MSW소각로의 산소(O2)농도 저감을 위한 2차송풍량 효율 특성

국문 초록 (Abstract)

K시의 소각장은 2000년 5월 시험가동으로 2기(스토거방식) 처리시설로 400ton/day의 생활쓰레기를 처리하면, 계통도는 쓰레기 반입, 쓰레기크레인, 소각로, 페열보일러, 반건식반응탐, 백필터, 탈질설비, 증기터빈발전기, 연돌소각처리 등으로 처리 하며, 소각과정에서 생성되는 폐열을 회수, 증기를 발생시켜 이 증기를 이용해서 장내 열원 및 소비전력을 보충하는 설비시설을 갖추고 있다. 그러나 그림 1과같이 사용 후 4 ~ 5년 후 부터는 산소농도가 증가하여 최근 3년간 급격히 상승해지고 있는 추세이며 2호기의 산소농도가 1호기 보다 높아지고 있어 배기가스 중 CO, SOx, HCl, NOx의 농도는 증가 하는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 소각로의 적정공기량을 투입하여 산소농도를 낮추어 대기배출 농도를 저감하기 위한 연구이다. 산소농도가 너무 높거나 너무 낮아도 문제가 되며 산소농도가 너무 높을 경우 모든 측정항목에 영향을 줌으로서 세심한 관심이 필요하다. 산소농도만 제어를 잘하면 CO는 물론 다른 항목의 제어 관리도 빨리 대처를 할 수 있다. 운전 중 가장 안정적인 범위는 이론상으로는 7 ~ 9%이나, K시의 소각설비는 10년 이상 운영으로 그동안에 많은 변화가 있어 산소농도는 약 9 ~ 13%로 높게 분석되었다. 1차 연소공기는 연소과정에는 직접적으로 영향을 주지만 연소실 내부의 유동장에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 알려져 있고, 반면에 2차 연소공기는 불완전 연소물질의 2차 연소실에서의 연소를 촉진시키는 역할뿐만 아니라 연소실 내부의 유동형태를 크게 변화시키므로 미분입자의 이원방지, 화염높이의 적정유지, 연소가스 농도의 균일화 등 연소실내부의 연소상황을 제어하는 역할을 수행한다는 연구 문헌을 중심으로 본 연구 내용은 2차송풍량을 산소농도에 비례하여 송풍량이 자동으로 조절되어 소각로 내에 과잉송풍량이 들어가지 않고 산소농도에 맞게 송풍량을 주입하는 방법으로 DCS프로그램을 보완하였다. 그 결과 그림 2와 같이 대기배출 가스의 농도가 전년도에 비해 감소하였으며 약품사용량도 감소한 것으로 나타났다.