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[과학의날 특집] 탈질 폐촉매 재활용 기술 미세먼지·대기오염 해소

2019-04-18기사 편집 2019-04-18 18:12:35

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한국지질자원연구원(KIGAM)

첨부사진1탈질 폐촉매 재활용 기술 결과물

최근 미세먼지 저감 및 관리에 관한 특별법 시행령이 통과되면서 미세먼지를 줄이기 위한 국가·사회적 대책이 본격화되고 있다. 특히 석탄 발전소 등 대형 연소설비에서 배출되는 대기오염물질인 '질소산화물(NOx)'에 대해 2020년부터 배출 부과금제를 시행함에 따라 이에 대응하기 위한 친환경 기술 개발이 필요한 상황이다.

환경부와 한국환경산업기술원의 지원 아래 '글로벌탑 환경기술개발사업'을 추진하고 있는 한국지질자원연구원(이하 KIGAM) 유용자원재활용기술개발사업단(이하 재활용사업단)은 탈질 폐촉매로부터 유가금속을 회수하고 발생되는 2차 폐기물의 발생을 최소화 할 수 있는 '탈질 폐촉매 재활용 기술' 개발에 성공, 세계 최초로 본격적 상용화를 위한 연 3000t 규모 재활용 설비를 구축한다.

정부의 강력한 미세먼지 저감 정책에 따라, 미세먼지의 원인으로 알려진 대형 연소설비에서 발생하는 질소산화물(NOx)를 효과적으로 제거하기 위해 탈질 촉매의 설치량 증가 및 교체주기가 짧아질 것으로 예상된다. 현재는 적정 재활용 기술이 없어 발생되는 탈질 폐촉매의 전량이 매립되고 있다.

'탈질 폐촉매 재활용 기술'은 탈질 폐촉매에 함유된 유가금속(텅스텐, 바나듐, 타이타늄)을 침출해 분리정제 공정을 거친다. 이어 고순도 금속화합물(Tungstic acid, Vanadium Oxide)로 회수하고, 담체인 이산화티타늄의 고순도화 과정을 거쳐 고부가가치 제품으로 제조할 수 있는 신기술이다. 고순도화를 통해 발생되는 탈질 폐촉매의 90% 이상을 재활용, 제품화해 2차 오염물질 발생을 최소화하는 친환경 침출 및 분리정제 기술이며, 이를 통해 확보된 유가금속은 다시 탈질촉매 또는 초경합금의 원료나 안료 등으로 사용 가능하다. 2017년 기준 탈질 폐촉매는 연간 2만t 정도가 발생하며, 1만t을 재활용할 경우 연간 타이타늄 7500t, 텅스텐 800t, 바나듐 화합물 100t이 회수된다. 이에 따라 연간 500억 원의 매출과 80명 이상의 신규 직접 고용 창출의 효과도 기대된다.

◇폐촉매 재활용 공정을 통한 기대효과=KIGAM 재활용사업단은 탈질 폐촉매 재활용 기술의 조기 상용화를 위해 당진시 석문국가산업단지에 부지 8500㎡를 확보, 연 3000t 규모의 1단계 폐촉매 재활용 공장을 만든다.

(주)한내포티는 태안발전본부와 시범사업을 추진하며, 탈질 폐촉매 재활용 기술의 상용화 공정 가동을 통해 탈질촉매 매립비용의 절감으로 교체주기를 단축시킬 것으로 보고 있다. 또한 미세먼지 발생 억제를 위해 지속적으로 탈질 설비를 보강하는 등 보다 깨끗한 대기환경 조성에 기여할 것으로 기대하고 있다. 아직까지는 세계적으로 탈질 폐촉매의 자원순환에 의한 재활용 기술은 상용화된 사례가 없다. 전 세계적으로 대기오염, 미세먼지 해결에 이목이 집중되는 상황에서 탈질 폐촉매의 재활용 기술 개발은 국내 기업의 기술이전 효과는 물론 향후 해외 기술개발 수출도 확대될 것으로 보고 있다.

탈질 폐촉매 재활용 기술 책임자인 이진영 KIGAM 책임연구원은 "탈질 폐촉매 재활용 기술은 폐자원에서 탈질촉매 제조 원료를 확보할 수 있는 전주기적 자원순환 기술을 확보한 것"이라며 "재활용 과정에서 발생하는 2차 폐기물을 최소화 할 수 있는 친환경 공정으로, 희유금속 자원 확보에도 기여할 것으로 예상한다"고 말했다.

조봉규 KIGAM 재활용사업단 단장은 "탈질 폐촉매 재활용 기술을 통해 단순 매립되던 탈질 폐촉매를 친환경적으로 재활용할 수 있는 계기를 마련했다"며 "탈질 폐촉매가 광범위하게 발생하는 해외에 이 기술을 수출할 경우 우리나라는 환경선진국으로 한 걸음 더 다가설 수 있을 것"이라고 밝혔다.

김복철 KIGAM 원장은 "자원 확보가 국가산업의 경쟁력이자 국가 간 전략무기로 사용되는 글로벌 경쟁시대에서 버려지는 금속 자원을 재활용하고 확보하는 기술은 국가산업 경쟁력을 높이는 중요한 성과"라며 "탈질 폐촉매 재활용 기술은 미국과 중국뿐만 아니라, 화력발전 비율이 높은 동남아시아 지역에 기술 수출을 통한 해외시장에의 진출도 기대된다"고 말했다.주재현 기자



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첨부사진2탈질 폐촉매 용융로 전경

첨부사진3

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