It is projected that swine manure solids can be used for heating agricultural facilities. Therefore, this study focused on the possibilities of using swine manure as a solid fuel instead of composting it. Moisture content, ash content, volatile content, calorific value, TGA (thermogravimetric analysis), and elements in the swine manure were determined. After dehydrating the manure completely in a drying oven, its calorific value and ash content were measured. They appeared to be 3,517 kcal/kg and 16.6%, respectively, which satisfies the standard value of livestock solid fuel: heating value of 3,000 kcal/kg or above and ash content of 30% or below. Based on this result, it is concluded that using swine manure solids as a solid fuel is possible. Furthermore, when the chemical elements of C, H, O, N, S, Cl, etc. in the manure were analyzed, there was 33.75 ~ 45.98% of carbon and 31.55 ~ 41.20% of oxygen, which indicates that most of the manure was composed of combustible materials. However, there were cases where the percentage of water content in the manure exceeded 70%, implying that costs for dehydration would become expensive because it needs to be lowered to 20% in order to be used for energy source. Therefore, in order to use the swine manure as an energy source, minimizing the manure’s percentage of water content at the farm without any outside financial input is the biggest task to be solved.

In recent years, waste-to-energy conversion using municipal solid waste (MSW) has been gaining attention in municipalities. Such conversion can reduce the dependency of non-renewable energy such as fossil fuels by generating solid refuse fuel (SRF) and diverting landfilling of the waste, although there is debate over the efficiency and economic aspect of the practice. With a growing interest in the conversion, D city is trying to adopt all possible measures towards achieving a material-cycle society by constructing a waste-to-energy town by 2018. The waste-to-energy town will be comprised of energy recovery facilities such as a mechanical treatment facility for fluff-type SRF with a power generation plant, and anaerobic digestion of food waste for biogas recovery. In this paper, we focus on estimating the energy recovery potentials and greenhouse gas (GHG) reduction of MSW by waste-to-energy conversion under three different scenarios. The data required for this study were obtained from available national statistics and reports, a literature review, and interviews with local authorities and industry experts. The lower heating value was calculated using the modified Dulong equation. Based on the results of this study, the energy recovery potential of MSW was calculated to be approximately 14,201-51,122 TOE/y, 12,426-44,732 TOE/y, and 8,520-30,673 TOE/y for Scenarios 1, 2, and 3, respectively. The reduction of GHG by such conversion was estimated to range from 10,074-36,938 tonCO2eq/y, depending on scenario. This study would help determine the production rate of fluff-type SRF to be converted into a form of energy. In addition, this study would aid waste management decision-makers to clarify the effectiveness of recycling of MSW and their corresponding energy recovery potentials, as well as to understand GHG reduction by the conversion.

The objective of this study was to evaluate the microwave drying characteristics of mixtures of chemical wastewater sludge (70~90%) and anthracite coal (10~30%) with respect to physical and economic factors such as mass, volume reduction, moisture content, drying rate and heating value when the wastes were dried at different weight mixing ratio and for different microwave irradiation time. The drying process were carried out in a microwave oven, the combined drying process with a 2,450 MHz frequency and 1 kW of power. Maximum dry rates per unit area on the microwave drying of mixtures with chemical wastewater sludge and anthracite coal were 35.5 kg H2O/m2·hr for Cs90-Ac10; 40.1 kg H2O/m2·hr for Cs80-Ac20 and 35.0 kg H2O/m2·hr for Cs70-Ac30. The result clearly indicated that moisture can be effectively and inexpensively removed from the wastes through use of the microwave drying process.

3 kg/hr급 소용량 down draft 방식의 고정층 가스화기에서의 산화제 공급방식에 따른 비성형 고형연료(SRF, Solid Refuse Fuel)의 공기가스화 특성을 파악하였다. 공기단독, 공기와 스팀 혼합 및 산소부화 세 조건에서의 산화제 종류에 따른 가스화 특성과 공기를 산화제로 하여 산화제 주입 위치에 따른 가스화 특성을 살펴보았다. 가스화 특성을 살펴보기 위한 지표로 합성가스 조성, 합성가스 발열량, 냉가스효율 및 탄소전환율을 산정하여 사용하였다. 산소부하 가스화의 경우 주입되는 산소량은 동일하고 상대적으로 질소량이 감소하기 때문에 합성가스에 포함된 질소함량의 감소로 합성가스 발열량은 증가하게 된다. 그리고 스팀을 혼합하여 사용할 경우 주입된 스팀과 탄화수소 가스의 수증기 개질반응(CnHm + H2O → H2 + CO)에 의해서 H2와 CO농도가 증가하고 합성가스 발열량도 증가하게 된다. 또한 탄화수소 계열인 타르와 반응함으로써 타르 제거 효과를 가지는 것으로 보고된다. 또한 보조산화제를 적절하게 사용할 경우 합성가스 품질을 유지한 상태에서 로내 타르 제거효과가 있는 것으로 보고된다. 공기가스화와 비교하여 산소부화 조건의 경우 합성가스 발열량은 증가되었지만 냉가스효율 및 탄소전환율은 감소된 결과를 보였다. 보조산화제를 사용한 경우 합성가스 유량과 H2, CH4, CO를 포함하는 가연성가스의 농도가 증가하였고 이로 인해 냉가스효율과 탄소전환율도 증가하는 결과를 보였다.

육식의 소비가 늘어나면서 소·돼지와 같은 가축의 사육두수도 늘어나게 되고, 그에 따라 분뇨 발생량도 날로 늘어나고 있다. 또한, 커피 소모량이 많아짐에 따라 커피찌꺼기(커피박)의 발생량 또한 많아지고 있는 실정이다. 가축분뇨와 커피박을 처리하는 방법은 다양하지만, 비용과 적용성에서 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 가축분뇨 중에서도 발생량이 가장 많은 우분과 커피박을 혼합, 성형, 건조하여 고형연료로써 재자원화의 가능여부를 검토했다. 고형연료로써 사용하기 위해서는 고형연료제품의 품질기준인 크기, 수분, 회분, 염소, 황, 저위발열량, 중금속 함량을 만족해야 한다. 우분 자체의 발열량은 고형연료제품의 품질기준보다 낮게 나왔기에 커피박을 이용함으로써 부족한 열량을 보완할 수 있을 것으로 판단되었다. 또 열량이 높은 커피박은 성형에 어려움이 있었으나, 우분의 첨가로 일정 모양으로 성형할 수 있었다. 수거한 커피박의 수분은 58%, 가연분은 41%, 회분은 1% 내외의 함량을 보였으며, 우분의 수분은 78%, 가연분은 16%, 회분은 6% 내외의 함량을 보였다. 이런 우분과 커피박의 혼합비를 9:1, 7:3, 5:5, 3:7, 1:9로 설정하여, 후속 실험을 수행하였다. 이렇게 우분을 연료로 재활용함으로써 비닐하우스 농사 등 농업에 필요한 열을 농가에서 나오는 열원으로 조달할 수 있으며, 환경적으로도 장점이 클 것으로 판단된다.

국내 고형연료제품 제조시설은 대부분 비닐, 플라스틱 등이 주 성분인 사업장폐기물을 대상으로 운영되어왔지만, 최근 생활폐기물을 대상으로 고형연료제품을 생산하는 시설이 증가하고 있다. 생활폐기물은 사업장폐기물에 비해 물리적 조성이 불균일하고 계절별, 지역별 특성에 따라 그 성상이 다양하게 나타나기 때문에 다양한 전처리 단위공정을 통해 불연물을 최소화하고 양질의 연료를 생산하기 위한 노력을 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 설치된 다양한 단위공정 중 파봉설비(1차 파쇄), 파쇄설비(2차 파쇄), 자력선별장치, 풍력선별장치에 대해 폐기물의 투입부하, 컨베이어 이송에 의한 투입속도 및 두께, 풍량 등의 변수가 단위공정에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하고 이를 최적화하기 위한 방안을 제안하였다. 파봉설비의 경우 그 목적이 다양한 크기의 봉투체로 반입되는 폐기물의 파봉에 있는데 투입 시 폐기물의 부하량이 너무 적을 경우 단위투입량 당 파봉되지 않은 폐기물의 비율이 증가하는 것으로 확인되었으며, 입자의 크기를 작고 균일하게 하기 위한 2차 파쇄설비도 파봉설비와 마찬가지로 부하가 낮을 경우 설치목적에 부합하는 결과를 달성하기가 어려운 것으로 확인되었다. 자력선별장치는 철류 불연물을 분리하기 위한 목적으로 설치한 것인데 폐기물 이송 컨베이어의 속도가 느리고 폐기물의 두께(투입량)가 얇게 투입될수록 선별효율이 높아지는 것으로 나타났다. 풍력선별장치는 비중이 큰 폐기물을 선별하기 위한 공정인데, 일반적으로 비중이 크다는 것은 함수율이 높거나 불연물일 가능성이 높기 때문이며 결국 불연물을 분리하여 가연물의 비율을 높이면서 가연물을 최대한 회수하기 위한 목적으로 설치된 것이다. 풍력선별장치는 풍량과 폐기물 두께(투입량)에 따른 특성을 파악하기 위한 실험을 진행하였고, 풍량이 크고 투입폐기물의 두께가 얇게 투입될 수 있도록 운전하는 것이 가연물의 비율을 최대한 높일 수 있는 방법인 것으로 확인되었다. 하지만, 이러한 결과들은 해당 지역의 폐기물특성(비중, 함수율, 분리배출정도 등)에 따라 차이가 있을 수 있기 때문에 사전에 폐기물의 특성을 충분히 파악한 후에 적용해야 할 것이다.

Recently, it is a critical issue for Korea that Metropolitan Landfill site life extension was in crisis contrast for localresidents and local governments. In Europe and Japan, the generation of waste and landfills were suppressed and theyintroduced the MBT facility in order to increase the recycling and energy recovery. In this study, the process of domesticMBT facilities were evaluated by the physical and chemical composition, calorific value and biomass content, the aerobicbiodegradation of biodegradable waste by comparing and analyzing each step through the evaluation. Both organic residuesand inorganic residues carbon content discharged from the MBT analysis, moisture content, calorific value of residues didnot meet solid refuse fuels quality standards. While the biomass content and aerobic biodegradation higher than standardbiodegradable waste landfill in Europe. Biodegradable organic residue selected from domestic solid fuel manufacturingfacility is expected to be able to manage through the biomass content and biological stability analysis. Based on the resultsof future research it is needed to review the criteria and additional landfill energy recovery by incineration residues.

Mechanical Biological Treatment (MBT), widely spread in Europe, is a process combined with mechanical separation and biological treatment. This is an alternative technology that can accomplish WtE (Waste-to-Energy) and landfill diversion. Bio-drying, aimed to produce high quality SRF, focused on removing moisture of waste through generated heat when biodegradable organic material is partially degraded by micro-organism. However, most of SRF production facilities in Korea consist of mechanical treatment. In those, 40% of input waste have been generated as residue disposed of in landfill. As a result of physico-chemical characteristic analysis of residue from target facilities, composition of food wastes, papers and plastics ranged 6.7 ~ 18.3%, 9.1 ~ 17.3%, and 5.8 ~ 12.2%, respectively. The moisture content of residue was about 43%, and low heating value was analyzed a range of 1,300 up to 1,900 kcal/kg. Results showed that combustible material having potential to produce SRF is discarded and the amount of biodegradable material such as food waste is still large. Therefore, we assumed it may cause pollution in terms of landfill gas emission and high concentrated leachate generation. In this study, recent trends of Bio-drying is discussed as the alternative technology to solve problems at SRF production facilities in South Korea.

최근 선진국을 중심으로 자원고갈 및 기후변화에 대응하기 위하여 신재생에너지의 개발 및 생산에 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히 폐자원으로 에너지를 확보하기 위한 정책을 적극적으로 추진하고 있다. 국내에서도 폐자원의 자원순환형사회 구축을 위해 폐자원의 에너지화를 위한 폐기물 연료화 시설(MBT, Mechanical Biological Treatment)을 설치하여 고형연료 즉, SRF(Solid Refuse Fuels)를 생산하기 위한 시설의 도입을 적극추진하고 있다. 유럽에서는 1990년부터 최근까지 300여개소의 MBT 시설이 설치 운영 중에 있으며, 초기에는 폐기물의 매립량 최소화 또는 매립지의 환경부하를 절감하기 위한 방법에서, 최근에는 SRF 생산 또는 에너지 회수가 주목적이 되고 있다. 국내에도 2015년 현재 수도권매립지 등 약 20여개의 생활폐기물 연료화 시설이 가동 및 계획 중에 있으나, 생물학적 처리공정(BT, Biological Treatment)이 결여된 MT(Mechanical Treatment) 위주의 공정으로 인해 고형연료로 회수할 수 있 수 있는 가연성물질의 상당부분이 잔재물로 배출되어 매립 또는 소각처리 되고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 운영되고 있는 생활폐기물 연료화 시설을 대상으로하여 고형연료로 회수되지 못하고 배출되는 잔재물에 대한 공업분석, 원소분석, 발열량 등의 특성을 분석하여, 향후 이를 고형연료로 회수하는 공정을 개발하기 위한 자료로 활용하고자 한다.

Hydrothermal Carbonization(이하 HTC), 열수탄화공정은 가수분해(加水分解)를 통해 유기성 폐자원을 에너지화 하는 기술로 함수율에 관계없이 다양한 재료에 적용할 수 있으며, 고위발열량 6,000kcal/kg 이상의 고효율의 고형연료를 생산할 수 있는 기술이다. 이에 본 연구에서는 0.1ton bench scale HTC 반응기를 이용하여 1) S매립지에 반입되는 건설폐목재를 활용하여 고열량 고형연료를 생산하고, 고형연료의 특성을 분석하였으며, 2) 고함수 유기성폐기물인 감귤박을 이용한 고형연료 생산 및 그 특성 분석을 수행하였다. 본 연구는 0.1ton 규모의 열수탄화(HTC) 회분식반응기를 이용하였다. 저함수율의 폐목재는 매립지로 반입되는 건설폐목재를 1 cm 미만으로 파쇄하여 사용하였다. 0.1ton 반응기에 목재 10kg, 용매(물) 50kg을 투입한 후폐쇄조건 상에서 가열을 진행하였다. HTC공정은 반응온도 260℃, 반응시간 1시간으로 운전되었다. 고함수 유기성폐기물인 감귤박은 제주도개발공사 감귤가공공장으로부터 제공 받아 고형연료 제조에 활용하였다. 감귤박의 경우, 분쇄나 별도의 용매(물) 투입 등의 전처리 없이 감귤박 원료만을 60kg 투입하여, 240℃, 반응시간 1시간으로 운전하였다. 실험결과, 건설페목재의 경우 원재료의 발열량은 고위발열량으로 약 4,340kcal/kg이었으나 열수탄화 후 약 6,920kcal/kg으로 증가하였다. 고함수 원료인 감귤박의 경우 고위발열량 약 4,360kcal/kg에서 열수탄화 후 고위발열량 약 6,690kcal/kg으로 증가하였다. 고정탄소율 역시 건설폐목재 고형연료와 감귤박 고형연료에서 각각 40.5%, 32.3%로 고열량 양질의 고형연료로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

국내외적으로 음성서비스, 인터넷 통신망 등의 통신시장이 대규모로 성장함에 따라 동 통신케이블은 수요가 급증하였다. 최근 유선통신 수요의 감소와 광케이블로의 시장 전환이 잇따르면서 동 통신케이블의 생산량은 줄고 있으나 국내기준으로 연간 25,000톤 이상의 생산량이 유지되고 있다. 동 통신케이블은 dry 케이블과 젤리충진케이블로 구분할 수 있으며, 젤리충진케이블이 약 65%의 점유율을 나타내어 dry 케이블보다 많이 이용된다. 광통신 사업의 발달과 노후 케이블의 교체로 인한 폐젤리충진케이블의 발생량은 연간 6,500톤 이상이며, 폐젤리충진케이블은 기름성분이 5%를 초과하는 지정폐기물이지만 관리 부실로 인하여 일반폐기물로 둔갑하거나 불법 수출되어 폐기되고 있는 실정이다. 젤리충진케이블은 설치작업 중 훼손 및 이물질 유입을 방지하기 위하여 외피 내측을 알루미늄박막으로 감싸고 있고 알루미늄박막 내부의 구리 세선 사이에 젤리형 물질을 충진한 형태를 의미한다. 폐젤리충진케이블은 고순도 구리가 다량 포함되어 있어 재활용의 필요성이 부각되고 있으며, Polyethylene (PE)을 주성분으로 하는 피복도 고형연료로써의 재활용이 가능하다. 본 연구에서는 젤리충진케이블에서 구리를 회수한 이후에 구리를 감싸고 있는 피복으로 고형연료를 제조하여 그 활용방안에 대하여 검토하였다. 젤리충진케이블은 고형연료로 재활용하기 위하여 원료에 대한 기본특성과 열적특성을 조사하였으며, 기본특성은 삼성분, 발열량을 측정하였고 열적특성은 TGA/ DTA 분석으로 검토하였다. 젤리충진케이블의 피복을 이용한 고형연료는 제조방안을 검토하여 평가하였으며, 제조한 고형연료는 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 시행규칙 [별표7] 고형연료제품의 품질기준에 비교하여 에너지원으로써의 가능성을 평가하였다.

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.

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 heavy oil sludge is considered oil waste that can be utilized as a renewable energy source. In this study, an attempt has been made to convert the mixtures of waste heavy oil sludge and sawdust into solid biomass fuels. The solid fuel pellets from waste heavy oil sludge and sawdust could be manufactured only with a press type pelletizer. The mixing ratios of waste heavy oil sludge and sawdust capable of manufacturing a solid fuel pellet were 30 : 70, 40 : 60 and 50 : 50. Ultimate analysis result revealed that these mixtures 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%. With increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge, the carbon and hydrogen content in solid fuel pellets were increased, while the oxygen content was decreased. But the nitrogen and sulfur content in solid fuel pellets did not show much difference. 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 and the collapse of the solid fuel pellets occurred at a moisture content of 21%. As the mixing ratio of waste heavy oil sludge in the solid fuel pellets was increased, the reaction of thermal cracking became faster. It was also observed that the solid fuel pellets were thermally decomposed in two steps and their DTG curves were simpler with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge. The activation energy and the pre-exponential factor of the solid fuel pellets ranged from 18.90 kcal/mol to 21.36 kcal/mol and from 201 l/sec to 8,793 l/sec, respectively. They were increased with increasing the mixing ratio of waste heavy oil sludge.

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.

The large amount of 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 renewable energy source was estimated. For manufacturing a BOF, a press type pelletizing was better than an extruder type and also 40 ~ 60% of mixing ratio in waste oil sludge was appropriate to produce a pellet. The pellet was 13 mm in diameter and 20 mm in length. There was no fixed carbon in waste oil sludge, and its carbon content and higher heating value were 63.90% and 9,110 kcal/kg, respectively. With an increse of mixing ratio of sawdust, the carbon content and heating value of the BOF were dropped, but fixed carbon content was increased. The heating value of BOF was in the range of 6,400 ~ 7,970 kcal/kg at the mixing ratio of 40 ~ 60% in waste oil sludge. It means that the BOF can be classified as the 1stgrade solid fuel. In TGA experiment carried out at heating rate of 10oC/min and under nitrogen atmosphere, thermal decomposition of sawdust was occurred in two steps, but waste oil sludge was destructed in one step. The initiated cracking temperature of sawdust and waste oil sludge was 300 and 280oC in respective and after 450oC the thermal decomposition process of sawdust was slowly progressed by 800oC in contrast to waste oil sludge. Thermal decomposition of waste oil sludge was finished around 600oC. It can be considered that this difference is due to the fixed carbon content. Thermal decomposition pattern for the pellet of mixing ratio over 50% in waste oil sludge was similar to that for waste oil sludge and thermal cracking was occurred between 300 and 350oC. As the mixing ratio of waste oil sludge in the pellet increased, the reaction of thermal cracking became fast.

최근 고유가 시대를 맞아 신재생 에너지확보가 필요한 시점에 가연성 폐기물로부터 고형연료제품을 생산하여 대체연료로 활용하는 방안이 부상되고 있다. 폐기물을 에너지화하여 온실가스의 배출을 감소시키고, 온실가스 배출 감축량(CERs) 확보를 통한 국가 경쟁력을 높일 수 있다. 현 시점을 토대로 본 연구의 목적은 D군에서 발생되는 사업장 생활계폐기물의 질적 특성, 배출량 및 처리방법 등을 파악함으로써, 합리적인 폐기물 처리시설을 계획하기 위한 기초자료를 확보하는데 목적이 있다. 본 조사의 대상지역은 주거형태, 생활수준 그리고 당진군 사업장 생활폐기물 발생특성을 고려하여 도심 주거지역(공동주택1,2, 단독주택), 상업지역, 업무지역 등 대표성을 띠는 총 5개의 지역으로 나누었다. 본 조사에서 삼성분 분석결과, 함수율의 경우 공동주택지역 20.78%, 단독주택 19.58%, 상가지역 21.57%, 업무지역 12.66%으로 조사되었으며, 상가지역이 조금 높게, 업무지역에서 낮게 나타났다. 가연분 결과는 공동주택 53.58%, 단독주택 53.22%, 상가지역 50.55%, 업무지역 58.32%로 조사되었다. 회분조사 결과에는 공동주택 25.64%, 단독주택 27.20%, 상가지역 27.88%, 업무지역 29.02%로 나타났다. 4개 조사지점 평균 삼성분 함량은 함수율 18.65%, 가연분 53.92%, 회분 27.43%로 조사되었다. 발열량 분석결과, 고위발열량의 경우 공동주택 폐기물에서 4312.66kcal/kg, 단독주택 폐기물에서 2907.37 kcal/kg, 상가지역 폐기물에서 3554.10kcal/kg, 업무지역 폐기물에서 4477.81kcal/kg로 조사되었다. 저위발열량의 경우 공동주택폐기물에서 3675.31kcal/kg, 단독주택 폐기물에서 2643.32kcal/kg, 상가지역 폐기물에서 3554.10kcal/kg, 업무지역 폐기물에서 4108.32kcal/kg로 조사되었다. 4개 조사지점에서의 평균 고위발열량은 4015.27kcal/kg, 저위발열량은 4108.32kcal/kg으로 조사되었다. 입도분석 결과, 30mm이하인 폐기물은 전체의 평균 7.18%, 30~50mm은 16.06%, 50~80mm은 37.62%, 80~100mm은 16.92%, 100~200mm은 20.86%, 200mm 이상은 1.36%로 조사되었다. 5지역 모두 가장 많은 입도분포를 나타내는 부분은 50~80mm이고, 가장 적은 분포는 200mm이상에서 조사되었다. 평균 발열량은 환경부에서 지정한 고형연료제품의 등급기준 3,500~4,500kcal/kg인 4등급에 포함이 될 수 있는 수치를 보였다. 연료로의 기준치(6,000kcal/kg)의 및 석탄과 유사한 발열량을 보이기에는 부족한 점이 있어 발열량을 높일 수 있는 부분은 혼재하여 사용해야 할 것으로 사료되며, 입도분석의 결과 개괄적인 특성을 토대로 고형연료로서의 기준에 맞게 파쇄하여 성형을 해야 할 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 폐기물 고형연료(RDF)의 제작에 있어 기초자료로 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

국내 폐자원 에너지분야에서 큰 비중을 차지하는 가연성 폐기물 에너지화는 주로 소각 여열회수와 고형연료생산을 통해서 이루어지고 있다. 고형연료화시설은 가연성 폐기물을 적정 가공하여 장기간에 걸쳐 보관이 쉽고, 운송이 용이, 매립량을 줄이는 점 등에서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 고형연료화시설에서 최종 공정을 거친 잔재물이 발생, 매립되고 있어 이를 개선하기 위한 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 고형연료화시설의 설계, 운영시 효율적인 바이오매스 관리를 위하여 국내 고형연료화시설 2곳을 선정, 각 공정에서 처리되는 가연물과 유기물 그리고 잔재물을 대상으로 물리･화학적 성상분석을 통하여 가연물 및 유기물의 흐름을 파악하였다. 또한, 발열량과 유럽표준시험방법인 SDM의 상관관계를 비교･분석함으로써 각 공정별 시료의 바이오매스 특성을 분석하였다. 연구 결과 육안 선별과 SDM의 상관관계는 높은 것으로 나타났으나 발열량과 SDM을 비교하였을 때에는 상관관계의 경향이 일정하지 않았다. 이는 각 공정별로 처리되어 혼합되는 가연물 및 유기물이 바이오매스 조건에 충족될지라도 성상이 상이함에 따라 차이가 나타나는 것으로 사료된다. 향후 국내와 해외 고형연료화시설간의 프로세스를 분석한 고찰을 통하여 공정에 따른 바이오매스 관리 기준을 모색할 필요성이 있다. 본 연구 자료는 바이오매스 특성을 고려한 고형연료화 시설의 설계, 운영에 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

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.

고형연료의 제조 가능성을 살펴보기 위해 사용된 폐오일슬러지는 총 3종류이다. 3종류의 발생원 중 첫 번째 발생원이 주유소, 버스나 지하철차량 정비공장, 철공소, 기계공장, 제강압연공장 그리고 산업기계공장 등에서 발생하는 윤활유계통이다. 두 번째 발생원이 자동차정비공장, 기계공장, 제강･압연공장, 버스나 지하철차량 정비공장, 출판인쇄 그리고 고무제품 공장 등에서 발생하는 세정유 계통이다. 마지막으로 오일저장탱크에서 발생되는 중유계통이며, 앞서 언급한 3종류의 폐오일슬러지와 톱밥의 혼합비율별로 고형연료를 제조하였다. 압출식 제조 장치에서는 폐오일슬러지와 톱밥의 혼합은 충분히 이루어졌지만, 고형연료의 형태유지는 이루어지지 않았다. 압밀식 제조 장치에서는 고형연료 내 폐오일슬러지 함유량이 20~60%일 때 폐오일슬러지 함수량 5, 12, 18%에서 제조가 가능한 것으로 조사되었다. 또한 폐오일슬러지 내 수분함량으로 인해 고형연료의 형태유지 범위가 증가하는 것을 알 수 있었다. 고형연료 제조 시 폐오일슬러지의 함유량이 60% 이상이 될 때 폐오일슬러지가 톱밥에 잘 스며들지 않아 고형연료 제조가 어려운 것으로 나타났다. 따라서 본 실험의 분석범위는 폐오일슬러지 함유량이 30%, 40% 그리고 50%로 설정하였다. 중유계통의 폐오일슬러지의 특징으로는 인화점(60-90℃), 수분(0.5-10%), 회분(4-10%)인 것으로 조사되어진바 있다. 폐오일슬러지 내 함수량의 경우 2%미만의 낮은 범위에서는 연소에 문제가 없지만 함수량이 5%이상이 될 경우 연소가 불안정하게 된다. 따라서 본 실험에서는 폐오일슬러지 내 수분을 변수(1.5, 5, 10%)로 하여 본 실험에서는 오일저장탱크에서 발생되는 중유계통의 폐오일슬러지로 제조한 고형연료의 제조 특성을 살펴보았다.