발전설비의 대기오염 방지대책 - Sox, Nox, CO2 등

발전설비의 대기오염 방지대책 - Sox, Nox, CO2 등

 

1. 발전설비 진동대책

1) 진동대책이 필요한 진동

· 왕복회전기구에 의한 불 균형력

· 운동부 가공오차에 의한 불 균형력

· 폭발, 압력, 운동부 관성력에 의한 진동

 

2) 대책

· 방진고무채택 : 소용량에 적합하며 적용시 고무의 경도를 고려할 것.

· 방진스프링 채용 : 중,대용량에 적용(고유진동수 저감)

 

2. 발전설비 대기오염 방지대책

1) 배기가스의 분류

· Sox(유황산화물) - 대기중의 수분과 혼합하여 호흡기장애 유발

· Nox(질소산화물) - 연소공기중 질소와 산소가 공간으로 고온으로 화합되면서 발생하여 대기중의 탄화수소,일산화탄소와 화합· 하여 쇼크현상 발생.

· CO₂(이산화탄소) - 지구 기온의 변화(온난화)로 인한 자연재해 초래

 

3. 대기오염 방지대책

1) 유황산화물(SOx)의 대책

석유 / 석탄은 유황분을 포함하므로 연소에 따라 유황산화물(SOx, SO3) 가 발생한다. 이것을 저감 시키는 대책으로 연료대책과 배기 대책이 방법이 있다.

1-1) 유황분이 적은 연료사용

- 유황분을 거의 포함하지 않는 납사, LGL등의 경질연료와 전혀 포함하지 않는 LNG를 사용한다.

- 석탄연소 보일러의 경우에는 유동층 보일러로서 석탄과 석회석을 함께 연소시켜 연소실에서 탈황시킨다.

1-2) 배기대책

배기가스에 탈황장치를 설치하여, 배기가스중의 유황산화물을 제거하는 방법이 있으며 탈황방식에는 건식법과 습식법이 있다.

-. 건식법

아황산가스를 활성탄에 접촉시켜 황산으로 흡착시킨다.

-. 습식법

아황산가스를 석회유액에 흡수시키는 방법과 아황산소다 수용액에 흡수시키는 방식으로 높은 운전 신뢰도가 있으나, 용수를 대량으로 소비하므로 폐수처리가 필요하다.

1-3) 높은 연도사용으로 배기가스의 확산을 방지한다.

 

2) 질소산화물 (NOx)의 대책

석유와 석탄과 같이 연료중에 질소를 포함한 경우 연소에 따라서 산소와 반응하여 생기는 Fuel NOx와, 연소공기중의 질소와 산소가 반응하여 생기는 NOx가 있으며. 써말 NOx는 연료온도가 높은 만큼 발생한다.

1-1) 연료대책

연료를 예열하고, 탈류장치를 설치하며, 납사, NGL 등 질소의 함유율이 적은 경질연료를 사용한다.

1-2) 연소방법의 개선

기관의 연소시스템 개량(디젤→가스터빈형)하고, 발생량을 억제하기 위해 보일러의 연소온도를 떨어저감하는 방법이 채용된다.

- 2단 연소법

버너부분으로부터 연소용 공기를 통상보다 작게하여 불연소로하여 버너 상부 혹은 보조공기 공으로부터 공기를 흡입하여 완전 연소시키는 2단 연소로서 화염의 최고 온도를 떨어뜨린다.

- 배기가스 혼합 연소법

연소용 공기에 배연을 혼합하여 산소 농도를 떨어뜨려 연소 속도를 늦춘다.

- 저 NOx 버너

버너 입구에 배가스 혼입법에 의해 연소용 공기 이외의 직접연소후의 배연을 거기에 불어넣어 연료에 착화를 서서히 일어나도록 제어한다.

1-3) 배연대책

배연탈황장치를 설치한다. 이것에 의해 배연중의 암모니아 가스를 첨가하여 촉매작용에 따라 질소산화물를 무해한 질소와 물로 환원시킨다.

 

3) 이산화 탄소(CO₂) 억제 대책

CO₂에 의한 지구 온난화 문제가 크게 대두되어 국제기구에서 국가별 CO₂의 배출량을 제한하는 협약을 추진중에 있으며, 선진국에서는 CO₂의 배출량 제한을 법적으로 제한하는 경향이다. 따라서 CO₂배출량을 억제하는 것이 WTO 체제에서 생존문제로 대두되고 있다. 화력발전소에는 다음과 같은 각종 에너지원의 유효활용의 방안이 있다.

1-1) Conbind Cycle

종래의 화력발전소에 사용되어온 보일러와 증기터빈을 가스터빈에 조합한 것으로 고온측에 싸이클로 연료의 연소열을 열원으로 하는 가스터빈을 사용하고 배기가스의 배기 餘熱을 저온측의 증기터빈에 사용하는 보일러 열원으로서 사용한다. 온도 영역이 고온에서 저온까지 넓어 기력발전에 비해 2-4%의 총합 열효율을 높인다. 이에 따라 같은 CO2의 배출량에 있어서 얻어지는 전력량이 증가하게 된다. 그밖에 콤바인드 싸이클의 특징으로서, 시동시간이 짧고, 냉각수량, 복수기의 온배수의 양이 적은반면, 배기량이 많고 대기 온도 변화에 출력과 열효율 변동이 생긴다.

1-2) Co-Generation

Co-Generation은 전력과 함께 배열을 이용하여, 총합효율의 향상을 도모한 씨스템으로 회전형 원동기의 종류로서 디젤엔진, 가스엔진, 가스터빈방식이 있다.

Co-Generation의 열은 급탕, 냉난방 및 공장의 생산용 열원으로서 이용된다. 전력과 열수요의 일치가, 고효율운전의 필요조건이므로 총합효율은 70%에 가깝게 된다. 그러므로 에너지 절감 효과가 크고 국소적으로 전력을 공급하는 분산형 전원으로서 보급되어 있다.

1-3) 연료전지

발전기가 아닌 전원으로서 연료전지가 있다. 이것은 수소와 공기중의 산소를 연료로 화학반응에 의해 직접 전기를 발생시키는 것으로 실용화 한 것으로 전해질에 인산을 사용한 인산형 연료전지로 40%이상의 높은 효율이다. 여기에 배열을 이용할 수가 있고, 대기오염, 소음이 작고 부하조정이 용이한 장점을 가지고 있으나, 운전비가 높고, 직류/교류변환장치가 필요하다는 결점이 있다.