• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.158.1-158.1
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• 2010

국내 최초의 생활폐기물고형연료(RDF) 생산플랜트인 원주시 RDF플랜트의 2009년도 운영실적을 정리하여 폐기물 처리단가를 분석하였으며 에너지 생산 효과도 분석하였다. 실적분석에 사용된 자료는 원주 RDF플랜트 위탁운영업체가 운영비를 청구 및 정산하기 위해서 원주시에 상시 측정 및 보고하는 항목으로서, 내용은 트럭으로 플랜트에 반입되는 폐기물 전체량, RDF생산 전체량, 불순물 매립 전체량, 건조 및 탈취용 연료사용 전체량, 전기사용 전체량 등이다. 2009년도 원주시 RDF플랜트에 반입된 폐기물 량은 총 17,504톤이었고, RDF를 총 7,044톤 생산하였으며, 4,120톤의 불연물을 선별하였다. 1년간 사용한 건조 및 탈취용 연료는 총 596,268 리터였으며 연료인 부생유의 가격은 리터 당 평균 864.6원이었다. 사용한 전기량은 총 2,435,397 kWh였고, 이 중에서 성형공정에 사용된 전기량은 총 사용량의 19%였다. 이상의 기록자료들을 분석해 본 결과, 폐기물 1톤을 처리하는데 전기 비용이 14,334원이었고, 연료비가 29,452원이었다. 여기에 폐기물 1톤당 불연물 매립비 6,573원과 위탁인건비를 합하면 폐기물 1톤당 처리비용은 약 116,573원으로 나타났다. 현재 원주시 RDF는 톤당 25,000원에 판매되고 있으므로 이 비용을 감안하면 폐기물 1톤당 처리비용은 105,298원으로 산출되었다. 현재 알려진 유사 규모의 소각로 운영비가 폐기물 1톤당 136,736원인데, 이것은 RDF기술보다 31,438원/톤-폐기물 정도 처리비용이 비싸다. 따라서 100톤 이하 규모의 폐기물처리시설 설치를 할 경우에는 RDF 시설이 경제적으로 타당함을 나타낸다. 원주시 RDF플랜트의 물질수지를 분석해 본 결과, RDF생산 수율은 40.2%였으며 총 투입된 에너지는 8,0587 Gcal였다. 생산된 에너지 총량은 RDF발열량 4,500 kcal/kg으로 했을 때 31,699 Gcal로 나타났다. 투입대비 생산에너지 비율은 25.4%로 계산되었고, 전기의 발전효율을 40%로 감안했을 경우에는 35.3%로 계산되었다. 성형하는데 사용되는 총 에너지는 전체 투입에너지의 4.9%로 나타났고, 비용으로는 폐기물 1톤당 2,723원 이었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.1030-1033
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• 2009

고형연료(RDF)는 가연성 폐기물을 성형된 형태로 만드는 것으로 화석연료의 대체 에너지로 이용되어질 수 있을 뿐만 아니라 일반 소각설비에 비해 수송성, 저장성이 뛰어나며 발열량이 거의 일정하여 연소 안정성이 우수하고 액체연료나 기체연료의 비해 경제성과 안정성이 높다는 장점이 있다. 하지만 고형연료의 미량 포함되어 있는 중금속 물질에 의해 연소장치의 부식이나 시설 노후 촉진화와 같은 원인을 제공하며, 심각한 환경오염원의 전구물질이 생성될 수 있어 실용화에는 큰 장해 요인이 되고 있다. 따라서 본 연구에는 고형연료의 재료가 되는 폐기물을 분석하여, 중금속성분이 미치는 영향을 조사하고 부존자원의 최적 이용 방안을 도출하며, 이를 바탕으로 부존자원 액상/고상 연료화 기술, 부존자원 복합이용시스템, 폐열활용 시스템과 같은 기술에 적용하여 부존자원 재활용 및 에너지를 최적 활용할 수 있는 D/B 구축을 하는 것이 최종 목표이다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.80-87
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• 2014

전 세계적으로 환경 및 자원 위기로 인해 신재생 에너지원으로 폐기물의 에너지화에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 폐기물 에너지화 기술 중 연소 기술인 동력 보일러 대상으로 연소 안정성과 고효율을 확보할 수 있는 고열분해 방식의 보일러에 대한 기술 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 비성형 플라스틱 폐기물을 연소 시킬 수 있는 고속 열분해 건류 보일러 개발에 앞서 수치해석을 통해 연소성과 환경성을 평가하고 안정적 운전 조건을 도출하여 고속 열분해 보일러의 기술 개발을 위한 설계 및 운전 에 대한 기초 자료를 제공함에 있다. 이를 위해 약 100만개 격자로 구성된 3차원 형상 모델링을 진행하였으며 연료의 상태량 분석을 실시하여 수치해석의 입력 값으로 활용하였다. 또한 상태량을 바탕으로 하여 해석 조건을 수립하였으며, 연료의 발열량과 투입량 변화에 따른 보일러 내 온도 및 연소 및 배출가스 특성을 분석하여 안정적 운전 조건을 제안하였다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.333-338
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• 2012

본 연구에서는 비성형 RDF의 에너지 활용성을 확인하기 위하여 실험실 연소로를 이용한 온도 변화에 의한 연소특성연구를 하였다. 비성형 RDF 연소시 배출가스의 특성과 분진 및 잔류물을 분석하였으며 또한 그 결과를 성형 RDF의 연소실험 결과와 비교분석하였다. 본 연구로부터 비성형 RDF가 성형 RDF에 비교하여 연소속도가 빨라져서 급격히 산소량이 감소되어 불완전연소율이 증가함을 확인하였다. 또한 연소온도가 높아질수록 연소속도가 향상되었으며 산소 소모량이 급격히 증가하였고, 이에 따른 불완전연소율이 증가하여 CO의 농도가 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 비성형 RDF의 완전연소를 위한 운전조건의 설정에 매우 신중을 기해야 할 것으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제26권6호
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• pp.686-691
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• 2015

본 연구에서는 SRF 성상 변화(RDF, RPF)와 성형 조건 형태(pellet, fluff)에 따른 SRF의 활용을 위한 기초연구로서 SRF의 물리화학적 특성, 연소시간에 따른 고형연료제품의 열적 감량 변화 및 발생되는 배출 가스(NOx, CO, HCl 등) 특성 연구를 수행함으로써 에너지원으로서의 활용을 위한 실험을 진행하였다. 실험결과, RPF 시료가 RDF 시료보다 폐기물의 조성이 플라스틱계열 폐기물로 균일한 성상으로 구성하고 있어 성형에 유리하고 발열량이 높으며, 연소성이 우수하여 연소감량효과도 크며 연소시간도 단축할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, fluff 시료가 pellet 시료에 비해 접촉 표면적이 넓어 연소시간도 단축되어 연소효율이 우수하며, 성형에 필요한 자원을 절감할 수 있어 에너지 활용가치가 우수할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제17권3호
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• pp.27-39
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• 2009

본 연구는 가연성폐기물, 음식물폐기물 및 하수슬러지를 혼합하여 연료로 제조하여, 연소장치에서 다양한 연소조건에 따라 배출되는 배연가스를 분석하여 연소특성을 조사하였다. CO가스성분은 연소과정에서 불완전연소 부분을 평가하는 가스성분으로서, 연소장치의 실험조건이 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 낮게 발생하였다. $CO_2$는 시료가 완전 연소되어 최종적으로 발생되는 부산물로서 연소조건이 가장 최적상태인 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때 가장 높은 농도가 발생하였다. $SO_2$ 발생은 시료 중에 황 함유량이 높은 S.1에서 높게 나타났다. NOx는 질소성분이 높은 S.1시료와 온도 $800^{\circ}C$의 조건에서 공기비 m=2의 조건에서 NOx의 발생이 높게 나타났다. HCl가스는 연소과정에서 산소의 촉매 반응을 통해서 분진이나 금속촉매물질과 반응하여 다이옥신류를 발생시키는 전구물질로서 분석결과에서 보면 시료의 Cl함유량이 많은 시료와 동일한 시료에서 온도 $800^{\circ}C$와 공기비 2일 때가 가장 낮은 HCl의 농도가 발생되었다. $NH_3$는 시료의 혼합비율과 온도조건보다는 공기비 2일 때 연소시작 3분 후에 가장 낮게 나타났으며, 연소온도 보다는 공기비가 $NH_3$의 생성에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. $H_2S$ 발생은 시료의 황 함유량이 높은 S.1시료와 하수슬러지나 음식물쓰레기 혼합 비율이 높은 경우 높게 나타났다. 연소실험에서 혼합비율에 따라서 제조된 S.1과 S.2의 시료를 연소한 결과 CxHy농도 무연탄 연소시 발생농도와 비슷하게 나타남으로서, 성형하여 제조된 연료는 보조연료 및 주연료로서 가치가 있는 것으로 평가되었다.