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자료명/저자사항
PM2.5 다량 배출사업장 성분비 구축 및 관리방안 마련 연구. 2 [전자자료] / 국립환경과학원 인기도
발행사항
인천 : 국립환경과학원, 2014
청구기호
전자형태로만 열람 가능함
자료실
전자자료
내용구분
연구자료 : 통계
출처
외부기관 원문
총서사항
NIER-SP ; 2014-206
면수
160
제어번호
MONO1201552281
주기사항
연구기관: 인하대학교 산학협력단
연구책임자: 정용원
원문
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표제지

목차

요약문 3

I. 서론 14

1. 연구의 배경 및 필요성 14

2. 연구 목표 및 범위 15

2.1. 연구목표 15

2.2. 연구범위 15

2.3. 연구추진체계 16

II. 연구수행 내용 및 결과 18

1. PM2.5 관리를 위한 국내 외 자료조사 분석 18

1.1. 국외의 PM2.5 관리 18

1.2. 미국 및 유럽의 PM2.5 배출량 현황 27

1.3. 주요 배출시설에서의 먼지 입경별 배출특성 31

1.4. 국내 PM2.5 배출목록 및 배출현황 35

2. 국내외 배출원별 먼지방지시설 현황 조사 및 관리방안 49

2.1. 국내 업종별, 시설별 먼지 배출현황 49

2.2. 국내 업종별, 시설별 먼지방지시설 현황(2012년 전국 기준) 54

2.3. 수도권 사업장의 방지시설 현황 분석(2011년 수도권 기준) 57

2.4. 국내ㆍ외 먼지방지시설 기술동향 61

2.5. 먼지방지시설의 효율적인 적정관리 방안 77

3. 미세먼지 성분비 자료 구축을 위한 현장 실측조사 85

3.1. 배출시설에서의 미세먼지 배출특성 및 성분비 자료 구축 85

3.2. 배출원별 미세먼지 성분비 자료 구축 132

3.3. 실측결과와 CleanSYS(TMS) 자료의 비교 분석 136

4. PM2.5 공정시험기준의 실효성 확보를 위한 현장 적용성 평가 137

4.1. ISO 23210:2009(캐스캐이드법) 측정방법의 현장 적용성 평가 137

4.2. ISO 23210:2009(캐스캐이드법) 방법을 이용한 집진시설의 입자 포집효율 평가 146

4.3. 굴뚝 배출가스 중 PM2.5 측정자료 구축에 대한 제언 148

III. 결론 150

참고문헌 153

[부록 A] 배출시설의 입경별 먼지농도 실측 결과 159

〈Table 2-1-1〉 국내 PM10과 PM2.5 대기환경기준 19

〈Table 2-1-2〉 각국의 PM2.5 대기환경기준 현황 19

〈Table 2-1-3〉 EU 회원국이 국가 차원에서 달성해야 할 목표 24

〈Table 2-1-4〉 미국(NEI)의 2011년 PM10 및 PM2.5 배출량 현황 28

〈Table 2-1-5〉 유럽의 배출원별 대기오염물질 배출량(2010년) 30

〈Table 2-1-6〉 Stack particulate concentrations for recovery furnaces and power boilers 33

〈Table 2-1-7〉 Shares of PM2.5 and PM10 in TSP as used in RAINS(2002) 34

〈Table 2-1-8〉 2009년 CAPSS 배출량의 PM10과 TSP 배출비율 35

〈Table 2-1-9〉 전국 배출원별 PM2.5 배출량 및 배출비율(2007년) 36

〈Table 2-1-10〉 배출원별 PM2.5 배출량(2008년 기준) 37

〈Table 2-1-11〉 2011년 국내 배출원별 먼지(TSP, PM10, PM2.5) 배출량 및 입경분율 38

〈Table 2-1-12〉 국내 배출시설에서의 미세먼지 배출특성 및 성분비 관련 선행 연구사례 39

〈Table 2-1-13〉 배출시설별 PM10, PM2.5 농도 및 분율 40

〈Table 2-1-14〉 시멘트 소성로에서의 TSP, PM10, PM2.5 농도 및 분율 41

〈Table 2-1-15〉 화력발전시설에서의 TSP, PM10, PM2.5 농도 및 분율 42

〈Table 2-1-16〉 유연탄 화력발전소에서의 TSP, PM2.5 농도 및 분율 42

〈Table 2-1-17〉 배출시설별 TSP, PM10, PM2.5 배출 농도 43

〈Table 2-1-18〉 배출시설별 미세먼지 평균 입경분포 43

〈Table 2-3-19〉 1차년도 배출시설별 입경별 먼지 배출계수 및 입경분율 측정결과 45

〈Table 2-1-20〉 화력발전시설(유연탄)에서의 먼지 농도, 입경분율, 배출계수 비교 46

〈Table 2-1-21〉 소각시설(생활폐기물)에서의 먼지 농도, 입경분율, 배출계수 비교 47

〈Table 2-1-22〉 시멘트 소성로에서의 먼지 농도, 입경분율, 배출계수 비교 48

〈Table 2-2-1〉 CAPSS 점오염원의 배출원 대분류별 먼지 배출현황(2011년 기준) 49

〈Table 2-2-2〉 CAPSS 점오염원의 배출원 소분류별 먼지 배출 현황(2011년 기준) 50

〈Table 2-2-3〉 대기오염물질 배출사업장 현황(2012년 SEMS 기준) 51

〈Table 2-2-4〉 지역별(시ㆍ도) 1~3종 대기오염물질 배출사업장 현황(2012년 SEMS 기준) 51

〈Table 2-2-5〉 지역별(시ㆍ도) 1~3종 사업장의 먼지 배출량 현황(2012년 SEMS 기준) 52

〈Table 2-2-6〉 업종별(1차) 1~3종 먼지 배출량 현황(2012년 SEMS 기준) 53

〈Table 2-2-7〉 제조업 업종별(2차) 1~3종 먼지 배출량 현황(2012년 SEMS 기준) 53

〈Table 2-2-8〉 대기오염물질 1~3종 배출사업장의 방지시설 현황(2012년 SEMS 기준) 55

〈Table 2-2-9〉 여과집진시설 현황 56

〈Table 2-2-10〉 수도권 대기배출사업장(1, 2종)에 설치된 집진장치 설치 현황 57

〈Table 2-2-11〉 발전시설(고체연료)의 방지시설별 배출농도 현황 58

〈Table 2-2-12〉 발전시설(액체연료)의 방지시설별 배출농도 현황 58

〈Table 2-2-13〉 보일러 시설(고체연료)의 방지시설별 배출농도 현황 59

〈Table 2-2-14〉 보일러 시설(액체연료)의 방지시설별 배출농도 현황 59

〈Table 2-2-15〉 공정연소시설(100,000 ㎥/hr 미만)의 방지시설별 배출농도 현황 60

〈Table 2-2-16〉 공정연소시설(100,000 ㎥/hr 이상)의 방지시설별 배출농도 현황 60

〈Table 2-2-17〉 보일러 시설에 대한 입경별 방지시설에 따른 저감효율 63

〈Table 2-2-18〉 연소시설에서 사용하는 집진기술의 성능평가 및 수준 65

〈Table 2-3-1〉 본 연구의 PM2.5 다량 배출사업장 실측조사 개요 85

〈Table 2-3-2〉 굴뚝 배출가스 중 TSP, PM10, PM2.5 샘플링 노즐 89

〈Table 2-3-3〉 PM2.5 사이클론 단독 적용 시 유량 계산식 89

〈Table 2-3-4〉 시료채취 절단 직경(D50) 90

〈Table 2-3-5〉 본 연구의 굴뚝에서 PM10과 PM2.5 측정 절차 91

〈Table 2-3-6〉 중금속 및 원소성분 분석의 기기검출한계(IDL) 97

〈Table 2-3-7〉 이온성분 분석의 기기검출한계(IDL) 98

〈Table 2-3-8〉 DRI 2001의 최소검출한계(FID8) 98

〈Table 2-3-9〉 탄소분석을 위한 IMPROVE 프로토콜 99

〈Table 2-3-10〉 국내 석유정제가열시설 현황(2012년 SEMS 기준) 101

〈Table 2-3-11〉 국내 석유정제시설(B-C유 연료) 2011년 CAPSS 배출량 현황 101

〈Table 2-3-12〉 현장실측 대상 배출시설 개요 102

〈Table 2-3-13〉 측정대상 가열시설 굴뚝 제원 및 현장 측정사진 103

〈Table 2-3-14〉 측정대상 보일러 1 시설의 굴뚝 제원 및 현장 측정사진 104

〈Table 2-3-15〉 측정대상 배출시설의 배출허용기준 107

〈Table 2-3-16〉 가열시설의 입경별 먼지농도 측정결과 109

〈Table 2-3-17〉 ISO 23210(Dekati impactor) 방법을 이용한 입경별 먼지농도 측정결과 110

〈Table 2-3-18〉 본 연구의 가열시설 측정결과와 국내외 자료 비교 110

〈Table 2-3-19〉 보일러 1의 입경별 먼지농도 측정결과 111

〈Table 2-3-20〉 국립환경과학원 시험용 보일러에서 PM2.5 예비 실험 결과 113

〈Table 2-3-21〉 보일러 2, 3의 입경별 먼지농도 측정결과 113

〈Table 2-3-22〉 본 연구의 보일러 시설 측정결과와 국내외 자료 비교 114

〈Table 2-3-23〉 CAPSS 적용 제조업연소-연소시설-보일러의 입경분율(2011년 배출량 기준) 115

〈Table 2-3-24〉 본 연구의 배출계수 산정결과 116

〈Table 2-3-25〉 CAPSS의 먼지 입경별 배출계수 117

〈Table 2-3-26〉 가열시설 3의 연료가스(F/G)의 성분조성 117

〈Table 2-3-27〉 대상배출시설의 가스농도 측정결과 117

〈Table 2-3-28〉 가열시설 1 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 119

〈Table 2-3-29〉 가열시설 1 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 119

〈Table 2-3-30〉 가열시설 1 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 119

〈Table 2-3-31〉 가열시설 1 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 119

〈Table 2-3-32〉 가열시설 2 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 121

〈Table 2-3-33〉 가열시설 2 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 121

〈Table 2-3-34〉 가열시설 2 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 121

〈Table 2-3-35〉 가열시설 2 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 121

〈Table 2-3-36〉 가열시설 3 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 123

〈Table 2-3-37〉 가열시설 3 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 123

〈Table 2-3-38〉 가열시설 3 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 123

〈Table 2-3-39〉 가열시설 3 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 123

〈Table 2-3-40〉 보일러 시설 1 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 125

〈Table 2-3-41〉 보일러 시설 1 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 125

〈Table 2-3-42〉 보일러 시설 1 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 125

〈Table 2-3-43〉 보일러 시설 1 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 125

〈Table 2-3-44〉 보일러 시설 2 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 127

〈Table 2-3-45〉 보일러 시설 2 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 127

〈Table 2-3-46〉 보일러 시설 2 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 127

〈Table 2-3-47〉 보일러 시설 2 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 127

〈Table 2-3-48〉 보일러 시설 3 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 129

〈Table 2-3-49〉 보일러 시설 3 - 먼지 입경별 중금속ㆍ원소 성분 조성비 129

〈Table 2-3-50〉 보일러 시설 3 - 먼지 입경별 이온 성분 분석결과 129

〈Table 2-3-51〉 보일러 시설 3 - 먼지 입경별 이온 성분 조성비 129

〈Table 2-3-52〉 가열시설 1 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 130

〈Table 2-3-53〉 가열시설 2 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 130

〈Table 2-3-54〉 가열시설 3 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 130

〈Table 2-3-55〉 보일러 시설 1 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 131

〈Table 2-3-56〉 보일러 시설 2 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 131

〈Table 2-3-57〉 보일러 시설 3 - 먼지 입경별 탄소성분 분석결과 131

〈Table 2-3-58〉 1차년도 연구의 배출시설 및 입경별 화학성분비(source profile) 134

〈Table 2-3-59〉 본 연구(2차년도)의 배출시설 및 입경별 화학조성비(source profile) 135

〈Table 2-3-60〉 실측결과와 CleanSYS(TMS) 자료의 비교 136

〈Table 2-4-1〉 굴뚝 배출가스 중 PM10 및 PM2.5 측정방법 140

〈Table 2-4-2〉 굴뚝 미세먼지 측정방법의 비교 141

〈Table 2-4-3〉 방지시설(e-BF) 전/후단 입경별 농도 측정결과 147

〈Table 2-4-4〉 방지시설(e-BF)의 입자 포집효율 결과 147

〈Fig. 2-1-1〉 Cross-State Air Pollution Rule에 해당되는 주의 현황 23

〈Fig. 2-1-2〉 미국의 배출원별 1차 PM10 및 PM2.5 배출량 현황 29

〈Fig. 2-1-3〉 유렵(EU-28)의 배출원별 PM10 및 PM2.5 배출비중(2011년 기준) 30

〈Fig. 2-1-4〉 Portion of PM10 for all investigated plant groups 31

〈Fig. 2-1-5〉 Portion of PM2.5 for all investigated plant groups 32

〈Fig. 2-1-6〉 Paprican' dilution tunnel 33

〈Fig. 2-2-1〉 대기오염물질 1~3종 배출사업장의 방지시설 현황(2012년 SEMS 기준) 54

〈Fig. 2-2-2〉 고효율로 운전되는 집진장치의 종류 64

〈Fig. 2-2-3〉 연소장치에서 발생하는 미세먼지의 저감기술 분류 66

〈Fig. 2-2-4〉 여과포 지지 틀 전극 삽입형 먼지하전 여과집진장치 69

〈Fig. 2-2-5〉 유입덕트 설치형 먼지하전 여과집진장치 69

〈Fig. 2-2-6〉 여과포 방전극 직조형 먼지하전 여과집진장치 70

〈Fig. 2-2-7〉 하단 격자형 먼지하전 여과집진장치 71

〈Fig. 2-2-8〉 튜브형 전기여과집진장치 72

〈Fig. 2-2-9〉 직렬형 전기여과집진장치 72

〈Fig. 2-2-10〉 조합식 직렬형 전기여과집진장치 73

〈Fig. 2-2-11〉 일체형 전기여과집진장치 74

〈Fig. 2-2-12〉 인가 음파에너지에 따른 입자의 입경별 농도 변화 75

〈Fig. 2-2-13〉 습도와 음파에 의한 입자 응집에 미치는 영향 75

〈Fig. 2-2-14〉 음파에너지 인가 유무에 따른 포집효율 변화(Uo＝1.39m/s) 76

〈Fig. 2-2-15〉 T. Watanabe 등(1995)이 고안한 AC+DC 응집장치 77

〈Fig. 2-5-16〉 Triboelectric monitoring systems schematic(leak detector) 83

〈Fig. 2-3-1〉 굴뚝에서의 TSP 시료채취장치 모식도 87

〈Fig. 2-3-2〉 굴뚝에서의 PM10 및 PM2.5 시료채취장치 모식도 87

〈Fig. 2-3-3〉 PM10 및 PM2.5 시료채취 사이클론 연결 모식도 및 사진 88

〈Fig. 2-3-4〉 PM2.5 단독 사이클론 적용 사진 88

〈Fig. 2-3-5〉 시료채취 절단입경을 위한 유량비 곡선 90

〈Fig. 2-3-6〉 미국 EPA 201A방법의 측정 Excel sheet 계산(예시) 92

〈Fig. 2-3-7〉 본 연구의 동시입경 측정 예시 93

〈Fig. 2-3-8〉 본 연구의 ISO 23210 측정 set-up 94

〈Fig. 2-3-9〉 In-stack cascade impactor(Sierra Series 220) 94

〈Fig. 2-3-10〉 중금속 성분 분석 전처리 방법 96

〈Fig. 2-3-11〉 ICP-MS 및 ICP-OES 96

〈Fig. 2-3-12〉 이온성분 분석방법 97

〈Fig. 2-3-13〉 석유정제가열시설 및 보일러 시설 100

〈Fig. 2-3-14〉 보일러 시설 1의 보유 보일러 104

〈Fig. 2-3-15〉 국립환경과학원 시험용 보일러 시설 개요 105

〈Fig. 2-3-16〉 국립환경과학원 시험용 보일러 시설의 연료, 측정공, 방지시설 106

〈Fig. 2-3-17〉 보일러 시설1의 cascade impactor 입경분포 측정결과 112

〈Fig. 2-3-18〉 가열시설 1 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 118

〈Fig. 2-3-19〉 가열시설 1 - 이온 성분 분석결과 118

〈Fig. 2-3-20〉 가열시설 2 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 120

〈Fig. 2-3-21〉 가열시설 2 - 이온 성분 분석결과 120

〈Fig. 2-3-22〉 가열시설 3 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 122

〈Fig. 2-3-23〉 가열시설 3 - 이온 성분 분석결과 122

〈Fig. 2-3-24〉 보일러 시설 1 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 124

〈Fig. 2-3-25〉 보일러 시설 1 - 이온 성분 분석결과 124

〈Fig. 2-3-26〉 보일러 시설 2 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 126

〈Fig. 2-3-27〉 보일러 시설 2 - 이온 성분 분석결과 126

〈Fig. 2-3-28〉 보일러 시설 3 - 중금속ㆍ원소 성분 분석결과 128

〈Fig. 2-3-29〉 보일러 시설 3 - 이온 성분 분석결과 128

〈Fig. 2-3-30〉 가열시설의 입경별 먼지(TSP, PM10, PM2.5)의 화학성분비(source profile) 132

〈Fig. 2-3-31〉 보일러 시설의 입경별 먼지(TSP, PM10, PM2.5)의 화학성분비(source profile) 133

〈Fig. 2-4-1〉 EPA method 202 장치 개략도 138

〈Fig. 2-4-2〉 Dilution sampling systems 138

〈Fig. 2-4-3〉 In-stack cascade impactors 139

〈Fig. 2-4-4〉 ISO 23210 측정방법 142

〈Fig. 2-4-5〉 Dekati PM10 impactor setup according to ISO23210 143

〈Fig. 2-4-6〉 본 연구의 ISO 23210 측정 set-up 143

〈Fig. 2-4-7〉 ISO 23210과 EPA 201A의 현장실측결과 비교 145

〈Fig. 2-4-8〉 방지시설 입자 포집효율 실험 개요(화력발전 시설) 146

〈Table A-1〉 가열시설의 입경별 먼지농도 측정결과 159

〈Table A-2〉 보일러 1의 입경별 먼지농도 측정결과 159

〈Table A-3〉 보일러 2, 3의 입경별 먼지농도 측정결과 159

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