소각로의 종류 및 특성

1. 개요

폐기물처리의 핵심은 자원을 효율적으로 이용함으로써 자원 개발 및 내취남발을 최소화함과 동시에

외부로 버려지는 폐기물을 최소화함으로써 자연환경을 보전하고 사람의 건강을 보존하는 것이다.

 

초기에는 단순히 "쓰레기"를 처리하는 "청소개념(Celaning)"에서 시자하여 점진적으로 "재활용(Recycling)"정책으로

이동하였으며, 최근 이슈는 "폐기물 최소화(Waste Minimization)" 정책이 핵심이다.

• 소각로의 구조는 폐기물 투입구, 화격자, 연소실, 호퍼(Hopper), 열회수장치 등으로 이루어짐.
• 화격자는 폐기물이 놓이는 곳으로 쇠살판이라고도 하는데, 공기와 재가 통과할 수 있도록 구멍이 나 있다.
• 연소실은 노의 종류에 따라 완전연소를 위한 2차 연소실을 갖춘 것도 있다.
• 대형 소각로의 경우 연소실 위쪽 내부에 보일러관이 있어 소각열을 증기터빈으로 전달한다.

 

 

 

2. 소각로의 종류

1) 열조작에 따른 구분

• 소각
• 건류
• 습식 산화
• 용융

2) 소각 대상 폐기물 상태에 따른 구분

(1) 고형(고형 폐기물) 소각로 : 종이, 목재, 플라스틱 등 고체형태의 폐기물 소각

가장 간단한 형태의 소각로

 

(2) 수계(슬러지)소각로 : 음식물 쓰레기, 슬러지 등 수분 함유율이 높은 폐기물 소각

 

가. 회전식 소각로 : 길이가 긴 원통이 횔형으로 설치되어 원통본체가 회전하여 원통내부의 고정 베인에 의해

상부로 부터 투입된 소각물을 하부로 이송하여 하부에서부터 고온의 가스가 상부로 슬러 슬러지와 고온의 향류가

접촉되어 소각한다.

 

가) 장점

• 건조, 소각이 동시에 이뤄진다.
• 설치비용이 저렴하고 취급이 용이하다.
• 유지분을 함유한 슬러지 및 폐기물 등의 소각에 적합하다.
• 장기간 연속운전이 가능하다.
• 고장이 적다.

나) 단점

• 급격한 온도 변화는 장치 내부를 손상시킨다.
• 고무류의 소각은 부적당하다.
• 열효율이 다단측 소각로에 비해 낮다.(약35~40%)
• 타 소각로보다 보조연료가 많이 필요하고, 냄개가 많이 난다.
• 소각물질의 입도가 균일해야한다.

 

 

나. 다단층 소각로 : 상부에서 슬러지가 유입되어 건조과정 후 중간로에서 소각되어 회분은 바닥에서 제거되고,

가스는 상부로 배출된다.

- 구성 : 건조대, 연소대, 냉각대

가) 장점

• 단순한 습식 세정도 가능(배출 입자상 물질이 매우적음)하다.
• 유량의 변동에 민감하지 않고, 고형물의 노내 체류시간이 안정된다.
• 중앙부에서 차가운 공기를 재순환하여 열수지의 유지가 가능하다.
• 역류 운전으로 스모크에 의한 열손실이 낮다.
• 정상부하보다도 낮은 상태에서도 안정적인 운전이 가능하다.
• 상대적으로 에너지 소비량이 합리적이다.
• 운전 및 유지관리가 용이하다.
• 설치비가 저렴하다.
• 유기물질이 100% 산화된다.
• 고온으로 유지되어 냄새가 거의 없다.

나) 단점

• 운전 시 다량의 보조열이 필요하다.
• 연속 가동운전이 유리하다.
• 50~80% 정도의 많은 잉여 공기량이 필요하다.
• 400도 정도의 저온에서는 운전시 열회수가 어렵고 회수에도 특별한 정치가 필요하다.
• 대기 중으로 악취 발산우려가 있다.
• 슬러지와 유지류 함량이 높으면 폭발의 위험성이 높다.
• 1000도 이상 운전시 특별한 주의가 필요하다.
• 교반기 및 구동 장치가 재 등에 의해 손상되기 쉽다.
• 고온으로 인해 축 손상이 발생하므로 냉공기의 투입이 필요하다.

다) 종류

• 회전 디스크형 다단소각로
• 각형 다단로
• 다단 열분해 소각로
• 다단 소각로

 

 

 

 

반응형

 

 

 

 

 

다. 유동측(유동상) 소각로 :각로 하부에서 공기를 주입함과 동시에 하부에서 폐기물을 주입하여 가열된 모래로

투입 폐기물을 순간적으로 건조, 소각한다.

• 연소온도 : 800~1000도(760도 이상 : 냄새발생방지)
• 중대구묘 처리장용

가) 장점

• 반응속도가 빨라 소각시간이 짧다.
• 노의 구조가 간단하고, 기계적 구동부분이 적어 고장이 없다.
• 적은 양의 공기를 소모한다.
• 연소효율이 커서 2차 연소실이 불필요하다.
• 보조연료 사용량과 배출 가스량이 적다.
• 액상이나 습기가 많은 폐기물의 혼소, 전소가 가능하다.
• 정지 후 재기동시 빠른시간 내 정상가동이 용이하다.
• 소요 부지가 적다.
• 탈취 등 추가시설이 없어도 배출가스 중 악취 문제가 해결된다.
• 노내에서 탈황, 탈염소가 가능하다.
• 폭발에 위험성이 없어 휘발성, 유지분 함유 폐기물 소각이 용이하다.

나) 단점

• 슬러지 함수율이 크면 소각 효율이 저하된다.
• 유출 모래에 의한 후속설비 고장이 발생된다.
• 온도가 낮은 경우 냄새를 유발한다.
• 분진 발생량이 많다.
• 큰 고형물의 경우 파쇄하여야 완전 연소된다.
• 마모에 강한 재질을 사용해야 한다.
• 소각로의 냉각에 많은 시간이 소요된다.
• 고도의 숙련된 기술자가 필요하다.

 

 

라. 로터리 킬른 소각로 : 연속적으로 운전되며, 약간 기울어지게 놓여진 원통형의 노가 회전하며 상부호퍼를 통해

슬러지가 투입되고 반전교반을 되풀이하여 킬른 하위단 또는 상위단의 고정연소기의 연소가스와 접촉, 전조, 착화하여

차례로 하위로 옮겨 소각한다.

점착성이 적은 슬러지에 적합하다.

 

가) 장점

• 효율 및 범용성이 우수하다.
• 수분이 많은 슬러지, 점섬이 높은 슬러지 소각이 가능하다.
• 구조가 간단하고, 취급이 용이하다.
• 동력비, 운전비가 적게 소요된다.
• 소각재 소결이 가능하다.

나) 단점

• 설치 장소가 많이 필요하다.
• 건조가 불충분해지기 쉽다.
• 열방사에 의한 외부열손실이 상대적으로 크다.
• 주입되는 슬러지나 건조 고형물 농도의 변화에 능동적 대처가 어렵다.
• 악취 발생 소지가 많다.
• 노내 회수되는 회분이 불균일하다.
• 배출가스 통제를 위해 사이크론과 스크러빙 장치가 필요하다.

(3) 폐액 소각로

가. 설계시 고려사항 : 부식 방지, 화학 반응, 상분리, 마모, 빙점 및 점섬증가. 기화에 의한 방지책을 고려해야 함.

나. 분사 : 폐액을 입자로 분사하는 공정으로 미세한 분사는 점화 및 연소의 전제조건이다.

- 분사방법

• 저압 공기 분사
• 고압 공기분사 또는 수증기 분사
• 기계식 분사
• 회전식 컵 분사

다. 점화타일 : 정상 조건하에서 점화촉진 및 유지하고, 버너에 의한 공기유입을 제한하고

기화연료와 적절히 혼합하는 열할을 수행한다.

 

 

 

3) 연료로서의 폐기물 형태에 따른 구분

(1) 전량 소각로

• 폐기물의 사전 가공처리 없이 소각로에 투입이 가능하다.
• 유독하거나 처리 흐름에 방해하는 폐기물은 사전 분리시설이 필요하다.
• 에너지 함량은 기후와 성분에 따라 변화가 심하다.

(2) 폐기물 가공연료 소각로(RFD : Reduse Derived Fuel)

• 도시폐기물의 유기성분을 에너지, 수분, 재의 함량이 균일한 벽돌형의 RDF로 가공하여 소각한다.
• 에너지 효율이 높고, 소각로의 크기를 줄일 수 있다.
• 폐기물 전처리 과정에서 유해성 폐기물 제거가 가능하다.

 

 

 

4) 연소 설비의 형식(노의 구조)에 따른 구분

• 고정상로
• 계단식 스토커로
• 로터리 킬른로
• 로터리 킬른 소토커로
• 유동측 소각로
• 회전상로