The correlation among gaseous air pollutants (odorous compounds, greenhouse gases) and meteorological parameters was analyzed in-depth using measurement data at a barn and ambient in a naturally ventilated dairy farm. Both concentration and emission data (loading rate and emission rate), which more accurately express the actual pollutant emissions, were used in the correlation analysis. Gaseous air pollutants (ammonia, hydrogen sulfide, carbon dioxide, nitrous oxide, methane) and meteorological factors (relative humidity, temperature, wind speed, solar strength) were measured for one week in July 2013. The upper and lower outliers of measured data by inducing 1.5 times the interquartile range (IQR) were eliminated. After eliminating the outliers and grouping according to data magnitude, the correlation analysis among gaseous compounds and meteorological factors was conducted using the average values of each group. In the correlation analysis, data for the emission rate (barn) and the loading rate (ambient) showed a better correlation than concentration data. Gaseous air pollutants except for hydrogen sulfide in the barn showed a good correlation. Hydrogen sulfide might not be produced from manure or animal origin. Rather, the compound may be produced by flushing water, which was flushed at periodical times (every six hours). Ammonia emissions increased with increasing temperature, and this increase can be affected from greater exertion of feces by frequent water drinking in a high-temperature condition. In the ambient, the correlation for all gaseous air pollutants was better than that in the barn, because those air pollutants from manure, animals, and flushing water origins were sufficiently mixed in the atmosphere. Wind speed also showed a good correlation with all gaseous air pollutants.

A ventilation system comprising a dielectric barrier discharger and UV‐TiO2 photocatalyst filters was designed and tested for simultaneous removal of gaseous and particulate contaminants in a test chamber. The DBD was used as the 1st stage of ESP for particle charging and gas decomposition. Charged particles were collected in the 2nd stage of ESP by an applied DC electric field. The UV‐TiO2 photocatalyst filters were used for decomposing gaseous species including O3 which was inherently produced by the DBD. Particle removal efficiencies based on mass and number were approximately 83.0% and 88.8%, respectively, after the ventilation system was operating for 5 hours. HCHO removal efficiency was approximately 100% for 1∼5ppm of upstream concentration condition. TVOC removal efficiency was 99.0% and 99.6% for 1 ppm and 5 ppm of upstream concentration conditions, respectively.

최근 들어 화석연료 고갈 및 환경오염 등 다양한 이유로 인해 신재생 에너지 자원에 대한 관심이 증대되고 있으며 관련 연구의 분야도 다양해지고 있다. 국내 신재생 에너지 시장은 점차 증대될 전망이며, 이러한 신재생 에너지는 바이오매스, 폐기물, 태양광, 수력 등 다양한 에너지 자원을 지칭하며 본 연구에서는 폐기물을 이용하여 신재생 에너지 자원 활용을 하고자 한다. 폐기물은 다양한 기술을 통해 활용이 가능하며 국내 폐기물의 경우 종량제 실시 등 법적 제도 덕분에 타 국가에 비하여 재활용률이 높으며 이러한 특성은 폐기물이 신재생 에너지 자원으로 사용되는데 큰 장점으로 나타난다. 최근 들어 주목받고 있는 기술인 Solid Refuse Fuel (SRF) 기술은 파쇄, 선별, 건조 공정을 거쳐 가연분 함량을 높여 열처리 시설에 연료로 사용할 수 있게끔 하는 기술로 이전에는 성형 SRF가 이송 및 투입의 이점에 의해 주목 받았으나 최근 들어 경제적 측면을 고려하여 비성형 SRF가 각광받고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 비성형 SRF를 시료로 하여 8 ton/day 규모의 pilot급 가스화 시스템에 적용하였으며, 가스화 공정 중 발생하는 다양한 가스상 오염 물질에 대한 배출 특성을 파악하고자 하였다. 이 뿐만 아니라 일반적인 가스화 특성 지표로 알려진 냉가스 효율, 탄소 전환율, 합성가스 조성 파악 등에 대하여 결과 값을 정리하였다. 가스상 오염물질은 질소 화합물(HCN, NH3), 염소 화합물(HCl), 황 화합물(H2S)을 선정하여 분석을 진행하였으며, 습식 정제 시스템인 스크러버 및 습식 전기 집진기를 통과한 후 배출 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다.

In this study, gasification experiments were conducted using high calorific waste by measuring flue gas and gaseous pollutant composition. The feedstock used in this experiment was collected from industrial wastes and had a heating value more than 5,000 kcal/kg as well as low moisture and ash contents. Experiments were conducted at 1,200°C temperature by changing equivalent ratios (ERs) to find out an optimum condition for syngas production. Results showed that at ER 0.3, the highest syngas composition (around 81%) was obtained in flue gas. In this study, gas pollutant was sampled in cold absorbent by following Korean air pollutant standard sampling method. Later, sampled solutions were analyzed by IC (Ion Chromatography) to find out gaseous pollutant concentration. Usually, after gas cleanup system, all of the gaseous pollutants are removed by wet scrubber and catalyst reactor. However, in this study, due to gaseous pollutants removed by wet scrubber, the removal efficiency of gaseous pollutants showed lower performance compared with other catalyst clean up system. Thus, it is advisable to install a cleaning unit to deal with tar and soot.

폐기물을 사용한 가스화 공정에서 발생되는 합성가스는 폐기물의 특성상 분진, 타르 외에도 HCl, HCN, NH3 등 다양한 종류의 가스상 물질을 함유하고 있어 이들 가스상 물질로 인해 생물체에 해를 주거나 환경의 정상적인 기능을 저해하는 대기오염문제를 야기할 수 있다. 따라서 폐기물 기반의 합성가스를 활용하기 위해 이러한 대기오염물질들을 제어할 수 있는 정제 과정이 필요하다. 본 연구에서는 폐기물에서 발생한 합성가스에서 가스상 대기오염물질을 포집하여 각 정제설비 후단에서의 농도를 확인하여 정제설비의 가스상 대기오염물질 제거 효율을 파악하였다. 본 연구에서의 합성가스 정제설비는 급속냉각탑, 벤츄리 스크러버, 중화세정탑, 탈황세정탑, 습식전기집진기를 사용하였으며, 가스상 대기오염물질은 가스화로 후단, 중화세정탑 후단, 습식전기집진기 후단에서 각각 포집하였다. 3종류(HCl, HCN, NH3)의 포집을 위해 HCl은 0.1 N-NaOH, HCN은 0.5 N-NaOH, NH3는 0.5wt%의 H3BO3을 사용하였으며, 분당 2L의 유량으로 20분간 포집하였다. 폐기물 기반 합성가스의 가스상 대기오염물질 정제설비의 총괄 제거 효율은 HCl이 98.58%, HCN은 87.30%, NH3 는 99.68%로 나타났다. 또한, 급속냉각탑, 벤츄리스크러버, 중화세정탑의 가스상 대기오염물질 제거 효율은 HCl 92.13%, HCN 66.02%, NH3 91.40%로 나타났다.

Waste electrical and electronic equipment (WEEE) has been received much attention recently due to rapid changes in materials and shorter replacement of consumer products. Most of WEEEs are collected and recycled at the designated recycling centers in Korea, and final residues after recycling, sorting and shredding them to separate valuable and recyclable parts in series are left as forms of shredded plastic mixtures, which would be a problem to be resolved. By further plastics separation the polyurethane foams are mostly remained and becomes waste to be treated by appropriate methods. Gasification to produce syngas and incineration to recover energy for such polyurethane foam waste could be utilized instead landfill presently treated. In this study the experiment was conducted to evaluate such performance characteristics of thermal processes. Pelletized solid refuse fuel (SRF) was fabricated to feed into the test furnace even though it was light with low density. Thermogravimetric analysis, proximate analysis and higher heating value were made. During gasification and incineration, gas composition with gaseous pollutants were measured. Due to nitrogen content in polyurethane, nitrogen containing gaseous substances such as NH3 and HCN were observed with varying equivalent air ratios (ERs). The assessment of polyurethane waste foam to energy using incineration and gasification was made with finding out the optimal condition of air injection to emit less pollutants in both operations. Produced syngas could be utilized as energy fuels by lowering pollutants emission.

겨울철 중국 북부의 황사가 강릉시로 유입되는 2005년 2월 14~16일까지 에어로졸분석기와 복합공기수신 실험기를 사용하여 매 시각별 가스상 물질(CO, NOx, Ox)의 농도와 입자상 물질의 농도(PM₁₀, PM2.5, PM₁)와의 관계를 조사하였다. PM₁₀, PM2.5와 PM₁의 농도가 증가할 때 CO, NOx, Ox 농도가 증가하였다. 2월 14일 20시에 PM₁₀, PM2.5와 PM₁의 최대농도가 133.24㎍/㎥, 53.49㎍/㎥, 43.48㎍/㎥로 나타났으며, CO, NOx, Ox의 최대농도도 각각 14,000ppb, 122ppb, 64ppb로 나타냈다. 15일 01시에 또 하나의 PM10, PM2.5와 PM1의 최대농도가 86.88㎍/㎥, 45.56㎍/㎥, 36.70㎍/㎥로 나타났을 때, CO, NOx, Ox의 최대농도가 각각 15,000ppb, 119ppb, 52ppb로 나타났다. 따라서 가스상물질인 CO, NOx가 응축과정을 통해 입자상물질로 전환되어 PM의 농도의 증가에 큰 기여를 하였다. 낮에는 중국에서 유입된 황사 및 가스와 지역에서 방출된 대기오염물질이 결합되어 동풍의 해.곡풍에 의해 대관령의 동쪽 사면의 열적내부경계층 내를 통해 대관령 정상으로 이동하므로 PM과 가스농도가 낮았다. 그러나 야간에 수송된 오염물질들이 하강경사풍에 의해 대관령에서 강릉으로 이동하여 지역의 차량, 난방보일러의 배기가스와 도로의 비산먼지와 결합되고, 동풍의 해상풍에 의해 시내의 야간접지역전층 내에 갇히게 되어 PM과 가스농도가 매우 높게 나타났다.