초록 ▼

국내에서 발생되는 폐기물의 량은 약 20만톤/일로 이중 가연성 고체 폐기물의 량은 대략 2만톤/일 정도로 2%내외이다. 가연성 폐기물의 구성 요소는 대략 석유류를 비롯한 화석연료쪽에 기인한 것과 biomass 쪽에 기인된 것이 혼합되어 있다. 이들 생성원에 따라 반응특성이 달라지며, 재활용 용도도 달라진다. 가스화란 일반적으로 고체 및 액체로 되어있는 중질탄소원을 기체연료로 전환하는 일체의 조작 반응을 뜻 하는 것으로, 고체가 갖고 있는 연소조절의 어려움, 공해물질 다량 발생 수송상의 어려움 등을 극복하기 위한 방편으로 19세기 말

국내에서 발생되는 폐기물의 량은 약 20만톤/일로 이중 가연성 고체 폐기물의 량은 대략 2만톤/일 정도로 2%내외이다. 가연성 폐기물의 구성 요소는 대략 석유류를 비롯한 화석연료쪽에 기인한 것과 biomass 쪽에 기인된 것이 혼합되어 있다. 이들 생성원에 따라 반응특성이 달라지며, 재활용 용도도 달라진다. 가스화란 일반적으로 고체 및 액체로 되어있는 중질탄소원을 기체연료로 전환하는 일체의 조작 반응을 뜻 하는 것으로, 고체가 갖고 있는 연소조절의 어려움, 공해물질 다량 발생 수송상의 어려움 등을 극복하기 위한 방편으로 19세기 말부터 기술 개발이 이루어져왔다. 가스화 기술을 폐기물에 적용하는 방식은 크게 중질 탄소원의 부분 산화 및 가스화 공정에서 접근한 독일의 SVZ공정과 소각에서 접근한 Thermo-select 공정 등으로 구분되어진다. 개발된 공정의 특징으로는 폐기물의 성상에 크게 영향을 받지 않는 고정층 형태를 취하고 있으며, 반응조건도 다이옥신 등의 공해물질 배출이 전무한 조건에서 운전되고 있다. 본 기술 개발에서는 이러한 가스화 기술을 국내에 적용하고자 시도하였으며, 이를 위해 5톤/일 규모의 시험용 가스화 설비를 설치하였으며, 설계를 위해 외국의 공정분석, 국내 가연성폐기물의 반응특성 및 소규모 가스화 장치에서의 가스화 실험 등이 이루어졌다. 또한 가연성 폐기물의 특성에 따른 운전조건 및 생성가스의 조성 파악을 위한 model 개발도 착수했는데, 현재 CSTR model 및 평형조건에서의 가스조성 예측 프로그램이 개발되었다.
생성된 합성가스의 활용방안은 본 연구의 핵심적인 부분으로 참여업체가 개발된 기 술의 실시를 위해 경제성 검토가 필수적인데, methanol등 기초 화합물의 원료를 생산하는 경우 이에 따르는 제반 문제점 등에 대한 검토, 전력 생산시 필요한 기술 및 공업로 연료로 사용하는 경우에 대한 타당성 검토 등이 이루어 졌다. 또한 5톤/일 규모의 시험용 가스화 장치의 운전도 이루어졌는데, 사용된 원료는 참여기업체와 인접한 지역의 RDF를 시험용 원료로 운전 시험이 수행되었다. 발생된 가스의 조성은 CO : 30～32%, $CO_2$:18～28%, H2:36~50%, CH4:2~3%이었으며, 냉가스효율은 약 75%, 생성가스 발열량은 2,300～2,600Kcal/$Nm^3$으로 나타났다.

Abstract ▼

The analysis of amount rate of combustible waste and the selection of design condition.
The acquisition and application of unification technology of combustible waste treatment.
The analysis of reaction kinetics of combustible waste using TGA.
The analysis of gasification characteristics of

The analysis of amount rate of combustible waste and the selection of design condition.
The acquisition and application of unification technology of combustible waste treatment.
The analysis of reaction kinetics of combustible waste using TGA.
The analysis of gasification characteristics of combustible waste in lab-scale gasifier
The analysis of cold gas efficiency for waste gasification processes.
The feasibility study of purification and application technologies of synthesis gas.
The investigation of gasification process and economical efficiency.
The design and fabrication of 5 t/d scale pilot plant for waste gasification.
The experiment of gasification in 5 t/d scale pilot plant.
The development of prediction model of full process.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...8
• CONTENTS...14
• 목차...16
• 제1장 연구개발과제의 개요...18
• 1. 과제 구성...18
• 2. 연구개발 배경 및 필요성...19
• 3. 연구개발 목표...22
• 4. 연구평가의 착안점 및 척도...24
• 5. 연구개발 추진체계...25
• 제2장 국내외 기술 개발 현황...26
• 1. 개요...26
• 2. 용어 정의...26
• 3. 기술적 개념...27
• 4. 공정 분석...34
• 5. 공정의 경제성...46
• 6. 국내의 연구 개발 실적 및 취약점...52
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과...54
• 1. 가연성 폐기물의 발생량 분석 및 설계 조성 선정...54
• 2. 원료 균질화 기술 확보 및 적용...61
• 3. TGA를 이용한 가연성 폐기물의 반응 특성 분석...64
• 4. 소규모 가스화 장치에서의 가연성 폐기물의 가스화특성 분석...87
• 5. 폐기물 가스화의 열역학적 냉가스 효율 분석...98
• 6. 가연성 폐기물 중 회분의 slag 특성 분석...113
• 7. 합성가스 정제 및 활용 기술 검토...125
• 8. 공정 선택 및 경제성 검토...153
• 9. 반응기 및 전체 시스템 설계 제작...165
• 10. pilot plant 시운전...182
• 11. 폐기물 가스화 반응물 조성 예측을 위한 모델...189
• 12. 결 언...194
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...198
• 1. 연구 개발 목표의 달성도...198
• 2. 관련분야 기술발전에의 기여도...198
• 3. 기술실시계약 및 기술료 납부 실적...199
• 4. 홍보 실적...199
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...200
• 1. 연구 개발 활용 계획...200
• 2. 앞으로의 연구 계획...200
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...202
• 1. 폐기물 재활용 개념의 가스화 기술...202
• 2. 가스화 핵심기술의 현황분석...203
• 3. 가스화 기술 분야 로드맵...204
• 제7장 참고문헌...206
• 1. 사용된 약어...206
• 2. Reference...206
• 연구결과 활용계획서...211
• 기술 요약서...217