국 문 요 약 화격자 열분해생활폐기물 소각로의 연소특성에 관한 연구 논문제출자 이 용 정 지 도 교 수 윤 오 섭 본 연구에서는 기존의 스토커방식 소각로와 열분해 가스화 용융방식 소각로의 중간 형태라 할 수 있는 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 연소특성에 대한 분석을 실시하였다. 화격자 열분해 소각기술은 Controlled Air Incinerator기술로 이미 생활폐기물, ...
국 문 요 약 화격자 열분해생활폐기물 소각로의 연소특성에 관한 연구 논문제출자 이 용 정 지 도 교 수 윤 오 섭 본 연구에서는 기존의 스토커방식 소각로와 열분해 가스화 용융방식 소각로의 중간 형태라 할 수 있는 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 연소특성에 대한 분석을 실시하였다. 화격자 열분해 소각기술은 Controlled Air Incinerator기술로 이미 생활폐기물, 산업폐기물 및 병원성폐기물 등의 처리에 적용되어왔으며, 이번 연구에서는 생활폐기물 처리에 있어서 어떠한 특징을 가지고 있는지 분석하였다. 연구대상 소각로는 일일 50톤 처리용량의 화격자 열분해 소각로이다. 연구과정은 먼저 연구대상 소각시설의 생활폐기물 발생량 및 성상분석을 실시하였고, 다음은 화격자 열분해 소각로의 기술적 검토 및 운전 상태를 자세히 분석하였으며, 그 결과를 바탕으로 문제점을 파악하고 그에 대한 해결방안을 제시하였다. 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 가장 큰 특징은 연소실이 1차,2차로 완전히 분리되어 있으며, 1차 연소실은 폐기물 이송공급이 연소가스 흐름과 반대되어 연소가스 복사열로 인한 폐기물 건조 및 저온 열분해 극대화를 이루고 있고, 2차 연소실은 연소가스가 체류할 수 있는 충분한 연소실 공간 확보로 연소가스가 완전 연소되는 2중구조로서 공기공급량 및 연소속도 제어가 용이하다. 또한 소각로 설비가 간단하여 설치비용 및 설치면적을 최소화 할 수 있는 장점이 있어서 생활폐기물처리에 적합한 소각로로 이루어져 있다. 화격자 열분해 소각로 운전 상태를 분석한 결과 몇 가지 문제점이 나타났다. 먼저 생활폐기물 성상 변화에 따른 발열량 증가로 소각처리량의 감소와 정상 운전 상태에서의 보조연료 투입문제, 소각재 강열감량의 감소문제 등으로 이는 소각로 내 Water Injection System 설치와 연소공기 공급량 조절을 통한 공기온도 및 산소농도 적정조절, 소각로 화격자 구동시간 조절을 통하여 소각대상 생활폐기물의 완전연소 조건을 충족시킬 수 있다. 그리고 기타부대설비의 문제점으로 노통연관식 폐열Boiler의 주기적인 연관 막힘 현상, Bag Filter Pulsing 시 노내압 제어문제, 습식세정탑 내 다이옥신류 재합성 문제 등이 나타났다. 그 해결방안으로 Boiler Tube Cleaner 설치와 주기적인 연관 교체 및 청소로 연관 막힘 현상을 감소시킬 수 있으며, Filter Bag의 재질변경과 적정관리로 Bag Filter Pulsing 효율을 높이고, 습식세정탑 내 다이옥신류 재합성 문제는 대체 방지시설 반건식반응탑 설치 또는 가스냉각기 내 가성소다 분무를 통한 산성가스 중화처리로 습식세정탑을 대신할 수 있기 때문에 다이옥신류 재합성 문제를 해결할 수 있다. 본 연구를 바탕으로 화격자 열분해 소각로의 연소특성을 분석한 결과 대도시에서 발생되는 생활폐기물 처리보다는 중․소도시에서 발생되는 생활폐기물 소각처리에 적합한 것으로 분석되었다. 그리고 향후 기술적 보완을 실시하여 열분해 가스화 용융방식의 열분해 시설로의 전환을 고려해보아야 할 것으로 판단된다.
국 문 요 약 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 연소특성에 관한 연구 논문제출자 이 용 정 지 도 교 수 윤 오 섭 본 연구에서는 기존의 스토커방식 소각로와 열분해 가스화 용융방식 소각로의 중간 형태라 할 수 있는 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 연소특성에 대한 분석을 실시하였다. 화격자 열분해 소각기술은 Controlled Air Incinerator기술로 이미 생활폐기물, 산업폐기물 및 병원성폐기물 등의 처리에 적용되어왔으며, 이번 연구에서는 생활폐기물 처리에 있어서 어떠한 특징을 가지고 있는지 분석하였다. 연구대상 소각로는 일일 50톤 처리용량의 화격자 열분해 소각로이다. 연구과정은 먼저 연구대상 소각시설의 생활폐기물 발생량 및 성상분석을 실시하였고, 다음은 화격자 열분해 소각로의 기술적 검토 및 운전 상태를 자세히 분석하였으며, 그 결과를 바탕으로 문제점을 파악하고 그에 대한 해결방안을 제시하였다. 화격자 열분해 생활폐기물 소각로의 가장 큰 특징은 연소실이 1차,2차로 완전히 분리되어 있으며, 1차 연소실은 폐기물 이송공급이 연소가스 흐름과 반대되어 연소가스 복사열로 인한 폐기물 건조 및 저온 열분해 극대화를 이루고 있고, 2차 연소실은 연소가스가 체류할 수 있는 충분한 연소실 공간 확보로 연소가스가 완전 연소되는 2중구조로서 공기공급량 및 연소속도 제어가 용이하다. 또한 소각로 설비가 간단하여 설치비용 및 설치면적을 최소화 할 수 있는 장점이 있어서 생활폐기물처리에 적합한 소각로로 이루어져 있다. 화격자 열분해 소각로 운전 상태를 분석한 결과 몇 가지 문제점이 나타났다. 먼저 생활폐기물 성상 변화에 따른 발열량 증가로 소각처리량의 감소와 정상 운전 상태에서의 보조연료 투입문제, 소각재 강열감량의 감소문제 등으로 이는 소각로 내 Water Injection System 설치와 연소공기 공급량 조절을 통한 공기온도 및 산소농도 적정조절, 소각로 화격자 구동시간 조절을 통하여 소각대상 생활폐기물의 완전연소 조건을 충족시킬 수 있다. 그리고 기타부대설비의 문제점으로 노통연관식 폐열Boiler의 주기적인 연관 막힘 현상, Bag Filter Pulsing 시 노내압 제어문제, 습식세정탑 내 다이옥신류 재합성 문제 등이 나타났다. 그 해결방안으로 Boiler Tube Cleaner 설치와 주기적인 연관 교체 및 청소로 연관 막힘 현상을 감소시킬 수 있으며, Filter Bag의 재질변경과 적정관리로 Bag Filter Pulsing 효율을 높이고, 습식세정탑 내 다이옥신류 재합성 문제는 대체 방지시설 반건식반응탑 설치 또는 가스냉각기 내 가성소다 분무를 통한 산성가스 중화처리로 습식세정탑을 대신할 수 있기 때문에 다이옥신류 재합성 문제를 해결할 수 있다. 본 연구를 바탕으로 화격자 열분해 소각로의 연소특성을 분석한 결과 대도시에서 발생되는 생활폐기물 처리보다는 중․소도시에서 발생되는 생활폐기물 소각처리에 적합한 것으로 분석되었다. 그리고 향후 기술적 보완을 실시하여 열분해 가스화 용융방식의 열분해 시설로의 전환을 고려해보아야 할 것으로 판단된다.
BSTRACT The Study on the Combustion Characteristics of a Grate Pyrolysis Municipal Solid Waste Incinerator. LEE YONG JEONG Dept. of Environment Engineering Graduate School of Industry Hanbat National University Advisor : Prof. Yoon Oh Sub Ph.D. This study is an analysis of the characteristics of com...
BSTRACT The Study on the Combustion Characteristics of a Grate Pyrolysis Municipal Solid Waste Incinerator. LEE YONG JEONG Dept. of Environment Engineering Graduate School of Industry Hanbat National University Advisor : Prof. Yoon Oh Sub Ph.D. This study is an analysis of the characteristics of combustion in an incinerator that is intermediate in type between the existing stalker incinerator and pyrolysis gasification melting incinerator called the grate pyrolysis incinerator. Grate pyrolysis incinerator technology is already applied to the processing of daily and industrial waste as a kind of controlled air incinerator. This study analyzes its characteristics in the processing of municipal solid waste. Incinerators used in the study are each daily 50-ton handling capacity grate pyrolysis incinerators. The research process involved conducting analysis on amounts and images of waste generated by incinerator facilities, followed by a technical investigation and detailed analysis of the operation of the grate pyrolysis incinerators. The study grasps existing problems with the incinerators and based on the research results, presents solutions to deal with them. The biggest feature of grate pyrolysis incineration for municipal solid waste is the primary and secondary combustion chambers which are completely separate. In the primary combustion chamber, waste transfer supply opposes combustion gas flow with waste drying occurring from the radiant heat from the combustion gas maximizing low-temperature pyrolysis. In the secondary combustion chamber, the combustion gas has ample room to stay, and here the combustion gas as a combustion double structure is easy to control for air supply and combustion speed. Moreover, the incinerator facility is itself quite simple, with the added advantages of minimized installation cost and space requirements. This makes it suitable as an incinerator for municipal solid waste. In the course of analyzing the operation of the grate pyrolysis incinerator, several problems were identified. First, changes in the municipal solid waste led to a reduction in incinerator processing capacity from increased heating value, an injection problem of auxiliary fuel during normal operation, and a reduction in ignition in the incinerator etc. The conditions for complete combustion for municipal solid waste can be satisfied through adequate adjustments of air temperature and oxygen concentration by installing a water injection system and adjusting combustion air supply in the incinerator, and through adjusting grate actuation time. Other issues associated with auxiliary facilities were periodic blockage of flue tubes in the overhead water tube waste heat boiler, control problems in the incinerator during bag filter pulsing, and the re-compounding of dioxins in the Wet Scrubber. Solutions include installation of a boil tube cleaner, regular replacement and cleaning of flue tubes to reduce blockage and improving bag filter pulsing by changing the material for the filter bag and the filter bag's proper management. The problem of re-compounding dioxins in the Wet Scrubber can be addressed by installing a semi-dry scrubber vessel as a preventative, or neutralizing the acid gases by spraying caustic soda in the gas freezer in place of the Wet Scrubber. Based on the results of this research on grate pyrolysis incinerators, it was found that these incinerators are more suitable for processing municipal solid waste from mid and small-sized cities rather than from large cities. In the future, conversion of the pyrolysis gasification melting-type pyrolysis facilities must be effected through technical supplementation.
BSTRACT The Study on the Combustion Characteristics of a Grate Pyrolysis Municipal Solid Waste Incinerator. LEE YONG JEONG Dept. of Environment Engineering Graduate School of Industry Hanbat National University Advisor : Prof. Yoon Oh Sub Ph.D. This study is an analysis of the characteristics of combustion in an incinerator that is intermediate in type between the existing stalker incinerator and pyrolysis gasification melting incinerator called the grate pyrolysis incinerator. Grate pyrolysis incinerator technology is already applied to the processing of daily and industrial waste as a kind of controlled air incinerator. This study analyzes its characteristics in the processing of municipal solid waste. Incinerators used in the study are each daily 50-ton handling capacity grate pyrolysis incinerators. The research process involved conducting analysis on amounts and images of waste generated by incinerator facilities, followed by a technical investigation and detailed analysis of the operation of the grate pyrolysis incinerators. The study grasps existing problems with the incinerators and based on the research results, presents solutions to deal with them. The biggest feature of grate pyrolysis incineration for municipal solid waste is the primary and secondary combustion chambers which are completely separate. In the primary combustion chamber, waste transfer supply opposes combustion gas flow with waste drying occurring from the radiant heat from the combustion gas maximizing low-temperature pyrolysis. In the secondary combustion chamber, the combustion gas has ample room to stay, and here the combustion gas as a combustion double structure is easy to control for air supply and combustion speed. Moreover, the incinerator facility is itself quite simple, with the added advantages of minimized installation cost and space requirements. This makes it suitable as an incinerator for municipal solid waste. In the course of analyzing the operation of the grate pyrolysis incinerator, several problems were identified. First, changes in the municipal solid waste led to a reduction in incinerator processing capacity from increased heating value, an injection problem of auxiliary fuel during normal operation, and a reduction in ignition in the incinerator etc. The conditions for complete combustion for municipal solid waste can be satisfied through adequate adjustments of air temperature and oxygen concentration by installing a water injection system and adjusting combustion air supply in the incinerator, and through adjusting grate actuation time. Other issues associated with auxiliary facilities were periodic blockage of flue tubes in the overhead water tube waste heat boiler, control problems in the incinerator during bag filter pulsing, and the re-compounding of dioxins in the Wet Scrubber. Solutions include installation of a boil tube cleaner, regular replacement and cleaning of flue tubes to reduce blockage and improving bag filter pulsing by changing the material for the filter bag and the filter bag's proper management. The problem of re-compounding dioxins in the Wet Scrubber can be addressed by installing a semi-dry scrubber vessel as a preventative, or neutralizing the acid gases by spraying caustic soda in the gas freezer in place of the Wet Scrubber. Based on the results of this research on grate pyrolysis incinerators, it was found that these incinerators are more suitable for processing municipal solid waste from mid and small-sized cities rather than from large cities. In the future, conversion of the pyrolysis gasification melting-type pyrolysis facilities must be effected through technical supplementation.
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