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하수슬러지의 고온탈황에 따른 연소재 및 가스화재의 이용

전문가 제언: ○ 우리나라의 하수처리장에서 나오는 슬러지의 양은 하루 10,000톤을 초과하고 있으며, 그 처리과정으로 해양폐기, 매립, 토양개선(비료화), 연소, 가스화 등의 방법이 있다. 해양폐기는 금년 말까지만 허용되며, 매립은 이미 거의 모든 매립지에서 반입을 금지하고 있으며, 토양개선용으로는 중금속, 환경호르몬, 독극물 용출 및 세균 감염의 우려에 따라 크게 제약을 받고 있다. 따라서 세계적으로 연소 또는 가스화 과정을 통하여 에너지를 회수하는 방향으로 나아가고 있다. 하수슬러지는 이미 중요한 신재생에너지원의 하나로 부각되었다.

○ 본 연구는, 하수슬러지를 연소 또는 가스화할 때 얻어지는 부산물인 재는 상당량의 철과 칼슘분을 내포하고 있어, 이 재를 고온가스 중의 황화물(FeS)을 제거하는데 경제적으로 사용할 수 있는지에 대한 실험이었다. 본 실험의 의의는, 기존 탈황공정은, 황 성분을 포함하는 가스를 온도를 낮추어 스크러버 시설이나 활성탄으로 제거하는 방법으로, 에너지의 낭비를 초래하는데 비해, 본 방법은 가격이 매우 저렴한 또는 무상인 하수슬러지 연소 또는 가스화재를 이용하여 고온가스를 그대로 탈황시키는 것이다.

○ 실험 결과는 매우 긍정적이었으며, 열역학적 효율도 양호한 것(65∼70%)으로 판명되었다. 가스온도는 600∼800°C가 적합하였으며, 가스화재의 경우에는 철분 함량이 연소재에 비해 작고 가스화공정에서 주입되는 스팀성분에 의해 탈황반응이 양간 제한되는 것이 판명되었다.

○ 본 연구는 기존 발전소나 석탄을 연료로 하여 발전용 가스를 생산하는 시설에 시사하는 의미가 큰 것으로, 고온 가스에 포함되어 있는 FeS 성분은 파이프, 엔진, 터어빈에 심각한 부식을 야기하기 때문이다. 거의 무상인 하수슬러지를 연소 또는 가스화시 발생되는 재를 사용하여 에너지의 낭비없이 고온가스를 탈황시키는 것이 충분히 가능하다는 본 연구에 이어, 실제 시설에 적용하기 위한 파일럿 규모의 연구가 국내에서 즉각적으로 행하여지기를 기대한다.

저자: N. Gil-Lalaguna, et al.
자료유형: 니즈학술정보