• 대한기계학회논문집B
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• 제23권2호
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• pp.159-165
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• 1999

Experimental studies have been performed to observe the basic phenomena of waste bed combustion in MSW incinerator. A reduced scale apparatus was utilized to simulate the combustion behavior in real plant with 1-dimensional transient behavior at the experimental setup, which uses wet cubic wood with ash content as simulated waste. LHV (lower heating value) of solid fuel, fuel particle size and flow rate of combustion air were taken as important parameters of the bed combustion. For the quantitative analysis, FPR (flame propagation rate), TBT (total burn-out time) and PBT (particle burn-out time) was defined. LHV represent the capability of heat release of the fuel, so that a higher LHV results in faster reaction rate of the fuel bed, which is shown by higher FPR. Fuel particle size is related with surface area per unit mass as well as heat and mass transfer coefficient. As the particle size increases the FPR decreases owing to decreasing specific surface area. Air injection supplies oxygen to the reaction zone. However oversupply of combustion air increases convection cooling of the bed and possibly extinguishes the flame.

• 대한안전경영과학회지
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• 제19권4호
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• pp.149-155
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• 2017

This study is analyzed combustion phenomena based on the environmental energy facility incinerator. It is assumed that combustible components of waste are composed of carbon and hydrogen, and the combustion process of fuel is by setting as multi-component / multistage reaction. As the combustion chamber is burned, the high temperature environment is achieved, also the heat transfer accompanied by the turbulent flow and the generation of NOx, a pollutant, are interpreted to predict the thermal and fluid characteristics and pollution emissions of the grate incinerator. As the result of internal flow analysis, the slow flow around the ash chute and the mixing effect due to the complicated turbulence around the combustion chamber were predicted to show excellent performance. It is shown to the internal average temperature was about $1024^{\circ}C$, around the about $1000^{\circ}C$ homogeneous temperature distribution. Due to the sudden temperature decrease in the boiler, the flue gas temperature at the outlet was estimated to be about $220^{\circ}C$.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.213-220
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• 1993

본 논문에서는 해마다 수 십만 개씩 발생되는 폐타이어의 열적 처리 방법인 건류 소각 처리 방법에서 발생되는 이차 오염 물질을 정량하여 폐타이어의 안전한 최종 처리 방법까지 고찰하였다. 건류-소각처리 방법에서 발생되는 배기 가스에서 이차 독성 오염 물질을 화학 평형 모델을 응용하여 예측하였고 실질적인 잔류 물질인 건류재와 소각재에서 유기성 독성 물질과 중금속을 정량하였다. 건류재에서는 폐타이어의 불완전 연소에 따른 유기성 이차 오염 물질이 다량 포함되어 있는 반면에 소각재에서는 납과 카드뮴과 같은 중금속 화합물의 함량이 높았다. 건류재 및 소각재의 안전한 최종 매립을 위하여는 서로 다른 전처리 방법이 요구된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권3호
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• pp.226-234
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• 2009

The main objective of this study was to evaluate the effects on shape and size, compressive strength, water absorption and heavy metals leaching with various weight mixing ratios in waste ash brick products using waste recycling MSWI(Municipal Solid Waste Incinerator) bottom ash, steel slag and waste building material. The manufacturing processes for the waste ash brick consist of screening, mixing, conveyor transmission, compaction.forming, and curing steps of raw materials. The weight mixing ratios of steel slag around bottom ash were adjusted within the ranges of 10% to 30%. The reported results show that the width and thickness of the manufactured waste ash brick could be satisfied with $90{\pm}2mm\;and\;57{\pm}2mm$, respectively which are K.S. standards of products qualities. And in case of length, only 20-Ba50Ss30, 20-Ba60Wb20 and 20-Ba50Wb30 for the mixing ratios could be satisfied with $190{\pm}2mm$ that is K.S. standards of products quality. The compressive strength and water absorption for 20-Ba50Ss30 and 20-Ba70Wb10 were over $8N/mm^2$ and below 15% respectively that are K.S. standards of manufactured waste ash brick. The results of tests for the heavy metals leaching in the all manufactured waste ash bricks are also passed to the wastes management regulations. The cost analysis of 20-Ba50Ss30 is evaluated. The manufacturing cost is evaluated 34.3 won/brick with 8 hours and 20tons of raw material per day. Incinerators with problems in bottom ash disposal can therefore derive significant benefits from the application of waste ash brick production.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2007

본 연구에서는 수분 함유량이 높은 하수 슬러지 처리를 위한 열 건조기를 포함하는 100kg/hr급 소용량 사이클론 소각시스템의 소각 성능을 평가하였다. 국내에서 발생하는 하수 슬러지의 물성치를 바탕으로 소각시스템을 설계하였다. 슬러지 수분 정도, 슬러지 투입량, 보조연료량 등 동작조건의 변화에 따른 성능실험을 통하여 소각시스템의 특성을 분석하였다. 정상 운전 시 전체시스템의 압력 손실은 700mmAq로 비교적 적게 나타났으며, 소각기 내부의 연소에 의한 온도분포도 $1000^{\circ}C$미만으로 유지되었다. 수분 86.1%의 슬러지 100kg을 소각하는 경우 $4.7{\ell}/hr$ 정도의 보조 연료가 필요하다. 소각기 내부의 온도가 $1000^{\circ}C$ 미만으로 유지되기 때문에 측정된 대부분의 NOx는 연소과정에 발생된 열적인 NOx 보다는 슬러지 중에 포함된 N 성분의 산화에 의하여 발생되는 연료적 NOx인 것으로 예측된다. 배출된 소각재의 성분 분석 결과, 소각재 속에는 유기물이 전혀 검출되지 않았으며, 이로부터 소각기에서 완전 연소가 이루어진 것으로 예상된다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권1호
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• pp.3-11
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• 2008

국내의 생활폐기물의 처리 방법은 매립에서 소각으로 이동해 가고 있으며 이를 통하여 발생되는 소각재의 처리에 대한 비중이 점차적으로 증가하고 있다. 소각재는 90%가 바닥재로 존재하며, 바닥재는 재활용 가능한 성분을 함유하고 있기 때문에 재활용을 위한 활발한 연구가 필요하다. 예를 들어 미국과 유럽 그리고 일본의 경우 여러 분야에서 바닥재의 재활용이 이루어지고 있으며 이에 따른 환경적 경제적 효과를 얻고 있다. 하지만 이와 대조적으로 국내의 경우 소각재 관리 처리 시 대부분 매립에 의해 의존하고 있는 실정이다. 따라서 소각재의 발생특성과 성상을 조사 분석하고, 국내외의 소각재 안정화 및 재활용기술에 대한 기술조사와 평가를 기반으로 한 처리방안에 대한 연구가 절실히 요구된다.

• 유기물자원화
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• 제21권1호
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• pp.69-75
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• 2013

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.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.3-9
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• 2007

생활 폐기물은 대부분 유리류와 자기류뿐만 아니라 많은 양의 iron을 함유하고 있으며 약 $3{\sim}11%$에 달한다. 대부분의 iron은 Ni-Fe와 Ni-Cr-Fe 같은 합금으로 존재하거나, 부식방지와 광택을 위해 Ni와 Cr로 도금된 iron으로 존재하고 있기 때문에 소각로에서 소각될 경우 철 재품 표면에 심하게 파손된 $Fe_3O_4$층과 함께 $NiFe_2O_4$와 FeCr_2O_4$을 형성하게 되어 바닥재에 존재하게 되어 중금속산화물 층을 형성시킬 수 있다. iron은 자력이 매우 강해 자력선별에 의해 쉽게 선별되며 이러한 효과로 인해 중금속 산화물의 선별까지 얻을 수 있다. 또한 바닥재는 다양한 Ni와 Cr 산화물들을 함유하고 있으며, Ni와 Cr은 강자성을 띈 물질이기 때문에 자력선별에 의해 큰 영향을 받을 수 있다. 따라서 자력선별에 따른 Ni와 Cr의 거동에 대해 조사하였으며 그 밖의 다른 중금속(Cu, Pb, Cd, As)들의 거동 또한 확인해 보았다. 그 결과 Ni와 Cr은 약 $45{\sim}50%$의 선별율을 보였으며, Cu와 Pb는 $15{\sim}20%$을 나타냈다. 또한 자력선별 전과 후의 바닥재에 대해 Ni와 Cr의 용출량을 확인해본 결과 자력선별 후 바닥재의 용출량이 더 낮음을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.40-48
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• 2010

생활 폐기물 소각재 슬래그를 출발원료로한 메조포러스 실리카의 합성에 미치는 NaOH 영향에 대해 조사하였다. 기계적 분쇄를 통해 활성화된 소각재 슬래그에 대한 추출 공정은 농도가 다른 NaOH 용액을 이용한 알칼리 처리로 수행하였다. 분쇄시간 그리고 NaOH 용액 농도가 증가 할수록 소각재 슬래그로부터 추출되는 Si 추출량은 증가하였다. 합성된 메조포러스 실리카의 물리적 특성(기공크기, 비표면적 그리고 총 기공부피)은 BET, SEM, TEM 그리고 small-angle XRD 분석을 통하여 평가하였다. 합성된 메조포러스 실리카는 대략 7 nm 기공크기의 hexagonal 구조를 가진 SBA-15로 판명되었다. NaOH 용액 농도가 증가됨에 따라 합성된 메조포러스 실리카는 비표면적 및 기공 부피도 증가하였다. 반면, 거의 동일한 Si 이온 농도로 제조된 메조포러스 실리카의 경우, 3M NaOH로 제조된 샘플에 비해 4M NaOH로 제조된 샘플의 비표면적 및 기공 부피가 감소하였다. 이는 과량의 Na 이온이 mesophase 형성을 방해하여 미반응되어 남아있는 Si 이온이 합성되어진 mesophase의 벽 두께를 증가시키는 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3246-3252
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• 2009

최근 들어 지속적인 폐기물 발생량의 증가와 화석 연료 고갈 문제를 해결하기 위해 폐기물을 이용한 열에너지 회수에 대한 관심이 증가 하고 있다. 에너지 회수를 위한 폐기물 처리공정으로 소각이 가장 많이 이용되고 있으나 소각 시 발생되는 대기오염물질을 처리하기 위한 공정 설계 및 설치비용이 많이 소요된다. 본 연구에서는 화학공정을 모사하는 software인 Aspen plus를 이용하여 실제 산업폐기물 소각로와 배가스처리 공정을 모사해 보았다. 소각공정은 폐기물 연소를 위한 1차 연소와 2차 연소, urea를 이용하여 $NO_x$를 환원시키는 SNCR공정과 연소시 발생하는 에너지 회수를 위한 스팀 생산 공정으로 구성되어 있다. 연소시 발생하는 산성가스(HCl, $SO_2$)를 제거하기 위하여 슬러리 상태의 $Ca(OH)_2$를 주입하였으며 산성가스 중화시 생성되는 부산물과 ash는 bag filter에서 제거하는 것으로 모사 하였다. 모사결과는 실제 산업폐기물 소각로의 배가스 처리 효율과 비교적 잘 일치하였으며 또한 장래 배가스 처리 시스템의 효율을 예측하는데도 이용될 수 있을 것으로 판단된다.