중부발전, 석탄발전소 탈질설비 요소수 직접 주입 성공

500MW급, 발전사 최초…추후 LNG복합발전에도 적용

한국중부발전은 발전사 최초로 500메가와트(MW)급 석탄발전 탈질설비 요소수 직접주입 실증에 성공했다고 21일 밝혔다.

탈질설비의 환원제로 쓰이는 무수암모니아를 안전한 물질인 요소수로 대체, 요소수를 연소가스 통로내에 직접 분사해 설비 운영의 안전성과 편리성을 크게 높였다는 평가다.

중부발전은 발전소에서 사용하는 유해화학물질 제로화를 위한 로드맵을 수립해 추진 중이다. 회사는 발전소 용수 처리에 쓰이는 염산·가성소다와 탈질설비에 사용하는 암모니아를 안전한 물질로 대체키 위해 석탄발전 탈질설비 요소수 직접주입 기술 개발과 실증에 박차를 가하고 있다.

2019년 말부터 중소기업과 500MW급 석탄발전소에 요소수를 직접 주입하는 연구를 추진한 중부발전은 최적 온도를 고려한 주입점을 선정하고 전환시간 최소화를 위한 무화·분배기술을 확보했다.

지난해엔 보령 8호기에 개발품을 설치 완료했다. 이어 올해 4월 성능·신뢰도 시험을 통해 실증에 성공했다. 시험 결과, 탈질설비 질소산화물 제거효율과 암모니아 슬립 등이 높은 성능을 보였다. 중부발전은 현재 개발품의 신뢰도 향상을 위해 6개월간의 장기 상시 운전을 진행 중이다.

충남 보령 한국중부발전 본사. 사진=지디넷코리아

요소수 직접주입 기술은 발전소 안전관리·운영 편리성에 있어 유리하다. 이전까지 사용해온 무수암모니아는 발전소 근무자 안전에 위험요인이 되는 유해물질이다. 안전물질 요소수를 연소가스 통로에 직접 주입하고 탈질촉매를 통과하면 연소가스의 질소산화물과 반응, 물과 질소로 전환해 안전하게 질소산화물을 제거할 수 있다.

발전소 운영에 있어서도 요소수를 직접 주입해 요소수 저장·주입·제어설비 등 구성이 간단하고 운전이 편리하다. 요소수 열분해 방식이나 가수분해 방식과는 달리, 탈질설비 주입 전 암모니아 전환설비가 없어 공정안전관리 대상에서 제외돼 안전관리 요소가 감소되는 장점이 있다.

중부발전은 이 기술을 석탄발전에 순차적으로 적용할 계획이다. 향후 액화천연가스(LNG) 복합발전에도 적용키 위해 기술 고도화에도 나선다.

김호빈 중부발전 사장은 "당사는 중소기업과의 협업을 통해 발전소에 유용한 기술 개발에 노력하고 있다"며 "이번 실증에 성공한 탈질설비 요소수 직접주입 기술은 유해화학물질 제로화와 안전한 발전소 운영을 위한 획기적인 기술로, 향후 모든 발전소로 확대 적용해 발전소 안전은 물론 지역사회 안전에도 기여하겠다"고 했다.