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보일러水 전 처리의 ‘혁명’, 멤브레인 탈기장치가장 싸고·환경친화적 보일러 스케일·부식량 감소 솔류션
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  • 승인 2018.12.03 23:05
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(주)울파기술 유충재 이사

울파기술 유충재 이사

“보일러 유입수를 최상의 컨디션으로 만들어 스케일과 부식을 방지하기 위해서는 물 속에 무엇을 넣는 것이 아니라 나쁜 원인을 제거해야 합니다.”

 

울파기술(주)(대표 오규근) 유충재 이사는 자신 있게 말했다. 보일러설비의 효율을 떨어뜨리는 스케일·부식 등을 가장 경제적이고 친환경적으로 관리할 수 있는 혁신적 솔루션이 있다는 것.
산업용보일러를 사용하는 업체에는 단비 같은 소식이다. 이 기술은 보일러설비의 열효율을 높이기 위한 유입수를 최상의 조건으로 처리해 부식과 스케일을 최소화하고 에너지효율을 높이는 차세대 전처리 기술이다.

유 이사는 그동안 해온 화학약품 주입 등의 방식이 1세대 기술이라면 멤브레인 탈기장치는 차세대 신기술이라고 말했다.

 

1세대 전처리 기술

보일러 설비의 열효율을 높이기 위한 유입수의 적절한 전 처리는 필수적이다. 용존성 경도, 이온물질, 염화물, 용존산소, 이산화탄소 등이 함유된 유입수를 사용해 온수와 스팀을 생산할 경우 보일러 내부 부식이나 스케일이 발생하기 때문이다. 이로 인해 에너지효율이 감소되고 보일러 자체에 손상을 가져와 설비 수명마저 줄어든다. 특히 스케일은 보일러 원수를 지하수로 사용할 경우 더욱 두드러진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 업체에서는 경도 높고 부식성이 강한 칼슘, 마그네슘 같은 이온성분의 전처리와 용존기체를 제거하기 위해 여과 및 응집방식. 연수처리, 또는 보일러 내부물속에 화학약품을 희석하는 방법을 사용해 해오고 있다.

유 이사는 “화학약품을 주입할 경우 적지 않은 부작용을 유발한다”고 잘라 말했다. “인산염의 경우 고형물 농도를 높이는가 하면 황산염이나 규산염은 물속에서 불용성 칼슘과 마그네슘염을 만들지요. 또 수산화칼슘, 수산화나트륨은 고열에 농축되어 스케일처럼 표면에 퇴적되어 부식화됩니다. 그런데 현재 국내 현장의 보일러 수처리는 원수→여과→연수장치→이온교환수지+약품주입의 1차 정제수준이 대부분이죠.”

보일러나 에너지설비를 운영하는 현장관리자들은 스케일과 부식생성을 최대한 억제해, 장해를 최소화하길 바라지만 현재 사용 중인 현장의 수처리만으로 목적을 달성하기에는 거의 불가능에 가깝다는 것이 유 이사의 설명이다.

유 이사는 또 “아이러니하게도 현장 수처리 공정에서는 스케일·부식을 억제하는 방법과 그 총량을 증가시키는 방법을 혼용해서 사용하고 있다”며 “바로 용존산소와 이산화탄소를 제거하기 위해 첨가하는 약품주입에 그 원인이 있다”고 강조했다.

그의 말에 따르면 이산화탄소를 제거하기 위한 이온중화제 성분은 보일러 고열에 농축돼 알카리 부식으로 축적되고, 반응하고 남은 잔존 산화제 등도 보일러 내부에서 화학적·물리적 반응과 고온에서 농축되어 스케일화 되는 것이다. 용존산소와 이산화탄소는 이온교환수지탑을 자유롭게 왕래해 수지를 산화시키고 이온교환수지의 성능을 떨어뜨린다는 것.

 

스케일·부식 총량 감소하는 유일한 방법

따라서 유 이사는 스케일·부식의 총량을 일정수준으로 감소시켜 유지할 수 있는 방안에 주목해야한다고 말했다.

현재 사용 중인 현장의 전처리 공정을 그대로 유지한 채 스케일과 부식의 총량을 감소시키는 유일한 방법은 화학약품 사용을 최소화하면서 효율적으로 용존산소 등을 제거하는 것인데 바로 ‘멤브레인 탈기장치’라는 것이다.

멤브레인 탈기장치(deaerator)는 막의 내부를 진공펌프를 이용해 압력을 줄이는 감압환경으로 만든 상태에서물을 통과시키고 그 감압으로 물속의 모든 용존기체를 초고효율(95%이상)로 제거하는 탈 기체 기술이다. 약품을 전혀 쓰지 않고도 효율적으로 용존산소 등 용존기체 제거가 가능한 이 기술은 미국, 일본과 같은 선진국에서는 1990년대 초부터 이미 대중화되고 보편화된 혁신적인 기술이다.

일본건설성에서는 신기술로 인정하고 있다. 유 이사는 “멤브레인 방식의 탈기기를 설치한 후 30일이 지나면 용존산소가 제거된 물성변화로 인해 스케일·부식의 총량 감소가 서서히 일어난다”며 “이와 함께 꼭 병행해야할 것이 그동안 사용해왔던 모든 화학약품 주입을 중단해야 한다”고 말했다.

바로 스케일·부식 활성화의 한 축을 담당했던 희석약품과 용존기체들이 사라진 물에서 스케일과 부식은 에너지원을 잃게 되면서 총량감소가 일어나게 되는 원리다.

 

전처리 비용 4분 1까지 감소

이러한 방식은 경제적 효과도 상당하다.
유 이사는 “1mm층의 스케일이 상기면 2.2%의 열손실이 생기고 주기적인 수관세정과 교체비용, 블로우다운으로 인한 물사용 비용 증가, 과열에 의한 보일러 본체의 수명과 내구성단축, 화학약품 구매 비용 등 기존의 관리비용대로라면 돈은 돈대로 나가고 보일러설비의 컨디션은 빠른 속도로 저하되는 악순환을 겪는 셈“이라고 말했다.

실례로 모 식품제조기업은 연간 1500kg용량의 보일러 두 대를 사용하면서 연간 대당 1500여만 원의 비용을 지불하고 있다. 유 이사는 멤브레인 탈기장치를 사용할 경우 이 비용을 4분의 1까지도 줄일 수 있다고 말했다. 울파기술은 2000년도부터 멤브레인 탈기장치 선진국인 일본에서 핵심부품인 탈기모듈을 수입, 나머지 부속은 국내에서 조달해 탈기장치를 완성한다. 자체 연구소에서 테스트를 거쳐 공급한다. 삼성전자 반도체 공정에 적용한지는 20년째다.

탈기장치는 물을 사용하는 모든 산업현장에 적용가능하다. CJ햇반공장, 풀무원 두부공장에도 납품을 이어가고있다. 에너지기업으로는 올해 1월부터 난방공사 성남본사에서 파일럿설비 실증을 거쳐 검증이 끝난상태다. 내년초부터 전국 지사에 본격 적용할 계획이다.

울파기술은 1996년 4월 창업했다. 창업아이템은 디지털압력계로 그동안 수입에 의존해왔던 디지털압력계 국산화1세대 이기도 하다. 울파기술은 지금까지 멤브레인 탈기장치를 1천여대 이상 제조, 판매했다 .

 

한국에너지정보센터  kecenter@hanmail.net

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