본 연구는 원유로부터 정제된 파라자일렌(Para Xylene)을 원료로 테레프탈산(TPA: Terephthalic acid)을 생산하는 공정에서 배출되는 저순도 테레프탈산 잔사인 CTA(Crude Terephthalic acid)의 악취저감을 위한 저감제 개발과 유기성슬러지의 고형연료 활용 방안에 관하여 연구하였다. TPA 석유화학 공정에서 발생되는 TPA 슬러지의 발생량은 0.3~0.4%/kg이며, 슬러지는 보관 또는 운송, 소각 과정에서 끊임없이 악취를 발생시키며 대기환경에도 많은 영향을 끼친다. 이러한 악취로 인해 고효율의 열량을 가졌음에도 화력발전소의 연료로 이용하지 못하고 있는 실정이다. 악취저감제는 탄소수가 많은 고지방산과 비이온계면활성제 등을 일정 조성비로 혼합하여 실험하였고, fatty acid 15~30, mono fatty acid 20~35, linolenic acid 20~35, oleic acid 20~25, palmitic acid 5~10, non0ionic surface active agent 5~7% 구성성분 조성비를 갖는다. TPA 유기성 슬러지를 고형연료로 활용하기 위해 고형연료 품질시험에 따른 전 망목에 대해 실험하였다. 고형연료 샘플 500g을 기준으로 TPA 슬러지와 TPA 슬러지에 애쉬 10%를 첨가한 시료 각 두 종류에 대하여 실험한 결과 저위발열량 기준 3,960과 3,540 kcal/kg으로 각각 나타나 고형연료제품 품질기준 3,500 kcal/kg 이상을 만족하여 활용가치가 높은 것으로 나타났다. 또한 염소 0.03%, 황분･수은･카드늄･납･비소･안티몬 불검출, 크롬 45.4mg/kg, 코발트 5,400 mg/kg, 구리 145 mg/kg, 망간 1,300 mg/kg, 니켈 44.4 mg/kg, 탈륨･바나듐 불검출로 나타났다. 악취저감을 위한 pilot-plant는 그림 1과 같이 구성하여 실험하였고, 악취저감제는 0~25% 슬러지 중량비로 주입하여 처리특성을 조사였다.

국내 약 10,000 톤의 유자가 유자가공에 소요되고 있으며 씨 무게를 전체중량의 약 15%로 가정하면 연간 1,500 톤 이상의 유자씨가 가공 사업장으로부터 생산되어 폐기처분되고 있다. 또한 유자씨에 대한 식품원료로서의 성분 또는 생리활성 등에 대한 연구는 국내·외 적으로 활발하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 배출되는 유자씨를 폐기물자원화 공정에서 발생하는 잉여 열에너지로 건조한 후 바이오 오일을 추출하고, 오일에 대한 성분분석을 수행하여 그 특성을 조사하였다. 유자씨 오일 추출은 이산화탄소 초임계 유체 추출법을 이용하였고, 추출된 오일의 지방산은 가스크로마토그래프를 이용하여 분석하였다. 유자씨 초임계 추출조건은 280bar, 50℃, 210min 이었고, 유자씨 시료 각 250g씩 2회 추출을 진행하여 1 batch에서 오일 추출량 50g을 보여 약 20%의 회수율을 나타내었다. 실험결과 불포화지방산은 전체 지방산 함량의 75%를 차지하였고 포화지방산은 약 25%인 것으로 나타났다. 불포화지방산은 linoleic acid, 이 39.63% 으로 가장 높은 함량을 차지하고 있었으며 oleic acid, palmitic acid 및 linolenic acid가 각각 32.84%, 20.25% 및 2.15%로 대부분을 차지하였으며 palmitoleic acid, cis-10-heptadecanoic acid, cis-11-eicosenoic acid 및 erucic acid은 1%미만인 것으로 나타났다. Linoleic acid의 경우 생체막의 구성성분 및 인체의 성장과 유지를 위한 필수지방산으로써 반드시 음식으로 섭취해야 하며, 최근 항암기능 및 항산화 효과 등 여러 가지 생리활성 작용을 나타낸다고 연구결과가 보고되고 있다.

본 연구는 신재생 바이오매스 원료인 폐목재를 사용하는 스팀생산 설비의 잉여스팀을 이용하여 압력차 발전공정을 개발하는 것을 목적으로 수행되었다. 보일러 생산가능 용량 중 스팀공급량을 제외한 잉여분의 스팀을 활용하여 75kW급 압력차 발전공정의 적용 및 운전기술을 개발하고자 발전효율 특성을 조사하였다. 발전공정은 기존 스팀공급을 위해 운영중인 소각시설의 스팀공급 배관에서 별도의 스팀배관을 분기하여 발전기로 연결하였고, 발전기의 설치 장소는 현장 여건을 고려하여 2.2m x 4.5m 의 콘크리트 바닥에 압력차 발전기 및 계통연계 제어공정을 설치하였다. 기존 스팀배관에서 50m정도의 스팀공급 배관을 분기하여 설치하고 발전기를 거친 배출 스팀배관은 응축수 탱크에 연결하여 응축수를 회수 하거나 스팀사이렌서를 통해 대기로 배출되도록 구성하였다. 발전기의 운영조건에 따라 발전기 출구의 스팀 배출압이 높을 경우에는 기존 응축수 탱크로 유입시켜 증기를 회수하며, 출구 스팀배출압이 대기압과 비슷한 수준으로 낮은 경우에는 스팀 사이렌서로 유입시켜 외부 대기로 배출하는 방안으로 선택적으로 구성하였다. 발전기의 운전 특성을 파악하기 위하여 발전기로 유입되는 스팀의 유량을 확인 할 수 있는 스팀 유량계, 유입되는 스팀의 압력과 온도 조건 등을 확인할 수 있으며 발전기 운전을 위해 유입되는 스팀의 양을 조절 할 수 있도록 수동 밸브 및 자동 밸브를 적용하였다. 압력차 발전기의 에너지 전환효율 시험조건은 스팀 입구 압력조건 2.5K~4K, 스팀 유량 600kg/hr~1,000kg/hr, 스팀 출구 압력조건 0.3K 이었고, 스팀공급조건과 유량 변화에 따른 실험 결과 에너지 전환 효율은 약 47~59%로 나타났다.