 달한다. 즉 100t의 폐기물을 처리했을 때 나오는 용융물(Slag)이 1t 미만인 것 . 이것도 유리처럼 안정된 상태로 중금속을 가두고 있기 때문에 매립하더라도 환경오염 유발 요인이 거의 없다.

용융시스템 기술의 핵심은 고온처리다. 연구팀은 현재 기계연 내에 하루 5t의 생활폐기물을 처리할 수 있는 시스템을 제작해 설치하고 실증실험중인데 이 시스템은 섭씨 1400도의 고온으로 폐기물을 완전히 녹인다.

LPG를 연료로 쓰고 고온으로 처리해야해 에너지 소비량이 많을 것 같지만 그렇지도 않다. 1차 연소후 나오는 발열량이 큰 탄소성분의 숯(Char)을 간접 연료로 재활용하기 때문에 일반적인 방법으로 용융했을때에 비해 에너지 투입비율을 30%만으로 가능하다.

연구팀은 열분해 용융시스템과 관련해 그래이트(Grate)방법을 고안하고 시스템과 관련한 특허출원도 한 상태다.

또 일부 소각로에서는 소각후 배기가스의 온도가 낮아지는 과정에서 다이옥신 합성이 일어나는 것으로 알려져있는데 이 열분해 용융시스템은 고온으로 녹인뒤 급속하게 온도를 낮춰 다이옥신 합성이 이뤄지지 않도록 설계한 것도 특징이다.

연구팀은 내년 5월까지의 실증실험을 하면서 문제점을 보완하고 배기가스 배출부분과 유리화된 고형물의 중금속 안정화 정도를 분석해 신뢰성있는 시스템이 될 수 있도록 할 계획이다. 또 환경신기술 인증(ET)을 받아 중소도시형 생활폐기물 처리설비로 상용화될 수 있도록 지원할 계획이다.

열분해 용융시스템은 여러 타입이 있는데 포스코는 일본 신일본제철과 제휴해 샤프트(Shaft)爐 방식으로 하루 200t의 생활폐기물을 처리할 수 있는 설비를 경남 양산시에 건설중이다.

김우현 그룹장은ꡒ2차 오염유발 가능성이 적은 초저감량화 함께 고온에서 가스의 안정적 분해가 가능한 만큼 상용설비가 갖춰지면 중소도시의 생활쓰레기 처리문제를 해결하는데 도움이 될 것ꡓ이라고 말했다.

[과학기자협회 미디어리소스발굴자료]