[폐기물] 폐기물 발생량 및 성상

Q. 다음 중 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 표준기압에서 물 1g을 14.5℃에서 15.5℃까지 상승시키는데 필요한 열량을 뜻한다.

② 쓰레기의 원소분석치를 이용하여 발열량을 추정할 수 있다.

③ 소각로 설계기준은 고위발열량을 기준으로 한다.

④ 발열량은 쓰레기 속의 수분이 수증기로 되어 연소가스에 포함되는 경우와 그렇지 않는 경우가 있을 수 있다.

 

답: 3번 

 

 

Q. 다음 중 발열량에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 연료 1kg을 완전연소시 발생하는 열량이다.

② 고위발열량은 응축잠열을 포함한 열량이다.

③ 발열량의 주요인이 셀룰로오스, 석유계이다

④ 셀룰로오스가 플라스틱계보다 열량이 크다.

 

답: 4번 

 

Q. 연료 중 수소 12%, 수분 0.3%를 함유한 중유의 고발열량이 10,500Kcal/kg이라면 이 연료의 저발열량은?

풀이: HI = Hh - 600(9H+W) = 10,500 - 600(9×0.12 + 0.003) = 9850

 

답: 9,850 Kcal/kg

 

Q. 메탄의 고위발열량이 9,500kcal/S㎥이라면 저위발열량(kcal/S㎥)은?

풀이: CH4 +2O2 -> CO2 = 2H2O

HI = Hh - 480×H2O량 = 9,500 - 480 × 2 = 8540 

 

답: 8540kcal/S㎥

 

Q. 액체연료의 성분이 탄소 84%, 수소11%, 황2.4%, 산소1.3%, 수분1.3% 였다고 하면 이 연료의 고위발열량은 얼마인가?

풀이: Hh = 8100C + 34000(H - O/8) + 2500S = 8100*0.84 + 34000*(0.11 - 0.013/8) + 2500*0.024

= 10548.75kcal/kg

 

답: 10549kg

 

Q. 쓰레기 저위발열량 추정에 사용되지 않는 방법은?

① 추정식에 의한 방법

∨② 물질수지에 의한 방법

③ 원소분석에 의한 방법

④ 단열열량계에 의한 방법

 

Q. 수소 10%, 수분 3% 인 폐기물의 고위발열량이 6500kcal/kg 이면 저위발열량은?

 

풀이: HI = Hh - 600(9H+W) = 6500 - 600(9x0.1 + 0.03)

답: 5942 kcal/kg

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１. 폐기물의 발생량

 

(1) 쓰레기의 발생량의 예측방법

 

① 경향예측모델

- 5년 이상의 폐기물처리 실적 대입

- 모든 인자를 시간에 대한 함수로 하여 모델화

- X=f(t)

 

② 다중회귀모델

- 자연적 특성과 사회적, 경제적 특성을 고려

- 시간을 단순히 하나의 독립적 종속인자하여 수식화된 모델링에 대입

- X=f(X1, X2, X3,..... Xn)

 

③ 동적모사모델

- 모든 인자들 시간에 따른 함수로 나타낸 후 시간에 대한 함수로 표시된 각 영향 인자들 간의 상관관계를 수식화하는 방법

- 경향예측 모델과 다중회귀 모델의 단점 보완

 

(2)  발생량의 조사방법

① 적재차량계수 분석법

- 조사된 차량의 대수에 폐기물의 겉보기 비중을 보정하여 중량으로 환산

- 중간 적하장이나 중계 처리장에서 조사

- 밀도 또는 압축정도에 따라 오차 큼

 

② 직접 계근법

= 전수조사: 계근장비로 직접 차량의 무게를 재어 측정한다 

- 중간 적하장이나 중계 처리장에서 직접 계근

- 비교적 정확한 발생량 파악

- 작업량이 많고 번거로움

- 표본 오차가 작아 신뢰도가 높다

- 행정시책 이용도가 높다 

 

③ 물질수지법

- 특정 시스템을 이용하여 유입, 유출되는 폐기물의 양에 대해 물질수지를 세워 폐기물 발생량 추정

- 주로 산업 폐기물의 발생량 추산

- 비용이 많이 들고 작업량이 많아 잘 이용되지 않음

- 데이터가 상세히 있어야 가능하다

 

④ 원자재 사용량으로 추정하는 방법

⑤ 주민의 수입이나 매상고등에 의한 방법

⑥ 기타(표본조사, 전수조사)

- 표본조사 : 시간, 비용 적게 소요, 오차 큼

- 전수조사 : 시간, 비용 많이 소요, 표본치 보정가

 

2. 폐기물의 배출특성

(1) 폐기물 발생량에 미치는 인자

① 도시의 규모, 생활수준, 계절, 사회구조, 가구당 인구수(15인이하)에 비례

② 쓰레기통의 크기에 반비례

 

(2) 분뇨의 발생과 배출특성

① 발생량 : 1.1L/인.day, [대변(0.2):소변(0.9)], 분뇨의 고형물비 : 7:1

② C/N 10, pH : 7.2(7~8.5), 비중 : 1.02, 수분함량 : 95%

③ 토사 : 0.3~0.5%, 협잡물4~7%

 

3. 폐기물의 물리.화학적 특성

(1)  폐기물의 성상조사 및 분석 공정도

① 밀도측정→물리적 조성→건조→분류→전처리(2mm이하)→발열량측정

 

(2) 주요항목의 분석

① 시료채취 : 원시료의 총량이 200kg 이상, 비오는 날은 피한다.

② 분석절차

③ 물리적 성상

④ 공업분석

⑤ 화학적 조성 : 원소의 분석 : C, H, O, S, N의 분석

⑥ 세부 항목.자료 정리

가 겉보기 밀도(ton/㎥)

나 수분함량

a 탈수성 : 모관결합수>간극모관결합수>쐐기상모관결합수>표면부착수>내부수

b 함수율 : 간극모관결합수(67%), 내부수(6%)

c 슬러지량(SL)  =  고형물량(TS) / 수분(W)

밀도PSL                밀도PTS   /  밀도PW

d W1(100-Xw1) = W1(100-Xw2)

e VS만 고려시 소화율 = [1-(VS2/VS1)] x 100 

f VS.FS 동시 고려시 소화율 = [1-(VS2/FS2)/(VS1/FS1)] x 100

⑦ 강열감량 : 휘산된 고형물의 무게(미연분) / 시료의 무게

 

4. 폐기물의 발열량

(1) 열량계에 의한 측정

- 고체, 액체 연료(폐기물) : 봄브식 열량계

- 기체연료 : 융겔스식 열량계

 

(2) 원소분석에 의한 방법

-듀롱(Dulong)의 식 : 유효발열수소 (H-O/8)고려

고위발열량(Hh) = Hl+600(9H+W) (kcal/kg)

저위발열량(Hl) = Hh-600(9H+W) (kcal/kg)

 

- 쉴레-케스트너의 식 : 산소가 CO2로 존재하는 것으로 가정

 

 

- 스튜어의 식 : 산소의 반이 H2O,반이 CO로 존재하는 것으로 가정

 

- Kunle 식

- Mahler 식

- Gumz 식

(3) 추정식에 의한 방법

Hh = 45(V)% - 6(W)%

 

(4) 물리적 조성에 의한 방법

(5) 기체의 발열량 계산

 

5. 입경 

- 유효입경(d10): 전체 중량의 10%를 통과시킨 체의 크기에 상당하는 입자의 직경

- 평균입경(d50): 전체 중량의 50%를 통과시킨 체의 크기에 상당하는 입자의 직경

- 특성입경(d63.2): 전체 중량의 63.2%를 통과시킨 체의 크기에 상당하는 입자의 직경

- 균등계수 Cu = d60 / d10 

 

 

 

 

 

 

 

참고: 성안당 동영상 강의 요약집