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Clean Technology, Vol.27, No.4, 350-358, December, 2021
DOI10.7464/ksct.2021.27.4.350  Export Citation
고형연료제품 사용시설에서의 SNCR의 운전조건에 따른 NOx 배출특성
NOx Emission Characteristics with Operating Conditions of SNCR in SRF Usage Facilities
서제우1, 2, 김영희1, †
  • 1호서대학교 벤처대학원 융합공학과, 06724 서울특별시 서초구 남부순환로 2497
  • 2(주)원일씨앤씨, 15477 경기도 안산시 단원구 광덕대로 142, 407호
Je-Woo Seo1, 2, and Younghee Kim1, †
  • 11Department of convergence engineering, Graduate school of Venture, Hoseo University, 2497, Nambusunhwan-ro, Seocho-gu, Seoul, 06724, Republic of Korea
  • 2WonilC&C Co., Ltd, #407, 142, Gwangdeogdae-ro, Danwon-gu, Ansan-si, Gyeonggi-do, 15477, Republic of Korea
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초록
본 연구결과에서 연소로 내 온도가 848.27 ~ 1,026.80 ℃ 범위로써 평균 976.61 ℃으로 나타났으며, 온도증가에 따라 NOx 농도는 증가하는 경향으로 나타났다. 요소 사용량은 291.00 ~ 693.00 kg d -1로 평균 542.34 kg d-1로 나타났으며, 요소 사용량의 증가에 따라 NOx 농도는 감소하는 경향으로 나타났다. 체류시간이 3.38 ~ 9.17 s로 평균 약 5.22 s로써 설계시 고려한 2 s이내 보다 약 2.61 배 크게 나타났다. 이는 SRF 투입량 허가조건인 1,950 kg h-1 대비 평균 SRF 투입량이 약 55.71%인 1,086 kg h-1로써 연소실 면적은 일정하나 SRF 연소량의 감소에 따라 배가스량 감소에 따른 체류시간이 증가하는 것으로 판단된다. O2/CO 비는 847.05 ~ 14,877.34로 평균 3,111.30으로 나타났고, O2/CO 비 증가에 따라 NOx 농도는 다소 증가하는 경향으로 나타났다. 온도증가와 O2/CO 비의 증가에 공기 중 질소 성분과의 연소반응이 증가하여 NOx 농도가 다소 증가하였으며, 요소 투입량 증가와 체류시간이 증가할수록 배가스의 NOx와의 반응량이 증가하여 처리 후의 NOx 농도는 다소 감소하는 경향으로 나타났다. TMS 자료에 의한 굴뚝 출구에서의 NOx 농도는 7.88 ~ 34.02 ppm으로 평균 19.92 ppm으로써 배출허용기준 60 ppm 이내로 배출되었다. NOx 배출계수는 1.058 ~ 1.795 kg ton-1으로써 평균 1.450 kg ton-1으로 나타났다. 본 연구 과 NOx 배출계수는 기타 고체연료인 최대 배출계수 5.830 kg ton -1 약 24.87%로 나타났으며, 기타 합성수지류와 기타 사업장폐기물의 배출계수인 1.817 kg ton-1, 3.322 kg ton-1 대비 각각 79.80%, 43.65%로 나타났다. 기 유사 연구결과인 NIER 고시(2005-9)의 RDF 배출계수인 1.400 kg ton-1과 유사하게 나타났으며, 최대로 나타난 SRF의 경우인 배출계수 13.210 kg ton-1에 비해 약 10.98%로 나타났다. 따라서 NOx의 배출계수는 편차가 크게 나타났다.
The results of this study shows that the combustor temperature ranged from 848.27 to 1,026.80 ℃, averaging about 976.61 ℃, and the NOx concentration increased as the temperature increased. The urea usage ranged from 291.00 to 693.00 kg d-1, averaging about 542.34 kg d-1, and the NOx concentration decreased as the urea usage increased. Residence time was about 3.38 to 9.17 s, averaging about 5.22 s, about 2.61 times larger than the 2 s of the design details. This is 1,086 kg h -1, averaging about 55.71%, compared to the 1,950 kg h-1 SRF input permission standard. The combustion chamber area is constant, but the residence time is shown to increase with the decrease of exhaust gas. The O2/CO ratio was 847.05 to 14,877.34, averaging about 3,111.30, and the NOx concentration slightly increased as the O2/CO ratio increased. As the combustor temperature and O2/CO ratio increased, the combustion reaction with nitrogen in the air increased and the NOx concentration slightly increased. As the urea usage and residence time increased, the NOx concentration decreased slightly with an increase in reactivity with NOx. The NOx concentration at the stack ranged from 7.88 to 34.02 ppm with an average of 19.92 ppm, and was discharged within the 60 ppm emission limit value. The NOhx emission factor was 1.058 to 1.795 kg ton-1, averaging about 1.450 kg ton-1. This value was about 24.87% of the maximum emission factor of 5.830 kg ton-1 of other solid fuels. Other synthetic resins and industrial wastes were 79.80% and 43.65% compared to 1.817 kg ton-1 and 3.322 kg ton-1, respectively. This value was similar to 1.400 kg ton-1 of RDF in the NIER notice (2005-9), 10.98% compared to the maximum SRF of 13.210 kg ton-1. Therefore, the NOx emission factor had a large deviation.
Keywords:Solid Refuse Fuel (SRF);Selective Non-Catalytic Reactor (SNCR);NOx;Urea;Emission factor (EF)
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