TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
⑤ 2차 공기 압입송풍기 출구의 압력은 높게 되어 송풍기, 댐퍼, 노즐등과 공기 덕트와의 연결부위에서 공기의 누설이 발생하지 않도록 해야 한다.
⑥ 2차 공기 압입송풍기의 풍량은 1차 공기 계산시 설계 최고 폐기물질 소각시 필요한 연소 공기량중 2차 공기에 분배된 양에 10～20% 여유를 갖도록 설계한다. 이는 갑작스런 고발열량 폐기물의 연소시 2차 공기 소요량 증대에 대비하거나 노내의 급격한 온도상승시 냉각용 공기로 활용하도록 해야한다.
⑦ 2차 공기의 흡입은 연소효율을 향상시키기 위하여 소각로의 방열을 열교환하여 상승된 2차 공기를 소각실 상부에 공급하여 연소효율을 높인다.
⑧ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑨ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑩ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑪ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑫ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑭ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내·외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑮ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑯ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑰ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑱ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.3 연소용 공기제어
(1) 설치목적 : 유량조절은 송풍기 전단의 흡입댐퍼에 의해 조절하며, 공기량은 연소가스중의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하고 중앙제어실 및 현장에서 정지와 기동이 가능하도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입댐퍼, 엑츄에이터, 유량계, 등
① 유량조절은 송풍기 전단의 자동흡입댐퍼를 이용하여 조절하도록 하여야 한다.
② 공기량은 연소가스의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하며, 중앙제어실 및 현장에서 정기와 기동이 가능하여야 한다.
③ 연소공기는 소각로의 형식 및 구조에 따라 미연가스 배출량이 최소화 되도록 적절한 양의 공급이 중요하며 그 양은 연소가스 중의 산소(O2)량을 측정하여 과잉공기비를 산출함으로써 결정되어진다.
④ 연소공기량은 기설정된 과잉공기비와 연소가스중의 산소(O2)측정에 따른 실제 과잉공기비의 차를 보정하여 압입송풍기에서 공급하는 공기량을 연속 제어함으로써 이루어진다.
⑤ 소각로로 공급되는 연소공기량은 중앙제어실에 지시 및 기록되어야 하며 유량제어 댐퍼의 개도가 중앙제어실에 지시되어 원격수동제어가 가능하도록 구성한다.
4.4.4 공기예열기
(1) 설치목적 : 공기의 예열은 폐열보일러에서 발생된 증기를 이용하는 증기식 예열기와 배기가스의 일부를 이용하는 가스식 공기예열기 및 LNG 등 연료를 이용하여 직접 공기를 예열하는 직화식 공기예열기로 압입송풍되는 1,2차 공기를 예열하여 소각로 연소효율을 상승시켜주는 설비
(2) 설비의 구성 : 증기 자동밸브, 증기식 공기예열기, 배가스 자동댐퍼, 가스식 공기예열기, 직화식 공기예열기, 등
① 배가스식 공기예열기의 경우에는 산성가스 및 저온에 의한 부식을 고려해야 하며, 증기식 예열기의 경우에는 사용증기의 조건(압력, 온도 등)에 맞도록 설계하여야 한다.
② 예열기의 온도조절용 증기와 연료사용량은 자동으로 조절되어야 하며 부식 및 먼지고착을 고려하여 재질을 선정하고 점검 및 보수를 위한 공간과 접근이 용이한 구조이어야 하고 내부점검을 위한 맨홀도 설치하여야 한다.
③ 공기온도는 높으면 높을수록 건조도 빠르고 연소가 양호하게 진행되어 소각재 중의 미연분, 즉 강열감량이 감소하나 공기예열기의 구조 및 경제성 측면에서 고려하여 설계하여야 한다.
④ 공기예열기에는 연소가스의 열에 의해 연소용 공기를 예열하는 가스식 공기 예열기, 보일러로부터의 발생증기에 의해 예열하는 증기식 공기예열기, 연료(경유, 등유, 도시가스, 프로판 등)를 연소시킨 고온 연소가스를 연소용 공기와 혼합시켜 예열하는 직화식 공기예열기등을 적용할 수 있다.
⑤ 가스식 공기예열기에 의한 공기온도의 조절은 예열기에 들어가는 배출 가스량으로 조절한다. 가스량 조절은 예열기에 바이패스를 설치하여 바이패스 유량을 조절하는 것에 의한 방법과 물분사식 가스냉각 설비의 바이패스에 예열기를 설치하여 가스냉각설비를 흐르는 가스유량을 조절하는 것에 의한 방법이 있다.
⑥ 증기식 공기예열기는 증기가 응축할 때 방출하는 열량으로 공기온도를 상승시키는 것으로 상승 가능온도는 경제성을 고려하여 포화증기 온도에 비해서 20～30℃ 낮은 온도로 하여야 한다.
⑦ 증기식 공기예열기는 핀(Fin)을 부착시켜 전열면적을 증가시킨 핀튜브(Fin Tube)식과 핀이 없는 베어튜브(Bare Tube)식이 있으며 양쪽 모두 관내에 증기, 관외에 공기를 통과시키는 방식을 적용한다.
⑧ 베어튜브 식은 핀튜브 식에 비해서 효율이 나쁘기 때문에 장치가 크게 되고 고가의 장치가 되는 결점이 있으나, 공기중에 포함되는 먼지의 부착은 핀튜브 식에 비해서 적고 청소가 간단한 이점이 있기 때문에 공간과 설치비용 등을 고려하여 적절한 형식을 선정하여야 한다.
⑨ 직화식 공기예열기는 폐기물의 발열량이 저질기준으로서 가스식 공기예열기가 없는 경우와 증기식 공기예열기에서 공기 온도가 너무 낮은 경우에 설치한다.
4.$ 연소공기 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소공기 이송덕트는 연소공기를 화격자로 공기공급라인에 공기를 유도하여 주는 역할을 한다.
(2) 설비의 구성 : 이송덕트, 유량계, 압력계, 온도계, 차압계, 유량조절용 댐퍼, 볼륨 댐퍼 등
① 용접강재로서 온도에 대한 영향을 고려하여 덕트 재료 및 두께를 설계하여야 하고, 내부공기의 누설을 막을 수 있는 구조로 되어야 하며 닥트의 형식은 원형 또는 각형으로 한다.
② 적절한 장소에 유량조절용 댐퍼를 설치하여 로의 각 공정 및 그 밖의 필요한 장소에 적절한 양의 공기가 공급되도록 한다.
③ 공기예열기 후단의 덕트에는 온도저하방지 및 화상방지를 위한 적절한 두께의 보온이 되어야 한다.
④ 통풍 덕트에는 일반 구조용 압연강재가 많이 사용되지만 공기 흡입구인 폐기물 저장조 벽의 부분은 콘크리트로 만드는 경우도 있다.
⑤ 덕트의 모양은 원형과 각형이 있으며 원형은 구조상 튼튼해서 보강제는 필요하지 않은 경우가 많으나 각형에 비해서 내부유체 속도를 동일하게 유지하는데는 넓은 공간을 필요로 한다. 한편, 각형은 공간면에서는 유리하나 보강재가 필요하다. 또한 일반적인 덕트내의 유속은 최대 12m/s가 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
⑥ 덕트의 열팽창수축에 대비하여 적절한 위치에 캔바스(Canvas)를 설치하고 점검이 필요한 댐퍼 부근에는 사람이 들어갈 수 있는 맨홀을 설치하는 것이 좋다.
4.4.6 유인송풍기
(1) 설치목적 : 평형통풍방식의 적용시 소각로내의 압력을 부압으로 유지시키기 위하여 설치하는 것으로 설치된 설비들 내에 배가스의 흐름을 평형하게 하고, 각설비별 배가스의 상태를 예측하게 하여 소각을 안정화 시키고, 각 시설의 성능을 향상하도록 하여 준다.
(2) 설비의 구성 : 유인송풍팬, 흡입 자동 댐퍼, VVVF 제어, 압력계, 차압계, 온도계, 베어링 냉각수 순환 등
① 고온의 가스취급에 적합하도록 설계되어야 하며, 입․출구에는 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지할 수 있는 팽창대(Expansion Joint) 설치를 고려하여야 한다.
② 유인송풍기 용량의 산정은 계산에 의해서 얻어진 최대 가스량의 15～30%, 최대 풍압의 10～20%의 여유를 두고 운전시에 항상 노내를 부압으로 유지할 수 있어야 한다.
③ 유인송풍기의 계산가스량 Q는 연소가스량 산출식에서 구하지만 일반적으로 다음과 같다.
Q = q1 + q2 + q3 + q4 (4.4-3)
여기서 q1 : 연소가스량 ( 폐기물 가연분 연소 발생 가스량 + 폐기물 수분증발량 + 과잉공기량)
q2 : 로온 제어를 위한 냉각용 공기량 (2차 공기 등)
q3 : 수분사 감온시 수분 증발량 (발생 수증기량)
q4 : 연소가스 처리계통에서의 유입 공기량 (반건식 반응탑의 액분무용, 활성탄 분무공기, 여과집진기의 탈진용 공기 등)
주) 연소가스의 감온을 폐열보일러와 같이 간접 접촉방식의 경우에는 q3는 고려하지 않는다.
④ 유인송풍기의 필요한 풍압 P(mmH2O)는 다음 식에 의하여 구한다.
P = (-P1 + P2 + P3 + ․․․․ + Pm + PT) × (1+Υ) (4.4-4)
여기서 P1은 노내압으로 약 -3 ~ -10 mmH2O 정도이다.
P2 ～ Pm 은 연소가스 냉각설비, 연소가스 처리설비, 덕트, 댐퍼 등의 압력손실이며, PT는 굴뚝입구의 정압 (통상 부압이지만 ±0 mmH2O로 계획하는 것이 바람직하다) 이다.
Υ는 여유율로 최대 풍압의 10～20%로 설계한다.
⑤ 유량조절은 가스량에 따라서 자동으로 제어되어야 하며 제어설비는 흡입댐퍼, 토출댐퍼, 유체커플링 및 가변속 구동장치 등이 있고 기동 및 정지를 중앙제어실 및 현장에서도 가능할 수 있도록 한다.
가. 토출댐퍼에 의한 방법
(가) 토출측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 토출측 저항을 변화시켜 흡입측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 개도 50%까지 풍량의 변화는 거의 없다.
(나) 축동력은 댐퍼를 완전히 열었을 때 동력곡선을 따라 변화한다.
나. 흡입댐퍼에 의한 방법
(가) 흡입측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 흡입측 저항을 변화시켜 토출측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 풍량의 변화는 토출댐퍼의 경우와 동일하다.
(나) 축동력은 흡입가스가 가벼워진 만큼 적어진다.
다. 유체 커플링에 의한 방법
(가) 송풍기와 전동기 사이에 유체커플링을 설치하여 커플링내의 유체압력을 송풍량에 비례하도록 제어하여 송풍기의 회전수를 변화시키는 방법
(나) 저부하시 축동력은 적어지며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
라. 가변속구동(VVVF)에 의한 방법
(가) 인버터(Inverter)를 사용하여 전동기의 회전수를 송풍량에 비례하도록 제어하는 방법으로 축동력은 대략 회전속도의 3승에 비례하여 변화한다.
(가) 효율은 공기량 80% 이하에서 양호하며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
⑥ 유인송풍기의 운전온도는 연소가스 처리설비의 형식, 송풍기의 설치위치에 따라 달라지나 보통 운전온도 150℃～200℃ 정도에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.
⑦ 유인송풍기는 고온의 가스취급에 적합하도록 열팽창을 고려하여 설계하여야 하며 고온상태에서 베어링의 윤활이 가능하도록 하고 전동기로의 열전달을 막기 위하여 냉각수 등에 의한 베어링의 냉각을 실시해야 한다.
⑧ 연소가스용 덕트의 재질은 일반적으로 일반구조용 압연강재를 사용하므로 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지하기 위하여 열팽창값 이상의 신축성을 갖는 팽창대(Expansion Joint)를 송풍기 입․출구에 설치하여야 한다.
⑨ 습식 또는 반건식 연소가스 처리설비를 채택할 경우에는 증발 수분에 따른 가스의 증가가 있고 백연발생의 방지 또는 저감을 위하여 고온의 공기를 주입할 경우에는 이를 고려하여야 한다.
⑩ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑪ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑫ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑭ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑮ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑯ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내·외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑰ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑱ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑲ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑳ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.7 연소가스 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소가스 이송덕트는 연소배가스를 각 단계별 연소가스 처리시설로 배가스를 유도하여 주는 역할을 한다.
① 고온 및 유해가스에 대한 열팽창, 부식, 진동 등에 대비하고, 특히 저온 배가스의 접촉부위에는 부식성가스와 결로에 의한 부식이 발생하기 쉬우므로 온도저하방지 및 화상방지와 내부식성을 위하여 적절한 내부식성 재질의 두께선정과 보온을 적용하여야 한다.
② 덕트는 용접강재로서 온도 및 부압에 충분히 견딜 수 있도록 하고, 외부공기의 유입을 방지하기 위하여 기밀을 유지할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 덕트내의 배출가스의 성상은 로에서 집진설비, 집진설비에서 유인송풍기, 유인송풍기에서 유해가스 제거설비, 유해가스 제거설비에서 굴뚝까지의 각 설비의 사이에 따라 온도와 압력, 유량 및 유속이 각각 다르기 때문에 위치별 온도에 따른 이송덕트의 규격을 변경하여 적용해야 한다.
④ 집진설비에서 유인 송풍기까지는 집진설비 앞과 비교해서 먼지는 적지만 높은 진공압이 걸리기 때문에 보강재에 의해 진동을 방지하는 것이 바람직하다.
⑤ 배출가스 덕트의 형상은 각형과 원형이 있으며 최대유속을 15 m/s 이하가 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 배출가스 덕트에는 일반구조용 압연 강재가 일반적으로 사용되지만 옥외 덕트의 경우에는 비․바람에 의한 노화를 방지할 수 있도록 내후성 강재를 사용하는 것이 좋다.
4.4.8 굴뚝
(1) 설치목적 : 높이에 따른 통풍력과 소각로에 의해 발생하는 모든 배출가스의 원활한 확산을 목적으로 설치한다.
(2) 설비의 구성 : 굴뚝, 측정구, 플랫포옴, TMS, 드레인 밸브, 사다리, 스파이럴 스테어, 전원설비, 피뢰침, 항공장애등, 맨홀 등
① 굴뚝은 통풍력, 배출가스의 대기확산을 고려하고 굴뚝 높이를 설계하고 상부내경은 공동현상(Down Draft), 세류현상(Down Wash) 및 적취현상(Whistling)이 발생하지 않도록 설정하여야 한다.
② 굴뚝 하부에는 배가스에 의한 부식 등에 대한 대책을 강구하고 청소구 및 응축수 배출구가 설치되어야 하며, 상부에는 낙뢰방지용 피뢰침과 항공장애등 등의 안전설비가 갖추어져야 한다.
③ 소각로는 유인 송풍기가 설치되어 있기 때문에 통풍력에 문제가 생기는 경우는 거의 없다. 콘크리트로 만든 굴뚝에서 내부에 내화 벽돌로 라이닝하는 경우에 굴뚝 내부의 풍압이 정압상태가 되면 배출가스가 누설되어 콘크리트 부식의 원인이 되기 때문에 굴뚝입구 풍압이 부압이 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
④ 확산력은 굴뚝높이가 높을수록, 배출가스 온도가 높을수록 또 방출속도가 빠를수록 커지게 된다.
⑤ 배출 속도는 30 m/sec 이상이 되면 피리소리 같은 적취현상(Whistling)을 일으키기 때문에 적어도 30 m/sec 이하로 하여야 한다.
⑥ 배출속도가 풍속의 2배 이하가 되면 연기가 수평이하로 배출되어 굴뚝 배면의 진공영역에 흡입되어 소위 세류현상(Down Wash)을 일으켜서 굴뚝이 손상되기 쉽다.
⑦ 굴뚝의 높이가 건물이나 부근 산 등의 2.5배 이하인 경우에 배출가스는 건물 등에 의해서 생기는 와류지역권에 들어가 소위 공동현상(Down Draft) 을 일으켜서 굴뚝 부근에 배출가스가 머물게 된다.
⑧ 세류현상이 발생할 경우 배출가스중에 함유된 산성가스(SOx, HCl 등)가 노점 이하로 냉각되어 굴뚝상부, 난간, 사다리 등과 접촉할 경우 부식을 초래하므로 굴뚝상부의 구조물은 내부식성 강제를 사용해야 한다.
⑨ 오염물질의 집중을 막기 위해서는 가스배출높이가 높을수록 유리하므로 연소가스의 배출온도 및 배출속도를 크게 하여 배출가스의 유효 배출높이를 크게 하는 것이 바람직하다.
⑩ 실제로 오염물질의 확산이 이루어지는 유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이와 배출물질의 상승높이의 합으로 계산된다.
He = H + (Ht + Hm) (4.4-5)
여기서 H : 실제 굴뚝높이, m
Hm : 연기의 운동량에 의한 상승높이, m
Ht : 연기의 온도, 밀도차에 의한 연기의 상승높이, m
He : 유효 굴뚝높이, m
온도차로 인한 부력에 의해 상승되는 높이(Ht)는 부력(F)과 주변풍속, 대기안전도(S)의 관계에서 구한다.
또한 연기의 배출속도로 인한 운동력에 기인하는 상승높이(Hm)는 배출속도(Vs), 풍속(U), 굴뚝의 직경(D)에 의하여 결정된다.
⑪ 굴뚝으로 배출되는 배출가스가 공기중에 확산되어 비산하다가 다시 땅으로 낙하하여 확산이 잘 이루어진 경우에는 오염물질이 넓은 지역에 골고루 확산되어 이로 인한 피해가 적지만 굴뚝의 배출높이가 낮을 경우 특정한 곳에 집중적으로 낙하하여 그 영향이 매우 크게 된다. 따라서 거리별 오염물질 착지농도를 산출하여 최대 착지농도 지역의 오염물질 농도가 가급적 낮게 하여 특정거리에서의 착지농도를 최소화하는 것이 바람직하다.
⑫ 오염물질의 확산을 위해서는 굴뚝높이를 가급적 높게 하는 것이 유리하지만 지형적 여건, 법적 여건, 시공비용 등의 제약조건에 따라 그 높이가 제한될 경우에는 연소가스 재가열기를 설치하여 연소가스온도를 상승시키거나 적취현상이 발생되지 않는 조건하에서 굴뚝 배출구 직경을 작게 하여 배출가스 유속을 증가시킨다.
⑬ 집합형은 운전 로수에 따라 배출속도가 변화하는 것을 막을 수는 있지만 가격은 고가이다. 따라서 굴뚝의 선정은 확산 등의 기능성과 경제성을 충분히 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
⑭ 굴뚝의 내부는 강판재의 경우 직접 내화물로 라이닝하나 콘크리트의 경우는 열팽창과 단열성을 높이기 위해 외측에는 공기층으로 내측에는 벽돌로 라이닝 한다.
⑮ 라이닝은 배출가스에 의한 콘크리트 또는 강판의 부식을 방지하기 위해 굴뚝 전체에 걸쳐 하는 것이 바람직하다. 굴뚝에는 배출되는 배출가스의 성상을 분석할 수 있는 측정구 및 보수용 사다리, 발판 등이 적절히 설치되어야 한다. 이때 측정구 위치는 굴뚝입구에서 굴뚝직경의 8배 이상의 높이, 굴뚝 출구에서 굴뚝직경의 2배 이하에 설치한다.
⑯ 굴뚝자체의 보수 및 굴뚝에 설치된 피뢰설비, 측정용구 등을 보수할 수 있도록 하부에서 상부까지 접근할 수 있는 사다리 또는 엘리베이터를 설치하여야 하며 사다리를 설치할 경우 추락사고 방지 및 휴식을 취하기 위한 난간을 약 10 m 단위로 설치하여야 하며 계단은 난간에서 서로 엇갈리도록 설치한다. 특히 계단이 굴뚝 내부에 설치되어 시야 확보가 곤란할 경우에는 별도의 조명설비를 구비한다.
⑰ 굴뚝하부에는 연소가스중에 포함된 미량의 먼지가 중력에 의하여 낙하되어 쌓이게 되므로 먼지를 청소할 수 있는 청소구를 구비하여야 하며 소각로의 운전정지시 굴뚝 내부 수분응결에 의한 응축수 및 굴뚝을 통하여 유입된 빗물 등을 배출할 수 있는 응축수 배출구를 설치한다. 이때 발생되는 응축수 및 빗물은 굴뚝내의 먼지 등에 의하여 오염되므로 폐수처리 시설로 배출하여야 한다.
⑱ 굴뚝상부에는 낙뢰에 대비하여 피뢰침을 설치하여 낙뢰시 건축물 및 인원을 보호한다. 이때 피뢰접지는 타설비 보호를 위하여 기기 접지와는 별도로 개별 접지를 실시하여야 한다.
⑲ 굴뚝은 높이가 높은 구조물로서 항공기 운항에 장애를 발생시킬 수 있으므로 항공법 및 관련법규에 따라 외부 페인트 또는 항공장애등을 설치해야 한다.
4.4.9 측정·자동기록설비
(1) 설치목적 : 연소관리를 위한 노내온도, 노내압력, 연소실의 출구온도와 대기오염 방지시설 중 최초집진시설의 입구온도 등을 연속적으로 측정ㆍ기록할 수 있는 설비를 설치하며, 먼지, 진동, 열 등에 의하여 영향을 받지 않도록 하여야 하며, 대기오염방지시설 등의 운전상태를 측정할 수 있도록 각 시설의 입출구에 측정공 및 측정작업 공간을 설치하여야 한다.
(2) 관리 대상 : 최적연소관리, 소각관리, 온도 관리, 연소 관리, 오염방지 관리, 설비관리 등
① 연소관리는 현재 지시된 운전 데이터에 따라 즉시 연소관리를 수행하고, 일정기간의 운전기록 데이터에 따라 당시의 연소상태를 파악하여 차후 연소관리의 기본 자료로 활용한다.
② 노내온도, 노내압력, 연소실 출구온도, 최초 집진시설 입구온도 등은 오염물질(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 다이옥신 등) 배출과 밀접한 관계를 갖고 있으므로 연속적으로 측정 및 기록할 수 있는 설비를 갖추어 오염물질 배출량과 당시의 연소조건을 분석함으로써 오염물질 배출량을 최소로 관리하도록 한다.
③ 소각로 및 연소가스 계통에 설치된 계기류는 고온, 진동, 먼지, 산화성 분위기 등에 노출되어 계기의 고장이나 오작동의 원인이 되므로 고온 및 진동에 충분히 견디며 내산성이 양호한 재질을 선택하여야 하며 먼지의 부착으로 인한 문제를 해결할 수 있도록 세척공기의 연속공급 및 주기적인 청소를 하도록 한다.
④ 최종가스 배출구인 굴뚝에서 오염물질의 최종 배출농도를 측정․관리한다.
⑤ 각각의 시설 입․출구에 적절한 크기 및 수량의 측정공을 설치하여 주기적으로 측정한다.
⑥ 각 측정공의 주변에는 측정에 필요한 장비의 설치 및 측정 작업이 가능하도록 접근로 및 공간을 확보한다.
4.5 연소가스처리 설비
4.5.1 연소가스처리 설비의 구성
(1) 구성목적 : 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 설비의 구성에 따라 배출가스 처리 성능이 변동되도록 최신의 안정된 방지설비로 구성하여야 한다.
① 소각로+보일러+반건식 반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+SCR(촉매반응탑)+배출
② 소각로 +보일러+활성탄 분무장치+전기집진기+흡수탑+재가열기+배출
③소각로+SNCR(무촉매반응탑)+보일러+반건식반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+흡착탑+배출
① 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 지역별 배출 기준에 따라 최적의 설비 시스템 구성을 선정하여야 한다.
② 소각로 배출가스의 경로 및 폐수처리 등과의 상호영향등과 제거 대상 오염물질의 종류 및 제거효율등에 따라 최적의 설비 구성을 하여야 한다.
③ 소각로 배출가스 처리는 크게 먼지제거, 유해산성가스제거, 질소산화물 제거, 다이옥신류 제거등으로 나눌수 있다.
④ 소각시설에서 먼지제거는 전기집진기, 여과집진기가 대표적으로 사용된다.
⑤ 소각시설에서 산성유해가스 제거는 염화수소 및 황산화물 제거법으로 습식법(충진법, 살수세정법, 벤츄리세정탑등), 반건식법(반건식반응탑), 건식법(노내분무 및 연도분무)등이 있다.
⑥ 질소산화물 제거는 선택적촉매환원법(SCR)과 선택적비촉매법(SNCR)이 있다.
⑦ 단위장치들의 적절한 조합으로 집진기 전단이나 산성가스 제거 설비 전단에 활성탄을 분무하여 흡착한 활성탄을 제거하므로써 다이옥신류 제거한다.
4.5.2 집진설비
(1) 설치목적 : 집진설비 이전에 활성탄 분무시설로 다이옥신 등을 흡착한 활성탄 또는 소각로 배출가스 중 먼지를 포괄적으로 제거하는 설비
① 여과집진기 : 댐퍼, 케이싱, 백필터, 디퓨저, 에어펄스 제트, 에어해더, 솔밸브 유닛 등
② 전기집진기 : 댐퍼, 케이싱, 맨홀, 정류판, 집진판, 방전극, 정류판 해머링, 스크레이퍼 크레인, 스크류 컨베이어, 방전극 서프트, 방전극 해머링, 애자 등
① 여과 집진기 : 필터에 가스를 통과시켜 먼지를 분리하는 설비
가. 적용범위
(가) 대상먼지(μm) : 100~0.1
(나) 집진효율(%) : 90~99.9
(다) 압력손실(mmH2O) :100~200
(라) 설비비 : 중
(마) 운전비 : 중
나. 백필터 사용을 위한 온도에 대한 사용범위와 정기적인 여과포 교환 및 유지보수등에 문제가 있으나, 반건식반응탑과 구성하여 염화수소(HCl)등의 유해산성가스를 제거할 수 있는 2차 반응기 역할을 할 수 있다.
다. 탄소섬유 등 양도체 먼지까지 처리 가능하므로 제거효율이 높다.
라. 수분이 많은 가스에 부적당하며, 온도조건에 제약을 받는다.
마. 일부 중금속을 처리한다.
바. 집진된 먼지의 탈진을 위해 방식은 기계진동식, 역기류 탈진식, 펄스제트식 및 블루우튜브형 탈진 시스템 등이 있다.
사. 여과집진기 성능 영향인자는 여과속도, 여과포의 성능, 압력손실등이 있으며, 집진율의 최대 영향인자는 여과속도로 가스 중 먼지의 밀도, 입경, 계획 집진율 및 여과방식에 따라 차이가 있다. 일반적으로 직포에 의한 입경 1 μm 전후의 미세한 입자의 포집시 겉보기 여과속도는 1～2 cm/s정도이고 부직포의 경우는 4～7 cm/s로서 운전되고 있다.
아. 여과포 선정은 처리가스의 성상 및 탈착방식에 따라 내열성, 내산성, 내알카리성, 흡습성 및 강도등을 고려하여 선정해야 한다.
표 4.5-1

여 과 재

최대허용온도, ℃

화 학 적 내 성

내 산 성

내알칼리성

면(Cotton)

82

나쁨

양호

모(Wool)

93

양호

나쁨

나일론(Nylon)

93

나쁨

양호

폴리프로필렌(Polypropylene)

93

우수

우수

올론(Orlon)

127

양호

보통

데크론(Dacron)

135

양호

보통

노멕스(Nomex)

204

보통

양호

테프론(Teflon)

232

우수

우수

유리섬유(Glass fiber)

260

우수

나쁨
② 전기 집진기 : 먼지를 코로나 방전에 의해 하전시킨 후 쿨롱력을 이용하여 집진
나. 유지보수가 용이하고 적용온도범위가 넓은 장점이 있으나, 가스성상 변화에 대한 적응성과 250~400℃ 사이의 운전시 다이옥신 재합성에 대한 불리한점이 있으나, 냉각과정에서의 온도조절이 가능하다.
다. 집진효율이 높고, 압력손실이 낮아 유인송풍기의 동력이 저게 들어 운전비가 적게드는 장점이 있다.
라. 탄소섬유 등 양도체 먼지의 집진효과가 없어 처리에 한계가 있다.
마. 전기집진기는 전극의 세정방식에 따라 건식과 습식으로 구분된다. 습식 전기집진기는 집진판에 부착된 먼지를 물을 이용하여 제거되며, 제거된 물은 폐수처리설비 또는 재처리 설비등으로 보내어 재순환하도록 되어 있어 추가 설비가 필요하다.
바. 처리 가스량 증가시 가스의 유속의 증가와 먼지입자의 재비산등으로 집진효율이 크게 떨어지는 부분이 있다.
사. 집진효율을 높이기 위해 넓은 공간에 가스가 균일하게 흐르게 해야 하므로 가스의 편류를 방지할 수 있도록 입구 및 출구 형상을 고려하여 정류판을 설치해야 한다.
아. 먼지의 입자직경이 작으면 집진극으로 향하는 입자의 이동속도가 느려져 집진효율은 감소하게 된다.
자. 일반적으로 집진부에서의 지역적 가스유속은 다양하나 설계시에는 총유량과 집진기 단면의 유량으로부터 계산된 평균값을 사용한다. 이상적인 조건에서 비산재 등의 한계가스유속은 1.5～2m/s정도이나 경우에 따라 더 높을 수도 있다.
③ 집진기 선정시 먼지 특성에 따른 검토 사항
가. 먼지 중에 염류가 많이 포함되어 있어 흡수성이 크므로 냉각시 고착이 쉽다
나. 부피 및 비중이 작고 가볍다.
다. 큰 먼지는 연소가스 냉각설비 등의 비교적 유속이 느린 부분에서 침강되므로 먼지의 평균 입경이 작다.
라. SOx, HCl 등이 가스 중에 포함되어 있어 부식을 유발하므로 가스 온도를 고려해야 한다.
마. 다이옥신류 재합성을 피하기 위한 온도범위를 고려해야 한다. (다이옥신 최적 생성 온도 250~400℃ 전후)
4.5.3 유해가스 제거설비
(1) 설치목적 : 배출가스 중의 유해가스 또는 유해물질(염화수소, 질소산화물, 황산화물, 미량유기화합물 및 중금속 등)의 발생을 최소화하고 발생된 가스를 처리하는 설비
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법(노내분무식, 연도분무식), 반건식법(흠수건조반응탑), 습식법(충진탑, 살수세정탑, 벤츄리세정탑)
② 질소산화물 제거 : 연소제어법, 배출가스 처리법(건식법)
③ 다이옥신류 제거 : 연소가스 냉각장치, 집진장치, 유해가스 처리장치, 질소산화물 처리장치, 활성탄 주입장치, 후처리장치 조합에 의한 다이옥신류 처리등
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법, 반건식법 및 습식법
(가) 염화수소의 제거와 더불어 황산화물도 제거되는데 황산화물의 제거효율은 일반적으로 염화수소 제거에 비해 낮은 점을 주의해야 한다.
(나) 용제의 주입량을 증가시켜 제어성능을 향상시켜야 하는데 경제성 및 반응생성물 처리비등을 고려하여야 한다.
(다) 노내분무식은 노내 및 냉각설비 후단, 집진기 전단에 석회, 탄산칼슘, 돌로마이트 등을 분사하여 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
(라) 연도분무식은 연돌에 소석회 분말을 분사하여 고체-기체반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
(가) 염화수소 제거효율이 높아지는 경향
㉮ 장치입구의 염화수소 농도가 높은 경우 제거효율이 높아진다.
㉯ 사용 반응제의 당량비가 큰 경우 제거효율이 높아진다.
㉰ 반응제와 가스의 혼합접촉이 양호한 경우
(나) 효율 영향 인자는 분무액적직경, 슬러리 분사속도, 입·출구 온도, 유량비, 반응기내 체류시간, 배출구 덕트 크기등이 있다.
(다) 반응탑내에 소석회슬러리를 분무하여 반응기 상부에서는 액체-기체, 하부에서는 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
(라) 염화수소 제거율은 집진기로서 전기집진기가 사용되는 경우에는 85%, 또는 그 이상이고, 여과집진기가 사용되어지는 경우 필터표면에 소석회의 여과층이 형성되므로 높은 제거율(95%이상)을 얻을 수 있다.
(가) 배출가스를 대기에 배출하기 전에 세정액으로 세정시키는 방법으로, 가스의 출구온도를 약 70℃ ~ 50℃ 정도로 냉각시킴과 동시에 흡수액을 배출가스와 접촉시켜 산성유해가스를 제거한다.
(나) 기체와 액체의 접촉방식에 따라 살수세정식, 벤츄리식, 충진탑식 등이 있고 산성유해가스의 제거율은 95% 이상을 기대할 수 있다. 가스상 물질은 물론 입자상 물질의 처리가 가능하다는 이점이 있는 반면, 운전유지비가 높고 큰 압력손실로 인한 에너지 비용이 높으며, 액상폐수 처리등의 문제점이 있다.
(다) 세정탑 내에는 배출가스와 흡수액이 혼재하고 있어 부식이 발생되기 쉬운 조건으로 세정탑 재질 및 유지․관리를 검토해야 한다.
(라) 출구의 배출가스는 습도가 증가되어 포화습도상태로 되며 대기에 방출되어 백연을 생성한다. 따라서 아래와 같이 백연발생억제를 검토해야 한다.
㉮ 배출가스를 덕트, 버너 및 증기식 가열기 등을 이용하여 가열한다.
㉯ 배출가스에 온풍을 혼합한다.
㉰ 배출가스를 대량의 냉수로 세정시켜 과냉각, 감습시킨다.
(마) 배출수는 배출허용 기준치 이하로 처리하여 방류하거나 무방류 방식으로 증발 건조시켜 고형염(NaCl 등)으로 처분해야 한다.
② 질소산화물 제거
가. 연소시 질소산화물 제거방식은 연소제어법과 배출가스 처리법(건식법)이 있다.
(가) 연소제어법
㉮ 연소공기 제어(1,2차 공기)
㉯ 생활폐기물 성상에 따른 건조-연소-후연소 공정의 조절
㉰ 연소상황 감시에 따른 운전부하 조절
㉱ 화격자의 진행속도 조절 및 2차 연소공기의 분사각도, 유속조정, 노즐배열 등의 방법이 있다.
(나) 배출가스 처리법(건식법)
㉮ 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
- 촉매를 사용하여 250℃이하에서 질소산화물(NOx)을 물(H2O)과 질소(N2)로 환원하는 방법으로 연소가스 재가열 버너로 촉매 반응온도를 제어해야 한다.
- 배출가스의 처리과정은 먼저 암모니아를 환원제로서 분무하고 촉매를 이용하여 NOx의 환원반응이 비촉매환원법에 비해 효과적으로 암모니아 사용량이 적다.
- 암모니아 독성과 부식성이 강한 위험물 약품으로 위험물 안전관리 기준에 맞게 시설을 설계해야 한다.
- 촉매 막힘 방지와 반응성을 높이기 위해 먼지를 제거한 전기집진기, 여과집진기 후단에 설치한다.
- 촉매는 보통 티타늄과 바나듐 산화물의 혼합물(V2O5-TiO2)이고 그 외에도 MoO3(molybdenum trioxide), WO3(tungsten trioxide)계의 촉매 등이 있으며, 형태로는 하니컴형과 펠렛형이 있다. 또한 촉매에 따라 SCR의 최적온도범위는 달라질 수 있다.
㉯ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)
- 선택적 비촉매환원법은 소각로 내에 직접 암모니아 또는 요소수 등을 분사하여 질소산화물을 환원시키는 방법으로 반응제는 2차 연소실 후단 고온영역에 투입한다.
- 온도가 850~950℃인 지역에 암모니아 또는 요소수를 분사하면 요소가 암모니아와 이산화탄소(CO2)로 분해되고 암모니아는 연소가스중의 일산화질소와 반응하여 질소로 환원하며, 보통 질소산화물 제거효율은 약 40~70% 정도이다.
- 지나치게 많은 요소를 분사하면 미반응 암모니아가 잔류하여 굴뚝에서 배출되는 과정에서 염화수소와 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)연기가 되어 수증기와는 이질적이며 잘 사라지지 않는 백연을 발생시킬 수 있다. 또한 여과집진기에는 백필터의 눈막힘 현상이 발생할 수 있으므로 과다하게 많이 사용해서는 안된다.
- 분무노즐의 설치위치, 분무속도, 간격 등에 대한 고려가 필요하며, 유체의 유동해석 및 화학반응해석을 통하여 시뮬레이션을 해봄으로써 시스템의 최적화를 도모하여야 한다.
- 노즐 선단부는 고온 연소가스에 의한 손상 또는 먼지부착 등으로 이상분무를 일으킬 수 있으므로 주기적으로 점검 및 교체를 검토해야 한다.
③ 다이옥신류 제거 : 연소후 제어 핵심 개념은 다이옥신 재합성 250~400℃ 온도구간을 피하고, 보일러 등의 장치에서 체류시간을 최소화한다.
가. 연소가스 냉각장치
㉮ 250～400℃ 온도구간에서의 가스 체류시간이 최대한 단축되도록 급냉
㉯ 보일러 전열면과 공기예열기 등에서 먼지퇴적 억제
㉰ 보일러 출구 배출가스 온도 저온화
(나) 집진장치
㉮ 집진기 입구온도를 200℃ 이하가 되도록 요구
㉯ 집진기 전에 활성탄을 투입하여 다이옥신류를 포집, 흡착하여 제거하는 방법
(다) 유해가스 처리장치
㉮ 습식, 반건식, 건식으로 나누어 볼 수 있는데 소석회와 활성탄을 혼합 투입하거나 개별 투입함으로써 다이옥신류도 함께 저감
㉯ 건식 및 반건식 반응탑과 여과집진기를 연계하고 중간에 활성탄을 투입하는 공정이 많이 이용
(라) 질소산화물 처리장치
㉮ SNCR공정은 주입한 암모니아가 염소의 활성도를 억제하기 때문에 다이옥신류의 제어에 간접적으로 일부 효과가 있음
(마) 활성탄 주입시설
㉮ 활성탄은 비표면적이 크고 높은 흡착특성이 있기 때문에 배출가스 내에 활성탄을 주입함으로써 다이옥신류 뿐만 아니라, 수은, 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 유해물질을 흡착 제거할 수 있다.
㉯ 활성탄 흡착방법은 2가지 형태로 적용되고 있다.
- 덕트(배출가스 온도 150～200℃)내에 활성탄 분말을 분사하고, 다이옥신류가 흡착된 활성탄을 후단의 여과집진기에서 여과하여 제거하는 방법
- 반건식 세정탑에서 소석회슬러리(200～230℃)와 함께 활성탄을 분무하는 방법
㉰ 다이옥신류 제거효율은 활성탄과 유해가스의 접촉시간이 길고, 활성탄이 미세할수록 효율이 높아진다. (활성탄 입도 50mg/Nm3)
(바) 후처리 장치의 조합에 의한 다이옥신류 처리
㉮ 후처리장치 중 단지 하나의 장치로는 다이옥신류를 적절히 제어할 수 없기 때문에 후처리장치를 적절히 조합하여 제어해야 하는데 설치비용, 처리효율, 공간상의 제한, 주변 배출가스처리장치와의 조화 등의 여건을 고려하여 최선의 방도를 마련해야 한다.
㉯ 반건식반응탑(Spray Dryer Reactor)+여과집진기(Fabric Filter)의 조합 : 다이옥신류, 산성가스 및 중금속성분등의 제거효율이 높음
㉰ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR) + 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
4.6 폐수처리 설비
(1) 설치목적 : 소각시설에서 배출되는 배출수의 처리를 계획할 때에는 배출수 처리에 대해단독 처리 및 하․폐수처리장등 연계처리 방안등을 종합적으로 검토하여 처리계획을 수립하여야 한다.
(2) 배출수 종류 : 폐기물 저장조 고농도 배출수, 배출가스 세정수, 순수장치 농축수, 보일러 블로우다운수, 세차 배출수, 생활용수 등
① 소각시설 배출수에 대한 단독처리는 신규의 투자가 발생하므로 인접 지역 하․폐수종말처리장에 연계처리하는 것을 검토해야 한다. 또는 주변시설의 배출수와 연계처리 하는 방안을 종합적으로 검토해야 한다.
② 배출수의 종류와 양, 처리수의 처리 목적, 배출수의 특성 등을 고려하여 종류별 차집과 처리 목적에 적합한 공정을 수립하여야 한다.
③ 배출수 발생을 최소화하기 위한 방법을 모색하여야 하며 처리수의 재이용을 최대화하여 방류수를 줄일 수 있도록 하여야한다.
④ 배출수를 처리한 후에 방류할 때에는 법적 규제치에 맞게 처리해야 한다.
⑤ 폐기물 저장조 고농도 배출수
가. 폐기물 자체에 함유되어 있는 것으로 침출수라 칭한다.
나. 폐기물 저장조에서 배출되며 유기물 함량이 매우 높고 염의 농도도 매우 높은 악성 폐수이다.
다. 반입되는 폐기물 양의 3~5%정도이며, 계절적 발생량의 변동이 크며 수질의 변화도 매우 크다.
라. 폐기물 저장조 고농도 배출수는 유기성 물질의 농도가 높은 배출수로서 계절적 변동이 심하지만 양은 비교적 소량이기 때문에 소각로에 직접 분사하여 고온 산화처리하는 것을 원칙으로 하되 발생량이 많은 시기에는 하·폐수종말처리장등 다른 처리시설에서 이송처리하는 방법을 충분히 검토·협의 하여야 한다.
마. 처리방법
(가) 소각노내 분사
(나) 하·폐수 처리장으로 이송처리
(다) 단독처리
㉮ 증발·건조
㉯ 생물학적 처리
㉰ 다른 배출수와 혼합처리
⑥ 배출가스 세정수
가. 연소가스중의 산정가스 제거를 위하여 대부분 알칼리 용액을 분사하여 발생되는 폐수이다.
나. 연소가스중의 수분이 냉각 응축되며 발생된 수량과 산성가스와 알카리 용액의 효율적인 반응을 위하여 알카리 용액을 일정량씩 공급해줌으로써 발생되는 세정수로 pH 5~6 정도의 약산성을 나타내나 중성의 범위에서 운전하는 공정도 있으므로 채택된 공정 특성을 파악하여 결정하여야 한다.
다. 세정 배출수는 소각설비 배출수중 비교적 많은 양을 배출하므로 소각설비 규모에 따라 단독 처리 공정을 선정하는 것이 유리할 수 있다. 그러나 소각설비 규모가 작아 배출수량이 적을 경우에는 소각설비의 다른 배출수와의 혼합처리를 검토하도록 한다.
라. 중금속의 농도가 높으므로 중금속의 제거를 위한 공정을 선정하여야 하며, 특히 킬레이트 수지탑을 이용할 경우 수지탑 인입 전 부유물질의 농도가 제한되므로 전 공정에서 부유물질을 충분히 제거하여야 한다.
마. 처리수의 수질은 배출허용기준, 하․폐수처리장 유입 수질 기준, 재이용을 위한 수질 등으로 구별될 수 있으며 이것은 세정 배출수에 국한되지 않으며 소각설비 배출수에 공통적인 사항이다. 따라서 목표로 하는 수질에 따라 처리 공정을 선정하도록 한다.
바. 처리공정의 예를 들면 금속류가 여러 가지 혼합되어 있을 경우 종합적 처리 공정을 선정한다. 일반적으로 중화+응집침전법을 주로 하여 보조적인 수단으로서 산화, 환원, 여과, 흡착 등을 조합하여 사용한다.
⑦ 순수장치 농축수
가. 보일러수, 기기 냉각수 등으로 연수 또는 이온교환수가 사용되는데 이 설비의 재생시 발생되는 배출수를 말한다.
나. 시상수 등을 원수로 사용할 때는 위의 설비에 의한 것만 발생되나 원수의 수질이 불량하여 전처리 공정이 필요한 경우 전처리 설비에 의한 배출수도 포함될 수 있다.
다. 연수설비의 배출수는 염화나트륨 용액이며, 이온교환수의 배출수는 산성 용액과 알카리성 용액이 교대로 배출된다.
⑧ 보일러 블로우다운수
가. 연소가스의 냉각 및 폐열 회수를 위하여 보일러가 설치되는 경우 보일러 내부의 수질을 유지하기 위하여 일정량의 물을 빼주는 블로우 다운수를 말한다.
나. 보일러의 운전 압력에 따라 차이가 있으나, 알칼리성이며 용존염류의 농도가 높다.
다. 일반적으로 보일러 배출수량은 스팀 발생량의 3～4%정도이며 소각설비의 배출수중 비교적 많은 양을 차지한다.
라. 보일러 배출수는 일반적으로는 블로우다운 탱크가 있어 냉각 배출된다. 단독으로 처리할 때에는 알카리성을 띄고 있으므로 중화 처리하여야 하나 소각설비의 기타 배출수와 혼합처리 하는 것이 일반적이다.
⑨ 물분사 배출수 및 소각재 배출수
가. 물분사 배출수 및 소각재 배출수의 수량․수질은 시설에 따라 다르기 때문에 일반적인 양과 수질을 설정하는 것은 어려우므로 설비의 구성에 따라 사전조사를 하여 결정하여야 한다.
나. 간헐적으로 배출되는 배출수를 저장조에 저장하여 이후의 공정이 연속적이고 정량적으로 될 수 있도록 하고 다음에 알칼리 응집침전에 의해 부유물질 등을 제거한다. 수분사 노즐 등에 스케일 고착을 방지하기 위해서 여과장치를 설치하여 여과처리한 후 재이용 수조에 저장시켜야 한다.
다. 소각재 배출수는 무기성 폐수로 인식하기 쉬우나 실제 유기물질의 농도가 매우 높은 경우가 대부분이다. 그 이유는 폐기물을 투입할 때 화격자 틈새나 저장조 하단으로 연소되지 않은 폐기물이나 침출수가 배출되기 때문이다. 따라서 소각재 배출수는 반입장 청소수 등과 같이 유기성 배출수로 구분하여 생물학적 처리 등의 적절한 공정을 선정하여야 한다. 또한 부유물질의 농도가 높으므로 만약 단독 처리한다면(일반적으로는 다른 배출수와 혼합하여 처리함) 부유물질 제거를 위한 전처리 공정을 거치는 것이 좋다.
라. 소각재 배출수는 단독으로 처리하거나 처리수를 재사용하지는 않는다. 부득이 단독 처리 후 재사용 한다면 부유물질을 충분히 제거하여 배관 및 노즐 등에 스케일이 형성되는 것을 최소화하여야 한다.
⑩ 세차 배출수
가. 폐기물 차량의 세차때 발생하며 세차 방법, 세차시간, 세차기기의 규모, 차량의 크기 및 종류에 따라 특성이 차이가 있다.
나. 폐기물 차량은 세차시 유기물질이 많이 함유된 폐수를 배출하므로 단순 물리적 처리로는 재순환이나 방류가 불가능하다. 또한 단독으로 생물학적 처리 설비를 갖추는 것은 규모나 경제적인 측면에서 부적절한 경우가 많으므로 소각설비내의 다른 배출수와 혼합 처리하는 방안을 검토하도록 한다.
다. 세차 배출수를 단독 공정으로 처리할 때에는 스크린, 침사지, 그리스 트랩(Grease Trap)도 설치한다. 경우에 따라서는 위의 단독처리 외에 다른 폐수와 함께 생물학적인 처리를 하는 것이 적합한 경우도 있다.
⑪ 생활용수
가. 소각설비 관리 요원, 방문객 등의 일상 활동에 의해 발생되는 것으로 상주인원 및 방문객을 고려하여 계획한다.
나. 일반적으로 정화조를 설치하여 인근 하수 처리장으로 유입시킨다.
다. 단독 혹은 다른 배출수와 함께 처리하여야 한다면 유기성 폐수로 구분하여 생물학적 처리 공정을 거치도록 한다.
4.7 여열이용 설비(터빈설비)
4.7.1 열 및 온수공급설비
(1) 설치목적 : 폐기물 소각시 발생되는 다량의 고온 연소가스의 열에너지를 회수하여 이용하는 설비
(2) 설비의 구성 : 이코노마이저, 증기가열온수기, 급탕설비, 온풍기, 흡수식 냉동기 등
① 소규모 열이용 방식 : 소규모 소각시설내의 공장동 및 부속건물에 급탕, 난방등에 이용
② 중규모 열이용 방식 : 소각시설로부터 회수된 열량이 증기발전을 하거나, 처리장내 부속건물에 급탕, 난방에 사용하고 여분은 인근 복지센터 수영장 또는 사우나 시설등에 여열을 공급하는 방식
③ 대규모 열이용 방식 : 배가스의 보유열량을 전량 보일러로 회수하여 온수나 증기로의 열공급, 발전, 발전과 열공급의 병행등으로 공급하는 방식
④ 고온의 증기와 물을 사용하는 설비이므로 연결부위에서 누수가 될 경우 운전원에게 손상을 입힐 수 있으므로 안전 여부를 고려해서 설계해야 한다.
⑤ 증기가 응축될 경우 발생할 불응축성 가스 배출장치에서 고도하에 배출될 경우 증기의 손실을 가져오며 너무 적게 배출될 경우 열교환이 잘 이루어지지 않으므로 밸브를 조작하여 적정한 양이 배출되도록 조정한다.
⑥ 보수시에는 튜브에 누적된 이물질이나 스케일을 제거하여 전열면에 이상이 없도록 한다.
4.7.2 터빈설비
(1) 설치목적 : 폐열보일러에서 발생된 고온, 고압의 증기를 이용하여 전기를 생산하는 설비
(2) 설비의 구성 : 고압증기 해더, 감압감온장치, 증기터빈, 발전기, 입구밸브, 배기밸브, 조속기, 증기트랩, 스테레이너, 과속도 안전장치 등
① 발전기 운전방식은 수전계통과 병렬 운전되도록 한다.
② 발전기 전압은 고전압 급으로 계획한다.
③ 발전기는 보수성, 조작성 및 효율 등을 고려하여야 한다.
④ 증기터빈의 출력 제어방식은 발전전력의 역송전 여부에 따라 적절히 선정한다.
⑤ 수전계통의 사고 등에 의해 정전될 때 관련법과 안전확보 및 운영상 필요한 최소부하에 공급할 용량의 설비가 갖추어져야 한다.
⑥ 전력계통에서 주요 감시대상을 선정하여 운전상황을 감시․제어하도록 한다.
⑦ 스팀 터빈을 이용한 발전 효율은 증기의 작동압력과 온도에 의해 결정된다. 폐기물 소각의 경우 배가스에 포함된 산성가스와 비산재 성분으로 인한 고온 부식을 피하기 위하여 증기압력은 최대 40기압, 과열증기의 온도는 400℃ 내외까지 생산하는 것이 일반적이며, 이에 따른 폐기물 발열량 대비 발전효율은 20～25% 수준까지 가능하다.
⑧ 배압터빈
가. 증기터빈 출구에서 배출되는 증기가 저압증기(0.2~1.5 kg/cm2G)인 터빈을 말한다. 배압터빈에서 배출된 증기를 다시 여열이용의 열원으로 사용할 수도 있고, 또한, 배압터빈의 도중에서 뽑아낸 증기를 여열이용의 열원으로 사용하는 방법도 있다.
⑨ 복수터빈
가. 증기터빈 출구의 증기를 복수기에서 복수시켜 고진공(500～3,000 mmH2O)으로 하고 증기를 터빈 내에서 충분히 팽창시켜 증기의 열낙차를 크게 함으로써 발전효율을 높인 터빈으로서 배압터빈보다 높은 발전량을 얻을 수 있다.
나. 복수터빈 출구에서 배출되는 증기 열원(약 30～45℃)을 이용하여 히트 펌프에 의해 지역냉난방을 수행하고 있다.
4.8 소각재 반출설비
4.8.1 소각재
(1) 정의 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로 바닥재와 비산재 2가지로 분류한다.
(2) 소각재의 특성
① 바닥재 : 소각로 하부로 배출되는 입자가 크고 일반적으로 유해물질을 함유하고 있지 않으므로 사업장일반 폐기물로 취급된다. 주요 구성성분은 입자가 큰 불연물질로 돌, 쇠붙이, 유리병, 깡통등이 포함된다.
② 비산재 : 폐열보일러 및 연소가스 처리설비등에서 포집되는 미세먼지로써 중금속, 다이옥신등의 유해물질 함유 가능성이 높아 일반적으로 지정폐기물로 분류한다.
③ 바닥재, 비산재 분리배출 및 처리방안 :
가. 바닥재와 비산재는 별도로 분리 배출 및 저장할 수 있는 설비를 구비하여 바닥재는 일반폐기물로, 비산재는 지정폐기물로 관리하여야 한다. 다만, 비산재를 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험하여 기준치 이내인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있다.
나. 비산재는 용융·고화 등의 중간처리 방법을 거쳐 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험결과 일반폐기물인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있거나, 중간처리를 거쳐 재이용·재활용할 수 있다.
4.8.2 소각재 냉각장치
(1) 설치목적 : 후연소후 발생되는 소각재를 원할히 배출하기위해 냉각처리하는 설비
(2) 설비의 구성 : 냉각수 수조, 보충수 공급관, 등
① 바닥재 냉각장치는 소각재 등을 소화와 냉각을 시키면서 노내에 유입되는 공기를 차단하는 구조로 내부에 재반출 장치를 설치할 수 있는 용량을 가지는 동시에 소각재 등을 원활하게 이송할 수 있어야 한다.
② 바닥재 냉각장치는 습식법과 반습식법이 있으며, 수조내의 재 축출방법에 따라 방식을 적용해야 한다.
③ 비산재의 경우 배출량이 적고 비중이 작아 비산이 잘되며, 온도가 낮기 때문에 별도의 냉각장치가 없다.
4.8.3 소각재 이송장치
(1) 설치목적 : 소각로, 폐열보일러 및 연소가스 처리설비 등에서 배출되는 재를 비산재 저장조 또는 바닥재 저장조까지 안전하게 이송하는 설비
(2) 설비의 구성 : 벨트 컨베이어, 버켓 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어, 재축출기 및 진동 켄베이어, 스크류컨베이어, 밀폐형 이송설비 등
① 바닥재의 이송설비는 바닥재로부터 악취확산을 방지하기 위하여 밀폐형 이송설비를 채택하여야 한다.
② 바닥재의 경우 소각재 냉각장치를 설치하는 경우에는 소각재를 소화시키고 냉각함과 동시에 노내에 침입하는 공기를 차단할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 비산재 이송장치는 비산재가 미세입자 상태이므로 외부로 비산되는 위험을 방지하기 위하여 반드시 밀폐구조로 하여야 한다.
④ 소각재를 원활히 이송하기 위하여 폭과 내구성을 가져야 하며 점검 및 보수를 위해 적절한 위치에 점검구 및 맨홀을 갖추어야 한다.
⑤ 바닥재 배출설비는 냉각을 위해 물과 직접적으로 접촉하는 설비로 부식과 밀폐성을 충분히 고려하여야 하며, 재의 성상(형상, 점착성, 부식성, 마모성 등)에 맞는 구조, 재질이어야 한다.
⑥ 스크류 컨베이어는 단면의 아래부위가 원형인 통 속에 스크류 날개를 회전시켜 반송하는 것으로 구조상 길게 하는 것은 좋지 않고 5m 이내의 비교적 단거리의 반송에 이용한다.
⑦ 스크레퍼 컨베이어는 체인컨베이어에 스크레퍼(판)를 붙여 먼지를 이송하는 것으로 구조가 간단하지만 롤러에 먼지가 끼여, 롤러의 회전에 의해 마모가 생기므로 필요한 대책을 강구해야 한다. 또 습기를 흡수하는 성질이 있는 먼지를 이송하는 경우에는 컨베이어케이싱에서 공기가 새어 들어가지 않도록 기밀에 주의하여야 한다.