폐기물 고형 연료화기술 임세헌 정두영 이은지

서론 지구환경보호, 자원보호를 위해서는 자원순환형사회의 구축이 요청 최근의 지구온난화 문제의 주요인으로 알려진 이산화탄소의 배출억제에 대한 필요성이 증대 대책: 미이용에너지원의 하나인 폐기물에너지의 효율적인 이용이 주목 고형화연료 (Refuse-derived Fuel: RDF)는 저장 및 운반성이 우수하며 취급이 용이한 고형연료로서 폐기물의 에너지이용방법으로서 새롭게 주목

본론 1. RDF(Refuse Derived Fuel) 란 ? 2. 선진국의 RDF 현황, 이용 실태 3. RDF의 특징 5. 연계 및 적용 가능 분야, 기대효과 6. RDF 발전

1. RDF(Refuse Derived Fuel) – 쓰레기재생 연료란 ? 폐기물로부터 제조된 연료를 의미 폐기물을 연료로서 이용하기 쉽도록 가공한 모든 것을 대상 RDF화는 소각을 대체할 수 있는 보편적인 기술이 될 가능성 미국의 ASTM(American Sociey　of Testing　and　material)에 의한 정의에서는, 다음 표와 같이 분류

분 류 정 의 RDF-1 RDF-2 RDF-3 RDF-4 RDF-5 RDF-6 RDF-7 c- RDF f- RDF p- RDF   분 　 류 약 　　 칭 정 의 RDF-1 - 폐기된 그대로의 형태에서, 연료로 사용되는 폐기물 RDF-2 Coarse RDF, c- RDF 자력 선별후의 엉성한 입자로 처리된 폐기물 RDF-3 Fluff RDF, f- RDF 도시 쓰레기를 미세하게 파쇄하고, 금속, 유리, 기타의 무기물을 제거한 연료(95%중량이 50㎜의 정방형체를 통과할 수 있는 크기) RDF-4 Powder RDF, p- RDF 95%의 중량이 10번체의 스크린을 통과할 수 있는 분체까지 가공된 가연 폐기물 RDF-5 Densified RDF, d- RDF pellet, 슬러그, 큐벳트, 브리켓트등 치밀화된 가연 폐기물 RDF-6 Liquified　Fuel 액체 연료에 가공된 가연 폐기물 RDF-7 Gaseous　Fuel 기체 연료에 가공된 가연 폐기물  

2.선진국의 RDF 현황,이용 실태 고형연료화는 유럽에서 초목, 낙엽 등을 난방용연료로 하기 위해 100년전부터 사용 현재의 고형연료(정형화)는 1970년대에 미국에서 실용화 도시쓰레기RDF 시스템의 개발사례(유럽 및 미국) 도시쓰레기 RDF시스템의 개발사례(일본)

3. RDF의 특징 1) RDF 의 장점 일반적 장점 환경적 장점 -처리방법상 -대기오염물질 배출상 -기타 장점 에너지측면에서의 장점 -연소적 장점 -자원화의 장점 건설비 및 유지관리비 측면

2) RDF 연료의 특성 0.6정도(역청탄0.8) 2,900∼4,200(역청탄6,200) 인지 비중 발열량 (kcal/㎏) 조 　 성 수분 : 5.7 % , 회분 : 17.4 %, 가연분 : 76.9 % 수 송 성 pellet장이기 핸들링성이 뛰어난다. 저 장 성 12월간의 저류시험에서는 누수 방지 대책에 유의하면, RDF의 장기 보존성에는 문제가 없는 것이 확인되었다. 연소 특성등 -부엌 쓰레기에 비교 형상, 열량이 균일화되어 내리고, 제어하기 쉽게 안정된 연소를 달성할 수 있다. -공기비는, 석탄분과 같은 모양 1.3∼1.4정도의 운전이 가능 (일반의 쓰레기 소각로에서는, 1.6∼2.3정도) -RDF (안)중의 Ca 분과의 반응에 의해 SOx분3ppm 이하 -HCl는, 통상의 쓰레기 소각의1/3∼1/8에 저감        

3) 폐기물 처리 방법 RDF , 소각 , 매립 비교

RDF 일반소각 매립 구분 설비 처리 비용 대기 오염 수질 오염 잔류물 자원 소득 부대 효과 *처리단가 95000원/톤 *공해방지 시설비가 불필요 *단순 소각시설과 비교하여 운전관리비가 저렴 *제조설비가가 저렴하고 설치장소를 구애받지 않음 *시설비가 고가( 부지, 설비 ) *공해방지 시설비가 고가 *종합적인 운전관리비가 높음 *입지선정이 어려움 *막대한 매립지 확보비용 *메탄가스, 침출수 차단 방지시설 필요 *배수시설 별도 필요 *복토나 분진 차단막 시설 필요 처리 비용 *운전비용 9만원/톤 *운전비용 10~12만원/톤 *처리단가 95000원/톤 (환경부 산출금액) 대기 오염 *유해가스(Co,NOx,SOx) 발생 기준치 이하 *다이옥신 발생 거의없음 *분진, 비산이 적음 *매연 발생 거의 없음 *유해가스(Co,NOx, SOx) 발생 기준치 이상 *다이옥신 발생농도가 높음 *방제시설 필요 *집진장치 부담이 높음 *매립 후 위생처리 곤란 *매립 후 2차공해 유발 ( 악취, 분진, 매립지 분해가스, 유해가스 등 ) 수질 오염 *해당없음 *잔류물 처리시 매립으로 인한 수질오염우려 (소각량의 20%이상 매립) *침출수에 의한 지하수 오염 *강수유출에 의한 지표수 오염 잔류물 *연소재 잔재량이 5%이 하 *중금속 용출량이 없음 *소각재 중의 미연 잔류 물 발생적음 *연소재 발생량이 20%이상 *중금속 용출량이 많음 *염화물 발생량이 많음 *소각재중 다이옥신 함유량 많음 *매립지 바닥 및 사면붕괴 위험 *잔류물로 인한 토양오염 자원 소득 *열에너지의 회수율이 높음 *열이용의 범위가 높음 *비축할 수 있으므로 계 획생산과 소비가 가능 *열에너지의 회수율이 낮음 *열 이용의 범위가 제한 *중.소형 소각로에서 열이용은 거의 불가능 *매립지 가스(LFG)추출 및 정제시스템 연구중 *잔류물로 인한 토양오 염 부대 효과 *농어촌 경제력 제고 *폐기물의 연료화에 따른 자원절약 및 수입대체 효과 *공공기관 수혜(보육, 양 로원등) *리사이클 실천으로 지역, 주민 자긍심 향상 *연소 시설이므로 님비 (Nymby) 대상 - 否定的 *지역선정으로 인한 마찰 *가동시 발생하는 다이옥신 등 공해로 주민과의 마찰 빈번 *매립지 확보난 - 否定的 *인근주민의 집단민원 유발 -否定的 *미관저해 및 지역환경 악화 -否定的  

4. RDF 제조공정 및 기술 1. 제조공정 · RDF공정은 선별, 파쇄, 성형까지의 공정이 기본 찌꺼기를 배제 1)선별공정 2) 파쇄공정 3) 성형공정

2. 고형연료화 기술 미분화, 안정화, 부정형분쇄 3가지 형태 1) 미분화 가공(미분폐기물 연료) 미분화는 폐기물을 밀리(mm)단위의 사이 즈로 분쇄하여 버너연소를 가능하게 하는 방법 규모가 큰 석탄보일러의 경우 폐기물의 경우도 미분화

미분화에 적합한 폐기물 균질성이 높다. 연소열(칼로리)가 크다. 크기차이가 적다(파쇄처리공정이 없다.). 변질하기 어려워 안정하다. 연질보다도 경질 유해물질을 함유하지 않는다. 이상의 적합성 조건을 고려하면, 플라스틱이 가장 적합

① 대상폐기물과 적용범위 미분화하여 연소시킬수 있는 모든 폐기물이 연료화의 대상 가정계 생활폐기물은 산업폐기물로서 배출된 폐플라스틱 기타 미분화연료로서 가능한 폐기물 폐플라스틱의 발생량

② 처리기술 [미분화연소 기술공정]

가. 전처리 기술 나. 조분쇄기술 다. 미분쇄기술 라. 저장.공급기술 마. 연소기술 바. 기타의 기술(분진폭발방지기술)

③ 처리설비 [미분화연료 처리흐름도]

필요한 설비는 크게 분류하여 다음의 4종류 전처리설비 : 폐기물수입에서 조분쇄설비 에 운송하기까지 조분쇄설비 : 조분쇄설비와 그 부대설비 미분쇄설비 : 미분쇄설비와 그 부대설비 연소설비 : 저장,공급에서부터 버너에 의한 연소까지

가.전처리설비 분별기 탈수기, 건조기 용융고화기 세정기

나. 조분쇄설비 부대설비 조분쇄기 분급기 송풍기

다. 미분쇄설비 미분쇄기 호퍼 사이클론 백필터 배풍기 송풍기

라. 연소설비 버너의 개조 저장조 공급장치 배가스 처리장치

마. 설비전반 유틸리티 : 전기, 물, 연료 건물, 폐기물반입설비 분진폭발방지대책

2) 정형화 가공(성형 폐기물 연료) 폐기물의 정형화가공은 폐기물을 일정사이즈 이하로 파쇄하여 압축과 열처리에 의해 연소하기 쉽게 성형화 정형화가공에는 파쇄, 열처리, 압축, 성형 등 대형기계에 의존하는 상당히 많은 조작과 공정이 필요 재생연료의 사용이라는 측면에서 수요가 적은 가정보다 수요가 많은 특정수요측이 적합 성형연료의 특성면에 있어서 플라스틱과 같은 열용융성물질이 어느정도 함유되어 있는 것이 성형연료의 강도를 높이는데 유리하다.

① 대상폐기물과 적용범위 가. 정형화의 목적과 대상폐기물 나. 정형화연료의 대상폐기물과 적용성요약 -폐기물을 감용하여 저장, 운송이 용이해 지고 복수의 폐기물을 분별하지 않고 연료화가 가능 -복수의 폐기물을 혼합하는 것에 의해 연료칼로리를 조절하는 것이 가능 나. 정형화연료의 대상폐기물과 적용성요약

② 처리기술 가. 전처리 프로세스 나. 정형화프로세스 다. 기술의 포인트와 문제점

㉠ 폐기물의 형상이 큰 것의 사전처리 프로세스 ㉡ 폐기물의 수분이 많은 경우의 사전처리 프로세스

㉣ 폐기물의 발열량이 아주 높거나 반대로 낮은 경우 ㉢ 폐기물의 수분이 극히 적어 비중이 가벼운 것 ㉣ 폐기물의 발열량이 아주 높거나 반대로 낮은 경우

나. 정형화프로세스 ㉠ 건조공정이 필요치 않은 것

㉡ 우선 성형하고 그뒤에 건조하여 제품화하는 것 ㉢ 우선 폐기물을 가늘게 파쇄하고 건조시키고 나서 성형하는 것

다. 기술의 포인트와 문제점 조파쇄 탈수.건조.발효 선별 (불연물의 분리) 혼합 성형 a.압출에 의한 성형 b.브리케트형 성형 c.고리식(링식) 압축성형 d.롤러식 압축성형

3) 부정형 연료화 기술 ① 부정형 연료의 종류 가. 수피등 목질계 폐기물 나. 건설폐재 다. 회수타이어 라. 슈레더분진

② 수피등 목질계 폐기물 가. 폐기경로와 폐기량 목재를 공급에서 리사이클을 개괄하면 아래와 같다

나. 목질계 폐기물의 연료화기술 나무조각이나 바이오메스의 가스화프로세의 실용상의 과제 생성가스가 저위발량인 것 생성가스가 더러운 가스인 것 생성가스의 저장.운송에 문제가 많은 것 챠르와 폐수처분이 곤란한 것 장치가 대형이고 복잡한 것

③ 건재 폐재 -건설폐기물은 신설시와 해체시에 발생 ④ 회수타이어 [타이어의 구성]

[타이어의조성] [폐타이어에서 전환된 연료의 예]

[건류유의 성상] [건류가스의 조성]

[챠 및 카본의 성상]

⑤ 슈레더 분진 가. 발생현황과 조성

나. 처리기술 ㉠ 소각.발전.용융방식 ㉡ 가스화.용융방식 ㉢ 분쇄.선별.연료화방식 ㉣ 건류로.비철제련로방식 ㉤ 액화증류방식

5. 연계 및 적용 가능 분야,기대효과 적용가능 분야 열병합발전서 보일러 사용 사업장 난방(온수) 이용업자 기타열원을 필요로 하는 사업장

기대효과 자원 재생산적 측면 사회 경제적 측면 환경친화성 및 안정성 관련산업의 기술발전 유도

6. RDF 발전 1. 중소 규모의 폐기물 처리 시설에서도 RDF화하여, 모아 대규모화하는 것에 의해, 발전이 가능 고효율 발전이 가능. 3. 준연속 시설등은, RDF화하는 것에 의해 배출되는 다이옥신의 저감화가 가능

결론 - RDF의 필요성과 미래

Don’t Ask 까리보이@hanmail.net 발표할조가 남았으니 시간관계상 질문은 하지마세요 궁금한 것이 있으면 메모했다가 여기로 연락주세요 까리보이@hanmail.net

질문 하세요