가스연소 굴뚝 플레어스택,첨단 분광학으로 관리
국립환경과학원,원거리서 플레어스택 연소 확립
이산화탄소,탄화수소,일산화탄소 1초 단위 측정
미세먼지 배출과 기업운영 비용 함께 저감 기여
환경부, 정유사 등 플레어스택 조사 기술 지원

공장 굴뚝, 가스연소 편법 안 통한다

추호용 기자 | | 입력 2020-10-21 14:46:54
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[환경데일리 추호용 기자]석유화학 플랜트 등 공장에서 플레어스택 운영의 문제점은 인근주민과의 갈등이 줄지 않았다.

생산 공정에서 비정상적으로 배출되는 물질을 소각 시설때문이다. 기준에는 시설관리기준을 준수해 95% 연소효율을 유지하도록 돼 있다.

이들 사업장에서 플레어스택 상부에서 보이는 옅은 매연과 화염으로 인한 주민들의 민원을 차단하기 위해 화염과 매연이 보이지 않도록 과량의 스팀을 투입 운영하고 있다. 플레어스택은 정유나 석유화학 공장 등에서 공정 과정 중에 발생하는 가연성 가스를 안전상의 이유로 연소시키는 굴뚝이다.

이러한 운영으로 인해 연소되지 않은 휘발성유기화합물이 대기 중으로 배출돼 미세먼지 및 오존생성에 영향을 주고 있다. 사업장에서 스팀생산을 위해 불필요한 운영비용을 늘려 경제적, 환경적으로 영향을 끼치고 있다.

이와 관련, 국립환경과학원은 플레어스택의 연소효율을 높여 배출가스를 줄이는 첨단 관리기법을 최근 확립했다고 밝혔다.

굴뚝 상부의 화염과 고온 때문에 자동측정기기(TMS)의 설치가 어려워 폐쇄회로텔레비전이나 광학가스탐지카메라 등을 이용해 간접적으로 관리를 해왔다.

국립환경과학원은 지난해 12월 무연 관측 시스템(Smokeless monitoring system)을 도입했다. 올 상반기 시험운영을 거쳐 원거리에서 플레어스택의 연소효율을 판단하는 방법을 확립했다.

이 시스템은 다중 적외선(IR)을 플레어스택 화염에 직접 비춰 연소생성물(이산화탄소, 탄화수소류, 일산화탄소)을 1초 단위로 측정한다. 플레어스택의 정량적인 연소효율을 판단, 탄화수소류 등 미세먼지 원인물질을 저감하고, 기업의 실질적인 운영비용도 절감시킬 것으로 기대된다.

현장에서 플레어스택에서 불꽃이 크게 보일 경우 관련 민원이 늘어나는 경향이 있어, 사업장에서 불꽃을 낮추기 위해 증기(스팀)를 투입, 관련 비용이 늘어나고 있는 상황이다.

또한, 증기로 불꽃 크기를 조절할 경우 불완전 연소로 탄화수소류 등의 대기오염물질이 더 배출될 수 있다.

국립환경과학원 연구진이 이번 시스템으로 불꽃이 있을 때와 증기 조절로 불꽃이 없는 경우를 측정한 결과, 연소효율이 각각 99.9%와 85%이며 완전연소로 불꽃이 있는 경우가 대기오염물질이 적은 것으로 나타났다.

경제성도 우수한다. 플레어스택 1기당 스팀 사용량은 시간당 약 3∼5톤 정도, 생산비용은 톤당 약 2∼5만원 소요, 스팀 사용량을 1톤(1시간) 감축 시 플레어스택 1기당 연간 8760톤, 생산비 2억6000만 원 절감(생산비용 3만원/톤 적용)이 된다.

 

김영우 국립환경과학원 기후대기연구부장은 "플레어스택의 배출오염물질의 규제와 감시를 위해 측정수단 뿐만 아니라 기술지원으로 기업들과 상생할 것"이라며, "올해까지 이번 시스템을 적용해 정유업계 등 국내 플레어스택 현황 전반을 조사하고 관련 기술을 지원할 예정"이라고 말했다.


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