고등기술연구원

보유기술

Institute for Advanced Engineering

연구부서

보유기술

INSTITUTE FOR ADVANCED ENGINEERING

바이오자원순환센터 국내 방치패각 자원화 공정기술 및 제품화 기술

· 기술설명

• 본 기술은 유·무기 불순물을 포함하는 방치패각의 고품위 소재화 위해 소성온도를 달리하는 다단소성을 통해 광물상을 달리하는 다양한 칼슘소재 제조 • 소성과정의 탈탄산화반응에 의해 배출되는 다량의 CO2는 포집·회수하여 재자원화 • 본 공정을 통해 제조되는 칼슘자원은 기존 석회석 대체소재로서 발전소 탈황소재로 활용

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바이오자원순환센터 비표면적 2,500m2/g급 탄소계 흡착소재 개발 및 이를 활용 에너지화 공정기술

· 기술설명

• 저가/저품질 탄소계 흡착소재(1,500m2/g이하)의 업그레이딩과 미래순환자원인 유기성폐자원과 폐플라스틱의 업사이클링 기술 • 최적화된 활성화방법은 2,500m2/g 이상의 고비표면적 탄소계 흡착소재 개발 및 선택적 기공제어 가능 • 활성화공정 자원&폐수&에너지의 순환체계를 구축하여 Waste Zero화 • 대상물질별 고효율/저차압 흡/탈착시스템을 개발하고, 회수물질 자원화로 에너지화공정 적용

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바이오자원순환센터 폐수의 재이용 및 유용자원 회수

· 기술설명

• 폐수 내 존재하는 고농도 유기물과 질소 화합물을 물리적, 전기화학적, 생물학적 방법으로 처리하여 재이용하는 기술임. • 전기화학적 처리기술로 고효율/장수명의 불용성 촉매전극 개발에 성공하였으며, 개발 전극 적용을 통해 전기화학시스템의 운영비 절감이 가능함. • 예로 김치제조공장에 전기화학적 살균시스템을 적용하여 염수 내 유기산 농도 변화에 따라 전류량을 자동으로 제어하는 기술을 개발하였으며, 3톤/시간 처리 실증 현장 검증을 수행하였음. • 전기화학적 처리기술은 살균 외에도 난분해성 유기물의 제거, 식품염수의 재이용, 도금공정 금속 회수 등 다양하게 적용이 가능함. • 고농도 질소 함유 폐수는 생물학적 방법만으로 오염원을 처리수질 기준까지 제거하는 데 한계가 있으며, 공정의 건설비 및 운영비가 높음. • 저비용으로 고농도 질소를 제거하기 위하여 물리적, 생물학적 처리방법을 결합하였음. • 공정 내 폐열을 활용하여 저비용 암모니아 회수 기술을 개발하였으며, 폐수처리 운영비 절감 및 효율 증대가 가능함.

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바이오자원순환센터 저탄소 도시의 핵심인프라 ‘지하복합플랜트’

· 기술설명

• 지하복합플랜트는 다양한 폐기물을 지하공간에서 복합(통합)처리하여 2차 부산물을 자원화하고, 에너지 생산성을 향상 시키는 저탄소 도시의 핵심 인프라 역할을 수행 • 하수슬러지는 저악취 및 저소비에너지형 수열탄화 공정을 통해 70% 이상 감량화할 뿐만 아니라 고품질 바이오연료로 생산 • 음식물폐수 및 공정 내 폐수는 미생물 센서 제어형 혐기성 소화 공정을 통해 바이오가스로 전환되며, 가연성폐기물은 저공기비 소각공정을 통해 스팀으로 생산되며 배가스는 배출허용기준 70% 이하 조건으로 제어 • 바이오가스와 스팀은 발전 시스템을 통해 전력과 열에너지로 생산되어 도심 내 지역주민에게 환원 • 폐기물 195톤/일 (하수슬러지 100톤/일, 가연성 폐기물 90톤/일, 음식물폐수 5톤/일) 처리 플랜트 설계 중에 있으며 ‘24년 착공 예정, 본 플랜트 운영 시 연간 온실가스 58,039 tCO2eq/년 감축 가능

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바이오자원순환센터 식품생산공장의 고농도 염수 재이용을 위한 살균 시스템

· 기술설명

◦김치제조공장 등 고농도 염수 (NaCl 10%이상)를 활용하는 식품생산공장에서 소금(천일염)은 염수 100톤/일 사용규모에서 연간 7억원을 소비함. ◦ 전기화학적 살균시스템은 염수에 함유된 유기산의 농도변화에 따라 자동으로 전류량을 제어함으로서 살균효율을 일정하게 유지시키는 것을 핵심임. ◦ 본 개발 기술은 3톤/시간 처리규모의 실증 플랜트를 현장에 적용하여 기술을 검증하였으며, 향후 염수 재이용과 함께 식품의 발효 및 맛에 도움을 줄 수 있는 유용자원회수기술을 보완한 3세대 염수 재이용 기술을 개발 중에 있음. ◦ 본 개발 기술은 염수 재이용 분야 이외에 선박평형수 살균 시스템, 발전소 냉각수 살균 시스템, 양식장 살균 시스템 등에 적용할 수 있음.

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바이오자원순환센터 비표면적 2,500m2/g급 탄소계 흡착 소재

· 기술설명

◦상용화된 활성탄 또는 활성탄소섬유는 비표면적이 1,500m2/g이하 수준으로 탄화수소류 흡착능력이 톨루엔 기준 0.25g/g이하의 제한적 성능을 가지고 있음. ◦저가의 저품질 활성탄소섬유를 이용하여 비표면적을 2,500m2/g수준으로 향상함으로서 톨루엔 기준 0.5g/g이상의 흡착능력을 가진 흡착제를 개발. ◦비표면적 향상이외에 3nm수준의 균일한 기공발달에 의한 탈착효율 향상을 통하여 연속적으로 흡탈착을 반복함으로서 각종 산업현장의 휘발성유기화합물을 회수할 수 적용 기술을 개발. ◦향후 양산체계를 확보하는 기술개발과 원사로부터 직접 활성탄소섬유를 생산하는 기술개발을 계획 중.

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바이오자원순환센터 50TPD 수열탄화 기반 고형연료 생산 통합공정

· 기술설명

● 본 기술은 밀폐계 조건의 180 – 250℃ 영역의 열수(hot water)에 의하여 열화학적 반응을 통해 고형의 유기물을 부분 분해함으로서 고형분에 부착된 수분을 증발 없이 액상으로 분리시키는 역할을 수행. ● 수분이 분리된 반응물은 기계적 탈수만으로도 함수율을 최대 30%까지 낮출 수 있기 때문에 기존의 건조공정 대비 열에너지 소비량을 약 70% 이상 절감. ● 동시에 수열탄화 고형분의 탄소밀도가 향상되어 단위 발열량은 슬러지 대비 약 500 kcal/kg 향상되며, 고형물로부터 분리된 수분에는 용해성 유기물이 다량 농축되어 있으며, 이를 혐기성 소화 공정을 통해 바이오가스(메탄함량 60%)를 생산 가능. ● 현재 하수슬러지 50톤/일 처리규모의 통합플랜트를 건설하여 에너지 생산성과 처리효율을 검증하였고, 이로부터 연간 10억원 수준의 운영수익을 기대할 수 있음을 확인.

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