폐열 회수는 광산용 환기 시스템과 산업용 송풍기 설비에서 배출되는 고온 공기와 배기가스에 남아 있는 열을 다시 활용하여 에너지 소비를 줄이는 기술이다. 주 환기 송풍기와 고온 배기 송풍기는 지하 갱내와 공정 설비에서 많은 양의 열을 실어 나르는데, 이 열을 그대로 대기로 방출하면 에너지가 그대로 손실된다. 폐열 회수 장치를 설치하면 이러한 손실을 줄이고 난방, 공정 예열, 온수 공급 등에 다시 활용할 수 있다.
광산에서는 지하 온도가 높거나 기계 장비에서 발생하는 열로 인해 배기류 온도가 상당히 높게 형성되는 경우가 있다. 특히 고온 가스와 분진을 함께 배출하는 원심 송풍기와 보일러 연도 가스 송풍기에서는 폐열 회수 가능성이 크다. 열 교환기를 설치하여 배기 가스와 외기를 간접적으로 열 교환시키면, 신선 공기 예열과 갱내 난방에 필요한 에너지를 절감할 수 있다. 이 과정에서 가스와 직접 접촉하지 않도록 구조를 설계하면, 오염 물질이 다른 공정으로 옮겨가는 것을 막을 수 있다.
폐열 회수 설비로는 판형 열 교환기, 관형 열 교환기, 회전식 열 교환기 등이 사용된다. 분진과 부식 성분이 많은 광산 배기 가스에는 청소와 점검이 쉬운 구조를 선택하는 것이 중요하다. 열 교환기 표면이 분진으로 막히면 열 전달 성능이 급격히 떨어지고 압력 손실이 늘어나므로, 정기적인 세척과 점검 계획을 세워야 한다. 또한 재질 선택 시에는 부식성과 온도 조건을 충분히 고려하여, 장기간 안정적인 운전이 가능하도록 해야 한다.
폐열 회수는 단순히 기술 장치를 설치하는 것에 그치지 않고, 전체 환기 시스템과 에너지 사용 구조를 함께 검토해야 한다. 회수된 열을 어디에 어떻게 사용할 것인지, 회수량과 필요량이 얼마나 맞는지, 계절에 따라 운전 전략을 어떻게 바꿀 것인지 등을 종합적으로 설계해야 한다. 예를 들어 겨울철에는 회수 열을 갱내 온도 유지와 작업장 난방에 활용하고, 여름철에는 공정 예열에 집중하는 방식으로 운전 전략을 나눌 수 있다.
경제성 평가도 폐열 회수 도입에서 중요한 요소이다. 설비 투자비와 유지보수 비용, 회수 가능한 열량과 연료 절감 효과를 비교하여, 투자 회수 기간을 계산할 수 있다. 광산용 송풍기와 보일러 배기 설비에서 충분한 온도와 유량이 확보된다면, 적정 기간 안에 투자비를 회수할 수 있는 경우가 많다. 폐열 회수를 통해 에너지 비용을 줄이는 동시에, 배출 가스 온도를 낮추어 환경 규제 대응에도 도움이 되므로, 광산과 산업 현장에서 점점 더 중요한 선택지로 자리 잡고 있다.
폐열 회수 시스템을 안정적으로 운전하기 위해서는 환기 담당 부서와 설비 담당 부서의 협력도 필수적이다. 열 교환기 청소와 누설 점검, 온도와 압력 측정, 배기 가스 성분 확인 등을 정기적으로 수행하고, 결과를 기록하여 성능 변화를 추적해야 한다. 또한 회수 열을 사용하는 현장의 운영 상황도 함께 모니터링하여, 실제 필요에 맞게 운전 조건을 조정하면, 과도한 회수나 부족한 공급을 피할 수 있다.
