비용 저감 잠재력 갖춘 건식 CO2 포집기술 국제 선도

한전 독자 기술로 개발한 건식 흡수제 상용화 기반 마련

[Industry News 이건오 기자] 한전 전력연구원은 전력연구원에서 개발한 ‘이산화탄소 건식 흡수제’ 제조 기술을 전자부품 제조 전문 업체인 토다이수에 기술이전 했다.

이산화탄소 포집 공정에서는 고체 흡수제를 연속적으로 순환시키면서 이산화탄소를 빠르게 흡수하고(흡수반응), 열을 가해 고농도로 이산화탄소를 분리(재생반응)해야 한다. 전력연구원이 개발한 이산화탄소 건식 흡수제는 탄산칼륨(또는 탄산나트륨)을 기반으로 만들어진 구형의 고체분말(평균 입자크기 : 80~120μm)로서 석탄화력발전의 배가스에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 흡수한다.

고체 흡수제는 흡수제 자체의 물성(밀도, 강도, 크기 등)과 이산화탄소 흡수·재생 능력 및 속도 등의 반응성으로 성능을 평가할 수 있다. 이 고체 흡수제는 저가의 탄산칼륨(2,000원/kg)으로 제조해 생산 단가를 낮출 수 있으며 분무 건조법(Spray Drying)을 이용해 연간 200톤 이상의 대량 생산이 가능하다.

또한, 이 고체 흡수제는 6초 이내에 이산화탄소와 반응하고, 순환과정에서의 입자간 마모 손실률이 5% 이하로 상용 유동층 공정용 촉매와 비교해 우수한 성능이 확인됐다.

한편, 전력연구원은 본 고체 흡수제를 적용 한국남부발전 하동화력본부에 10MW급 이산화탄소 포집 플랜트(세계 최초, 세계 최대 규모)를 지난해까지 2,300시간 연속운전 및 6개월 장기운영을 완료했다. 실증 플랜트 운영에는 이 고체 흡수제가 120톤이 사용됐으며, 운전 결과 발전소의 배가스로부터 80% 이상의 이산화탄소를 제거했다.

전력연구원은 이번 기술이전을 바탕으로 발전소 이산화탄소 포집뿐만 아니라 음식의 발효공정에서의 이산화탄소 처리, 대형 공조시스템 등 이산화탄소 포집이 필요한 다양한 분야에 본 고체 흡수제를 적용할 계획이다.