PTFE 소재 사용…효율성 배가시켜
에너지절감·친환경 등 효과 ‘수두룩’

국내 한 벤처기업이 그동안 외국산 제품이 독주하던 열교환기 시장에 과감하게 도전장을 던졌다. 주인공은 테플론(TEFLON) 열교환기, 불소수지와 엔지니어링 플라스틱 부품을 전문으로 생산하며 불소수지 업계의 선두주자로 자리매김한 우암신소재(주)(대표 정동관).
우암신소재는 그동안 제철, 정밀화학 분야에 소형 열교환기를 제작, 납품해 오다 최근 대규모 발전소를 대상으로까지 제품(제품명 : ‘ENCON’)을 다양화하고 본격적인 마케팅에 나섰다.

쉽게 설명해 열교환기는 발전소 등에서 연료를 태워 열을 생산하는 고세서는 연료 절감을 위해 열회수장치를 설치하는데, 굴뚝으로 나가는 고온의 폐열을 회수해 다시 에너지로 사용하는 장치를 말한다.

문제는 벙커C유를 연료로 사용하는 열병합발전소의 경우 에너지 절감은 물론, 배출되는 오염물질까지 걸러내야 하는 고난위도의 기술이 필요한데, 이를 완벽하게 처리할 수 있다는 것이 회사 측의 설명이다.

보일러에서 나오는 열은 1000℃를 훌쩍 넘어서는 고온이다. 이러한 열을 그냥 버린다는 것은 에너지 낭비다. 따라서 발전소 등에서는 1차적으로 메탈 소재 열교환기를 설치해 200℃까지 낮추게 된다. 즉 나머지 열을 회수해 다시 에너지화하는 것이다.

그런데 1kg의 물을 1℃ 높이는데 필요한 열량만 540kcal가 필요하다고 보면, 200℃도 대단한 에너지라 아니할 수 없다. 이에 이러한 열을 50~70℃까지 낮춰, 즉 130~150℃의 열을 회수하기 위해 2차적으로 테플론 소재로 재작한 열교환기를 설치한다.

메탈 열교환기로 더 낮추면 되는 것 아니냐고 질문할 수 있지만, 이 경우 온도가 낮아질시 부식 등의 문제가 있다고 한다. 즉 벙커C유를 태울 경우 구성원소인 탄소(C)와 수소(H)가 공기(O₂/N₂)와 만나 CO₂, H₂O, SOx, N₂, NOx, V₂O5 등 유해물질이 발생하게 된다.

여기서 SOx의 경우 응결해서 H₂O와 결합시 부식성이 아주 강한 황산으로 변하기 때문에 이를 견뎌낼 수 있는 내부식성이 강한 테플론 소재의 열교환기만 사용이 가능한 것이다.

그런데 아직까지 테클론 소재로 열교환기를 생산해내는 업체는 국내에서는 우암신소재가 유일하다는 것. 그래서 그동안 업계에서는 비싼 돈을 주고 외국에서 제품을 들여와 설치해야 했다. 특히 고장시 A/S 기간·비용이 많이 들었고, 열교환기 외에 굴뚝에서 백연현상을 막기 위해 다시 열을 가하는 장치를 다시 설치해야 하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 완벽하게 해결하면서도 가격도 저렴한 열교환기를 우암신소재가 개발, 마케팅에 나섰다.

특히 우암신소재의 열교환기는 기존 제품들이 메탈튜브에 테플론 소재를 코팅하는 것이 아닌, 순수하게 테플론 재질로만 만들었다는 특징이 있다. 아울러 기존 PFA 소재가 아닌 열전도가 높은 폴리테트라 플루오르 에틸렌(PTFE) 소재를 사용했다는 것 역시 또 하나의 특징이다.

PTFE 소재는 용접이 잘 되지 않는 단점이 있는데, 이를 가능하게 하는 기술을 우암신소재가 개발했으며, 튜브 연결시 기존 제품이 너트를 사용해 부식 가능성이 있었는데, 이 또한 열 융착을 해 연결 부위에서 열이 세나갈 틈도 주지 않아 그만큼 효율성을 높였다.

PTFE 소재를 사용해 제품을 생산하는 곳은 세계에서도 유일하다는 것이 회사 측의 설명이다.

물론 가격은 외국제품 대비 70% 수준에 불과해 설치 초기 원가도 절감할 수 있다.

종합적으로 봤을 때 10톤 보일러에 벙커C유 800ℓ/hr(777kg/hr)를 적용했을 때 에너지 절감량은 연간 2억8000만원에 달한다는 것이 회사 측의 설명이다. 투자비의 경우 열교환기(400㎡) 설치에 2억5000만원, 굴뚝 Lining에 3000만원, 기타 2000만원 등 3억원이 소요된다고 보면, 투자회수기간은 1.1년에 불과하게 된다.

우암신소재 김범수 기술담당 이사는 “물량이 많아지면 외산 대비 50%까지 낮출 수 있다”고 자신했다. 특히 그는 고유가 시대에 에너지 절감과 함께, 환경 친화적이며, 비용을 낮출 수 있음은 물론, 국산화를 통해 자금의 해외 유출까지 방지 할 수 있는 1석 4조의 효과가 있다고 덧붙였다.

정동설 상무 역시 “사실 그동안 우암신소재가 열교환기를 생산한 것이 10년 전이므로 그동안 현장에서 꾸준히 검증 단계를 거친 만큼 신뢰성은 이미 확보한 상태”라며 “이를 바탕으로 대규모 열병합발전소 등 대형프로젝트까지 확대해 나갈 방침”이라고 밝혔다.