굴 패각 소성공정의 배출가스 특성분석
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2021
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Korean
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학술저널
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108-108(1쪽)
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굴 양식이 집중되어 있는 통영, 고성, 여수를 포함하는 남해안을 중심으로 해마다 약 28 만 톤의 굴 패각이 발생되고 있어 심각한 지역 현안문제에 직면해 있다. 패각은 석회석과 마찬가지로 탄산칼슘(CaCO₃)이 주요 구성성분으로 자원으로서의 가치나 높으나, 패각 내 잔존하는 다양한 불순물(i.e., 잔류염분, 코팅사, 유기물, 토양입자 등)로 인하여 다양한 전처리가 요구된다. 탄산칼슘으로 구성된 패각은 소성공정을 통해 상전이가 유도되는데(CaCO₃(s)→CaO(s)+CO₂(g)), 상기 탈탄산화(de-carbonation)반응 과정에서 다량의 이산화탄소가 배출된다. 하지만, 패각 내 잔류하는 유기물의 영향으로 이들 배가스는 NOx, SOx를 포함한다. 본 연구는 소성공정을 수반하는 패각자원화 설비의 저탄소 공정구현을 위해 패각 소성과정에서 발생되는 가스조성 변화를 관찰함으로서 고농도 CO₂ 분리회수 가능성을 검토하였다. 이를 위해, 패각 내 존재하는 다양한 불순물과 패각을 대상으로 소성온도에 따라 가스 발생특성을 확인하였다. 유기물을 포함하는 패각은 약 700℃를 기점으로 CO와 CO₂ 발생구간이 뚜렷하게 구분되었다. CO는 주로 낮은 온도구간(250~700℃)에서만 발생되며, 이는 유기물 분해에 의한 영향으로 생각된다. 반면, 700℃ 이상의 고온구간에서는 탈탄산화반응에 의해 CO₂가 주요성분으로 나타나며 900℃ 이상의 조건에서는 이 발생되는 특성을 보여 패각과정에서 고농도의 CO₂ 포집·활용 가능성을 지시한다. 다만, 잔류 유기물로 인해 NOx 발생이 CO₂ 발생구간과 일부 중첩되어 관찰되긴 하나, NOx 주 발생온도는 CO₂와 비교하여 상대적으로 낮은 것이 특징이다.
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