폐기물의 화학적 처리 방법 및 각종 생성법(열분해공정)

소개글

폐기물의 화학적 처리 방법 및 각종 생성법(열분해공정)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 폐기물의 화학적 처리란?
1.1 화학적 처리의 정의
1.2 화학적 처리의 분류 및 처리과정

2. 소각, 열분해,가스화 현황
2.1 에너지 회수
2.2 각 시설의 운영상 문제점
2.3 각 공정의 기본원리 및 공정도

3. 각 공정도에 따른 대책방안

본문내용

열분해온도와 속도에 의존한다. 이들 열분 해 생성물은 산소를 공급하여 연소하면, 물과 이산화탄소 및 열로 되어, 재연소에 의하여 에너지를 회수할 수 있다.
1.3.5 열분해의 장점 및 단점
열분해 공정은 연소공정에 비교하여 최대의 장점은 무산소 혹은 저산소분위기에서 물질을 분해시킴으로서 공기의 공급 및 배출이 적다는 것이다. 또한 환원성분위기이므로 산화물형태인 대기오염물질의 생성이 적다. 다음과 같은 장점이 있다.
(1) 배기가스량이 적다.
(2) 황분, 중금속분이 회분 중에 고정되는 비율이 높다.
(3) SOx, NOx, HCl 중금속 등을 포함하는 유해가스 발생량이 적다.
(4) 환원성 분위기를 유지할 수 있어서 Cr+3가 Cr+6로 변화하지 않는다.
(5) 보조연료가 필요하지 않다.
이러한 장점에 대하여 많은 단점을 안고 있으며, 환원성분위의 유지를 위해서는 반응기전체를 밀폐하는 구조로하거나, 감압의 분위기를 유지해야 한다. 이러한 분위기유지를 위해서는 물질의 연속적인 투입이 불가능하며, 회분식에 의한 운전이 될 수밖에 없다. 또한 연소의 경우에는 자체산화열이 발생되어 온도를 고온의 분위기로 유지시켜주나, 열분해에서는 외부에서 열원을 공급해야한다. 이러한 열원의 공급원으로서 생성된 가스나 기름을 이용하나, 보조연료를 사용하지 않기 위해서는 세심한 설계가 필요하다.
1.4 가스화.
1.4.1 정의
가스화는 연료를 양론적 공기 요구량 보다 적은 공기량으로 서서히 연소하는 일종의 부분연소공정이다. 비록 이 공정이 19세기에 개발되었지만 폐기물에 적용된 것은 겨우 최근의 일이다.
1.4.2 원리
가스화공정에는 다음과 같은 다섯가지의 중요한 반응이 일어난다.
C + O2 -> CO2 발열반응
C + H2O -> CO + H2 흡열반응
C + CO2 -> 2CO 흡열반응
C + 2H2 -> CH4 발열반응
CO + H2O -> CO2 + H2 발열반응
이 공정을 유지하기 위한 열은 주로 발열반응으로부터 나오는 반면에, 연소할 수 있는 성분은 주로 흡열반응에 의하여 생성된다.
1.4.3 종류
가스화장치는 기본적으로 (1) 수직고정상식, (2) 수평고정상식, (3) 유동상식,
(4) 다단로상식, (5) 로터리킬른식의 다섯 가지가 있다.
(1) 수직고정상
수직고정상 가스화 장치는 다른 가스화 장치에 비하여 구조가 간단하고 상대적으로 인건비가 작게 소요되는 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 이장치는 연료의 물리적 특성에 매우 민감하여 고밀도 폐기물 가공연료와 같은 규격화되고 균등질인 연료가 필요하다.
(2) 수평고정상
수평고정상 가스화장치는 상업적으로 가장 많이 개발된 시설이다. 그러나 이 시설은 가스화장치로서 알려졌다기보다는 열분해연소로 알려져 있다.
(3) 유동상
도시폐기물의 과잉공기연소에 유동상연소방법을 이용하는 것은 앞에서 설명되었다. 유동상연소설비는 약간의 개량을 통하여 양론적공기요구량보다 적은 양의 공기를 이용하는 가스화장치로 운영될 수 있다. 이 시설은 증기와 전기를 생산하는 보일러에 이용할 수 있는 저열량가스를 생산한다.
1.4.4운영상의 문제점
가스화시설은 아직까지는 MCU시설을 제외하고는 상업적 기술로의 가치가 없다. 과잉공기연소로와 비교하여 볼 때 훨씬 적은량의 대기오염물질을 배출시키기 때문에 수직고정상가스화장치나 유동상가스화장치들은 앞으로 개발될 수 있는 가능성과 다시 '재인식'될 가능성이 크다.
참고문헌
Tchobanoglous외 3명,남궁완&이동훈 공역,2006,폐기물처리공학,동화기술
환경부 홈페이지 http://www.me.go.kr/
바이오 싸이클 http://biocycle.org/
군산대학교 재료화학공학부 송병호교수의 연구논문

키워드

열분해 공정,   화학적 처리,   환원성,   보조연료,   가스화