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도시폐기물의 처분 및 소각에너지 회수 현황 : OECD회원국
한국폐기물자원순환학회 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.05
자원순환기본법 시행과 기후변화협약 이행으로 지금까지 안정적으로 처분해왔던 폐기물관리에 변화를 가져올 수밖에 없는 상황이다. 감량 목적의 단순 소각처분이 아닌 자원이 순환하고 온실가스 감축을 위해 에너지를 최대한 회수하기 위한 방안 마련이 필요하다. 우리나라는 선진화된 폐기물정책 시행으로 인해 폐기물 감량이나 재활용에 있어서는 선도적 역할을 담당해오고 있으나 소각에너지 회수에 있어서는 미흡한 면이 있다. 자원순환 기본법 시행과 신기후체제로 인해 3R(Reduce, Reuse, Recycle)뿐 아니라 에너지회수(Recovery)를 포함하는 4R 체제가 정착되어야만 하는 상황이기에 관련 동향을 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 연구는 기후변화협약(교토의 정서)을 이행해온 국가와 자원순환사회를 선도적으로 추진해 온 국가를 중심으로 폐기물처분에 대한 변화를 살펴보고자 한다. 또한 폐기물 처분시 소각에 의한 처분률 변화와 소각에너지 회수와의 관계를 살펴보고 앞으로 자원순환 정책과 기후변화협약에 대응할 수 있는 방향성을 살펴보고자 한다. 연구결과에 의하면 앞으로 우리나라는 폐기물처분시 소각에 의한 처분률이 높아질 것으로 예상되는 바, 소각시설의 집적화와 대형화로 안정적 처분뿐 아니라 소각에너지 회수증대를 위한 세부적인 이행방안 마련이 필요하다. 이때 소각시설에 대한 양적 증대뿐 아니라 질적으로도 소각에너지 회수를 증대하고 회수한 에너지를 유효하게 이용할 수 있는 방안 마련도 함께 이뤄질 필요가 있음을 확인하였다.
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공정폐액 재활용 기술의 전과정평가를 통한 환경・경제적 가치분석 연구
한국폐기물자원순환학회 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.05
산업활동으로 인한 대량생산, 대량소비, 대량폐기의 사회체계는 자원고갈, 지구온난화 등의 환경문제를 유발시켜 인류의 지속가능성을 위협하고 있다. 이러한 상황에서 자원순환형 사회체계 구축은 다양성, 자립성, 안전성, 순환성을 강조하는 지속가능성의 관점에서 인류의 생존을 위한 필수적인 방향으로 인식되고 있다. 자원순환형 경제 및 산업구조 구축을 위해서는 자원순환기술의 개발을 통한 폐기물의 자원화 실현이 수행되어야 한다. 한편 폐기물 자원화를 위한 재활용기술 역시 공정가동을 위해 사용되는 에너지 및 자원으로 인해 환경오염이 발생되고, 경제적인 측면에서 새로운 자원을 채취하는 것보다 많은 비용을 발생시킬 수 있다. 따라서 재활용재와 신재에 대한 전과정평가 수행을 통해 환경·경제적 가치를 분석하고 재활용 기술의 경쟁력 증진을 위한 개선안을 도출하는 것은 지속가능한 자원순환형 경제 및 산업구조 구축을 위해 매우 중요하다. 본 연구는 LCD, 반도체 등의 생산공정에서 발생하는 공정폐액에서 귀금속(금, 은)을 회수하는 재활용 기술을 대상으로 전과정평가를 수행하여 지구온난화, 자원소모, 산성화, 부영양화, 광화학적산화물생성의 5대 영향 범주에 대해 환경영향을 평가하였다. 공정폐액 1L 처리 시 지구온난화 영향은 5.26E-02 kg CO2 eq., 자원소모 영향은 3.06E-04 kg Sb eq., 산성화 영향은 1.31E-04 kg SO2 eq. 부영양화 영향은 9.70E-05 kg PO43- eq., 광화학적산화물생성 영향은 5.82E-05 kg C2H4 eq.로 도출되었다. 전과정평가 결과를 바탕으로 공정폐액 재활용 기술을 통해 회수되는 재생금의 환경・경제적 가치 분석을 수행하였다. 5대 영향범주에 대해 비용편익 분석기법에 기초하여 사회적 편익을 포함하는 영향범주 별 경제적 원단위를 적용하였다. 공정폐액을 재활용하여 회수되는 재생금 1kg을 기준으로 평가하였을 때 환경・경제적으로 31,481원의 이득을 취할 수 있으며, 공정 1cycle인 300,000L의 공정폐액을 처리할 경우 85.8kg의 재생금이 생산되므로 2,691,651원의 이득을 얻을 수 있다. 공정폐액 재활용 기술에 대한 전체 환경영향 범주에 있어 전기와 KCN으로 인한 기여도가 가장 크므로 에너지 효율을 위한 에너지원 변경 및 신재생에너지 적용 등의 방안 및 KCN을 대체 할 수 있는 물질에 대한 원단위 환경영향 비교가 필요하다. 또한, 금, 은에 대한 환경영향 회피효과가 매우 크고, 경제성 또한 확보되기 때문에 다양한 활용이 가능할 것으로 보인다.
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Study of Recyclability using Waste Ni-based Superalloy by AOD Process
한국폐기물자원순환학회 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05
A Ni-based superalloy is widely used in many industrial field because of their high performance which is unusual class of metalic materials with an exceptional properties (high temperature strength, toughness, stress, oxidation/corrosion resistance). So, the most important application of Ni-superalloy is aircraft engines (gas turbine, turbine blade, etc), gas turbines for power generation and other challenging environments such as nuclear power and chemical plants. In the future, according to increasing the demand, amount of waste turbine blade is expected to be discarded. Therefore, it is necessary to research about recycling technology of waste Ni-based superalloy. In this study, we focused our research on the possibilities of recycling using waste Ni-based superalloy by AOD (argon-oxygen decarburization) process. Also, we were investigated experimental changes including Ar or O2 flow rate, reaction time, voltage to obtain the data of element component and structural changes. So, we evaluated the possibility about recovery of Ni or other metals.
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한국폐기물자원순환학회 한국폐기물자원순환학회 2017 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2017 No.05
1997년 교토의정서를 시작으로 2016년 파리기후협약이 발효되며 온실가스 저감을 위한 세계적인 노력이 계속되고 있다. 국내에서는 ‘폐자원 및 바이오매스 에너지 대책’의 실행을 위해 폐자원의 고형연료화 등 각종 에너지화 시설의 확충을 장려하고 있으며, 이를 통해 2020년까지 1,169만톤/년의 폐자원 에너지화를 달성하고자 한다. 폐자원 및 바이오매스는 가용 잠재량이 풍부하며, 저렴한 비용으로 신재생에너지 공급의 조기 성과 창출 및 온실가스 감축의무를 이행할 수 있는 수단이다. 반탄화 기술은 취급과 저장이 용이하며, 높은 에너지 밀도를 갖는 고형 연료를 생산하는 기술로 낮은 발열량과 높은 함수율을 갖는 바이오매스의 전처리 과정으로 국내외에서 연구되어 왔다. 일반적인 반탄화 기술의 공정은 원료를 200~300℃의 저온에서 환원분위기를 유지하며 10분에서 60분 동안 열처리하는 기술을 말한다. 본 연구에서는 폐목재와 하수슬러지를 반탄화 기술에 적용하여 고형연료를 생산하는 기술 개발을 위한 0.1 ton/day 급 규모 설비의 운전 특성 파악을 위해 수행하였다. 실험에 쓰인 폐바이오매스는 일반 폐목재(40%)와 하수슬러지(60%)를 혼합하여 사용하였다. 반탄화 공정은 Rotary Kiln에서 반응 온도 250℃, 300℃, 체류시간 40분, 60분의 실험 조건에서 반탄화 실험을 실시하였다. 실험 결과 반탄화 반응을 통해 생성된 반탄화물은 반응 온도가 증가함에 따라 연료수율 및 연료비는 감소하는 경향을 나타냈으며, 연료수율이 70% 이상을 나타내는 반응 영역에서는 연료비가 2.5~3.0의 범위를 나타내었다. 발열량의 경우 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 반탄화물의 에너지 수율은 250℃부터 서서히 증가하다가 270℃ 부근에서 감소하는 경향을 나타내었다.
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