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국내 폐기물처리를 위해 소각기술이 도입되어 폐기물의 감량화 및 안정화에 기여해 왔으나 기존 스토커방식으로는 다이옥신문제 및 소각으로 발생한 소각잔여물 처리의 근본적 해결이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 열분해 용융소각로가 대체기술로 부각되고 있다. 열분해 용융소각로는 저급연료를 고급연료화하는 열분해기술과 제철산업에서 사용되는 용융기술을 결합하여 소각로의 다이옥신 및 중금속문제를 해결하기 위한 소각기술이다.현재 개발단계에 있는 열분해 용융소각로는 기존의 열분해 용융소각로와는 차별화된 것으로써 용융로내부에 공기를 주입하여 용탕내부의 열 및 물질교환을 증가시켜 용융성능을 개선하고자 한다. 하지만 용융로내부로 주입되는 공기로 인하여 발생하는 ...

국내 폐기물처리를 위해 소각기술이 도입되어 폐기물의 감량화 및 안정화에 기여해 왔으나 기존 스토커방식으로는 다이옥신문제 및 소각으로 발생한 소각잔여물 처리의 근본적 해결이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 열분해 용융소각로가 대체기술로 부각되고 있다. 열분해 용융소각로는 저급연료를 고급연료화하는 열분해기술과 제철산업에서 사용되는 용융기술을 결합하여 소각로의 다이옥신 및 중금속문제를 해결하기 위한 소각기술이다.현재 개발단계에 있는 열분해 용융소각로는 기존의 열분해 용융소각로와는 차별화된 것으로써 용융로내부에 공기를 주입하여 용탕내부의 열 및 물질교환을 증가시켜 용융성능을 개선하고자 한다. 하지만 용융로내부로 주입되는 공기로 인하여 발생하는 버블에 의하여 용융로 내부벽면의 부식이 우려되며 이것을 방지하기 위하여 용융로내부에 열교환기를 설치하여 용융로벽면을 보호하고자 한다. 또한 열교환기 표면은 용융물과 열교환기와의 열교환에 의해 발생하는 슬래그로 보호할 수 있다. 하지만 용융로내부로 주입되는 공기 및 열교환기 표면에 발생하는 파라핀 슬래그로 인하여 용탕내부의 유동 및 열전달 특성을 파악하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 축소모형을 이용하여 열분해 용융소각로용 용탕내부의 유동 및 열전달 특성을 파악하고자 한다. 축소모형은 실제 용융로 시스템과 유사하게 제작하여 용탕내부에 공기를 주입시키는 노즐 및 용탕 벽면을 보호하기 위한 열교환기로 이루어져있다. 용탕은 직경 150㎜, 길이 500㎜인 유리관으로 제작하였으며 용탕 바닥에 온도조절이 가능한 1Kw 히터를 장착하여 파라핀을 녹이는 열원으로 사용하였다. 히터의 온도는 120℃를 유지하게 하였으며 열교환기는 용탕내부에 삽입하여 용탕내부에서 열교환을 할 수 있게 하였다. 열분해 용융소각로용 용탕내부의 유동 및 열전달 특성에 영향을 미치는 인자는 용탕내부에 유입되는 공기유량 및 열교환기에 유입되는 물의 유량이다. 실험은 용탕내부에 유입되는 공기유량 및 열교환기에 유입되는 물의 유량을 변화시켜 가면서 수행하였으며 그 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.(1) 용탕내부에 유입되는 공기유량이 증가할수록 용탕내부의 온도가 하강하여 열교환기에 의한 열전달량은 감소하게 된다. (2) 열교환기에 유입되는 물의 유량이 증가할수록 열교환기 표면에 발생하는 슬래그 두께는 증가하며 이것은 용탕내부와 열교환기 사이의 열교환을 방해하는 인자가 되어 열전달계수가 감소한다.(3) 용탕내부의 열전달계수는 용탕내부에 유입되는 공기유량 보다는 열교환기에 유입되는 물의 유량에 더 많은 영향을 받는다.(4) 파라핀의 점성이 클수록 열교환기에 발생하는 슬래그 두께가 증가하고 용탕내부의 열전달계수는 감소하게 된다.

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