VOC 연소소각설비 개요

휘발성 유기화합물(이하 “VOC”라 한다.) 등의 처리설비 중 연소 소각법에의한 처리설비의 안전 및 방호장치에 대해 알아보고자 한다.

 

 

 

VOC 연소소각설비 개요

 

용어의 정의

“휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)”이란 탄화수소 화합물로서 대기 중의 질소산화물(NOx) 및 다른 화학물질과 광화학반응(Photo-chemical reaction)을 통해 광화학 스모그(Photo- chemical smog)의 원인이 되는 오존(O3)을 발생시키는 물질을 말하며, 지방족 탄화수소류, 방향족 탄화수소류, 비균질 탄화수소류(알데히드, 케톤, 알코올 등) 및 지방족과 비균질이 혼합되어 있는 탄화수소 화합물 중 레이드 증기압이 27.6 kPa 이상인 물질을 말한다. 단, 메탄 및 에탄 등 광화학 반응성이 낮은 물질로서 국가에서 정하여 고시하는 물질은 제외한다.

여기서 레이드 증기압(Reid vapor pressure)이란 38 ℃에서 증기와 액체 부피를 4대 1로 만든장치를 이용하여 측정한 절대압력을 말한다.

 

“광화학 산화물”이라 함은 VOC가 빛과 반응하여 생성된 오존, 알데히드 및 스모그 중의 질소화합물 등을 말한다.

 

“축열식 소각로Regenerative/Recuperative Thermal Oxidizer. RTO)”라 함은 VOC 등의 물질을 소각하는 방법 중 배기가스의 폐열을 최대한 회수하여 이를 흡기가스 예열에 이용하기 위해 표면적이 넓은 세라믹(Ceramic) 등의 축열재를 직접 가열하고 재생(Regeneration)하는 장치를말한다. 열을 회수하는 방법에 따라 크게 열교환(Recuperative)방법과 재생(Regenerative)방법이 있다. 열교환(Recuperative)장치는 폐열을 대기로 방출하기 전에 열회수를 위해 향류나 병류의 다관식 열교환기를 사용하여 열을 회수하는장치이며, 재생(Regenerative) 장치는 세라믹 등 축열재를 사용해서 열을회수하는 것을 말한다.

 

 “축열식 촉매소각로(Regenerative Catalytic Oxidizer. RCO)” 라 함은 VOC 등의 화학물질을 소각하는 방법 중 저온에서 소각하기 위해 촉매를 사용하여 소각하고 폐열을 축열재로 회수하는 장치를 말한다.

 

“촉매 소각로(Catalytic Thermal Oxidizer, CTO)”라 함은 VOC 등의 화학물질을 소각하는 방법 중 저온에서 소각하기 위해 촉매를사용하는 장치를 말한다.

 

“직화식 열소각로(Thermal Oxidizer. TO)”라 함은 VOC 등의 화학물질을 직접 소각하는 장치를 말한다. 일반적인 소각로가 이에 해당한다.

 

 “안전 환기(Safety ventilation)”란 소각설비 등의 모든 부분에서 인화성 증기(또는 가스)의 농도를 폭발하한계(Vol %)의 25% 이하로 항상 유지할 수 있도록 적절한 공기 순환과 함께 충분한 공기의 공급과 배기를 외부로 배출시키는 것을말한다.

 

 

소각설비의 안전·방호조치 구성

 

다음의 구성도에서 보다시피 소각설비 본체, VOC 배출 배관(또는 덕트), 배기 팬(Exhaust fan), 비상배출장치(Emergency vent/damper), 파열판 등 압력방출장치, 폭발방산구, 화염방지기, 인화성 가스농도 감지장치, 치환 시설, 연료배관의 긴급차단밸브(Shut off valve), 화염감지기, 계측 및 경보장치, 자동제어밸브(Auto control valve), 연료 공급설비, 연료 연소장치(Burner), 굴뚝(Stack) 등으로 구성되어 있다.

 

 

<그림 1> RTO 설비 구성도

 

 

상기 안전방호조치에 대해서는 기 포스팅한 다음 링크 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/228

소각설비(RTO) 안전 및 방호장치

 

Reference : KOSHA GUIDE P - 66 - 2021 연소 소각법에 의한 휘발성 유기화합물(VOC) 처리설비의 기술지침