우분 고체연료 연소특성

Characteristics of solid fuel made from cow manure

미세먼지 문제가 사회적 관심사로 대두됨에 따라 고체연료의 연소시 대기관련 안전성에 대한 우려가 높아진 상황이다. 현재 국내에서 발생한 우분은 거의 전량이퇴비화되어 농경지에 비료로서 환원되어지고 있다. 그러나 일부 양분과잉발생 지역이나 주요 댐 상류지역 등에서는 비료화방법 외의 우분 처리방법이 효과적으로 이용되어질 가능성이 있다. 우분 퇴비를 펠릿화 한 후 필요지역으로 이송하는 방법도고려할 수 있으나 현지에서 유용한 재생자원으로 활용하는 방법이 가장 효율적일것이다. 따라서 본 연구는 우분을 고체연료로 사용시 환경적 안전문제를 확보하기 위한방법을 개발하는 목적으로 수행되었다. 이를 위해 우분 고체연료 전용 연소장치를개발하고 그 연소효과를 분석함으로써 최적의 안전연소방법을 제시하기 위한 연구를 진행하였다. 또한 우분 고체연료의 연소특성을 분석하여 효율적인 연소방법을설정하기 위한 실험을 수행하였다. 원소분석은 Thermo Scientific FLASH 1000 (Thermo)를 사용하여 분석하였으며 열중량 분석은 STA 449 F5 Jupiter (Netzsch) 를 사용하였다. 우분 펠릿의 C,H,N,S는 각각 52.39, 6.28, 2.77, 0.001 wt.% 수준이었다. 공업분석 결과 수분과 휘발분, 회분 그리고 고정탄소는 각각 10.17, 82.02, 6.92, 0.88 wt.% 수준이었다. 우분 펠릿에 존재하는 휘발분은 173℃부터 500℃까지 휘발이 진행되었으며 308℃에서 가장 활발하게 진행되었다. 900℃에서 남은 시료량은초기 중량 대비 35% 수준이었다. 우분 펠릿에서 Hg가 0.012 mg/kg 수준으로 함유된 것으로 나타났으나 As, Cd, Pb, Cr, Cu, Ni, Zn 등은 검출되지 않았다.