KR101400808B1 - Gas collection device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스포집장치에 관한 것이다. 상기 가스포집장치는 다수의 기공이 형성되며 폐기물층에 포설되어 매립가스를 포집하는 유공관; 상기 유공관 둘레에 포설되어 가스포집장치의 형상을 유지시키고 상기 유공관을 보호하는 잡석층; 및 폐흡착제 및 소각재를 포함하며 상기 폐기물층과 상기 잡석층 사이에 포설된 폐기물흡착층;을 포함하여 구성되며, 상기 폐기물흡착층에서 폐흡착제 및 소각재를 1:15~1:25의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a gas collecting apparatus. The gas collecting apparatus includes a pore pipe having a plurality of pores formed therein and collecting buried gas by being disposed in a waste layer; A burr layer disposed around the perforated pipe to maintain the shape of the gas collecting device and protect the perforated pipe; And a waste adsorption layer disposed between the waste layer and the burr layer, the waste adsorption layer containing a waste adsorbent and an incineration ash, and mixing the waste adsorbent and the incineration ash in a volume ratio of 1:15 to 1:25 .

Description

가스포집장치 {GAS COLLECTION DEVICE}GAS COLLECTION DEVICE

본 발명은 가스포집장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 폐기물의 혐기성 분해로 발생되는 매립가스가 잡석층을 거쳐 유공관으로 포집되는 과정에서 기존 가스포집장치 주변에 폐기물흡착층을 매립함으로써 폐기물흡착층이 매립지의 폐기물층에서 발생된 매립가스 내 실록산 등을 흡착에 의해 제거할 수 있는 가스포집장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a gas collecting apparatus. More particularly, in the process of collecting the landfill gas generated by the anaerobic decomposition of the waste through the mud bed, the waste adsorption layer is buried in the vicinity of the existing gas collecting device, so that the waste adsorption layer is buried in the landfill gas generated from the waste layer of the landfill Siloxane and the like can be removed by adsorption.

폐기물매립지에서는 폐기물이 혐기성 미생물에 의해 분해가 이루어지는 과정에서 매립가스가 발생하며, 매립가스는 주성분인 메탄과 이산화탄소뿐만 아니라, 황화수소와 실록산(siloxane)과 같은 여러 가지 미량물질(trace compounds)들이 동시에 발생한다. 특히, 황화수소와 함께 가장 대표적인 미량물질인 실록산의 경우에는 인체에는 무해하나 자원화 시설에서 연소공정을 거치면서 이산화규소(SiO2) 형태로 전환된 후 가스엔진 및 가스터빈 등에 침적되어 주요 부품의 마모 및 부식을 유발하여 성능과 수명에 치명적인 손상을 가져오는 물질이다.In the waste landfill, landfill gas is generated in the course of decomposition of waste by anaerobic microorganisms. Landfill gas is formed by simultaneous generation of trace compounds such as hydrogen sulfide and siloxane as well as methane and carbon dioxide, do. Especially, siloxane, which is the most typical trace substance with hydrogen sulfide, is harmless to the human body. However, it is converted into silicon dioxide (SiO2) form through the combustion process in the recycling facilities, and then deposited on gas engines and gas turbines, Causing damage to performance and longevity.

매립가스를 열 또는 전력의 형태로 효율적으로 자원화하기 위해서는 보일러, 가스엔진 및 마이크로터빈 등과 같은 핵심설비의 효율저하나 수명단축을 초래하는 실록산을 포함한 미량물질의 전처리가 필수적이며, 현재 실록산을 전처리하기 위한 가장 적합한 방법은 흡착제거방법이다.In order to efficiently recycle landfill gas in the form of heat or electric power, pretreatment of trace materials including siloxane, which leads to reduction in efficiency and life span of core facilities such as boilers, gas engines and microturbines, The most suitable method for adsorption is the adsorption removal method.

도 1은 기존 매립지의 가스포집장치(30)의 배치이며, 가스포집장치(30)와 매립가스가 발생하는 폐기물층이 만나는 포집정(Gas Extraction Well)의 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 상기 가스포집장치(30)는 매립지 폐기물에서 발생하는 매립가스의 포집을 위하여 유공관이 폐기물층에 삽입되어 있으며, 유공관을 둘러싼 형태로 잡석층을 매설한다.1 is a sectional view of a gas extraction device 30 in which a gas collecting device 30 and a waste layer in which a buried gas is generated meet. Referring to FIG. 1, the gas collecting device 30 has a pore pipe inserted in the waste layer for collecting the buried gas generated from the landfill waste, and buried the buried layer in the form of surrounding the pore pipe.

도 2는 폐기물매립지에 설치된 기존 가스포집장치(30)의 포집정을 상세히 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 가스포집장치(30)는 다수의 기공(32)이 형성된 매립가스 포집을 위한 유공관(perforated pipe)(31)과 포집관의 성형유지와 매립작업 차량으로부터의 시설물 보호 등을 위한 잡석층(gravel)(33)으로 구성된다.2 is a cross-sectional view showing in detail the trapping of the existing gas trapping apparatus 30 installed in the waste landfill. Referring to FIG. 2, the gas collecting device 30 includes a perforated pipe 31 for collecting the landfill gas in which a plurality of pores 32 are formed, a molding holding and collecting pipe for collecting the gas, And a gravel (33) for the gravel (33).

PVC 재질로 구성된 유공관(31)을 둘러싼 잡석층(33)은 폐기물매립장의 폐기물층(50)에서 발생하는 매립가스를 원활하게 포집하여 자원화 시설로 이송하기 위한 것으로써 잡석은 일반적으로 돌을 부순 쇄석 또는 재생골재 등을 사용한다.The burr layer 33 surrounding the perforated pipe 31 made of PVC is used for smoothly collecting the buried gas generated in the waste layer 50 of the waste landfill and transferring the buried gas to the recycling facility, Or recycled aggregate.

그러나 상기 잡석층은 높은 경도와 큰 입자로 인하여 매립장 내 가스포집장치 주변의 다짐(compacting)이 잘 되지 않아 지반침하가 발생하는 원인이 되어 왔다.However, due to the high hardness and large particles, the above-mentioned brittle layer has not been well compacted around the gas collecting device in the landfill site, which causes the ground settlement to occur.

도 4는 기존 가스포집장치(30)의 주변 매립지의 지반침하현상을 나타낸 것으로, 상기 잡석층(33)의 쇄석 및 재생골재의 입자크기가 주변 매립지의 폐기물층(50)의 입자크기보다 크기 때문에 발생한다.4 shows the ground settlement phenomenon of the surrounding landfill of the conventional gas collecting apparatus 30. Since the particle size of the crushed stone and recycled aggregate of the burr layer 33 is larger than the particle size of the waste layer 50 of the surrounding landfill Occurs.

도 5를 참조하면, 기존 가스포집장치(30)의 쇄석과 재생골재 등으로 구성된 잡석층(33)은 매립가스 내 실록산이 흡착되지 않은 상태로 상기 유공관(31)에 형성된 기공(32)을 통해 매립가스가 발생된 상태 그대로 포집되어 왔다.5, the miscellaneous layer 33 composed of crushed stone and recycled aggregate of the existing gas collecting device 30 is pumped through the pores 32 formed in the porous pipe 31 in a state where the siloxane in the landfill gas is not adsorbed Has been collected in the state where the landfill gas has been generated.

매립폐기물층에서 발생한 매립가스가 잡석층을 거쳐 유공관으로 포집되는 과정에서 기존 잡석층의 역할은 포집관의 성형 유지하는 역할만을 수행하여 매립가스 내 실록산 등 미량물질을 제거하는 기능이 없기 때문에 미량물질의 처리는 자원화시설의 전처리 공정에서 모두 부담해왔다.
In the process of collecting the landfill gas generated from the landfill waste layer through the mud layer, the existing mud bed layer plays a role of forming and maintaining the collecting pipe, and there is no function to remove the trace materials such as siloxane in the landfill gas. Have all been burdened in the pretreatment process of the recycling facilities.

본 발명의 목적은 매립가스 발생원에서 발생하는 실록산 등의 미량물질을 흡착 및 제거할 수 있는 매립가스 내 실록산 전처리용 가스포집장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a gas collecting apparatus for pretreating siloxane in a landfill gas capable of adsorbing and removing trace substances such as siloxane generated in a landfill gas generating source.

본 발명의 다른 목적은 가스포집장치 주변의 지반침하를 방지하는 매립가스 내 실록산 전처리용 가스포집장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a gas collecting apparatus for pretreatment of siloxane in a landfill gas which prevents subsidence of the gas around the gas collecting apparatus.

본 발명의 또 다른 목적은 매립가스 내 이산화탄소를 저감하고 폐기물층 중 소각재 내의 용해성 중금속으로 인한 침출수 오염을 저감할 수 있는 매립가스 내 실록산 전처리용 가스포집장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gas collecting apparatus for siloxane pretreatment in a landfill gas capable of reducing carbon dioxide in the landfill gas and reducing contamination of leachate due to soluble heavy metals in the incineration ash in the waste layer.

본 발명의 또 다른 목적은 불필요한 폐흡착제 및 소각재 등도 활용 가능한 매립가스 내 실록산 전처리용 가스포집장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a gas collecting apparatus for pretreatment of siloxane in a landfill gas, which can also utilize an unnecessary waste adsorbent and an incineration ash.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 가스포집장치를 이용한 가스터빈 발전방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a method of generating a gas turbine using the gas collecting apparatus.

본 발명의 하나의 관점은 가스포집장치에 관한 것이다. 상기 가스포집장치는 다수의 기공이 형성되며 폐기물층에 포설되어 매립가스를 포집하는 유공관; 상기 유공관 둘레에 포설되어 가스포집장치의 형상을 유지시키고 상기 유공관을 보호하는 잡석층; 및 폐흡착제 및 소각재를 포함하며 상기 폐기물층과 상기 잡석층 사이에 포설된 폐기물흡착층;을 포함하여 구성되며, 상기 폐기물흡착층에서 폐흡착제 및 소각재를 1:15~1:25의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 한다.One aspect of the present invention relates to a gas collection device. The gas collecting apparatus includes a pore pipe having a plurality of pores formed therein and collecting buried gas by being disposed in a waste layer; A burr layer disposed around the perforated pipe to maintain the shape of the gas collecting device and protect the perforated pipe; And a waste adsorption layer disposed between the waste layer and the burr layer, the waste adsorption layer containing a waste adsorbent and an incineration ash, and mixing the waste adsorbent and the incineration ash in a volume ratio of 1:15 to 1:25 .

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상기 유공관은 상기 폐기물층에 5~20m의 간격으로 포설된 것을 특징으로 한다.And the pores are installed in the waste layer at intervals of 5 to 20 m.

상기 폐기물흡착층은 상기 잡석층과 상기 폐기물층 사이에 0.5~2m의 두께로 포설된 것을 특징으로 한다.And the waste adsorption layer is disposed between the brittle layer and the waste layer at a thickness of 0.5 to 2 m.

상기 폐기물흡착층은 퇴비를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The waste adsorption layer may further comprise a compost.

상기 퇴비는 MBT 처리된 것을 특징으로 한다.And the compost is subjected to MBT treatment.

상기 퇴비는 상기 폐흡착제와 1:0.5~1:1.5의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 한다.The compost is mixed with the waste adsorbent in a volume ratio of 1: 0.5 to 1: 1.5.

본 발명의 다른 관점은 상기 가스포집장치를 이용한 가스터빈 발전방법에 관한 것이다. 상기 가스터빈 발전방법은 쓰레기 매립장에 상기 가스포집장치를 이용하여 매립가스 포집과 함께 매립가스로부터 실록산을 제거하고, 상기 실록산이 제거된 매립가스를 가스전처리 설비로 보내 수분, 이산화황 및 잔류 실록산을 제거하여 바이오 연료가스를 제조하고, 상기 바이오 연료가스를 가스터빈으로 이송하는; 단계를 포함한다.
Another aspect of the present invention relates to a gas turbine power generation method using the gas collecting apparatus. The gas turbine power generation method includes the steps of removing the siloxane from the landfill gas by collecting the landfill gas by using the gas collecting device at the landfill, removing the siloxane from the landfill gas to the gas pretreatment facility to remove moisture, sulfur dioxide, and residual siloxane To produce a biofuel gas and to transfer the biofuel gas to a gas turbine; .

본 발명에 따른 가스포집장치는 매립폐기물을 재활용하여 구입 및 운반비용을 절감할 수 있어 경제적이며, 폐기물 층에서 발생된 매립가스 내 실록산 및 다양한 미량물질을 흡착제거하여 바이오발전시설의 유지보수비용을 절감시키고, 매립지 내 가스포집장치 주변의 지반침하를 방지하며, 매립가스 내 이산화탄소를 저감하여 매립가스 내 메탄함량을 높일 수 있으며, 폐기물 내 중금속을 안정화하여 침출수 처리비용을 절감할 수 있다.
The gas collecting apparatus according to the present invention is economical because it can reduce the cost of purchasing and transporting by recycling the buried waste and absorbs siloxane and various trace materials in the landfill gas generated from the waste layer to reduce the maintenance cost of the bio- , It is possible to prevent subsidence in the vicinity of the gas collecting device in the landfill, to reduce the carbon dioxide in the landfill gas, to increase the methane content in the landfill gas, and to stabilize the heavy metals in the waste, thereby reducing the leachate treatment cost.

도 1은 기존 매립지의 가스포집장치의 배치이며, 가스포집장치와 매립가스가 발생하는 폐기물층이 만나는 포집정의 단면도를 나타낸다.
도 2는 폐기물매립지에 설치된 기존 가스포집장치의 포집정을 상세히 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 가스포집장치를 나타낸 것이다.
도 4는 기존 가스포집장치의 주변 매립지의 지반침하현상을 나타낸 것이다.
도 5는 기존 가스포집장치에서 매립가스의 이동경로를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 가스포집장치에서 매립가스의 이동경로를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 가스포집장치를 이용한 가스터빈 발전 과정을 나타낸 공정도이다.Fig. 1 shows the arrangement of a gas collecting device of a conventional landfill, and shows a collecting definition sectional view in which a gas collecting device and a waste layer in which a buried gas is generated meet.
2 is a cross-sectional view showing in detail a trapping system of an existing gas trapping apparatus installed in a waste landfill.
3 shows a gas collecting apparatus according to one embodiment of the present invention.
4 shows the subsidence phenomenon of the surrounding landfill of the conventional gas collecting apparatus.
FIG. 5 shows the flow path of the buried gas in the conventional gas collecting apparatus.
FIG. 6 shows a flow path of the buried gas in the gas collecting apparatus according to one embodiment of the present invention.
7 is a process diagram illustrating a process of generating a gas turbine using the gas collecting apparatus of the present invention.

본 발명의 하나의 관점은 가스포집장치에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a gas collection device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가스포집장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a gas collecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 가스포집장치(40)를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 가스포집장치(40)는 다수의 기공(42)이 형성되며 폐기물층(50)에 포설되어 매립가스를 포집하는 유공관(41); 상기 유공관(41) 둘레에 포설되어 가스포집장치(40)의 형상을 유지시키고 상기 유공관(41)을 보호하는 잡석층(43); 및 폐흡착제 및 소각재를 포함하며 상기 폐기물층(50)과 잡석층(43) 사이에 포설된 폐기물흡착층(44);을 포함하여 구성될 수 있다.3 shows a gas collecting apparatus 40 according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the gas collecting apparatus 40 of the present invention includes a porous pipe 41 formed with a plurality of pores 42 and disposed in the waste layer 50 to collect the buried gas. A burr layer 43 disposed around the perforated pipe 41 to maintain the shape of the gas collecting device 40 and protect the perforated pipe 41; And a waste adsorption layer (44) disposed between the waste layer (50) and the abscission layer (43), including a waste adsorbent and an incineration ash.

상기 유공관(41)은 다수의 기공(42)이 형성된 통상적인 것을 사용할 수 있다. 상기 유공관(41)은 폴리에틸렌, 또는 폴리염화비닐(PVC) 재질일 수 있으며, 상기 유공관(41)의 내경은 10~45cm일 수 있다. 또한, 상기 유공관(41)은 상기 폐기물층(50)에 5~20m의 간격으로 포설될 수 있으며, 상기 폐기물층(50)에 5~15m의 깊이로 수직하게 포설될 수 있다. 상기 유공관(41)을 상기 간격과 깊이로 포설시 상기 폐기물층(50)에서 발생하는 매립가스를 효율적으로 포집할 수 있어 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다.The perforated tube 41 may be a conventional one having a plurality of pores 42 formed thereon. The perforated pipe 41 may be made of polyethylene or polyvinyl chloride (PVC), and the diameter of the perforated pipe 41 may be 10 to 45 cm. In addition, the perforated pipe 41 may be installed in the waste layer 50 at an interval of 5 to 20 m, and may be installed vertically at a depth of 5 to 15 m in the waste layer 50. The buried gas generated in the waste layer 50 can be efficiently collected when the perforated pipe 41 is installed at the interval and the depth, and the object of the present invention can be easily achieved.

상기 잡석층(43)은 10~50cm의 입자크기를 가진 쇄석 및 재생골재를 포함할 수 있다. 상기 잡석층(43)은 상기 유공관(10) 둘레에 0.5~3 m의 두께로 포설될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 크기의 쇄석 및 재생골재를 이용한 잡석층(43)을 상기 유공관(41) 둘레에 포설시 본 발명의 가스포집장치(40)의 형상을 유지시키고 외부의 충격으로부터 상기 유공관(41)을 보호할 수 있다.The brittle layer 43 may include crushed stone and recycled aggregate having a particle size of 10 to 50 cm. The burr layer 43 may be formed to have a thickness of 0.5 to 3 m around the perforated pipe 10, but is not limited thereto. When the burr layer 43 using the crushed stone and recycled aggregate of the size is installed around the pipe 41, the shape of the gas collecting device 40 of the present invention is maintained and the pipe 41 is protected from external impact .

상기 폐기물흡착층(44)은 상기 잡석층(43)과 폐기물층(50) 사이에 0.5~2m의 두께로 포설될 수 있으며, 폐흡착제 및 소각재를 포함할 수 있다. 상기 폐흡착제 및 소각제는 항시 매립장으로 반입되는 폐기물일 수 있으며, 본 발명의 가스포집장치(40)에서 상기 폐기물흡착층(44)의 채움재를 위한 구입비나 운송비에 대한 경제적 비용을 최소화하여 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다.The waste adsorption layer 44 may be installed between the brittle layer 43 and the waste layer 50 to a thickness of 0.5 to 2 m and may include a waste adsorbent and an incineration ash. The waste adsorbent and the incineration agent may be waste always brought into the landfill. In the gas collecting apparatus 40 of the present invention, the economical cost of the purchase cost and the transportation cost for the filler of the waste adsorption layer 44 is minimized, The object of the present invention can be easily achieved.

상기 폐기물흡착층(44)에서 폐흡착제 및 소각재를 1:15~1:25의 부피비로 혼합할 수 있다. 바람직하게는 1:18~1:22의 부피비로 혼합할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1:20의 부피비로 혼합할 수 있다. 상기 범위에서 실록산 제거효율이 우수할 수 있다.The waste adsorbent and the incineration ash can be mixed in the waste adsorption layer 44 at a volume ratio of 1:15 to 1:25. Preferably in a volume ratio of 1: 18 to 1:22. More preferably in a volume ratio of 1:20. The siloxane removal efficiency can be excellent in the above range.

상기 폐흡착제는 사용 후 폐기된 흡착제를 의미하며, 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 폐활성탄을 사용할 수 있다. 상기 활성탄은 식물계나 석탄계 등의 원료를 탄화한 후 고온에서 증기로 활성화한 것으로써, 비표면적이 급격히 증가함에 따라 흡착량을 100배 이상 증가시킨 물질이다. 상기 폐활성탄은 본래의 용도로 사용된 후 폐기되어 매립장으로 반입되는 폐활성탄의 경우 한국산업규격 및 미국수도협회의 기준을 상회하는 높은 흡착력(메틸렌블루 탈색력 60~200 mL/g, 요오드 흡착력 600mg/g 이상)을 가질 수 있다. 상기 폐흡착제를 포함시 매립가스에 포함된 실록산 화합물을 우수하게 흡착할 수 있어 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다.The waste adsorbent refers to an adsorbent that is discarded after use, and conventional ones can be used. For example, waste activated carbon can be used. The activated carbon is a material obtained by carbonizing raw materials such as vegetable or coal and activating with steam at a high temperature, thereby increasing the adsorption amount by at least 100 times as the specific surface area is rapidly increased. In the case of waste activated carbon, which is used for its original purpose and then discarded after it has been used for its original purpose, it has high adsorption capacity (methylene blue decolorization power 60 ~ 200 mL / g, iodine adsorption power 600 mg / g or more). When the waste adsorbent is included, the siloxane compound contained in the landfill gas can be adsorbed excellently, and the object of the present invention can be easily achieved.

상기 소각재는 철, 유리 및 도자기 등의 재활용이 가능한 성분과 함께 Ca 산화물, Mg 산화물, Na 및 K 등의 성분을 포함할 수 있다. 상기 소각재는 알칼리 금속 성분으로 인하여 pH가 11~12로 매우 높기 때문에 용출되는 중금속의 양이 더욱 증가하게 된다. 따라서 이로 인한 환경적 문제를 야기시킬 가능성이 크며, 골재로서 사용 시에도 체적팽창(swelling)으로 인한 안전성 문제가 존재하기 때문에 재활용이 제한되는 폐기물이다.The incineration ash may include components such as Ca oxide, Mg oxide, Na and K together with recyclable components such as iron, glass, and ceramics. Because the alkaline metal component of the incineration ash causes the pH to be as high as 11 to 12, the amount of heavy metal eluted further increases. Therefore, there is a high possibility of causing environmental problems due to this, and when used as an aggregate, there is a safety problem due to swelling of the volume, which is a waste whose recycling is limited.

한편, 본 발명에서는 상기 폐기물층(50)에서 발생하는 매립가스에 포함된 이산화탄소는 상기 소각재를 통과하면서 하기와 같은 반응을 일으켜 상기 소각재의 중금속 수산화물을 숙성(aging)을 통해 탄산염 형태로 전환시킬 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the carbon dioxide contained in the buried gas generated in the waste layer (50) causes a reaction as follows while passing through the incineration ash, so that the heavy metal hydroxide of the incineration ash can be converted into a carbonate form through aging have.

Figure 112012069398844-pat00001
Figure 112012069398844-pat00001

따라서, 상기 폐기물흡착층(30)에 상기 소각재를 첨가시 폐기물층(50)에서 발생하는 매립가스의 CO2함량을 낮추어 상대적으로 자원화 대상물질인 메탄의 함량을 증가하여 상기 단위부피당 매립가스의 발열량을 증가시킬 수 있고, 상기 소각재의 중금속성분을 탄산염 형태로 안정하게 하여 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다.Therefore, when the incineration ash is added to the waste adsorption layer 30, the CO 2 content of the landfill gas generated in the waste layer 50 is decreased to increase the methane content as a recycling target material, And the heavy metal component of the incineration ash can be stabilized in the form of carbonate to easily attain the object of the present invention.

또한 상기 가스포집장치(40)의 상기 폐기물흡착층(44)은 퇴비를 더 포함할 수 있다. 상기 퇴비는 MBT(Mechanical Biological Treatment, 기계생물학적 전처리)처리 된 것일 수 있다. 상기 퇴비의 MBT처리는 폐기물을 최종처분 전에 기계적 분리선별 및 생물학적처리를 거쳐 재활용 가치가 있는 물질을 최대한 회수하고, 환경부하를 감소시키는 전처리시설을 거쳐 유기성분을 분리하여 퇴비화 시킨 것이다. 상기 퇴비를 포함하는 경우, 상기 퇴비 내 미생물의 Biofiltration에 의해 상기 폐기물층(50)에서 발생하는 악취물질을 포함한 휘발성유기 화합물(VOCs)을 저감할 수 있어 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다.Further, the waste adsorption layer 44 of the gas collecting device 40 may further include compost. The compost may be one that has been treated with MBT (Mechanical Biological Treatment). The MBT treatment of the compost is a method of separating and composting organic matter through a pretreatment facility that recycles waste materials through mechanical separation and biological treatment before final disposal and reduces the environmental load. When the compost is included, volatile organic compounds (VOCs) including odorous substances generated in the waste layer (50) can be reduced by biofiltration of the microbes in the compost, thereby easily achieving the object of the present invention .

또한 상기 폐기물흡착층(44)에서 상기 퇴비는 상기 폐흡착제와 1:0.5~1:1.5 의 부피비로 혼합할 수 있다. 바람직하게는 1:0.8~1:1.2 의 부피비로 혼합할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1:1의 부피비로 혼합할 수 있다. 상기 범위에서 실록산 제거효율이 우수할 수 있다.
In the waste adsorption layer 44, the compost may be mixed with the waste adsorbent in a volume ratio of 1: 0.5 to 1: 1.5. Preferably in a volume ratio of 1: 0.8 to 1: 1.2. More preferably in a volume ratio of 1: 1. The siloxane removal efficiency can be excellent in the above range.

한편, 도 3의 상기 폐기물흡착층(44)에 포함된 상기 폐흡착제, 소각재, 및 퇴비의 입자크기는 0.1~1cm일 수 있다. 상기 범위의 입자크기에서 상기 잡석층(43)의 쇄석 및 재생골재 사이의 공극을 입자크기가 상대적으로 작은 상기 폐기물흡착층(44)의 폐흡착제, 소각재, 및 퇴비가 도 3과 같이 채워주게 되어 상기 가스포집장치(40) 주변 매립지의 지반침하를 방지할 수 있고, 매립가스와 접촉면적이 증가하고 가스 이동 통로를 확보하여 실록산 제거효율이 우수할 수 있다.Meanwhile, the particle size of the waste adsorbent, incineration ash, and compost contained in the waste adsorption layer 44 shown in FIG. 3 may be 0.1 to 1 cm. As shown in FIG. 3, the waste adsorbent, the ashes, and the compost of the waste adsorption layer 44 having a relatively small particle size are filled in between the crushed stone of the bismuth layer 43 and the recycled aggregate at the particle size within the above range It is possible to prevent the subsidence of the landfill around the gas collecting device 40, increase the contact area with the landfill gas, and ensure the gas moving passage, thereby providing excellent siloxane removal efficiency.

또한 도 3을 참조하면, 상기 가스포집장치(40)의 잡석층(43) 상부에서 상기 유공관(41) 둘레로 커버부재(45)가 형성될 수 있다. 상기 커버부재(45)는 상기 가스포집장치(40)의 구조적 안정성을 제공하며, 상기 폐기물층(50)에서 발생하는 매립가스의 누출을 최소화하여 포집효율을 증가시킬 수 있다. 상기 커버부재(45)는 예를 들면 벤토나이트 또는 콘크리트 재질로 형성될 수 있으며, 상기 재질로 형성시 수분 흡수력과 방수 능력이 우수하여 본 발명의 목적을 용이하게 달성할 수 있다. 또한 상기 커버부재(45)는 지상에서 30~80cm의 높이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 3, a cover member 45 may be formed around the porous tube 41 at the upper part of the rubble layer 43 of the gas collecting device 40. The cover member 45 provides structural stability of the gas collecting apparatus 40 and minimizes leakage of the buried gas generated in the waste layer 50 to increase the collection efficiency. The cover member 45 may be made of, for example, bentonite or a concrete material. The cover member 45 is excellent in water absorption ability and waterproofing ability when formed of the material, and thus the object of the present invention can be easily achieved. Further, the cover member 45 may be formed to have a height of 30 to 80 cm above the ground, but is not limited thereto.

한편, 도 5는 기존 가스포집장치(30)의 폐기물층(50)에서 발생한 매립가스의 이동경로(a)를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 가스포집장치(40)에서 매립가스의 이동경로(a)를 나타낸 것이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 가스포집장치(40)에서는 상기 매립가스가 상기 폐기물흡착층(44)을 통과하면서 실록산과 이산화탄소의 흡착제거가 이루어져 상기 유공관(41)에 형성된 기공(42)을 통해 포집된다. 따라서 상기 매립가스에 포함된 실록산과 이산화탄소의 흡착제거가 이루어져 자원화 대상물질인 메탄의 함량이 증가하여 상기 단위부피당 매립가스의 발열량을 증가시킬 수 있다.FIG. 5 shows a path (a) of the buried gas generated in the waste layer 50 of the conventional gas collecting apparatus 30, and FIG. 6 is a view showing a path (A) of the landfill gas. Referring to FIG. 6, in the gas collecting apparatus 40 according to the present invention, the buried gas passes through the waste adsorption layer 44 to adsorb and remove siloxane and carbon dioxide, and pores 42 formed in the porous tube 41 are removed. . Therefore, the siloxane and carbon dioxide contained in the landfill gas are adsorbed and removed to increase the amount of methane as a recycling target material, so that the calorific value of the landfill gas per unit volume can be increased.

한편, 본 발명의 다른 관점은 상기 가스포집장치(40)를 이용한 가스터빈 발전방법에 관한 것이다. 도 7은 본 발명의 가스포집장치(40)를 이용한 가스터빈(200) 발전 과정을 나타낸 공정도이다. 도 7을 참조하면, 상기 가스터빈(200) 발전방법은 쓰레기 매립장에 상기 가스포집장치(40)를 이용하여 매립가스 포집과 함께 매립가스로부터 실록산을 제거하고, 상기 실록산이 제거된 매립가스를 가스전처리 설비(100)로 보내 수분, 이산화황 및 잔류 실록산을 제거하여 바이오 연료가스를 제조하고, 상기 바이오 연료가스를 가스터빈(200)으로 이송하는;단계를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention relates to a gas turbine power generation method using the gas collection device (40). 7 is a process diagram illustrating a process of generating a gas turbine 200 using the gas collecting apparatus 40 of the present invention. Referring to FIG. 7, the method for generating the gas turbine 200 includes the steps of removing the siloxane from the landfill gas by collecting the landfill gas by using the gas collecting device 40 in the landfill, Removing the moisture, sulfur dioxide, and residual siloxane to prepare the biofuel gas, and transferring the biofuel gas to the gas turbine 200.

상기 가스전처리 설비(100)는 이산화황 및 실록산 화합물 제거가 추가적으로 이루어지며, 상기 가스전처리 설비(100)를 통과한 바이오 연료 가스의 잔류 실록산 화합물 농도는 5mg/N㎥이하, 이산화황의 농도는 30ppm 이하가 될 수 있다.The gas pretreatment facility 100 additionally removes sulfur dioxide and siloxane compounds. The concentration of the residual siloxane compound in the biofuel gas passing through the gas pretreatment facility 100 is 5 mg / Nm 3 or less, the concentration of sulfur dioxide is 30 ppm or less .

상기 가스터빈(200)의 출력은 5.0~5.1 MW일 수 있다.The output of the gas turbine 200 may be between 5.0 and 5.1 MW.

상기 가스포집장치(40)를 통하여 전처리된 매립가스로 상기 바이오 연료가스를 제조시, 매립가스에 포함된 실록산과 이산화탄소의 흡착제거가 이루어져 자원화 대상물질인 메탄의 함량을 증가하여 상기 바이오 연료가스의 자원화 효율이 증대될 뿐 아니라, 상기 가스터빈 시설의 실록산으로 인한 손상, 마모를 방지하며, 상기 가스터빈시설의 운영비 및 시설유지비를 감소시킬 수 있다.The siloxane and the carbon dioxide contained in the landfill gas are removed by adsorption and removal to increase the content of methane as a recycling target material to produce the biofuel gas with the buried gas pretreated through the gas collecting device 40, It is possible not only to increase the recycling efficiency but also to prevent the damage and wear caused by the siloxane of the gas turbine facility and to reduce the operating cost and facility maintenance cost of the gas turbine facility.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

실시예Example

폐기물층(50)에 상기 도 3과 같은 가스포집장치(40)를 제조하였다. The gas collecting device 40 as shown in Fig. 3 was manufactured in the waste layer 50. [

다수의 기공(42)이 형성된 25cm의 내경을 갖는 폴리염화비닐(PVC) 재질의 유공관(41)을 상기 폐기물층(50)에 15m의 깊이로 수직하게 포설하였다. 상기 포설된 유공관(41) 둘레에 30cm의 입자크기를 가진 쇄석 및 재생골재로 2m의 두께의 잡석층(43)을 설치한 다음, 상기 잡석층(43) 둘레에 폐흡착제, 소각재, 및 MBT 처리된 퇴비를 1:20:1의 부피비로 혼합한 폐기물흡착층(44)을 1.5m의 두께로 설치하였다. 그 다음에 상기 잡석층(43)의 표면에 70cm 높이로 벤토나이트 소재의 커버부재(45)를 설치하였다.
A pore tube 41 made of polyvinyl chloride (PVC) having an inner diameter of 25 cm and formed with a plurality of pores 42 was vertically installed in the waste layer 50 to a depth of 15 m. A burr layer 43 having a thickness of 2 m is disposed around the perforated pipe 41 with a particle size of 30 cm and a recycled aggregate having a thickness of 2 m and then a waste adsorbent, The waste adsorption layer 44, which is a mixture of the waste compost at a ratio of 1: 20: 1, was installed at a thickness of 1.5 m. Subsequently, a cover member 45 made of bentonite was installed at a height of 70 cm on the surface of the burr layer 43.

비교예Comparative Example

폐기물흡착층(44)을 설치하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법으로 상기 도 2와 같은 가스포집장치(30)를 제조하였다.
The gas collecting device 30 as shown in FIG. 2 was manufactured in the same manner as the above example except that the waste adsorption layer 44 was not provided.

실험예Experimental Example : : 실록산Siloxane 및 이산화탄소  And carbon dioxide 저감효율Abatement efficiency 비교 compare

상기 실록산 및 이산화탄소의 저감효율은 폐기물층(50)에서 포집된 매립가스의 실록산 농도를 측정한 다음 실시예 및 비교예의 가스포집장치(30, 40)의 유공관(31, 41)에서 포집된 매립가스의 실록산 농도를 측정하여 실록산 및 이산화탄소의 저감효율을 하기와 같이 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.The siloxane and carbon dioxide reduction efficiencies were measured by measuring the siloxane concentration of the landfill gas captured in the waste layer 50 and then measuring the concentration of siloxane in the landfill gas collected in the gas collecting apparatuses 30, The siloxane and carbon dioxide reduction efficiencies were calculated as shown in Table 1 below.

* 실록산 저감효율(%) =* Siloxane Reduction Efficiency (%) =

Figure 112012069398844-pat00002
Figure 112012069398844-pat00002

* 이산화탄소 저감효율(%) =* Carbon dioxide reduction efficiency (%) =

Figure 112012069398844-pat00003
Figure 112012069398844-pat00003

실록산 저감효율Siloxane Reduction Efficiency 이산화탄소 저감효율Carbon dioxide abatement efficiency 실시예Example 10 % 10% 50.8 %50.8% 비교예Comparative Example 0 %0 % 0 % 0 %

상기 표 1을 참조하면, 상기 폐기물 흡착층(44)이 설치되지 않은 비교예의 가스포집장치(30)는 실시예의 가스포집장치에 비해(40) 실록산 및 이산화탄소의 흡착이 전혀 이루어지지 않음을 알 수 있었다.
Referring to Table 1, it can be seen that the gas collecting device 30 of the comparative example in which the waste adsorption layer 44 is not provided does not adsorb siloxane and carbon dioxide (40) at all compared with the gas collecting device of the embodiment there was.

30: 가스포집장치 31: 유공관
32: 기공 33: 잡석층
35: 커버부재 40: 가스포집장치
41: 유공관 42: 기공
43: 잡석층 44: 폐기물흡착층
45: 커버부재 50: 폐기물층
100: 가스전처리 설비 200: 가스터빈
a: 매립가스 이동경로30: gas collecting device 31:
32: pore 33: miscellaneous layer
35: cover member 40: gas collecting device
41: Pore 42: Porosity
43: Buried layer 44: Waste adsorption layer
45: cover member 50: waste layer
100: gas pretreatment facility 200: gas turbine
a: Landfill gas movement path

Claims (8)

다수의 기공이 형성되며 폐기물층에 포설되어 매립가스를 포집하는 유공관;
상기 유공관 둘레에 포설되어 가스포집장치의 형상을 유지시키고 상기 유공관을 보호하는 잡석층; 및
폐흡착제 및 소각재를 포함하며 상기 폐기물층과 상기 잡석층 사이에 포설된 폐기물흡착층;을 포함하여 구성되며,
상기 폐기물흡착층에서 폐흡착제 및 소각재를 1:15~1:25의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
A plurality of pores formed in the waste layer and collecting the landfill gas;
A burr layer disposed around the perforated pipe to maintain the shape of the gas collecting device and protect the perforated pipe; And
And a waste adsorption layer including a waste adsorbent and an incineration ash, and disposed between the waste layer and the burr layer,
And a waste adsorbent and an incineration ash are mixed in the waste adsorption layer at a volume ratio of 1:15 to 1:25.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 폐기물흡착층은 퇴비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the waste adsorption layer further comprises a compost.
제3항에 있어서,
상기 퇴비는 MBT 처리된 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
The method of claim 3,
Wherein the compost is subjected to MBT treatment.
제3항에 있어서,
상기 퇴비는 상기 폐흡착제와 1:0.5 ~ 1:1.5의 부피비로 혼합한 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
The method of claim 3,
Wherein the compost is mixed with the waste adsorbent in a volume ratio of 1: 0.5 to 1: 1.5.
제1항에 있어서,
상기 유공관은 상기 폐기물층에 5~20m의 간격으로 포설된 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the perforated pipe is installed in the waste layer at an interval of 5 to 20 m.
제1항에 있어서,
상기 폐기물흡착층은 상기 잡석층과 상기 폐기물층 사이에 0.5~2m의 두께로 포설된 것을 특징으로 하는 가스포집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the waste adsorption layer is disposed between the burdock layer and the waste layer at a thickness of 0.5 to 2 m.
쓰레기 매립장에 제1항, 제3항 내지 제7항중 어느 한 항의 가스포집장치를 이용하여 매립가스 포집과 함께 매립가스로부터 실록산을 제거하고,
상기 실록산이 제거된 매립가스를 가스전처리 설비로 보내 수분, 이산화황 및 잔류 실록산을 제거하여 바이오 연료가스를 제조하고,
상기 바이오 연료가스를 가스터빈으로 이송하는;
단계를 포함하는 가스포집장치를 이용한 가스터빈 발전방법.

A method for removing siloxane from a landfill gas by collecting a landfill gas by using the gas collecting apparatus of any one of claims 1 to 3,
The siloxane-free landfill gas is sent to a gas pretreatment facility to remove moisture, sulfur dioxide and residual siloxane to produce a biofuel gas,
Transferring the biofuel gas to a gas turbine;
Wherein the gas turbine generator is a gas turbine generator.

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