최근 다양한 형태의 막구조물의 건설이 증가추세이지만 막구조물에 적합하지 않은 내화기준이 적용되어 활용성이 위축되고 있는 실정이다. 그렇기 때문에 막구조물의 건설 활성화에 맞추어서 이에 대한 내화기준의 제·개정이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 일반적 으로 많이 사용되는 막재료(ETFE, PVF, PTFE)를 선정하여 막구조물에 화재가 일어났을 때, 시간이 변화함에 따라 온도가 올라가는 막재료의 물리적인 특성 변화와 발열량과 막재료 설치높이와의 상관관계를 파악하여 막구조 내화기준에 기초 자료로 활용하고자 한다.

용수보급률 증가에 따른 용수 공급량의 증가로 인해 하폐수처리시설이 증가되어 슬러지의 발생량 또한 증가하고 있다. 반면, 슬러지 해양투기가 금지됨에 따라 슬러지의 육상처리 및 재활용 처리방법이 갈구되고 있다. 현재 슬러지는 주로 소각, 매립, 시멘트 원료로의 사용, 복토제로의 활용 등의 방법으로 처리되고 있고, 슬러지를 연료로써 활용하는 방법도 많은 연구가 이루어지고 있다. 슬러지를 건조시켰을 때 발열량은 3,000~4,500kcal/kg 정도로, 국내 무연탄과 비슷한 수준이기 때문에, 슬러지를 에너지화하는 것이 가능하다. 하지만 슬러지는 다량의 중금속 및 유해성분을 함유하고 있기 때문에 연소 또는 소각 시 가스상 오염물질 배출의 문제가 있다. 슬러지 연소 또는 소각 시 발생되는 오염물질은 슬러지에 포함된 중금속 성분은 배출원 종류 및 처리방법에 따라 차이가 있기 때문에, 충분한 연구를 통해 소각이나 연소 시 해당 슬러지에 대한 오염물질 배출 특성을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 슬러지 연소 시 중금속 배출특성을 조사하기 위해 lab-scale drop tube furnace를 이용해 건조슬러지를 연소하였다. 수은은 입자상 수은과 배출가스 중 산화수은, 원소수은으로 구별해 조사하였으며, 수은을 제외한 중금속은 바닥재의 농도를 조사하였다.

Characteristics of the exhaust gas of a commercial scale (7.2 ton/day) municipal wastes incinerator with recirculation of its high temperature combustion gas were investigated. High temperature combustion gas made by incineration was entrained by an air jet and re-used for incineration. Air was preheated to 384-512oC and diluted to have an oxygen concentration of 16-17%. Incineration of municipal wastes with the preheated and diluted air made extremely uniform and stable flames. Concentrations of nitric oxide (NOx), carbon monoxide (CO), oxygen (O2), and carbon dioxide (CO2) in flue gas were measured at the boiler exit and the stack, simultaneously. Averaged concentrations of NOx and CO were reduced to 54.2 ppm and 3.1 ppm at the boiler exit and to 49.8 ppm and 6.0 ppm at the stack, respectively, at a reference oxygen concentration of 12% without any post treatment of NOx and when the averaged outlet temperature of the combustion chamber was 904oC. The measured NOx emission was only 29% of that of a conventional municipal incinerator. Simultaneous reduction of NOx and CO is significant. Averaged concentrations of O2 and CO2 were 9.7% and 8.6% at the boiler exit and 14.6% and 4.9% at the stack, respectively.

There is an increasing demand for sustainable resources due to a steady increase in energy demand. As the1996 Protocol to the London Convention takes effect, conversion of sewage sludge to energy is increasing. To use waste as fuel, it is important to understand its combustion characteristics. Using thermogravimetric analysis, the combustion of coal, dried sewage sludge, and SRF was characterized in this study. Dried sludge and SRF showed similar combustion behavior at all temperature increase rates of 5, 10, 25, 40, and 100oC/min. Coal burned at a higher temperature as the temperature rate increased. This may be ascribed to the much higher volatile matter contents of dried sludge and SRF comparative to coal.

Bio-SRF (Bio-Solid Refuse Fuel) based on livestock waste has a low heating value and high moisture content. The concentration of toxic gas, such as SOx, NOx, and HCl, in the flue gas is changed according to the composition of fuel, which has been reported. Therefore, the study of fuel combustion characteristics is necessary. Additionally, the study of fuel firing characteristics is necessary. In this study, we investigated the combustion characteristics of the mixed firing of coal and Bio-SRF made from livestock waste in a circulating fluidized bed combustor (CFBC). The Bio-SRF of livestock waste was mixed with different ratios of coal based on the heating values when the coal was completely combusted in CFBC. In the results of the experiment, the combustor efficiencies of the calculated unburned carbon concentration in the fly ash were 98.87%, 99.04%, 99.64%, and 99.71% when the multi-firing ratio of livestock sludge increased from 100/0 to 70/30. In addition, the boiler efficiencies were 86.23%, 86.30, 87.24, and 87.27%. Through the experimental results, we identified that the mixed combustion of livestock sludge is not affected by boiler efficiency. We have systematically investigated and discussed the temperature changes of an internal combustor, compositions of flue gases, solid ash characteristics, and the combustion and boiler efficiency during the mixed firing of coal and Bio-SRF.

Characteristics of exhaust gas of solid refuse fuel (SRF) burning in a commercial scale of 12ton/day incinerator havebeen investigated. Combustion air for SRF burning is mixed with recirculated high temperature exhaust gas to diluteoxygen concentration and preheat itself. It is called high temperature EGR (Exhaust Gas Recirculation) combustion. Itis known that low oxygen concentration of diluted air reduces flame temperature and NOx emission, but also makes flameunstable. Highly heated air by mixing with high temperature exhaust gas makes flame stable by enhancement ofcombustion reaction. Concentrations of nitric oxide (NOx), carbon monoxide (CO), oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2)in flue gas have been measured at stack. High temperature EGR incineration of SRF dramatically reduces nitric oxideemission and residual oxygen. Average concentrations of NOx, and CO are 71.5ppm and 86.6ppm especially at referenceoxygen concentration of 12% without any post treatment of NOx when the average outlet temperature of combustionchamber is 942oC. And average concentrations of O2 and CO2 are 9.59% and 8.3% especially.

연소기에서 연료 연소에 의해서 생성되는 것은 질소산화물의 대부분 NO와 NO2이며, 95%가 NO의 형태로 배출되고 이후 대기 중에 확산되어 공기 중의 산소와 결합하여 NO2가 된다. 질소산화물은 광화학 스모그의 원인으로 인체에 해를 끼칠 뿐 아니라 산성비의 원인이 되는 등 환경에 대한 심각한 문제를 야기하고 있기 때문에 실용 연소기에 대한 규제가 한층 강화되어 질소산화물 발생을 억제해야 하는 필요성이 점차 증대되고 있다. 최근에는 에너지 문제에 의해 폐기물 가스화에 의해 생성된 가스를 활용이 점차 증가하고 있으므로, 이에 대한 질소산화물의 저감 연구가 필요하다. 본 연구에서는 RPF 가스화 가스를 모사하여 연소시 발생되는 질소산화물을 저감시키기 위해 다단 연소와 음향가진 기술을 적용하였다. 이 때, 발생되는 질소산화물의 저감 특성을 파악하기 위하여 공기 다단 연소, 연료 다단 연소 그리고 외부가진을 주사하여 공기비 및 주파수 변화에 따른 변수별 연구를 수행하였다. Fig. 1은 공기 다단 연소를 적용하여 총공기비 변화에 따른 결과이다. 각각의 총공기비에 따른 주연소 영역의 공기비가 감소함에 따라 질소산화물 감소되는 경향을 보이며, 주연소총공기비 0.7에서 가장 낮은 값을 나타내었다. Fig. 2는 기존 조건에서 공기 다단 연소 및 외부가진을 적용하였을 때, 질소산화물과 중간생성물인 암모니아와 시안화수소를 나타낸 결과이다. 주연소 영역 공기비 0.7, 완전연소 영역 공기비 1.1, 체류시간 1.265 s 일 때 질소산화물 421 ppm으로 다단 연소 미적용한 경우에 비해 67% 저감되었다. 외부가진 적용시 400 Hz에서 273 ppm으로 다단 연소 및 외부가진 미적용하였을 때에 비해 79% 저감되었다.

This objectives of research are to figure out combustion characteristics with increasing temperature with petrochemical sludge by adding wasted organic matters which are waste electric wire, anthracite coal and sawdust, and to exam heating value and ignition temperature for using refused derived fuels(RDFs). After analyzing TGA/DTG, petrochemical sludge shows a rapid weight reduction by vaporing of inner moisture after 170℃. Gross weight reduction rate, ignition temperature and combustion rates represent 68.6%, 221.9℃ and 54.1%, respectively. In order to assess the validity of the RDFs, the petrochemical sludge by adding wasted organic matters which are waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust. The materials are mixed with 7:3(petrochemical sludge : organic matters)(wt%), and it analyzes after below 10% of moisture content. The ignition temperatures and combustion rates of the waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust are 410. 6℃, 596.1℃ and 284.1℃, and 85.6%, 30.7% and 88.8% respectively. In heating values, petrochemical sludge is 3,600 kcal/kg. And the heating values of mixed sludge (adding 30% of the waste electric wire, anthracite coal and waste sawdust) each increase up to 4,600 kcal/kg, 4,100 kcal/kg and 4,300 kcal/kg. It improves the ignition temperatures and combustion rates by mixing petrochemical sludge and organic matters. It is considered that the production of RDFs is sufficiently possible by using of petrochemical sludge by mixing wasted organic matters.

건축물에서 사용되고 있는 건축 재료의 연소 특성 예측 및 성능 분류는 국내의 경우, 콘칼로리미터 시험 방법 등을 적용하여 건축법에서 불연/준불연/난연으로 구분하고 있다. 하지만 반도체 공정에서 사용되고 있는 고분자 재료 등에서는 이러한 열량 측정과 가스유해성 평가로는 정확한 연소 특성을 판단하기 어렵다. 건축물에서 화재위험성을 예측하고 대비하기 위해서는 사용되고 있는 재료에 대한 연소 특성 분석이 선행되어야 하며, 이를 위해서 재료가 연소되면서 발생되는 열량의 크기를 기본으로 하여 재료에 대한 연소 특성 예측 및 연소 성능 분류를 실시하고 있다. 하지만 점차 건축물에서는 다양한 재료가 사용되고 있고 이러한 재료에 대한 화재위험성은 열량 크기의 측정만으로는 한계를 가진다. 특히 플라스틱 재품은 발생되는 열량은 작지만 재료가 녹으면서 발생되는 가스 및 인접 재료에 대한 화재전파의 위험성을 높게 나타나고 있지만 현재 국내에서는 이러한 위험성을 예측할 수 있는 기준 및 시험방법이 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 FM 4910 시험 기준에 의해서 클린룸에서 사용되는 재료에 대한 연소특성을 예측하고 이를 토대로 하여 제시될 수 있는 연소 성능 기준에 대해 분석해 보고자 하였다.

Waste heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste heavy oil sludge fuel) as a source of renewable energy was estimated. To investigate its combustion characteristics, a lab scale batch type combustion reactor was used, and temperature fluctuation and the flue gas composition were measured for various experimental conditions. The results could be summarized as follows: The solid fuel pellets manufactured from waste heavy oil sludge and sawdust had C 50.21 ~ 54.77%, H 10.25 ~ 12.66%, O 25.84 ~ 34.83%, N 1.01 ~ 1.04%, S 1.03 ~ 1.07%. Their lower heating values ranged from 4,780 kg/kcal to 5,530 kg/kcal. The density of the solid fuel pellets was increased from 0.63 g/cm3 to 0.85 g/cm3 with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The maximum CO2 concentration in the flue gas was increased with increasing waste heavy oil sludge content in BOF. SO2 concentration in the flue gas was showed a tendency such as the highest CO2 concentration in the flue gas. With increasing waste heavy oil sludge content in BOF, the combustion time became rather shorter although the increase of the CO2 concentration in the flue gas was delayed. Because the carbon conversion rate showed small difference with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, BOF with the mixing ratio of waste heavy oil sludge of 30% was effective for combustion. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge in BOF, activation energy and the amount of total CO emissions were increased, while activation energy was decreased with increasing the air/fuel ratio. Therefore, the optimal air/fuel ratio for the combustion of BOF was 1.5.

Waste oil sludge was generated from waste oil purification process, oil bunker, or the ocean plant. Although it has high calorific values, it should be treated as a designated waste. During the recycling process of construction and demolition wastes or the trimming process of woods, a lot of sawdust is produced. In this study, the feasibility of BOF (biomass and waste oil sludge Fuel) as a source of renewable energy was estimated. To estimate combustion characteristics, a lab scale batch type combustion reactor was used and temperature fluctuation and the flue gas composition were measured for various experimental conditions. The results could be summarized as follows: the maximum CO2 concentration in the flue gas was increased with increasing waste oil sludge content in BOF. SO2 concentration in the flue gas was showed a tendency such as the highest CO2 concentration in the flue gas. With increasing waste oil sludge content in BOF, the combustion time was rather shorter although the increase of the CO2 concentration in the flue gas was delayed. Because the carbon conversion rate showed small difference with increasing the mixing ratio of waste oil sludge in BOF, BOF with the mixing ratio of waste oil sludge of 40% was effective for combustion. With decreasing the air/fuel ratio and the mixing ratio of waste oil sludge in BOF, activation energy and frequency factor were increased. The optimal air/fuel ratio for the combustion of BOF was 1.5.

국내 가전제품 시장은 매우 크게 형성되어 있고, 소비자의 문화수준 향상 및 신제품 교체주기의 단축에 따라 제품성능의 향상 또한 급격히 발전하고 있는 추세이며, 이러한 동향에 따라 폐 가전제품의 발생량 또한 증가하고 있다. 발생된 폐 가전제품은 생산자의 효율적인 회수사업을 통하여 권역별 리사이클링센터로 반입되어 품목별로 친환경적인 공정을 통하여 적정하게 재활용 되고 있다. 그러나 주로 냉장고의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 경우, 과거부터 다양한 재활용 기술개발에 주력하고 있으나, 환경성, 경제성, 지속성 등을 이유로 상용화 되지 못하고 있으며, 현재에는 거의 모든 재활용센터에서 위탁 소각되고 있는 실정이다. 냉장고에서 사용되는 폴리우레탄 폼은 경질 폴리우레탄 폼으로, 양문형 냉장고 기준으로 1대당 약 11~15%를 포함하고 있어 그 발생량이 매우 많은 것으로 조사되었다. 이에 따라 본 연구소에서는 폐 우레탄의 열에너지 회수를 위하여 폐 우레탄의 연료화를 위한 성형설비를 개발 중에 있으며, 성형실험 시 생산된 생산연료에 대하여 법적기준에 따른 분석 및 평가를 실시한 결과, 생산된 고형연료는 법적기준에 만족하는 것으로 분석되었다. 또한, 현재 최적 생산조건 도출 및 상용화를 위한 생산성 확보에 주력하고 있다. 한편, 본 연구에서는 폐 우레탄 고형연료의 환경성 분석 및 수요처확보를 위하여 lab. scale의 연소반응기를 이용하여 연소특성 분석을 실시하였다. 연소실험은 1,000℃에서 공기비 1.5, 1.8 조건에서 실시하였고, 수요처의 고형연료 투입 특성을 고려하여 우레탄 고형연료 100%, 우레탄고형연료 30% : 일반 SRF 70%, 우레탄고형연료 50% : 일반 SRF 50% 비율로 혼합하여 세가지 투입조건을 설정하여 실시하였다. 시료의 투입은 5g/min으로 진행하였으며, 연소 시 발생하는 가스 중 O2, CO2, CO 등 일부 발생가스는 실시간 분석장치를 이용하여 측정하였고, HCN, NH3 등의 일부 발생가스는 대기오염공정시험방법에 의거하여 흡수액을 이용하여 측정을 실시하였다.

본 연구에서는 음식물 폐기물을 이용한 반탄화물의 고형연료로서 에너지 잠재성 평가를 위하여 반탄화시 특성 및 탄화물의 연소 특성에 관한 결과를 고찰하였으며, 이를 위하여 온도(150~600℃) 조건에서 에너지 수율 및 발열량, 회분 및 가연분, 발생가스 측정을 통한 분석을 하였고, TGA (Thermaogravimetric Analyzer)를 이용하여 음식물 폐기물의 반탄화 반응에 따른 활성화 에너지 변화를 속도론적 해석을 통해 고찰하였다. 또한 탄화물로부터 펠릿을 성형 제조한 후 고형연료화 시설에서 생산된 고형연료(SRF)와 등온, 승온 연소하여 발생되는 가스의 성분을 비교 분석 하였다. 본 연구로부터 반탄화 온도의 증가함에 따라 발열량과 회분함량은 증가 하였으며, 가연분 및 에너지 수율은 감소하였다. 또한 연소 배가스 중 CO2, CO, HCl의 경우 고형연료(SRF) 보다 낮게 발생함을 확인할 수 있었다.

연소특성을 살펴보기 위하여, 1kg용량의 회분식 스토카 소각로를 제작하였으며, 소각로내의 온도분포와 화격자의 온도변화를 관찰하기 위하여 로 하부로부터 높이 180 mm와 450 mm지점에 K-type의 열전대를 장착하였고, 공기공급을 위해 로의 좌･우측 및 하부에 총 64개의 공기 nozzle을 설치하였으며, 2마력 용량의 콤퓨레샤(compressor) 2대를 이용해 로 내로 공기를 공급하였다. 연소 배가스 분석을 위하여 연소가스 냉각기와 시료 채취용 Champer를 소각로 후단부에 각각 설치하였다. 연소 배가스의 성분분석은 Champer에 연결된 배가스 분석기(GreenLine 9000, Eurotron, Italy)를 이용하여 측정하였다. 소각로의 초기온도는 850℃로 설정하였고, 공기비는 2.5로 설정한 후 연소계산을 이용해 연소에 필요한 공기량을 산출하였다. 또한 로내 시료투입시 외부공기의 유입으로 인한 로내온도 변화를 최대한 방지하기 위해 빠른 시간 내에 시료 50g을 스토커 위에 장착한 후 다시 문을 닫아서 7분간 연소실험을 수행하였다. 연소실험이 진행되는 동안 K-type 열전대를 이용하여 로내 온도와 화격자 상부의 온도를 측정하였으며, 연소로 인해 생성된 가스가 로내에서 충분히 혼합될 수 있도록 산정된 공기량을 기준으로 좌우와 하부에서 각각 30%와 70%의 공기가 유입되게끔 조절하였다. 운전 초기 고형연료의 투입과 함께 외부공기 유입으로 인해 로 내의 온도가 급격히 감소하였으며, 이후 시료가 연소되면서 약 50초가 경과하면 로 내 초기 설정온도보다 높은 화격자 상부의 연소온도가 감지되었다. 또한, 연소실험 중 최대온도가 감지되는 구간에서 배기가스의 산소농도가 최저치로 기록되어 연소가 가장 활발하게 진행되고 있음을 알 수 있었다. 배기가스 중의 최저산소농도는 시료투입 후 약 100초가 경과한 이후에 나타났고, 폐오일슬러지의 혼합비율이 감소할수록 로 내 최저산소농도가 나타나는 시점이 빨라졌다. 이는 폐오일슬러지의 양이 적어질수록 톱밥의 양이 증가하기 때문에 착화가 상대적으로 빨리 이루어지기 때문인 것으로 판단된다. 그리고 오일슬러지 함유량이 감소할수록 CO2 농도도 낮은 것으로 관찰되었는데 이는 폐오일슬러지 감소에 따른 C 함량의 감소에 의한 영향으로 사료된다. CO의 경우 휘발분과 고정탄소의 연소로 인한 2개의 peak가 나타나지 않았는데, 이는 폐오일슬러지의 높은 휘발분 함량으로 인해 1차 peak만 나타난 것으로 보인다. 그리고 고형연료의 폐오일슬러지 함유량이 증가하여도 CO 농도는 큰 변화를 보이지 않았다. 이것은 고형연료 내 C의 연소와 함께 발생되는 배기가스 중 CO의 재연소가 충분히 이루어지는 것으로 사료된다. NOx의 경우 고형연료의 폐오일슬러지 함유량에 상관없이 고형연료의 연소와 함께 발생하였다.

현대 사회의 대량 소비문화와 신제품 출시의 기간의 간격 폭이 작아지면서 폐 가전제품의 발생이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 현재 우리나라에서 발생하는 폐 냉장고에서는 1대당 약 10%의 폐 우레탄이 포함되어 있고, 2007년부터 최근까지 제도권 내에서의 폐 냉장고 수거현황을 조사한 결과 증가 추세인 것으로 나타났으며, 이에 따라 폐 우레탄의 발생률 또한 지속적으로 증가하고 있는 것으로 추정된다. 냉장고에서 발생하는 우레탄은 타 생활폐기물보다 비교적 발열량이 높고, 염소, 황 등의 유해물질 함유량이 적어 연료로써의 가치가 높은 것으로 알려져 있다. 또한, 현재 우레탄의 재활용 가능 기술로는 재생폴리올 생산, 층간 흡음재 적용 기술 등이 있으나 완전한 상용화 기술은 개발되지 않은 실정이며, 자체 선행연구로기술성, 연속성, 경제성, 사업성, 환경성 등의 지표기준을 설정하여 전문가 설문조사를 실시한 결과 고형연료화 기술이 가장 타당한 것으로 분석되었다. 고형연료 제조기술은 국내외에서 매우 활성화 되어 사용되는 기술이나, 국내에서는 우레탄은 그 자체가 부피가 매우 크고 밀도가 낮기 때문에 고형연료화 되어 RPF(Refuse Plastic Fuel)로써 사용된 사례는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폴리우레탄의 적정 연소 조건을 확인하고, 이 때 발생되는 배가스를 분석하여 고형연료로의 사용가능성에 대하여 평가하였다.

하･폐수 슬러지는 퇴비화, 소각, 해양투기, 매립, 건조 에너지화 등 다양한 방법을 통해 처리하였으나,해양배출 금지, 환경 문제 등으로 인해 처리상 어려움이 있다. 하･폐수 슬러지는 건조화 방식을 통해 고형연료로 변환이 가능하며, 이는 신재생에너지로 활용하여 열적 변환을 통해 에너지를 생산과 동시에 효율적으로 처리할 수 있다. 건조된 하･폐수 슬러지는 저위발열량 12-15 MJ/kg, 회분함량 20~30% 로써 열적 변환 방식에 따라 전･혼소용 연료로 충분한 활용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 건조/고형 슬러지를 대상으로 열중량분석, 열분해, 연소를 통해 연료 특성에 대해 파악하였다. 건조/고형화 슬러지는 산업폐수를 활용하여 열수 건조 후 성형된 고형 연료로써 수분은 5.73%로 나타났다. 회분의 함량은 36.27%, 가연분 함량(휘발분+고정탄소)는 58.0%, 저위발열량 14.28 MJ/kg 이다. 열중량분석은 약 10 mg의 미량의 샘플을 사용하여, 질소분위기에서 800℃까지 5-50℃/min으로 승온율에 따른 무게감소량 등 연료 특성에 대해 분석하였다. 전반적으로 약 100℃ 내외에서 수분이 증발되며, 250-520℃에서 열분해가 진행되는 것을 확인할 수 있었고, 승온율이 증가할수록 열분해 시 온도에 따른 무게감소량이 점점 감소하였다. 슬러지의 저속 열분해는 직경 100 mm, 높이 300 mm의 고정층 반응기를 통해 550℃까지 50℃/min 으로 승온하여 열분해 후 생성된 촤,타르와 합성가스의 양과 조성을 분석하였다. 열분해를 통해 생성된 Tar는 원소 조성을 파악하여 Tar내의 다양한 조성을 측정하였다. 생성된 가스는 연소실험과 동일한 방법을 통해 가스조성, 발열량 등을 파악하였다. 이를 통해 가스화, 연소 모델 개발에 활동 가능한 기초자료를 도출하였다. 건조/고형 슬러지의 연소 특성 실험은 직경 310 mm, 높이 720 mm의 Lab-scale 고정층 반응기를 사용하여 공기유량 100-400 L/min(97-390kg/m2hr)의 범위에 대해 수행해였다. 연소실험의 온도분포는 반응기 내부에서 5 cm 간격으로 설치된 열전대를 통해, 연료 무게 감소량은 로드셀을 통해 무게 감소량을 측정하였다. 이때 생성된 가스는 Online 가스분석기를 통해 CO, CO2, CH4, H2 를 분석하며, Micro-GC를 통해 CxHy 등을 일정 시간마다 분석하였다. 실험결과 해당 유량범위에서 슬러지 연소는 당량비가 1이하인 연료과잉 상태로써 유량이 증가할수록 화염면의 온도가 상승하며, 그 결과로 화염면 하단으로의 열전달이 증가하면서 화염 전파 속도가 증가하였다. 또한 촤의 느린 연소속도로 인해 화염면 상부에 누적되며 화염면이 화격자에 도달한 후 고온의 촤 연소 영역이 형성되었다. 측정된 온도와 가스 조성, 무게 감소 결과는 향후 연소모델 개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있다.

Fossil fuel combustion generates large amount of green house gas and it was considered major emission source causingglobal warming. For reducing green house gas, renewable energy resources have been emerged as an alternative energy.Among those resources, waste has been considered major resource as one of renewable energy, but it has been not utilizedsufficiently. In Korea, there are lots of efforts to utilize sewage sludge as one of renewable energy resources due to wasteto energy project of government. In this paper, sewage sludge was utilized as main fuel in order to recover heat energysource using oxy-fuel combustion in 30KWth circulating fluidized bed (CFB) pilot plant. Firstly, basic characteristics ofsewage sludge were analyzed and fuel feed rate was calculated by stoichiometry oxygen demand. For producing 30kwthermal energy in pilot plant, the feeding rate of sewage sludge was calculated as 13kg/hr. In oxy-fuel combustion, oxygeninjection rate was ranged from 21% to 40%. Fluidized material was more suitably circulated in which the rate of U/Umfwas calculated as 8 at 800oC. Secondly, Temperature and pressure gradients in circulation fluidized bed were comparedin case of oxy and air combustion. Temperature gradients was more uniformly depicted in case of 25% oxygen injectionwhen the value of excess oxygen was injected as 1.37. Combustion efficiency was greatest at the condition of 25% oxygeninjection rate. Also, the flue gas temperature was the highest at the condition of 25% oxygen injection rate. Lastly,combustion efficiency was presented in case of oxy and air combustion. Combustion efficiency was increased to 99.39%in case of 25% oxygen injection rate. In flue-gas composition from oxy-fuel combustion, nitrogen oxide was ranged from47ppm to 73ppm, and sulfur dioxide was ranged from 460ppm to 645ppm.

In this study those currently operating SRF (Solid Refuse Fuel) combustion plant were selected for the investigation. The SRF component analysis, and the reaction time to collect contaminants collected and analyzed. As the result, the average caloric value of the SRF was about 8,114 kcal/kg and the result of the analysis was satisfied with the Fuel standard. The SRF could be used as an alternative Coal fuel. However CO, NOx and Dust analysis result was exceeded the emission standard. In case of Hydrogen chloride, high concentration of emission from the facilities was observed. Although normal operation was performed, ineffective the operational management causedt, incomplete blockage of drug injection facilities and personnel management system. To prevent such problems, a regular maintenance of facilities is need to be installed. At the moment applied to the monitoring system (TMS) are installed in waste incinerators with the medium to large capacities, However such as a periodically monitoring system is needed to manage a small solid fuel boliers as well.

본 연구는 산림 내 주요 시설물 주변에 자생하는 고추나무, 생강나무, 싸리나무, 산초나무, 옻나무의 잎 5종을 대상으로 관목류의 연소특성을 분석하고자 착화특성과 전파특성을 실험 한 결과, 발화온도의 경우 고추나무 잎(214℃)이 가장 낮아 발화위험성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 착화시간 또한 고추나무 잎이 3초로 가장 빠르게 나타났다. 화염유지시간의 경우 옷나무 잎(286초)이 가장 긴 것으로 나타났다. 또한, 전파특성 실험결과 고추나무 잎이 총열방출량(63.9MJ/m2)과 평균열방출율(34.5KW/m2)이 가장 높은 것으로 측정되었고, 최대열방출량은 산초나무 잎(102.1KW/m2)이 가장 높았다. 또한, 연료별 탄소배출량 분석 결과 평균CO2방출량이 가장 큰 수종은 옻나무 잎(1.15kg/kg)이며, 평균CO2방출량이 가장 큰 수종은 생강나무 잎(0.082kg/kg)으로 나타났다.