순환자원 재활용 일반현황 시멘트 란 ? ☞ 수분과 만나면 굳게 되는(수경성) 무기물 결합재.

Presentation on theme: "순환자원 재활용 일반현황 시멘트 란 ? ☞ 수분과 만나면 굳게 되는(수경성) 무기물 결합재."— Presentation transcript:

1 순환자원 재활용 일반현황 시멘트 란 ? ☞ 수분과 만나면 굳게 되는(수경성) 무기물 결합재.
일반적으로 ‘포틀랜드시멘트 (보통시멘트)’를 지칭함 ‘원료 광물’ (비 수경성) 광물 구조의 완전 해체, 재결합 ‘시멘트광물’ 생성 (수경성) 고온 소성(1,450℃) 열

2 시멘트반제품(클링커) 1,000kg 생산시 원료·연료 필요량
<분쇄기> <예열기> <소성로(Kiln)> <냉각기> － 투입 물질 중량비 원료 연료 계 사용량 (kg) 1,530 120 1,650 비율 (%) 92.7 7.3 100

3 순환자원 재활용도 천연 광물 석회석 (90%) 점토, 규석, 철광석 시멘트소성로 · 가스온도 : 2,000℃
· 물질온도 : 1,450℃ · 길 이 : 60~90 m · 직 경 : 4~5 m 원료 분쇄공정 소성 공정 제품 분쇄공정 화석 연료 (유연탄) 반제품(클링커) 천연석고 순환자원 (원료 성분대체) (연료 열량대체) (첨가재 성분대체)

4 시멘트사 순환자원 (부산물(제품)+폐기물) 사용 시점
구분 ’70년대 ’80년대 ’90년대 ’00년대 원료 대체 철질류(’82) 석탄회(’82) 슬래그(’80) 주물사(’98) 슬러지(’93) 하수오니(’07) 연료 대체 폐타이어(’97) 고무/수지(’98) 재생유(’96) 폐목재(’03) RPF(’03) 첨가재대체 슬래그(’78) 부산석고(’94) ※ RPF : 폐플라스틱 고형연료제품 (Refused Plastic Fuel)

5 시멘트업계 년도별 재활용 실적 (천톤) ☞ 폐기물 : 석탄재, 폐타이어, 폐합성수지 등
☞ 부산물 : 고로슬래그, 탈황석고, 제강슬래그 등

6 (천톤) ☞ ’07년 순환자원중 92%가 원료 및 첨가재 대체용 특히, 첨가재의 대부분은 특수시멘트 원료인 ‘제철소의 고로슬래그’임

7 시멘트 1톤 생산시 순환자원 사용량 ’03년 ’04년 ’05년 ’06년 ’07년 한국 부산물 156 175 204 213
(단위 : kg/시멘트 1톤) ’03년 ’04년 ’05년 ’06년 ’07년 한국 부산물 156 175 204 213 220 폐기물 43 51 48 55 56 계 199 226 252 268 276 일본 375 401 400 - ※ 일본은 ’03.7월 경제산업성에서 「순환형 사회의 구축을 향한 시멘트 산업의 역할 검토회」에서 2010년에 400 kg/시멘트1톤 순환자원 사용 목표로 제시 하였으나, 2004년에 앞당겨 달성함

8 시멘트산업에서의 순환자원 재활용 잇점 제품 생산을 위해 초고온 유지가 반드시 필요(시멘트소성로)
→ 유해 성분(다이옥신)의 분해로 무해화 시멘트 예열기는 우수한 열회수 장치 → 낮은 발열량 폐기물도 사용 가능 원료의 90%이상이 석회석 → 공정 자체가 산성가스 중화기능 보유 연소후 남는 재는 시멘트 광물에 고정화 → 2차 폐기물(소각재 등) 발생 없음 이미 존재하는 우수한 사회간접자본

9 원·연료 사용시 환경적 측면 고려사항 천연원료 시멘트 중금속 대체원료 천연연료 배출 가스 대체연료
원·연료 사용시 환경적 측면 고려사항 시멘트 중금속 배출 가스 천연원료 대체원료 천연연료 대체연료 ※ 타고 남은 재에 의한 미량 영향 ☞ 천연자원과 순환자원 대비시, 천연자원이 더 큰 영향을 미치는 경우도 있음

10 2001년 다이옥신 국가배출목록(환경부) 구분 ITEF적용(g-ITEQ) 비율(%) 소각시설 생활폐기물 163.5 16.0
사업장폐기물 728.16 71.4 소계 891.6 87.4 비소각시설 철강산업 96.4 9.4 비철금속 15.0 1.5 비금속광물제품제조 3.1 0.3 화학제품제조 0.6 0.1 에너지산업연소 9.8 1.0 기타-화장장 등 4.1 0.4 128.9 12.6 계 1,020.5 100 ☞ 시멘트산업이 포함된 ‘비금속광물제품제조’는 국가 전체발생량의 0.3% 배출 ☞ 전체의 87.4%는 소각시설에서 발생(그 중 82%는 사업장폐기물 소각시설 발생) ☞ ITEF(국제독성등가환산계수), ITEQ(국제독성등가환산농도)

11 시멘트 소성공정의 열회수 원리 ☞ 시멘트소성로의 예열기(Preheater)는 열 회수를 목적으로 설계된 공정
* 클링커 소성후 남은 열(배가스)을 원료에 직접 접촉시켜 원료의 온도를 올리는(예열) 장치 * 대체연료의 연소열도 원료의 예열에 직접 사용 → 순 발생열이 (+)인 모든 연료는 사용 가능 배가스 원료 연료 냉각기 클링커 냉각 공기열 회수 ☞ 시멘트산업의 대체연료 사용은 국제적인 온실가스(CO2) 감축의 핵심 수단

12 시멘트 소성로 – 폐기물 소각로 방지시설 비교 구분 배출기준 방지시설 소성로 소각로 염화수소 (HCl) 15 30
공정자체 기능보유 (원료의 90%가 석회석) 석회석 성분 투입설비 황산화물 (SOx) 질소산화물(NOx) 350 80 무촉매탈질설비 (SNCR) 무촉매탈질설비(SNCR) 중금속 동일 집진설비 ☞ 소성로는 주원료가 석회석으로 산성가스 제거 설비 불필요 ☞ 소성로의 가스상 배출물질중 1,600℃ 이상의 고온에서 다량 발생하는 질소산화물과 원료의 유기물이 원인인 일산화탄소는 시멘트제조 공정상 저감의 한계가 있음

13 시멘트 소성로-소각로 특성 비교 구분 시멘트소성로 소각로 설치목적 시멘트생산 (제조 기능) 폐기물 중간처리 (처리기능)
내부온도 가스온도 : 2,000 ℃ 물질온도 : 1,450 ℃ (온도변동시 제품 불량 발생) 가스온도 : 800~1,000 ℃ (폐기물에 따라 온도변동 극심) 연소재의 처리 시멘트 원료화 2차 폐기물 발생 (매립처리,다이옥신 함유) 주원료 석회석 (85%) 폐기물 (100%) 주연료 유연탄 (보조연료:폐기물) 폐기물 (보조연료:경유 / 등유) 주관리항목 시멘트 품질 / 원가 감용 / 회전율 폐기물 사용시 에너지 회수 (유연탄 대체) 에너지 미회수 (일부 소각시설은 열회수)

14 ◎ 연료 대체(가연성) : 지구온난화 가스 발생감소
시멘트업계에서 폐기물 처리시 사회적 편익 (순환자원 처리 방법에 따른 LCA비교, 한국자원리싸이클링학회 2006년) ☞ LCA(전과정평가) : Life Cycle Assessment ◎ 연료 대체(가연성) : 지구온난화 가스 발생감소 CO2 SO2 NOx 이산화탄소(CO2) 황산화물 (SO2) 질소산화물(NOx) 소각로 폐기물 시멘트공장 화석연료 (석탄/석유/가스) 화석 연료 시멘트 공장 동시 연소 ☞ 대체연료 사용시 효과 : 시멘트 1톤당 약 9 kg 이산화탄소 배출량 감소

15 ◎ 부원료 대체 (비가연성) : 매립장 수명연장 및 해양배출량 감소
☞ 대체원료 사용시 효과 : 수도권매립지 기준 15→35년 수명연장 효과