일반기술

수소-산소 가스를 이용한 폐기물 가스화 용융로장치 및 그 처리공정

*배경최근들어, 산업의 발달과 더불어 각종 산업현장에서는 다양한 종류의 폐기물이 발생되고 있다. 이러한 폐기물을 처리하기 위하여 일정 장소에 매립하는 경우 환경오염을 유발시킴으로써 사회적 문제가 되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폐기물을 처리하는 다른 방법으로는 폐기물을 소각하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 경우에는 다이옥신의 배출과 중금속이 함유된 재의 발생 등으로 인해 2차 공해물질을 배출시키게 된다. *중요성 및 독창성본 기술은 수소-산소 가스를 이용한 폐기물 가스화 용융로장치에 관한 것으로 폐기물 처리에 가장 좋은 방법이다. 구체적으로는, 수소-산소 가스를 이용하여 석탄, 잔유사, 농산물, 슬러지 및 각종 폐기물을 용융시키고, 이 용융과정에서 발생한 연소 배가스를 냉각하여 수분을 분리한다. 그후, 수집된 수분을 버리거나, 이를 물분해 가스로 변환하여 재순환시킴으로써 상당한 열량을 갖는 가스를 저장하여 가스 연료로 재사용할 수 있도록 해주는 기술이다.* 기술적 단계1) 각종 폐기물을 전처리하도록 이루어지는 폐기물 전처리장치2) 전처리된 폐기물을 압축하여 공기를 제거하도록 이루어지는 압축장치3) 압축된 폐기물을 열분해 가스와 탄화물로 분리하도록 이루어지는 열분해장치4) 그 하부가 2000℃이상 유지하여 폐기물 내의 가연분과 불연물을 가스화 또는 용융시키고, 그 상부가 1200℃이상 유지하여 합성가스의 개질 및 오염물질을 분해시키도록 이루어지는 가스화 용융로장치5) 공해물질의 생성을 방지하고 중금속을 포집하도록 이루어지는 냉각장치6) 가스화 용융로장치에서 배출되는 가스를 정제하도록 이루어지는 합성가스 정제장치7) 가스화 용융로장치에서 배출되는 폐기물의 불연성 물질을 배출하도록 이루어지는 슬래그 배출장치8) 가스화 용융로장치에 순수 수소-산소가스를 공급하여 폐기물을 용융/열분해 시키도록 이루어지는 수소-산소 연소장치* 효과1) 순환식 연소 시스템으로 물을 전기분해하여 산소와 수소가 2:1인 물분해 가스를 얻을 수 있고, 이 가스를 연소하여 용융열을 얻으며, 이 과정에 발생한 연소 생성물인 물을 다시 물분해 가스 공급장치로 보내어 순환하는 시스템으로 용융과정에서 외부로 가스가 방출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과2) 기존의 탄화 수소계 보조연료 및 순산소를 이용하는 경우 보다 합성가스 중의 CO2 농도 증가를 방지할 수 있으며, 용융과정에서 발생한 H2O는 냉각 후 분리하기 때문에 합성가스에 포함되는 발열량이 기존 시스템과 비교하여 매우 높아지게 하는 효과3) 전체 시스템 효율 향상을 위해 전체 공정을 간략화하여 비용을 저감시킬 수 있도록 하는 효과4) 기존의 폐기물 가스화장치보다 더 고온을 얻을 수 있음으로 폐기물 용융과정을 짧게 하여 경제적 효율을 극대화하는 효과