▲ 연소 시험에 사용된 관류 보일러.(사진=가와사키냉열공업)
[월간수소경제 편집부] 가와사키냉열공업(川重冷熱⼯業)과 가와사키중공업(川崎重⼯業)이 수소를 연료로 활용하면서도 질소산화물(NOx) 배출량이 낮은 버너 개발에 성공했다.

가와사키냉열공업에 따르면 이번에 개발한 버너는 40ppm의 NOx를 배출하는데, 이는 천연가스 전소(専焼) 버너의 배출량인 60ppm의 2/3 수준이다. 가와사키냉열공업은 지난 3월부터 실시한 관류 보일러(once-through boiler)를 활용한 연소 시험을 통해 이 같은 사실을 확인했다.

수소는 연소되는 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않지만, 화염 온도가 높아 천연가스가 연소될 때에 비해 약 3배 이상의 NOx가 배출된다. 이에 기존의 수소 전소 버너는 연소실에서 증기를 분무하거나 배기가스 재순환 장치(EGR)를 통해 화염 온도를 낮춰 NOx 발생량을 줄였다. 하지만 기기를 추가로 설치해야 하며 NOx 저감 효과에 한계가 있다는 사실이 단점으로 지적되어 왔다.

이러한 과제를 해결하기 위해 가와사키냉열공업은 지난 2015년부터 수소 전소 버너 개발에 돌입했다. 가와사키냉열공업은 가와사키중공업이 수소 가스터빈 개발 과정에서 얻은 수소 연소 관련 노하우를 살려, 증기 분무나 EGR을 필요로 하지 않는 드라이식 수소 전소 버너를 개발했다.

지난 3월에 진행된 연소 시험에서는 수소 전소 버너를 관류 보일러에 탑재한 다음 환산증발량 750kg/h 출력의 수소 연소를 실시해, 정규 운전에서도 NOx 배출량을 40ppm까지 줄일 수 있다는 사실을 확인했다. 이는 천연가스 전소 버너의 NOx 배출량인 60ppm보다 낮은 수치다.

수소는 석유화학 플랜트와 제철소 등에서 부산물로서 생산되고 있다. 따라서 이들 산업 현장에서 수소 전소 버너를 활용할 경우 공장 내 연료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소 및 NOx 배출량을 대폭 줄일 수 있다는 것이 가와사키냉열공업의 의견이다.

현재 가와사키중공업그룹은 수소에너지 보급을 위해 수소에너지 서플라이 체인 구축에 필요한 인프라 기술 개발 및 제품화에 노력을 기울이고 있다. 가와사키냉열공업은 2019년 시장 출시를 목표로 수소 전소 관류 보일러 제품화에 박차를 가할 계획이다. 

SNS 기사보내기