매일안전신문 - 정유공장 등 가스연소 굴뚝 플레어스택, 첨단 분광학으로 효율적 관리

[매일안전신문] 정유공장이나 석유화학공장 등에서 안전상 이유로 가연성 가스를 연소시키는 굴뚝인 플레어스택 관리가 첨단 분광학을 통해 더욱 효율적으로 이뤄질 전망이다.

환경부 국립환경과학원(원장 장윤석)은 플레어스택의 연소효율을 높여 배출가스를 줄이는 첨단 관리기법을 최근 확립했다고 18일 밝혔다.

국립환경과학원이 지난해 12월 도입한 ’무연관측시스템‘을 올해 상반기 시험운영한 끝에 원거리에서 플레어스택 연소효율을 판단하는 방법을 확립한 것이다. 정유공장 등의 공정과정에서 발생하는 가연성 가스를 태우는 플레어스택은 상부 화염과 고온 탓에 자동측정기기(TMS)를 설치하기 어렵다보니 지금까지는 폐쇄회로(CC) TV나 광학가스탐지카메라 등을 이용해 간접적으로 관리할 수밖에 없었다.

무연관측시스템을 활용하면 다중 적외선(IR)을 플레어스택 화염에 직접 비춰서 이산화탄소, 탄화수소류, 일산화탄소 같은 연소생성물을 1초 단위로 측정할 수 있다. 플레어스택의 정량적인 연소효율을 판단해 탄화수소류 등 미세먼지 원인물질을 줄이고 실질적인 운영비용도 절감시킬 것으로 기대된다.

산업현장에서는 플레어스택 불꽃이 너무 크게 보일 경우 지역민들 민원이 제기되는 데다가 불꽃을 낮추려고 증기(스팀)를 쓰다보니 비용부담이 크다. 증기로 불꽃 크기를 조절하다보니 불완전 연소로 탄화수소류 등의 대기오염물질이 더 배출되기도 한다.

이번 시스템을 통해 운용비용이 크게 줄어들 것으로 보인다. 과학원 연구진이 이번 시스템으로 불꽃이 있을 때와 증기 조절로 불꽃이 없는 경우를 측정했더니 연소효율이 각각 99.9%와 85%로, 완전연소하면서 불꽃이 있는 경우가 대기오염물질이 적었다. 플레어스택 1기당 스팀 사용량을 시간당 약 3∼5톤 정도로 계산하면 생산비용이 톤당 약 2∼5만원 들어가므로 스팀 사용량을 1시간 1톤 감축하면 플레어스택 1기당 연간 8760톤, 2억6000만원을 절감하게 된다.

김영우 과학원 기후대기연구부장은 “플레어스택의 배출오염물질의 규제와 감시를 위해 측정수단 뿐만 아니라 기술지원으로 기업들과 상생할 것”이라며, “올해 말까지 이번 시스템을 적용하여 정유업계 등 국내 플레어스택 현황 전반을 조사하고 관련 기술을 지원할 예정”이라고 말했다. /신윤희 기자

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