본 연구는 국내에서 제조된 폐기물 고형연료 중 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), WCF(Wood Chip Fuel)를 대상으로 밀도분석, 원소분석, 삼성분석, 발열량분석 등인 물성에 대하여 분석하였고 연소특성 실험인 온도 변화에 대한 고형연료 감량특성, ...
본 연구는 국내에서 제조된 폐기물 고형연료 중 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), WCF(Wood Chip Fuel)를 대상으로 밀도분석, 원소분석, 삼성분석, 발열량분석 등인 물성에 대하여 분석하였고 연소특성 실험인 온도 변화에 대한 고형연료 감량특성, 배출가스 O2(Oxygen), CO(Carbon monoxide), NO(Nitrogen monoxide) 변화 특성, SOx(Sulfur oxides) 및 HCl (Hydrogen chloride)배출 특성을 실험하여 분석 하였다. 이로써 고형연료 연소 시설 및 방지 시설에 대한 설계 기초 자료를 제시하고자 하였다. 성형된 RDF, RPF 고형연료의 경우 진밀도가 최대 1.1 g/cm3으로서 압축율이 상당히 좋아 이동성 및 저장성이 용이하며 발열량의 경우 RDF 약 5,000kcal/kg, RPF 약 6,900kcal/kg으로 연료적 가치가 높으나 WCF의 경우 약3,100kcal/kg으로 발열량을 올려주기 위한 수분 감량 및 펠렛화의 전처리가 필요하다. 원소분석의 경우 RPF는 H, C의 성분이 높아 발열량이 높고 WCF의 경우 시료 내 산소가 높아 연소시 공기의 산소소모율이 낮다. 고형연료 감량 특성은 200℃ 구간에서 대부분의 수분이 증발하며 200℃~600℃ 구간에서 가연분의 약 90%가 감량한다. RDF, RPF, WCF는 일정 범위 내에서 비교적 일정한 감량 변화를 보여 주었다. CO 배출 가스 특성은 200℃~700℃ 구간에서 주로 발생 되었으며 350℃ 정도의 구간에서 휘발분에 의한 최대 피크를 갖으며 550℃ 정도에서 고형 탄소에 의한 두 번째의 낮은 피크를 갖지만 WCF의 경우는 2번 째 피크는 볼 수 없었다. NO 배출 가스 특성은 250℃ 구간부터 발생되며 350℃~420℃ 구간에서 42ppm~99ppm의 최대 발생 농도를 갖으며 승온 종료 시점인 1000℃ 구간까지 계속 발생됨을 알 수 있었다. SOx배출 가스 특성은 시료 내 S 함유량의 62.4~88.2%가 SOx로 배출되는 것을 알 수 있었고 HCl배출 가스의 경우 WCF 내 Cl 함유량의 73.7~87.3%의 높은 전환율을 보이지만 RDF 및 RPF의 경우 25.6~45.5%의 낮은 전환율을 보여주는데 그 이유는 HCl 저감을 위해 제조 시 첨가하는 1~3%의 칼슘계 흡수제 때문이었다. 이처럼 환경오염 배출 가스는 시료 내 함유된 물질의 성분량에 따라 배출 가스 농도가 달라지고 흡수제의 여부에 따라 달라짐을 알 수 있었다.
본 연구는 국내에서 제조된 폐기물 고형연료 중 RDF(Refuse Derived Fuel), RPF(Refuse Plastic Fuel), WCF(Wood Chip Fuel)를 대상으로 밀도분석, 원소분석, 삼성분석, 발열량분석 등인 물성에 대하여 분석하였고 연소특성 실험인 온도 변화에 대한 고형연료 감량특성, 배출가스 O2(Oxygen), CO(Carbon monoxide), NO(Nitrogen monoxide) 변화 특성, SOx(Sulfur oxides) 및 HCl (Hydrogen chloride)배출 특성을 실험하여 분석 하였다. 이로써 고형연료 연소 시설 및 방지 시설에 대한 설계 기초 자료를 제시하고자 하였다. 성형된 RDF, RPF 고형연료의 경우 진밀도가 최대 1.1 g/cm3으로서 압축율이 상당히 좋아 이동성 및 저장성이 용이하며 발열량의 경우 RDF 약 5,000kcal/kg, RPF 약 6,900kcal/kg으로 연료적 가치가 높으나 WCF의 경우 약3,100kcal/kg으로 발열량을 올려주기 위한 수분 감량 및 펠렛화의 전처리가 필요하다. 원소분석의 경우 RPF는 H, C의 성분이 높아 발열량이 높고 WCF의 경우 시료 내 산소가 높아 연소시 공기의 산소소모율이 낮다. 고형연료 감량 특성은 200℃ 구간에서 대부분의 수분이 증발하며 200℃~600℃ 구간에서 가연분의 약 90%가 감량한다. RDF, RPF, WCF는 일정 범위 내에서 비교적 일정한 감량 변화를 보여 주었다. CO 배출 가스 특성은 200℃~700℃ 구간에서 주로 발생 되었으며 350℃ 정도의 구간에서 휘발분에 의한 최대 피크를 갖으며 550℃ 정도에서 고형 탄소에 의한 두 번째의 낮은 피크를 갖지만 WCF의 경우는 2번 째 피크는 볼 수 없었다. NO 배출 가스 특성은 250℃ 구간부터 발생되며 350℃~420℃ 구간에서 42ppm~99ppm의 최대 발생 농도를 갖으며 승온 종료 시점인 1000℃ 구간까지 계속 발생됨을 알 수 있었다. SOx배출 가스 특성은 시료 내 S 함유량의 62.4~88.2%가 SOx로 배출되는 것을 알 수 있었고 HCl배출 가스의 경우 WCF 내 Cl 함유량의 73.7~87.3%의 높은 전환율을 보이지만 RDF 및 RPF의 경우 25.6~45.5%의 낮은 전환율을 보여주는데 그 이유는 HCl 저감을 위해 제조 시 첨가하는 1~3%의 칼슘계 흡수제 때문이었다. 이처럼 환경오염 배출 가스는 시료 내 함유된 물질의 성분량에 따라 배출 가스 농도가 달라지고 흡수제의 여부에 따라 달라짐을 알 수 있었다.
In this study, we analyzed the physical-chemical characteristics of RDF, RPF, WCF as the solid fuel made in Korea. The experiment included density analysis, elemental analysis, proximate analysis and thermal analysis etc. We also analyzed the combustion characteristics of RDF, RPF, W...
In this study, we analyzed the physical-chemical characteristics of RDF, RPF, WCF as the solid fuel made in Korea. The experiment included density analysis, elemental analysis, proximate analysis and thermal analysis etc. We also analyzed the combustion characteristics of RDF, RPF, WCF including weight loss analysis, emissions gas as O2, CO, NO, SOx, and HCl etc. by the temperature variations. The maximum gravity of solid fuel is net density 1.1 g/cm3 showed good mobility and easy storage. In the case of thermal analysis, the result was in the order of RPF (6,900kcal/kg) > RDF (5,000kcal/kg) > WCF (3,100kcal/kg). it was due the H and C in RPF is higher than WCF confirmed by elemental analysis. The weight loss analysis of RDF, RPF, WCF showed the same results that water and 90% of combustible component evaporated or burned at the temperature of 200℃ and 200℃~600℃, respectively. Emissions gas of CO was generated at temperature of 200℃~700℃. The highest and second highest peaks were appeared at 350℃ due to VOCs and 550℃ due to solid carbon, respectively. However, the second highest peak was not appeared during WCF combustion. Emissions gas of NO was observed at temperature of 250℃~1000℃ and 42ppm~99ppm as the highest concentrations were observed at temperature of 350℃~420℃. SOx emission was due to the 62.4~88.2% of S contents in solid fuel, while HCl emission was due to the 73.7~87.3% of Cl contents in WCF and 25.6~45.5% of Cl contents in RDF and RPF, respectively. It was confirmed that HCl can be removal by 1~3% Ca compound as the additive. The survey data obtained in this study should aid facilities of solid fuel combustion and pollution prevention research as the base material.
In this study, we analyzed the physical-chemical characteristics of RDF, RPF, WCF as the solid fuel made in Korea. The experiment included density analysis, elemental analysis, proximate analysis and thermal analysis etc. We also analyzed the combustion characteristics of RDF, RPF, WCF including weight loss analysis, emissions gas as O2, CO, NO, SOx, and HCl etc. by the temperature variations. The maximum gravity of solid fuel is net density 1.1 g/cm3 showed good mobility and easy storage. In the case of thermal analysis, the result was in the order of RPF (6,900kcal/kg) > RDF (5,000kcal/kg) > WCF (3,100kcal/kg). it was due the H and C in RPF is higher than WCF confirmed by elemental analysis. The weight loss analysis of RDF, RPF, WCF showed the same results that water and 90% of combustible component evaporated or burned at the temperature of 200℃ and 200℃~600℃, respectively. Emissions gas of CO was generated at temperature of 200℃~700℃. The highest and second highest peaks were appeared at 350℃ due to VOCs and 550℃ due to solid carbon, respectively. However, the second highest peak was not appeared during WCF combustion. Emissions gas of NO was observed at temperature of 250℃~1000℃ and 42ppm~99ppm as the highest concentrations were observed at temperature of 350℃~420℃. SOx emission was due to the 62.4~88.2% of S contents in solid fuel, while HCl emission was due to the 73.7~87.3% of Cl contents in WCF and 25.6~45.5% of Cl contents in RDF and RPF, respectively. It was confirmed that HCl can be removal by 1~3% Ca compound as the additive. The survey data obtained in this study should aid facilities of solid fuel combustion and pollution prevention research as the base material.
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