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( Jisu Bae ),( Youngsam Yoon ),( Eunhye Kwon ),( Taewan Jeon ),( Sunkyoung Shin ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 ISSE 초록집 Vol.2019 No.-
Persistent organic pollutants (POPs) are characterized by toxicity, bioaccumulation and long-distance mobility, and are substances that require international management for the purpose of human health and environmental protection. POPs are exposed through a variety of routes, and POPs released into the atmosphere are immersed in soil and water to cause central nervous system disease. The Stockholm Convention on POPs, led by the United Nations Environment Plan (UNEP) for risk management of POPs, designated new target substances (HCBD, PCP and PCN) in 2015. In this study, we aimed to establish a thermal treatment standard to achieve environmentally friendly treatment of PCP-containing waste, which is one of the newly designated substances for achieving the Article 4 of the Stockholm Convention. Two specimens (Technical sample, mixed sample) were selected as target samples and thermal treatment factors reflecting the physical properties were derived. Those two samples showed high PCP concentration of 68.4 mg/kg (technical sample which artificially made for experiments) and 17.4 mg/kg (mixed sample which same with municipal solid wastes of incineration facilities). The incineration conditions were set 300℃, 500℃ and 700℃ based on the temperature condition at which the material phase change of PCP occurred. The theoretical air contents were 3.95 ~ 4.78 Sm<sup>3</sup>/kg. Expected retention time in combustion reactor were 32.04 ~63.70 depending on each experiment conditions. The average PCP degradation rate was 99.999 % in all kinds of combustion experiment conditions. The evaluation for checking the presence of harmful substances in exhaust gas during the combustion was analyzed. The results of general air pollutant properties was as follows. The average air composition in high temperature condition were O<sub>2</sub> 19.61%, CO 7,126.06 ppm, CO<sub>2</sub> 0.82 ppm, SOx 36.20 ppm, NOx 23.52 ppm. Excepting the CO value, almost analysis factors were not exceeded the allowable emission standard in domestic legislation.
생활폐기물 소각시설 발전효율 및 온실가스 감축량 산정 연구
배지수(Jisu Bae),윤영삼(Youngsam Yoon),권은혜(Eunhye Kwon),전태완(Taewan Jeon),이영기(Younggi Lee) 한국신재생에너지학회 2018 신재생에너지 Vol.14 No.3
One of the concepts of energy recovery, waste energy has attracted attention as a technology that contributes considerably to the replacement of fossil fuels which are becoming depleted and to the dissemination of renewable energy for Intended Nationally Determined Contributions (INDC). In this study, the long-term operation data of domestic municipal solids waste (MSW) incineration facilities were evaluated for the steam power generation efficiency when applying the elemental technologies. In addition, the energy savings and GHG reductions were calculated by the power generation efficiency increment. In terms of enhancing the capability of waste heat recovery, the power generation efficiency was examined based on the assumption that the low calorific power of 2,000~3,000 kcal/kg, 5,000~7,000 ㎥/ton exhaust gas, boiler outlet temperature of 190~300℃ and the combustion air ratio of 1.0~2.0. When applying elemental technologies to the incineration procedure, the power generation efficiencies were 0.74~0.85%. Energy savings per ton of MSW were estimated to be 79.2 MWh/ton in low temperature economizer (LTE) and 68.8 MWh/ton in low air ratio combustion (LARC). The estimated GHG reductions were 206,072 ton-CO₂/yr in LTE and 178,892 ton-CO₂/yr in LARC. This is expected to reduce operation costs by 4,328 million and 3,757 million KRW by conversion to economic benefits.
생활폐기물 소각시설 유형별 에너지 회수 열수지 분석 연구
배지수(Jisu Bae),이수영(Suyoung Lee),김규연(Kyuyeon Kim),이태우(Taewoo Lee),강준구(Jun-gu Kang),전태완(Taewan Jeon) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.1
국내 소각시설에서 발생된 소각열에너지는 폐기물의 순환이용 촉진을 위해 폐기물처분부담금의 감면 혜택의 수단으로 생산·이용 촉진되어왔다. 본 연구에서는 생활폐기물 소각시설을 대상으로 에너지 물질수지를 분석하여 소각열 회수 시 로(盧) 특성에 따른 입·출열 특성을 파악하고자 하였다. 열역학 제 1 법칙에 따른 열정산법 (Heat balance) 을 적용하여 각 시설별 입·출열 에너지량을 산정하였다. 열정산 도출을 위한 시스템 경계 범위는 폐기물 투입구부터 대기오염 방지설비 전단까지 한정하였다. 입열 항목의 경우 일반·고온 소각시설은 반입 폐기물 보유 열량이 총 입열 중 96.6% 로 열분해·고온용융 대비 높은 결과를 보였댜 열분해고온용융 소각시설은 보조연료 투입열량이 총 입열 중 15.6 %를 차지하였으며, 이는 열분해로 및 용융로의 운전온도 (1,200°C) 유지를 위한 결과로 보여진다. 보일러 급수의 일부가 증기 에너지로 변환되기 위해 홉수한 열량은 전체 출열 항목 중 열분해·고온용융 (78.9%), 일반·고온 (78.8% )으로 나타났으며, 이는 국내 생활폐기물 소각시설의 폐열보일러 효율이 80% 에 근접한다는 것을 의미한다. 출열 항목(배출가스 보유열, 방열손실, 소각재 배출열 등) 중 소각 유형별 두드러지게 나타나는 특징은 다음과 같다. 일반·고온 소각로는 배출가스로 인한 손실열량이 16.5%로 타 유형 대비 높게 나타났다. 열분해·고온용융의 경우로 운전 특성에 의해 소각로 및 폐열보일러 표면의 방열손실이 3.37%로 비교적 높은 결과를 보였다.
열정산법에 따른 생활폐기물 소각시설의 물질수지 분석 및 저위발열량 산정식 도출 연구
배지수(Jisu Bae),이수영(Suyoung Lee),김규연(Kyuyeon Kim),이태우(Taewoo Lee),강준구(Jun-gu Kang),전태완(Taewan Jeon) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
폐자원 에너지화 독려 및 순환경제사회 구축을 목표로 ‘18년 자원순환기본법 폐기물처분부담금 제도 에 따라 정부에서 소각시설을 대상으로 소각세를 징수하고 있다. 소각시설에서 처리되는 폐기물 톤당 부과되는 처분부담금은 소각열에너지를 일정 기준 회수 이용함에 따라 감면 혜택 을 제공하고 있다. 폐기물처분부담금의 감면 기준인 에너지회수효율온 폐기물 보유 열량 대비 유효하게 사용되는 소각열에너지 (증기, 온수, 전기 등)의 비율을 의미한다. 현행 법령에 따르면 에너지회수효율은 소각시설의 열정산 경계를 기준으로 외부 에너지(외부 수전, 화석연료 둥) 이외에 폐기물로부터 기원된 소각열에너지의 회수에 초점이 맞춰져 있다. 따라서 폐기물이 보유한 에너지는 에너지회수효율 산정 시 주요인자(key point)로 작용하며, 그만큼 대표성의 확보가 중요하다. 저 위발열량은 폐기물 보유 에너지(Ew)를 산출하는 기초 단위로써 그 값의 정확성에 따라 에너지회수효율 산정 결과의 신뢰도가 좌우된다. 본 연구에서는 국내 생활폐기물 소각시설 18개소를 대 상으로 소각형태별(열분해 고온용융, 일반 고온) 열정산 경계 기준 물질수지를 분석하고 폐기물저위발열량 산정식의 주요 인자인 열손실 보정계수 산출을 위한 계측자료 수집과 현장 측정을 수행하였다.
폐기물소각시설의 에너지회수효율 및 유효이용에너지 분포 분석
배지수(Jisu Bae),김규연(Kyuyeon Kim),이수영(Suyoung Lee),문희성(Heesung Moon),이영진(Youngjin Lee),강준구(Jungu Kang),전테완(Taewan Jeon) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.1
에너지 에너지회수효율 산정방법(환경부고시 제 2015-200호)은 폐기물 소각 시 발생되는 열원 즉, 생산된 에너지를 기준으로 회수효율을 산정하여 4R 정책(발생 억 제 (Reduce), 재이용(Reuse), 재 활용(Recycle), 회 수(Recovery)) 흐름에 부합하는 기준을 따라왔다. 그러나 2017년 「에너지회수효율 측정 • 산정방법 및 절차 등에 관한 고시」 를 제정하며, 열원으로 국한되었던 소각열에너지를 증기, 전기, 온수등으로 확대하고 에너지의 회수 · 이용에 초점을 맞추어 다양한 형태의 소각열에너지로 활용될 수 있는 정책적 기반을 마련하였다. 본 연구는 정책 시행 이후, 생활 및 사업장폐기물 소각시설의 에너지회수효율 산정결과를 비교하고, 소각열 회수 · 이용 분포를 분석하였다. 폐기물처분부담금 기준, 에너지회수효율 50% 이상인 시설(처분부담금 감면 대상) 비율은 정책 반영 이후로 83.8% 에서 86.5%로 연도별 증가하는 경향을 보였다. 소각열에너지의 유효이용에너지 분포의 경우, 생활폐기물 소각시설은 외부 판매에 주력된 경향을 보였으며, 그 중 증기 41.8%, 온수 42.7% 의 공급 비율을 보였다. 사업장폐기물 소각시설은 생활폐기물 소각시설과는 달리 증기의 내부 활용이 91.8%로, 부지 내 제조공정 둥으로 대부분의 소각열을 자체 소모하고 있는 것으로 분석되었다.