슬러지 마이크로파 열분해 온도에 따른 가스 조성의 영향

Effect of Temperature on Gas Composition in Microwave-pyrolysis of Sewage Sludge

현재 화석연료에 대한 높은 의존도로 인해 지속가능한 에너지원의 구축이 필요하다. 이에 폐기물을 이용해 에너지를 생산하는 폐기물자원화 기술이 주목을 받고 있다. 폐기물 중 하수슬러지는 발생량이 많고 유기물 함량이 높아 에너지원으로 활용될 가능성이 높다. 다양한 자원화 방법 중 열분해는 고분자 유기물질을 열적 분해하여 고체, 액체, 기체상의 생성물로 회수할 수 있는 방법으로, 보다 환경적인 슬러지 처리가 가능하게 된다. 하지만 외부 열원을 에너지원으로 이용하는 기존 열분해 방법의 경우에는 온도 상승에 많은 시간이 소요되고 직접적인 내부 가열이 어렵다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 유전 가열을 통해 유기물의 내부를 직접적으로 분해하는 마이크로파 열분해 방법이 고안되었다. 마이크로파를 이용한 열분해는 기존 열분해와 비교 시 최종 온도에 도달하는 시간이 단축되며 높은 수소가스 성분 생성이 가능하다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 하수슬러지의 효율적인 에너지화 공정으로 마이크로파 열분해 방법을 제시하고, 슬러지의 마이크로파 열분해 시 최종 온도 변화에 따른 가스 생성물의 조성을 관찰하였다. 마이크로파 열분해 온도는 각각 400, 600, 800, 1000℃로 설정하였다. 1시간동안 최종 온도를 유지하며 열분해 실험을 진행하였고, 생성되는 열분해 가스를 포집하였다. 온도 상승 추이와 가스 생성물 중 수소가스의 발생을 중점적으로 분석하여 슬러지 열분해에 있어서 마이크로파가 미치는 영향을 도출하였다.