연료 혼합에 의한 바이오매스 연소 순환유동층보일러의 염화수소 발생 저감

Abstract

본 연구의 대상이 된 동해화력 30 MW 바이오매스 연소 순환유동층보일러에 사용되는 폐목재 연료에서 발생하는 HCl 발생을 저감하기 위하여 연료 분석을 업체별, 종류별, 혼합비율별로 실시하였다. 폐목재와 산림부산물 연료를비율별로 혼합하여 연료 중 염소농도를 분석하고 연소시 HCl 발생농도를 측정하고 HCl 배출 저감을 위한 약품의 사용량을 분석하였다. 국내 시장에서 유통되는 폐목재 연료 성분 염소 농도가 0.215 ～ 1.134%로서 편차가 심하고 설계농도 및 허용농도를 크게 초과하였다. 연료분석 결과 폐목재 연료의 높은 염소농도는 연료에 포함된 불순물에 기인하였고, 공급회사별로 편차가 심하여 설계농도 이하로 낮출 수 없었다. 염소농도를 제한하기 위한 현실적 대안으로, 폐목재 연료와 산림부산물 연료를 각각 50% - 50% 비율로 혼합함으로서 염소농도는 설계값을 초과하지만 최고 허용한도를 넘지 않게 연료를 조절할 수 있다. 100% 폐목재 연료만을 연소할 때 발생하는 HCl 평균 농도는 414 ppm이나 50% - 50% 혼합연료 연소시에는 286 ppm으로 감소하는 효과가 있다. 연료 중 황 성분은 0.05% 수준으로 낮고 편차가 별로 없어 SOx 발생량이 유연탄 연료와는 달리 매우 낮았다. 그래서 SOx 제거용으로 석회석 투입의 필요성은 낮지만, 609 kg/h의 석회석이 투입된 경우 29%의 HCl 발생이 저감된다. 석회석을 연소로에 투입하지 않은 경우는 220 kg/h의 중탄산나트륨이 사용되었고, 투입한 경우는 69 kg/h가 사용되었다.