By the end of 2012, the recycled proportion of domestic waste tires was 287,330 ton (93.9%) of the amount of waste tires discharged (305,877 ton). The waste tires have been reused for heat supply, material recycling and other purposes; the proportions are 50.1%, 20.7% and 23.1%, respectively. In the case of heat supply, waste tires are supplied to cement kiln (104,105 ton, 68%), RDF manufacture facilities (47,530 ton, 31%) and incinerators (1,923 ton, 1%). Recently, there has been an increase in the use of waste tires at power generation facilities as an auxiliary fuel. Thus, physico-chemical analysis, such as proximate analysis, elemental analysis and calorific value analysis have been carried out to evaluate potential of waste tires as an auxiliary fuel in Korea. The LHV (Lower Heating Value) of waste tires is approximately 20% higher than that of coal, at an average of 8,489 kcal/kg (7,684 ~ 10,040 kcal/kg). Meanwhile, the sulfur content is approximately 1.5wt. %, and balance of plant (e.g. pipe line, boiler tube, etc.) may be corroded by the sulfur. However, this can be prevented by construction and supplementation with refractories. In this study, TDF (Tire Derived Fuel) produced from waste tires was co-combusted with coal, and applied to the CFB (Circulating Fluidized Bed) boiler, a commercial plant of 100 tons/day in Korea. It was combined with coal, ranging from 0 to 20wt. %. In order to determine the effect on human health and the environment, gas emission such as dioxin, NOx, SOx and so on, were continuously analyzed and monitored as well as the oxygen and carbon monoxide levels to check operational issues.

The utilization of renewable energy will be an inevitable situation in the future because of the acceleration of climate change and depletion of fossil fuels. Waste and biomass are major sources of renewable energy. In the near future, biomass will become the main resource of renewable energy in the world. However, in case of Korea, obtaining a stable supply of biomass is difficult. To overcome this problem, we need to import biomass from other countries. Palm empty fruit bunch (EFB) is known to be a good biomass resource, which is treated by either landfill or incineration in Indonesia and Malaysia. EFB could be used as feedstock for gasification for energy recovery as a gas fuel. Generally, biomass gasification has more stable operation than waste gasification. Nevertheless, biomass gasification generates lots of tar in syngas because of the lignin content in biomass, which may cause problems for gas engines and other processes. In this study, gasification experiments as well as qualitative analysis were conducted for determining syngas characteristics with tar content. Tar sampling and analysis were performed under various conditions by changing the flow rate, sampling time, and sampling gas flow. Measuring the tar content in syngas during the gasification process was also proposed

In present study, the coffee residue was analyzed to finding out physicochemical characteristics and TG analysis that can simulate a pyrolytic kinetic, while comparing with that of chicken residue and food waste. The higher heating value (HHV) of coffee residue was 5,250 kcal/kg that is higher than that of wood pellet (4,300 kcal/kg), Additionally, it showed a good activation energy 72 kJ/mol which is similar with that of other biomass, such as saw dust, wood-chip and so on. It means that the coffee residue is meeting to standard for highest quality of wood pellet, and it would be used as a biomass in the future. However, it never become a fuel without main fuel, such as coal and wood, because its discharge amount is too little. Thus, it has to be applied to existing process, such as power plant which must to meet a RPS regulation. For this, physicochemical characteristics of various biomass have to be analyzed, while considering a discharge amount of them. Therefore, the research result would be provided to reclassification coffee residue to biomass from food wastes in the future.

This study tried to seek the plan to recycle chicken residues (bones of seasoned spicy chicken and fried chicken) which are sent out thermally after chickens are delivered to homes and people eat them by grasping their basic characteristics. The analytical results of the weight reduction rate through the change before and after the weight is reduced have found that the average weight reduction rate of 38.0% is shown in the seasoned spicy chickens and fried chickens. The analytical results of low-heating value of chicken residues to grasp the thermochemical characteristics have found that the seasons spice chickens and fried chickens satisfy the SRF quality basis, 3,500 kcal/kg as 5,020.9 kcal/kg and 5,295.2 kcal/kg respectively. On the other hand, the analytical result of TG has found that the thermal weight reduction rate is relatively clear in the fried chickens. It is inferred that creation of the fried chickens is more uniform than that of the seasoned spicy chickens and the effect of bound water is lower than other biodegradable substances. And it is judged that the potential that they can be utilized as sold fuel without any separate preprocessing through the drying process only is shown.

Due to a world trend on renewable energy, biomass that is one of renewable energy resources has to be applied at thermochemical process, actively. However, in commercial plant, one of many problems is an agglomeration production at biomass thermochemical process, because it leads to disturb continuous operation on thermochemical process. Thus, in this study, the EFB (empty fruit bunch), one of palm oil industry by-products was used as a biomass fuel, and washed by water and nitric acid solution (0.1wt.%) with different total washing times for resolving this problem at biomass thermochemical process. After washing, ash content was decreased from 5.9wt.% to 1.53wt.% using all of the washing treatments, and the Alkali & Alkaline Earth Metallic (AAEM) was removed over 80wt.% of total AAEM, such as potassium, magnesium, calcium and sodium. Additionally, SEM with XRD was analyzed to confirm the characteristics of produced agglomeration, and the agglomeration production ratio was measured: it revealed that the ratio was resulted in decrease over half, in the case of using all of washed EFBs.

팜 오일 산업에서 fresh fruit bunch(이하 FFB)는 팜 오일을 만드는데 사용되며, 오일 생산 과정에서 부산물인 empty fruit bunch(이하 EFB)가 약 20 wt. %이상 배출된다고 보고되고 있다. 한편, 우리나라는 신･재생에너지 공급 의무화 제도에 따라 신･재생에너지원의 확보와 이에 대응할 수 있는 기술개발이 필요한 실정이다. 따라서, EFB를 바이오매스로써 활용한다면 신･재생에너지원 확보와 청정기술개발에 이바지 할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 EFB는 배출방식에 의해 회분 함량이 높고, 문헌에 따르면 이는 균질한 바이오오일을 생산하고 열화학공정에서의 효율을 증가시키기 위해 제거해야 한다고 제안한다. 또한, 바이오매스에 함유된 알칼리 금속은 바이오 오일의 품질에 악영향을 미친다고 보고된 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 EFB를 일반 수돗물, 증류수와 질산용액(0.1 wt. %)을 이용하여 세척한 후, 공업분석과 ICP분석을 통해 회분과 알칼리금속의 제거효과를 정량화 하고자 하였다. 세척한 EFB는 24시간 건조 후에 공업분석으로부터 회분의 함량변화를 분석하였고, ICP 분석을 통해 EFB와 세척한 EFB들 간에 알칼리금속 함량도 비교･분석하였다. 비교 결과, 회분은 5.9 wt. %에서 1.53 wt. %로 감소하였고, 알칼리금속은 총 양의 80% 이상 제거되었다. 경제적 효율성을 고려하여 일반 수돗물(1일)과 질산용액(2일)으로 처리한 EFB를 실험에 이용하였다. 열분해실험 결과, 일반 수돗물로 세척한 EFB를 500℃ 조건에서 실험했을 때 가장 높은 수율(48 wt. %)을 얻을 수 있었다. 추가로, 바이오 오일의 특성변화를 확인하기 위해 GC-MS 분석, 원소분석, 디지털 현미경으로 균질성 분석을 수행하였다.

석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등 화석 연료의 고갈문제가 대두됨에 따라, 전 세계적으로 신･재생에너지에 대한 인식이 점차 증대되고 있으며, 이에 다양한 연구가 개발되고 있다. 신재생에너지 공급 비중은 2012년 기준으로 폐기물(67.77%), 바이오매스(15.08%), 수력(9.21%), 태양광(2.68%), 풍력(2.18%), 해양(1.11%), 연료전지(0.93%), 지열(0.74%), 태양열(0.30%)의 분포를 나타내고 있으며, 특히 이들 중 폐기물과 바이오매스가 80 %이상을 차지하고 있다. 한편, 국내의 경우, 폐기물은 가연분 함량이 높아 SRF (Solid Refuse Fuel)로 재생산하여 보조연료로 활용하고 있으며, 이미 기존 폐기물 소각로로부터 열을 회수하여 지역난방 또는 발전을 도모하는 용도로도 활용되어왔다. 그러나 앞선 통계에서 나타낸 바와 같이, 바이오매스는 국내에서 수급하는데 제한적이므로 신･재생에너지원으로 활용하기엔 공급량이 충분하지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 팜 오일 산업이 활성화 되어 있는 말레이시아, 인도네시아와 같은 동남아시아 국가를 중심으로 배출되는 해당산업의 부산물을 바이오매스로써 활용하여 부족한 공급량을 충족하고자 EFB (Empty Fruit Bunch)를 이용하였다. 이에 대한 선행연구로부터 열화학반응공정에서의 효율 증가를 위해서는 EFB에 다량함유되어 있는 회분을 제거하여 균질하게 만들어 주는 공정과 바이오매스 가스화 공정에서는 원활한 연속운전을 위해 ‘Agglomeration’ 에 대한 적절한 제어가 필요하다는 것을 확인하였다. 이는 바이오매스 내 알칼리금속이 원인이 되는 것으로 알려져 있어, 이를 위해 본 연구에서는 EFB를 일반 수돗물과 질산용액을 이용하여 세척하여 총 3가지(raw EFB, washed EFB by tap water, washed EFB by nitric acid solution)로 나누어 공업분석과 ICP분석을 수행하였고, 이에 따라 회분 및 알칼리금속 제거 효과를 확인하였다. 이 후, 선행 연구를 통해 도출된 EFB의 가스화 최적조건에 적용하여, 랩 규모(1 kg/hr)의 기포유동층 반응기에서 가스화실험을 수행하였다. 이로부터 합성가스 수율변화, dry gas yield, 냉가스효율 등 가스화 특성변화를 평가하였고, 바닥재를 회수하여 최종적으로 ‘Agglomeration’ 의 저감효과를 정량화하였다.

Since the volume based tipping system was adopted for municipal solid wastes in Korea, the system has been well implied with the positive participation of households. Therefor local governments have started to apply the system to food wastes as well in recent years and each household has put an effort to reduce the generation of food wastes consequently. Another big movement on the management of municipal solid waste has been made, which was intending to utilize wastes to energy resources by converting to solid refuse fuel (SRF). In the meantime the conversion of biomass to energy became an issue to argument national renewable energy. Such motivation made an attempt to utilize fruit husks as SRFs since they has been used to dispose of as food wastes with the payment of tipping fee by households. Thus, in this study, five fruits (mandarine, apple, pear, sweet persimmon and grape) of 6 main consuming fruits in Korea were chosen as tested materials to check out any potentials of biomass SRFs. The basic characteristics of 5 fruit husks after drying naturally were analyzed. Heating values, proximate analysis results were reported and thermo-gravimetric tests were made for suggesting them to combustible wastes or bio-SRFs. The higher heating values of all fruit husks with natural drying showed above 3,000 kcal/kg which is the criterium of SRF and the lower heating values were less than SRF standard due to higher content of moisture. Proximate analysis and thermo-gravimetric data were similar to other biomass fuels like wood and municipal solid waste. It is concluded that such fruit husks could be used as SRFs by adopting an effective drying method in advance.

In this study proximate analysis method was applied to food waste, mold, sewage sludge, PKS, PET in considering the characteristics of individual waste. It has been observed that this proximate analysis method based on the characteristics of individual waste required to dry the waste for more than 6 hr, until the moisture contents reached the range of 105oC ~ 110oC and they reached the constant weight. Also it has been suggested that 7 min of ignition at 950oC for volatile matters and 2 ~ 3 hr of ignition at max. 815oC for ash were recommended.

In this study proximate analysis method was applied to food waste, mold, sewage sludge, PKS, PET in considering the characteristics of individual waste. It has been observed that this proximate analysis method based on the characteristics of individual waste required to dry the waste for more than 180 min, until the moisture contents reached the range of 105oC ~ 110oC and they reached the constant weight. Also it has been suggested that 7 min of ignition at 950oC for volatile matters and 120 ~ 180 min of ignition at max. 815oC for ash were recommended.

There have been a lot of efforts to increase recycling rate by more utilization of end of life vehicles (ELVs) in Korea.The target of recycling rate was set to 85% until 2014 and 95% after 2015 with including up to 10% of energy recovery,according to the law of “regulation about resource recycling of electrical and electronic products and automobiles”.Therefore, to achieve 95% of recycling rate by the year of 2015, the automobile and recycling industries should developan innovative technology to treat automobile shredder residues (ASRs) by efficient means of reduction or conversion toenergy, which were generated as final left-over after recovering all the valuables from ELVs. As one of the options toconvert to energy forms, the gasification of them was proposed. In this study the gasification experiment was performedusing ASRs at fixed-bed reactor with a capacity of 1kg/hr, at different temperatures of 800, 1,000 and 1,200oC, and atequivalence air ratios ranging from 0.1 to 0.5. The syngas (H2+CO) yield from ASR gasification experiment was obtainedup to 86% in maximum and about 40% in minimum in the experimental conditions given. There was a trend that theamount of syngas increased with elevated temperatures and the calorific value also showed similar trend with syngasproduction.

｢지상파 텔레비전 방송의 디지털 전환과 디지털 방송의 활성화에 관한 특별법(’09.4.22)｣에 따라 우리나라는 2012년말(예정)까지는 기존 아날로그 방송을 중지하고, 디지털 방송으로 전환하였다. 이에 현재 국내 디지털방송 수신기기 보급률은 55.1%에 불과한 상황으로 앞으로 2012년 전후 디지털 TV로의 교체가 본격화 되면 폐아날로그 TV 발생량은 증가할 것으로 예상되는데, 앞으로 미교체 가구인 약 400만 가구(우리나라 가구 1700만, 44.9%)가 디지털 TV로 교체할 경우 약 670만대 이상의 폐 아날로그TV가 배출될 것으로 추정되며, 사업장 및 공공기관 등에 보급된 아날로그 TV를 고려한다면 약 1천만대 이상이 배출될 것으로 전망된다(환경부, 2010). 현재 폐TV 배출량은 120만대/년, 향후 150만대/년 이상으로 배출량 증가가 예상된다. 또한 기술여건이 변화함에 따라서 텔레비전과 컴퓨터와 같이 CRT(Cathode Ray Tube)를 포함하고 있는 가전제품으로부터 발생하는 폐기물이 세계적으로 급격한 증가추세를 보이고 있다. LCD, 플라즈마, 박막형 스크린 등 컴퓨터 모니터 및 TV 기술의 급속한 발전으로 인한 저렴한 제품가격과 새로운 디자인 도입으로 인해 신제품에 대한 소비자들의 신제품 교체주기가 더욱 빨라지고 있다. 방송 및 기술 여건의 변화로 인해 텔레비전과 컴퓨터의 경우 CRT 수요가 급격히 감소하고 폐 CRT가 대량으로 발생하고 있음. 국내의 경우 폐 CRT 유리는 2012년 월 1,500 톤이 발생했다. 기존의 재활용 방법인 CRT to CRT(폐 CRT 유리를 원료로 하여 새 CRT 유리를 만드는 방법, CtC)은 방송여건, 기술여건, 시장여건 등이 변화함에 따라서 사용할 수 없게 되었으며, 이에 CRT to Other Products 방법(폐 CRT 유리를 원료로 하여 다른 제품을 만드는 방법, CtOP)을 사용해야하는 현실에 있으나, 수요처 확보 재활용 기술의 부재 등으로 인한 연구개발이 절실하게 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 폐 CRT 유리의 발생량에 맞추어 재활용 할 수 있는 방법인 CtOP를 이용하여, CRT유리의 분쇄특성과 분쇄된 CRT 유리를 원료로 사용하는 연구를 실시하였으며, 콘크리트 블록 및 점토벽돌을 생산특성에 대하여 논하고자 한다. 폐 CRT 유리 분쇄기의 처리 용량은 약 2 ton/hr로 입도 분리기를 가지고 있으며, 각 입도에 따라서 다른 재활용 공정을 거치게 되며, CRT 유리를 함유하고 있는 콘크리트 블록 및 점토벽돌의 물성 상승효과(압축강도, 휨강도, 흡수율)를 가져오는 것을 볼 수 있었다.

현재 우리나라에서는 2010년을 기준으로 약 1,700만대의 자동차가 등록되어 있으며, 매년 약 67만대의 사용 종료 자동차(End of Life Vehicles)가 발생하고 있다. 자원순환법에 따라 국내 자동차업계에서는 폐 자동차에 대하여 2014년까지 중량 대비 85%, 2015년부터 95%의 재활용율 목표를 달성하여야 하는데 이러한 재활용율 목표 달성을 위해서는 자동차 파쇄 잔재물(ASR)의 적정재활용이 관건이라고 할 수 있다. 폐 자동차 처리과정에서 최종 배출 되는 ASR은 연간 약 15만톤으로 승용차 1대당 약 15% 정도가 발생하고 있으며, 총 발생량의 극히 일부분만이 소각･매립 처리되고 있지만 물질 자체의 발열량이 높고 난연성이기 때문에 효율적으로 소각되지 못하고 특히 그중에 함유된 염소화합물이나 중금속류 등의 영향으로 유해 가스상 오염물질들을 다량으로 배출하기 때문에 처리에 어려움이 많은 실정이다. 금속 제련 용융 시설에서 열원으로 사용되는 Lump coal 대체 연료로써 처리 상용화가 실현 될 경우, ASR의 안정적인 처리와 열에너지 및 유가금속 회수를 통한 물질 재활용 등이 가능할 것으로 사료되며, 이에 따라 폐 자동차의 재활용율 또한 향상 될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 자동차 파쇄 재활용 업체 1곳을 선정하여, 폐 자동차 파쇄 재활용 과정에서의 물질 수지 및 ASR 배출 공정에 따른 각각의 발생량, 구성 물질, 입도, 발열량 분석, 원소 분석, 공업 분석, 열 중량 분석, 중금속 분석 등의 물리･화학적 특성 및 환경유해성 평가를 실시하여 ASR의 기초적인 특성을 파악하였으며, ASR의 용융 출탕조건 및 유가금속 회수 가능성을 도출하기 위하여 ASR의 염기도 및 용융온도에 따른 용류도를 측정하였다. 또한, 용류도 측정 결과를 바탕으로 원 시료와 ASR의 배합비율, 용융온도 등의 조건 설정 후 각 조건에서의 슬래그 내 구리 함량을 측정하여 유가 금속 회수 가능성을 평가하였다. 연구결과, 기존 공정 시료에 포함되는 lump coal의 양이 미량이기 때문에 기존 공정 시료의 용류도 측정값과 거의 유사하였으며, 이러한 실험 결과로 보아 기존 동 제련 설비에서 lump coal을 ASR로 대체할 경우, 염기도 및 용융온도 조건을 적절히 조절한다면 용융물의 흐름성에는 거의 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

현재 발생되는 폐기물의 재활용률이 약 84% 수준까지 지속적으로 증가하였으나, 나머지 16%는 3R(Reduce, Reuse, Recycle)에 의존할 수 없는 폐기물로서 최종 배출되어 매립･소각･해양배출 등의 방식으로 처리되고 있는 실정이다. 하지만 런던협약에 따라 폐기물의 해양배출이 금지되고, 국내 기존 폐기물 처리방식이 한계에 도달하여 폐기물 제로화 및 오염물질 배출 제로화를 해결할 수 있는 새로운 대안이 요구되는 상황이다. 또한 좁은 국토면적으로 인한 매립방식의 근본적 한계를 지녔고, 기후변화에 따른 온실가스 문제 도출, 신 고유가 시대의 도래 및 이에 따른 에너지확보 경쟁 심화 등으로 폐기물 에너지화 기술 개발이 중요시 되고 있다. 여러 에너지화 기술 중 폐기물 가스화는 고온의 환원조건에서 가스화반응을 통해 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 합성가스를 생산하는 기술로서 가스화 물질의 전처리 및 공급기술, 가스화 시스템 설계 및 운전기술, 합성가스 정제 및 활용기술, 용융 Slag 처리 및 배출기술 등이 포함된다. 본 연구 과제에서는 사업장폐기물 중 고열량 폐기물 가스화를 통한 합성가스를 활용하여 고부가 가치의 연료 및 원료 생산하는 것으로서 합성가스 정제기술, 합성가스의 생산 비율 제어 기술, 합성가스 분리공정, 합성가스의 메탄올 전환기술이 핵심 부분이다. 그 중 본 연구실에서는 Lab. 규모의 고정층 반응기에서 다양한 폐기물을 이용하여 ER의 변화에 따른 생성가스 특성 및 가스화 효율 특성 분석을 하였고, 이를 정제 및 생산 비율 제어하는 연구를 하였다. 합성가스의 주성분은 H2, CO, CH4, CO2이며, C2H6와 C3H8의 농도는 매우 낮았으며, ER이 증가함에 따라 가스화 반응 후 탄소를 포함하고 있는 타르 등의 잔류물 양이 감소하였다.

전 세계적으로 화석연료의 고갈에 대비함에 따라, 대체에너지의 개발을 위한 다양한 친환경 화학제품 및 에너지생산에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 저탄소 녹색성장이라는 슬로건 아래 출범한 정부를 시작으로 현재까지 대체에너지를 개발하기 위한 연구는 계속되고 있으며, 이에 따라 신재생에너지의 중요성이 인식되고 있다. 특히 국내의 경우, 신재생에너지의 약 80% 이상을 폐기물 및 바이오매스 에너지가 차지하고 있으며, 향후에도 더 많은 에너지공급을 위하여 활발한 연구가 진행될 것으로 예상된다. 그러나 국내에는 활용가능한 바이오매스 자원은 매우 한정적이며 2030년 바이오에너지 공급 계획 3.4%에 맞추기 위해서는 안정적인 바이오매스의 확보와 활용기술 개발이 필수적이다. 따라서, 기술개발 초기단계부터 풍부한 아열대성 기후 지역 국가로부터 저렴한 원료를 확보하여 개발하는 것이 필수적이라고 판단된다. 최근 팜 오일에 대한 수요가 급증함에 따라 말레이시아와 인도네시아를 중심으로 팜 오일 산업이 활성화되고 있으며, 이에 따라 팜 오일 생산공정으로부터 다양한 다량의 부산물이 발생하고 있는 실정이며, 본 산업은 지속적으로 증가하여 태국을 포함한 여러 나라에서도 팜 오일 생산을 늘리고 있다. 특히, 팜 열매인 fresh fruit bunch (이하 FFB)로부터 발생하는 부산물인 empty fruit bunch(이하 EFB)는 전체양의 20%를 차지할 정도로 다량발생되고 있으며, 현지에서도 이에 대한 적절한 처리방안이 없어 단순히 야적되거나 소각 또는 비료로써 처리되고 있기 때문에 이를 활용하면 바이오매스 자원이 부족한 우리나라의 경제적인 바이오매스 자원확보의 대안이 될 수 있다. 따라서 연구에서는 팜 오일 산업부산물 중 하나인 EFB를 목질계 바이오매스로써 활용하여 바이오 오일을 회수하고자 기초특성분석을 수행하여 열화학공정으로의 적용가능성에 대하여 평가하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 목질계 바이오매스에 적절한 급속열분해를 선정하여 유동층 반응기에서의 열분해 특성을 연구하였다. 이는 TG 분석 결과를 바탕으로 온도범위를 400 ~ 650℃로 설정하여 각 온도구간 마다 바이오오일을 회수하여 수율을 측정하였고, 500℃ 부근에서 가장 높은 수율을 보였다. 또한 바이오오일에 대한 발열량, pH, 점도 등을 분석하여 연료로써의 가능성을 평가하였다.

바이오매스는 효과적으로 바이오 연료를 얻을수 있는 신재생에너지로서 대체에너지로 각광 받고 있다. 특히, 본 연구에서 사용된 팜 부산물(EFB)은 주로 말레이시아, 인도네시아 등에서 팜 오일 생산 공정의 부산물로, 팜열매로부터 증기를 이용해 팜 오일을 추출한 후에 발생되는 부산물로 알려져 있으며, 팜 열매의 약 20%가 EFB로 배출된다. EFB를 포함한 바이오매스에 대해 국내에서는 2030년까지 바이오에너지 공급을 전체 에너지의 3.4%로 그 목표를 설정 하였으나 국내에서는 바이오매스 수급이 어려운 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 이러한 바이오매스 수급 문제와 효율 증대를 해결하기 위해 이미 가스화 공정에 적용가능성이 입증된 화석 연료인 석탄과 바이오매스인 EFB를 혼소 가스화 연구를 진행하였으며, 혼소가스화의 효율성을 확인하기 위해 EFB가스화 공정과 특성을 비교하였다. 본 연구에서 사용된 반응기는 유동층 반응기로서 BFB(Bubbling Fludized Bed) 조건으로 진행 되었으며, EFB와 석탄의 혼소 가스화 적용 가능성을 평가하기 위해 EFB의 기초특성분석을 실시하였다. 기초특성분석에는 원소분석과 공업분석, 발열량 분석을 실시하였으며, 원소분석의 결과 탄소 41.81%, 수소 5.73%, 산소 37.36%, 질소 0.84% 로 분석 되었으며, 발열량(고위발열량 기준)은 3,930 kcal/kg 으로 나타났으며, 마지막으로 공업 분석의 결과 수분 9.03%, 휘발분 64.95%, 고정탄소 19.48%, 회분 5.94%의 함량을 보였다. EFB의 가스화의 각 조건의 합성가스 조성, 건조가스 수율, 냉가스 효율결과를 비교하였을 때, 최적 온도 조건은 900 ~ 1,000℃, ER비는 0.6 으로 나타났다. 이에 비해 혼소가스화의 최적 조건 도출의 경우에도 EFB 가스화 최적 조건 도출과 마찬가지로 비교하였을 때, 온도의 경우 EFB 가스화 반응에 비해 고온에서 최적조건을 보였으며, EFB와 석탄의 혼합비는 석탄의 비율을 10%, 20%, 30% 로 총 3가지 조건을 비교하였다. 이 결과 가장 경제적이며 효율이 있는 혼합비의 조건은 석탄 20% 혼합으로 나타났다. 이러한 결과를 토대로 바이오매스인 EFB와 화석연료 중하나인 석탄의 혼소 가스화 가능성을 판단할 수 있었으며, 최적 조건을 도출 할 수 있었다.

공공하수처리장의 하수처리과정에서 부산물로 발생하는 하수슬러지는 2011년 현재 우리나라는 5,299톤/일의 하수슬러지가 발생하여 매립 14.8%, 소각 23.2%, 재활용 21.2%, 해양배출 40.8%의 비율로 처리되었다. 하지만 런던협약 발효로 ‘12년 2월부터 유기성 폐기물의 해양배출이 전면금지 됨에 따라서, 전면 소각, 퇴비화, 혐기소화, 연료화 등의 육상처리시설로 처리하고 있다. 또한, 정부에서도 유기성 폐기물의 에너지화를 위한 연구와 사업을 지속적으로 추진하고 있다. 현재까지는 슬러지 등의 유기성 폐기물은 단일 물질처리 위주로 시설을 설치/운영하였다면, ‘12년 이후부터는 여러 가지 유기성 폐기물을 혼합/병합 처리하는데 관심이 높아지고 있다. 병합처리의 효율증가를 위해서 가수분해, 약품주입, 초음파 등의 방법으로 전처리를 하고, 혐기소화를 통해 에너지를 최대한 회수한 후 소각, 연료화 등 기존의 방법으로 처리를 하고 있다. 최근에는 안양시 박달하수처리장 지하화 사업에 탈수슬러지, 음식물, 분뇨를 병합하여 열가수분해/혐기소화 공정으로 처리하는 프로젝트가 추진 중에 있다. 하지만, 국내에는 현재까지 열가수분해(Thermal Hydrolysis Pre-treatment, THP) 공정이 가동되고 있지 않아 열가수분해 이후 소화 슬러지에 대한 특성 분석 자료는 전무한 상황이다. 본 연구에서는 Cambi 공법이 적용된 노르웨이 Lindum plant에서 발생되는 열가수분해/소화슬러지와, 국내에서 발생되는 탈수슬러지와 소화슬러지의 물리화학적 특성과 중금속 특성을 평가하여, 향후 지속적으로 보급될 유기성폐기물 에너지화 시설의 기초자료로 활용하고자 한다.

This paper analyzed thermal and carbonization properties of sewage sludge in fixed bed reactor and obtained following results. The heavy metal (Pb, Ni, Mn, Cr, Cu) content of Char showed the highest level at unprocessed sewage sludge, followed by carbonized sludge at 600, 400, and 500oC. It was thought to be mainly due to the yield of char rather than the influence of temperature. Also, the migration-test results of heavy metals satisfied the landfill directive in all samples, which may be possible to use it as landfill cover materials. The concentration of dioxin by changes of pyrolysis temperature was higher in the low temperature conditions and the proportion of PCDDs was higher than that of PCDFs.

According to the statistics of the Ministry of Environment, the emission of sewage sludge is increased by 7 ~ 9% yearly. In the future, it will be increased continuously because of extension of sewage disposal plants, high class treatment for removing nitrogen and phosphorus. The objective of this study is to examine the possibility of the carbonization of the sewage sludge by pyrolysis. The pyrolysis behavior of the sewage sludge was investigated by the thermogravimetric analysis as a function of heating rate. In the pyrolysis studies measurements in weight loss was made and reported as a function of test temperature. To minimize energy consumption used for drying sewage sludge, naturally dried sludge were applied evaluate characteristics of thermal and carbonization treatment using a fixed-bed reactor. The most effective treatment temperature of carbonized material production was 400oC. The temperature of highest total yield of char and oil was 500oC. In the pyrolysis studies measurements in weight loss was made and reported as a function of test temperature. According to the result, the optimum pyrolysis temperature of sewage sludge were found to be ranged from 100oC to 600oC, respectively. About 91% of pyrolysis was completed between 100oC and 600oC. If applying the carbonization, it can be easily utilized as the replaced resource of energy(fuel) in the countries whose energy resources are insufficient, like our country.

Recently, the recycling of end-of-life vehicles is becoming increasingly interesting for less waste discharge and recovering useful materials such as valuable metals. Hence, in Korea, the target of the recycling rate is made to 85% until 2014 (energy recovery within 5%) and the recycling rate to 95% after 2015 (energy recovery within 10%) according to the law of "regulation about resource recycling of electrical and electronic products and automobiles". However, the recycling rate is around 84% in 2010, and registered numbers of shredder residue recyclers among dismantling recyclers, crushing recyclers, shredder residue recyclers, and waste gases recyclers are very few. In order to meet the goal of 85% until 2014, Korean recycling industry of ASR should grow bigger and innovative recycling technologies have to be developed as well. In the meantime, a recycling technology of automobile shredder residue is developed in the present study, in which ASR is introduced to a copper smelting process. This process is very promising because of co-beneficial effects such as recovering copper and process heat simultaneously from ASR. In this study, lab-scale melting furnace was developed and melting tests for various ASR were carried out. From the results, the physicochemical characteristics of Korean ASR were analyzed and its melting behavior was investigated for the application to the copper smelting process. In particular, melted slag products were fabricated at different melting temperatures. Then, the basicity and pouring index in the lab-scale melting furnace were examined to find out appropriate operating conditions for the melting process. As a result, Because the amount of lump coal that included in existing process samples is a little, melting state and value of pouring index are very similar to existing process samples. In result of this experiment, in case of changing lump coal to ASR, The existing copper smelting facilities, if basicity and melting temperature are well controlled, flow of melting material is considered that is almost not affected.