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정용식 ( Yongsik Jung ),조윤현 ( Yoonhyun Cho ),권순덕 ( Soondeok Kwon ),김진아 ( Jina Kim ),김경호 ( Kyungho Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-
폴리에틸렌(PE) 수지로 피복된 0.4 ~ 0.9 mm 굵기의 가는 동선으로 구성된 세(細)전선은 전기 및 통신분야에서 저전력선과 통신선으로 차지하는 비중이 매우 높다. 최근 광케이블 등의 대체 통신선이 개발되기 전 대부분이 이와 같은 폐세전선을 이용한 통신선을 사용하였으며 최근 3~4년 전부터 연간 발생되는 폐전선의 양은 날로 증가 추세이다. 일반적으로 사업장 폐기물 중 일반폐기물 중 폐세전선 중 70 ~ 80%(w/w)는 구리성분으로 알려져 있으며, 나머지 부분은 기본적으로 외피 및 내피로 구성되어 있으며, 차폐재가 포함된 경우도 있다. 기름성분을 5%이상 지정폐기물 중 폐유로 분류되는 폐세전선은 기름성분이 5% 이상 함유되는 것을 지칭하며 최근에는 거의 사용되지는 않지만, 현재까지 매설된 그 양이 45만톤에 이르며, 이를 광케이블 등으로 대체하는 과정에서 지속적으로 발생하고 있는 실정이다. 국내 기술은 대부분 폐전선을 재활용기술 개발로 발달이 되어 있고 일부 젤리충진케이블인 통신선 재활용 특허도 있지만 고온열분해 방식과 탈피시키는 기술과 용매를 이용한 방법을 사용하고 있다. 용매를 이용해서 재생처리를 할 경우 용매의 단가가 매우 비싸 경제성이 떨어지며 폐용매를 처리해야하는 2차 폐기물을 발생한다는 단점이 있으며 열분해 방법은 높은 에너지가 소비되는 단점이 있다. 따라서 상대적으로 단가가 싸며 분리하기 위해 사용되어지는 열매체유 또한 식용유를 이용하여 효율적으로 구리 와 PE수지를 분리 할 수 있는 경제적이고 친환경적인 기술을 제시하고자 한다. 기존 방법 및 기술로 재활용이 난해한 폐세전선의 식물성오일을 이용하여 부수적인 환경오염 없이 단순한 시설로 순수한 구리와 PE수지를 분리 회수할 수 있는 기술이며, 개발기술의 평가방법에서 가장 중요한 것은 구리의 회수율이라고 할 수 있다. 제안 하는 기술에서는 공정 투입 폐세전선 전체에서 불량률 5%이하의 높은 공정효율과 케이블의 재활용방법 중 소각, 화학적처리, 기계적처리 등에 비해 낮은 온도, 낮은 반응성, 적은 기계적 마찰 등으로 인하여 케이블 본연이 지닌 구리의 순도를 그대로 회수할 수 있는 장점이 있다.
텐터시설 후단 폐유 및 폐열에너지 회수를 위한 열교환 스크라바와 건식전기집진기 효율에 대한 연구
정용식 ( Yongsik Jung ),조윤현 ( Yoonhyun Cho ),권순덕 ( Soondeok Kwon ),김진아 ( Jina Kim ),김경호 ( Kyungho Kim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-
염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m<sup>3</sup>·hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m<sup>3</sup>·hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.