소각시설 다이옥신 저감기술
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소각시설 다이옥신 저감기술. 심 문 용 / 전 봉 주. ** 도시폐기물 소각시설 다이옥신 저감 기술 **. 다이옥신의 성질. 다이옥신 저감 방안. 우리나라 소각시설에 대한 규제현황. 도시 폐기물 소각시설 에서 다이옥신 생성 및배출. 처리설비에서의 다이옥신 제어. ** 다이 옥신 이란 **. ★ PCDD(Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxin) 과 PCDF(Polychlorinated Dibenzo Furan)

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소각시설 다이옥신 저감기술

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Presentation Transcript


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소각시설 다이옥신 저감기술

심 문 용 / 전 봉 주


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** 도시폐기물 소각시설 다이옥신 저감 기술 **

다이옥신의 성질

다이옥신

저감 방안

우리나라 소각시설에

대한 규제현황

도시 폐기물 소각시설

에서 다이옥신

생성 및배출

처리설비에서의

다이옥신 제어


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** 다이 옥신 이란 **

★ PCDD(Polychlorinated Dibenzo-p-Dioxin) 과

PCDF(Polychlorinated Dibenzo Furan)

★ 염화유기물의 한종류 두개의 벤젠고리가 4개의 염소에 의해

결합되어있는 분자 구조로폴리염화비페닐 과도 관련이 있다.

★ 다이옥신 10개의 염소원자가 결합될 때 모두 75개의 이성체

가 존재하며 이들을 총칭하여 PCDD 라 하고 가장 독성이

강한것으로 2,3,7,8-TCDD가 있다.


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** 다이옥신 규제기준 **

97년

다이옥신 규제 기준 작성

기존 소각장(0.5ngTEQ/N㎥)

신설소각장 (0.1ngTEQ/N㎥)

(시간당2톤이상의 대형소각장)

99년7월

시간당 200 kg 이상의 중소형 소각장도

규제

2000년 내

2003년 7월 이후

선진국의 규제치인 0.1ngTEQ/N㎥까지 규제


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** 도시 쓰레기 소각 시설 에서 다이옥신 배출 원인 **

쓰레기 소각시

다이옥신

발생

냉각시설 및 대기오염 방지 시설 등에서 재합성

☞투입 쓰레기중 다이옥신류

가 연소시 분해 파괴되지

않고 그대로 배출

☞ 여러가지 다이옥신 전구

물질과 염소 화합물에의한

다이옥신 유발

☞냉각시설,방지시설등에 퇴적

된 비산재가 촉매역할을 하여

염소공여체와 반응하여

다이옥신이 발생


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★★ 다이옥신 저감 방안 ★★

쓰레기

균질화

균일화

연소과정

에서

다이옥신

발생의

최소화

다이옥신

재합성

억제

다이옥신

고효율

제거

단 계 별


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** 제 1단계 폐기물의 균질화 및 균일화(적정 발열량 유지) **

쓰레기의 분별

다이옥신 발생 원인추정물질의 소각로 반입 금지

 PVC등 유기염소 화합물(상하수도배관,콘덴서등)

 클로로페놀을 원료로 하는 화합물(농약,방향제,살충제등)

염소치환형 벤젠핵을 가지고 산화반응을 하는 화합물

(전기콘덴서,변압기등 에사용되느PCB, 클로로벤젠화합물)

페인트 처리된 목재,가구

쓰레기의 수분

함량 저감

연소효율을 저감

다이옥신 발생을 초래

음식물 쓰레기,젖은 종이 등

기타

연소효과 의 최대화

쓰레기의 파쇄 및 파봉

쓰레기의 숙성


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** 다이옥신 의 성질 **

지표면에 침적

♠ 대기중 입자상물질 흡착및

♠소수성 (지방상에 축적)

유기성고체 로 녹는점

,끓는점이 높다

(TCDD : 상온에서 고체,녹는점:300℃)

(PCDD: 700℃ 까지의 열에도 안정)

 증기압이 매우 낮다

(지상에서 대기중으로 쉽게 증발하지

않는다)

 생물학적 농축정도가 높다


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** 제 2단계 소각시 다이옥신발생의 최소화 **

온도

체류시간 및 혼합

소각로온도

(800℃이상,

2초이상)

공기주입

적정화

(2차공기

주입)

소각로 안의

폐기물량의

자동제어

노형상

변화

계단식노형 및

적정혼합을위한

진동형

노형 선택

안정연소 및 완전연소


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** 스토크식로의 기본구조 및 연소과정 **


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** 제3단계 다이옥신 재합성 억제 **

재합성 억제

급속 냉각

비산재 퇴적 방지

다이옥신 재합성

 소각후 열회수,냉각과정에서 비산재가 퇴적되고 다이옥신류의

생성에 적당한온도가 되면 염소공여체와 반응하여 다이옥신이

재합성 된다

 연소가스의 체류시간단축,분진이 퇴적하지 않는 구조및 형상

부착된 분진을 제거할수 있는 장치 (SOOT BLOWER)를 설치

및 철저한 작업 이 필요

 급속냉각 으로 인한 미연분의 재연소 저하도 고려

 억제제 사용


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억 제 제

개 요

  • Cu 및 Fe와 같 은 전이금속 이온들은 비산재 입자에 서 발생되는 이들 독성화합물들의 생성반응에 대한 촉매작 용을 하고 있다는 것이다.

  • 생성반응은 비산재 표면의 거대한 탄소분자로부터 일어나기도 하지만, 클로로페놀과 같은 조그만 유기물 분자(즉 선행물질)로부터 일어나기도 한다. 이러한 선 행물질(전구물질이라고도 함)은 소각가스로부터 비 산재속으로 흡착되어 PCDD/F로 전환되기도 한 다. PCDD/F의 화학구조속으로 합체되는 염소는 비 산재속의 금속염화물에 기인되는 것이거나 H CI과 같은 가스에 기인되는 것이었다.


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억 제 제

NH3, CaO, KOH 및 Na2C O3

등의 염기성 화합물

PCDD/F의 생성에 촉매작용을 하는

전이금속의 이온들과 착화합물(착물)

을 만들 수 있는 화합물들

메카니즘

메카니즘

억제제가 비산재 표면의 산성도

를 변화시키는 것.

비산재가 알카리화 될수 록 PCDD/F

의 생성도 저하되는 원리에 의거.

메카니즘은 촉매(구리)와

상 호반응하여 착물을 형성.

황화합물 중 특히

CS2와 티오펜 은 비산재 표면의

펜타클로로페놀로부터 PCDD가

생성되는 것을 저감

.


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** 제 4단계 방지 시설 에서의 다이옥신의 고효율 제거 **

전기 집진기(EP)

방지시설

제어

습식세정장치

반건식세정탑

/여과집진장치

여과 집진기

(Bag-filt)

선택적 환원 촉매장치

(SCR)


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전기 집진 장치(Electrostatic Precipitator)

직류 고전압을 이용하여 극판내에 전계를 형성시키고, 이 전계내에

코로나 방전을 발생시켜 가스중의 입자(particle)을 하전하여 하전된

입자를 coulomb force에 이해 집진극으로 이동시켜 분리 포집하는 방법

내부온도가200℃이상인경우 다이옥신이 재합성 이 된다

다이옥신 발생 적정온도 : 260~316℃

전기집진장치 에

냉각공기 이용한저온화

(200 ℃ 이하)

전기집진장치 전단에

활성탄 분무

전기 집진 장치에서

다이옥신 저감


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반건식 세정탑(SDA)

연소가스 중의 유해가스(SOx, HCl, Cl2), 다이옥신을 처리하는 설비

소석회와 활성탄slurry를 혼합분사하여 유해가스와다이옥신

을 약품에 반응흡착.

기존의 습식 세정장치를 보안

산성가스 및 수은 제거

활성탄에의한

다이옥신저감

폐수처리시스템 및

산성세정수 에한 장치의

부식문제


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여과 집진 장치 (Bag filt)

천연섬유나 합성섬유, 부직포 등을 백의 형태나 평판형

의 형태로 만들어 여과하는 방식

  • 세정기에서 반응흡착된 유해가스, 다이옥신 등의

    오염물질이 여과포에 걸려져 제거.


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SCR (Selected Catalysts Reactor,선택적 촉매환원장치)

 SCR의 메카니즘

NOX제거 를 위한

시스템

NH3 분무에 의한

촉매표면의 반응흡착

다이옥신 및 질소산화물 제거

 다이옥신 제어

 NOX제어

TiO2, V2O5촉매 의 함량을

높이고 210~260℃에서

산화 효과를 나타냄

:4NO3+4NH3+O2=>4N2+6H2O

NO+NO2+2NH3=>2N2+3H2O

===>촉매와 암모니아가 NOX와

반응 하여 질소가스와 물로 분해


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** 우리나라 주요 소각장의 주요 처리 시설 **

일산: F.D fan-연소실-보일러-ESP-I.D fan-SCR-세정탑-Stack

평촌: F.D fan-연소실-보일러-반건식 세정기-Bagfilter-I.D fan-Stack

의정부: F.D fan-연소실-수냉각기-ESP-I.D fan-Stack

중동: F.D fan-연소실-보일러-반응기-ESP-I.D fan-세정탑-Stack

목동: F.D fan-연소실-보일러-세정탑-반건식세정기-

Bagfilter-SCR-ID fan-Stack

상계: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-SCR-I.D fan-Stack

성서: F.D fan-연소실-보일러-반응기-ESP-I.D fan-세정탑-Stack

창원: F.D fan-연소실-보일러-반건식세정기-Bagfilter-I.D fan-Stack

성남: F.D fan-연소실-수냉각기-Bagfilter-I.D fan-Stack

다대: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-I.D fan-Stack

해운대: F.D fan-연소실-보일러-ESP-세정탑-I.D fan-SCR-Stack


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** 환경 관리 공단 에서 소각 처리 계통도 **


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** 중동 소각장 다이옥신 저감 을 위한 추가시설 계획 **

다이옥신 흡착

중금속 흡착

 분진 ,비산재 제거

NOx제거

다이옥신 흡착 분해 제거

분진 및 연소재 제거

HCl,SOx등 산성가스 제거

연소가스 온도상승에의한

굴뚝내 백연현상 방지

활성탄분말 분사

촉매제 및NH3 분사

가성소다용액 분사

연소

가스

전기

집진기

습식

세정기

재가열기

추가설비

연돌

백필터

(Pulse jet

Type)

SCR

촉매탑


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** 중동소각장 추가 설비 **


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