Abstract
To investigate the feasibility of refuse derived fuels (RDFs) combined of sewage sludge and combustible wastes such as substitutive fuels instead of a stone coal, several different RDFs made with different mixtures of sewage sludge and combustible wastes were analyzed by various experiments. The combustion characteristics for the RDFs were investigated by analyzing fuel gases, and heating values were also measured by a bomb calorimeter. The fundamental properties such as moisture contents, ratios of combustible materials, amounts of ashes, heavy metals, ratios of each chemical elements and heating values were analyzed in accordance with mixing ratios of wt(%) for researching the characteristics of the RDFs. $RDF_{k-1}$ was made of mixing materials which were dried sewage sludge, food wastes and combustible wastes. $RDF_{k-2}$ was made of mixing materials which were peat-moss, tar and sewage sludge. Combustion experiments were carried out at the optimal conditions which were m=2 under air-fuel condition and $850^{\circ}C$. The retention times in the combustor were set at 5, 10 and 15minutes. 50 g of RDFs was put in the combustor for each experiments. The ranges for heating values of $RDF_{k-1}$ with different mixing ratios were from 6,900 kcal/kg to 8120 kcal/kg. The ranges for heating values of $RDF_{k-2}$ with different mixing ratios were from 4,014 kcal/kg to 8,050 kcal/kg. As a result of this study, the heating values, moisture contents, components of chemical elements and mixing ratios of the materials in RDFs had big effects on the efficiency of the combustion. In $RDF_{k-1}$, the higher amounts of combustible wastes in the mixtures, the higher heating values, concentrations of $C_xH_y$ and amounts of ashes were produced. In $RDF_{k-2}$, the higher tar amounts in the mixtures caused the higher heating values, amounts of ashes, concentrations of CO gas and CxHy.
본 연구는 유기성폐기물인 음식물폐기물과 하수슬러지를 가연성폐기물을 혼재하여 연료로 사용하기 위해서 제조과정과 연소공정에서 발생되는 특성을 분석하였다. 연료화 재질의 특성은 연도분석기를 이용하여 배연가스 성분을 조사하였고, 발열량은 봄베식 열량계를 이용하여 분석하였다. 연료화 재료의 특성연구를 위하여 기초조사 수분함량(%), 가연성 폐기물 비율, 회분량, 중금속, 각 성분 원소분석, 발열량, 중량 혼재비율에 따라서 분석하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 건조하수슬러지, 음식물폐기물 및 가연성폐기물 혼재비율에 따라 제조하였고, $RDF_{k-2}$는 피트모스, 타르 및 하수슬러지 혼합비율에 의해서 제조하였다. 연소실험은 공기비 2와 연소온도 $850^{\circ}C$의 최적조건 상태에서 실험을 실행하였다. 연소실험장치에서 연소시간 5, 10, 15분의 간격으로 실험하였다. 연소장치로의 주입 연료량은 50g을 주입하여 실행하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 혼재비율에 따라서 발열량 실험결과 6,900에서 8,120 kcal/kg까지 분석되었고, $RDF_{k-2}$는 4,014에서 8,050 kcal/kg까지 나타났다. 연도실험에서 연소의 효율은 RDF의 발열량, 수분, 원소구성성분과 재질의 다양한 혼재비율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 제조된 연료의 $RDF_{k-1}$ 연소실험에서 가연성 성분의 혼재비율이 높은 경우 발열량과 $C_xH_y$ 농도 및 회분량이 증가하였다. $RDF_{k-2}$ 경우는 tar의 혼재비율의 증가함에 따라 발열량은 증가하나 회분량, CO와 $C_xH_y$의 농도발생이 증가하는 것으로 나타났다.