KR20220148476A - Method for decomposing of waste - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 폐기물의 분해방법에 관한 것이다.This application relates to a method for decomposing waste.
다이옥신은 도시 폐기물과 의료 폐기물 등 다이옥신 전구물질을 함유한 화학 폐기물의 소각시 주로 발생한다. 다이옥신으로 통칭되는 화합물은 염소 원자로 치환된 2개의 벤젠 고리가 1개 또는 2개의 산소로 연결된 구조를 갖고 있으며, 치환된 염소 원자의 위치 및 개수에 따라 210개의 다이옥신 화합물이 존재한다. 다이옥신은 매우 안정하며 지용성이 높아 미생물 분해가 어렵고, 자연계에서는 거의 분해되지 않아 그 독성이 심각한 환경 오염을 야기하는 화학 물질로 알려져 있다.Dioxins are mainly generated during the incineration of chemical wastes containing dioxin precursors, such as municipal waste and medical waste. The compound commonly referred to as dioxin has a structure in which two benzene rings substituted with chlorine atoms are connected by one or two oxygens, and there are 210 dioxin compounds depending on the position and number of substituted chlorine atoms. Dioxin is known as a chemical substance that is very stable and has high fat solubility, making it difficult to decompose microorganisms, and its toxicity causes serious environmental pollution because it is hardly decomposed in nature.
소각로에서 발생되는 다이옥신을 제어하기 위한 기술로는 폐기물의 사전 분리 및 소각로 공정/설계 최적화를 통하여 다이옥신을 저감하는 사전 처리 기술과, 이미 합성된 다이옥신을 효율적으로 제거하는 사후 처리 기술로 구분된다.Techniques for controlling dioxins generated from incinerators are divided into pre-treatment technologies that reduce dioxins through pre-separation of waste and optimization of incinerator process/design, and post-treatment technologies that efficiently remove dioxins that have already been synthesized.
사후 처리 기술로는 열 분해, 흡착 분리 및 촉매를 이용한 산화 분해 기술이 있다. 열 분해 기술은 배출가스를 1,000℃ 이상의 고온을 가하여 다이옥신을 분해하는 기술이지만 높은 에너지/장치 비용이 소요되며, 후단 냉각과정에서 다이옥신이 재합성되는 문제점이 있다. 흡착 분리기술은 배가스를 흡착제와 접촉시켜 흡착 제거하는 방법이지만, 흡착제 재생과 폐흡착제 처리에 따른 2차 오염물질을 유발한다는 문제점이 있다. 촉매 산화 분해방법은 다이옥신을 포함하는 배출가스를 촉매와 접촉시켜 CO2, H2O, HCl 등의 물질로 분해하는 기술이다. 따라서, 촉매 산화 분해방법이 최근에 가장 많은 연구가 진행되고 있는 기술이다.Post-treatment techniques include thermal cracking, adsorption separation, and catalytic oxidative cracking. Thermal decomposition technology is a technology that decomposes dioxins by applying a high temperature of 1,000° C. or more to the exhaust gas, but there is a problem in that high energy/device costs are required, and dioxins are resynthesized in the downstream cooling process. Although the adsorption separation technology is a method of adsorbing and removing exhaust gas by contacting it with an adsorbent, there is a problem in that secondary pollutants are caused by the regeneration of the adsorbent and the treatment of the waste adsorbent. The catalytic oxidative decomposition method is a technology of decomposing exhaust gas containing dioxin into substances such as CO 2 , H 2 O, and HCl by contacting the catalyst with the exhaust gas. Therefore, the catalytic oxidative decomposition method is the most researched technology in recent years.
본 출원은 폐기물의 분해방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 출원은 폐기물에 포함되어 있는 다이옥신과 같은 유해 염소 화합물의 제거율을 향상시킬 수 있는 폐기물의 분해방법을 제공하고자 한다.The present application seeks to provide a method for decomposing waste. More specifically, the present application intends to provide a method for decomposing waste that can improve the removal rate of harmful chlorine compounds such as dioxins contained in the waste.
본 출원의 일 실시상태는,An exemplary embodiment of the present application is,
유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 250℃ 내지 450℃의 온도에서 열 분해하는 단계; 및Thermal decomposition of waste solids containing harmful chlorine compounds at a temperature of 250°C to 450°C; and
상기 열 분해된 물질을 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계를 포함하고,Comprising the step of oxidatively decomposing the thermally decomposed material using a catalyst,
상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 순차적인 연속공정으로 수행되는 것인 폐기물의 분해방법을 제공한다.The thermal decomposition step and the oxidative decomposition using a catalyst provide a method for decomposing waste that is performed as a sequential continuous process.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 250℃ 내지 450℃의 온도의 열 분해공정과 촉매를 이용한 산화 분해공정을 순차적인 연속공정으로 수행함으로써, 폐기물에 포함된 다이옥신과 같은 유해 염소 화합물의 제거율을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.The decomposition method of waste according to an exemplary embodiment of the present application, by performing a thermal decomposition process at a temperature of 250 ° C. to 450 ° C. and an oxidative decomposition process using a catalyst as a sequential continuous process, harmful chlorine such as dioxin contained in waste The removal rate of the compound can be improved more effectively.
특히, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 촉매를 이용한 산화 분해공정시, 촉매의 종류, 공간속도, 공정온도, 캐리어 가스 등의 조건을 최적화함으로써, 폐기물에 포함된 다이옥신과 같은 유해 염소 화합물의 제거율을 더욱 향상시킬 수 있다.In particular, the method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application, by optimizing conditions such as the type of catalyst, space velocity, process temperature, carrier gas, etc. during the oxidative decomposition process using a catalyst, such as dioxins contained in waste The removal rate of harmful chlorine compounds can further be improved.
이하, 본 출원에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present application will be described in more detail.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member exists between the two members.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
전술한 바와 같이, 폐기물에서 발생될 수 있는 다이옥신을 제거하기 위한 기술로서, 종래의 열 분해 기술은 배출가스를 1,000℃ 이상의 고온을 가하여 다이옥신을 분해하는 기술이지만 높은 에너지/장치 비용이 소요되며, 후단 냉각과정에서 다이옥신이 재합성되는 문제점이 있었다.As described above, as a technique for removing dioxins that may be generated from waste, the conventional thermal decomposition technique is a technique for decomposing dioxins by applying a high temperature of 1,000° C. or more to the exhaust gas, but high energy/device costs are required, and the rear end There was a problem in that dioxins were resynthesized during the cooling process.
이에, 본 출원에서는 250℃ 내지 450℃의 저온의 열 분해공정과 촉매를 이용한 산화 분해공정을 순차적인 연속공정으로 적용함으로써, 폐기물에 포함된 다이옥신과 같은 유해 염소 화합물의 제거율을 향상시키고자 하였다.Accordingly, in the present application, the removal rate of harmful chlorine compounds such as dioxins contained in wastes was improved by applying the thermal decomposition process at a low temperature of 250 ° C. to 450 ° C. and the oxidative decomposition process using a catalyst as a sequential continuous process.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 250℃ 내지 450℃의 온도에서 열 분해하는 단계; 및 상기 열 분해된 물질을 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계를 포함하고, 상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 순차적인 연속공정으로 수행된다.A method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application includes thermally decomposing waste solids containing harmful chlorine compounds at a temperature of 250°C to 450°C; and oxidatively decomposing the thermally decomposed material using a catalyst, wherein the thermal decomposition and the oxidative decomposition using a catalyst are sequentially performed as a continuous process.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 열 분해하는 단계를 포함한다. 상기 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 열 분해하는 단계는 250℃ 내지 450℃의 온도에서 수행될 수 있고, 300℃ 내지 400℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 적절한 온도범위 및 공정시간 설정을 통하여 과도한 에너지의 소비 없이 충분한 폐기물 분해효과를 확보할 수 있다. 상기 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 열 분해하는 단계가 450℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우에는, 열 분해에 소요되는 에너지 비용이 증가할 수 있다. 또한, 상기 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체를 열 분해하는 단계가 250℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우에는, 폐기물의 분해효율이 감소할 수 있고 추가의 공정시간이 필요할 수 있으므로 바람직하지 않다.The method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application includes the step of thermally decomposing waste solids containing harmful chlorine compounds. The thermal decomposition of the waste solid containing the harmful chlorine compound may be performed at a temperature of 250°C to 450°C, and may be performed at a temperature of 300°C to 400°C. As described above, the waste decomposition method according to an exemplary embodiment of the present application can secure a sufficient waste decomposition effect without excessive energy consumption through the appropriate temperature range and process time setting. When the thermal decomposition of the waste solid containing the harmful chlorine compound is performed at a temperature exceeding 450° C., the energy cost required for thermal decomposition may increase. In addition, when the step of thermally decomposing the waste solid containing the harmful chlorine compound is performed at a temperature of less than 250° C., it is not preferable because the decomposition efficiency of the waste may decrease and additional processing time may be required.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 유해 염소 화합물은 다이옥신을 포함할 수 있다. 상기 다이옥신은 벤젠 고리에 염소를 포함하고 있는 화합물로서 75 종류의 이성체(congener)를 가진 다이옥신류(PCDD, polychlorinated dibenzo-p-dioxin)와 135 종류의 이성체를 가진 퓨란류(PCDF, polychlorinated dibenzofuran)를 포함한다.In the exemplary embodiment of the present application, the harmful chlorine compound may include dioxin. The dioxin is a compound containing chlorine in the benzene ring, and includes dioxins (PCDD, polychlorinated dibenzo-p-dioxin) having 75 types of isomers and furans (PCDF, polychlorinated dibenzofuran) having 135 types of isomers. include
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 열 분해하는 단계는, 상기 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체 및 캐리어 가스(carrier gas)를 열 분해 장비에 투입하여 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar) 가스 및 공기(air) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 열 분해공정시, 상기 캐리어 가스는 아르곤 가스 단독을 이용하거나 공기 단독을 이용할 수 있고, 아르곤 가스 및 공기를 포함하는 혼합 가스를 이용할 수도 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the thermal decomposition includes the step of heat-treating by inputting a waste solid and a carrier gas containing the harmful chlorine compound into a thermal decomposition equipment, the carrier gas is It may include at least one of argon (Ar) gas and air. In the thermal decomposition process, argon gas alone or air alone may be used as the carrier gas, and a mixed gas including argon gas and air may be used.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 상기 열 분해된 물질을 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계를 포함한다. 상기 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 100℃ 내지 400℃의 온도에서 수행될 수 있고, 200℃ 내지 300℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 적절한 온도범위 및 공정시간 설정을 통하여 다이옥신 재생성을 방지할 수 있으며, 촉매를 활성시킬 수 있는 충분한 조건 확보를 통하여 폐기물 분해효과를 향상시킬 수 있다. 상기 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계가 400℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우에는 스트림(stream) 내 Cl2, HCl 등에 의하여 다이옥신이 재생성될 수 있다. 또한, 상기 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계가 100℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우에는 촉매가 충분히 활성되지 않아 폐기물의 분해효율이 감소할 수 있다.A method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application includes oxidatively decomposing the thermally decomposed material using a catalyst. The oxidative decomposition using the catalyst may be performed at a temperature of 100°C to 400°C, and may be performed at a temperature of 200°C to 300°C. As described above, in the waste decomposition method according to an exemplary embodiment of the present application, dioxin regeneration can be prevented through appropriate temperature range and process time setting, and waste decomposition effect can be achieved by securing sufficient conditions to activate the catalyst. can be improved When the oxidative decomposition using the catalyst is performed at a temperature exceeding 400° C., the dioxin may be regenerated by Cl 2 , HCl, or the like in the stream. In addition, when the oxidative decomposition using the catalyst is performed at a temperature of less than 100° C., the catalyst may not be sufficiently activated and the decomposition efficiency of the waste may decrease.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 촉매는 루테늄(Ru) 계열 촉매, SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매, 및 CeO2/TiO2 혼합촉매 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the catalyst may include one or more of a ruthenium (Ru)-based catalyst, a selective catalytic reduction (SCR) catalyst, and a CeO 2 /TiO 2 mixed catalyst.
상기 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매의 구체적인 예로는 바나듐 계열 촉매를 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst include, but are not limited to, a vanadium-based catalyst.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계에서, 상기 열 분해된 물질의 공간속도는 4,000 h-1 내지 24,000 h-1 일 수 있고, 4,000 h-1 내지 16,000 h-1 일 수 있으며, 6,000 h-1 내지 12,000 h-1 일 수 있다. 특히, 다이옥신 제거율을 고려할 때, 상기 열 분해된 물질의 공간속도는 4,000 h-1 내지 16,000 h-1 인 것이 바람직하고, 6,000 h-1 내지 12,000 h-1 인 것이 보다 바람직하다. 상기 열 분해된 물질의 공간속도가 4,000 h-1 미만인 경우에는 동일한 폐기물을 처리하는데 촉매의 추가 투입이 필요하여 공정 규모가 증가하게 될 가능성이 있다. 또한, 상기 열 분해된 물질의 공간속도가 24,000 h-1를 초과하는 경우에는 폐기물과 촉매의 접촉시간이 부족하여 촉매에 의한 폐기물 분해효과가 감소할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, in the oxidative decomposition using the catalyst, the space velocity of the thermally decomposed material may be 4,000 h -1 to 24,000 h -1 , and 4,000 h -1 to 16,000 h - It may be 1 , and may be 6,000 h -1 to 12,000 h -1 . In particular, when considering the dioxin removal rate, the space velocity of the thermally decomposed material is preferably 4,000 h -1 to 16,000 h -1 , more preferably 6,000 h -1 to 12,000 h -1 . When the space velocity of the thermally decomposed material is less than 4,000 h −1 , additional input of a catalyst is required to treat the same waste, thereby increasing the process scale. In addition, when the space velocity of the thermally decomposed material exceeds 24,000 h -1 , the contact time between the waste and the catalyst is insufficient, so that the effect of decomposing the waste by the catalyst may be reduced.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 폐고체 : 촉매의 중량비는 3 : 1 내지 0.5 : 1 일 수 있고, 2 : 1 내지 1 : 1 일 수 있다. 상기 폐고체/촉매의 중량비가 3을 초과하는 경우에는 폐고체 내에서 발생하는 기상 폐기물에 대한 촉매의 분해효과가 떨어질 수 있다. 또한, 상기 폐고체/촉매의 중량비가 0.5 미만인 경우에는 촉매가 처리할 수 있는 성능 대비 적은 기상 폐기물이 발생하게 되어, 결과적으로 촉매의 과투입이 돌 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the weight ratio of the waste solids: catalyst may be 3:1 to 0.5:1, and 2:1 to 1:1. When the weight ratio of the waste solid/catalyst exceeds 3, the decomposition effect of the catalyst on gaseous waste generated in the waste solid may be reduced. In addition, when the weight ratio of the waste solid/catalyst is less than 0.5, less gaseous waste is generated compared to the performance that the catalyst can handle, and as a result, the catalyst may be overcharged.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 캐리어 가스(carrier gas)를 추가로 투입하는 단계를 포함하고, 상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar) 가스 및 공기(air) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 촉매를 이용한 산화 분해공정시, 상기 캐리어 가스는 아르곤 가스 단독을 이용하거나 공기 단독을 이용할 수 있고, 아르곤 가스 및 공기를 포함하는 혼합 가스를 이용할 수도 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the oxidative decomposition using the catalyst includes the step of additionally inputting a carrier gas, the carrier gas is argon (Ar) gas and air (air) It may contain one or more types. In the oxidative decomposition process using the catalyst, argon gas alone or air alone may be used as the carrier gas, or a mixed gas including argon gas and air may be used.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 순차적인 연속공정으로 수행된다. 상기 열 분해 공정과 촉매 공정은 순차적으로 구성되어 있으며, 캐리어 가스를 통하여 열 분해 공정에서 발생하는 기상 폐기물이 촉매 반응공정으로 이동하여 공정이 진행될 수 있다. 상기 열 분해 공정 및 촉매 공정은 서로 다른 장비에서 수행되며, 이들은 기상 폐기물의 응축에 의한 관내 흡착을 최대한 방지하기 위하여 짧은 배관에 의하여 연결될 수 있다. 상기 열 분해 공정 및 촉매 공정이 수행되는 장비는 특별히 제한되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 장비를 이용할 수 있다.In the method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application, the thermal decomposition step and the oxidative decomposition using a catalyst are sequentially performed as a continuous process. The thermal decomposition process and the catalytic process are sequentially configured, and gaseous waste generated in the thermal decomposition process may be moved to the catalytic reaction process through a carrier gas to proceed with the process. The thermal decomposition process and the catalytic process are performed in different equipment, and they may be connected by a short pipe in order to maximally prevent adsorption in the pipe due to the condensation of gaseous waste. Equipment for performing the thermal decomposition process and the catalytic process is not particularly limited, and equipment known in the art may be used.
본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 상기 유해 염소 화합물은 다이옥신을 포함하고, 상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계의 순차적인 연속공정 이후에, 다이옥신의 총제거율은 80% 이상일 수 있고, 90% 이상일 수 있다.In the waste decomposition method according to an exemplary embodiment of the present application, the harmful chlorine compound contains dioxin, and after a sequential continuous process of thermal decomposition and oxidative decomposition using a catalyst, the total removal rate of dioxin may be 80% or more, and may be 90% or more.
종래기술과 같이, 폐기물의 분해방법으로서 열 분해 공정만을 단독으로 적용하는 경우에는, 열 분해 공정시 열탈착을 통하여 발생한 부생 가스 내에 다이옥신이 추가로 합성되므로, 다이옥신의 총제거율은 80% 미만에 불과하였다. 그러나, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 250℃ 내지 450℃의 온도의 열 분해공정과 촉매를 이용한 산화 분해공정을 순차적인 연속공정으로 수행함으로써, 다이옥신의 총제거율을 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상으로 향상시킬 수 있다.As in the prior art, when only the thermal decomposition process is applied alone as a decomposition method of waste, since dioxins are additionally synthesized in the by-product gas generated through thermal desorption during the thermal decomposition process, the total removal rate of dioxins was less than 80%. . However, in the method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application, the total removal rate of dioxins is 80% by performing the thermal decomposition process at a temperature of 250 ° C. to 450 ° C. and the oxidative decomposition process using a catalyst as a sequential continuous process. or more, more preferably, it can improve to 90% or more.
이하, 본 출원을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 출원에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 출원을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present application in detail. However, the embodiments according to the present application may be modified in various other forms, and the scope of the present application is not to be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The embodiments of the present application are provided to more completely explain the present application to those of ordinary skill in the art.
<실시예><Example>
<실시예 1><Example 1>
폐고체(다이옥신 함량 6,000 pg I-TEQ/g)를 가열자켓이 설치된 관형 SUS 용기인 열 분해 장비에 투입하여 공정 온도 약 300℃ 내지 400℃에서, 캐리어 가스로서 Ar 분위기 조건에서 열 분해 공정을 수행하였다.Waste solids (dioxin content 6,000 pg I-TEQ/g) are put into thermal decomposition equipment, which is a tubular SUS container equipped with a heating jacket, and the thermal decomposition process is performed at a process temperature of about 300°C to 400°C and under Ar atmosphere conditions as a carrier gas. did.
열 분해 장비의 후단에서, 촉매 산화 분해공정을 추가로 적용하였다. 상기 촉매 산화 분해공정은 루테늄(Ru) 계열의 촉매(Puresphere 사, PH-305)를 설치하여, 온도 350℃, 캐리어 가스로서 Ar 분위기 조건에서, 공간속도 6,000 h-1로 4시간 동안 공정을 진행하였다. 이 때, 상기 폐고체의 중량 대비 촉매의 loading 중량은 50 중량% 이었다.At the rear end of the thermal cracking equipment, a catalytic oxidative cracking process was additionally applied. In the catalytic oxidation decomposition process, a ruthenium (Ru)-based catalyst (Puresphere, PH-305) is installed, and the process is performed for 4 hours at a temperature of 350° C. and Ar atmosphere as a carrier gas at a space velocity of 6,000 h -1 did. At this time, the loading weight of the catalyst relative to the weight of the waste solid was 50% by weight.
<실시예 2><Example 2>
촉매 산화 분해공정에서, 캐리어 가스를 Ar/Air 혼합 가스로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, the same procedure as in Example 1 was performed except that the carrier gas was changed to an Ar/Air mixed gas.
<실시예 3><Example 3>
촉매 산화 분해공정에서, 공간속도를 12,000 h-1로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidative decomposition process, it was carried out in the same manner as in Example 2, except that the space velocity was changed to 12,000 h −1 .
<실시예 4><Example 4>
촉매 산화 분해공정에서, 상기 폐고체의 중량 대비 촉매의 loading 중량을 100 중량%로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 3과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, the same procedure as in Example 3 was performed except that the loading weight of the catalyst was changed to 100% by weight relative to the weight of the waste solid.
<실시예 5><Example 5>
촉매 산화 분해공정에서, 상기 루테늄(Ru) 계열의 촉매 대신에 SCR 촉매(Chendu Dongfang KWH Environmental Protection Catalysts 사, ZERONOX D)를 적용하고, 200℃의 온도로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, the SCR catalyst (Chendu Dongfang KWH Environmental Protection Catalysts, ZERONOX D) was applied instead of the ruthenium (Ru)-based catalyst, and the same as in Example 1, except that the temperature was changed to 200 ° C. was performed.
<실시예 6><Example 6>
촉매 산화 분해공정에서, 캐리어 가스를 Ar/Air 혼합 가스로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 5와 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, the same procedure as in Example 5 was performed except that the carrier gas was changed to an Ar/Air mixed gas.
<실시예 7><Example 7>
촉매 산화 분해공정에서, 상기 폐고체의 중량 대비 촉매의 loading 중량을 100 중량%로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 6과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, the same procedure as in Example 6 was performed except that the loading weight of the catalyst relative to the weight of the waste solid was changed to 100% by weight.
<실시예 8><Example 8>
촉매 산화 분해공정에서, 공간속도를 24,000 h-1로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 7과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidative decomposition process, it was carried out in the same manner as in Example 7, except that the space velocity was changed to 24,000 h −1 .
<실시예 9><Example 9>
촉매 산화 분해공정에서, 250℃의 온도로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 7과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, it was carried out in the same manner as in Example 7, except that the temperature was changed to 250 °C.
<실시예 10><Example 10>
열 분해공정에서, 캐리어 가스를 Ar/Air 가스로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예 9와 동일하게 수행하였다.In the thermal decomposition process, the same procedure as in Example 9 was performed except that the carrier gas was changed to Ar/Air gas.
<실시예 11><Example 11>
촉매 산화 분해공정에서, 상기 SCR 촉매 대신에 CeO2/TiO2 혼합 촉매를 적용한 것 이외에는, 상기 실시예 9와 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidation decomposition process, a CeO 2 /TiO 2 mixed catalyst was applied instead of the SCR catalyst, and the same procedure as in Example 9 was performed.
<실시예 12><Example 12>
촉매 산화 분해공정에서, 상기 폐고체의 중량 대비 촉매의 loading 중량을 25 중량%로 변경한 것 이외에는 상기 실시예 7과 동일하게 수행하였다.In the catalytic oxidative decomposition process, the same procedure as in Example 7 was performed except that the loading weight of the catalyst relative to the weight of the waste solid was changed to 25% by weight.
<비교예 1><Comparative Example 1>
폐고체(다이옥신 함량 6,000 pg I-TEQ/g)를 열 분해 장비에 투입하여 공정 온도 약 300℃ 내지 400℃에서, 캐리어 가스로서 Ar 분위기 조건에서 4시간 동안 열 분해 공정을 수행하였다.The waste solid (dioxin content 6,000 pg I-TEQ/g) was put into the thermal decomposition equipment, and the thermal decomposition process was performed at a process temperature of about 300° C. to 400° C., in an Ar atmosphere condition as a carrier gas for 4 hours.
<비교예 2><Comparative Example 2>
폐고체(다이옥신 함량 6,000 pg I-TEQ/g)를 열 분해 장비에 투입하여 공정 온도 약 300℃ 내지 400℃에서, 캐리어 가스로서 Air 분위기 조건에서 4시간 동안 열 분해 공정을 수행하였다.Waste solids (dioxin content 6,000 pg I-TEQ/g) were put into the thermal decomposition equipment, and the thermal decomposition process was performed at a process temperature of about 300° C. to 400° C., in an air atmosphere as a carrier gas for 4 hours.
<실험예><Experimental example>
실시예 및 비교예에 따른 다이옥신 제거율을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. 상기 다이옥신 제거율은 Thermo-Fisher 사의 High Resolution GC/MS - DFS 장비를 이용하여 잔류 다이옥신을 분석하였다. 이 때, 시료의 추출에는 전처리 효율화법을 적용하였고, 정제에는 환경부 고시법을 적용하였다.The dioxin removal rates according to Examples and Comparative Examples were evaluated and shown in Table 1 below. The dioxin removal rate was analyzed for residual dioxin using Thermo-Fisher's High Resolution GC/MS-DFS equipment. At this time, the pretreatment efficiency method was applied to the extraction of the sample, and the Ministry of Environment notification method was applied to the purification.
[표 1][Table 1]
상기 결과와 같이, 폐기물의 분해방법으로서 열 분해 공정만을 단독으로 적용한 비교예 1 및 2에서는, 열 분해 공정시 열탈착을 통하여 발생한 부생 가스 내에 다이옥신이 추가로 합성되므로, 다이옥신의 총제거율은 80% 미만에 불과하였다. 그러나, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 250℃ 내지 450℃의 온도의 열 분해공정과 촉매를 이용한 산화 분해공정을 순차적인 연속공정으로 수행함으로써, 다이옥신의 총제거율을 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상으로 향상시킬 수 있다.As shown above, in Comparative Examples 1 and 2, in which only the thermal decomposition process was applied alone as a decomposition method of waste, dioxins were additionally synthesized in the by-product gas generated through thermal desorption during the thermal decomposition process, so the total removal rate of dioxins was less than 80% was only on However, in the method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application, the total removal rate of dioxins is 80% by performing the thermal decomposition process at a temperature of 250 ° C. to 450 ° C. and the oxidative decomposition process using a catalyst as a sequential continuous process. or more, more preferably, it can improve to 90% or more.
또한, 실시예 5 내지 10의 결과와 같이, 촉매 산화 분해공정에서 SCR 촉매를 적용하는 경우에는, 촉매 산화 분해공정의 캐리어 가스로서 Ar/Air 혼합 가스를 적용하는 경우에 보다 우수한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 다이옥신 제거율을 고려할 때, 상기 열 분해된 물질의 공간속도가 4,000 h-1 내지 16,000 h-1 일인 것이 바람직하고, 6,000 h-1 내지 12,000 h-1 인 것이 보다 바람직함을 확인할 수 있다.In addition, as in the results of Examples 5 to 10, when the SCR catalyst is applied in the catalytic oxidative cracking process, better effects can be obtained when an Ar/Air mixed gas is applied as a carrier gas in the catalytic oxidative cracking process. . In addition, when considering the dioxin removal rate, it can be confirmed that the space velocity of the thermally decomposed material is preferably 4,000 h -1 to 16,000 h -1 days, and more preferably 6,000 h -1 to 12,000 h -1 .
또한, 실시예 7 및 12의 결과와 같이, 다이옥신 제거율을 고려할 때 폐고체 : 촉매의 중량비가 2 : 1 내지 1 : 1인 것이 보다 바람직함을 확인할 수 있다.In addition, as in the results of Examples 7 and 12, it can be confirmed that the weight ratio of waste solids: catalyst is more preferably 2:1 to 1:1 when considering the dioxin removal rate.
특히, 본 출원의 일 실시상태에 따른 폐기물의 분해방법은, 촉매를 이용한 산화 분해공정시, 촉매의 종류, 공간속도, 공정온도, 캐리어 가스 등의 조건을 최적화함으로써, 폐기물에 포함된 다이옥신과 같은 유해 염소 화합물의 제거율을 더욱 향상시킬 수 있다.In particular, the method of decomposing waste according to an exemplary embodiment of the present application, by optimizing conditions such as the type of catalyst, space velocity, process temperature, carrier gas, etc. during the oxidative decomposition process using a catalyst, such as dioxins contained in waste The removal rate of harmful chlorine compounds can further be improved.
Claims (9)
상기 열 분해된 물질을 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계를 포함하고,
상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계는 순차적인 연속공정으로 수행되는 것인 폐기물의 분해방법.Thermal decomposition of waste solids containing harmful chlorine compounds at a temperature of 250°C to 450°C; and
Comprising the step of oxidatively decomposing the thermally decomposed material using a catalyst,
The decomposition method of the waste that the thermal decomposition step and the step of oxidative decomposition using a catalyst are performed in a sequential continuous process.
상기 유해 염소 화합물을 포함하는 폐고체 및 캐리어 가스(carrier gas)를 열 분해 장비에 투입하여 열처리하는 단계를 포함하고,
상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar) 가스 및 공기(air) 중 1종 이상을 포함하는 것인 폐기물의 분해방법.The method according to claim 1, The thermal decomposition step,
Including the step of heat treatment by putting the waste solid and carrier gas (carrier gas) containing the harmful chlorine compound into a thermal decomposition equipment,
The carrier gas is a method of decomposing waste that includes at least one of argon (Ar) gas and air (air).
상기 캐리어 가스는 아르곤(Ar) 가스 및 공기(air) 중 1종 이상을 포함하는 것인 폐기물의 분해방법.The method according to claim 1, wherein the step of oxidatively decomposing using the catalyst comprises the step of adding a carrier gas (carrier gas),
The carrier gas is a method of decomposing waste that includes at least one of argon (Ar) gas and air (air).
상기 열 분해하는 단계 및 촉매를 이용하여 산화 분해하는 단계의 순차적인 연속공정 이후에, 다이옥신의 총제거율은 80% 이상인 것인 폐기물의 분해방법.The method according to claim 1, wherein the harmful chlorine compound comprises dioxin,
After the sequential continuous process of thermal decomposition and oxidative decomposition using a catalyst, the total removal rate of dioxins is 80% or more.
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