유해화학물질 제로화·안전 최우선 발전소 운영 ‘큰 걸음’
한국중부발전이 발전사 최초로 500MW급 석탄발전 탈질설비 요소수 직접주입 실증에 성공했다.
석탄발전소 대기오염물질 저감을 위한 탈질설비의 환원제로 쓰이고 있는 무수암모니아를 안전한 물질인 요소수로 대체하고, 요소수를 연소가스 통로 내에 직접 분사함으로써 탈질설비 운영의 안전성과 편리성이 크게 향상됐다.
중부발전은 발전소에서 사용하는 유해화학물질 제로화를 위한 로드맵을 수립, 추진 중이다.
이를 위해 발전소 용수 처리에 사용되는 염산, 가성소다뿐만 아니라, 발전소 탈질설비에 사용하고 있는 암모니아를 안전한 물질로 대체하기 위해 석탄발전 탈질설비 요소수 직접주입 기술 개발 및 실증에 박차를 가하고 있다.
2019년 말부터 중소기업과 500MW급 석탄발전소에 요소수를 직접 주입하는 연구를 추진했다.
핵심기술인 요소수를 암모니아로 전환하기 위한 최적 온도를 고려한 주입점 선정, 전환시간 최소화를 위한 무화 및 분배기술을 확보했다. 
2020년 보령 8호기에 개발품을 설치 완료하고, 2021년 4월 성능시험과 신뢰도 시험을 통해 실증에 성공했다.
성능시험 결과, 탈질설비 질소산화물 제거효율, 암모니아 슬립 등 기존설비 대비 높은 성능을 보였다.
현재는 개발품의 신뢰도 향상을 위해 6개월간의 장기 상시 운전을 진행하고 있다.
요소수 직접주입 기술은 발전소 안전관리 및 운영의 편리성에 있어서 유리하다.  기존에 사용하고 있는 무수암모니아는 유해물질로 발전소 근무자 안전에 위험요인이 될 수 있다.
개발된 기술을 활용해 안전물질 요소수를 연소가스 통로에 직접 주입하고 탈질촉매를 통과하게 되면 연소가스의 질소산화물과 반응해 물과 질소로 전환돼 안전하게 질소산화물을 제거할 수 있다.
발전소 운영에 있어서도 요소수를 직접 주입하므로 요소수 저장, 주입 및 제어설비 등 구성이 간단하고 운전이 편리하다.
기존 요소수 열분해 방식이나 가수분해 방식과는 달리 탈질설비 주입 전 암모니아 전환설비가 없어 공정안전관리 대상에서 제외되므로 안전관리 요소가 감소되는 장점이 있다.
향후, 중부발전은 이 기술을 석탄발전에 순차적으로 적용하기로 했다.
LNG복합발전에도 적용하기 위해 개발된 기술을 고도화할 계획이다.
김호빈 중부발전 사장은 “중소기업과의 협업을 통해 발전소에 유용한 기술 개발에 노력하고 있다. 이번 실증에 성공한 탈질설비 요소수 직접주입 기술은 유해화학물질 제로화와 안전한 발전소 운영을 위한 획기적인 기술로 향후 모든 발전소로 확대 적용해 발전소 안전은 물론 지역사회 안전에도 기여할 것”이라고 했다.