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특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐 형광램프 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向)
이승희,박헌수,조영주,조봉규,Rhee, Seung-Whee,Park, Hun-Su,Cho, Young-Ju,Cho, Bong-Gyoo 한국자원리싸이클링학회 2012 資源 리싸이클링 Vol.21 No.4
조명기기는 일반적으로 램프벌브 내에 수은을 포함하고 있기 때문에 그대로 폐기하면 환경오염 등을 야기하는 우려가 있다. 한편, 조명기기의 수명은 방전특성의 저하 등에 근거하기 때문에 형광체층의 구성 재료인 형광체는 회수, 재생함으로써 재생형광체로서 재이용할 수가 있다. 또한, 유리벌브를 구성하는 유리재료에 관해서도 재이용이 가능하다. 본 연구에서는 폐조명기기의 재활용기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1977년~2011년까지의 미국, 유럽연합(EU), 일본, 한국의 등록/공개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였으며 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다. 폐조명기기로부터 금속을 회수하는 방법으로 산에 침지시켜 희토류 금속을 회수하는 기술이 주종이었으며 무해화 기술은 필터를 이용하여 수은을 제어하는 기술이 대부분이었다. Fluorescent lamps generally involve mercury within their lamp bulbs. Thus if the lamps are disposed as they are, it might cause environmental pollution. On the other hand, as the life of the lamps depends on the degradation of the discharge performance, the fluorescent substance composing the fluorescent substance coating can be recycled by reusing them as the recycled fluorescent substance. Also, the glass material composing the glass bulbs can be reused. The range of search was limited in the open patents of USA (US), European Union (EU), Japan (JP), Korea (KR) and SCI journals from 1977 to 2011. Patents and journals were collected using key-words searching and filtered by filtering criteria. The trends of the patents and journals was analyzed by the years, countries, companies, and technologies. Recovery method of metals from spent fluorescent lamps is mainly the focus on the recovery of precious metals using acid treatment and, detoxification technology is related with controlling process of mercury using a filter system.
폐형광등 현황에 따른 수은함유폐기물의 효율적 관리 방안
이승희 ( Seung Whee Rhee ),박헌수 ( Hun Su Park ),유호식 ( Ho Sik Yoo ) 한국환경정책평가연구원 2015 환경정책연구 Vol.14 No.1
수은함유폐기물의 효율적인 관리방안을 마련하고자 국내 및 선진국의 유해성이 있는 폐형광등 관리 및 처리현황을 검토하였다. 국내 폐기물 관리법에서는 수은함유폐기물이라도 생활계에서 배출되면 생활폐기물로 분류하고 있으며 생활계에서 배출되는 유해성이 있는 수은함유폐기물에 대해서는 관리가 되고 있지 않다. 다만 일부 수은함유폐기물에 대해 「자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률」에 따라 폐기물 부담금제도와 재활용의무대상품목에 포함되어 관리되고 있다. 따라서 폐형광등의 관리현황으로부터 수은함유폐기물의 별도의 관리방안에 수집 방안 확대와 고도처리방법 등을 포함하였고, 이러한 수은함유폐기물의 수거에서 최종 처리되는 단계까지 주체별 역할에 대해 제시하여 더욱 효율적인 관리가 이루어지도록 하였다. An efficient management system of mercury-containing waste was designed by reviewing the management and treatment of spent fluorescent lamp in Korea and foreign countries. According to Waste Management Act in Korea, mercury-containing wastes from households are classified as municipal solid wastes even though mercury-containing wastes pose hazardous risks. In general, hence, mercury-containing wastes from households are not being managed properly because those wastes from households were not classified as specific wastes (or hazardous wastes). Some mercury-containing wastes are managed as a mandatory target item in waste charge system and Extended Producer Responsibility (EPR) system under Act on Promotion for Saving and Recycling of Resources. An efficient management plan of mercury-containing wastes can be derived with an improved collection system, designating disposal sites and advanced treatment facilities for spent fluorescent lamps. Finally, the role of each agent involved from collection to disposal of mercury-containing wastes was suggested to establish the efficient management system for mercury-containing waste.
Pilot Plant 규모의 탄화 공정에서 에너지 효율성 평가
이승희 ( Seung-whee Rhee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회지 Vol.36 No.7
As 45% of bio-solid recovered fuel (bio-SRF) materials were imported from foreign countries in 2017, it is necessary to expand the supply of bio-SRF using organic waste in Korea. To promote the supply of domestic-waste-based bio-SRF, a mixture of animal manure and biomass with low ash content was considered for use as a renewable energy source, such as carbonization residue. However, most studies on the carbonization of animal manure have been carried out on a laboratory scale, and there is little research on the energy efficiency of the carbonization process of animal manure at the pilot-plant scale. Therefore, it is necessary to evaluate factors such as mass and energy yields in the bio-SRF manufacturing process on a pilot-plant scale. In this study, swine manure and woody waste were used in the carbonization process on a pilot-plant scale to evaluate energy efficiency. In a pilot-plant scale carbonization system, the manufacturing processes consists of the drying process, crushing process, separation process, mixing process, carbonization process, and waste gas treatment process. To evaluate the energy efficiency for the carbonization processes on a pilot-plant scale, the mass yield, energy yield, and energy density of the bio-SRF manufacturing were reviewed. Of the 3,000 kg of mixed materials, 1,146 kg was recovered as carbonization residue, obtaining a mass yield of 38.2%. In addition, the energy yield of the entire process was estimated to be 73.3%, with energy density measuring at 1.92. These results indicate that the carbonization process on a pilot-plant scale is reasonably energy efficient.
소형형광등(Compact Fluorescent Lamp)의 파쇄에 따른 기상에서의 수은농도 특성
이승희 ( Seung Whee Rhee ) 한국화학공학회 2014 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.52 No.5
소형형광등(Compact fluorescent Lamp; CFL) 3종류를 파쇄할 때 발생하는 수은의 기상농도와 대기로 방출되는수은 양을 평가하였다. CFL 파쇄 시 배출되는 수은 농도는 초기에 매우 급격하게 감소되었으나 24시간 이후에는 수은농도의 변화가 점차 작아졌으며, 이 후 42시간까지 일정 농도를 유지되었다. 이러한 일정한 농도를 안정화 농도(Stabilizedconcentration)로 나타내었고 안정화 농도는 기체상 수은이 거의 배출되어 파쇄장치에 잔류하는 액체상 수은이 온도와기압에 의한 영향으로 기화되어 배출되는 것으로 판단되었다. 소형형광등에서 발생되는 수은농도는 회사별로 A사 <B사 < C사 순으로 나타났으며, 회사별로 수은의 안정화 농도와 안정화 시간은 A사 < B사 < C사 순으로 높았다. 공기유량이 증가함에 따라 수은 부분압은 감소하였으며, 이는 대기 중 수은의 양이 낮아짐을 의미하고 안정화 농도도 감소하는 것으로 나타났다. CFL 파쇄 시 초기의 수은 농도는 공기유량에 관계없이 0.1mg/m3인 지정시설의 환경기준보다 매우 높으므로 소형형광등을 파쇄할 때 기상의 수은을 관리하는 것이 절대적으로 필요하다. Mercury amount in vapor phase from 3 types of CFL(compact fluorescent lamp) are estimated by measuringmercury concentration in vapor phase. The mercury concentration in vapor phase from CFL is sharply decreasedduring initial time and then the change in the mercury concentration is slightly decreased up to 24 hours. The mercuryconcentration in vapor phase is almost constant after 42 hours, which can be called by stabilized concentration. It can beestimated that the stabilized concentration is caused by the evaporation of mercury in the residues of broken CFL andcan be affected by temperature and pressure in crushing apparatus. The mercury concentration for CFL manufactures arein the order of A < B < C as the same results of the initial mercury concentration and the stabilized concentration invapor phase. As increased air flow rate, the partial pressure of mercury is decreased and the amount of mercury isreduced. Initially, the mercury concentration in vapor phase emitted from CFLs is higher than the regulatory level of0.1 mg/m3 in the specific facilities regardless of air flow rate. Hence, it is absolutely necessary that mercury in vaporphase should be controlled at the point of crushing campact fluorescent lamp.