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대기오염 물질 35%저감 약속, 지키고 있습니다

Green POSCO Solution 外傳

대기오염 물질 35%저감 약속, 지키고 있습니다

2020/11/30
기업부터 개인까지 비켜갈 수 없는 공동의 이정표. 포스코 역시 친환경으로 가는 길 위에 있다. 우리 일상을 더욱 친환경적으로 이끌고 있는 Green POSCO Solution, 이번에는 우리 생활에 가장 밀접하게 관련있는 ‘미세먼지’에 대해 번외편으로 전한다.

스틸 박사 김철석으로부터 포스코의 친환경 스틸에 대해 많은 것을 알게 된 스틸 덕후 강초록. 얼마전 포스코에서 탈진, 탈황, 탈질로 이어지는 친환경 소결 프로세스를 완료했다는 기사를 보고 궁금해진 초록이. 이번에는 포스코의 친환경 활동에 대해 물어보기로 했다.


강초록

얼마전 포스코에서 친환경 소결 프로세스를 완료했다는 기사를 봤는데, 소결이란 무엇이고, 프로세스가 왜 친환경적이라는 거야?

김철석먼저, 답변에 앞서 쇳물을 만들기 위해서는 용광로 상부를 통해 철광석과 석탄을 차례로 장입후, 하부에서 고온 가열한다는 것은 알고 있겠지? 그런데 이때 필요한 철광석은 곧바로 용광로에 투입되는 것이 아니라 이른바 ‘소결’공정을 거치게 돼. 소결이란, 용광로에 넣기 좋은 크기로 만들기 위해 가루 형태의 철광석(fine ore)에 부원료를 혼합하고 가열해서 덩어리로 만드는 공정이야. 친환경 소결 프로세스를 완료했다는 의미는 소결 공정에서 발생하는 미세먼지, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)을 제거하는 프로세스를 완료했다는 뜻이지.

강초록과 김철석

미세먼지 뿐만 아니라, 황산화물과 질소산화물도 제거해야 해?

응. 미세먼지에는 1차 미세먼지와 2차 미세먼지가 있다는 거 알고 있어? 1차 미세먼지는 대기 중으로 직접 배출되는 물질이고, 2차 미세먼지는 1차 오염물질이 화학반응에 의해 간접적으로 생성된 먼지야. 황산화물과 질소산화물은 2차 미세먼지를 발생시켜서 1차 미세먼지보다 더 문제가 돼.

미세먼지 2차 생성과정 설명 이미지(좌). 1차미세먼지 질소산화물과 황산화물이 대기중 수증기, 오존 등을 만나 화학반응을 일으켜 황산염과 질산염과 같은 2차 미세먼지가 생성된다. 미세먼지 성분구성표(우). 황산화물과 질소산화물이 58.3%, 탄소류와 검댕이 16.8%, 광물이 6.3%, 기타가 18.6%를 차지한다.

▲ 자료: 환경부,「바로 알면 보인다. 미세먼지, 도대체 뭘까」(2016.4)

황산화물과 질소산화물이 가스 상태로 방출되었다가 대기중에서 수증기, 오존 등을 만나면 화학반응을 일으켜서 황산염, 질산염과 같은 2차 미세먼지가 되거든. 황산화물과 질소산화물이 만들어 내는 미세먼지는 전체의 58%에 달해. 그래서 1차 미세먼지를 줄이는 탈진, 2차 미세먼지인 황산화물, 질소산화물을 줄이는 탈황, 탈질로 이어지는 친환경 소결 프로세스를 포스코에서 완료했다는 것은 미세먼지를 줄인다는 점에서 큰 의미가 있어.

강초록과 김철석그럼, 제철소의 친환경 프로세스를 거치면 미세먼지를 얼마나 줄일 수 있는 거야?

미세먼지를 얼마나 줄일 수 있는지는 탈진, 탈황, 탈질로 나눠서 설명해 줄게.
탈진은 전기집진기와 여과집진기 등 총 1700여 대의 대용량 집진기를 통해 각 공정에서 나온 먼지를 99% 이상 제거하고 있어. 황산화물를 제거하는 탈황설비로 포항제철소는 2004년부터 활성탄 흡착설비를, 광양제철소는 2007년부터 건식 흡착설비를 도입하여 SOx를 60~90%까지 제거하고 있어. 특히, 탈질은 매우 중요해. 제철소에서 발생하는 미세먼지의 절반이상이 코크스와 소결공장에서 발생하는데, 그 미세먼지의 절반 이상은 질소산화물이 차지하거든. 제철소에서는 고가인 저질소 무연탄을 사용하여 질소 배출량을 낮게 관리하고 있었어. 하지만, 친환경을 위한 선제적인 대응을 위해 확실하게 질소산화물을 제거할 수 있는 탈질설비인 SCR(선택적 촉매환원: Selective Catalytic Reduction) 투자를 한 것이지.

SCR설비를 이용한 탈질 프로세스 설명 이미지. 미세먼지를 줄이기 위해 탈진, 탈황, 탈질을 거치는데, SCR은 이 중 탈질 설비이다. 질소산화물이 탈질 과정을 통해 깨끗한 가스로 배출된다.

▲ SCR설비를 이용한 탈질 프로세스

SCR설비는 질소산화물을 환원제인 암모니아(NH3)와 반응시켜 인체에 무해한 질소(N2)와 수증기(H2O)로 분리해 냄으로써 질소산화물을 배출을저감하는 기술이야. SCR의 준공으로 소결공장에서 발생하는 질소산화물을 설치전 대비 최대 80% 저감(140~160ppm→ 30~40ppm)할 것으로 기대하고 있어.

포항제철소 3소결공장에 설치된 SCR설비의 모습

▲ 포항제철소 3소결공장에 설치된 SCR 설비

강초록과 김철석

그러면 앞으로 미세먼지가 얼마나 줄었는지는 어떻게 확인해?

미세먼지에 영향을 주는 물질들은 굴뚝자동측정망(TMS: Telemonitoring System)를 통해 원격으로 투명하게 모니터링하고 있어. TMS가 측정하는 7가지는 대기오염 물질들은 먼지(Dust), 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 염화수소(HCl), 불화수소(HF), 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO)인데, 한국환경공단에서 수치들을 실시간으로 확인이 가능해. 올해 4월부터 “대기오염물질 배출사업장 총량관리제도”가 시행되면서 TMS부착은 더욱 중요해졌어. 그래서 포스코도 TMS를 확대 설치할 예정으로 배출량들을 더 투명하게 관리할 예정이야.

강초록과 김철석

고마워. 대기오염물질 감축을 위한 포스코의 노력이 있다면 더 알려줘.

제철소는 화력발전소와는 달리 한번 가동을 시작하면 10년이상 용광로 불을 꺼뜨리지 않아. 한번 꺼진 용광로에 다시 불을 지피려면 엄청난 비용이 들거든. 쉬지 않고 계속 조업해야한다는 말은 생산을 중단하거나 생산량을 줄여서 배출량을 감축하는 것이 어렵다는 말과 같아. 그럼 오염물질 저감 시설을 추가로 설치하거나, 노후된 시설을 폐쇄하고 새로 짓는 수밖에 없는데, 이렇게 되면 장기간의 계획에 따른 개선이 필요하기 때문에 가시적인 저감효과를 확인하는 데 조금 시간이 걸려.  포스코는 2024년까지 대기오염물질을 기존 배출량 대비 35% 저감하겠다는 목표를 세우고, 다양한 시설투자 활동을 전개중이야. 이번에 포항 소결공장에 설치된 SCR도 그렇게 투자된 시설 중 하나지.

포스코는 여기서 더 나아가 미세먼지를 좀 더 효율적으로 저감하기 위해, 저온시에도 질소산화물 제거 효율이 높은 저온 SCR 촉매기술과 고온의 배기가스에서도 황산화물을 선택적으로 제거하는 고온 건식 탈황기술, 그리고 먼지를 제거하는 집진기의 차압을 낮춘 고효율 여과집진기술을 3대 핵심 기술로 선정했어. 이 기술들은 지난해 5월 포항산업과학연구원(RIST) 내에 설립된 미세먼지연구센터에서 집중적으로 연구, 개발되고 있지. 그리고 정부의 주도로 미세먼지 농도가 높은 12월부터 이듬해 3월까지 4개월동안 배출량을 저감하는 미세먼지 계절관리제도 운영중이야. 올해 초(’19.12~’20.3)에는 전년 동기대비 배출량을 1,500톤 이상 저감하기도 했어. 포항, 광양 두 제철소도 적극 동참하기 위해 각각 미세먼지대응TF와 환경개선위원회라는 사내 조직을 구성하여 미세먼지 저감을 위한 과제를 발굴, 개선하고, 이를 지역사회와 공유하고 있어.

(좌)대기질을 측정하고 있는 포스코 직원들, (우)지난해 7월 개최된 광양 대기환경개선 공동협의체 발족 및 협약식 사진

▲ 대기질을 측정하고 있는 포스코 직원들(좌), 지난해 7월 개최된 광양 대기환경개선 공동협의체 발족 및 협약식 사진(우)

2022년부터는 제철소의 대기오염물질 저감 실적을 가시적으로 확인할 수 있을 것 같아. 제철소는 장기간의 개선이 필요하기 때문에 조금 시간이 걸린다고 했지? 이제 얼마 남지 않았어. 친환경 제철소의 진정한 모습을 곧 보여줄게. 조금만 기다려줘!

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