소각시설 다이옥신 저감기술 심 문 용 / 전 봉 주.

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1 소각시설 다이옥신 저감기술 심 문 용 / 전 봉 주

2 다이옥신 저감 방안 ** 도시폐기물 소각시설 다이옥신 저감 기술 ** 다이옥신의 성질 우리나라 소각시설에 대한 규제현황
** 도시폐기물 소각시설 다이옥신 저감 기술 ** 다이옥신의 성질 다이옥신 저감 방안 우리나라 소각시설에 대한 규제현황 도시 폐기물 소각시설 에서 다이옥신 생성 및배출 처리설비에서의 다이옥신 제어

3 PCDF(Polychlorinated Dibenzo Furan) ★ 염화유기물의 한종류 두개의 벤젠고리가 4개의 염소에 의해
** 다이 옥신 이란 ** ★ PCDD(Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxin) 과 PCDF(Polychlorinated Dibenzo Furan) ★ 염화유기물의 한종류 두개의 벤젠고리가 4개의 염소에 의해 결합되어있는 분자 구조로폴리염화비페닐 과도 관련이 있다. ★ 다이옥신 10개의 염소원자가 결합될 때 모두 75개의 이성체 가 존재하며 이들을 총칭하여 PCDD 라 하고 가장 독성이 강한것으로 2,3,7,8-TCDD가 있다.

4 선진국의 규제치인 0.1ngTEQ/N㎥까지 규제
** 다이옥신 규제기준 ** 다이옥신 규제 기준 작성 97년 99년7월 기존 소각장(0.5ngTEQ/N㎥) 신설소각장 (0.1ngTEQ/N㎥) (시간당2톤이상의 대형소각장) 시간당 200 kg 이상의 중소형 소각장도 규제 2000년 내 선진국의 규제치인 0.1ngTEQ/N㎥까지 규제 2003년 7월 이후

5 다이옥신 발생 쓰레기 소각시 냉각시설 및 대기오염 방지 시설 등에서 재합성
** 도시 쓰레기 소각 시설 에서 다이옥신 배출 원인 ** ☞투입 쓰레기중 다이옥신류 가 연소시 분해 파괴되지 않고 그대로 배출 ☞ 여러가지 다이옥신 전구 물질과 염소 화합물에의한 다이옥신 유발 쓰레기 소각시 다이옥신 발생 ☞냉각시설,방지시설등에 퇴적 된 비산재가 촉매역할을 하여 염소공여체와 반응하여 다이옥신이 발생 냉각시설 및 대기오염 방지 시설 등에서 재합성

6 ★★ 다이옥신 저감 방안 ★★ 단 계 별 쓰레기 균질화 및 균일화 연소과정 에서 다이옥신 발생의 최소화 고효율 제거 재합성 억제

7 ** 제 1단계 폐기물의 균질화 및 균일화(적정 발열량 유지) **
쓰레기의 분별 다이옥신 발생 원인추정물질의 소각로 반입 금지  PVC등 유기염소 화합물(상하수도배관,콘덴서등)  클로로페놀을 원료로 하는 화합물(농약,방향제,살충제등) 염소치환형 벤젠핵을 가지고 산화반응을 하는 화합물 (전기콘덴서,변압기등 에사용되느PCB, 클로로벤젠화합물) 페인트 처리된 목재,가구 쓰레기의 수분 함량 저감 연소효율을 저감 다이옥신 발생을 초래 음식물 쓰레기,젖은 종이 등 기타 연소효과 의 최대화 쓰레기의 파쇄 및 파봉 쓰레기의 숙성

8 ** 다이옥신 의 성질 ** ♠ 대기중 입자상물질 흡착및 지표면에 침적 유기성고체 로 녹는점 ♠소수성 (지방상에 축적)
,끓는점이 높다 (TCDD : 상온에서 고체,녹는점:300℃) (PCDD: 700℃ 까지의 열에도 안정)  증기압이 매우 낮다 (지상에서 대기중으로 쉽게 증발하지 않는다)  생물학적 농축정도가 높다

9 ** 제 2단계 소각시 다이옥신발생의 최소화 **
** 제 2단계 소각시 다이옥신발생의 최소화 ** 안정연소 및 완전연소 온도 체류시간 및 혼합 소각로 안의 폐기물량의 자동제어 노형상 변화 계단식노형 및 적정혼합을위한 진동형 노형 선택 공기주입 적정화 (2차공기 주입) 소각로온도 (800℃이상, 2초이상)

10 ** 스토크식로의 기본구조 및 연소과정 **

11 ** 제3단계 다이옥신 재합성 억제 ** 재합성 억제 다이옥신 재합성 급속 냉각 비산재 퇴적 방지
** 제3단계 다이옥신 재합성 억제 ** 재합성 억제 급속 냉각 비산재 퇴적 방지 다이옥신 재합성  소각후 열회수,냉각과정에서 비산재가 퇴적되고 다이옥신류의 생성에 적당한온도가 되면 염소공여체와 반응하여 다이옥신이 재합성 된다  연소가스의 체류시간단축,분진이 퇴적하지 않는 구조및 형상 부착된 분진을 제거할수 있는 장치 (SOOT BLOWER)를 설치 및 철저한 작업 이 필요  급속냉각 으로 인한 미연분의 재연소 저하도 고려  억제제 사용

12 억 제 제 개 요 Cu 및 Fe와 같 은 전이금속 이온들은 비산재 입자에 서 발생되는 이들 독성화합물들의 생성반응에 대한 촉매작 용을 하고 있다는 것이다. 생성반응은 비산재 표면의 거대한 탄소분자로부터 일어나기도 하지만, 클로로페놀과 같은 조그만 유기물 분자(즉 선행물질)로부터 일어나기도 한다. 이러한 선 행물질(전구물질이라고도 함)은 소각가스로부터 비 산재속으로 흡착되어 PCDD/F로 전환되기도 한 다. PCDD/F의 화학구조속으로 합체되는 염소는 비 산재속의 금속염화물에 기인되는 것이거나 H CI과 같은 가스에 기인되는 것이었다.

13 억 제 제 메카니즘 메카니즘 PCDD/F의 생성에 촉매작용을 하는 NH3, CaO, KOH 및 Na2C O3
등의 염기성 화합물 메카니즘 억제제가 비산재 표면의 산성도 를 변화시키는 것. 비산재가 알카리화 될수 록 PCDD/F 의 생성도 저하되는 원리에 의거. PCDD/F의 생성에 촉매작용을 하는 전이금속의 이온들과 착화합물(착물) 을 만들 수 있는 화합물들 메카니즘 메카니즘은 촉매(구리)와 상 호반응하여 착물을 형성. 황화합물 중 특히 CS2와 티오펜 은 비산재 표면의 펜타클로로페놀로부터 PCDD가 생성되는 것을 저감 .

14 방지시설 제어 ** 제 4단계 방지 시설 에서의 다이옥신의 고효율 제거 ** 전기 집진기(EP) 습식세정장치 반건식세정탑
/여과집진장치 여과 집진기 (Bag-filt) 선택적 환원 촉매장치 (SCR)

15 전기 집진 장치(Electrostatic Precipitator)
직류 고전압을 이용하여 극판내에 전계를 형성시키고, 이 전계내에 코로나 방전을 발생시켜 가스중의 입자(particle)을 하전하여 하전된 입자를 coulomb force에 이해 집진극으로 이동시켜 분리 포집하는 방법 내부온도가200℃이상인경우 다이옥신이 재합성 이 된다 다이옥신 발생 적정온도 : 260~316℃ 전기집진장치 에 냉각공기 이용한저온화 (200 ℃ 이하) 전기집진장치 전단에 활성탄 분무 전기 집진 장치에서 다이옥신 저감

16 반건식 세정탑(SDA) 연소가스 중의 유해가스(SOx, HCl, Cl2), 다이옥신을 처리하는 설비
소석회와 활성탄 slurry를 혼합분사하여 유해가스와다이옥신 을 약품에 반응흡착. 기존의 습식 세정장치를 보안 산성가스 및 수은 제거 활성탄에의한 다이옥신저감 폐수처리시스템 및 산성세정수 에한 장치의 부식문제

17 천연섬유나 합성섬유, 부직포 등을 백의 형태나 평판형 세정기에서 반응흡착된 유해가스, 다이옥신 등의
여과 집진 장치 (Bag filt) 천연섬유나 합성섬유, 부직포 등을 백의 형태나 평판형 의 형태로 만들어 여과하는 방식 세정기에서 반응흡착된 유해가스, 다이옥신 등의 오염물질이 여과포에 걸려져 제거.

18 SCR (Selected Catalysts Reactor,선택적 촉매환원장치)
NOX제거 를 위한 시스템 NH3 분무에 의한 촉매표면의 반응흡착 다이옥신 및 질소산화물 제거 :4NO3+4NH3+O2=>4N2+6H2O NO+NO2+2NH3=>2N2+3H2O ===>촉매와 암모니아가 NOX와 반응 하여 질소가스와 물로 분해  NOX 제어  다이옥신 제어 TiO2, V2O5 촉매 의 함량을 높이고 210~260℃에서 산화 효과를 나타냄

19 ** 우리나라 주요 소각장의 주요 처리 시설 **
일산: F.D fan-연소실-보일러-ESP-I.D fan-SCR-세정탑-Stack 평촌: F.D fan-연소실-보일러-반건식 세정기-Bagfilter-I.D fan-Stack 의정부: F.D fan-연소실-수냉각기-ESP-I.D fan-Stack 중동: F.D fan-연소실-보일러-반응기-ESP-I.D fan-세정탑-Stack 목동: F.D fan-연소실-보일러-세정탑-반건식세정기- Bagfilter-SCR-ID fan-Stack 상계: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-SCR-I.D fan-Stack 성서: F.D fan-연소실-보일러-반응기-ESP-I.D fan-세정탑-Stack 창원: F.D fan-연소실-보일러-반건식세정기-Bagfilter-I.D fan-Stack 성남: F.D fan-연소실-수냉각기-Bagfilter-I.D fan-Stack 다대: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-I.D fan-Stack 해운대: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-I.D fan-SCR-Stack

20 ** 환경 관리 공단 에서 소각 처리 계통도 **

21 ** 중동 소각장 다이옥신 저감 을 위한 추가시설 계획 **
** 중동 소각장 다이옥신 저감 을 위한 추가시설 계획 ** 활성탄 분말 분사 촉매제 및NH3 분사 다이옥신 흡착 중금속 흡착  분진 ,비산재 제거 NOx제거 다이옥신 흡착 분해 제거 가성소다용액 분사 분진 및 연소재 제거 HCl,SOx등 산성가스 제거 연소가스 온도상승에의한 굴뚝내 백연현상 방지 연소 가스 전기 집진기 습식 세정기 재가열기 백필터 (Pulse jet Type) SCR 촉매탑 연돌 추가설비

22 ** 중동소각장 추가 설비 **