폐기물 에너지(WTE)

WTE

 

(Waste to Energy, 폐기물 에너지)

 

0. 폐기물의 기초지식

폐기물 관리법: 사람의 생활이나 사업활동에 필요하지 아니하게 된 물질로 ‘쓰레기, 연소재, 폐유, 폐산, 동물의 사체 등’

현행법상 버리는 사람의 용도폐기 의사에 따라 폐기물로 분류

우리나라의 생활폐기물의 매립처리비율은 지속적으로 낮아지는 반면 소각 비율은 꾸준히 증가

사업장폐기물의 매립처리는 ‘08년 이후 감소 추세, 재활용은 증가 추세

바람직한 폐기물 정책 방향

 Reduce, reuse, recycle, recover and dispose

 

1. 소각 입문

 소각(incineration): 가장 폭넓게 사용되는 처리방식으로 충분한 산소 공급조건에서 폐기물 내의 가연분을 산소와 반응시켜 이산화탄소, 물이 주성분인 가스로 변환시키고, 남는 잔재는 매립 등으로 처분한다.

 가스화(gasification): 폐기물 내의 가연분을 불충분한 산소 공급 조건에서 CO, H2가 주성분인 합성가스로 전환하는 방법이다. 가스화 반응 중에 발생하는 다이옥신이 가스화로 내에서 완전 분해되는 장점이 있다,

 열분해(Pyrolysis): 가스화와 유사한 방식이나, 무산소 조건에서 폐기물을 400~600도 정도의 비교적 낮은 온도로 가열하여 열분해하는 방식으로 고발열량의 오일 타르 등을 얻을 수 있는 기술이다, (주로 액체연료로 전환)

소각처리의 목적

 감용화, 감량화, 자원화, 안정화, 무해화, 무취화, 열이용

소각시설의 개요

소각로

스토커, 유동상, 열분해가스화 용융 방식으로 분류

 소각로의 형식별 단점 비교

 Grate vs BFB vs CFB

 고체 연료를 연소하기 위한 최고의 기술은 존재하지 않음

 용도, 효율, 연료의 특성, 규제 등에 의해 적절한 연소 장치를 선택하는 것이 중요함,

 

2. 연료로서의 쓰레기

 쓰레기의 성상은 소각시설의 설계, 운전에 매우 중요한 요소

 물리적/화학적 성상

 쓰레기 성상 분석의 절차

 시료채취 à 겉보기 밀도 측정 및 물리적 분류 à 수분 함량 및 회분 함량 분석 à 공업분석 à 발열량 분석 à 원소분석

 

3. 연소이론

 연소란 가연성 물질이 산소와 반응하여 빛과 열을 발생하는 화학반응,

 연소의 3요소: 가연물, 산소공급원, 점화물

 완전연소의 3요소: 시간, 온도, 산소

 연료의 연소 형태

증발연소, 분해연소, 표면연소, 자기연소

 연소공기량의 계산

 공기비

 연소가스의 구성

 1차연소와 2차연소

 연소의 총결산: 열정산(=열수자, 열감정)

 

4. 소각 시설 만들기

5. 폐기물 소각 시스템

 폐기물 반입 및 저장 설비

 폐기물 공급 설비

 스토커의 기능

 스토커의 종류

 소각로 본체의 구조

 내화물의 종류와 선정

 연소용 공기계통

 배기가스 계통

 굴뚝

 자동연소제어

 

6. 초대받지 못한 손님 다이옥신

 

7. 보일러 설비

 보일러의 형식과 선정

 보일러의 부식과 마모

 보일러 설비의 구성

 폐기물 발전 저효율 원인 및 고효율화 대책

 

8. 배가스 처리 설비

 배가스 처리기술의 분류

 입자상 물질 처리기술의 특징

 집진기술

 가스상 물질 처리기술의 특징

 HCI, Sox 제거 기술

 NOx 제거 기술

 배가스 처리의 과제