지구의 환경용량의 유한성으로 인해 “폐기물의 감량”과 “에너지 문제 해결”은 환경보전을 위해서 해결되어야만 할 문제이다. 이들을 해결하기 위해서 인류가 부단히 노력하고 있지만 발생되는 폐기물의 양과 증가되는 에너지 사용량을 억제하기에는 역부족이다. 따라서 상기 문제의 해결방법의 일환으로 본연구인 “폐기물의 열분해ㆍ용융처리 자원화 공정”의 개발은 필수적이다.

연구 과제의 목표는 폐기물을 자원화 및 재활용 할 수 있는 공정을 개발하여 단기간내에 상용화 시키는 것이다. 이를 위하여 다음을 달성하는 것이 최종목표가 된다.

 

• 5톤/일 규모의 열분해ㆍ용융처리공정의 시험운전을 통한 운전 자료의 확보
• 다이옥신 등의 오염 물질 생성을 억제
• 배출가스와 용융슬래그를 각각 골재와 액체탄산가스 및 합성가스로 자원화
• 폐기물 열분해ㆍ용융처리 자원화공정의 설계, 제작, 운전기술을 확보

3년간의 생활폐기물을 대상으로 하여 실험을 한 결과 배출가스 중 CO2의 농도는 90～95%를 유지하였고 폐기물의 Ash를 용용하여 배출하였다. 배출가스 중 가스오염물질은 CO(25～10mg/L), HCl(0～0.1mg/L), SOx(1～0.5mg/L), NOx(5～8mg/L), Dust(적체현상 없음), 다이옥신(측정되지 않음) 으로 나타났다. 모두 허용기준에 도달하지 않아 배출가스는 안전한 것으로 나타났다. 용융슬래그의 염기도를 0.6～0.8로 유지하였을 때 배출이 용이 했으며 이때 조성은 SiO2(45%), Al2O3(19%), CaO(25%), Fe2O3(3%)등으로 나타났으며 오염물질의 수치는 카드뮴화합물(0Mg/Sm3), 납화합물(0～0.002Mg/Sm3), 크롬화합물(0～0.001Mg/Sm3), 구리화합물(0～0.001Mg/Sm3), 비소 및 그화합물(0Mg/Sm3), 아연화합물(0.8～1.02Mg/Sm3)로 나타나 역시 허용기준에 도달하지 않았다.

기존 스토카 대비 폐기물의 열분해 용융 자원화공정은 폐기물 처리비용 외에 부산물인 탄산가스와 슬래그에서 수익이 창출된다. 교토의정서가 발효된 시점에서 탄산가스를 배출하지 않고 고정화 하여 상품으로 판다는 것은 배출 부과금에서 자유로워져 또 하나의 수익이 창출된다는 것을 의미하고 있다. 경제성 분석 결과 열분해 용융 자원화 공정 100톤 기준으로 연간 수입 약 31억원을 올릴 수 있으며, 탄산가스 배출 부과금이 부과되는 시점에서부터는 약 40억 수입이 발생하게 된다.

 

(w)C&C Entech의 열분해․용융자원화 공정은 용융기술의 순수 국산화를 이루었다. 국내에 대형 용융로 실적은 포스코에서 신일본 제철과 기술제휴 하여 Shaft로형 용융로를 옥천군에 수주한 것 이외에는 없다. Shaft로형 용융로는 본사와 같은 방식이나 분산물 생산이 슬래그 이외에는 없어 경쟁력이 떨어진다.

앞으로 국내 소각 및 용융설비 사업은 2010년까지 약 2.8조원 수준으로 늘어날 전망이다. 매립장 확보의 어려움과 설치 지역 주민들의 NIMBY현상 등으로 향후 용융설비의 투자 급증할 것이다. 기존 소각설비로는 환경오염을 해결할 수 있는 근본적인 대책이 될 수 없다. 이 변화의 시점에서 배출가스(탄산가스), 슬래그의 재활용(골재, 건축재), 오염 물질 방출의 최소화를 경제력으로 가진 열분해 용융자원화 공정은 각광받을 것이다.

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]