대기오염방지기술 - 연소법

1. 특징

 - 가스유량이 많고 유해가스의 농도가 낮은 경우에 사용한다.

 

 - 주로 악취물질이나 매연의 제거에 사용한다.

 

 - 납, 비소, 수은은 촉매로서 바람직하지 않다.

 

 

 

2. 종류

1) 가열 연소법(가열 소각법)

 - After burner법 이라고도 하며, hydrocarbons, H2, NH3, HCN 제거에 유용하다.

 

 - 배출가스내 가연성 물질의 농도가 매우 낮아 직접 연소가 어려울 경우에 사용한다.

 

 - 오염기체의 농도가 낮을 경우 보조연료가 필요하며, 보통 오염가스의 농도가 연료하한치의 50% 이상일 때 적합하다.

 

 - 연소실의 온도 : 500 ~ 800℃, 체류시간 : 0.2 ~ 0.8

 

2) 촉매 연소법

 - 낮은 온도에서 반응이 가능하며 분자량이 작은 탄화수소가 큰 탄화수소보다 쉽게 산화되지 않는다.

 

 - 반응속도가 빠르고 낮은 온도에서 사용이 가능하여 NOx 가 가장 적게 발생한다.

 

 - 촉매로는 백금, 코발트, 니켈 등이 있으며, 고가이지만 성능이 뛰어난 백금계가 많이 사용된다.

 

 - 직접 연소법과 비교하여 연료 소비량이 적기에 운전비가 절감되나 촉매의 수명 문제가 존재한다.

 

 - 약 300 ~ 400℃의 온도에서 산화분해시킨다.

 

 - 일산화탄소를 백금계의 촉매를 사용하여 처리할 때 촉매독으로 작용하는 물질은 Pb, As, S, Zn 등이다.

 

 - 유해가스를 촉매연소법으로 처리할 때 촉매독으로 작용하는 물질은 Fe, Si, P 이다.

 

 

3) 직접 연소법

 - 경우에 따라 보조연료나 보조공기가 필요하며, 대체로 오염물질의 발열량이 연소에 필요한 전체 열량의 50% 이상일 때 경제적으로 적합하다.

 

 - 700 ~ 800℃에서 체류시간은 약 0.5s 이다.

 

 

 

 

3. 처리효율

① Los Angeles Country Rule 66 식

 

Los Angeles Country Rule 66

 

② 탄화수소만 고려할 때

 

 

 

ex) 450K의 배기가스가 1,250ppm의 탄화수소와 95ppm의 일산화탄소를 함유할 때, 재연소기로 900K에서 처리한 후 탄화수소와 일산화탄소가 각각 85ppm, 250ppm이 되었다. 탄화수소만 고려할 경우와 Los Angeles Country  Rule 66에 의한 처리효율은 각각 얼마인가?

 

 

 

풀이

 

탄화수소와 일산화탄소 각각의 투입양과 배출양을 파악한 후 효율공식을 이용하여 계산을 하면 된다.

HCin = 1250ppm, HCout = 85ppm, COin = 95ppm, COout = 250ppm 이므로 계산을 하면 다음과 같다.

① 탄화수소만 고려할 때

 

② Los Angeles Country Rule 66 식