KR101503205B1

KR101503205B1 - 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비 및 저장 방법

Info

Publication number: KR101503205B1
Application number: KR1020137028653A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 사코; 히데아키 오타
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2015-03-16
Also published as: JP2012207901A; MY185426A; WO2012132338A1; KR20140002786A

Abstract

물리적으로 발효하기 쉬운 조건 아래에 있는 폐기물 유래 고형 연료(예를 들면, RDF나 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료)를, 발효가 더욱 촉진되기 쉬운 고온 다습 환경 아래에서도 저장할 수 있도록 하기 위한 저장 설비 및 저장 방법을 제안한다. 폐기물 유래 고형 연료를 발효조(52)에서 혐기성 발효시키고, 발효에 의해 생긴 바이오가스를 일차 저장 탱크(53)(바이오가스 저장조)에 유입시킨 다음에, 압축 및 냉각하여 이차 저장 탱크(54)(바이오가스 저장조)에 저장한다. 이차 저장 탱크(54)에 저장된 바이오가스는 발전부(6)의 보일러(61)에 보내져 연료 또는 보조연료로서 이용된다. 연료의 발효 잔사는 수분이 제거되어 연료의 원료로서 재이용된다.

Description

폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비 및 저장 방법{STORAGE FACILITY FOR WASTE-DERIVED SOLID FUEL AND STORAGE METHOD THEREFOR}

본 발명은 발효나 부패하기 쉽고, 또 그 과정에서 악취나 가연성 가스를 발생시키는 성질을 가진 폐기물 유래 고형 연료(예를 들면, 쓰레기 고형화 연료나 바이오매스(biomass)계 폐기물 유래 고형 연료)를 장기간 저장하기 위한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 '쓰레기'라고 불리는 도시 폐기물(이하, 'MSW(Municipal Solid Waste)'라고 한다)에는 일반 가정에서 나오는 고형 폐기물, 민간 기업(오피스 빌딩(office building), 소매점, 도매업, 레스토랑(restaurant) 등) 및 공공 시설(도서관, 학교, 병원, 교도소 등)에서 나오는 고형 폐기물이 포함된다. 종래, MSW는 가연성 쓰레기, 재활용 쓰레기, 금속 쓰레기 등으로 분리 수집되고, 그 중 가연성 쓰레기는 소각 처리되고 있다. 최근에는 쓰레기의 연소에 따라 생성되는 다이옥신(dioxine) 등의 환경 문제나 쓰레기 자원의 유효 이용으로서의 관점에서, 가연성 쓰레기 재자원화의 한 방법으로서, MSW로부터 쓰레기 고형화 연료(이하, ' RDF(Refuse Derived Fuel)'라고 한다)를 제조하는 것이 행해지고 있다. RDF는 발전 시설의 보조 연료로서, 지역에 있어서의 온수용 보일러 연료로서, 또한, 각종 공장에서 사용하는 가열로 등 가열원의 보조 연료로서 이용되고 있다. RDF는 일반적으로, 그 형상이나 특성으로부터 여러 종류(ASTM에서는 7 종류)로 분류되어 있다. 이 중 널리 채용되고 있는 것은 플러프(fluff) 모양의 RDF(이하, '플러프 RDF(Fluff RDF)'라고 한다)와, 펠렛(pellet) 모양으로 성형된 RDF(이하, '펠렛 RDF(Pellet RDF)'이라고 한다)이다.

도 10의 (a)는 펠렛 RDF의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이다. 이러한 도면에 나타내는 바와 같이, 펠렛 RDF의 제조에 있어서 수집된 MSW는 분쇄기에서 일차 분쇄되고, 건조 설비에서 소정의 수분량 이하가 될 때까지 건조되고, 불연물이 선별 제거되고, 이차 분쇄기에서 성형 공정에 적합한 치수까지 더욱 작게 분쇄된다. 또한, 이러한 공정의 사이에 MSW 중에 뒤섞여 있던 금속류나 그 밖에 연료로서 적합하지 않은 이물질이 선별 제거된다. 이렇게 하여 성형에 적합한 치수까지 작게 된 MSW는 RDF 저장 중에 미생물에 의한 발효, 발열 및 발효에 따른 메탄가스 발생을 방지하기 위하여 알칼리성 화합물(소석회 등)을 주성분으로 하는 발효 방지제와 혼합되고, 고비중화를 위하여 성형기에서 펠렛 모양으로 압축 성형된다. 상기 공정에 의해 제조된 펠렛 RDF는 일반적으로 직경 10 ~ 50㎜, 길이 10 ~ 100㎜의 단단한 원기둥 모양을 이루며, 부피 비중은 0.6ton/㎥ 정도이고, 저위 발열량은 4,500㎉/㎏ 정도이다.

도 10의 (b)는 플러프 RDF의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 플러프 RDF의 제조에 있어서, 수집된 MSW는 분쇄기에서 일차 분쇄되며, 불연물 및 이물질이 선별 제거되고, 규정된 치수가 될 때까지 분쇄기에서 이차 분쇄된다. 또한, 이러한 공정의 사이에 MSW 중에 수집해 있던 금속류나 그 밖에 연료로서 적합하지 않은 이물질이 선별 제거된다. 또한, 수집된 MSW의 수분량이 과다할 경우는 이차 분쇄 공정의 상류 또는 하류에 건조 공정이 추가된다. 상기 공정에 의해 제조된 플러프 RDF는 일반적으로 50 ~ 150㎜ 사각의 평면 모양을 이루며, 부피 비중은 함유하는 수분량에 따라 변화하지만 대략 0.1 ~ 0.2ton/㎥이고, 저위 발열량은 3,500㎉/㎏ 정도이다. 플러프 RDF의 제조 공정에서는 펠렛 RDF의 제조 공정 중 건조 공정과 성형 공정의 각 공정이 생략되어 있다. 이 때문에, 플러프 RDF의 제조에는 건조로 및 그 연료, 발효 방지제 및 성형기 및 그 동력이 불필요하다. 이 결과, 플러프 RDF의 제조 단가는 펠렛 RDF와 비교하여 싸다. 단, 플러프 RDF는 부피가 높기 때문에 장거리 수송에는 적합하지 않으며, 저장 중의 RDF 발효 방지를 위한 수분 조정과 발효 방지제의 첨가를 생략하고 있으므로 저장 기간 중의 안전상의 관점에 따라 장기간(예를 들면 1주일 이상)에 걸쳐 저장하는 것은 피해야 한다는 것이 업계의 권장 사항이다.

도 11은 종래의 MSW 수집에서부터 RDF 제조 및 RDF 연소 발전까지의 전체적인 RDF 연소 발전 시스템의 개념도이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 수집된 MSW는 RDF 제조 설비(101)에 반입되고, 여기에서 MSW로부터 RDF가 제조된다. 제조된 RDF는 수용 설비(102)에 반입되어 발전 설비(103)의 보일러(61)에 투입된다. 발전 설비(103)에서는 보일러(61)에서 RDF를 연료 또는 보조 연료로서 연소하고, 이 연소열을 회수한 고온 고압의 증기로 증기 터빈 발전 설비(62)를 회전함으로써 발전이 이루어진다.

유럽에서는 비교적 평균 기온이 낮으면서도 건조한 기후인 것에 더하여 주개류(채소 부스러기나 음식물의 먹고 남은 잔류물 따위의 쓰레기 등)와 일반 가연성 쓰레기의 분리수거가 엄격하게 이루어지고 있는 배경으로부터, MSW의 주된 구성물은 옷감, 플라스틱류, 나무 등의 일반 가연성 쓰레기이다. 따라서 RDF의 원료가 되는 MSW에 포함된 수분은 주개류가 뒤섞여 있는 다른 지역의 MSW와 비교하여 적다. 또한, 상기 RDF 연소 발전 시스템의 RDF 제조 설비(101), 수용 설비(102) 및 발전 설비(103)는 인접하여 있거나 근거리에 있으며, 제조된 RDF는 장기간 저장되지 않고 즉시 RDF 연소의 발전 설비(103)에서 연소된다. 따라서 RDF의 장거리 수송 및 장기 저장이 불필요하다. 이와 같은 이유로, 이러한 지역에서는 플러프 RDF가 채용되고 있다.

또한, 유럽에서도 발전 설비(103)의 보수 점검 등을 위하여 플러프 RDF를 수용 설비(102)에서 장기 저장하지 않으면 안되는 사태도 발생할 수 있다. 플러프 RDF는 부피 비중이 작기 때문에 그대로 저장하려면 광대한 저장 장소가 필요하게 된다. 그래서 플러프 RDF를 비닐 시트 등으로 압축하면서 포장함으로써 플러프 RDF를 부피 비중이 약간 증가한 저장 및 이동하기 쉬운 상태로 저장한다. 하지만 포장 비닐 시트로는 RDF와 바깥 공기의 접촉은 피할 수 없고, RDF에 포함된 수분에 의해 RDF 중의 유기물이 포장 내부에서 호기성 발효할 가능성이 있다. RDF의 발효에 의해 발생하는 메탄가스나 암모니아는 화재나 악취의 원인이 된다. 평면적으로 넓은 개방형 부지에 포장된 RDF를 나란히 저장함으로써 메탄가스나 암모니아 가스의 체류를 방지할 수는 있지만, 저장 부지 주변의 악취 문제는 피할 수 없다.

일본에서는 대부분의 지역에서 주개류와 일반 가연성 쓰레기 분리수거는 행해지지 않는다. 따라서 RDF의 원료가 되는 MSW에 포함된 수분이 유럽의 MSW에 비하여 많다. 또한, 일본에서의 MSW의 RDF화 기본 방침은 넓은 지역에 흩어져 있는 지방 자치 단체의 MSW를 RDF화하여 1개소에 집약함으로써 폐기물을 일괄 처리하고, 열 회수에 의한 에너지의 유효 이용을 도모하는 것이다. 이 때문에, 많은 RDF 제조 설비(101) 및 수용 설비(102)는 근거리 원거리를 불문하고 떨어져 있으며, RDF의 수송이 필요하다. 또한, 복수의 RDF 제조 설비(101)에 대하여 1조의 수용 설비(102) 및 발전 설비(103)가 설치되어 있으며, 1개소의 수용 설비(102)에서 복수의 RDF 제조 설비(101)로부터 수송되어 온 RDF를 장기 저장할 필요성이 생긴다. 이러한 이유로, 일본에서는 수송 및 장기 저장에 적합한 펠렛 RDF가 주류가 되어 있다.

펠렛 RDF는 플러프 RDF와 비교하여 장기 저장에 적합하지만, 쉽게 발효하는 연료이기 때문에 RDF의 발효 및 발화를 방지하기 위한 엄중한 저장 방법이 요구된다. 그래서 종래부터 펠렛 RDF를 장기 저장하기 위한 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1,2,3). 특허문헌1에서는 펠렛 RDF를 장기 저장하기 위한 고형 연료 저장조가 나타내어져 있다. 이 고형 연료 저장조는 저장조 내의 축열을 억제해서 자연 발화를 방지하기 위하여, 저장조 내의 공기를 순환시킴과 동시에 고형 연료도 순환시키도록 구성되어 있다. 또한, 이 저장조는 자연 발화를 감지함과 동시에 발화하였을 경우에 즉시 소화할 수 있도록 일산화탄소 감지기, 온도 감지기 및 살수 노즐을 구비하고 있다.

특허문헌2에서는 수직 호퍼(hopper) 모양으로 형성된 냉각실에 펠렛 RDF를 충전하고, RDF 충전층을 관통하듯이 냉각 가스를 흘리도록 구성된 고형 연료 냉각탑이 나타내어져 있다. 또한, 특허문헌3에서는 오픈 피트(open pit) 안에 저장된 RDF의 공극에서 가스를 흡입 채취하며, 채취된 가스의 성분 및 온도를 측정하여 발열을 감지하고, 발열된 부분에 질소 가스를 주입하도록 구성된 쓰레기 고형 연료 저장 장치가 나타내어져 있다.

일본특허공개공보 특개 2003-206010호 일본특허공개공보 특개 2002-69469호 일본특허공개공보 특개 2007-16174호

최근, 극동아시아(일본을 제외한 한국, 중국 등)나 동남아시아에서, MSW의 처리가 큰 환경 문제가 되고 있다. 이러한 지역 중에는 MSW를 RDF로 만듦으로써 에너지 유효 이용하는 계획을 이미 시작해 있는 곳도 있다. 이러한 지역은 분리수거의 불철저 및 식재료 및 식생활 습관으로 인하여, 수거되는 MSW는 플러프 RDF에 적합하지 않은 주개류를 다량으로 포함하고 있는 점, 기상 조건이 고온, 다습하다는 점에서 공통된다. 이와 같은 조건 아래에서도, RDF 제조 설비 및 RDF 제조 원가의 관점에서, 수거된 MSW로부터 플러프 RDF를 제조하고, 그 RDF를 연료로서 발전을 하는 시스템을 확립하고자하는 요구가 있다. 하지만, 수분량이 많은 한편 쉽게 발효하는 주개류를 다량으로 포함한 MSW로부터 제조된 플러프 RDF를, 발효를 억제하는 알칼리성 화합물을 첨가하지 않고 발효가 촉진되기 쉬운 고온 다습한 환경에서 안전하게 장기 저장하는 방법은 확립되어 있지 않다. 전술한 유럽에서 행해지고 있는 플러프 RDF의 포장 저장 방법은 플러프 RDF의 수분량이 적은 한편 비교적 건조한 기후인 조건에 더하여 신중한 감독 아래에서 성립하는 것이며, 플러프 RDF의 수분량이 많은 한편 고온 다습한 기후인 조건 아래에서 성립하는 것은 입증되어 있지 않다. 또한, 특허문헌1 ~ 특허문헌3에서 제안되어 있는 RDF의 저장 방법은 모두 펠렛 RDF를 대상으로 한 것이다.

플러프 RDF와 같은 장기 저장에 관한 과제를, 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료도 갖고 있다. 여기서, '바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료'란, 바이오매스계 폐기물을 이물질 제거나 분쇄나 절단 등에 의해 연소 설비의 요구에 적합한 형태로 만든 것을 의미한다. 바이오매스계 폐기물도 내부에 다량의 수분을 함유하는 한편 발효에 적합한 유기물을 많이 포함하고 있다. 바이오매스계 폐기물을 대량으로 배출하는 나라는 고온, 다습의 기상 조건 아래에 있는 동남아시아 지역이다. 도 10의 (c)는 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료 제조에 있어서, 수거된 바이오매스계 폐기물은 대형 불연물이 선별 제거되고, 분쇄기에서 일차 분쇄되고, 소형의 불연물이 선별 제거되고, 연소에 적합한 치수로 이차 분쇄된다. 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료 중 기름야자계 바이오매스(기름야자의 줄기, 잎, 기름야자 껍질(空房) 등), 사탕수수계 바이오매스(사탕수수의 짜고 남은 찌꺼기), 코코넛계 바이오매스(코코넛의 짜고 남은 찌꺼기), 자트로파(jatropha)계 바이오매스(자트로파의 잎, 껍질 등) 따위의 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 것은 특히 유기물과 수분을 내부에 대량으로 가지므로 발효하기 쉬운 한편 발효 속도가 빠르다. 따라서 이러한 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료를 연료로 하는 발전 시설에서도 플러프 RDF와 같은 장기 저장의 과제가 생긴다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 행해진 것이며, 물리적으로 발효하기 쉬운 조건 아래에 있는 폐기물 유래 고형 연료(예를 들어, RDF나 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료)를, 발효가 더욱 촉진되기 쉬운 고온 다습한 환경 아래에서도 저장할 수 있도록 하기 위한 저장 설비 및 저장 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비는 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하기 위한 저장 설비이며, 상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효시키는 발효조와, 상기 폐기물 유래 고 형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장조와, 상기 발효조로부터 상기 바이오가스 저장조에 상기 바이오가스를 보내는 제1 유로와, 상기 바이오가스 저장조로부터 상기 연소 설비에 상기 바이오가스를 공급하는 공급로를 구비한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법은 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하는 방법이며, 상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효조에서 혐기성 발효시키는 단계와, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계를 포함한 것이다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비 및 저장 방법에 따르면, 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료는 바이오가스와 그 발효 잔사(殘渣)로 형태를 바꾸어 저장되게 된다. 폐기물 유래 고형 연료가 발효함으로써 폐기물 유래 고형 연료 중의 유기물 대부분은 바이오가스로 모양을 바꾸기 때문에, 발효조에 투입된 폐기물 유래 고형 연료는 그 발효된 유기물분만큼 고체량이 감용(減容) 감량된다. 요컨대, 발효 잔사는 원래의 폐기물 유래 고형 연료와 비교하여 감용 감량되어 있으므로, 고체 저장을 위한 공간을 감축할 수 있다. 또한, 폐기물 유래 고형 연료에 포함된 유기물의 대부분이 발효조에서의 혐기성 발효에 의해 바이오가스로 변환되고, 그 발효 잔사에 포함된 유기물 잔량이 감량되어 있기 때문에, 발효 잔사의 취급이나 보관은 폐기물 유래 고형 연료 자체와 비교하여 용이하다. 또한, 바이오가스는 기체이며 경시 변화하지 않기 때문에, 폐기물 유래 고형 연료 그대로의 상태와 비교하여 보관이 용이하다. 또한, 상기 연료 저장 설비 및 연료 저장 방법은 건조한 환경에서도 고온 다습한 환경에서도 마찬가지로 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 저장하는 것이 가능하며, 저장 환경에 관계없이 폐기물 유래 고형 연료를 안정적으로 저장할 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 바이오가스 저장조는 상기 발효조로부터 상기 제1 유로를 통하여 상기 바이오가스가 보내지는 일차 저장조와, 상기 일차 저장조와 제2 유로로 연결된 이차 저장조를 포함하며, 상기 제2 유로에 있어서 상기 일차 저장조로부터 상기 이차 저장조에 상기 바이오가스를 압축하여 보내는 압축기와, 상기 제2 유로에 있어서 상기 압축기로 압축된 상기 바이오가스를 냉각하는 냉각기를 구비하는 것이 좋다. 마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계는 상기 발효조로부터 보내져 오는 바이오가스를 일차 저장조에 수용하는 단계와, 상기 일차 저장조로부터 이차 저장조에 상기 바이오가스를 압축함으로써 감용화하여 보내는 단계와, 상기 압축된 바이오가스를 냉각하는 단계와, 상기 압축된 바이오가스를 상기 이차 저장조에 저장하는 단계를 포함하는 것이 좋다.

바이오가스는 기체이기 때문에, 고체인 폐기물 유래 고형 연료와는 달리, 압축함으로써 감용하는 것이 가능하다. 따라서 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비 및 저장 방법에 따르면, 바이오가스는 압축된 상태로 탱크 모양의 저장 설비에 저장되므로 바이오가스를 저장하기 위해서 필요로 하는 평면적인 넓이를 감축할 수 있다. 또한, 바이오가스의 압력을 조정함으로써 같은 양의 바이오가스를 저장하기 위해서 필요한 공간의 크기를 변화시킬 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 발효조로부터 배출된 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 완료 잔사인 수분 및 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 잔사에 포함된 수분을 제거하는 수분 제거 수단을 구비하는 것이 좋다. 마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 발효조로부터 배출된 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 완료 잔사인 수분 및 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 잔사에 포함된 수분을 제거하는 단계를 포함하는 것이 좋다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비 및 저장 방법에 따르면, 발효 잔사는 수분이 제거되어 더 감용 감량되기 때문에, 발효 잔사의 저장을 위한 공간을 더 감축할 수 있다. 또한, 발효 잔사로부터 수분을 제거함으로써 수분이 제거된 발효 잔사를, 폐기물 유래 고형 연료의 원료로서 재이용할 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 발효조로부터 상기 제1 유로에 유출되는 유출 가스의 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기와, 상기 유출 가스의 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기와, 감지된 산소 농도 및 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있을 때에 개방하여 상기 제1 유로와 상기 바이오가스 저장조를 연통시키는 제1 제어 밸브를 구비하는 것이 좋다. 마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서, 상기 바이오가스를 포함하는 상기 발효조로부터 유출되는 유출 가스의 산소 농도 및 메탄 농도를 감지하고, 이 감지 결과에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 밖에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조에 저장하는 것이 좋다.

상기 연료 저장 설비 또는 연료 저장 방법에 따르면, 발효조로부터의 유출 가스 중 압축에 적합한 것만이 바이오가스로서 바이오가스 저장조에 보내짐으로써 바이오가스 저장 때의 안전성과 바이오가스 재이용 때의 안전성을 높일 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 발효조 안과 대기를 연통시키는 대기 방출로와, 상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 대기 방출로를 통하여 상기 유출 가스를 대기 방출시키는 대기 방출 밸브를 구비하는 것이 좋다. 또는, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 발효조와 제3 유로를 통하여 연결된 예비 저장조와, 상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 제3 유로와 상기 예비 저장조를 연통시키는 제2 제어 밸브를 구비하는 것이 좋다.

마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서, 상기 유출 가스의 산소 농도와 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 대기 방출하는 것이 좋다. 혹은 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서, 상기 유출 가스의 산소 농도와 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조와는 다른 예비 저장조에 저장하는 것이 좋다.

상기 연료 저장 설비 또는 연료 저장 방법에 따르면, 발효조로부터의 유출 가스 중 불씨만 있으면 외부로부터 연소용 산소의 공급을 받지 않고 연소할 우려가 있는 것은 대기 방출되거나 압축되지 않는 예비 저장조에 수용되므로 바이오가스 저장 때의 안전성과 바이오가스 재이용 때의 안전성을 높일 수 있다.

또한, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 공급로는 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 기동용 연료로서 상기 연소 설비에 공급하는 경로를 갖는 것이 좋다. 마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를 상기 연소 설비의 기동용 연료로서 상기 연소 설비에 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 연료 저장 설비 또는 연료 저장 방법에 따르면, 바이오가스를 연소 설비의 연료 또는 보조 연료로서 유효하게 이용할 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비에 있어서, 상기 공급로는 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 경로를 갖는 것이 좋다. 여기서, 상기 공급로는 상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖에 있는 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 조정 수단을 구비하고 있는 것이 좋다.

마찬가지로, 상기 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법에 있어서, 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다. 여기서, 상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖에 있는 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 것이 좋다.

상기 연료 저장 설비 또는 연료 저장 방법에 따르면, 바이오가스를 연료로서 유효하게 이용할 수 있다.

상기 폐기물 유래 고형 연료가, 일반폐기물로부터 제조된 쓰레기 고형화 연료이어도 좋다. 혹은 상기 폐기물 유래 고형 연료가 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 바이오매스 폐기물 유래 고형 연료이어도 좋다.

본 발명에 따르면, 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료는 압축에 의해 감용 가능한 바이오가스와, 폐기물 유래 고형 연료 중의 유기물이 발효에 의해 가스화한 후의 발효 잔사로 형태를 바꾸어 저장되게 된다. 바이오가스는 더 이상 발효하지 않는다. 발효 잔사에 포함된 유기물 잔량은 원래의 폐기물 유래 고형 연료의 상태와 비교하여 대폭적으로 감량되어 있으므로 발효가 더욱 촉진되기 쉬운 고온 다습한 환경 아래에서도 저장할 수 있다. 이와 같이 폐기물 유래 고형 연료 그 자체를 저장할 때와 비교하여 저장의 관리가 용이해진다. 또한, 폐기물 유래 고형 연료가 발효함으로써 고체량으로서는 감용 감량되므로 고체 저장에 필요한 공간을 감축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 저장 설비를 포함한 RDF 연소 발전 시스템의 전체적인 개념도이다.
도 2는 연료 제조부의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 상류 측의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 4는 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 하류 측의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 5는 연료 장기 저장부의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 메탄의 연소 범위를 설명하는 도면이다.
도 7은 발효조 제어부의 RDF 투입 초기의 제어 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 변형예에 따른 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 상류 측의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 9는 변형예에 따른 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 하류 측의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 10의 (a)는 펠렛 RDF의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 플러프 RDF의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 10의 (c)는 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료의 일반적인 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 MSW 수집에서부타 RDF 제조 및 RDF 연소 발전까지의 RDF 연소 발전 시스템의 전체적인 개념도이다.

본 발명에 따른 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비(이하, 단순히 '연료 저장 설비'라고도 한다)는 쓰레기 등으로부터 제조된 유기물을 다량으로 포함하여 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 장기(예를 들어, 몇 주에서 몇 달 정도) 저장하기 위한 설비이다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 연료 저장 설비를 이용한 RDF 연소 발전 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 저장 설비를 포함한 RDF 연소 발전 시스템의 전체적인 개념도이며, 도면 중의 화살표는 물질의 흐름을 나타내고 있다. 또한, 같은 도면에서는 발명과 직접적으로 관련되지 않는 세세한 보조 장치에 관한 기술은 생략되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, RDF 연소 발전 시스템(1)은 주로, 연료 제조부(3), 연료 임시 저장부(4), 연료 장기 저장부(5), 발전부(6)로 구성되어 있다. 이 RDF 연소 발전 시스템(1)은 일반 가정 등에서 배출되는 쓰레기인 도시 폐기물(이하, 'MSW(Municipal Solid Waste)'라고 한다)로부터 쓰레기 고형화 연료(이하, 'RDF(Refuse Derived Fuel)'라고 한다)를 제조하고, RDF 연소에 따라 발생하는 열을 이용하여 발전을 하는 시스템이다. RDF 연소 발전 시스템(1) 중 연료 임시 저장부(4) 및 연료 장기 저장부(5)는 발전부(6)에 인접하여 있다. 다만, 연료 제조부(3)는 발전부(6)와 인접하여 있어도 좋고 떨어져 있어도 좋다. 또한, 1기의 발전부(6)에 대하여 복수의 연료 제조부(3)가 존재하고 있어도 좋다. 이어서, RDF 연소 발전 시스템(1)을 구성하고 있는 각 부분에 대하여 상세하게 설명한다.

(연료 제조부(3))

연료 제조부(3)는 MSW로부터 플러프 RDF(플러프 모양의 RDF)를 제조하기 위한 설비를 구비하고 있다. 도 2는 연료 제조부(3)의 개념도이며, 도면 중의 화살표는 물질의 흐름을 나타내고 있다. 같은 도면에 나타내는 바와 같이, 연료 제조부(3)는 주로, MSW 저장 피트(pit)(31), 일차 분쇄기(32), 선별기(33), 이차 분쇄기(34)를 구비하고 있다. MSW 저장 피트(31)는 수집되어 온 MSW를 임시 저장하기 위한 것이다. 이 MSW 저장 피트(31)는 예를 들어, 최대 5일분의 MSW를 수용할 수 있는 용량을 가진다. 일차 분쇄기(32)는 선별기(33)에서 이물질이나 불연물을 제거 가능하게 하기 위하여, MSW 중의 비닐 봉지나 옷감 모양의 물질을 찢거나 큰 고형물을 분쇄하거나 하는 것이다. 선별기(33)는 MSW로부터 불연물 등을 선별 제거하기 위한 것이다. 이 불연물 등에는 돌이나 콘크리트의 조각, 금속류 등이 포함되어 있다. 이차 분쇄기(34)는 불연물 등이 선별 제거된 MSW를 요구 받은 치수가 될 때까지 더 작게 분쇄하기 위한 것이다.

상기 구성의 연료 제조부(3)에 있어서, 수집된 MSW는 먼저 MSW 저장 피트(31)에 반입되어 일시적으로 저장된다. 그리고 MSW 저장 피트(31)에 저장되어 있는 MSW는 차례로 일차 분쇄기(32)에 투입되어 거칠게 분쇄된다. 일차 분쇄된 MSW는 선별기(33)에서 불연물이 선별 제거되고 이차 분쇄기(34)에 투입된다. 이차 분쇄기(34)에 투입된 가연성 물질로 이루어진 MSW는 이차 분쇄기(34)에서 더 작게 분쇄 되어 플러프 RDF(플러프 모양의 RDF)가 된다. 이렇게 하여 제조된 RDF는 50 ~ 150㎜ 사각의 평판 모양을 이루고 있다.

(연료 임시 저장부(4))

연료 임시 저장부(4)는 RDF를 저장하기 위한 연료 저장고(36)를 구비하고 있다. 연료 제조부(3)에서 제조된 RDF는 연료 저장고(36)에 반입되고, 여기에서 임시로 저장된다. 연료 저장고(36)에서 RDF가 저장되는 기간은 연료 저장고(36)의 용적과 저장 중의 안전 면을 고려하고, 일반적으로는 며칠, 길어도 7일 정도이다. 연료 저장고(36)에 저장되어 있는 RDF는 발전부(6)의 가동 때에는 발전부(6)에 보내진다. 또한, 발전부(6)가 가동을 정지하고 있을 때나 제조된 RDF의 총 열량이 발전부(6)의 최적 운전 베이스(base)의 열량을 상회할 때 등 연료 저장고(36)에서 저장 가능한 기간을 초과하여 저장해야 하는 잉여 RDF가 있을 때에는 그 잉여분 상당의 연료 저장고(36)에 저장된 RDF가 연료 장기 저장부(5)에 보내진다.

(발전부(6))

발전부(6)는 RDF를 연소하여 발전을 하기 위한 발전 설비 그룹이다. 발전부(6)는 주로, RDF의 연소 설비인 보일러(61)와, 보일러(61)로부터 고압 고온의 증기가 송급되는 증기 터빈 발전 설비(62)와, 보일러(61)로부터의 배기가스 중에 포함된 유해 물질을 제거하는 배기가스 처리 설비(63)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시예에 따른 발전부(6)의 보일러(61)는 RDF 연소 보일러이지만, 이 대신에 석탄 연소 보일러이어도 상관없다. 이 경우, RDF는 석탄 보일러의 보조 연료로서 이용된다.

보일러(61)의 연소실(61a)에는 연료 임시 저장부(4)의 연료 저장고(36)에 저장되어 있는 RDF가 투입된다. 보일러(61)의 연소실(61a)에 있어서 RDF의 연소에 의해 발생한 열은 열 회수기(61b)를 흐르는 열 회수 물 및 과열 증기에 의해 회수된다. 열 회수기(61b)와 증기 터빈 발전 설비(62)는 배관 등으로 구성된 증기 배출로(68)로 연결되어 있다. RDF의 연소열을 회수하여 고온 고압이 된 증기는 증기 배출로(68)를 통하여 증기 터빈 발전 설비(62)에 보내진다. 증기 터빈 발전 설비(62)에서는 증기로 터빈을 회전하고, 이 회전력을 전력으로 변환하는 발전기에 의해 발전이 이루어진다.

보일러(61)의 연소실(61a)에는 일차 연소 공기 공급로(65), 이차 연소 공기 공급로(66), 기동용 연료 공급로(67), 배기로(69)가 연결되어 있다. 일차 연소 공기 공급로(65)는 보일러(61)의 연소실(61a)과 일차 연소 공기원(외부)을 연결하는 배관 및 송풍기 등으로 구성되어 있으며, 일차 연소 공기 공급로(65)를 통하여 일차 연소 공기원으로부터 보일러(61)의 연소실(61a)에 연소를 위한 일차 연소 공기가 공급된다. 이차 연소 공기 공급로(66)는 보일러(61)의 연소실 안과 이차 연소 공기원(외부)을 연결하는 배관 및 송풍기 등으로 구성되어 있으며, 이차 연소 공기 공급로(66)를 통하여 보일러(61)의 연소실(61a)에 연소를 위한 이차 연소 공기가 공급된다. 기동용 연료 공급로(67)는 보일러(61)의 연소실 안과 기동용 연료원을 연결하는 배관 등으로 구성되어 있으며, 보일러(61)의 기동 때에, 기동용 연료 공급로(67)를 통하여 보일러(61)의 연소실(61a)에 보일러 기동용 연료가 공급된다. 배기로(69)는 보일러(61)의 연소실(61a)과 배기가스 처리 설비(63)를 연결하는 배관 등으로 구성되어 있다. 보일러(61)의 연소실(61a)에서 발생한 배기가스는 배기로(69)를 통하여 배기가스 처리 설비(63)에 보내진다. 배기가스 처리 설비(63)에서는 보일러(61)의 배기가스 중에 포함된 유해 물질이 제거된 후, 굴뚝을 통해 외부로 방출된다.

(연료 장기 저장부(5))

이어서, 연료 장기 저장부(5)에 대하여 상세하게 설명한다. 연료 장기 저장부(5)는 연료 임시 저장부(4)에서의 저장 가능 기간을 넘어 RDF를 저장하기 위한 설비 그룹이다. 연료 장기 저장부(5)에 있어서, RDF는 바이오가스와 발효 잔사라는 감용 감량된 상태로 저장되게 된다. 도 3은 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 상류 측의 구성을 나타내는 개념도이고, 도 4는 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 하류 측의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 3, 도 4에서는 물질의 흐름이 화살표로 표시되어 있다. 또한, 도 5는 연료 장기 저장부(5)의 제어 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 연료 장기 저장부(5)는 주로, 투입 장치(51), 발효조(52), 일차 저장 탱크(53), 이차 저장 탱크(54), 잔사 배출 장치(55), 압축기(57), 바이오가스 공급 설비(59)를 구비하고 있다.

투입 장치(51)는 연료 임시 저장부(4)의 연료 저장고(36)로부터 발효조(52)에 RDF를 투입하기 위한 것이다. 투입 장치(51)는 연료 저장고(36)와 발효조(52)의 투입구(18) 사이에 설치된 연료 투입조(11)를 구비하고 있다. 연료 저장고(36)와 연료 투입조(11)의 사이 및 연료 투입조(11)와 발효조(52)의 사이는 각종 컨베이어 또는 배관 등을 통하여 연결되어 있다. 연료 저장고(36)와 연료 투입조(11)의 사이에는 이러한 공간을 나눔과 동시에 연료 저장고(36)로부터 연료 투입조(11)에의 RDF 이동을 규제하는 제1 투입 밸브(12)가 설치되어 있다. 연료 투입조(11)와 발효조(52)의 사이에는 이러한 공간을 나눔과 동시에 연료 투입조(11)로부터 발효조(52)에의 RDF 이동을 규제하는 제2 투입 밸브(13)가 설치되어 있다. 또한, 연료 투입조(11)에는 불활성 가스원(14)으로부터 연료 투입조(11)에 불활성 가스를 공급하기 위한 불활성 가스 공급로(15)가 연결되어 있으며, 이 불활성 가스 공급로(15)에 어시스트(assist) 가스 공급 밸브(16a)가 설치되어 있다. 또한, 연료 투입조(11)에는 연료 투입조(11) 안에서부터 어시스트 가스로서의 불활성 가스를 배출하기 위한 불활성 가스 배출로(11a)가 설치되어 있으며, 이 불활성 가스 배출로(11a)에 어시스트 가스 배출 밸브(16b)가 설치되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 투입 밸브(12), 제2 투입 밸브(13), 어시스트 가스 공급 밸브(16a) 및 어시스트 가스 배출 밸브(16b)의 개폐 동작은 투입 장치 제어부(17)에 의해 제어되고 있다.

이어서, 상기 구성의 투입 장치(51)의 동작에 대하여 설명한다. 투입 장치 제어부(17)는 도시하지 않은 조작반을 통하여 입력된 RDF 투입량을 포함한 투입 지시를 받고, 제1 투입 밸브(12)를 RDF 투입량에 해당하는 시간만큼 개방한다. 그러면 연료 저장고(36)로부터 연료 투입조(11)에 RDF가 이동한다. 이어 투입 장치 제어부(17)는 제2 투입 밸브(13)를 개방한다. 이에 따라, 연료 투입조(11) 내의 RDF는 자중으로 발효조(52)에 낙하한다. 여기서, 투입 장치 제어부(17)는 어시스트 가스 공급 밸브(16a) 및 어시스트 가스 배출 밸브(16b)를 개방하여 불활성 가스 공급로(15)를 통하여 연료 투입조(11)에 공급되는 불활성 가스에 의해 RDF를 발효조(52)에 강제로 밀어내도록 제어할 수도 있다. 그리고 발효조(52)에 RDF의 투입이 완료되면, 투입 장치 제어부(17)는 제2 투입 밸브(13), 어시스트 가스 공급 밸브(16a) 및 어시스트 가스 배출 밸브(16b)를 닫는다. 이상의 투입 장치(51)의 동작에 따라, 지시 받은 RDF 투입량의 RDF가 발효조(52)에 투입되고, RDF 투입 후의 연료 투입조(11)는 거의 밀폐된 상태가 된다.

발효조(52)는 RDF를 혐기성 분위기 안에서 약 15 ~ 20일에 걸쳐 혐기성 발효시키는 혐기성 발효조이다. 발효조(52)에는 투입구(18)가 있는 투입 측(52a)에서 배출구(19)가 있는 배출 측(52b)까지 RDF를 이동시키기 위한 이동 장치(20)가 설치되어 있다. 이동 장치(20)는 투입 측(52a)에서 배출 측(52b)까지 RDF를 이동시킬 수 있다면 그 모양은 상관없지만, 도 3에서는 회전 날개를 가진 이동 장치(20)를 예시하고 있다. 이 이동 장치(20)는 투입 측(52a)에서 배출 측(52b)까지 RDF의 반송 방향으로 늘어선 복수의 회전 날개와, 이 회전 날개를 회전 구동하는 회전 날개 구동부를 구비하고 있다. 회전 날개 구동부의 구동에 따라 회전 날개가 회전하면, 발효조(52)의 투입 측(52a)에 낙하된 RDF는 회전하는 복수의 회전 날개에 의해 순차적으로 배출 측(52b)으로 보내진다. RDF의 이동 속도나 이동량은 회전 날개의 회전 속도나 회전 빈도를 조정함으로써 제어 가능하다.

또한, 발효조(52)의 배출 측(52b)의 상부에는 바이오가스 배출구(21)가 개구되어 있다. 바이오가스 배출구(21)는 바이오가스 제1 유로(22)를 통하여 일차 저장 탱크(53)와 연결되어 있다. 바이오가스 제1 유로(22)에는 바이오가스 제1 유로(22)를 통과하는 바이오가스의 압력을 감지하는 압력 감지기(71), 마찬가지로 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기(78), 마찬가지로 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기(79)가 설치되어 있다. 또한, 바이오가스 제1 유로(22)의 이러한 감지기(71,78,79)보다 하류 측에는 바이오가스 제1 유로(22)를 개폐하는 제1 유입 제어 밸브(23)가 설치되어 있다. 이 제1 유입 제어 밸브(23)의 개폐에 따라, 발효조(52)와 일차 저장 탱크(53)의 연통과 차단이 절환된다.

상기 바이오가스 제1 유로(22)의 감지기(71,78,79)보다 하류 측이며 제1 유입 제어 밸브(23)보다 상류 측에 있어서, 발효조(52) 안과 외부(대기)를 연통시키는 대기 방출로(24)가 바이오가스 제1 유로(22)에서 분기되어 있다. 대기 방출로(24)에는 대기 방출 밸브(25)가 설치되어 있다. 이 대기 방출 밸브(25)의 개폐 및 제1 유입 제어 밸브(23)의 개폐에 따라, 대기 방출로(24)를 통한 발효조(52) 안과 외부의 연통과 차단이 절환된다.

또한, 발효조(52)의 투입 측(52a)에는 불활성 가스 공급구(26)가 설치되어 있다. 불활성 가스 공급구(26)는 불활성 가스원(14)과 불활성 가스 공급로(15)를 통하여 연결되어 있다. 불활성 가스 공급로(15)에는 불활성 가스 마스터 밸브(27)가 설치되어 있다. 이 불활성 가스 마스터 밸브(27)는 발효조(52) 안의 공기를 불활성 가스로 치환할 때에 대기 방출 밸브(25)와 함께 개방된다. 이에 따라, 불활성 가스 공급구(26)를 통하여 발효조(52) 안에 불활성 가스가 공급됨과 동시에 대기 방출로(24)를 통하여 발효조(52) 안의 공기가 배출됨으로써, 발효조(52) 안의 공기가 불활성 가스로 치환된다. 또한, 발효조(52)의 투입 측(52a)에는 발효조(52)에 투입된 RDF의 수분량을 혐기성 발효에 적합한 수분량으로 하기 위하여 발효조(52)에 물을 공급하기 위한 물 공급 장치(29)가 설치되어 있다. 물 공급 장치(29)는 수원(29a)과 발효조(52)를 연결하는 물 공급 배관(29b)과, 물 공급 배관(29b)에 설치되어 발효조(52)에의 물 공급량을 조정하는 물 공급 조정 밸브(29c)를 구비하고 있다.

발효조(52) 및 그 주변에 설치된 대기 방출 밸브(25), 제1 유입 제어 밸브(23), 불활성 가스 마스터 밸브(27), 및 이동 장치(20)의 동작은 발효조 제어부(28)에 의해 감지기(71,78,79)의 감지 신호에 따라 제어된다. 또한, 물 공급 장치(29)의 물 공급 조정 밸브(29c)의 동작은 RDF 제조 과정에서 측정된 RDF 함유 수분량과 연료 투입조(11)로부터의 RDF 투입량에 따라 발효조(52) 안의 RDF가 혐기성 발효에 적합한 수분량이 되도록, 발효조 제어부(28)에 의해 제어된다.

상기 구성의 발효조(52)에 있어서, 투입 장비(51)에 의해 투입구(18)를 통하여 발효조(52) 안으로 투입된 RDF는 이동 장치(20)의 투입 측(52a)으로 낙하된다. 발효조(52)의 RDF는 이동 장치(20)에 의해 순차적으로 하류로 이송됨에 따라 소정의 발효 기간(여기서는 약 15 ~ 20일)에 걸쳐 투입 측(52a)에서 배출 측(52b)까지 이동한다. 이 이동 동안에 RDF에 포함된 유기물의 혐기성 발효가 진행되고, 바이오가스가 생성되며, RDF가 감용 및 감량된다. RDF의 발효에 의해 발생하는 바이오가스의 조성은 대략 메탄가스 60%, 이산화탄소 40%이다. 단, 바이오가스는 RDF에 포함된 유기물의 양이나 종류에 따라 발생량이나 조성이 변화하고, 발효의 진행 정도에 따라서도 발생량이 변화한다.

RDF가 발효하면서 발효조(52)의 배출 측(52b)까지 이동하였을 때에는 RDF 중의 유기물 대부분은 분해되어 바이오가스가 되고, 나머지가 발효 잔사가 되어 있다. 이 RDF의 발효 잔사는 RDF의 고체분 중 휘발 성분의 미발효분 및 RDF의 발효하지 않는 성분으로 구성되어 있으며, 유기 잔사, 목질계 잔사, 및 비닐 등의 잔사가 포함되어 있다. 또한, 발효조(52)에서의 발효 기간이 짧을 때에는 미발효나 발효 중도 단계의 RDF가 발효 잔사에 혼입되어 있는 경우도 있지만, 이것들도 함께 발효 잔사라고 부르기로 한다. 발효 잔사는 이동 장치(20)에 의해 배출구(19)까지 보내지고, 배출구(19)에서 발효조(52) 밖으로 배출된다. 발효 잔사는 원래의 RDF와 비교하여 대폭적으로 감용 감량되어 있다.

잔사 배출 장치(55)는 발효조(52)의 발효 잔사를 회수하여 소화액 및 발효 잔사에 포함된 소화액을 탈수 제거하기 위한 것이다. 잔사 배출 장치(55)는 주로, 발효조(52)의 배출구(19)에 연결된 잔사 저장조(41)와, 잔사 저장조(41)와 잔사 송급로(42)를 통하여 연결된 소화액 탈수 제거 장치(43)와, 잔사 저장조(41) 및 소화액 탈수 제거 장치(43)로 잔사에서 회수한 소화액을 저장하는 배수 피트(46)를 구비하고 있다. 발효조(52)의 배출구(19)와 잔사 저장조(41) 사이에는 이것들을 분할함과 동시에 발효 잔사의 잔사 송급로(41)에의 이동을 규제하는 제1 잔사 배출 밸브(44)가 설치되어 있다. 잔사 저장조(41)와 잔사 송급로(42) 사이에는 이것들을 분할함과 동시에 발효 잔사의 잔사 송급로(42)에의 이동을 규제하는 제2 잔사 배출 밸브(45)가 설치되어 있다. 제1 잔사 배출 밸브(44), 제2 잔사 배출 밸브(45), 및 소화액 탈수 제거 장치(43)의 동작은 잔사 배출 장치 제어부(47)에 의해 제어되고 있다.

상기 구성의 잔사 배출 장치(55)의 동작에 대하여 설명한다. 잔사 배출 장치 제어부(47)는 도시하지 않은 제어반을 통하여 입력된 발효 잔사 배출 지시를 받고, 제1 잔사 배출 밸브(44)를 소정의 제1 배출 시간만큼 개방한다. 제1 배출 시간은 이동 장치(20)에 의한 발효조(52) 내 물질의 이동 속도 및 발효 잔사의 양에 따라 설정되어 있다. 제1 잔사 배출 밸브(44)가 개방되면, 발효조(52)의 발효 잔사가 이동 장치(20)에 의해 배출구(19)를 통하여 잔사 저장조(41)에 투입된다. 잔사 저장조(41)에서는 발효 잔사에서 소화액이 분리되고, 발효 잔사에서 분리된 소화액은 배수 피트(46)에 배수된다. 이와 같이 하여 발효 잔사의 소화액이 어느 정도까지 제거된 상태에서, 잔사 배출 장치 제어부(47)는 제2 잔사 배출 밸브(45)를 소정의 제2 배출 시간만큼 개방한다. 제2 배출 시간은 발효 잔사의 양에 따라 설정되어 있다. 제2 잔사 배출 밸브(45)가 개방되면, 잔사 저장조(41)에서 잔사 송급로(42)를 통하여 소화액 탈수 제거 장치(43)에 보내진다. 소화액 탈수 제거 장치(43)에 보내진 발효 잔사는 여기서 더욱 탈수되고, 발효 잔사에서 분리된 소화액은 배수 피트(46)에 배수된다. 이상과 같이 잔사 배출 장치(55)에서, 감용, 감량 및 탈수된 발효 잔사는 소화액 탈수 제거 장치(43)로부터 연료 제조부(30)의 MSW 저장 피트(31)에 반송되어 RDF의 원료로서 재이용된다. 또한, 연료 제조부(3)가 복수 존재할 경우에는 연료 장기 저장부(5)와 가장 인접하여 있는 연료 제조부(3)의 MSW 저장 피트(31)에 발효 잔사가 반송된다.

여기서, 발효조(52)에서 발생한 바이오가스의 흐름에 돌아와서 설명한다. RDF 투입 초기에는 발효조(52) 안의 많은 부분은 '빈'상태이며, 그 부분에는 공기가 충만되어 있다. 그 때문에, RDF 투입 초기에 발효조(52)로부터 바이오가스 제1 유로(22)에 유출되는 가스는 RDF의 발효에 따라 발생하는 바이오가스와 발효조(52) 안에 잔류해 있던 공기의 혼합가스가 된다. 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스의 주성분인 메탄가스는 가연성 가스이며, 바이오가스 중 메탄가스와 산소의 혼합비에 따르면 바이오가스가 불씨만 있으면 외부로부터 연소용 산소의 공급을 받지 않고 폭발적으로 연소할 우려가 있다. 그래서 발효조 제어부(28)는 감지기(71,78,79)를 이용하여 발효조(52)로부터 바이오가스 제1 유로(22)에 유출된 유출 가스의 조성을 감지하고, 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때는'압축 불가능'하다고 판단하고, 연소 범위 밖에 있을 때는 '압축 가능'하다고 판단한다. 그리고 발효조 제어부(28)는 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 밖에 있을 때에, 제1 유입 제어 밸브(23)를 개방하여 발효조(52)로부터의 유출 가스를 일차 저장 탱크(53)에 보내도록 제1 유입 제어 밸브(23)를 제어한다. 또한, 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안이 되는 현상은 RDF를 발효조(52)에 투입하기 시작하였을 때에 현저하며, 이 현상을 회피하기 하기 위하여 RDF를 발효조(52)에 투입하기 전에 불활성 가스로 발효조(52) 안의 공기를 치환해 두는 것이 바람직하다.

도 6의 (a)는 천연가스와 공기의 혼합가스의 연소 상한값 및 연소 하한값을 나타내는 그래프이며, 세로축은 공기 중의 천연가스 농도이고, 가로축은 천연가스의 압력이다. 같은 도면에 보이는 바와 같이, 천연가스의 대기압에 있어서 연소 상한값은 15.0[공기 중 용적 %]이며, 연소 하한값은 5.0[공기 중 용적 %]이다. 즉, 천연가스의 대기압에 있어서 연소 범위는 5.0 ~ 15.0[공기 중 용적 %]이다. 또한, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 나타내는 천연가스와 공기의 혼합가스의 연소 상한값 및 연소 하한값을 산소 농도와 천연가스 압력의 관계로 변환한 것이다. 천연가스의 주성분은 메탄(85-95% 정도)이다. 한편, 바이오가스의 조성은 대략 메탄 60%, 이산화탄소 40%이다. 천연가스는 엄밀하게는 메탄가스와는 다르지만, 발효조(52)로부터의 유출 가스의 연소 범위를 검토할 때 메탄가스의 연소 범위의 수치로서 천연가스의 연소 범위의 수치를 이용하여도 안전성은 확보된다. 그래서 이하에서는 발효조(52)로부터의 유출 가스의 연소 범위(특히, 연소 하한값)를 검토할 때, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b) 중의 천연가스를 메탄가스로 바꿔 읽고 같은 도면에 표시된 데이터를 이용하기로 한다.

발효조(52)로부터의 유출 가스의 연소 범위를 검토할 때, 가령, 후술하는 압축기(57)의 토출 압력이 5㎫이고 압축 후의 바이오가스의 온도가 300℃이라고 한다. 여기서, 도 6의 (b)를 참조하고, 메탄가스의 압력이 5㎫이며 온도가 300℃일 때의 산소 농도 하한값은 8 ~ 9%이다. 따라서 안전율을 가미하여 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소 농도가 8% 이하인 것을 바이오가스로서 일차 저장 탱크(53)에 보내면, 이 바이오가스가 압축기(57)로 압축되어도 그 산소와 메탄가스의 혼합비는 연소 범위 밖에 있게 된다. 한편, 메탄가스의 압력이 5㎫이며 온도가 300℃ 일 때의 산소 농도 상한값은 약 20%이다. 단, 공기 중의 산소 농도는 약 21%이기 때문에, 안전율을 가미하면 산소 농도의 상한값을 넘는 유출 가스는 압축하지 않는 것이 무난하다. 이상으로부터, 압축기(57)의 토출 압력이 5㎫이며 압축 후의 바이오가스의 온도가 300℃일 경우에, 도 6의 (a), (b)의 데이터에 따르면, 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소 농도가 8%를 넘는 것을 연소 범위 안에 있는 것으로 하고, 마찬가지로 8% 이하의 것을 연소 범위 밖에 있는 것으로 하게 된다.

도 7은 발효조 제어부(28)의 RDF 투입 초기의 제어 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 발효조(52)에 새롭게 투입된 RDF의 발효를 시작하였을 때에는 제1 유입 제어 밸브(23) 및 대기 방출 밸브(25)는 닫혀 있으며, 발효조(52) 안은 초기 공기가 충만되어 있기 때문에 호기성 상태가 되어 있다. 따라서 발효조(52) 안에서는 발효 시작 후 당분간은 호기성 발효가 이루어지지만, 호기성 발효가 진행되면 발효조(52) 안의 산소가 소비됨으로써 발효조(52) 안은 혐기성이 되어 혐기성 발효로 이행된다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 발효조 제어부(28)는 압력 감지기(71)로 감지된 발효조(52) 안의 압력에 따라 바이오가스가 발생했음을 감지하고(단계(S1)에서 예), 대기 방출 밸브(25)를 개방한다(단계(S3)). RDF 투입 초기에는 RDF로부터 발생하는 바이오가스량이 적은 한편 발효조(52) 안에 잔존하고 있는 공기량이 많다. 따라서 발효조(52)로부터의 유출 가스는 당초, 메탄가스량 0%, 공기량 100%의 조성이며, 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비는 연소 범위 안(여기서는 연소 상한값 미만)에 있다. 대기 방출 밸브(25)의 개방에 따라, 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 압축에 적합하지 않은 것(즉, 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것)은 대기 방출로(24)를 통하여 대기로 방출된다.

RDF의 투입과 발효의 촉진에 따라 발생하는 바이오가스량이 증가함과 동시에 잔존하는 산소량이 감소함으로써 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 메탄가스량이 증가하고 공기량(산소량)이 감소해간다. 이윽고, 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비는 연소 범위 밖(여기서는 연소 상한값 이상)이 된다. 발효조 제어부(28)는 산소 농도 감지기(78), 메탄 농도 감지기(79) 및 압력 감지기(71)의 감지값에 따라 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 밖이 되면(단계(S2)에서 예), 대기 방출 밸브(25)를 닫음과 동시에 제1 유입 제어 밸브(23)를 개방한다(스텝(S4)). 이 상태에서는 발효조(52)로부터의 유출 가스의 대부분은 바이오가스이다. 제1 유입 제어 밸브(23)의 개방에 따라 발효조(52)와 일차 저장 탱크(53)가 바이오가스 제1 유로(22)를 통하여 연통하고, 발효조(52)에서 일차 저장 탱크(53)로 바이오가스가 유입된다.

상술한 발효조 제어부(28)의 제어에 의해, 발효조(52)로부터 바이오가스 제1 유로(22)에 유출된 유출 가스 중, 압축 가능한 조성의 바이오가스만이 일차 저장 탱크(53)에 보내지고, 압축에 부적합한 조성의 것은 대기 방출로(24)를 통하여 대기 방출된다. 또한, 상기 실시예에 있어서 대기 방출로(24)는 바이오가스 제1 유로(22)에서 분기되어 있지만, 일차 저장 탱크(53)와 연결되어 있어도 좋다.

일차 저장 탱크(53)는 발효조(52)로부터 바이오가스 제1 유로(22)를 통하여 보내져 오는 바이오가스를 수용하기 위한 바이오가스 저장조이다. 발효조(52)로부터 일차 저장 탱크(53)에 보내지는 바이오가스의 양은 발효조(52) 안으로의 RDF 투입량 및 투입 후의 발효 상태에 따라 변화한다. 일차 저장 탱크(53)는 발효조(52)에서 유출된 바이오가스를 저장하고, 발효조(52) 내 압력의 비정상적인 상승을 방지하기 위한 버퍼 탱크(buffer tank)이다. 또한, 일차 저장 탱크(53)는 압축기(57)의 흡입 유량과 발효조(52)에서 발생하는 바이오가스량의 불균형을 완충하는 버퍼 탱크이기도하다. 이를 위하여, 일차 저장 탱크(53)는 충분한 용량을 갖고 있는 것이 바람직하다.

일차 저장 탱크(53)는 바이오가스 제2 유로(56)를 형성하는 배관을 통하여 1 또는 복수의 이차 저장 탱크(54)와 연결되어 있다. 바이오가스 제2 유로(56)에는 상류 측에서부터 차례로 압축기(57)와, 냉각기(83)와, 이차 저장 탱크(54)에의 제2 유입 제어 밸브(80)가 설치되어 있다. 또한, 일차 저장 탱크(53)에는 일차 저장 탱크(53) 안의 압력을 감지하는 압력 감지기(72)가 설치되어 있으며, 바이오가스 제2 유로(56)의 압축기(57)보다 상류 측에는 일차 저장 탱크(53) 안의 바이오가스의 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기(73)가 설치되어 있다. 압축기 제어부(60)는 압력 감지기(72) 및 산소 농도 감지기(73)로부터의 감지 신호를 받고, 일차 저장 탱크(53)의 바이오가스가 압축기(57)로 적당히 압축되어 이차 저장 탱크(54)에 보내지도록, 또 일차 저장 탱크(53) 안의 압력이 부압이 되지 않도록, 압축기(57) 및 제2 유입 제어 밸브(80)를 제어한다. 산소 농도 감지기(73)는 압축되는 바이오가스 중의 산소 농도를 감지하고, 압축기 제어부(60)는 이 감지 결과에 따라 바이오가스를 압축 가능한지를 판단한다.

본 실시예에서는 일차 저장 탱크(53)는 2기(基)의 이차 저장 탱크(54)와 연결되어 있지만, 이차 저장 탱크(54)의 기수는 이에 한정되는 것은 아니다. 이차 저장 탱크(54)의 기수, 용량 및 내부 압력은 저장 기간 중에 처리해야 할 RDF량 및 발생하는 바이오가스량에 따라 결정된다. 단, 이차 저장 탱크(54)의 건설비나 압축기(57)의 범용성 관점에서, 이차 저장 탱크(54) 안의 바이오가스의 압력은 2 ~ 5㎫인 것이 바람직하다. 바이오가스의 압력이 이 이상으로 될 경우에는 이차 저장 탱크(54)의 기수를 증가시키는 것이 좋다. 또한, 이차 저장 탱크(54)의 설치 공간에 제약이 있을 경우에는 이차 저장 탱크(54) 안의 바이오가스의 압력은 2 ~ 5㎫ 이상 이어도 좋다.

상술한 바와 같이, RDF의 혐기성 발효에 따라 발생한 바이오가스는 일차 저장 탱크(53)에서 발효조(52) 내 압력과의 균형이 잡히고, 압축기(57)에서 압축되고, 냉각기(83)에서 냉각되고, 이차 저장 탱크(54)에 저장된다. 이차 저장 탱크(54)에 저장되어 있는 바이오가스는 압축에 의해 감용되어 있으므로 바이오가스를 저장하기 위한 공간을 축소할 수 있다. 또한, 바이오가스는 기체이기 때문에 발효하기 쉬운 RDF를 그대로 저장하는 경우와 비교하여 상태를 관리하기 쉽고, 저장 때의 취급이 용이하다.

이차 저장 탱크(54)에 저장되어 있는 바이오가스는 바이오가스 공급 설비(59)에 의해 발전부(6)의 보일러(61)에 공급된다. 이차 저장 탱크(54)에는 바이오가스를 보일러(61)에 공급하기 위한 바이오가스 공급로(58)가 연결되어 있다. 바이오가스 공급로(58)에는 상류 측에서부터 탱크 개폐 밸브(81), 바이오가스의 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기(75), 바이오가스 공급 마스터 밸브(77)의 순서로 설치되어 있다. 바이오가스 공급로(58)는 메탄 농도 감지기(75)의 하류 측에서 두 쪽으로 분기되고, 두 갈래 분기로부터 하류 측은 보일러(61)에의 일차 연소 공기 공급로(65)와 이차 연소 공기 공급로(66)에 각각 연결되어 있다. 두 갈래 분기와 일차 연소 공기 공급로(65)의 사이 및 두 갈래 분기와 이차 연소 공기 공급로(66)의 사이에는 각 공급로(65,66)에의 바이오가스 공급량을 조정하는 유량 조정 밸브(85,86)가 설치되어 있다. 그리고 바이오가스 공급 제어부(70)는 이차 저장 탱크(54)의 압력 감지기(76), 메탄 농도 감지기(75)의 감지 신호, 보일러(61)에의 일차 연소 공기량 또는 이차 연소 공기량, 및 보일러(61)의 연소 부하 정보에 따라 탱크 개폐 밸브(81), 바이오가스 공급 마스터 밸브(77) 및 유량 조정 밸브(85,86)의 동작을 제어한다.

보일러(61)의 구조에 따라, 이차 연소 공기와 바이오가스의 혼합을 일차 연소 공기와 바이오가스의 혼합보다 우선시키는 것이 바람직한 경우가 있기 때문에, 이차 저장 탱크(54)에 저장되어 있는 바이오가스는 일반적으로는 이차 연소 공기 공급로(66)에 보내져 이차 연소 공기 대신에 또는 이차 연소 공기와의 혼합기로서 보일러(61)의 연소실(61a)에 공급된다. 이를 위하여, 바이오가스 공급 제어부 (70)는 탱크 개폐 밸브(81), 바이오가스 공급 마스터 밸브(77)를 개방하고, 유량 조정 밸브(86)에서 바이오가스의 유량을 조정한다. 바이오가스와 이차 연소 공기를 혼합하는 경우에는 유량 조정 밸브(86)에서 바이오가스의 유량이 조정된다. 여기서 바이오가스의 유량은 공기와 바이오가스의 혼합가스의 공급 유로 안에서의 비정상적인 연소를 방지하기 위하여, 이차 연소 공기와 바이오가스의 혼합 공기 중 공기와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 밖(도 6의 (a)에 나타내는 연소 하한계 이하의 혼합비)이 되도록 조정된다. 이를 위하여, 바이오가스 공급 제어부(70)는 보일러(61)에의 이차 연소 공기량, 바이오가스의 메탄 농도 및 보일러(61)의 연소 부하 정보에 따라 유량 조정 밸브(86)의 개폐 및 개도를 제어한다.

상술한 바와 같이, 일반적으로는 바이오가스는 유일하게 이차 연소 공기 공급로(66)에 보내진다. 단, 보일러(61)의 연소 부하 정보에 따라 보일러 부하 상승 지령이 나와서 RDF 투입량의 증가가 곤란하며, 이차 연소 공기에의 바이오가스 혼합량이 연소 하한값에 의해 제한되었을 경우에, 바이오가스는 일차 연소 공기 공급로(65)에도 보내진다. 이를 위하여, 바이오가스 공급 제어부(70)는 유량 조정 밸브(85)의 개도를 조정한다. 여기에서도, 일차 연소 공기와 바이오가스의 혼합기 중 공기와 메탄가스의 혼합비를 연소 범위 밖(도 6의 (a)에 나타내는 연소 하한계 이하의 혼합비)으로 하기 위하여, 보일러(61)에의 일차 연소 공기량, 바이오가스의 메탄 농도 및 보일러(61)의 연소 부하 정보에 따라 일차 연소 공기 공급로(65)에의 바이오가스 공급량을 조정하도록 유량 조정 밸브(85)의 개폐 및 개도가 조정 된다.

또한, 이차 저장 탱크(54)에 저장되어 있는 바이오가스의 칼로리가 보일러(61)의 기동용 연료로서 사용하기 위하여 충분히 높은 경우에는 바이오가스를 보일러(61)의 기동용 연료 또는 그 보조 연료로서 이용할 수 있다. 이 경우, 도 4에 있어서 이점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 일차 연소 공기 공급로(65), 이차 연소 공기 공급로(66)에 연결되는 통로와 병렬로 기동용 연료 공급로(67)에 연결되는 유로를 설치하고, 이 유로에 유량 조정 밸브(87)를 설치한다. 그리고 바이오가스 공급 제어부(70)는 보일러(61)의 기동 때에 탱크 개폐 밸브(81), 바이오가스 공급 마스터 밸브(77)를 개방함과 동시에 유량 조정 밸브(87)의 개도를 조정하여 바이오가스를 보일러(61)의 기동용 연료 공급로(67)에 공급한다. 또한, 바이오가스를 보일러(61)의 기동용 연료로서 사용하는 경우에는 이차 저장 탱크(54) 안의 바이오가스 압력은 보일러(61)의 기동용 버너(burner)가 요구하는 압력을 보일러(61) 기동 후에도 유지 할 수 있는 압력인 것이 바람직하다.

여기서, 이상과 같은 구성의 RDF 연소 발전 시스템(1)에 있어서 MSW의 회수에서 RDF 연료로 한 발전까지의 흐름을 설명한다. 먼저, 연료 제조부(3)에서 회수된 MSW로부터 RDF가 제조된다. 제조된 RDF는 연료 임시 저장부(4)의 연료 저장고(36)에 임시 저장된다. 발전부(6)의 보일러(61)가 가동되고 있는 경우에는 연료 저장고(36)에 저장되어 있는 RDF가 연료로서 보일러(61)에 공급된다. 발전부(6)에서는 보일러(61)에서 RDF의 연소를 하고, 그 열을 회수하여 고온 고압의 증기를 발생시켜 증기 터빈 발전 설비(62)의 터빈을 회전시킴으로써 발전한다. 한편, 발전부(6)의 보일러(61)가 정지하고 있을 때나 그 밖에 RDF의 장기(예를 들면, 1주 이상) 저장이 필요하게 될 때는 연료 저장고(36)에 저장되어 있는 RDF는 먼저 연료 저장고(36)에 저장된 것부터 차례로 연료 장기 저장부(5)에 보내진다.

연료 장기 저장부(5)의 발효조(52)에서는 RDF가 혐기성 발효하여 바이오가스와 발효 잔사가 발생한다. RDF의 혐기성 발효에 의해 발생된 발효 잔사는 발효조(52)에서 배출되어 수분이 제거된 후, 연료 제조부(3)에 반송되어 RDF의 원료로서 이용된다. 한편, RDF의 혐기성 발효에 의해 발생된 바이오가스는 일차 저장 탱크(53)에 보내지고, 압축기(57)로 압축되고, 냉각기(83)로 냉각된 후 이차 저장 탱크(54)에 보내져 저장된다. 이차 저장 탱크(54)에 저장되어 있는 바이오가스는 발전부(6)의 가동 때에 보일러(61)에 공급되어 연료 또는 보조 연료로서 이용된다. 이 때문에, 기동 직후의 보일러(61)는 RDF와 바이오가스의 혼합 연소 운전이 된다. 연료 장기 저장부(5) 안의 RDF가 모두 발효하여 발생된 모든 바이오가스를 다 써버리면, 보일러(61)는 RDF 연소 운전이 된다.

또한, 상기에 있어서 발전부(6)의 가동 때에는 연료 임시 저장부(4)로부터 연료 장기 저장부(5)에 RDF는 보내지지 않지만, 발전부(6)의 가동 때에도 연료 임시 저장부(4)로부터 연료 장기 저장부(5)에 RDF를 보내도록 할 수도 있다. 예를 들면, 발전부(6)의 보일러(61)에의 RDF 공급량과 수요량의 균형을 잡을 목적으로, 연료 임시 저장부(4)로부터 발전부(6)에 RDF를 공급하면서 연료 장기 저장부(5)에 RDF를 저장할 수 있다. 이와 같이 하여 연료 임시 저장부(4)와 연료 장기 저장부(5)를 포함한 RDF 저장을 위한 스페이스(space)를 더욱 감축할 수 있다. 또한, MSW로부터 제조되는 RDF와 보일러(61)에서 소비되는 RDF의 수요와 공급의 균형을 잡는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, RDF 연소 발전 시스템(1)에서는 잉여 RDF를 바이오가스 및 발효 잔사로 형태를 바꾸어 저장하고 있다. 바이오가스는 기체이기 때문에, 고형의 RDF를 종래의 RDF 저장고에 저장하는 경우와 비교하여, 밀폐된 공간에서의 장기 저장 및 장기 저장의 관리가 용이하다. 또한, 기체인 바이오가스는 압축에 의한 감용화가 용이하며, 바이오가스를 압축한 상태로 저장함으로써 저장을 위한 스페이스도 감출할 수 있다. 또한, 발효 잔사는 탈수, 감용 및 감량되어 있기 때문에, RDF를 저장할 때와 비교하여 고형물을 저장하기 위한 스페이스를 감축할 수 있어 저장의 관리도 용이하다. 요컨대, RDF 연소 발전 시스템(1)의 연료 장기 저장부(5)에 의하면, RDF 저장을 위한 스페이스의 감축과, RDF의 장기 저장 때의 호기성 발효에 따라 발생하는 메탄가스 화재의 방지를 실현할 수 있다. 또한, RDF는 바이오가스와 발효 잔사로 형태를 바꾸지만, 바이오가스는 보일러(61)에서 연료로서 재이용되고, 발효 잔사는 RDF의 원료로서 이용되기 때문에, RDF 에너지는 남김없이 활용된다. 또한, RDF 연소 발전 시스템(1)의 연료 장기 저장부(5)에서는 건조한 환경 아래에서도 고온 다습한 환경 아래에서도 마찬가지로 발효하기 쉬운 RDF를 저장하는 것이 가능하며, 저장 환경에 관계없이 발효하기 쉬운 RDF를 안정적으로 저장할 수 있다.

이제까지 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 기재된 범위 내에서 다양한 설계 변경을 하는 것이 가능한 것이다.

예를 들면, 상기 실시예에 따른 연료 장기 저장부(5)에 있어서, 발효조(52)로부터의 유출 가스 중 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 내에 있는 것은 압축하여 저장할 수 없기 때문에 대기 방출되지만, 이 유출 가스를 수집하여 압축하지 않고 에너지로서 이용하여도 좋다. 도 8은 변형예에 따른 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 상류 측의 구성을 나타내는 개념도이고, 도 9는 변형예에 따른 연료 장기 저장부의 일차 저장 탱크보다 하류 측의 구성을 나타내는 개념도이다. 이러한 도면에 나타내는 연료 장기 저장부(5)의 변형예는 도 3에 나타내는 연료 장기 저장부(5)와 비교하여 발효조(52)에 바이오가스 제3 유로(91)를 통하여 연결된 예비 저장 탱크(92)를 구비하는 점에서 다르다. 바이오가스 제3 유로(91)에는 발효조 제어부(28)에 의해 개폐 제어되는 제3 유입 제어 밸브(93)가 설치되어 있다. 예비 저장 탱크(92)에는 대기 방출로(24)와 대기 방출 밸브(25)가 설치되어 있다. 예비 저장 탱크(92)는 제2 바이오가스 공급 통로(95)를 통하여 보일러(61)의 일차 연소 공기 공급로(65) 및 이차 연소 공기 공급로(66)와 연결되어 있다. 제2 바이오가스 공급 통로(95)에는 예비 저장 탱크(92) 안의 바이오가스를 송기하기 위한 저압 블로워(blower)(96)와, 메탄 농도 감지기(84)와, 각 연소 공기 공급로(65,66)에 공급하는 바이오가스의 유량을 조정하기 위한 유량 조정 밸브(97,98)가 설치되어 있다. 상기 구성의 연료 장기 저장부(5)에 있어서, 발효조 제어부(28)는 농도 감지기(78)와 메탄 농도 감지기(79)의 감지값에 따라 발효조(52)로부터의 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있는 경우는 제3 유입 제어 밸브(93)를 개방한다. 이에 따라, 메탄가스와 산소의 혼합비가 연소 범위 안에 있으며, 압축에 적합하지 않은 유출 가스(바이오가스와 공기의 혼합가스)는 예비 저장 탱크(92)에 보내져 예비 저장 탱크(92) 안에 저장된다. 예비 저장 탱크(92)에 압축되지 않고 저장되어 있는 바이오가스는 발전부(6)의 가동 때에 저압 블로워(96)에 의해 제2 바이오가스 공급 통로(95)를 통하여 일차 연소 공기 공급로(65) 및 이차 연소 공기 공급로(66) 중 적어도 한 쪽으로 압송되어 보일러(61)의 연료로서 이용된다.

또한, 예를 들면, 상기 실시예에 따른 RDF 연소 발전 시스템(1)은 MSW로부터 제조된 RDF를 연료로서 발전하는 시스템이지만, 이를 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료를 연료로서 발전하는 시스템에 적용시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 실시예에 있어서, MSW를 바이오매스계 폐기물과 RDF를 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료와 각각 바꿔 읽으면, 바이오매스계 폐기물의 RDF 연소 발전 시스템(1)에 본 발명을 적용시킨 실시예를 설명할 수 있다.

본 발명은 플러프 RDF나 바이오매스계 폐기물 유래 고형 연료 등의 발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 안정된 상태로 장기 저장하기 때문에 유용하다.

1: RDF 연소 발전 시스템
3: 연료 제조부
4: 연료 임시 저장부
5: 연료 장기 저장부
6: 발전부
20: 반송 장치
22: 바이오가스 제1 유로
23: 제1 유입 제어 밸브
25: 대기 방출 밸브
31: MSW 저장 피트
36: 연료 저장부
51: 투입 장치
52: 발효조
53: 일차 저장 탱크(바이오가스 저장부)
54: 이차 저장 탱크(바이오가스 저장부)
55: 잔사 배출 장치
56: 바이오가스 제2 유로
57: 압축기
58: 바이오가스 공급로
59: 바이오가스 공급 설비
61: 보일러
62: 증기 터빈 발전 설비
63: 배기가스 처리 설비
65: 일차 연소 공기 공급로
66: 이차 연소 공기 공급로
92: 예비 저장 탱크

Claims

발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하기 위한 저장 설비이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 저장 가능 기간 내에 저장하는 연료 저장고와,
상기 연료 저장고에 저장되어 있는 상기 폐기물 유래 고형 연료 중 상기 저장 가능 기간을 초과하여 저장한 것을 혐기성 발효시키는 발효조와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장조와,
상기 발효조로부터 상기 바이오가스 저장조에 상기 바이오가스를 보내는 제1 유로와,
상기 바이오가스 저장조로부터 상기 연소 설비에 상기 바이오가스를 공급하는 공급로를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 바이오가스 저장조는 상기 발효조로부터 상기 제1 유로를 통하여 상기 바이오가스가 보내지는 일차 저장조와, 상기 일차 저장조와 제2 유로로 연결된 이차 저장조를 포함하며,
상기 제2 유로에 있어서 상기 일차 저장조로부터 상기 이차 저장조에 상기 바이오가스를 압축하여 보내는 압축기와,
상기 제2 유로에 있어서 상기 압축기로 압축된 상기 바이오가스를 냉각하는 냉각기를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발효조로부터 배출된 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 완료 잔사인 수분 및 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 잔사에 포함된 수분을 제거하는 수분 제거 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발효조로부터 상기 제1 유로에 유출되는 유출 가스의 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기와,
상기 유출 가스의 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기와,
감지된 산소 농도 및 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있을 때에 개방하여 상기 제1 유로와 상기 바이오가스 저장조를 연통시키는 제1 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 발효조 안과 대기를 연통시키는 대기 방출로와,
상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 대기 방출로를 통하여 상기 유출 가스를 대기 방출시키는 대기 방출 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 발효조와 제3 유로를 통하여 연결된 예비 저장조와,
상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 제3 유로와 상기 예비 저장조를 연통시키는 제2 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공급로는 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 기동용 연료로서 상기 연소 설비에 공급하는 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공급로는 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 8 항에 있어서,
상기 공급로는 상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖의 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 조정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폐기물 유래 고형 연료가, 일반폐기물로부터 제조된 쓰레기 고형화 연료인 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폐기물 유래 고형 연료가, 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 바이오매스 폐기물 유래 고형 연료인 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하는 방법이며,
연료 저장고에 상기 폐기물 유래 고형 연료를 저장 가능 기간 내에 저장하는 단계와,
상기 연료 저장고에 저장되어 있는 상기 폐기물 유래 고형 연료 중 저장 가능한 기간을 초과하여 저장한 것을 혐기성 발효조에서 혐기성 발효시키는 단계와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계는
상기 발효조로부터 보내져 오는 바이오가스를 일차 저장조에 수용하는 단계와,
상기 일차 저장조로부터 이차 저장조에 상기 바이오가스를 압축함으로써 감용화하여 보내는 단계와,
상기 압축된 바이오가스를 냉각하는 단계와,
상기 압축된 바이오가스를 상기 이차 저장조에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 발효조로부터 배출되는 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 완료 잔사인 수분 및 상기 폐기물 유래 고형 연료의 발효 잔사에 포함된 수분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서,
상기 바이오가스를 포함하는 상기 발효조로부터 유출되는 유출 가스의 산소 농도 및 메탄 농도를 감지하고, 이 감지 결과에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 밖에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조에 저장하는 것을 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서,
상기 유출 가스의 산소 농도와 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 대기 방출하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계에 있어서,
상기 유출 가스의 산소 농도와 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스의 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조와는 다른 예비 저장조에 저장하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 기동용 연료로서 상기 연소 설비에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 바이오가스 저장조에서 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖의 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 폐기물 유래 고형 연료가, 일반폐기물로부터 제조된 쓰레기 고형화 연료인 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 폐기물 유래 고형 연료가, 바이오매스계 폐기물로부터 제조된 바이오매스계 쓰레기 고형 연료인 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하기 위한 저장 설비이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효시키는 발효조와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장조와,
상기 발효조로부터 상기 바이오가스 저장조에 상기 바이오가스를 보내는 제1 유로와,
상기 바이오가스 저장조로부터 상기 연소 설비에 상기 바이오가스를 공급하는 공급로와,
상기 발효조로부터 상기 제1 유로에 유출되는 유출 가스의 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기와,
상기 유출 가스의 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기와,
감지된 산소 농도 및 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있을 때에 개방하여 상기 제1 유로와 상기 바이오가스 저장조를 연통시키는 제1 제어 밸브와,
상기 발효조 안과 대기를 연통시키는 대기 방출로와,
상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 대기 방출로를 통하여 상기 유출 가스를 대기 방출시키는 대기 방출 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하기 위한 저장 설비이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효시키는 발효조와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장조와,
상기 발효조로부터 상기 바이오가스 저장조에 상기 바이오가스를 보내는 제1 유로와,
상기 바이오가스 저장조로부터 상기 연소 설비에 상기 바이오가스를 공급하는 공급로와,
상기 발효조로부터 상기 제1 유로에 유출되는 유출 가스의 산소 농도를 감지하는 산소 농도 감지기와,
상기 유출 가스의 메탄 농도를 감지하는 메탄 농도 감지기와,
감지된 산소 농도 및 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있을 때에 개방하여 상기 제1 유로와 상기 바이오가스 저장조를 연통시키는 제1 제어 밸브와,
상기 발효조와 제3 유로를 통하여 연결된 예비 저장조와,
상기 산소 농도 감지기로 감지된 산소 농도 및 상기 메탄 농도 감지기로 감지된 메탄 농도에 따라 상기 유출 가스의 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있을 때에 개방하여 상기 제3 유로와 상기 예비 저장조를 연통시키는 제2 제어 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하기 위한 저장 설비이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효시키는 발효조와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장조와,
상기 발효조로부터 상기 바이오가스 저장조에 상기 바이오가스를 보내는 제1 유로와,
상기 바이오가스 저장조로부터 상기 연소 설비에 상기 바이오가스를 공급하는 공급로를 구비하며,
상기 공급로는, 상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 경로와, 상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖의 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 조정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 설비.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하는 방법이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효조에서 혐기성 발효시키는 단계와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계를 포함하며,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계는,
상기 바이오가스를 포함하는 상기 발효조로부터 유출되는 유출 가스의 산소 농도 및 메탄 농도를 감지하고, 이 감지 결과에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조에 저장하고, 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 대기 방출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하는 방법이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효조에서 혐기성 발효시키는 단계와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계를 포함하며,
상기 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계는,
상기 바이오가스를 포함하는 상기 발효조로부터 유출되는 유출 가스의 산소 농도 및 메탄 농도를 감지하고, 이 감지 결과에 따라 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 밖에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조에 저장하고, 상기 유출 가스 중 그 산소와 메탄가스 혼합비가 연소 범위 안에 있는 것을 상기 바이오가스 저장조와는 다른 예비 저장조에 저장하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연소 설비에서 연소하기 전에 저장하는 방법이며,
상기 폐기물 유래 고형 연료를 혐기성 발효조에서 혐기성 발효시키는 단계와,
상기 폐기물 유래 고형 연료의 혐기성 발효에 의해 발생하는 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계와,
상기 바이오가스 저장조에 저장되어 있는 상기 바이오가스를, 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 공급로 및 이차 연소 공기 공급로 중 적어도 한 쪽에 공급하는 단계를 포함하며,
상기 연소 설비에 공급되는 상기 바이오가스가 상기 연소 설비의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 연소 범위 밖의 혼합비로 혼합하도록 상기 바이오가스의 공급량을 조정하는 것을 특징으로 하는 폐기물 유래 고형 연료의 저장 방법.
연소 설비에의 연료 공급 방법이며,
발효하기 쉬운 폐기물 유래 고형 연료를 연료 저장고에 저장하는 단계와,
상기 연료 저장고의 상기 폐기물 유래 고형 연료를 상기 연소 설비에 공급하는 단계와,
상기 연소 설비에 있어서의 상기 폐기물 유래 고형 연료의 공급량이 수요량을 상회할 때에, 상기 연료 저장고의 상기 폐기물 유래 고형 연료의 잉여분을 혐기성 발효시켜 발생한 바이오가스를 바이오가스 저장조에 저장하는 단계와,
상기 바이오가스 저장조 내의 바이오가스를 상기 연소 설비에의 일차 연소 공기 또는 이차 연소 공기와 혼합시켜 상기 연소 설비에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 설비에의 연료 공급 방법.