소각로 폐열을 이용한 요소수 주입 공정 개발

Development of urea solution injection process using waste heat from incinerator

선택 적 비촉매 환원법 (Selective Non-Catalytic Reduction)은 소각로의 연소실 내부로 환원제를 주입하여 연소과정에서 발생하는 질소산화물을 제거하는 기술이다. 대부분의 소각시설에서는 환원제로 요소수를 사용하고 있으며, 이류체 노즐을 통하여 분사된 요소수는 연소가스 중 질소산화물을 질소와 수증기로 환원시킨다. 이러한 선택적 비촉매 환원법의 경우에 초기 투자비 및 유지비가 적다는 장점이 있으나 요소수가 액상으로 주입되기 때문에 질소산화물과의 반웅 효율이 낮아 일부 미반응된 요소수가 대기 중으로 배출되는 암모니아 슬립 발생에 대한 문제점이 있다. 또한 계속해서 강화되는 대기오염물질 배출허용기준과 미세먼지 관리 종합대책의 후속 조치로 질소산화물 배출 부과금제가 시행됨에 따라 기존의 소각시설들은 질소산화물의 관리를 강화할 수 있는 현실적인 대책이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 요소수를 기화시킨 후 소각로 내부로 주입하여 암모니아 슬립 발생은 줄이면서 질소산화물의 저감 효율은 극대화하고자 하였으며, 추가적인 가열설비의 구축 없이 소각로에서 발생되는 폐열을 활용하여 이를 구현하고자 하였다. 요소수의 기화 및 주입을 위하여 소각로 잉여 열원의 현황을 파악하고 운영조건을 사전에 검토하였으며, 온도와 압력에 따른 요소수의 기화 특성을 실험적으로 확인하여 설비 제작을 위한 설계 인자를 도출하였다.