1. 초단열 연소기술의 개요

유해가스 소각장치의 하나로서, 화학공장이나 음식물처리장 및 폐기물처리장 등에서 비산되는 악취, 세균, 유기분진 등의 유해물질을 포함한 유해가스를 가열열의 축열 및 열교환으로 소각시킴에 따라 작은 에너지로 유해물질을 제거할 수 있는 유해가스 소각장치이다. VOC 물질을 소각처리 하는 방법은 제2의 부산물이 없이 제거하는 완벽한 기술로 폐열회수율이 95%이상이기 때문에 에너지(운전) 비용을 대폭 절감할 수 있어 선진국에서 개발에 성공하여 상용화하고 있다.

2. 초단열 연소기술의 원리

기초 열원은 히터나 버너를 사용하여 장치 내부를 가열한 후, 폐가스 자체의 열원을 이용하여 연소시키고 배출되는 가스로부터 열교환을 통해 에너지를 항상 장치 내부에서만 머물게 한다. 유입되는 새로운 폐가스는 배출되는 가스의 열원을 받아 연소 온도까지 상승되고 장치의 중앙부에서 발화하여 고온에서 연소된다. 이러한 연쇄작용으로 별도의 연료는 불필요하게 되고 VOC의 농도가 낮을 경우에만 부가적인 열원을 필요로 한다. 따라서 에너지 효율이 뛰어나고 VOC 물질을 완전연소 하기 때문에 99%의 높은 제거 효율을 획득할 수 있다.

4. 기본설계

폐사에서 발명하고 이미 특허를 가지고 있는 단방향 초단열 연소장치는 다음 그림과 같은 구조로 이루어지며 열교환율이 95%에 이르는 것으로 실험결과 판명되었다.

기본 장치의 구조

(10) 가열(예열) 히터(버너) : 가스(VOC)를 직접 접촉으로 착화하여 연소시키고 가스유입통로의 밀폐된 끝단에 설치됨

(20) 연소로 : 직접 접촉에 의해 연소되는 연소부

(30) 축열체 : 연소부와 접촉된 가스가 외부로 배출되는 방향에 설치되어 공급되는 가스로부터 열을 축열

(40) 열전달 : 축열부와 가스의 유입통로사이에 형성되어 있으며 축열부의 열을 가스유입통로를 통과하는 가스에 열을 전달

(50) 단열 : 열전달부로부터 열을 흡수하는 가스유입통로의 둘레에 형성되어 열의 방출을 차폐

(60) VOC 입구 : 소각하고자 하는 가스(VOC) 유입

(70) VOC 출구 : 축열부에서 모든 열에너지를 빼앗긴 차고 무해한 가스의 방출

연소부에서 유해가스를 소각한 가스의 배출방향과 소각을 위해 가스유입로로 유입되는 유해가스의 방향이 반대방향을 형성하고 있다.

5. 적용처
모든 종류의 VOC 배출업체

6. 적용시 주의 사항
처리 유량이 일정해야 에너지 효율이 최대임

7. 장점 및 단점

(1) 장점

- VOC 완전처리(99% 이상)

- 에너지 비용 저렴 (전체 처리유량 5℃ 상승에 필요한 에너지만 사용하여 처리대상 가스를 연소시킴, 처리대상 VOC가 연소 후 발열반응이면 system 안정화 후 추가에너지 공급 필요 없음)

- 높은 신뢰성

- 2차 공해 발생 無 (NOx, CO, Soot, etc)

(2) 단점

- 운전 전 예열시간이 필요(30분)

◇ 예열시간을 줄이려면 예열과정에서 에너지 비용이 늘어남

- System size 및 무게가 비교적 큼

8. 실적용 사례

현재 실적용 test를 위해 pilot 장치를 VOC 배출업체에 장착하여 실험을 해 보고 싶으나 실험을 허락하는 마땅한 업체가 없는 관계로 미실시