년도

2007

분야

조사연구

연구과제명

회분식 유중건조기술을 이용한 대전광역시 산업단지 슬러지 에너지화 연구

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책임자/기관

엄태인 교수/한밭대

연구기간

07.4~08.2

참여 연구원수

6 명

연구사업비

42,000만원

연구목적

1. 목적
대전광역시 산업단지에서 발생하는 중금속 및 난분해성 물질이 포함된 슬러지를 종말 소각처리하는 폐유를 이용하여 건조하는 유중(油中)건조 기술과 건조슬러지를 이용한 연료 생산 기술 개발(건조 슬러지 함수율 : 10~20 % 정도, 연료 발열량 : 4,500~5,500 kcal/kg)
2. 필요성
(1) 2004년 기준 대전광역시에서 매립 및 소각처리하는 1,696톤의 산업단지 폐수 슬러지와 3,357톤의 소각 폐유를 이용하여 슬러지 및 폐유에 포함된 중금속과 난분해성 물질의 유리화를 통한 무공해화 처리 및 기름성분으로 청정 연료 생산
(2) 대전광역시에서 발생하는 공정슬러지 및 폐수처리 슬러지는 매년 증가하고 있으며, 처리 방법은 발생량의 약 72%를 매립 또는 해양투기를 하고 있으며 약 27%는 재활용 하고 있음
(3) 대전광역시에서 발생하는 폐유 총량은 2004년 기준 8,391톤이며 이 중 약 40%인 3,357톤은 불가피하게 소각처리 되고, 나머지 60%는 재활용되고 있음

주요내용

1. 유중건조기술은 폐유의 높은 비등점을 이용하여 함수율이 높은 80~90% 정도인 산업단지 슬러지를 건조하는 기술로 폐유 온도 170~180℃에서 10~15분 정도 담그기를 통하여 폐유와 슬러지 사이에 전도열전달에 의해 슬러지 내부까지 폐유성분이 침투하여 슬러지 내부의 결합수 및 간극수를 신속히 외부로 배출시키는 기술임. (건조 슬러지 함수율 : 10~20%)

2. 유중건조기술을 완성하기 위하여 회분식 건조장치를 이용하여 ①폐유-슬러지 고효율 열전달 장치 ②진동을 이용한 유해 슬러지 박막 feeding 기술이 필요함.

3. 건조한 슬러지의 발열량은 4,500~5,500kcal/kg으로 양호한 연료로 사용 가능

4. 상기 기술 개발 후 건조한 슬러지를 이용한 고온 열분해 용융기술은 유중건조 기술로 건조된 슬러지는 중금속 함량이 11~940ppm이고 폐유의 기름이 미세기공에 투입되어 기름성분이 증가된 상태이며 이 건조 슬러지를 고온 열분해 용융로에 투입하여 열분해 용융시키면 기름성분이 고온 열분해 되어 발열량이 1,050~1,800 kcal/Nm3인 청정연료(H2, CO)가 발생되며 상부로 배출되고 남은 중금속과 무기물은 하단에서 용융되어 슬래그로 배출되어 고속 회전판에 의해 유리화되어 친환경적이고 안정적인 고부가가치의 재활용 자재를 생산할 수 있는 기술로 발전 가능함.

5. 향후 본 기술이 완성된 후 대전광역시를 비롯하여 전국의 산업폐수 처리장에서 발생 슬러지와 일반 생활폐수 처리장에서 발생하는 슬러지 건조 및 에너지 자원화에도 접목이 가능하도록 기술 개발 예정임

연구결과 활용

중금속 및 난분해성 물질을 함유한 폐유와 슬러지를 친환경적인 건조 및 열분해 용융기술을 적용하여 폐유 가열 장치에서 소비하는 에너지를 충당하고도 약 40% 정도의 청정연료 및 고부가 미세골재 생산이 가능하므로 국내에서만 2007년 기준 900억원 이상의 경제적인 이익과 세계 환경시장에 수출이 가능한 기술임