Dryer

공기압축기, 터보블로워, 질소/산소발생기, 환경기계, 고기능성 신소재분야 전문기업

환경기계

저온WTE가스화로

  • Home  >  
  • 환경기계  >  
  • 저온WTE가스화로

저온WTE가스화로

소각과 열분해의 차이점은?

항목 소각 열분해
기본개념 1차 연소로에서 대부분의 연소 공기(100% 이상)가 주입됨과 동시에 연소가 이루어짐.

① 1차로 열분해 가스화로에서 필요 공기의 5～10% 수준의 최소 공기를 주입하여 잔류탄소를 연소시키고, 이때 발생하는 800~1,000℃의 국부 연소 열을 이용하여 젖은 쓰레기를 건조 및 열분해함. 이때 발생한 가연성 가스를 버너로에서 LPG 처럼 최적의 공기비로 연소시킴으로써 완전연소가 가능한 친환경적 소각로임.

② 폐기물을 열분해한 후 이 열분해 가스를 버너로에서 완전연소를 하므로 다이옥신의 발생 및 재생성이 적고, 발생되는 분진이나 카본 블랙(스토커식 : 3,000～10,000 mg/Nm3 , 열분해식 : 200～600 mg/Nm3) 등의 형성이 최소화되어 2차 오염 저감.

③ 그 외, 운전 비용이 저렴하고, 내부에 구동부가 없어 유지 보수도 용이하다는 장점이 있음.
열 이동 발열반응 흡열반응
물리∙화학적 반응형태 연소(산소공급) 분해(저산소)
송풍량 및 배기가스 완전연소를 위한 이론공기량 이상의 과잉 공기 공급이 필요하므로 송풍량에 비례하여 배기가스량이 많음(공기비: 약 1.8) 필요 산소량이 적으므로 최적 공기를 공급하며, 이로써 배기가스 량이 적음(공기비: 약 1.2)
장치의 형태 개방형 밀폐형
에너지 회수 방법 폐열회수에 의한 지역난방 및 발전 가스상의 연료를 LPG처럼 연소하여 지역난방 및 발전
2차 오염 다이옥신, 중금속 등의 2차 오염물질에 대한 우려 배기가스의 오염 농도가 낮음.
단, 타고 남은 재에 중금속 등이 포함됨
에너지 공급방법 폐기물의 소각에 의한 자체 연소열 폐기물 열분해에 의해 발생되는 합성가스의 2차 연소열
유지관리비 시간이 지날수록 유지관리 비용 상승 유지관리비용이 소각로 대비 1/5 수준

저온WTE가스화로와 타 소각로와의 비교

구분 저온WTE가스화로 무산소열분해(로타리킬른) 고온융용열분해(샤프트로) 스토커식 소각로 유동상 소각로
공법사 보국에너텍 동부건설-일본미쓰이 포스코-신일철 범용 범용(GS, 효성-에바라)
적용사례 양주(2016, 2019)
100톤*2		 양주(2005)
100톤*2		 양산(2005) 100톤*2,
고양(2010) 150톤*2		 다수 다수
에너지
회수 효율		 80% 낮음 낮음 70% 낮음
폐기물의
적용범위		 고발열량, 습윤폐기물 등 적용 범위 넓음 합성수지 계열 이외의 성상은 적용하기 어려움 좌동 고발열량 등 폐기물 적용 제한 습윤폐기물, 슬러지 등 적용 가능하나, 연소효율이 투입폐기물 성상 변화에 민감
전처리설비 불요 필요 필요 필요 필요
잔존재 3% 미연소 유출 30% 1%, 금속슬래그 재활용 10~20% 8~10%
전력생산 스팀 생산량 일정하여 터빈 발전량이 일정하게 유지됨 균일연소조건 유지 어렵고 열효율이 비교적 떨어짐 스팀 생산량이 불균일하고, 저온열분해에 비해 효율 떨어짐 저온열분해에 비해 효율 떨어짐 저온열분해에 비해 효율 떨어짐
대기배출가스 공기비 1.2 이하를 적용하여 배출량 적음. -> 약품비 절감 가능 미연소분, 분진 다량 발생 발생량 적음 공기비 1.8로 배출량 많음 다량의 분진 발생
시설 운영비 적음 보통 보통 높음 고형알카리제, 유동매체 투입 비용 추가 발생
유지보수비 적음 로내 관리에 따른 유지보수비용 발생 코크스, 석회석, 순산소 등의 유지 보수비 과다 높음 높음
투자비 톤당 투자비 2.5억 투자비 높음 톤당 투자비 3.5억 1) 톤당 투자비 약 2.5~3억 투자비 높음

주: 1) 고양, 양산 포스코건설 사업비 참조

저온WTE가스화로의 향후 전망

대기환경 규제 강화

2020.04.03 대기관리권역의 대기환경 개선에 관한 특별법 시행
  • 권역별 대기오염물질 총량규제(설치시 규제환경)
  • 사업장 총량관리제(분담금 부과), 위배시 과징금 (NOx 연 4톤, SOx 연 4톤,먼지 연 0.2톤 이상 사업장)
  • 배출기준 강화
(단위 : ppm) 2019년 이전
(대기환경보전법)		 2020년 2025년
NO2 70 25 12
SO2 30 10 5
Dust 10~20 10 2
  • 현재 지자체 소각로 시장은
    스토커식 소각로가 과점 중
  • 스토커식 소각로는 강화된 기준을 맞추기 어려움 (약품비 등 과다 소요로 비경제적)
  • 대기환경 규제 기준을 맞추지 못할 경우,
    과다한 과징금 부과 우려
  • 강화된 기준을 경제적이고 효율적으로
    맞출 수 있는 설비는
    저온 WTE 가스화로가 유일
강화된 환경 기준에 따라 저온 WTE 가스화로가 친환경 설비로서,
타 소각로를 대체할 수 있는 대안으로 떠오를 것으로 기대됨

저온WTE가스화로의 특징

① WTE 가스화로

  • 초기 착화버너로 착화 후 최소 공기 주입으로 국부 연소 진행
  • 국부 연소열로 주변 폐기물 열분해 진행
  • 가스화로 내부에 구동 장치가 없고 검은 연기에 의한 내부 코팅 효과로 부식 방지 효과
  • 자동 재처리장치로 편리한 재 배출

② BASKET C/V

  • 12시간 가동용 폐기물을 이동식 집게, 페이로더로 밀어 넣어 12회 정도 일괄투입
  • 상부 WIRE HOIST로 끌어올려서 자동 투입 또는 천정 집게 크레인으로 자동 투입

③ 연소로

  • 연소가스량 인위적 조절로 로내 온도 항상 850℃ 이상 유지
  • 체류시간 2초 이상으로 완전연소 구현 및 다이옥신 제거
  • 두꺼운 내화, 단열 내화재로 외피온도 80℃이하 유지로 방산열량 최소화
  • 수관식 보일러 내부에 일체형으로 구성 가능

④ 버너로

  • 조연버너로 승온 후 유입 가연성가스 착화
  • 조연버너 끄고 분사 노즐에 주입된 공기로 연소
  • 중저분자 상태의 가스상을 연소하므로
  • 최적 공기비로 외부 공기 투입 연소
  • 회오리치는 구조로 완전연소 구현