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염소바이패스란?

시멘트 제조공정에서 예열기의 폐색 등의 문제를 일으키는 염소성분을 일부(1-5%) 추기하여 바이패스 시킴으로써 전체 시멘트 제조공정을 안정화시키는 공정을 염소바이패스(CL BY-Pass) 공정이라고 한다.

염소바이패스에서 해결해야 할 문제점

시멘트 킬른의 열효율이 악화하지 않아야 한다. 그러므로 추기된 킬른 배가스의 비율을 최소화하고, 포집된 더스트의 양을 최소화하면서, 염소의 제거효율을 향상시켜야 한다. 포집된 염소 농도가 높은 더스트를 효과적으로 핸들링해야 한다.

효율적인 염소바이패스

바이패스 PROBE의 위치는 휘발된 염소의 농도가 가장 높으면서도 더스트의 비산량이 적은 곳이 선택되어야 한다. 바이패스된 가스는 PROBE의 선단을 보호하고 내부의 코팅을 방지하기 위해 PROBE의 접선방향으로 진입하는 냉각공기와 혼합되면서 조분 분급 CYCLONE으로 진입힌다.

바이패스한 가스 중의 염소성분은 PROBE에서 급냉에 의한 미세한 KCI 결정으로 응고하고, 바이패스 더스트의 미립자 부분에 농축된다. 그러므로 염소농도가 적은 큰 입자부분은 분리회수하고, 염소농도가 높은 작은 입자 부분만을 배출하면, 염소제거 효율을 향상시킬 수 있고 최종 더스트의 발생량도 줄일 수 있다.

분리한 큰 입자들을 고온 상태로 바로 킬른으로 되돌려 보내기 때문에, 염소 바이패스 시스템의 설치에 의해 열량손실을 저감시킬 수 있다.

시멘트 플랜트(PLANT)에 의한 폐기물 처리

• 시멘트 킬른은 폐기물 전용의 소각로와 비교하여, 고성능이고 안전하게 폐기물을 소각할 수 있다. 도시쓰레기를 전용 소각로에서 소각했을 때, 도시쓰레기 중의 유황이나 염소를 포함한 물질은 산성가스를 발생하기 때문에 로벽의 내구성을 저하시키며, 배기가스 기준을 만족시키기 위해 소석회를 투입하고 있다.
• 시멘트 킬른 중에는 알카리 산화물인 Cao가 다량으로 존재하기 때문에 상기와 같은 염려는 없다. 연소상태를 비교하여 보면 도시쓰레기 성분은 불균질하고 불완전하기 때문에 전용 소각로에서의 연소상태는 안정되기가 어렵다. 한편 시멘트 킬른은 시멘트 제조를 위한 화학플랜트로서 관리 되기 때문에 안정한 조업이 필수적이므로 연소상태가 안정적이다.
• 시멘트 킬른은 쓰레기 전용 소각로와 비교하여 대형의 설비이고 가스 체류시간도 매우 길다, 즉 시멘트 킬른의 연소상태는 쓰레기 전용 소각로와 비교하여 압도적으로 고온이고 장시간 연소시킨다. 따라서 다이옥신류의 발생에 관해서도 시멘트 킬른은 쓰레기 전용로와 비교하여 높은 안정성이 있고, 실제 측정에서 안정성이 확인되었다.

폐기물 처리공정과 시멘트 제조공정의 비교

폐기물 처리공정과 시멘트 제조공정의 비교에 대한 테이블

구분		폐기물 처리공정	시멘트 공정
공정 특성	기계적처리	폐기물 수집->분쇄->혼합	폐기물 수집->분쇄->혼합
	열적처리	연소/열분해	예열->소성(연소/열처리)
	냉각 후 처리	냉각->Ash->매립/고형화	냉각->크링카->미분쇄->시멘트
설비 관리기준		· 연소실 출구온도 : 850℃ · 연소실 가스 체류시간 : 2초 이상 · 소각 잔재물 강열감량 : 10% 이하	연소실 출구온도 : 1200℃ 연소실 가스 체류시간 : 3초 이상 소각 잔재물 강열감량 : 1% 수준

공정별 기계

• PROBE (프로브)

  PROBE(추기관)에서는 킬른의 일부 가스를 끄집어내어,
  즉 바이패스시킴과 동시에 염소화합물의 응고점 이하까지 가스를
  냉각공기에 의해 급냉시킨다.

  

• CYCLONE (사이클론)

  킬른에서 추기된 배가스에서, 비교적 저농도의 염소가
  함유된 조분만이 회수되어 킬른으로 재유입시키고,
  나머지 고온의 배가스를 열교환기 혹은 보일러로 보낸다

  

• 열교환기 or 보일러

  CYCLONE을 통과한 배가스는 비교적 큰 입자는 제거되었지만
  작은 입자는 배가스속에 남아있다.
  이 작은 입자를 제거하기 위해 백필터를 사용해야 하는데,
  이때 너무 온도가 높으면 백이 견디지 못하기 때문에 열교환을 하여
  온도를 낮추어야 한다.
  이때 교환된 열을 활용하기 위해 보일러를 설치하기도 한다.

  

• BAG FILTER (백필터)

  열교환기 혹은 보일러를 통과한 배가스는 더 작은 입자들을
  포집하기 위해 집진기를 통과한다. 포집된 입자들은
  재사용 되거나 폐기된다.

  

• DUST TANK

  백필터 등에서 포집된 작은 입자들을 공정에 재활용하거나
  폐기하기 전에 임시로 저장해 놓는 저장조이다.