세계 최초 무연료 폐기물 분해 장치 개발

세계 최초 무연료 폐기물 분해 장치 개발
	[인터뷰] 김성현 태화에레마 회장

환경문제 해결할 ‘노벨상감’, 일본에 200대 수출 계약

하지만 국내선 소각 온도 규제에 걸려 판매 못하는 기막힌 사연

 

요즘 세계적인 화두는 단연 ‘환경’이다. 전 지구적으로 어떻게 하면 온실가스를 덜 배출하고, 자원을 재활용할 것인가에 촉각을 곤두세우고 있다. 이명박 정부 역시 환경을 최고의 모토로 내걸고 녹색성장에 박차를 가하고 있다.

2010년 환경예산은 총 4조4,244억 원에 이른다. 그간 단순소각하거나 매립하던 폐기물을 에너지원으로 활용하는 폐기물 자원화 사업예산은 2009년에 359억 원에서 올해 762억 원으로 늘어났다.

연료 없이 폐기물을 용해하고, 재활용할 수 있는 금속류를 고스란히 되찾을 수 있으며, 냄새도 나지 않고 연기도 나지 않는 장치가 개발된다면 어떨까?

실제로 다이옥신과 CO2가 거의 배출되지 않는 무연료 쓰레기 분해장치를 세계 최초로 우리나라 업체가 개발했다. (주)태화에레마에서 2009년 3월에 저온저산소자기 열분해장치를 개발 완료하여 일본과 수출계약을 맺고 현재 제품을 생산하고 있다. 제품의 정식 명칭은 ‘에레마 열분해로’이다.

김성현 태화에레마 회장

경기도 시흥시 시화공단에 위치한 (주)태화에레마에서 만난 김성현 회장의 표정은 그리 밝지 않았다. 작년에 개발을 완료했으나 수출하기까지 우여곡절을 많이 겪었기 때문이다. 우선 에레마 열분해로의 성능에 대한 설명을 들어보았다.

“일반 소각로는 850도 이상 고온으로 소각하는 데 비해 우리 열분해로는 300도 전후의 저온으로 소각합니다. 850도 이상 고열로 태우는 것을 소각이라고 하기 때문에 소각이 아니라 분해라고 해야 맞는 표현이겠죠.”

폐기물의 저열 분해는 고열 소각과 비교하여 장점이 많다고 한다. 첫째, 쓰레기를 태우기 위한 연료가 필요 없다. 폐기물 자체가 연료가 되기 때문이다. 둘째, 저온으로 분해하면 다이옥신 발생이 미미하다.

 

 

1.低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)의 槪要(개요) 및 原理(원리)

 

1-1.개요

에레마는 40여년간 다양하고 특별한 자력이용 기기를 생산하고 개발해 왔습니다. 본 저산소저온자기열분해장치(低酸素低溫磁氣熱分解裝置)는 당사의 축적된 높은 기술력과 경험을 바탕으로하여 일본의 각종 소각로 제조업체의 신기술을 참조하여 최초로 우리나라에서 개발된 제품입니다.

 

본 시스템은 연소소각이 아닌 저온저산소자기 환경에서 열분해하여 열분해과정에서 생성되는 열에너지를 사용하므로 외부의 에너지는 사용하지 않습니다.

 

분해된 각종 유기폐기물은 저온 저산소(低溫, 低酸素)환경에서 열분해, 탄화(炭化)시켜 소멸케하는(투입용량의 1/50 ~ 1/300 으로 감소된 처리량)자기(磁氣) 세라믹장치와 자원순환사회(資源循環社會)를 실현하는 리사이클(RECYCLE) 설비의 융합체입니다.

[한국특허등록 제 10-0868231호]

 

1-2.원리

유기물은 탄소의 기본구조인 수소, 산소, 질소, 인 등의 원자가 결합하여 형성되어 있습니다. 유기물은 무기물(금속, 광물, 유리, 세라믹)등에 비해서 온도에대해서 민감하며 외부로 부터의 열 에너지에 의해서 구성된 원자와 원자의 결합이 불안정 해지면서 분리되기 쉬운 경향이 있습니다.

 

본 장치의 "열분해로" 에 투입된 각종 유기화합물은 "열분해로" 내 온도가 상승하여 35℃ 전후를 넘으면 구성되어 있는 원자의 결합이 서서이 불안정해지면서 "열분해로" 안에서는 유기물이 열에너지를 발생하게 되어 자체적으로 분해를 시작하게 됩니다.

<이것을 산소에 의한 연소가 아닌, 자연현상(自燃現象)이라고 부릅니다. >

 

통상의 有酸素(유산소) 상태에서는 다음 단계에서 산소의 결합에 의한 연소(燃燒=酸化)가 시작되지만, 본 장치의 " 열분해로" 에서는 산화(酸化)로는 진행되지 않고 열분해 (自燃現象, 자연현상)로 진행하게 됩니다.

 

본 장치의 "열분해로" 에서는 유기물의 열분해(自燃現象, 자연현상)에 의하여 발생된 열에너지가 인접해 있는 미분해 상태의 유기화합물의 열분해를 연속적으로 촉진시켜

본 장치의 "열분해로" 내 온도를 35℃에서 200℃ 까지 서서이 상승시키면서 열분해를 자율적으로 지속시켜, 미분해의 유기화합물의 소멸에 따라 그 반응을 멈추게 됩니다.

 

본 "열분해로" 장치의 가장 큰 특징은

강력한 자장(磁場)을 통과 하면서 자화된 공기가 "열분해로" 내를 대류순환(對流循環)하게 되어 "열분해로" 내에 특이한 환경을 형성하게 됨으로써,그 환경이 종래의 열분해에서는 대단히 곤란했던 각종 유기화합물의 열분해(自燃現象, 자연현상)의 자율적이며 안정된 계속을 가능케 했다는 점에 있습니다.

 

일반적으로 공기중에는 수분이 함유되어 있으며 또한 처리대상이되는 각종 유기물에도 수분이 함유되어 있어, "열분해로" 내의 열분해에 따라 기화되어 공기중에 증발하게 됩니다.

 

이들 공기중의 수분(H2O)의 일부분이 자력에 의하여 수소이온(H+)과 수산이온 (OH-)으로 분리되게 됩니다.(전기적(電氣的) 에너지에 의한 해리현상(解離現象) ) 발생된 수산이온(OH-)의 일부는 "열분해로" 내 공기중의 수분과 결합하여 HYDROXYLION(H3O2)을 발생하게 됩니다.

 

강력한 자장에 의하여 자화된 공기가 대류현상(對流現象)을 일으켜 "열분해로" 내를

반복 순환하면서 수소이온과 재 결합하므로써 수분으로 돌아가기 쉬운 HYDROXYLION

의 농도가 일정 또는 증가하는 경향을 유지하도록 합니다.

 

또한 "열분해로" 내의 대류현상은 기체의 마찰에 의한 정전기 에너지를 일으키게 하므로

써 발생된 전위차 (電位差)는 국소적(局所的) 또는 순간적인 고압간헐방전(高壓間歇 放電)을 되풀이 발생케 합니다.

 

가동 중인 본 장치의 "열분해로" 안에서는 활발하게 운동하는 HYDROXYLION이 탄소

원자와 충돌을 일으키면서 동시에 일어나고 있는 고압간헐방전(高壓間歇放電)과의

상승효과에 의하여 처리대상의 각종 유기화합물의 탄소원자와 결합한 다른 원자와의

해리(解離)가 촉진되는 동시에 해리에 따른 열에너지가 발생하여 다음의 열분해를 연쇄적으로 가속(加速)하게 됩니다.

 

이 상태가 본 설비의 "열분해로" 의 최대의 특징인 열분해에 의한 안정적이며 계속적인 빠른 탄화를 실현시키고 있는 것입니다.

 

 

2..低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)의 특징

 

1]

열과 자력에 의하여 유해물질을 연소시킬때 배출되는 유해산화물질인 다이옥신, NOx, SOx 등의 발생을 배출기준 이하로 억제하면서 대상처리물을 열분해 합니다.

 

- 열분해로의 공기 유입구에 N-극성의 자석을 집중 설치하여 자장환경(磁場環境) 아래

에서 열분해로 내의 산소농도가 조절 되도록 하므로써 연소(산화){燃燒(酸化)를

억제하여 중온도대(中溫度帶 =35℃ ~ 200℃)에서의 안정된 열분해가 실현되는

구조로 되어 있습니다.

 

- 열에너지와 자기(磁氣)에너지의 융합에 의하여 유해 부산물을 발생시키지 않고

대상처리물을 열분해 합니다.

 

 

2]

발생된 분해물은 모두 유용자원으로 활용가능합니다.

- 열분해 과정에서 생성되는 분해가스는 열분해의 에너지원으로 이용되며 외부로 부터의

열에너지 공급을 필요로 하지 않습니다.

 

- 추출액(抽出液)은 고효과(高效果)의 토양 개량제로써 농업, 임업, 원예 등에 유용하게

활용됩니다.

 

- 분해잔사(殘渣)는 자성을 띈 FINE CERAMIC ASH입니다. 추출액과 함께 토양 개량제

로써 또는 비료, 가공용 기재로써 다방면으로 유효활용이 가능합니다.

 

 

3.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)는 악취를 열분해하여 제거 합니다.

 

 4.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)는 폐기물의 종류와 폐기물의 함수량에 따라서 열분해 처리 시간이 다릅니다.

 

 5.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)의 FURNACE 본체는 내식성이 강한 STAINLESS 재질로 제작되었습니다.

 

 6.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)는 저온에서 열분해시키는 장치이므로 운전비용이 저하됩니다.

 

- 별도의 연료를 필요로 하지 않습니다.

 

- 전력소모량이 극히 적습니다.( 0.5 ~ 1.0 Kw / Hr)

 

 7.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)는 유지 보수가 용이합니다.

 

 8.

低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)는 광범위한 각종 유기처리 대상물을 안전하게 열분해 합니다.

 

 

3.低酸素低溫磁氣熱分解裝置(저산소저온자기열분해장치)의 표준사양

 

3-1.처리가능한 대상물

1) 식물계 : 종이, 펄프, 목재, 칲, 비지찌꺼기, 농산물가공잔사 등.

2) 동물계 : 가축분, 식육가공잔사, 어류가공잔사, 생쓰레기 등.

3) 석유계 : 고무, 비닐, 프라스틱, 합성섬유류의 잔사, 폐건축자재, 농업용 자재 등

4) 위의 물질들이 혼합된 처리물들의 열분해도 가능

 

3-2.처리속도 및 처리량

- 투입물질에 따라 처리 속도 및 처리량은 상이합니다.

 

- 투입용량은 본체용량의 60~70%까지 가능합니다.

 

- 수분함수율이 90% 이상인 경우를 제외하면, 1일 2회전으로 분해시키는 것을 가정하면 1일

   Min. 2.0 m^3/Day 정도 처리 가능.

 

- 자기저온열분해설비에서의 유기물 감소용적량은 투입시용량의 1/50 ~ 1/300이 됩니다.

   단, 처리물의 종류, 사용조건등에 따라 감소용적량은 달라질 수 있습니다.

 

- 분해 후 남는 잔사는 카리 성분의 알카리성 회분으로 자성을 띄고 있어 지력을 높여주는 역할을

   하므로 토양 개선제로 사용가능합니다.

 

3-3. 처리부 주요사항

주요사양	Item	Unit	TPMF-1800
Charging Hopper	Type		Semi-Auto
	Charging Hopper Size		W794 X B570 X H450
	Gate Type		Rotary Type
	Gate Operation		Air Cylinder
Furnace 본체	Type		Cylinderical
	Size	mm	Ø1400 X H1500
	Capacity	Liters	1800
	Magnetized Tube	EA	26
Scrubber	Type		Tower
	No.1 Bubbling Tank	Liters	400
	No.2 Bubbling Tank	Liters	400
	촉매반응체	Liters	2 X 80
	활성탄 흡수체	Liters	2 X 80
	Micro-Filter		Medium Filter
	Induced Draft Fan	Kw	3.4