화학연구원, 막분리 혼성 정제기술 개발… 순도 95%이상 생산 성공
국내 연구진이 매립지에서 발생하는 메탄가스를 자동차 연료로 쓸 수 있는 수준으로 정제하는 공정기술을 국산화하는데 성공했다. 음식물쓰레기와 하수슬러지, 축산분뇨 등에서 나오는 메탄가스를 정제하는데 적용하면 메탄 온실가스 저감과 도시가스, 압축천연가스(CNG) 자동차 연료 등으로도 활용할 수 있다.
한국화학연구원 자원분리회수연구그룹 김정훈 박사 연구팀은 지구온난화의 주범으로 지목되는 매립지 부생가스로부터 메탄가스를 자동차 연료 수준으로 정제하는 `막분리 혼성 정제기술'을 개발하는데 성공했다고 17일 밝혔다.
매립지 부생가스는 질소가 많이 함유되고 메탄농도가 낮아 선진국에서도 95% 이상 고순도로 정제하기 어려워 주로 경제성이 낮은 연소 후 발전방식으로 이용해 왔다.
김 박사팀은 고분자 질소분리막을 이용해 이산화탄소, 질소, 산소, 실록산, 황화수도 등이 혼합된 매립가스를 선택적으로 제거해 압축천연가스(CNG) 자동차연료로 쓸 수 있는 메탄순도 95% 이상, 회수율 88% 수준까지 생산하는데 성공했다. 또 고농도 메탄이 함유된 축산폐수, 음식물쓰레기, 하수슬러지 등에서 발생하는 메탄가스에 적용하면 순도와 회수율이 높아져 메탄순도 95% 이상, 회수율 90∼95%까지 끌어올려 생산할 수 있다.
이번에 개발된 정제공정은 메탄을 고순도로 회수하는 전처리 공정과 2단계 재순환 분리막 공정, 질소제거 공정을 순차적으로 거치는 실증 플랜트 규모로 상용화할 수 있는 규모다. 이 정제공정은 고분자 질소분리막을 바이오가스 공정에 적용해 기존 흡수법, 흡착법과 같은 경쟁 기술보다 플랜트 설치비가 저렴하고 운전이 간편할 뿐 아니라 폐수가 발생하지 않아 친환경적이다.
특히 시장규모가 큰 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨 등에서 발생하는 메탄가스에 적용할 경우 메탄의 온실가스 저감은 물론 도시가스나 자동차 연료로 활용이 가능하다.
김정훈 박사는 "국내외 유기성 폐자원에서 발생하는 메탄가스에 전부 적용하면 연간 1조원에 달하는 신재생에너지 창출과 해외 바이오가스 정제 플랜트 시장을 창출할 것으로 전망된다"고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
한국화학연구원 자원분리회수연구그룹 김정훈 박사 연구팀은 지구온난화의 주범으로 지목되는 매립지 부생가스로부터 메탄가스를 자동차 연료 수준으로 정제하는 `막분리 혼성 정제기술'을 개발하는데 성공했다고 17일 밝혔다.
매립지 부생가스는 질소가 많이 함유되고 메탄농도가 낮아 선진국에서도 95% 이상 고순도로 정제하기 어려워 주로 경제성이 낮은 연소 후 발전방식으로 이용해 왔다.
김 박사팀은 고분자 질소분리막을 이용해 이산화탄소, 질소, 산소, 실록산, 황화수도 등이 혼합된 매립가스를 선택적으로 제거해 압축천연가스(CNG) 자동차연료로 쓸 수 있는 메탄순도 95% 이상, 회수율 88% 수준까지 생산하는데 성공했다. 또 고농도 메탄이 함유된 축산폐수, 음식물쓰레기, 하수슬러지 등에서 발생하는 메탄가스에 적용하면 순도와 회수율이 높아져 메탄순도 95% 이상, 회수율 90∼95%까지 끌어올려 생산할 수 있다.
이번에 개발된 정제공정은 메탄을 고순도로 회수하는 전처리 공정과 2단계 재순환 분리막 공정, 질소제거 공정을 순차적으로 거치는 실증 플랜트 규모로 상용화할 수 있는 규모다. 이 정제공정은 고분자 질소분리막을 바이오가스 공정에 적용해 기존 흡수법, 흡착법과 같은 경쟁 기술보다 플랜트 설치비가 저렴하고 운전이 간편할 뿐 아니라 폐수가 발생하지 않아 친환경적이다.
특히 시장규모가 큰 음식물쓰레기, 하수슬러지, 축산분뇨 등에서 발생하는 메탄가스에 적용할 경우 메탄의 온실가스 저감은 물론 도시가스나 자동차 연료로 활용이 가능하다.
김정훈 박사는 "국내외 유기성 폐자원에서 발생하는 메탄가스에 전부 적용하면 연간 1조원에 달하는 신재생에너지 창출과 해외 바이오가스 정제 플랜트 시장을 창출할 것으로 전망된다"고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@
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