[스크랩] 브라운가스를 이용한 PCBs 고온소각처리 특허출원소식(1)

[발명의 명칭]

브라운가스를 이용한 폴리염화비페닐(PCBs)폐기물 고온소각시스템

 

본 발명은 브라운가스를 이용한 폴리염화비페닐(PCBs)폐기물 고온소각시스템에 관한 것으로서, 잔류성유기오염물질 PCBs의 처리방법으로 적법하면서도 세정폐수 또는 다이옥신류 같은 2차 오염물질이 발생하지 않도록 1,600℃ 이상으로 고온소각처리하기 위한 방법을 창안하여 액상폐기물소각실과 폐변압기가열실을 구성한 브라운가스고온소각로를 제안한 것이다. 

 

본 발명의 브라운가스고온소각로는 PCBs액상폐기물은 액상폐기물 소각실에서 브라운가스버너에 의해 1,600℃의 고온으로 소각시키고 동시에 폐변압기에 묻어 있는 PCBs는 폐변압기가열실에서 폐변압기를 600℃로 가열하여 PCBs를 유증상태로 증발시킨 후 1,100℃ 이상의 고온으로 완전 소각시키는 방법이다. 따라서 세정폐수 또는 다이옥신류 같은 2차 오염물질이 나오지 않는다.

따라서 PCBs에 오염된 폐변압기 내부에 들어 있는 고가의 코어와 코일을 적법한 방법으로 재활용할 수 있는 길이 열렸다.

 

PCBs란?

 

PCBs란 Polychlorinated Biphenyl의 약자이며 폴리염화비페닐이 정식명칭이다. 독성이 강하고 분해가 느려 생태계에 오랫동안 남아있는 잔류성유기오염물질(POPs; Persistent Organic Pollutants)의 일종이다. 물에 녹지 않고 유기용매(탄화수소류, 지방 및 유기화합물 등)에 용해된다. 열과 화학적으로 안정적이며 전기절연성이 좋고 점성액체로 불연성을 지닌다. 이런 성질 때문에 1929년 미국에서 처음 생산돼 1970년대 사용이 중지될 때까지 전세계적으로 변압기 및 축전기의 절연유, 제지, 가소제 도료 등에 사용됐다.

발암성 맹독물질로 알려진 PCBs는 스톡홀름 협약에 의해 2025년까지 근절해야하며 2028년까지 모두 친환경적으로 처리해야한다. 선진국과 유럽은 2010년이면 처리가 완료될 예정이다. 우리나라는 협약에 명시된 기한보다 10년 빠른 2015년까지 PCBs를 근절하겠다고 국제사회에 약속한 상태다. 2007년 1월 25일 스톡홀름 협약이 국내 비준되고 바젤 협약의 발효로 인해 국외로 PCBs 오염물질을 반출하기가 어려워졌다. 제대로 된 PCBs 처리 기술이 없는 상태에서 2015년까지 모두 근절해야하기 때문에 국내에서 모두 처리해야만 하는 것이다.

현행 환경법은 PCBs폐기물 처리방법으로 소각만을 가능하도록 규정하고 있지만 현재 대종을 이루고 있는 스토카 방식의 소각로는 850도로 태우기 때문에 불완전연소시 다이옥신이 대량 발생하므로 환경부는 이런 소각을 금지하고 있다. 따라서 2015년까지 PCBs를 근절한다는 목표를 세운 정부는 적절한 처리방법을 찾지 못해 고심하고 있다.

특히 PCBs에 오염된 폐변압기 내부에 들어 있는 폐절연유를 함부로 버릴 수 없으므로 폐절연유의 PCBs 오염상태를 확인하여 적법처리 하여야 한다. 따라서 폐유 폐절연유 등은 PCBs 함유농도에 따라 다음과 같이 구분하여 적법 처리하도록 규정하고 있다.

1) 액상 PCBs 함유농도 2ppm 미만은 지정폐기물인 폐유로 분류하어 폐유처리업체(재활용)에 위탁처리, 

2) 액상 PCBs 함유농도 2ppm 이상은 1,100℃ 이상으로 고온소각처리,  

3) 고상 폐변압기에 묻어 있는 용출액 PCBs 함유농도 0.003ppm이상 은 1,100℃ 이상으로 고온소각처리, 

그러나 PCBs함유 폐기물을 기준치(2ppm)이하라고 하여 고온소각처리하지 않고 일반 연료유로 사용할 경우 다이옥신의 문제는 계속 발생하므로 결국 PCBs함유 폐기물은 함유농도를 구분할 것 없이 전량 고온소각 처리하는 것이 바람직하다. 

 

 국내에는 처리기술 없어

 

현재 한국전력이나 국방부, 대기업 등이 보유한 지상용변압기, 전봇대에 달린 주상용변압기을 전부 합하면 대략 230만대에 달한다. 더 심각한 것은 PCBs 처리기술이 국내에선 아직 없다는 것이다. 대부분의 변압기를 소유한 한전은 당장 처리해야 할 약20만대의 폐변압기를 처리하지 못해 골머리를 앓고 있다. 한전에서만 매년 7만대 가량의 폐변압기가 발생하고 있지만 당장은 대책이 없는 현실이다.

또 PCBs 함유농도 분석에만 수십년이 걸린다. 국내 PCBs 분석기관은 한전전력연구원 등 20곳이다. 농도를 정밀분석하기 위해서는 3~4주가 걸려 연간 최대로 분석할 수 있는 숫자는 5만대에 불과하다. 200여만 대를 분석하려면 40년이 걸린다는 얘기다. 농도분석에만 2,300,000대 X 120,000원 = 2,760억원이 들어간다는 계산이 나온다. 만일 30분 정도 걸리는 간이 시험방법으로 해도 연간 27만대를 분석할 수 있어 분석에만 10년 가까이 걸린다.

한편, 폐변압기의 처리방법에 있어서 고려해야 할 점은 내부에 들어 있는 고가의 코어(규소강판) 및 코일(동선)을 재활용할 수 있는 방법을 찾아야 한다는 점이다. PCBs 함유 절연유가 충진된 폐변압기의 용기와 코어 및 코일을 재활용하기 위해 폐변압기로부터 PCBs 오염물(고체상)을 분리처리해야 한다. PCBs 고체상을 분리처리하기 위한 방법으로 유기용매로 세정하는 유기용매 세정법, 고온소각법 등이 있다.

유기용매 세정법은 고체 표면에 흡착되어 있는 PCBs가 유기용매와 접촉하면 친화력이 강한 유기용매 쪽으로 PCBs 화합물이 옮겨간다는 원리를 이용한 것으로 사용하는 용매로 톨루엔이나 유기할로겐계 탄화수소 등이 사용된다. 그러나 이 방법은 PCBs가 세정제인 유기용매 쪽으로 옮겨간 것에 불과하므로 세정 후 폐용매를 다시 소각처리해야 하는 문제가 그대로 남게 되므로 해결책이 아니다.

 

따라서 PCBs함유 폐기물은 현행법에 따라 1,100℃ 이상의 고온으로 소각처리 하는 것이 최선이다. 그러나 고온소각을 위해 비싼 기름이나 LPG를 사용해야하므로 막대한 연료비용이 들어가는 것이 문제다. 이런 문제를 해결한 것이 신기술 WE시스템에 의한 브라운가스 고온열분해 용융소각로이다.

본 발명의 브라운가스고온소각로는 잔류성 유기오염물질 PCBs의 처리방법으로 적법하면서도 세정폐수 또는 다이옥신류 같은 2차 오염물질이 발생하지 않도록 고온으로 소각처리하기 위한 것으로 액상폐기물 소각실과 폐변압기 가열실을 구성한 것이다.

 

본 발명의 브라운가스고온소각로는 PCBs액상폐기물은 액상폐기물 소각실에서 브라운가스버너에 의해 1,600℃의 고온으로 소각시키고 동시에 폐변압기에 묻어 있는 PCBs는 폐변압기가열실에서 폐변압기를 600℃로 가열하여 PCBs를 유증상태로 증발시킨 후 1,100℃ 이상의 고온으로 완전 소각시키는 방법이다. 따라서 세정폐수 또는 다이옥신류 같은 2차 오염물질이 나오지 않는다. 

[출처] 브라운가스를 이용한 PCBs 고온소각처리 특허출원소식(1) (워터에너지 시대) |작성자 신성장

출처 : 워터에너지

글쓴이 : 물사랑 원글보기

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