돈가스조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 광산 폐슬러지를 촉매로 하는 이동형 폐기물 가스화 장치 설계

영문 : Design of Mobile Waste Gasification System using Mine Waste Sludge as Catalyst

과제 팀명

돈가스조

지도교수

오희경 교수님

개발기간

2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부·과 20**8900** 임**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부·과 20**8900** 김**

서울시립대학교 환경공학부·과 20**8900** 이**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 이동 가능한 폐기물 가스화 장치 설계

 최근 다양한 분야에서의 폐기물 발생량이 급증하는데 이어 이를 처리하기 위한 공정 및 부지의 부재가 사회적 문제로 떠오르고 있다. 폐기물 입고량이 증가하면 이로 인해 입고처리비가 인상되고, 해당 원인으로 인해 다시 폐기물이 쌓이는 악순환이 벌어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 폐기물 처리 문제를 해결하는데 기여하기 위하여 이동형 폐기물 가스화 장치를 설계할 것이다.

◇ 광산 폐슬러지 촉매

 광산 폐슬러지는 금속의 방출 및 이동으로 환경 오염을 유발하고, 지속적 화학적 전처리를 필요로하여 높은 비용을 요구하므로 처리가 곤란한 실정이다. 하지만 광산 폐슬러지는  Fe2O3의 형태로 높은 함량의 Fe를 함유하고 있어 가스화 공정에 효과적이고 새로운 촉매로 사용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 광산 폐슬러지를 촉매로 사용하여 폐기물과 광산 폐슬러지를 동시에 처리하는 효과를 내고자 한다.

◇ 슬러지 촉매 가스화 효율

 슬러지를 이용한 촉매 가스화의 효율은 생성 가스의 수율로 평가될 수 있다. 무촉매 가스화 실험, 기타 촉매를 사용한 가스화 시 가스 수율과 광산 폐슬러지를 촉매로 한 가스화 시 가스 수율을 비교하여 해당 실험의 가스화 효율을 비교분석하고 결정한다.

◇ 연료 가치 평가
 가스화 결과로 생성된 가스의 연료 가치 평가의 주요 항목은 가스 내 H2 함유율이다. 현재 엔진 및 발전소 등에서 사용되고 있는 기존 연료 가스와 가스화 실험으로 얻은 가스의 H2 함유율을 비교하여 발생 가스의 산업 연료로써의 가치를 평가한다.

◇ 최적 촉매량, 반응온도 및 압력 결정
 가스 수율 최대화 및 연료 가치, 즉 연료 내 H2 함유율을 최대화 할 수 있는 최적 촉매량과 반응온도, 압력 등을 실험을 통해 결정한다.  
 
◇ 촉매 재활용 가능성 
 촉매에는 화학반응공정에서 사용 도중 이물질이 촉매 표면에 침적되는 등의 원인에 의해 성능이 점차 감소되는 현상이 나타난다. 이 경우 촉매에 특정 처리 공정을 통해 제 기능을 회복시켜 준 다음 다시 사용하게 되는데 이를 촉매의 재생이라고 한다. 재생처리를 하여도 촉매 기능이 회복되지 않는 경우 촉매를 교환하여야하고, 사용하였던 촉매는 폐기물, 즉 폐촉매로 발생된다. 따라서 본 실험에서 발생하는 폐촉매의 재활용 및 처리 방법에 대해서도 고찰이 가능하다.