오카야마대학 환경관리센터 연구팀은 가스화 용융로(일반 폐기물 소각시설)에서의 다이옥신류 배출 특성과 배가스 대책의 효과를 해명하였다. 본 연구성과는 6월 5일에 환경과학분야 국제전문지 “Environmental Science and Pollution Research”에 게재되었다. 가스화 용융로는 상당히 고온의 용융공정을 갖추고 있기 때문에 다이옥신류는 거의 생성되지 않을 것으로 생각하였다. 본 연구에서는 쓰레기 연소상태가 크게 변동하면 다이옥신류가 생성되는 것을 확인하고, 고도의 배가스 처리기술에 의한 환경 중 배출은 충분히 억제된다는 것을 구체적인 데이터로 제시하였다.

오카야마대학 환경관리센터 연구팀은 과거 10년 사이에 일본 국내에 보급된 유동층식 가스화 용융로에서 소각하는 폐기물의 투입조건 등을 변경하여 연소 상태를 인위적으로 조작함으로써 다이옥신류의 생성과 배가스 처리 설비에서의 제거에 관한 특징을 상세하게 해석하였다. 이번 연구를 통해 밝혀진 주요 내용은 다음 두 가지이다.
(1) 투입된 폐기물의 종류, 성상이 크게 변동하면 다이옥신류가 생성된다.
(2) 위의 경우에도 고도의 배가스 처리기술의 적용에 따라 환경에 대한 다이옥신류의 배출은 충분히 억제 가능하다.

가스화 용융로란 종래의 소각로와 달리 제1단계에서 폐기물을 열분해 가스화(온도는 500~600℃로 공기를 없애고 수행하는 이른바 “찜”에 가까움)하여 다음 공정에서 1,300℃ 정도의 고온에서 완전연소와 탄분의 용융을 수행하는 방식이다. 용융한 것은 슬래그가 되어 배출된다. 본 연구에서는 유동상형의 가스화로를 갖춘 설비에서 집진용 백필터 설비의 전후로 배가스의 측정과 비산재의 측정을 수행하고, 다이옥신류의 농도 및 양적수지와 복잡한 조성을 알기 쉽게 해석하였다.

이번 조사설비에서는 필터에 다이옥신류의 분해촉매가 조합되어 있는 것이 특징이다. 다섯 번 실험을 수행하였으며, 특히 플라스틱류가 통상보다 많은 쓰레기를 소각한 Run5에서는 연소가 불안정하게 되어 소각 배가스에서 통상 시와 비교하여 5배의 다이옥신류의 농도가 나타났다. 그러나 백필터에서의 입자의 포집과 접촉 분해에 의해 처리 후의 가스는 통상 시와 비교하여 거의 변화 없는 농도수준까지 처리되었다. 또한 조성패턴에서 비산재 입자로의 이행 및 가스로서의 배출을 알기 쉽게 해석하였다.

발표논문: K. Kawamoto, H. Miyata, Dioxin formation and control in a gasification - melting plant, Environmental Science and Pollution Research, 2014. In press. (DOI 10.1007/s11356-014-3104-4 (2014))

그림 1. 측정조사를 수행한 가스화 용융방식 소각시설의 구성
그림 2. 두 가지 전형적 실험으로 배가스, 비산재 중의 다이옥신류 양과 조성 패턴의 변화

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 8월 4일]