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황화수소 포함 바이오가스를 고순도 메탄으로 변환
에너지연, 동남아 팜오일 산업 현장 최적화…향후 수출산업화
2023년 09월 12일 (화) 김남표 elenews@chol.com

한국에너지기술연구원(원장 이창근) 청정연료연구실 김선형 박사 연구진이 에코바이오홀딩스(대표 송효순)와 함께 고농도 황화수소를 포함한 바이오가스를 고순도 메탄으로 변환하는 기술을 개발하는 한편 이에 대한 파일럿 규모의 현장실증에도 성공, 실용화 가능성을 크게 높였다.

연구진이 이번에 개발한 기술은 바이오가스에서 황화수소, 이산화탄소, 수분을 제거해 97% 이상의 고순도 바이오메탄을 생산하는 기술로 수천 ppm의 고농도 황화수소가 포함된 바이오가스를 낮은 비용으로 제거가 가능해 동남아시아 바이오가스 산업에 최적화된 기술로 평가받고 있다.

바이오가스 고질화 공정은 악취와 부식을 유발하는 황화수소를 미생물 공법을 통해 바이오황으로 전환하는 전처리공정, 이산화탄소와 수분을 물 흡수법으로 제거해 바이오메탄을 생산하는 고질화 공정으로 구성된다.

전처리공정에서는 알칼리 용액을 사용해 고농도의 황화수소를 제거하고, 미생물 산화반응을 통해 용액을 재생시켜 경제적 운영이 가능하다.

특히, 동남아시아의 바이오가스 성질과 유사한 4,000ppm 이상의 고농도 황화수소가 포함된 바이오가스로부터 황화수소가 거의 검출되지 않을 정도로 우수한 성능을 보였으며, 부가적으로 비료로 활용 가능한 바이오황도 생산된다.

고질화 공정에서는 설비를 여러 등분으로 나눠 패키지화해 이동과 설치가 용이하고, 해외운반이 가능하게 설계됐으며, 공정에서는 친환경적이고 안전한 물을 고압으로 접촉해 이산화탄소를 제거하고, 흡착기술로 수분을 제거해 고순도의 바이오메탄이 만들어진다.

연구진은 정읍정애영농조합법인의 바이오가스화 시설에 파일럿 시설을 설치해 하루 평균 3톤의 바이오가스를 처리하는 실증 과정을 진행했다.

그 결과 고농도의 황화수소를 포함하는 바이오가스에 적용 시 97% 이상의 고순도 메탄을 안정적으로 생산하는 데 성공했으며, 실험결과에 대해 한국산업기술시험원 인증을 획득했다.

이번 기술개발은 운전, 유지관리, 운반, 설치가 간단해 인프라가 부족한 동남아시아의 팜오일 산업 현장에 최적화되어 있는 것으로 평가되고 있는데 연구진은 이번 국내에서의 실증 실적을 기반으로 해와 팜오일 산업 분야 진출을 시도하고 있으며, 향후 이 기술을 상용화해 해외 기술 수출과 함께 국가탄소배출권 확보에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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