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공장 굴뚝에서 황산 가스를 제거하는 방법? FGD 기술의 비결은 무엇인가?
전 세계적인 환경 의식 향상으로 오염 물질 배출에 대한 규제가 점점 더 엄격해지고 있습니다. 그 중에서도 이산화황(SO2)의 배출이 주목을 받고 있다. 화석 연료의 연소 시 발생하는 이 가스는 산성비의 주요 성분일 뿐만 아니라, 인체 건강에 심각한 해를 끼칩니다. 그렇다면 공장에서는 어떻게 이러한 유해한 황산 가스를 효과적으로 제거할 수 있을까요? 이것이 바로 연기가스 탈황 기술(FGD)이 해결하는 과제입니다.
연기가스 탈황은 화석연료 발전소와 기타 산업에서 배출되는 SO2를 제거하는 기술의 집합입니다.
FGD 기술의 역사
FGD 기술의 역사는 19세기 중반으로 거슬러 올라갑니다. 최초의 탈황 기술은 영국에서 개발되었으며, 1920년대에 대규모 발전소가 건설되면서 이산화황 문제는 더 이상 무시할 수 없게 되었습니다. 1931년, 최초의 주요 FGD 장치가 런던의 배터시 발전소에 설치되었으며, 이는 해당 기술의 상용화를 향한 중요한 단계였습니다.
초기의 대규모 FGD 설비는 2차 세계 대전 동안 일시적으로 중단되었습니다. 적군 항공기가 흰색 증기를 이용해 설비의 위치를 알아낼 수 있었기 때문입니다.
현재의 탈황 기술
현재 FGD 시스템은 대체로 습식과 건식의 두 가지 범주로 나뉩니다. 습식 연기가스 탈황 시스템은 석회석이나 석회의 현탁액을 사용하여 SO2를 제거하는 방법으로 매우 효과적이며 제거 효율이 90%가 넘습니다. 건식 시스템은 미세한 알칼리성 분말을 연도에 직접 분사하여 탈황을 달성합니다. 이 방법은 비교적 간단하지만 어떤 경우에는 효율성이 낮습니다.
탈황 반응의 화학적 과정
FGD 공정에서 주요 화학 반응은 SO2를 무해한 황산칼슘이나 다른 음이온으로 변환하는 것입니다. 습식 시스템에서 일반적인 반응은 다음과 같습니다.
CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2이것은 석회암이 반응 후 황산칼슘으로 전환된다는 것을 의미하며, 이 제품을 추가 가공하여 시장에서 요구하는 석고 소재를 형성할 수 있습니다.
선박의 FGD 시스템
국제해사기구는 육상에서의 적용 외에도 선박의 탈황 시스템에 대한 지침을 개발하여 관련 환경 보호 규정을 준수하도록 했습니다. 이를 위해서는 선박이 위치한 항구국이 해당 시스템의 효과를 보장하기 위해 상응하는 검사와 감독을 실시해야 합니다.
스크러버 시스템이 제대로 작동하지 않을 경우, 항만국은 이에 대해 제재를 부과할 권한을 갖습니다.
도전
FGD 기술은 이산화황 배출을 줄이는 데 뚜렷한 효과를 보였지만 실제 적용에는 아직 많은 어려움에 직면해 있습니다. 첫째, FGD 시스템은 일정량의 폐수를 생산합니다. 이러한 폐수는 환경 규정을 준수하기 위해 추가 처리가 필요합니다.
미래 전망
기술이 더욱 발전함에 따라 FGD의 효율성과 경제성은 계속해서 향상될 것으로 예상됩니다. 전자빔 조사와 암모니아를 결합한 탈황 기술 등 일부 새로운 탈황 기술은 향후 개선의 잠재력을 보여줍니다.
산업 발전에 있어서 환경 보호와 경제적 이익의 균형을 어떻게 맞출 것인가는 반드시 고려해야 할 중요한 문제입니다.
