폐기물을 효과적으로 소각 처리하기 위해, 고형화된 입자를 고속으로 연소시키는 소각로의 유동 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 본 연구에서는, 기존 발전소에서 통용되는 선회 유동 유발을 통한 안정적 화염형성 개념과 고에너지 밀도를 갖는 로켓 엔진 연소실의 설계 개념을 복합적으로 적용하였다. 첫단계로, 소각로로 분사되는 연료와 공기의 유동 특성 파악을 위해 1차 연소실에 주 분사기와 보조 분사기를 장착하여 비반응 유동장 수치해석을 수행하였다. 설계 변경 인자로 주 분사기의 편향각, 보조 분사기의 하향각, 두 분사기간 간격을 선정하였다. 이러한 설계 인자의 변경에 따른 선회 유동 형성의 정도를 파악하기 위해 선회수(swirl number)를 평가 인자로 사용하였다. 각각의 설계 인자가 변함에 따라 선회수는 편향각이 증가할수록 선회수가 증가하였으며, 하향각에 따라서는 선회수가 크게 변하지 않았다. 설계 인자에 따라 형성되는 재순환 영역의 크기가 달라지며 이는 선회수의 크기에도 영향을 끼쳤다. 재순환 영역의 크기가 작으면 선회수가 큰 경향성을 보였다. 이러한 수치해석을 통해 활발한 선회 유동을 형성시킬 수 있는 설계 조건을 찾을 수 있었다.
본 연구는 대부분 매립되어지고 있는 생활폐기물자원회수시설(소각장)에서 발생한 소각재 중 바닥재를 용융하여 정석탈인법의 정석재로 사용하기 위한 연구로 용융은 $1,100^{\circ}C$에서 용융한 뒤 0.35mm 이하의 것을 사용하였다. 실험의 결과 인농도 10mg/L 이하의 인공하수의 경우 90%이상의 제거율을 얻을 수 있었으며 인농도를 변화시키면서 실험에 적절한 인농도를 100 mg/L로 결정하였다. 초기 인농도 100 mg/L, 칼슘이온농도 50 mg/L, pH 8의 인공하수에 분말 용융슬래그 1%(W/V) 주입하여 정석탈인반응에서 인제거를 방해하는 것으로 알려진 알카리도의 영향실험을 하였는데, 알카리도가 증가하면서 그 반응속도도 느려지는 것을 확인할 수 있었다. 반응 온도의 영향 또한 동일한 방법으로 실험하였으며 $15{\sim}35^{\circ}C$의 범위에서 반응 속도 상수값을 구한 결과 온도가 증가하면서 반응속도가 증가하는 것을 볼 수 있었다.
The solid waste incineration facilities which cause environmental pollution. And those are some kind of loathing facilities for residents who do not want it. This problem could be solved by location feasibility study. The purpose of location feasibility study was to determine one site out of three candidate sites. This study which was done by the law, environmental and economic factor was considered for optimum site selection. Comparative evaluation among the candidate sites was done by ordinal scale and thus the optimum site was selected.
나노/서브마이크론 크기의 입자는 최근 유해 입자상 물질 제거 및 오염 제어나 물질 제조 등의 분야에서 관심이 높아지고 있다. 보통 환경 입자상 물질로 불리는 0.1~l $\mu\textrm{m}$ 범위의 서브마이크론 입자는 자동차, 공장, 발전소, 소각로 등의 연소 과정에서 발생되어 상당량이 대기로 배출되는데, 인체에 유입되면 호흡기 장애나 암을 유발하는 등의 나쁜 영향을 미친다. 특히, 관성력과 확산력에 의한 영향이 적고 하전 입자의 전기적인 이동도도 낮기 때문에 집진장치나 공기청정장치에서 집진효율이 가장 낮은 크기 범위이다. (중략)
컴퓨터는 그동안 환경에 거의 영향을 미치지 않는 청정분야로 인식되어 왔다. 그러나 오늘날에는 제조단계에서는 물론이요, 수명이 다한 폐PC의 발생량이 빠른 속도로 증가함에 따라 이들을 매립이나 소각하여 처리할 경우에 수계, 토양, 그리고 대기에 미치는 영향이 매우 큰 것으로 알려지고 있다. 이러한 상황에 대처하기 위해서는 폐PC의 발생량을 추산할 필요성이 있으며, 추산된 발생량에 대한 처리방안을 마련하는 것이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 우리 나라의 1999년말까지의 폐PC 발생량을 추산하고, 페PC의 처리방안을 탐색하고자 한다.
교통수단의 발달과 경제활동이 활발해짐에 따라 많은 오염문제가 발생하였는데, 특히 대도시를 중심으로 증가한 차량과 경제활동에 필요한 에너지 소비의 증대로 대기오염의 심각성은 더욱 커지게 되었다. 일반적으로 대기중 부유 분진의 발생원은 토사의 재 비산이나 해염 입자, 화분 등과 같은 자연적인 발생원과 산업시설, 소각시설, 가정난방, 수송수단의 이용 등의 인간활동에 의한 인위적인 배출원으로 대별되는데, 인위적인 배출원의 영향은 자연적 발생원에 비해 그 영향이 보다 폭넓고 중요하게 다루어지고 있다. (중략)
SNCR 기술은 SCR에 비해 탈질 효율은 떨어지지만 촉매없이 고온 배출가스에 NH3 또는 요소수를 직접 분사하여 질소와 물로 환원시키는 방법이므로 초기 투자비 및 운영비가 적어 최근 국내 대다수의 소각장, 산업용 보일러 등에 널리 적용되고 있다. 단, SNCR 기술은 급격한 온도 강하나 접근의 불용이성, 불균일한 혼합, 액적의 증발시간 지연, 불균일한 운전 조건 등의 영향을 크게 받으며, 특히 반응 온도가 가장 중요한 변수로서 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$라는 점에서 이상적인 반응 온도 조건을 찾아서 환원제를 분무하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 열유동 전산해석을 통해 스토커식 소각로의 폐기물 성상별 화염 온도 분포를 예측하고 적정 반응 온도 영역을 확인하여 요소수 주입 고도를 선정, 폐기물 성상별 분무 조건을 확립하고자 수치 해석적 연구를 수행하였다. 폐기물 성상(고질/중질/저질 폐기물)별로 화염 온도를 예측한 결과, 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$, 폐기물 성상의 심한 변화 때문에 소각로의 효율적인 연소 조건 제어에 어려움 등을 고려하여 약 700~$1,000^{\circ}C$ 온도 영역대를 환원제 분무 온도로 선정하였다. 폐기물별로 발열량에 따른 화염 온도가 모두 다르기 때문에 환원제 분무 위치를 3지점으로 선정하여 각 지점별로 분무 운전 조건을 확립하였다.
본 연구는 자체재질로 복합재 적용한 경우를 기존의 금속구조 차체와 25년 운행기간을 기준으로 환경영향을 비교평가하였다. 본 연구는 알루미늄, 스틸, 하이브리드 복합재, 전체 복합재 인 종 4종의 자체를 고려하였다 네가지 차체 시나리오에 대해 원자재 생산, 차체 제작, 25년 사용 단계, 폐기까지의 환경영향에 대해 LCA 기법을 사용하여 평가하였다. 모든 시나리오 경우, 사용단계가 환경영향 카테고리를 좌우했다. 전제 복합재 시나리오가 매립 또는 소각에 대한 가장 낮은 영향을 주었다. 복합재 차체는 금속자제와 비교해 환경영향 측면에서 30$\sim$50 % 개선효과를 보였다.
우리나라는 2019년 221,102 ton/day의 건설폐기물이 발생하였으며, 그 중, 본 연구의 대상인 혼합 건설폐기물 발생량은 24,582 ton/day로 조사되었다. 나머지 건설폐기물은 98.9%의 상당히 높은 수준으로 재활용되고 있다. 폐기물 부문의 온실가스 배출량은 17.1 백만 ton CO2-eq.로 총발생량의 2.3% 정도를 차지한다. 온실가스 배출을 감축하기 위해 환경영향 저감 방법 등에 관한 관심이 점차 증대되고 있으나, 혼합 건설폐기물의 발생량은 현재까지 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 적절한 처리가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 분리·선별이 어려워 매립 및 소각에 의해 처리하는 경우가 대부분이며, 단순처리보다 재활용을 위한 효율적인 방안 마련이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 혼합 건설폐기물의 처리경로별 온실가스 배출량 산출을 통해 환경영향을 검토하였다. 그 결과, 온실가스 발생량이 가장 높은 것은 소각단계로 나타났으며, 최적의 온실가스 저감 방안은 단순 소각처리가 아닌 재활용, 에너지회수를 통한 재활용 처리가 최적의 방안이라고 판단된다. 또한, 에너지화 단계의 온실가스 발생량은 두 번째로 높게 발생하는 것으로 나타났다. 그러나 폐기물을 에너지로 활용하여 화석연료 사용 절감을 통해 온실가스 배출량을 감축시킬 수 있다고 판단된다. 수송단계에서는 최적의 거리 설정과 바이오연료 및 전기자동차 운행 등을 적용하여 온실가스 발생량을 최소화하는 것이 최적의 방안이라고 판단된다.
This research is aimed to find out how the inlet angle of secondary air affects the uniformity of temperature distribution inside a small incinerator. A commercial code, PHOENICS, is used to simulate the thermal-flow field of an incinerator. The computational grid system is constructed by Multi-Block technique provided by PHOENICS. Numerical experiments are done with the five different angles of secondary air inlet. The uniformity of temperature distribution is evaluated by checking the standard deviation of temperature distribution in an incinerator. The computational results show that there is the minimum value of standard deviation at the certain angle of secondary air inlet, which means that there is an optimum angle of secondary air inlet that could improve the uniformity of temperature distribution in an incinerator. The optimum angle of secondary air inlet is between 30 degree and 45 degree in this particular case.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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