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 개 요
직접 연소법은 넓은 범위의 유기물 연소를 가능케 하고 온도, 체류 시간, 완전 혼합의 세가지 조건을 만족시키며 99%이상의 제거효율을 나타내어 무해한 물이나 탄산가스로의 분해가 가능한 신뢰성 높은 VOC 분해 시스템임. 그렇지만 연소 온도가 높기 때문에 적절한 폐열회수 대책이 따르지 않으면 연료 소비량이 많아 운전비용 면에서 문제가 있음.축열 연소 장치는 축열재를 이용한 직접적인 열교환법을 채용, 열회수 효율이 95%이상으로 높고, 연료 소비량을 대폭적으로 절감할 수 있는 경제적인 연소 장치로 에너지 절감효과가 클 뿐 아니라, NOx 발생량 억제 등에도 크게 기여하는 것으로 되어 있음.
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기본원리
축열식 소각의 기본 원리는 배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기가스 예열에 이용하는 것이며 이 폐열 회수를 극대화 하기 위하여 열교환기을 사용하지 않고 표면적이 넓은 Ceramic을 직접 가열 및 냉각하는 Regeneration 방법을 사용함.
일반 열교환기 즉 Shell and Tube 또는 Plate Heat Exchanger의 경우 공기를 열교환할 때 입출가스 온도차가 250℃ 내외로 매우 높고 사용 온도범위가 제한적이나, Ceramic의 경우 최고 사용온도가 1,300℃ 로 매우 높고 Regeneration시 온도차를 40℃ 내외로 관리할 수 있어 열회수율이 높음(95%). 운전 초기 소각로 내의 Ceramic (그림의 A, B)의 상층부의 온도가 소각로 운전온도가 되게 가열한 후, 처리전 가스를 A → B 방향으로 투입함.
가스의 온도는 A Ceramic을 통과 하면서 그 온도가 소각로 온도까지 예열되며 가스에 포함된 유기가스는 산화되기 시작하여 적정한 체류시간을 갖는 상부 chamber를 통과하면서 모든 유기물이 산화처리 됨.처리된 고온의 가스는 B Ceramic을 통과하며 B Ceramic에 거의 모든 열을 배출하고 A Ceramic 입구 온도 보다 30 - 40℃ 높은 온도까지 냉각됨. 일
정시간이 경과하여 A Ceramic이 흡입가스 예열로 냉각되고, B Ceramic이 배기가스에 의해 가열되면 가스 투입 유로를 B → A로 Switching 하며 일정시간(1.5분 ~ 3분) 간격으로 Switching 운전을 반복함으로서 가스 소각에 필요한 에너지 소비를 최소화 함.
2-BED System의 처리한계
2-BED Type RTO(RCO역시 동일함)는 경제적인 System이나 Switching시마다 Ceramic에 존재하는 미처리 가스와 RTO Furnace를 By-pass한 미처리 가스가 일시에 외부 배출되며, 이 Switching 시의 미처리가스 배출로 인하여 전체 유기물 제거 효율은 95 % 내외임.
````2BED RTO System의 평균처리 효율이 95%이라 할지라도 이 배출가스가 일시에 배출된다는 점과 배출가스 농도가 높은 경우 평균 배출 농도 역시 상당히 높은 수치를 나타낼 수 있으며, 특히 RTO의 경우 Ceramic내의 불완전 산화층이 Switching시 전량 Back Flow하여 배출되게 되므로 현 대기오염 물질 및 VOC규제 정도를 감안할 때 이 Switching Time시 배출되는 미반응가스 처리가 가능한 System 즉 3-BED RTO 의 적용이 요청됨.
3-BED RTO
2-BED RTO는 Valve Switching시 미연소 가스가 순간적으로 배출되며, 이를 방지하는 System으로 3-BED RTO가 있으며 5-BED, 7-BED( 2n+1 BED )의 동작 원는 3-BED와 동일함.2-BED RTO는 각 Ceramic BED가 Cooling과 Heating을 반복하는 반면 3-BED RTO는 별도의 Ceramic BED를 이용하여 Cooling과 Heating사이에 Ceramic BED Purge Cycle를 추가하므로 Switching시에 배출되는 미반응가스의 대기 유출을 제거함.
각 BED의 동작방법은 다음과 같다.
A-BED로 가스가 유입되어 B-BED로 유출될 때 C-BED는 Fresh Air로 Ceramic BED를 Purge한다.2-BED의 경우 A-BED가 Cooling 및 Heating 교대하는 반면 3-BED의 경우 B-BED로 Gas가 유입되어 A-BED로 유출하지 않고 Purge가 끝난 C-BED로 유출되며 이 기간 동안 A-BED(이전 단계에서 Gas가 유입된 BED)는 Fresh Air로 Purge됨. 이와같이 각 Ceramic BED가 Cooling→ Purge→ Heating동작을 반복하며 운전하며 Ceramic Cooling 단계( Gas유입 단계 )에서 Gas Switching시 역류 될 수 있는 미연소가스를 Fresh Air를 사용하여 Furnace 상부로 Purge하여 연소가스의 대기 유출을 방지하므로 3-BED RTO의 처리효율은 99% 이상임.
축열 연소 장치의 특징
다른 방식의 폐열 회수 열교환기를 사용한 장치 등과 비교하여 다음과 같은 특징을 갖고 있음.
- 높은 열회수 효율을 얻을 수 있고, 연료 소비량이 매우 절약됨. 종래의 직접 연소법은 연소 온도을 높게 하면 연료 소비량이 많아지지만, 축열식의 경우는 더 고온에 설정하여도 입출구 가스 온도차가 약 40~70℃ 정도가 될 때가지 열회수가 이루어지기 때문에 연료 소비량의 증가는 거의 없음.
- 안정 운전과 장기 장치 수명대부분의 VOC 성분은 800-1000℃ 고온에서 직접 연소와 축열재 표면에서의 접촉연소로 완전히 산화 분해되고 가스의 양, VOC성분 농도의 변동 등에 따라, 축열재의 온도가 변화 하지 않아 안정된 연소가 가능함. 또 고온부에 금속재료를 사용하고 있지 않아 안정된 연소가 가능함. 장치는 열 산화에 대해서도 강하며 장기 수명을 유지할 뿐만아니라, 정비비도 저렴함.
- 구조가 간단하고 압력손실도 비교적 적음. 가동부분은 Switching valve 뿐이고, 구조도 간단하며, 열전달율이 높은 축열재를 채용하고 있기 때문에 압력 손실이 비교적 적어 동력비도 절약됨.
- 저 NOx 발생 설비임.고온부의 축열재에서 VOC 성분이 열에 의해 연소되며 보조 Burner의 열공급이 적기 때문에 대량 연료 버너 연소등에서 볼 수 있는 국부 고온 연소가 없기 때문에 NOx의 발생은 상당히 낮아지게 됨.
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개 요
다공성 고체표면에 가스나 증기가 부착되는 성질을 이용하여 악취 및 유해화합물을 흡착 제거하는 방법으로 기체의 분자나 원자가 고체의 표면에 달라붙는 성질을 이용한다. 장치가 간단하여 비교적 용이하게 적용될 수 있지만 흡착 능력에 한계가 있기 때문에 고농도, 대풍량의 가스처리에는 적합하지 못한 단점이 있다. 흡착제로는 대개의 가스에 적용 가능한 활성탄이 넓게 사용되고 있다.
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특징
- 제거 효율이 높다.
- 설치비가 싸고 관리가 비교적 용이하다.
- 저농도 가스로 제거가 잘된다.
- 흡착제의 교환이 정기적으로 필요하다.
- 배기가스 온도가 높으면 흡착 효율은 떨어진다.
적용분야
도장, 인쇄, 테잎, 가공지, 고무, 섬유, 도료, 잉크, 접착,세정, 저장탱크,반도체 등.
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