플레어스택(flare stack) 은 정유 공장이나 석유 화학 공장 따위에서, 공정 중 비정상적인 압력상승으로 배출되는 물질을 가연성 가스를 점화해 연소시킬 목적으로 설치된 굴뚝을 말한다. 일종의 공정배출가스 처리시설이다.

플레어스택은 시설관리기준을 준수해 95% 연소효율을 유지하도록 돼 있으나, 플레어스택 상부에서 보이는 옅은 매연과 화염으로 인한 주민들의 민원이 발생, 사업장에서는 화염과 매연이 보이지 않도록 과량의 스팀을 투입해 운영하고 있다.

이러한 운영으로 인해 연소되지 않은 휘발성유기화합물이 대기 중으로 배출돼 미세먼지 및 오존생성에 영향을 주며, 사업장에서는 스팀생산을 위해 불필요한 운영비용을 늘려 경제적, 환경적으로 영향을 끼치고 있다.

참고로 플레어스택이 비정상가동 되면, 짙은 매연 감지 및 다량의 CO, 고분자 탄화수소가 배출되며, 불완전연소될 경우 옅은 화염, 미연소된 VOCs이 다량 배출된다.

이에 따라 사업장은 플레어스택의 대기오염물질의 배출을 줄이기 위해 시설관리기준을 준수해 높은 연소효율로 배출가스를 처리해야 한다.

현재 플레어스택 시설관리 기준(대기환경보전법 시행규칙 별표 10의2)을 보면, 자동점화 시설, 점화 불꽃 모니터링, 광학가스탐지 카메라 운영과, 링겔만 농도표 2도 또는 불투명도 40% 이하(2시간 5분 이하) 기준 매연 측정, 스팀보조·혼합공기 보조방식 (2,403 kcal/Sm3,270 BTU/Sft3 이상), 연소용 공기 보조방식(196 kcal/Sm3 이상) 등의 발열모니터링을 하도록 돼 있다.

환경부와 업계에서는 플레어스택의 자동측정기기(TMS) 설치가 어려워 폐쇄회로텔레비전이나 광학가스탐지카메라 등을 이용해 간접적으로 관리를 해온 한계를 극복하고, 탄화수소류 등 미세먼지 원인물질 저감, 기업의 실질적인 운영비용 절감 등을 위해 개선 노력을 기울여 왔다.

이런 가운데 국립환경과학원은 2019년 12월 '무연 관측 시스템(Smokeless monitoring system)'‘을 도입했고, 2020년 상반기 시험운영을 거쳐 원거리에서 플레어스택의 연소효율을 판단하는 방법을 확립했다.

환경부는 이 같은 '스모크리스 모니터링 시스템'의 도입으로 원거리에서 플레어스택의 연소효율을 실시간으로 측정하고 연소효율을 높이는 배출가스 연소조건을 제시해 플레어스택의 휘발성유기화합물 배출가스 농도를 줄이는 역할을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.