폐기물처리기사 연소조건 및 영향인자 — RDF의 염소문제·다이옥신 저감·저장조 설계

RDF(Refuse Derived Fuel)는 폐기물에서 가연물만을 골라 만든 고형연료이며 폐플라스틱·비닐류 영향으로 염소(Cl) 성분이 높다. 이로 인해 소각 시 염화수소(HCl) 발생·시설 부식·다이옥신 발생 문제가 발생하며 유황(S)은 상대적으로 적어 SOx 발생은 적은 편이다. RDF 관련 문제를 묻는 문항에서는 염소·유황 관계를 뒤집어 묻는 함정이 자주 출제되므로 '염소가 골칫거리'로 기억한다.

다이옥신과 퓨란은 소각 과정에서 생성되는 대표적 유해물질이며 PVC 등 염소 함유 플라스틱 연소 시 주로 생성한다. 다이옥신은 두 벤젠고리가 산소 2개로 연결된 구조를 가지며 염소가 1~8개 치환될 수 있고 이성체 수는 75종, 퓨란은 135종으로 알려져 있다. 독성등가계수는 2,3,7,8-TCDD를 기준(TEF=1)으로 다른 이성체는 더 작은 값을 갖는다.

다이옥신 저감 대책은 안정적 연료 공급으로 완전연소 상태를 유지하는 것, 완전혼합 상태에서 평균 980℃ 이상의 고온으로 연소시키는 것, 그리고 연소기 출구와 굴뚝 사이의 후류온도 제어로 재합성을 막는 것의 세 가지 원칙을 따른다. 또한 이월(carryover) 입자는 다이옥신이 부착되어 배출되는 경로이므로 집진장치 등으로 최소화해야 하며 '최대화'는 오답 유도 방식임을 명확히 한다.

저장조 설계에서는 가능한 한 깊이를 최소화하여 얕고 넓은 형태로 구성하는 것을 원칙으로 한다. 얕은 저장조는 크레인 조작을 용이하게 하고 자연발화 등 화재 대응에 유리하며 구조물 부담을 줄인다. 설계 용량 기준과 평균 밀도, 화재대비시설 검토 등이 관련 기준에 포함된다는 점도 함께 이해한다.

기타 소각 기술 관련으로 유동상식 소각로는 유동매체(모래)가 열을 축적하여 폐기물을 골고루 빠르게 태우므로 연소효율이 높고 과잉공기량이 적으며 NOx 배출이 적다. 이로 인해 유동상식에서는 별도의 이차연소실이 필요하지 않은 점을 구분하여 기억한다. 활성탄의 흡착 특성에서는 극성이 낮고 소수성이 큰 물질, 불포화가 많거나 방향족 고리수가 많은 물질, 할로겐 치환이 많은 물질일수록 활성탄 흡착이 잘 이루어지며 수산기 등 극성기는 흡착을 저해한다. 용융고화 방식은 소각재를 고온에서 녹여 슬래그로 만들어 유해물질을 분해하고 중금속을 유리질 매트릭스에 고정하여 용출을 거의 없게 하므로 감용과 자원화가 가능한 처분·처리 방식이다.