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1 최 종 연구보고서 농촌폐비닐과하수슬러지를혼합한 재생에너지생산시스템및난방열 공급시스템개발 Development of Greenhouse Heating System & Renewable Energy Production System Using Waste Vinyl and Sewage Sludge 연구기관 ( 주) 리젠코리아 순천대학교 농림수산식품부

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3 제출문 농림부장관귀하 본보고서를 농촌폐비닐과하수슬러지를혼합한재생에너지생산시스템및 난방열공급시스템개발 과제의최종보고서로제출합니다 년 6 월 24 일 주관연구기관명:( 주) 리젠코리아 총괄연구책임자: 신현충 연구원: 사토시게루 연구원: 조익준 연구원: 김영상 연구원: 박진하 협동연구기관명: 순천대학교 협동연구책임자: 박금주 연구원: 안병주 연구원: 오민석

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5 요약문 Ⅰ. 제 목 농촌폐비닐과하수슬러지를혼합한재생에너지생산시스템및난방열공급시스템 개발 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 영농후발생되는농촌폐비닐은토양오염등농촌환경오염의주범으로작용하고 있는실정으로최근들어농촌폐비닐의발생량은점차증가하고있으나농촌인구의 고령화와재활용시수익성저조등의문제점때문에원활한수거가이루어지지않 고있다. 특히, 농촌폐비닐중하우스용을제외한 멀칭용 은침착토사의탈리나파 쇄, 세척, 건조등전처리기술의미비와마땅한재활용사용처가없는관계로그처 리에심각한문제점을안고있는상황이다. 지자체가발생시키는생활폐기물중재활용처리가가장어려운것이하수슬러지 이며, 그이유는하수처리과정중마지막단계에서 물 과 고형물찌꺼기 로분리하기 위해서투여하는응집제로인해탈수나건조가어렵기때문이다. 본연구의목적은농촌폐비닐과탈수된하수슬러지를이용하여 을제조하여농촌비닐하우스난방에적용하는것이다. GR 슬러지연료탄 Ⅲ. 연구개발내용및범위 1. 농촌폐비닐및하수슬러지특성조사 2. 고형연료제작을위한전처리기술개발 - 3 -

6 고형연료성형기개발 온실용순환보일러개발 보일러의성능분석 Ⅳ. 연구개발결과및활용에대한건의 농업용멀칭폐비닐과하수슬러지를이용하여고형연료를제조할수있는지를판 단하기위하여폐비닐과하수슬러지의발생량을조사하고삼성분, 중금속및발열량 등을분석하였다. 농업용멀칭폐비닐과하수슬러지를이용하여고형연료를제조하였 으며, 제조한고형연료를이용하여온실을가온할수있는순환보일러를개발제작 하였다. 고형연료로보일러를가동하여 300평규모의장미온실을가온하고보일러 의효율, 온실의가온효과및배기가스분석을수행하여고형연료와보일러의성능 을분석하였다. 1. 농촌폐비닐및하수슬러지특성조사 농촌폐비닐및하수슬러지의성분조사를위해서전남지역 7 개폐비닐수거장, 5개 지역의하수처리장에서폐비닐과하수슬러지를샘플링하였으며, 삼성분분석, 중금속 분석, 원소분석및발열량분석을수행하였다. 1) 2005년도국내영농폐비닐발생량은 322,947 톤으로추정되며, 2004년의 264,880 톤보다 58,067 톤이증가하였다. 영농폐비닐발생량의재질별증감을살펴보면멀칭용 LDPE는 26,474 톤, HDPE는 42,844톤증가한반면하우스용 LDPE는 4,314 톤, 기타 (PVC, EVA) 6,938 톤이감소하였다. 국내하수슬러지발생량은 2002년도 207만톤으 로부터 2005년 256 만톤으로증가하였으며, 처리시설도 207개소로부터 294개소로증 가하였다

7 2) 폐비닐과하수슬러지의중금속함유량은납, 구리, 비소, 수은, 카드뮴, 6가크 롬, 시안및기름성분에대하여측정분석하였다. 폐비닐과하수슬러지모두중금속 함유량이허용값보다적은것으로나타나고형연료의원료로서문제점이없었다. 3) 하수슬러지의수분함량은 70.10%-84.30% 의범위에있었다. 고형연료의제작을 위해서는탈수및건조의과정이필요한것으로나타났다. 저위발열량이 8,291kcal/kg 인폐비닐과 10% 로건조한하수슬러지를효과적으로배합하면 5,000-6,000kcal/kg의 열량을발생하는고형연료를제작할수있을것으로판단되었다. 2. 고형연료제작을위한전처리기술개발 대상물을활용하여고형연료를생산하기위한필수선결조건은함수율의저감이다. 이를위한기존기술은대부분물리적압착방식( 벨트프레스탈수기등) 이나물리 적원심분리방식( 데칸타등) 을채택하고있다. 그러나이러한기술로는대상물의함 수율을 80% 대미만으로떨어뜨리기가어렵고또한대상물의성상에큰변화가없 으므로탈수이후건조기술의적용에있어서도애로사항이발생하고있는실정이 다. 본과제에서는대상물에전기를침투시켜전자(e-) 의흐름에의한작용으로대 상물의세포막이찢어지는원리를활용하여함수율을 60% 미만으로저감시키는고 효율탈수기술의개발을완성하였으며, 특히 3상교류의전기를활용함으로써탈수 효율성과전기안전성을확보할수있었다. 3. 고형연료성형기개발 본연구에서는전처리가끝난원재료( 슬러지, 기타가연성폐기물) 를일정한비율 로균질하게혼합하여난방필요발열량을갖는고형연료로성형 제조하였다

8 4. 온실용순환보일러개발 본연구에서는탈수 건조된대상물에발열량이높은고분자유기성폐기물( 폐비닐) 을첨가하여발열량조절이나연료성형의효율성을기하는기술을개발하고자 하였 으며, 고형연료(GR 슬러지연료탄) 의사용기술 개발범위에포함될 고형연료연소 전용순환보일러 에서혼합연소하는기술을제시하였다. 5. 보일러의성능분석 보일러성능분석을위하여폐비닐과하수슬러지를혼합하여고형연료를성형제작 하였다. 고형연료와보일러의성능을분석하기위하여 300평규모의장미온실을가 온시험하였다. 열교환기입출구의온수온도와유량을계측하여보일러효율을분석 하였으며, 온실내에 8개의 T/C 온도센서를설치하고온도변화및온도분포를계측 하여온실의가온효과를분석하였으며, 휴대용배기가스분석기(GreenLine MK2) 를 이용하여보일러연도의배기가스성분을측정분석하였다. 1) 고형연료제조를위하여사용된폐비닐, 하수슬러지, 탈수슬러지, 고형연료의공 업분석과고형연료의발열량을분석하였다. 저위발열량은 9,782 kcal/kg으로서고형 연료로서매우높은열량을나타냈으며, 수분함량도 0.43%, 회분이 10.73%, 가연분이 88.84% 로서매우좋은조건의연료가생산되었다. 성형된고형연료를완전연소시키 는데필요한이론공기량은고형연료에포함된탄소, 수소, 산소및황의성분함량을 대입하여다음과같이구한결과 6.68 으로나타났다. 2) 보일러의열효율은입출열법에의하여산정하였다. 보일러의입구와출구에서의 물의온도차이를구하여유효출열을계산하였다. 보일러가정상적으로작동하지않 음으로말미암아연소실상부온도가 50 o C 이상올라가지않았으며, 따라서배출수의 온도는 o C 의범위에서변화하였다. 보일러효율은 3.6% 에불과하였다

9 3) 보일러연소가스분석은연도배기가스의 O 2, CO, CO 2, SO 2, NOx 등을측정 분석하였다. CO는초기에 1,000 ppm을상회하는경우도있었으나점차적으로감소 하여중반부터는거의나타나지않았다. SO 2 는초기에는전혀검출되지않았으며, 시험중반이후에 1ppm 이하의범위에서검출되었다. NO x 는초기에는 0 100ppm 의범위에서변화하였으며, 중반이후는거의배출되지않았다. 배출가스의농도는 대기오염물질농도기준이내의범위에서배출되어고형연료로서사용이가능한것으 로나타났다. 4) 온실의위치에따라 6개의온도센서를지면으로부터 1.7m의높이에설치하였 으며, 높이별온도분포를파악하기위하여 3개의센서를지면으로부터 1.7, 1.2 및 0.7m 의높이에설치하였다. 온실의수평방향및수직방향위치별온도분포는 1 이 내로서차이가없었으나, 시간별온도는증가하지않고오히려시험기간동안약 4 감소하였다. 온도가감소한이유는방열기를작동하였을때보일러배출수온도 상승에의한효과는거의없는반면에외기온도가낮아졌기때문인것으로판단되 었다. 5) 연소잔재물분석하기위하여연소후바닥재를채취하여성분분석을수행하였 다. 연소잔재물의수분함량은 0.09%, 회분이 0.84, 가연성분이 99.07% 로서연료가 거의연소되지않고배출되는것으로나타났다. 이는보일러의작동이양호하지않 아가연성의성분이타지않고연소잔재물로배출되었다

10 SUMMARY Ⅰ. Title of research Development of Greenhouse Heating System & Renewable Energy Production System Using Waste Vinyl and Sewage Sludge Ⅱ. Objective of research Farm village waste vinyl that is produced after engaging in agriculture by real condition acting by main mast of farm village environmental pollution such as ground pollution recently occurrence amount of farm village lungs vinyl gradually increase but when recycle with rural population's graying, smooth removal is not achieved because of problem of profitability low tone etc. Specially, among farm village waste vinyl, 'Mulching' except house is circumstance that know controversial point that is serious in the processing by relation that unpreparedness and befit recycling use place of pretreatment technology such as secession or crush of composure earth and sand, washing, dry etc. do not exist. It is sewage sludge that recycling processing among life waste that local government breeds is the most difficult, and the reason is that dehydration or dry is difficult from coagulant that medicate to separate by 'Water' and 'Solid dregs' at last step among sewage process. Purpose of this study is to make GR sludge bunker coal because uses farm village waste vinyl and dried sewage sludge and applies to farm village greenhouse heating

11 Ⅲ. Scope and contents of the research 1. To investigate the characteristics of waste vinyl and sewage sludge, and possibility of producing of refuse derived fuel(rdf) using waste vinyl and sewage sludge. 2. To develop pre-treatment system for producing RDF such as dehydration and drying machine. 3. To develop forming machine of RDF using waste vinyl and sewage sludge. 4. To develop boiler which could be used in greenhouse for plant cultivation, 5. To analyze the performance of the boiler such as boiler efficiency, heating effect on greenhouse, and exhaust gas component. Ⅳ. Summary and Conclusions 1. Investigation of characteristics of waste vinyl and sewage sludge To analyze the components and heating values of materials, waste vinyl and sewage sludge were sampled from 7 waste vinyl collection plants and 5 sewage treatment plants. The results are summarized as followings: 1) About 323,000 tons waste vinyl from agricultural production was generated during 2005 showing increase every year. About 2,560,000 tons sewage sludge was generated during 2005, most of which was discharged into the ocean. 2) Low heating values (LHV) of waste vinyl were from 7,329 to 9,584 kcal/kg - 9 -

12 showing the mean of 8,291 kcal/kg. Low heating values of sewage sludge from three plants were below zero which means that those sludge need heat to burn out. However, if they are dried to MC of 10%, they could be used as fuel sources. Low heating values of sewage sludge, when dried to MC of 10%, were from 1,723% to 3,246% with the mean of 1,998 kcal/kg. 3) Moisture content of waste vinyl varied from 0.02% to 2.80% representing small difference possibly due to weather condition of sampling date. Combustible content varied from 58.3% to 92.5% showing much difference. Moisture content of sewage sludge varied from 70.1% to 84.3% according to regions. Sewage sludge needs dewatering and drying process to reduce moisture content to about 10% for RDF formation. 4) Heavy metal component of the RDF should not exceed the permit limit to prevent air and soil pollution after burning. From the quality standard of RDF of our country, contents of Hg, Cd, Pb and As are specified not to exceed limit values such as Hg; 1.20 mg/kg, Cd; 9.0 mg/kg, Pb; mg/kg, and As; 13.0 mg/kg. Heavy metal components, Pb, Cu, As, Hg, Cd, Cr 6+,CN and Oil, of waste vinyl were less than the limit showing the usability of waste vinyl for raw materials of RDF. Heavy metal components of sewage sludge were less than permit limit showing the usability of sewage for RDF materials. 2. Development of pre-treatment system for producing RDF Essential prerequisite to utilizes object and produces solid fuel is reduction of percentage of moisture content. Existing technology for this is selecting most physical compression method (belt press hydroextractor etc.) or physical original

13 decision separation method (Deccan other back). But, I hard to debase percentage of moisture content of object less than 80% by this technology and it is real condition that bottleneck problem is happening even if there is in application of a dry technology since dehydration because there is no big change in years of object. In this subject, could completed development of a high effectiveness dehydration technology that do to reduce percentage of moisture content less than 60% because cell membrane of object takes advantage of tearing principle by function by flowing of electron (e-) because is infiltrated juice to object, and secure dehydration efficiency and electricity safety by taking advantage of technique of three-phase alternating current specially. 3. Development of RDF forming machine In this study, I molded raw material (sludge, other combustible refuse) that pretreatment finishes by solid fuel that have heating need caloric value mixing fixed at the rate of as is uniform. 4. Development of boiler for plastic film house In this study, wished to develop a technology that caloric value promises efficiency of caloric value control or fuel correction of deformities adding high polymer organic sex deadly wastes (waste vinyl) to object that dry and dehydrate, and presented a mixing young technology in 'Solid fuel burning exclusive use circulation boiler' to be included in "Use technology of solid fuel (GR sludge bunker coal)" development extent

14 5. Analysis of the boiler performance This study was performed to analyze performance of boiler by heating the plastic film house for rose cultivation. Inlet and outlet temperatures of boiler and water flow were measured to get boiler efficiency. Eight thermocouple temperature sensors was installed to find out temperature variation with time and spaces in the plastic film house. Exhaust gas was analyzed using the gas analyzer(greenline MK2). The results are as followings: 1) Proximate analysis of waste plastic film, sewage sludge and RDF was accomplished. Heating value of RDF was 9,782 kcal/kg with 0.43% of the moisture content, 10.73% of ash and 88.84% of combustible content representing good condition as a solid fuel. 2) Boiler efficiency was acquired by input and output heat energy. The temperature of exit water from boiler was varied in the range of Efficiency of boiler was 3.6% because the boiler was not operated normally. The air line of the combustion chamber was closed by melting of the fuel and did not supply the air into the fuel. 3) CO, CO 2, SO 2 and NO x gas of exhaust line was measured using the gas analyzer. Exhaust gas concentration was below permit limit for the RDF combustion in the boiler. 4) Temperature variation according to horizontal position and vertical height was within 1 and the temperature was decreased with time because the boiler did not operate properly and the outer air temperature was decreased

15 5) Bottom ash of the boiler contained the 0.09% of moisture content, 0.84% of ash and 99.07% of combustible content because the RDF was not burned enough in the combustion chamber

16 CONTENTS Chapter 1 Introduction 20 Section 1 Purpose and necessity of study 20 Part 1 Technological side 20 Part 2 Economy/industrial side 22 Chapter 2 Investigation of characteristics of waste vinyl and sewage 24 Section 1 Introduction 24 Section 2 Generation and treatment of waste materials 25 Part 1 The waste occurrence amount 25 Part 2 Domestic engaging in agriculture waste vinyl and sewage sludge occurrence present condition and practical use actual conditions 28 Section 3 Component of waste vinyl and sewage sludge 33 Part 1 Three componential analysis 33 Part 2 Heavy metals content analysis 34 Part 3 Solid fuel waste vinyl and sewage sludge caloric value analysis 36 Part 4 Ultimate analysis 37 Section 4 Pre-treatment of raw materials for RDF formation 39 Section 5 Results and discussion 40 Chapter 3 Development of pre-treatment system for producing RDF 41 Section 1 Technology abstract and principle

17 Part 1 Dehydration technology abstract 41 Part 2 Eletro-osmosis dehydration technology principle 43 Section 2 Development manufacture of Electro-osmosis dehydrator 46 Part 1 Manufacture of Electro-osmosis dehydrator 46 Part 2 Sewage sludge dehydration 47 Chapter 4 Development of RDF forming machine 52 Section 1 RDF forming machine design 52 Section 2 System manufacture and establishment 55 Chapter 5 Development of boiler for plastic film house 58 Section 1 Boiler for plastic film house design 58 Section 2 System manufacture and establishment 59 Chapter 6 Analysis of the boiler performance 62 Section 1 Introduction 62 Section 2 Materials and methods 62 Part 1 Ingredient of solid fuel, caloric value and amount of theoretical combustion air analysis 65 Part 2 Composition and boiler service test of instrumentation system 65 Part 3 Boiler thermal efficiency analysis 69 Part 4 Boiler combustion gas analysis 71 Part 5 Greenhouse heating effect analysis 77 Part 6 Burning ashes analysis 79 Section 3 Problem of a technology and solution 80 References

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19 목 차 요약문 3 SUMMARY 8 제 제 제 1 장서론 20 제 1 절연구의목적및필요성 기술적측면 경제 산업적측면 22 2 장농촌폐비닐및하수슬러지특성조사 24 제 제 제 제 제 1 절서언 24 2 절국내폐기물발생및처리현황 폐기물발생량 국내영농폐비닐및하수슬러지발생현황및활용실태 28 3 절고형연료제작용폐비닐및하수슬러지성분조사 삼성분분석 중금속함유량분석 고형연료용폐비닐및하수슬러지발열량분석 원소분석 37 4 절고형연료원료의전처리및발열량 39 5 절결과및고찰 40 3 장고형연료제작을위한전처리기술개발 41 제 제 1 절기술개요및원리 탈수기술개요 전기침투탈수기술원리 43 2 절전기침투탈수기의개발제작 전기침투탈수기의제작

20 제 제 제 2. 하수슬러지탈수 47 4 장고형연료성형기개발 52 제 제 1 절성형기설계 52 2 절시스템제작및설치 55 5 장온실용순환보일러개발 58 제 제 1 절순환보일러설계 58 2 절시스템제작및설치 59 6 장보일러의성능분석 62 제 제 제 1 절서언 62 2 절재료및방법 고형연료의성분, 발열량및이론공기량분석 계측시스템의구성과보일러작동시험 보일러열효율분석 보일러연소가스분석 온실가온효과분석 연소잔재물분석 79 3 절기술의문제점및해결방안 80 참고문헌

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22 제 1 장서론 제 1 절연구의목적및필요성 1. 기술적측면 영농후매년 30만톤가까이발생되는농촌폐비닐은토양오염등농촌환경오염의 주범으로작용하고있고특히농촌폐비닐중하우스용을제외한 ' 멀칭용' 은침착토 사의탈리나파쇄, 세척, 건조등전처리기술의미비와마땅한재활용용처가없다. 현재농촌의노지내지들판에는파묻혀있는폐비닐을쉽게발견할수있다. 이폐 비닐은토지를황폐화시키는것은물론농업생산성을크게저하시키고있는요인이 며수거또한원활하게이루어지지못하고있다. 이는폐비닐을수거하더라도쉽게 재활용하지못하는현실적문제가있다. 수거된폐비닐의경우, 50% 이상흙과같은 이물질이부착또는점착되어있어이를제거( 습식공정) 해야재활용할수있다. 이 러한습식공정중 3차에걸친세정공정과이와관련된설비들로인해공정이복잡해 지고처리단가가상승하게되는것이다. 농업도다른산업과마찬가지로가격경쟁 력을갖추기위해서는당연히원가절감을필요로하며이를위해서관련분야의부 단한연구개발이병행되어야한다. 특히, 비닐하우스시설농가의생산원가중비중이 큰부분은난방비용인데최근계속되고있는고유가행진과조만간중단이예상되 는면세유공급문제등때문에근본적대책이절실히요구되는실정이다. 표 1-1. 비닐하우스장미재배시소요되는연간연료비용 구분내용비고 경유사용량 3만L/ 년 연료비중 단가 (L) 면세 590 원/ 일반 1,100원 ( 시설면적 1,000 평기준) 총비용면세 1,770 만원 / 일반 3,300만원 원유가격상승으로매년 큰폭으로난방비증가추세

23 본연구개발결과로서시현될 ' 저비용의연료생산' 과 ' 고효율의보일러연소열공급' 은위와같은문제를상당부분해소할것이며, 더나아가 WTO체제나 FTA협정여 건하에서도우리농산물의가격경쟁력을충분히갖출수있는요소로작용할것이 다. 한편, 지정폐기물을제외한일반폐기물중국내외를막론하고그처리가가장어려 운것이슬러지라고할수있으며, 국내에서발생하는 하수슬러지 만보더라도 2004 년도기준으로전국 250여개소하수종말처리장에서매일 8,000여ton씩배출되어이 중 77% 인 6,200ton 이날마다바다에버려지고있다. 표 년국내하수슬러지발생량및처리방식 ( 단위 : ton) 구분 총발생량 처리방식 해양투기소각재활용육상매립 비고 년간 2,426,070 1,869, , ,885 34,295 일간(300 일/ 년) 8,086 6, 비율 (%) ( 출처 : 환경관리공단, 2004) 이처럼슬러지( 하 폐수) 의육상재활용처리가어려운가장큰이유는하 폐수 처리과정중마지막단계에서 물 과 고형물찌꺼기 를분리하기위해서투여하는 화학약품인 고분자응집제 성분때문에, 슬러지의물리적방식에의한탈수가어 렵고, 따라서재활용처리를위하여필수적으로요구되는함수율 20% 대의달성에 탈수 건조비용이과다하게소요( 평균 10 만원/ton 내외) 되기때문이다. 이에따라 슬러지의해양투기를대체하기위한재활용처리기술의선결과제는경제성있는방 식으로슬러지의전처리( 탈수및건조) 가가능해야함을인지해야한다

24 그림 1-1. 하수슬러지와폐비닐재활용시스템의예상공정도 본과제에서는국가규격( 산업자원부기술표준원 GR M 9004 하수슬러지연료탄) 에부합하는슬러지재활용제품의효율적생산기술의개발과이를토대로한관련 실증플랜트이구현에의한고형연료를생산하고, 이를안정적으로활용할수있 는최종처리방안을제시하는것이다. 궁극적으로본과제의수행결과슬러지의 해양투기방지와농촌폐비닐의재활용처리에따른환경보전의기여는물론이거니 와농가난방비절감등의경제적효과를창출할수있다. 2. 경제 산업적측면 2007년도우리나라의에너지수입의존도는 97% 에달하고있으며수입금액은 945 억달러로총수입액중 27% 를차지하였다. 한편수입에너지원별비중에서원유와가스수입액이 80% 이상을차지하고있는 데현재원유가격은이미배럴당 120달러를넘어서고있어서국가경제적으로초비 상이걸려있는상태이다. 이에우리정부도 10여년전부터신재생에너지기술개발 및이용보급등에상당한노력을기울이고있지만지금까지는주로 태양광, 풍 력, 수소에너지 의 3분야에집중하고있어서실제에너지대체효과는미미한실 정이다. 이러한문제점을인식한정부( 환경부, 지식경제부등) 도최근신재생에너지정책방 향을현실화하여 " 폐기물에너지이용활성화방침" 을확정발표하였다

25 표 1-3. 폐비닐을활용한 GR 슬러지연료탄의대체 감소효과 경제적이익분야 대체/ 감소효과 폐기물관리측면향후소각장신규설치, 가동감소 에너지측면 에너지수입대체효과 지구환경측면화석연료사용감소로인한탄소 247만톤감소효과 대기오염측면 화석연료대체연료활용으로대기오염총량측면에서대 기오염물질감소효과

26 제 2 장농촌폐비닐및하수슬러지특성조사 제 1 절서언 우리가사용하고있는화석에너지는대부분수입에의존하고있으며또한화석에 너지는토양및대기환경오염의주요원인으로작용하고있다. 외화의절략과환경 오염의방지측면에서신재생에너지의확보가매우중요하다. 정부는신재생에너지를 신에너지 3 개분야( 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지). 재생에너지 8 개분야( 태양 열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지) 로구분하 여개발추진하고있다. 재생에너지중에서폐기물이매우큰비중을차지하고있다. 생활폐기물을이용한고형연료(Refuse Derived Fuel, RDF) 는시멘트소성로, 고형 연료전용보일러, 화력발전소등에서주연료내지는보조연료로이용이가능하며, 저장및운송등취급이용이하다. RDF의원료로사용할수있는농촌폐비닐은연 간 323,000톤이발생하며 2005 년이후로해마다증가추세에있다. 일부는재활용되고 있지만멀칭용폐비닐은재활용되지못하고논두렁또는폐비닐수거장에방치되어 있는경우가많다. 하수슬러지는연간대략 2,560,000톤이발생되며지렁이사육등으 로활용되는경우를제외하면대부분해양투기되고있는실정이다. 본연구는농촌 폐비닐과하수슬러지를이용한고형연료제조가능성을발열량, 중금속함유량등의 관점에서검토하고자한다

27 제 2 절국내폐기물발생및처리현황 1. 폐기물발생량 폐기물은일반폐기물과지정폐기물로구분하고다시일반폐기물은생활폐기물과 사업장폐기물로구분한다. 사업장일반폐기물은다시사업장배출시설계폐기물과건설 폐기물로구분한다. 사업장배출시설계폐기물은배출시설을설치운영하고있는사업 장에서발생되는폐기물이다. 일반폐기물발생량은 1995년 143,597 톤/ 일로부터 2004 년 303,514 톤/ 일로지속적으로증가되어왔다. 2004년도에발생한일반폐기물은생활 폐기물 50,007 톤/ 일, 사업장폐기물 253,507 톤/ 일으로구성되어있다. 표 2-1. 폐기물발생량 ( 단위 : 톤/ 일) 연도 일반폐기물 소계생활폐기물사업장폐기물 지정폐기물 ,597 47,774 95,823 4, ,334 49, ,409 5, ,200 47, ,305 6, ,989 44, ,406 5, ,217 45, ,603 7, ,668 46, ,230 7, ,927 48, ,428 8, ,548 49, ,646 7, ,047 50, ,311 7, ,514 50, ,507 8,152 자료 : 환경통계연감(2006)

28 생활폐기물중에서음식물류폐기물은 1996년 14,532 톤/ 일로부터정부의쓰레기종 량제및음식물분리수거정책에따라 1998년도에 11,798 톤/ 일로감소하였으며, 그이 후에는거의일정한수준으로발생하고있다. 표 2-2. 생활폐기물의재료별발생량 ( 단위 : 톤/ 일) 자료 연도종이연탄재금속 & 유리음식물류기타 ,327 1,853 5,262 14,532 14, ,926 1,255 5,690 13,063 14, , ,063 11,798 13, , ,011 11,577 15, , ,252 11,434 16, , ,618 11,237 17, , ,621 11,397 19, , ,695 11,398 19, , ,588 11,464 19,205 : 환경통계연감(2006) 2004년도사업장배출시설계폐기물은가연성이 105,018 톤/ 일, 불연성이 76,936 톤/ 일발생하였으며, 가연성폐기물은폐수처리오니 11,302 톤/ 일, 하수처리오니 6,269 톤/ 일, 폐합성수지 4,561 톤/ 일등으로구성되어있다. 건설폐기물은가연성이 148,489 톤/ 일, 불연성이 141,468 톤/ 일발생하였다. 폐기물은매립, 소각, 해양투기및재활용에의하여처리되어왔다. 폐기물처리현 황을전체적으로보면재활용이확대되고매립이감소하고, 소각처리는점진적으로 증가하는추세에있다. 1998년에는생활폐기물의 56% 를매립하고 35% 를재활용하였 으나 2004년도에는매립은 36% 로줄고, 재활용은 49% 로증가하였다. 해양투기량은 1996년도 5,014 천톤/ 년으로부터 2005년에는 9,929 천톤/ 년으로증가하 였다. 2005년도해양배출폐기물은재료의종류별로분뇨가 36%, 유기성폐수가 23% 등으로배출되었다

29 표 2-3. 생활폐기물의연도별처리현황 ( 단위 : 톤/ 일) 연도 발생량 44,583 45,614 46,438 48,499 49,902 50,736 50,007 매립 (%) 소각 (%) 재활용 (%) 25,074 23,544 21,831 21,000 20,724 20,450 18, ,943 4,676 5,440 6,577 7,229 7,348 7, ,566 17,394 19,167 20,922 21,949 21,938 24, 자료: 환경백서(2006) 표 2-4. 연도별폐기물해양배출량 ( 단위 : 1,000 톤/ 년) 연도합계분뇨유기성폐수 폐산, 폐알칼리 폐수처리오니 하수처리오니 수산 잔재물 무기성 오니 ,104 2,432 1, ,837 1, ,671 2,681 1, ,848 1, ,475 3,164 1,520 1,794 1, ,874 3,599 1,660 1,674 1, ,749 3,928 1,956 1,660 1, ,929 3,552 2,275 1,460 1, 자료 : 환경통계연감(2006)

30 2. 국내영농폐비닐및하수슬러지발생현황및활용실태 가. 국내영농폐비닐발생및처리현황 2005년도국내영농폐비닐발생량은 322,947 톤으로추정되며, 2004년의 264,880톤 보다 58,067 톤이증가하였다. 영농폐비닐발생량의재질별증감을살펴보면멀칭용 LDPE는 26,474 톤, 멀칭용 HDPE는 42,844톤증가한반면하우스용 LDPE는 4,314 톤, 기타(PVC, EVA) 6,938톤이감소하여전체적으로 58,067톤이증가한것으로나타 났다. 그림 2-1. 수거된농촌폐비닐( 멀칭용)

31 2-5. 국내영농폐비닐년도별발생량 ( 단위: 톤, %) (A) 2005 (B) 자료 : 영농폐기물통계(2006, 한국환경자원공사) 전년대비증감 B-A 계 257, , ,947 58,067 하우스용LDPE 25,965 36,732 32,418 4,314 멀칭용 LDPE 109,659 97, ,078 26,474 HDPE 106, , ,167 42,844 기타 (PVC,EVA) 14,606 13,222 6,284 6, 년도영농폐비닐의수거량은 213,723톤으로 2004년의 218,069톤보다 4,346톤이 감소하였다. 영농폐비닐의재질별증감을살펴보면하우스용 LDPE 6,842 톤, HDPE 5,344 톤이증가한반면, 멀칭용 LDPE 16,062 톤, 기타품목인 PVC, EVA가 470톤감 소하여전체적으로 4,366 톤이감소한것이다. 2005년도영농폐비닐의재활용량은 242,715톤으로서 2004년의 244,400톤보다 1,685 톤감소하였다. 표 2-6. 영농폐비닐수거량 ( 단위: 톤(ton), %) (A) 2005 (B) 전년대비증감 B-A 계 150, , ,723 4,346 하우스용 LDPE 14,193 29,868 36,710 6,842 멀칭용LDPE 94, , ,176 16,062 HDPE 37,576 48,878 54,222 5,344 기타 (PVC,EVA) 4,573 3,085 2, 자료 : 영농폐기물통계(2006, 한국환경자원공사)

32 표 2-7. 영농폐비닐재활용현황 ( 단위: 톤(ton), %) (A) 2005 (B) 전년대비증감 B-A 계 139, , ,715 1,685 자료 : 영농폐기물통계(2006, 한국환경자원공사) 나. 국내하수슬러지발생및처리현황 국내하수슬러지발생량은 2002년도 207만톤으로부터 2005년 256만톤으로증가하 였으며, 처리시설도 207개소로부터 294 개소로증가하였다. 하수도보급률은 2005년도 말기준 83.5% 로서앞으로하수도보급률과하수발생량이증가될것으로예상된다. 하수슬러지는주로해양투기에의하여처리되고있다. 표 2-8. 연도별국내하수슬러지발생량및처리현황 년도 하수처리장갯수 발생량 (A) = (B)+(C) 처분량 계 (B) 재활용육상매립소각해양투기기타 미처분량 ( 이월량) (C) ,073,095 2,072, , , ,338 1,471,472 39, ,266,888 2,266, , , ,527 1,625,676 95, ,426,070 2,426, ,085 34, ,356 1,869, ,560,959 2,560, ,365 43, ,778 1,993, , 자료 : 하수도통계(2006)

33 다. 국내고형연료산업현황 정부는 2003년 8 월폐플라스틱재활용향상을위하여 폐플라스틱고형연료제품 (Refuse Plastic Fuel, RPF) 품질기준등에관한기준 ( 환경부고시제 호) 을고시하였다. 2005년 18개의폐플라스틱고형연료생산업체에서약 18,000톤의 RPF 를생산하여시멘트회사등에서연료로사용되었다. 2006년 11 월 자원의절략과재활용촉진에관한법률 에따라고형연료제품을종전 의폐플라스틱고형연료(RPF) 에생활폐기물고형연료제품(Refuse Derived Fuel, RDF) 을추가하여고형연료를 2 가지유형으로구분하고고형연료제품의품질, 등급 등을구체화하였다( 표 2-9). 또한폐기물고형연료제품의제조 사용에관한근거를 마련했으며, 2006 년에는생활폐기물고형연료제품(RDF) 의품질기준, 고형연료제품을 사용할수있는시설, 제조자와사용자의준수사항등고형연료제품에관한구체적 관리방안을마련했다. 매립 소각됐던가연성생활폐기물을연료로재활용하기위해지난 2003년부터원 주시생활폐기물연료화시설설치사업을시범적으로추진해왔다. 원주시는 2006년 11월준공한연료화시설을통해그동안매립하던생활폐기물중매일 80톤을가공해 40 톤의고형연료제품을생산하고있다

34 표 2-9. 고형연료제품의품질기준및등급기준 항목품질기준등급기준직경 30 mm 이하, 형상및길이 100 mm 이하크기 ( 단, RPF는직경 50 mm 이하) 가: 6,500 kcal/kg 이상 저위발열량 3,500 kcal/kg 이상 ( 단, RPF 는 6,000 kcal/kg 이상 ) 나: 5,500 이상 6,500 kcal/kg 미만 나: 4,500 이상 5,500 kcal/kg 미만 나: 3,500 이상 4,500 kcal/kg 미만 수분함량회분염소황금속성분 10% 이하 20% 이하 2% 이하 0.6% 이하 수은 : 1.20 mg/kg 이하 카드뮴 납 비소 : 9.0 mg/kg : mg/kg : 13.0 mg/kg 이하 이하 이하 1 등급: 0.50% 미만 2 등급: 0.50% 이상 1.00% 미만 3 등급: 1.00% 이상 1.50% 미만 4 등급: 1.50% 이상 2.00% 미만 또한고형연료를부적절한조건에서연료로사용함으로써연소후대기오염의가 능성을예방하기위하여고형연료의사용처를다음과같이제한하고있다. 시멘트소성로 고형연료제품전용발전소및 10MW 이상인화력발전소 석탄사용량이시간당 2톤이상인지역난방시설 산업용보일러 제철소로 고형연료제품사용량이시간당 400 킬로그렘이상인전용보일러시설또는시간 당 200 킬로그램이상이고연속적으로가동하는전용보일러시설 그밖에환경부장관이고형연료제품의사용에적합하다고인정하여고시하는시 설

35 제 3 절고형연료제작용폐비닐및하수슬러지성분조사 영농폐비닐과하수슬러지를이용하여고형연료를제작할수있는지를검토하기위 하여전남지역의 7 개폐비닐수거장, 5개하수종말처리장에서영농폐비닐과하수슬러 지를수거하여삼성분분석, 중금속함유량분석, 원소분석, 발열량분석을실시하였다. 1. 삼성분분석 가. 폐비닐 삼성분분석은수분함량, 회분및가연분의값을측정분석하였다. 폐비닐의수분 함량은 % 의범위의값을나타냈으나, 평균은 0.96% 이었다. 회분은 의범위로비교적넓은분포를나타냈으며품질에차이가있었으며, 평균값이 23.5% 로서고형연료평균값을약간상회하는것으로나타났다. 가연분은 % 범위를나타냈으며평균값이 75.14% 이었다. 표 폐비닐의삼성분 지역 수분함량 (%) 회분 (%) 가연분 (%) 나주 광주 담양 보성 영암 함평 해남 평균

36 나. 하수슬러지 하수슬러지의수분함량은 70.10% 84.30% 의범위에있었다. 고형연료의제작을위 해서는탈수및건조의과정이필요한것으로나타났다. 회분은 의범위 에있었으며, 평균값이 8.43% 로서고형연료의허용값 20% 보다적은것으로나타났 다. 가연분은 % 범위를나타냈으며평균값이 11.42% 이었다. 표 하수슬러지의삼성분 지역 수분함량 (%) 회분 (%) 가연분 (%) 순천 나주 영암 함평 해남 평균 중금속함유량분석 가. 폐비닐중금속함유량 폐비닐의중금속함유량은납, 구리, 비소, 수은, 카드뮴, 6 가크롬, 시안및기름성 분에대하여측정분석하였다. 이들의값은표 2-12에서와같이전체적으로허용기 준의범위를크게밑도는값으로나타나고형연료제작에문제점이없는것으로판 단되었다

37 표 폐비닐의중금속함유량 지역 납 구리 비소, (mg/l) (mg/l) (mg/l) 수은 (mg/l) 카드뮴 (mg/l) 6 가크롬 (mg/l) 시안 (mg/l) 기름성분 (%) 나주 광주 담양 보성 영암 함평 해남 비고 ( 허용기준) 나. 하수슬러지중금속함유량 하수슬러지의중금속함유량도표 2-13에서와같이전체적으로허용기준의범위 를크게밑도는값으로나타나고형연료제작에문제점이없는것으로판단되었다. 표 하수슬러지의중금속함유량 지역 납 구리 비소, 수은 카드뮴 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 기름 6가크롬시안유기인성분 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (%) 순천 나주 영암 함평 해남 비고 ( 허용기준)

38 3. 고형연료용폐비닐및하수슬러지발열량분석 고위발열량은 Bomb 칼로리미터에의하여고위발열량을측정하고저위발열량은 수분함량과수소원소의성분을측정하여다음식으로부터산출하였다. 수소원소의 양은원소분석기를이용하여측정하였다. Q L = Q H (1- W 100 ) ( 9H W 100 ) 여기서, Q L Q H = 저위발열량(kcal/kg) = 고위발열량(kcal/kg) W = 수분함량(%) H = 수소성분(%) 폐비닐의고위발열량은 7,887 kcal/kg 10,277 kcal/kg 의범위에있었으며, 평균 9,174kal/kg 의값을가지고있었다. 저위발열량은 7,329 kcal/kg 9,584 kcal/kg의 범위에있었으며, 평균 8,291kal/kg 의값을가지고있었다. 이값은하수슬러지에첨가 하여고형연료를제작하면충분한발열량을얻을수있을것으로판단되었다. 표 폐비닐의발열량 지역 고위발열량저위발열량수분함량회분가연분 (kcal/kg) (kcal/kg) (%) (%) (%) 나주 8,556 7, 광주 9,656 9, 담양 10,277 9, 보성 7,887 7, 영암 9,417 8, 함평 8,843 7, 해남 9,584 8, 평균 9,174 8, 하수슬러지의고위발열량은 2,194kcal/kg 4,015kcal/kg 의범위에있었으며, 평균 2,972kal/kg 의값을가지고있었다. 저위발열량은평균하면음의값을가지고있었다

39 이는수분함량이과다하여연소하는데오히려연료가요구됨을나타낸다. 고형연료 로제조하기위해서는약 10% 정도로건조한후폐비닐가혼합하여제조가가능할 것으로판단되었다. 10% 로건조하였을때평균발열량은 1,998 kcal/kg로서높은발 열량의폐비닐과혼합하면고형연료를생산할수있을것으로판단되었다. 표 하수슬러지의발열량 지역 고위발열량 (kcal/kg) 저위발열량 (kcal/kg) 수분함량 (%) 가연분 (%) 회분 (%) 저위발열량, 10% (kcal/kg) 순천 3, ,742 나주 2, ,133 영암 2, ,723 함평 2, ,131 해남 4, ,246 평균 2, , 원소분석 가. 폐비닐원소분석 폐비닐의원소분석결과는표 2-16 과같다. 탄소는평균 77.55%, 수소는 16.89%, 질소는 3.88% 포함하고있으며, 황은검출되지않았다. 산소는측정하지않았지만 산소외에다른물질이없다고가정하면산소의양은 수있었다. 1.68% 포함된것으로추정할

40 표 폐비닐원소분석결과단위 : % 나주 영암 함평 해남 Carbon(C) Hydrogen(H) Nitrogen(N) Sulfur(S) 비고 W B W B W B W B 평균 나. 하수슬러지원소분석 폐비닐의원소분석결과는표 2-17 과같다. 탄소는평균 27.25%, 수소는 4.22%, 질 소는 9.79% 포함하고있으며, 황은검출되지않았다. 산소는측정하지않았지만산 소외에다른물질이없다고가정하면산소의양은 수있었다 % 포함된것으로추정할 표 하수슬러지원소분석결과단위 : % Carbon(C) Hydrogen(H) Nitrogen(N) Sulfur(S) 비고 나주 영암 함평 해남 평균

41 제 4 절고형연료원료의전처리및발열량 고형연료의제작은원료의파쇄, 건조, 혼합및성형의과정을통하여제작한다. 원료로서는폐비닐과하수슬러지를이용한다. 하수처리장으로부터배출된하수슬러 지는수분함량이 85% 정도의값을가지고있으므로이를다시탈수하여 60% 정도 로만든다. 60% 로탈수된하수슬러지를 10% 이하로건조한다음파쇄된폐비닐과 혼합하여성형기에넣어고형연료를제작한다. 폐비닐의평균발열량은 8,291kcal/kg, 10% 로건조하였을경우에하수슬러지의평 균발열량은 1,998kcal/kg 이므로, 이두가지의원료를적절히배합하면 5,000 6,000kcal/kg 의열량을발생하는고형연료를제작할수있다. 이론적으로폐비닐과하수슬러지를중량비로배합하였을때, 각배합비에따른고 형연료의발열량을계산하여나타내면표 16 과같다. 표 폐비닐과하수슬러지의혼합비율에따른고형연료발열량 폐비닐비율 (%) 하수슬러지비율 (%) 발열량 (kcal/kg) ,592 4,212 4,833 5,453 6,073 6,693 7,313 7,934 8,

42 제 5 절결과및고찰 농업용멀칭폐비닐은대부분재활용되지못하고방치되고있다. 또한하수처리장 에서발생된하수슬러지는대부분해양투기되고있다. 이러한폐기물을자원으로 재활용한다면토양, 수질및대기의환경오염을감소시킬뿐만아니라에너지를절약 하는일석이조의효과를달성할수있을것이다. 본연구에서는폐기물의발생및처리현황을분석하였다. 농업용멀칭폐비닐과하 수슬러지를이용하여고형연료를제조하려고할때고형연료의발열량, 중금속함 량등의관점에서고형연료제조에대한타당성을검토하였다. 저위발열량이 8,291kcal/kg 인폐비닐과 10% 로건조한하수슬러지를효과적으로 배합하면 로판단되었다. 5,000 6,000kcal/kg의열량을발생하는고형연료를제작할수있을것으

43 제 3 장고형연료제작을위한전처리기술 제 1 절기술개요및원리 1. 탈수기술개요 하수처리장에서배출되는함수율 75~85% 상태의하수슬러지를전기침투방식으로 2 차탈수되어함수율 60% 이하로저감시킨다. 전기침투탈수기는회전드럼과회전드럼 에슬러지의통로가되는공간을구비한상태로감싸지는압착벨트와회전드럼과압 착벨트에각상별로정류된맥류전원을공급함으로써슬러지에함유된수분을탈수 시킨다. 가. 국내 외슬러지탈수기술원리개요 탈수기술내용 벨트프레스탈수기술가압탈수기술 (Filter press) 스크류프레스 일종의가압탈수기로여과와압착을연속해서행하는 탈수방법인데, 상하 2매의여포와이것에장력을주는 로울러및압력을가하는로울러가주요부분이며, 슬러 지의개량에는유기고분자응집제를사용하며, 현재국 내하수종말처리장의탈수시설에는대부분벨트프레스 방식이장착되어있음. 여포에싼슬러지에압력을가해서탈수하는방법이며, 높은여과압력( 보통 3~15 kg/cm 2 ) 에서압착이이루어 지기때문에함수율을 40~70% 정도까지저하시킬수 있는특징이있으나간헐적처리방식에의해단위시간 당처리량이적다는단점이있음. 스크류로응집슬러지를압착하여압출하여나가는동안 에탈수하는것으로, 스크류샤프트를스팀으로가열하 여탈수성의개선을도모하기도함. 개량에는고분자응 집제를사용하며분리액은 SS은 1000~3000 mg/l로높 은경우가많음

44 진공탈수기 원심탈수기 ( 데칸타) 회전드럼의외주를여포로덮고, 드럼내측을진공펌프에 의하여부압( mmHg) 을유지하면서드럼을회전 시키는데, 이때드럼의 40-45% 는슬러지에침적되어 있음. 이부분에서슬러지를여포면에흡착시키고드럼 이회전함에따라여포면이슬러지수면에서떨어진위 치에서부터흡착슬러지의탈수가행해지고, 여포가돌 아오기전에케익을박리하게됨. 진공탈수기에는로타 리드럼(Rotary Drum) 형과벨트(Belt) 형등이있으며, 최 근에는유지관리가용이한점등때문에벨트형이많이 쓰이고있음. 고형물의입자가회전운동에의해 1000~3000 G의원심 효과를받아중력작용에의해분리되는원리이며, 분리 된슬러지케익의함수율은 70~85% 정도이며, 1대당처 리능력은여과기의규모에따라다르나지금까지적용 된최대규모는약 20 m 3 / 시간정도임. 나. 국내 외슬러지탈수기술현황비교분석 탈수방식 당사기술 전기침투 탈수 기존기술 필터프레스데칸타벨트프레스진공탈수 적용원리전기분해슬러지공급압력 원심력 전단력, 여포압착력 감압여과 탈수후 함수율 60% 미만 80~70% 85~70% 85~70% 85~70% 고압 고압 운전비용 전력비 탈수부문전력비가 전력소비 율적음 탈수부문전력비가 에너지소비가 많음 추가됨 추가됨

45 사용압력전력공급외단순압착 15Kg/ cm2 1,500 ~3,000G 10~20 Kg/m 3 /hr 10~25 kg/m 3 /hr 부대설비스팀제거시설 반응시설 약품시설 세척시설 세척시설 방음장치 제진설비 반응시설 약품시설 교반장치세척장치탈수케익배출용컨베어 슬러지 공급방법 연속간헐연속연속연속 슬러지성상변동에대한적용성 좋음좋음불량좋음보통 기타 전력공급량에따라처리효율이달라짐 batch 타입 운전으로 연속작업곤란 고형물회수율이적음. 고속회전상의문제 약품주입필수 취기발생, 부대설비가 많음 2. 전기침투탈수기술원리 전기침투탈수기는기계적압착탈수와하이드로졸의전기적성질을이용하여슬러지에함유된수분을효과적으로제거한다. 압착에의한탈수(Pressure Filtration) 와슬러지층에전기장을형성시켜전기삼투성(Electro-osmosis) 과전기영동성(Electrophoresis) 이슬러지입자에작용하여탈수가진행된다. 압착에의해입자의기공혹은모세관을통해수분을강제적으로탈수시키며동시에전기장이형성되어있으므로액체슬러지에대전된입자는전기영동현상에의해 슬러지입자가띠고있는전하와반대전극측으로이동하게된다. 일단압착에의 해충분한수분이제거되어케이크가형성된후, 수분내에용해되어있는이온이 전기적삼투현상에의해반대극으로이동하면서다시수분이제거되는것이다. 일

46 반적으로슬러지입자는 (-) 표면전하를띠므로슬러지에전기장을형성시키면슬러 지입자는갖고있는전하와반대전극인 (+) 극으로이동하게된다. 반면슬러지입자 층내의수분은 아래그림 (-) 극으로끌어당겨져탈수가촉진된다. 2-1 은전기침투탈수메카니즘을나타낸그림이다. 그림 3-1. 전기침투탈수메카니즘 가. 전기영동성 전기영동성은전기장하에서용액중에분산되어있는전기적으로대전된물질의 이동현상을나타내는것으로서, 물과같은액체중에고체입자들은대개 (-) 전하를 띠며분산되어있는데, (+) 전극을액중에설치하면전기적인력에의해입자들이 (+) 극주위에집중되는현상을말한다. 슬러지의탈수에있어서도슬러지입자의대 부분은 (-) 의전하를띠고있으므로 (+) 전극을슬러지내에설치하면고체입자들이 전극주위에집중하게되고그로인해탈수가촉진되는특성을가지고있다. 나. 전기삼투압 전기삼투는고체, 액체의혼합체의상하에전기를공급함으로서액체가이동하는 현상이다. 전기이중층은액중입자주위에전하밀도가높은 Stern Layer와전하 밀도가낮은 Diffusion Layer 로형성된다. 액중입자에전기적이중층이형성되지 않을경우 Van der Waals 의힘에의해입자들은응집되는현상이발생할것이다

47 그러나입자주위에전기력이작용할경우전기이중층이형성되어인접인자를서로 밀어내려는반발력이존재하여어떤거리를두고서존재하게된다. 따라서슬러지의 상하에양(+), 음(-) 전극을걸어주면입자는고정상태가되고입자사이로물의이동 을야기시키는전기삼투유동현상이발생한다. 다. 물리적인자 슬러지의물리적인자로는슬러지자체성질인입자크기분포, 입나의형상과압축 성, 슬러지의고형물농도등이있다. 교반또는전단으로인한평균입자크기가감 소함에따라표면/ 부피비가지수배로증가한다. 증가된표면은큰수화작용과높은 약품요구량, 그리고탈수에있어저항을증가시킨다. 라. 화학적인자 슬러지의화학적개량시탈수특성에영향을주는인자로는슬러지의이온강도, ph와 Alkalinity 그리고슬러지표면의전위등이며, 화학약품으로개량을할경우에 는부유슬러지입자표면의전하밀도(charge Density) 는 ph의함수이므로탈수의 화학적인자가될수있다. 큰 Alkalinity 는많은양의무기화학약품을필요로한다. 보통의슬러지는음(-) 으로하전된표면을가지고있고상호간의반발력때문에분 산상태를유지한다. 따라서약품에의한슬러지입자가표면전위가 0 에도달하는 경우즉, 입자의전하중화점일경우에최고의탈수성을유지한다

48 제 2 절전기침투탈수기의개발제작 1. 전기침투탈수기의제작 기존의직류전압(DC Voltage) 을사용하는전기침투탈수장치의경우슬러지의탈수가진행되는동안액체입자의분리가되면서슬러지의전기적저항이증가하게된 다. 이는슬러지의액체부분이탈수가되어이루어지면서슬러지의고체성분만이 남게되는데, 이러한고체성분에의해전기적저항은증가하는것이일반적이다. 또 한슬러지액체성분의전기분해에의해 (+) 극에서발생되어지는수소이온(H+) 에의 한 (+) 극주위의수소이온농도가증가하여산성화를야기시키게된다. 이러한슬러지 의산성화는슬러지입자의제타전위가감소하게되는증의악영향을미쳐결국, 슬 러지의전기인가에의한탈수효과를감소시키는역할을하게된다. 그림 3-2 에서보는것과같이양(+) 전극인드럼과음(-) 전극인캐터필러사이에슬 러지를투입하고전기를인가하면 (-) 성향을띄고있는슬러지입자는 (+) 전극쪽으 로이동하고 (+) 성향을띄고있는물은 (-) 전극쪽으로이동해서탈수가되는현상 을나타내고있다. 그림 3-3 은전기침투탈수기설계도양(+) 전극은 SUS304 재질로 드럼을제작하여 3 상교류를인가하였고, 음(-) 전극또한 SUS304로캐타필러를제 작하여전극의안정성을높일수있게되었다. 그림 3-2. 전기침투탈수기

49 그림 3-3. 전기침투탈수기의구성도 2. 하수슬러지탈수 전기침투탈수기의탈수성능을확인하고 GR 슬러지연료탄을제조하기위한하수슬 러지원료를확보하고자하수슬러지는벨트프레스탈수기에의해서탈수된 G하수처 리장의슬러지를사용하였다. 표 3-1에서보는바와같이함수율 82.64% 대의하수슬 러지를전기침투탈수기(LOEDE-sim W1000) 으로탈수하여함수율평균 63.3% 대의 탈수슬러지를배출하였다. 이는그림 3-4 의탈수슬러지비교표에서확인할수있다. 그림 3-6, 7, 8, 9, 10, 11 은탈수테스트과정을나타내었다. 표 3-1. 하수슬러지탈수결과표 투입 전압 (V) 탈수 전 함수율 (%) 탈수후 1 2 처리량 (kg) 발생량 (kg) 소요전력량 (kw/ton) ,

50 그림 3-4. Belt Press와전기침투탈수기의탈수슬러지비교 그림 3-5. 하수슬러지탈수전/ 후시험성적서

51 그림 3-6. 하수슬러지탈수 그림 3-6. 드럼세척및전기침투탈수

52 그림 3-7. 함수율측정 그림 3-8. 제어반

53 그림 3-9. 탈수슬러지 그림 캐터필러및여과벨트세척

54 제 4 장고형연료성형기개발 제 1 절성형기설계 당사에서개발한회전형성형기는압출스크류에의하여폐기물을압출하지않고 그림 4-2의주축에부착된블레이드를고속회전하여폐비닐과하수슬러지와의마찰 열을극대화시켜유기적으로원재료들간에혼합을자연스럽게유도하는원리이며 블레이드와원재료간의마찰열을보조하고자열매체류를 160 까지승온하여더블 챔버내로순환하여 GR 슬러지연료탄을제조한다. GR 슬러지연료탄은표 4-1에 서와같이연료별경제성비교분석에서보듯이발열량대비구매단가가저렴하여 상용화시농가의난방비절감에큰도움이예상된다. GR 슬러지연료탄의원료가 되는하수슬러지는전기침투탈수기를통해확보하였으며그림 환경자원공사전북지소에서플러프형태로약 1 톤가량확보하였다. 4-1의폐비닐은한국 표 4-1. 연료별경제성비교분석 분야 연료종류 경유무연탄 GR 연료탄 발열량 10,000 kcal/ kg 6,000 kcal/ kg 6,000 kcal/ kg 구입가격 1,500 천원/ton 120 천원/ton 100 천원/ton

55 그림 4-1. 플러프형태의폐비닐

56 신재생에너지대체효과(TOE 환산) 1. 국내유기성폐기물의에너지대체효과(2004 년전국통계자료기준) 가. 하수슬러지 1) 발생량 : 2,400,000ton/Y( 함수율 80%) 600,000ton/Y( 함수율 20%) 2) 발열량 : 2,500Kcal/kg 3) TOE = 600,000ton/Y (2,500 10,000)Kcal/kg = 150,000TOE/Y 나. 가연성폐기물 1) 발생량 : 19,000,000ton/Y( 함수율 45%) 13,570,000ton/Y( 함수율 20%) 2) 발열량 : 4,500Kcal/kg 3) TOE = 13,570,000ton/Y (4,500 10,000)Kcal/kg = 6,106,500TOE 하수슬러지 + 가연성폐기물 = (150,000+6,106,500)TOE/Y = 6,256,500TOE/Y( 원유약 5,000 만배럴에해당) = 60 억달러/Y( 원유 1배럴당 120 달러기준)

57 제 2 절시스템제작및설치 그림 4-3은당사에서개발한성형기를나타내고있으며그림 4-4는관련도면을 나타내고있다. 기존의압출스크류방식을통하여생산되는고형연료의생산량을 증대시키기위해서는구조적으로많은한계가있지만당사의생산방식은연속투입 공정을채택하고블레이드가회전할수있는원형의공간만확보한다면얼마든지생 산량을증가할수있는특징을지니며더블챔버내에열매체유가보조열원을공급 하여생산되어지므로이때생산된고형원료의표면을 1/10 로압축 성형할수있으 며연소실에서는용융된겉표면이터져공기공급량을충분히흡수하여연소효과를 극대화할수있도록구성되었으며특히압착을위한별도의기계장치가필요치않 고구조가간단하여유지보수가쉽다. 그림 4-5는 GR 슬러지연료탄을나타낸다. 그림 4-2. 성형기반응챔버/ 블레이드

58 그림 4-3. 성형기구성도 그림 4-4. 성형기제작도면

59 그림 4-5. GR 슬러지연료탄

60 제 5 장온실용순환보일러개발 제 1 절순환보일러의설계 일반적인증기보일러는연소실에서발생된공기가곧바로상승하면서배출되도록 구성되어연소가스의열이충분히물과열교환되지않는문제를갖는다. 본개발은상기와같은점을인식하여안출된것으로, 본개발의목적은연소실에 서발생된연소가스가하방으로진행하여꺽여상방으로배출되도록함으로써열교 환율을극대화시킬수있다. 또한, 그림 5-1에서와같이연소실내부의열교환관을연소되는연료를둘러싸도록 배치하고열교환관이연소가스가흐르는방향으로배열되어열교환율을극대화시킬 수있고고체연료를투입하고배출하기용이한구조로되어슬러지등을이용하여 생산된고체연료를사용하여증기를생산할수있으며연소실및연소가스통로를형 성하는벽체의상부가개폐되도록하여연소실및연소가스통로에설치된열교환관 의설치및보수가용이한증기보일러이다. 그림 5-1. 온실용순환보일러제작도면

61 제 2 절시스템제작및설치 1. 벽체로둘러싸여연료가연소되면서연소가스가발생되는연소실과, 연소실에서 발생되어그연소실의내부를흐르는연소가스가하방으로흐르다가그진행방향이 전환되어다시상방으로흘러배출되도록소정의벽체로형성된연소가스통로와, 응 축수유입구를통해내부로유입된응축수가연소가스에의해가열되어증기배출구 를통해증기가배출되도록연소실및연소가스통로의내부를흐르는연소가스와접 촉되게설치되어상호연결된복수의열교환관을포함한다. 2. 연소실내부에설치된열교환관은연소실의하부에서연소되는연료를둘러싸도 록 형상으로연결되어복수개가수평방향으로나란하게배열되어서로연결되었으 며연소가스통로내부에설치된열교환관은연소가스의진행방향으로나란하게배열 되어서로연결되었다. 3. 연소실에투입되는연료는고체연료이고, 연소실내부의하부에는투입된고체연 료가쌓여이송되기위한무한궤도구조를갖는체인스토커가설치되며, 연소실의 벽체에는상기체인스토커의상부로고체연료를투입하기위한연료투입구와, 체인 스토커에의해이송되면서연소된고체연료의애쉬를배출하기위한애쉬배출구가 구비되고, 연료투입구와상기애쉬배출구각각에는투입구개폐수단과배출구개 폐수단이설치되었다. 4. 투입구를통해상기체인스토커상부로투입된고체연료를연소실내부로밀어넣 기위한푸싱수단이더구비되었다. 5. 연소실의벽체하부에는연소실의하부로공기가유입되기위한송풍구가구비되 고, 송풍구로공기를송풍하도록송풍구에연결된송풍수단이더구비되며, 체인스토

62 커는송풍구로유입된공기가체인스토커상부에놓인연료로흐르기위한통로를 갖도록형성되었다. 6. 연소실의상부및연소가스통로의상부가개폐가가능하도록벽체상부는분리 가능하게형성되고, 상기열교환관은연소실및연소가스통로의상부가개방된상태 에서그개방된통로를통하여연소실의내부로투입및배출되는것을특징으로한 다. 7. 용량 가. 크기 : W90 L130 H190 나. 배출열량 : 200,000Kcal/hr 이상 다. 소각능력 : 20kg/hr 라. 중량 : 950kg 마. 정격전압 : 220V/60Hz 8. 온실용순환보일러전경

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64 제 6 장보일러의성능분석 제 1 절서언 농업용으로이용되는고형연료는석탄, 연탄, 폐타이어, RDF 등이있다. 고형연료 의특징은일반적으로액체연료에비하여발열량이낮으며취급과연소제어가어렵 다. 액체연료나기체연료는목표온도의유지가용이한반면고체연료는연소가시작 되면완전히연소될때까지지속되어야하기때문에큰용량의축열조가필요하다. 고형연료를열원으로하는장치는온수보일러형식이많으며, 온실내의온도상승 은라디에터를통하여이루어진다. 본연구는 RDF를온수보일러에서연소하여장미온실을가온하였을때보일러의 열효율분석, 보일러연소가스분석, 온실가온효과분석을실시하였다. 제 2 절재료및방법 1. 고형연료의성분, 발열량및이론공기량분석 보일러성능분석을위하여폐비닐과하수슬러지를혼합하여고형연료를성형제작 하였다. 고형연료제조를위하여사용된폐비닐, 하수슬러지, 탈수슬러지, 고형연료의 공업분석결과와성형된고형연료의고위발열량은표 6-1 과같다. 재료의수분함량 은재료를 105 에서 24 시간건조후감량된양을측정하여구하였으며, 회분과가 연분은재료를전기로에서 850 에서 3시간동안휘발시킨후휘발된양을측정하 여산정하였다. 고형연료의고위발열량은한국화학시험연구원에의뢰하여시험방법 KS E3707:2001 에의하여측정분석하였다

65 표 6-1. 원료와고형연료의삼성분과발열량 항목수분함량 (%) 회분 (%) 가연분 (%) 폐비닐 고위발열량 (kcal/kg) 하수슬러지 탈수슬러지 고형연료 ,683 저위발열량은고위발열량, 수분함량및수소함량을이용하여다음의식에의하여 계산하였다. 저위발열량은 9,782 kcal/kg으로서고형연료로서매우높은열량을나타 냈으며, 수분함량도 0.43%, 회분이 10.73%, 가연분이 88.84% 로서매우좋은조건의 연료가생산되었다. Q L = Q H ( 1 - W ) ( 9 H W ) kcal/kg 고형연료의원료로이용한폐비닐과하수슬러지그리고성형된고형연료에대한 중금속등폐기불성분분석은 ( 주) 원일화학엔환경에의뢰하여분석하였으며분석결 과는표 6-2 와같다. 원료와고형연료의중금속함량은허용기준값보다적게나타났 다

66 표 6-2. 고형연료재료및고형연료의중금속및폐기물성분분석결과 항목 납 (mg/l) 구리 (mg/l) 비소, (mg/l) 수은 (mg/l) 카드뮴 (mg/l) 6 가크롬 (mg/l) 시안 (mg/l) 유기인 (mg/l) 기름성분 (%) 폐비닐 탈수슬러지 고형연료 분석기기 ICP ICP ICP ICP ICP UV-vis UV-vis GC 중량법 고형연료의원료로이용한폐비닐과하수슬러지그리고성형된고형연료에대한 원소분석은 ( 주) 원일화학엔환경에의뢰하여원소분석기를이용하여측정분석하였으 며, 원소함유량은표 6-3 과같다. 표 6-3. 원료와고형연료의성분 단위 : % 항목 MC Ash Carbon Hydrogen Nitrogen Sulfur Oxygen (C) (H 2) (N 2) (S) (O 2) 폐비닐 탈수슬러지 고형연료 연료가연소하기위하여필요한공기량을공급하여야완전연소가가능하다. 연료 성분을알면연소의반응식으로부터이론적으로필요한공기량을계산할수있으며, 이공기량을이론공기량(theoretical quantity of air) 이라고한다. 소요공기량을계 산하기전에소요산소량을계산하고공기중에포함된산소의비율을체적으로약 21%, 중량으로약 23.2% 로가정하여이론공기량을산출할수있다. 고형연료 1kg 을완전연소시키는데소요되는최소산소량, m in 은다음과같이 구한다

67 m in 고형연료 1kg 을완전연소시키는데소요되는최소공기량, 즉이론공기량 은다음과같이구한다. 성형된고형연료를완전연소시키는데필요한이론공기량은고형연료에포함된탄 소, 수소, 산소및황의성분함량을대입하여다음과같이구하였다. 2. 계측시스템의구성과보일러작동시험 RDF 를연소하여온실난방을수행하기위하여온수보일러를제작하였다. 온수보 일러의열효율분석, 보일러연소가스분석및온실가온효과분석을위하여그림 6-1과같이 300 평규모(10m 100m) 의온실에온수보일러를설치하여가온하였다. 온실의종방향위치별온도분포를알아보기위하여온실내에 T-type 서모커플온 도센서를지상 1.7m에종방향 10-20m의간격으로 6 개소설치하였으며, 수직높이별 온도분포를구하기위하여온실중앙의지면에서 0.7m, 1.2m 및 1.7m의위치에온도 센서를설치하여온도분포및온도변화를계측하였다. 보일러용량은 150,000kcal/hr으로 25kg/h 의연료를연소시킬수있으며, 연료의 공급은캐터필러식공급장치에의하여일정속도로공급할수있도록제작하였다

68 그림 6-1. 보일러성능시험을위한온실및센서배치도 연료의공급은캐터필러의운동을 60 초동안정지, 10초동안이동을반복적으로 수행하여연료를공급하였으며, 주어진시간동안호퍼에서감량된연료를보일러작 동시간으로나누어단위시간당연료공급량을계산하였다. 연소실에공기를공급하기 위하여원심블로워( 최대송풍량 9.28 m 3 /min) 를이용하였다. 연료의이론공기비를계 산하여흡입구단면적을조절하여송풍량을조절하려하였으나, 보일러작동이원활 하지못한관계로송풍기를전개로하여공급하였으며, 보일러작동상태에따라송 풍기작동을단속하였다. 보일러열효율분석, 배기가스분석및가온효과분석을위하여보일러관내의급 수온도, 배기가스성분, 온실내외의온도등의자료를계측하기위하여 Labview 데이터수집시스템을이용하였으며, 온실과보일러수온도는 10초간격으로측정및 기록하였으며, 배기가스성분은 5 초간격으로측정및기록하였다. 자료수집시스템의 구성도는그림 6-2 와같으며, Labview 프로그램은그림 6-3 과같다

69 그림 6-2. 계측시스템구성도

70 그림 6-3. Labview 프로그램 그림 6-4 는온실내외의온도, 배기가스계측을수행하는 Labview 자료수집장치 이며, 그림 6-5 는컴퓨터화면에나타난경시적변화량을보여주고있다. 그림 6-4. Labview 자료수집장치

71 그림 6-5. 측정값의경시적변화 3. 보일러의열효율분석 보일러의열효율은입출열법에의하여산정하였다. 입출열법에의한보일러효율 ( ) 은일반적으로다음식에따라구한다. = 유효출열 입열합계 여기서입열은고위발열량과공기/ 연료의현열에의한입열등의합으로구할수 있으나본연구에서는공기/ 연료의현열은무시하고고위발열량만을고려하여구하 였다. 유효출열 ( ) 은발생증기의보유열에서급수의현열을감한값이다. 과열기가없 는보일러의경우에는다음과같이구한다

72 여기서 는증기발생량이며, 일반적으로급수량으로한다. 는발생포화증기의엔탈피(kcal/kg) 이며, 은급수의엔탈피이다. 본연구에서는보일러의입구와출구 에서의물의온도차이를구하여유효출열을계산하였다. 보일러의입구와출구의 온도는 K-type 서머커플온도센서를사용하였으며, 유량은수도용급수량계로측정 하였다. 보일러입구와출구의온도는연속적으로계측하였으며, 급수의유량은보일 러가작동하는동안유량의누적값을읽어서평균유량을구하였다. 보일러입구와출구의온도및연소실온도변화는그림 6-6 과같다. 그림에서와 같이보일러가정상적으로작동하지않음으로말미암아연소실상부온도가 50 o C 이 상올라가지않았으며, 따라서배출수의온도는 o C 의범위에서변화하였다. 보일러가약 66 분동안작동하는동안효율은다음과같이구하였다. 보일러작동 기간동안배출수와유입수의온도차이, 급수량, 정압비열의관계식으로유효출열은 다음과같이계산하였다. = 3,500 kcal 보일러작동기간동안연료의소비량은호퍼의연료감소량으로계산하였으며, 66 분동안 10kg 의연료가공급되었다. 따라서보일러효율은다음과같이구하였다. 공기와연료의현열을무시하였다. = 유효출열 = 입열합계

73 그림 6-6. 시간경과별보일러수및연소실온도 4. 보일러연소가스분석 고형연료를보일러또는소각로등에서연소시켰을때배출가스성분의허용한도 는대기환경보전법대기오염물질의배출허용기준제 15조에의하여표 6-4와같이 설정되어있다. 고형연료의사용량이시간당 2톤이상의시설과 200kg 2톤의시설 에대하여허용기준을설정하였으나사용량이시간당 는규제를하고있지않다. 200kg 미만의시설에대해서 표 6-4. 대기오염물질의배출허용기준 배출가스 사용량 200kg 2톤 2톤이상 CO 200(12) 50(12) SO 2 50(12) 30(12) NO x 100(12) 70(12) HCl 20(12) 20(12) 자료: 대기환경보전법대기오염물질의배출허용기준제 15조 비고 보일러연소가스분석은그림 6-7 과같은휴대용가스분석기(GreenLine MK2,

74 Eurotron, Italy) 를이용하여연도배기가스의 O 2, CO, CO 2, SO 2, NOx 등을측정분 석하였다. 배기가스를측정하기위하여센서를스크러버상부로부터연도의 1m의높 이에설치하였다 그림 6-7. 휴대용가스분석기

75 고형연료를보일러의호퍼에투입하여일정한양을저장하게한다음, 스토커를 10 초작동, 60 초정지의과정을반복하면서호퍼의연료를연소실로공급하였다. 연 소기간동안투입된연료의무게를측정하여연료공급량을계산하였다. 번개탄으로 고형연료를점화시킨후 66 분간배기가스의성분을분석하였다. 배기가스의 CO, CO 2, SO 2 및 NO x 의시간경과별농도변화량은그림 6-9 그림 6-12 와같다. CO, SO 2 및 NO x 의값은산소농도 12% 를기준으로산출하여나타내었다. CO는초기에 1,000 ppm을상회하는경우도있었으나시험시작 17분후부터는거 의나타나지않았다. 고형연료의시간당 200kg 이상사용하는보일러에서규정한연 소배출기준 200ppm 이하로떨어진것으로나타났다. CO 2 는초기에 2-4% 의범위에서변화한후에 18분경과후에는 2% 이하로감소 하였다

76 그림 6-9. 시간경과별 CO 의농도변화 그림 시간경과별 CO 2 의농도변화

77 SO 2 는초기에는전혀검출되지않았으며, 시험시작 30분후에배출허용한계값 50 ppm 보다훨씬낮은 1ppm 이하의범위에서검출되었다. 그림 시간경과별 SO 2 의농도변화 NO x 는초기에는배출허용한계값 100ppm 보다낮은 0 100ppm의범위에서변화 하였으며, 시험 20 분후는거의배출되지않았다

78 그림 시간경과별 NO x 의농도변화 그림 시간경과별배기가스온도변화

79 5. 온실가온효과분석 보일러를이용하여장미온실의가온은외기온도가높으므로낮에는오히려냉방 을하여야하므로보일러를작동시킬수없었으며, 야간에가온하여외기온도와온 실내의온도를비교분석하였다. 온실을가온하기위해서보일러로부터나온배출수관을 6개로분할하여배출수가 분산하여흐르도록하였다. 이중에서 2개의관은방열기를통하여열을온실에공 급하도록하였으며, 나머지 4개의관은방열기를설치하지않고관자체의방열을 통하여열이공급되도록온실의종방향으로길게부설하였다. 온실의위치에따라 6개의온도센서를지면으로부터 1.7m 의높이에설치하였으며, 높이별온도분포를파악하기위하여 3개의센서를지면으로부터 1.7, 1.2 및 0.7m의 높이에설치하였다. 온실의위치에따른온도의분포와시간대별변화량은그림 6-14 와같으며, 수직 위치별온도의분포는그림 6-15 와같다. 온실의수평방향및수직방향위치별온도 분포는 1 이내로서차이가없었으나, 시간별온도는증가하지않고오히려시험 기간동안약 4 감소하였다. 온도가감소한이유는방열기를작동하였을때보일 러배출수온도상승에의한효과는거의없는반면에외기온도가낮아졌기때문인 것으로판단되었다

80 그림 외부기온및온실내위치에따른온도분포 그림 온실내수직위치에따른온도분포

81 6. 연소잔재물분석 연소후바닥재를채취하여성분분석을수행하였다. 분석결과는표 6-5 와같다. 표 에서와같이수분함량은 0.09%, 회분이 0.84, 가연성분이 99.07% 로서연료의성분은 매우좋은상태이었으나보일러의작동이원활하지않아가연성의성분이타지않고 연소잔재물로배출되었다. 표 6-5. 연소잔재물의삼성분분석 항목함수율 (%) 회분 (%) 가연분 (%) 시료 시료 시료 평균 표준편차

82 제 3 절기술의문제점및해결방안

83 참고문헌 1. 김석준, 최연석, 김우현 폐기물고형연료(RDF) 의국내외기술동향. 한국기 계연구원환경기계기술연구부. 2. 김영재 RDF 기술의현상과과제. 폐기물고형연료(RDF) 제조및이용기술 워크샵. 한국기계연구원열유체환경연구부 김종진외 시설원예난방의저가연료대체기술개발. 농림부. 4. 노남선외 폐기물고형연료(RDF) 의고효율연소보일러개발에관한연구. 산업자원부. 5. 박죽랑외 슬러지건조기를이용한 RDF 제조기술및연소기술의실증연 구. 산업자원부. 6. 산업자원부 폐기물고형연료(RDF) 전용보일러기술개발에관한연구. 7. 신병철 RDF 제조및연소기술. 폐기물의에너지화기술세미나. 폐기물연 구회 신병철, 이조영, 최형욱 폐기물고형연료(RDF) 의활용방안및전망. 고분 자과학과기술. 13(3). 9. 안양규외 하수슬러지를이용한고형연료의제조및이용기술실증연구. 산업자원부. 10. 윤석표외 폐기물실험방법. 신광문화사. 11. 이동규, 이종석, 곽현, 배성렬 폐기물고형연료(RDF) 의연소특성. 한국 폐기물학회지. 22(1): 이동규, 신희용, 곽현, 배성열 하수슬러지와폐기물고형연료(RDF) 의 혼합연소특성. 한국폐기물학회지. 22(6): 정재택외 시설원예난방시스템및저가원료대체기술개발. 농림부

84 14. 최연석, 김석준, 최갑석, 권영배, 김부웅 폐기물고형연료(RDF) 를활용한 화력발전사업타당성연구. 한국폐기물학회지. 18(4): 최연석, 권영배 폐기물고형연료(RDF) 의특성및전망. 한국폐기물학회 지. 15(4): 한국환경자원공사. 영농폐기물통계 현명택외 시설재배용석탄자동난방시스템개발. 농림부. 18. 환경부. 하수도통계 환경부. 환경백서 환경부. 환경통계연감 김형식, 유 무기성슬러지성상에따른건조로플랜트의최적운전 에관한연구. 충주대학교. 22. 신희수, 하이드로졸계에서전기영동과삼투압에의한액체-입자 분리및슬러지탈수특성에관한연구. 부산대학교 23. 박죽랑, 슬러지건조기를이용한 RDF 제조기술및연소기술의실 증연구. 산업자원부 24. 심성훈, 건식농업용폐비닐열분혜재활용시스템실용화개발. 농림부 25. A.K. Gupta, E.M. Rohrbach, Refuse Derived Fuel. Technology, processing, quality and combustion experiences, International Joint Power Generation Conference, San Diego, CA, October 6-10, 1991, pp Antonio C. Caputo, Pacifico M. Pelagagge. RDF production plants: I Design and costs. Applied Thermal Engineering 22(2002) Guilin Piao, Shigeru Aono, Motohiro Kondoh, Ryohei Yamazaki, Shigekatsu Mori. Combustion test of refuse derived fuel in a fluidized bed. Waste Management 20(2000) Ministry of Environment of Korean Government, Statistics of Sewage, Y.H. Chang, W.C. Chen. N.B. Chang, Comparative evaluation of RDF and MSW incineration, Journal of Hazardous Materials, Vol. 58, 1998, pp

85 주 의 1. 니다. 이보고서는농림수산식품부에서시행한농림기술개발사업의연구보고서입 2. 이보고서내용을발표할때에는반드시농림수산식품부에서시행한농림기술 개발사업의연구결과임을밝혀야합니다. 3. 국가과학기술기밀유지에필요한내용은대외적으로발표또는공개하여서 는아니됩니다