한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집 2013년 추계학술발표회 논문집 (p.3-3)

순환유동층보일러에서 석탄과 SRF의 혼소특성 연구

키워드 :
순환유동층,SRF,혼소,연소배가스

초록

고체 재생연료인 SRF(Solid Recycled Fuel)는 다양한 폐기물로부터 제조된 연료로 평가받고 있다. 본 연구에서 사용된 SRF는 돈분(pig excrement)으로부터 제조되었다. 돈분을 호기성 소화조에서 발효시켜 바이오가스(메탄)를 추출하여 가스연료로 사용하고, 거의 액상상태의 잔유물중 침전물질을 고액분리과정을 거쳐, 얻어진 고체를 톱밥과 같은 가연성 유기물질과 혼합한 후 건조하여 제조한다. 본 연구 목적은 돈분으로부터 제조된 SRF가 열생산 보일러에서 혼소용 연료로 사용될 경우, 보일러의 연소 효율, 보일러의 성능유지 가능성 및 배출된 연소배가스의 배출특성을 파악하고자 하였다. SRF의 연소 및 배가스 배출특성을 파악하기 위하여 사용된 보일러는 10MWth 규모 순환유동층발전보일러가 사용되었다. 사용된 순환유동층연소로는 층 면적(bed area)이 1.92m², 연소로 높이는 약 13.0m이고, 연료투입구는 두 곳으로 분배기로부터 0.9m에 있다. CFBC에서 유연탄과 SRF의 혼소율은 5%이었으며, 연소로의 층 온도와 유동층 높이를 변화시켜, SRF 혼소에 따른 연소로의 성능유지, 연소효율, 배출가스의 배출특성을 고찰하였다. 본 연구에서 연소효율은 석탄만을 연소할 때 그리고 혼소할 때 큰 차이를 보이지 않아, SRF 5% 혼소에서 연소효율에 미치는 영향은 거의 미미하였다. Fig. 1에 나타낸 바와 같이 층높이 변화 실험에서 유동층높이가 600mmH₂O 이하일 때 층(bed)온도는 일정하게 유지할 수 있었으나, 연소로 전반적인 온도분포는 불안정한 상태를 유지하였다. 그러나 층 높이 600mmH₂O 이상에서는 보일러 전체적으로 매우 안정적인 온도유지가 가능하였다. 한편 연소배가스 배출특성을 살펴보면 NOx의 배출은 거의 유사한 조건으로 배출되었으며, SOx의 경우 석탄만을 연소할 경우보다 약 15% 증가하여 배출되는 경향을 보였다. 결과적으로 우리가 사용한 SRF는 순환유동층연소로에서 석탄과 5% 혼소할 경우, 석탄만을 연소할 경우와 대비하여 연소효율, 연소로 성능유지 및 연소배가스 배출특성에 큰 영향을 미치지 않으므로 고체재생연료로서 무리가 없다는 것으로 사료된다.