초록 ▼

오염 상황을 인지하기 시작하였으며, 수은 화합물을 ‘전 지구적 오염물질’로 규정하였다. 2009년 2월 제25차 UNEP 집행위원회에서는 국제수은협약 체결 논의를 시작하기로 결정하였으며, 수은협약이 발효되기 이전까지 수은배출 저감을 위한 자발적 파트너쉽 사업을 병행하기로 하였다. 우리나라는 세계 9위의 수은 배출국으로서 국내 수은 사용·배출현황, 환경오염현황 조사 및 특성 파악에 대한 연구가 필요하다. 특히 환경부의 『국민혈중 중금속농도 조사』결과, 우리나라 국민의 수은 인체노출 수준이 4.34 ㎍/L (’06년) 및 3.80 ㎍/

오염 상황을 인지하기 시작하였으며, 수은 화합물을 ‘전 지구적 오염물질’로 규정하였다. 2009년 2월 제25차 UNEP 집행위원회에서는 국제수은협약 체결 논의를 시작하기로 결정하였으며, 수은협약이 발효되기 이전까지 수은배출 저감을 위한 자발적 파트너쉽 사업을 병행하기로 하였다. 우리나라는 세계 9위의 수은 배출국으로서 국내 수은 사용·배출현황, 환경오염현황 조사 및 특성 파악에 대한 연구가 필요하다. 특히 환경부의 『국민혈중 중금속농도 조사』결과, 우리나라 국민의 수은 인체노출 수준이 4.34 ㎍/L (’06년) 및 3.80 ㎍/L(‘08년)으로 미국 0.82 ㎍/L, 독일 0.58 ㎍/L에 비해 4~5배 높은 수준으로 수은의 노출 및 위해성 저감대책 마련이 요구되며, 이에 따라 환경부에서는 「수은관리종합대책」(’06)을 추진하고, 화력발전소 및 소각시설 등의 수은 배출시설의 배출기준을 강화하였다.1)
미국 EPA의 보고서에 따르면, 수은 화합물의 주요 배출원은 석탄 화력 발전소, 도시 폐기물 소각로 등의 연소설비이며, 미국 전체 연간 수은 배출량의 약 87%를 이러한 연소설비에서 배출되어진다고 보고하고 있다.2) 또한 인위적으로 배출되는 가스상 수은화합물 중 원소상태의 수은은 용해성이 없고, 휘발성이 높으며 반응성이 낮기 때문에 기존 대기오염방지시설로 처리가 어려운 것으로 알려져 있다.3) 이에 따라 인위적 배출원으로부터 배출되는 수은화합물을 효과적으로 제어하기 위해서는 방지시설에 따른 배가스 중에 배출되는 수은화합물의 화학종(speciation)에 대한 거동을 연구할 필요가 있다.

Abstract ▼

Mercury (Hg) is one of the most important environmental contaminants that arouse a global concern due to its toxicity, long distance transport, persistence and bioaccumulation in the environment. In this study, mercury emissions from coal-fired power plants in Korea, were measured. Coal-fired power

Mercury (Hg) is one of the most important environmental contaminants that arouse a global concern due to its toxicity, long distance transport, persistence and bioaccumulation in the environment. In this study, mercury emissions from coal-fired power plants in Korea, were measured. Coal-fired power covers abut 30% (1.5GW) of total electricity generation capacity in Korea and most of the coal-fired power plants (about 1.2GW) are equipped with both coldside electrostatic precipitator (ESP) and wet flue gas desulfurization (FGD) that are used for particulate and SOx removal, respectively. In addition, recently, a selective catalytic reduction(SCR) system has been started to install in order to control nitrogen oxides (NOx) from coal-fired power plants. In this study, a typical coal-fired power plant in Korea was selected to allow the identification of the present state of mercury emission and to estimate the fate and behavior of mercury from a coal-fired power plant.
The US EPA 101A and the Ontario Hydro method were used to sample the mercury containing combustion flue gases, at the inlet of the APCDs and at the stack, in order to understand the change in forms of mercury in such processes. The fates of Hg in a coalfired power plant and a municipal waste incinerator, including its removal by APCDs were quantified by collecting and analyzing gaseous samples as well as solid and liquid samples such as fuel (coal or wastes), fly ash from hopper, bottom ash, gypsum (by-product from FGD), lime or limestone, and effluents. The assessment of mercury emission and total mercury mass balance from a coal-fired power plant and a municipal waste incinerator were estimated by gathered sample data. Mercury concentration in the flue gas were 1.63~3.03 ㎍/㎥ in CPP#1~2 using Anthracite as a fuel, 1.95~3.33 ㎍/㎥ in CPP#3~4 using Bituminous. When comparing the two methods of error was 10~20%. Distribution of mercury speciation in flue gas were oxidized, elemental, particulate mercury order was emission. Emission factor were estimated as 19.83∼32.45 mg/ton in CPP using anthracite as a fuel, 7.43∼20.63 mg/ton in CPP using bituminous. Approximately 86% of in/out Hg balance was obtained with this study and major Hg outgoing was fly ash in hopper. Large amount of Hgp, above 50% of Hg could be removed by ESP and Hg compounds seemed to be oxidized to Hg2+ through ESP, which resulted in increase of Hg2+. Then wet FGD unit could remove Hg2+ with lime-slurry scrubber solution, which covers less than 10% of Hg, and about a quarter of mercury emits to the atmosphere through stack. Hg speciation changes with increasing oxidized portion through ESP and reduction of absorbed Hg to Hg0 in the wet FGD scrubber solution are reported from other investigations, however, need more comprehensive study with field experiments.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표 목차 ... 4
• 그림 목차 ... 5
• Abstract ... 6
• Ⅰ. 서 론 ... 8
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 9
• 1. 국내 화력발전시설 현황 ... 9
• 가. 화력발전 ... 9
• 나. 발전량 및 연료 사용량 ... 9
• 2. 조사대상 배출원 ... 10
• 3. 시료채취 및 분석 ... 12
• 가. 시료채취 지점 ... 12
• 나. EPA Method 101A ... 13
• 다. Ontario Hydro Method ... 14
• 라. EPA 7470A, EPA 7471A 방법 ... 15
• Ⅲ. 결과 및 고찰 ... 17
• 1. 배출원에서의 수은 배출 특성 ... 17
• 가. 석탄의 원소분석 및 공업분석 ... 17
• 나. Coal, 비산재/바닥재, 석고, 석회석, 탈황폐수의 수은 함유농도 ... 20
• 다. 배출가스 중 수은 농도 ... 22
• 라. EPA Method 101A와 Ontario Hydro Method 비교 ... 25
• 2. 수은 배출기여도(MassBalance) ... 30
• 가. 배출기여도 ... 30
• 나. 매체별 수은 분배계수 ... 34
• 3. 배출계수 산정 및 배출량 ... 36
• 가. 배출계수 ... 36
• 나. 배출량 ... 37
• Ⅳ. 결 론 ... 39
• 참고문헌 ... 41