하수슬러지, 폐목재 혼합연료의 순산소연소와 배가스 재순환
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2016
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75-75(1쪽)
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하수슬러지는 런던협약이전 대부분 해양투기가 되었다. 그러나 2012년 이후 런던협약이 발효되었고, 현재는 소각이나 매립을 통해 육상처리를 하고 있다. 일반적으로 하수슬러지의 수분함량은 80%이상을 보이며, 건조과정을 거치면 평균 3000kg/kcal의 발열량을 나타낸다. 이로 인해 저급연료로써 주목을 받고 있으며, 국내 발전시설에서는 10~15% 혼소가 이루어지고 있다. 그러나 건조 하수슬러지를 주연료로 사용하는 에너지화 기술은 아직 연구단계에 있으며, 다양한 기술의 적용이 고려되고 있다.
본 연구는 다양한 연료를 적용하기 용이한 순환유동층을 이용하여 건조 하수슬러지에 폐목재 혼합율을 변화하여 순산소 연소기술을 적용하였다. 순산소 연소는 기존 연소와 달리 공기 대신 고순도 산소와 이산화탄소를 혼합한 기체를 사용한다. 이러한 이유로 과도한 공기비의 적용은 공기분리장치(Air Seperation Unit, ASU) 운영비용이 추가적으로 발생하며, 고순도 CO<sub>2</sub>의 농축을 어렵게 한다. 따라서, 폐목재 혼합비율과 투입되는 산화제조성에 따른 과잉공기비의 변화를 계산하였다. 폐목재의 혼합은 하수 건조 슬러지에 폐목재를 30%, 50%, 70% 혼합하였고, 산화제의 조성은 공기, Oxy-21%, 25%, 30%로 조정하였다. 각각의 조건에서 배가스 조성과 온도, 연소로내 온도구배 등을 통해 연소특성의 차이를 확인하였다. 이 결과를 이용하여, 최적의 연소조건을 도출하였고, 배가스 재순환시스템을 가동하였다. 재순환되는 배가스의 비율을 조정함에 따라 연소특성의 변화를 비교하였다.
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