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소각로 폐열을 이용한 고염폐수 증발결정화 처리공정 개발
김형탁(Hyoungtak Kim),김경호(Kyungho Kim),최경호( Kyeongho Choi),한지혜(Jihye Han),김기훈(Kihoon Kim),오세준(Sejun Oh),윤진한(Jinhan Yun),이정규(Jungkyu Lee),홍원석(Wonseok Hong) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2
소각로는 허가된 용량만큼의 폐기물을 일정하게 소각하며 그 과정에서 생산량 예측이 가능한 양질의 스팀이 생산된다. 대형 공단 주변 혹은 스팀이 필요한 업체 주변에 위치한 소각로의 경우, 소각스팀을 판매하여 열에너지 활용 및 부가적인 수입을 창출하고 있지만 다수의 소각로는 스팀을 판매하기 어려운 오지에 위치하여 양질의 스팀을 버리고 있는 실정이다. 본 연구는, 오지에 위치하여 양질의 스팀을 폐기하고 있는 소각로에서 발생되는 스팀을 열원으로 이용하는 증발결정화설비를 소각로에 설치하여 자체 발생되는 스크러버 폐수와 같은 고염폐수를 처리함과 동시에 처리단가가 고가인 고염폐수를 위탁처리하여 추가적 인 수익창출이 가능하도록 하는 고염 폐수 증발결정화 처리공정 개발에 그 목적이 있다. 기존의 고염 폐수 증발결정화설비에서 가장 큰 문제가 되는 스케일 발생으로 인한 열전달 효율 저하를 해결하기 위하여 스케일 자동제거 방식 의 Disk Type 증발결정화설비를 적용하였으며 , 폐수 증발 과정에서 발생되는 응축수는 다시 스크러버에 주입하여 공정용수로 재사용이 가능하도록 설계하였 다 Pilot 설비 시운전을 진행하여 연속적인 고염 폐수 증발결정화 처리를 진행하였고. 실제 소각로 설치를 통한 시운전을 준비중이다.
김기훈(Kihoon Kim),김경호(Kyungho Kim),김형탁(Hyoungtak Kim),이주성(Jusung Lee),신민철(Mincheol Shin),김창원(Changwon Kim),윤진한(Jinhan Yun),이정규(Jungkyu Lee),홍원석(Wonseok Hong) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.1
선택 적 비촉매 환원법 (Selective Non-Catalytic Reduction)은 소각로의 연소실 내부로 환원제를 주입하여 연소과정에서 발생하는 질소산화물을 제거하는 기술이다. 대부분의 소각시설에서는 환원제로 요소수를 사용하고 있으며, 이류체 노즐을 통하여 분사된 요소수는 연소가스 중 질소산화물을 질소와 수증기로 환원시킨다. 이러한 선택적 비촉매 환원법의 경우에 초기 투자비 및 유지비가 적다는 장점이 있으나 요소수가 액상으로 주입되기 때문에 질소산화물과의 반웅 효율이 낮아 일부 미반응된 요소수가 대기 중으로 배출되는 암모니아 슬립 발생에 대한 문제점이 있다. 또한 계속해서 강화되는 대기오염물질 배출허용기준과 미세먼지 관리 종합대책의 후속 조치로 질소산화물 배출 부과금제가 시행됨에 따라 기존의 소각시설들은 질소산화물의 관리를 강화할 수 있는 현실적인 대책이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 요소수를 기화시킨 후 소각로 내부로 주입하여 암모니아 슬립 발생은 줄이면서 질소산화물의 저감 효율은 극대화하고자 하였으며, 추가적인 가열설비의 구축 없이 소각로에서 발생되는 폐열을 활용하여 이를 구현하고자 하였다. 요소수의 기화 및 주입을 위하여 소각로 잉여 열원의 현황을 파악하고 운영조건을 사전에 검토하였으며, 온도와 압력에 따른 요소수의 기화 특성을 실험적으로 확인하여 설비 제작을 위한 설계 인자를 도출하였다.