• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.147-163
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• 2015

석탄화력발전 부산물인 석탄회의 희유 금속 재활용을 위한 기반 연구로서 9개 발전소의 석탄회를 대상으로 화학적 및 광물학적 특성을 분석하였다. 석탄회의 희유원소 화학조성은 전반적으로 셰일의 평균 조성과 부합하며, 국외 석탄회와 차이도 거의 없다. 그러나 국산 무연탄 비산재와 수입 유연탄 비산재는 무기원소 조성에서 약간의 차이가 있으며, 무연탄 비산재의 미연 탄소 함유량이 매우 높다. 바닥재와 비교하여 친황원소들이 비산재에 부화되는 경향이 있다. 규산염 유리가 주요 고상이며, 석영, 일라이트(백운모), 멀라이트, 자철석, 생석회, 경석고가 광물로 함유되어 있다. 규산염 유리는 Al과 Si가 주성분이고, Ca, Fe, K, Mg가 다양한 비율로 함유되어 있다. 규산염 유리는 다공성 구형 또는 비정형 부석질 입자들이며, 흔히 잔존 광물이나 산화철구, 또는 다른 유리입자들과 융접되어 있다. 산화철구 입자는 급속 성장한 산화철 미세 입자와 유리 기질로 구성되어 있다. 석탄회로부터 유가 금속 재활용을 위해서는 이상의 화학조성, 미세조직, 광물학적 특성들이 고려되어야 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권6호
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• pp.497-503
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• 2016

배연탈황석고는 화력발전소에서 연료가 연소되면서 발생된 황산화물을 흡수, 제거하는 공정에서 발생되는 산업 부산물로서 최근 석탄 화력발전소의 배출가스에 관련된 환경규제가 대폭 강화됨에 따라 생산량이 점차 증가하고 있다. 배연탈황석고는 자연에서 얻어지는 형태의 천연석고와 거의 유사한 화학적 특성을 지니기 때문에, 이를 재활용하게 되면, 주로 수입에 의존하는 천연석고의 훌륭한 대체재로서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 국내의 보령 화력발전소에서 생산된 배연탈황석고의 화학적 특성을 분석하고, 이를 이용하여 만든 시멘트 페이스트의 물성분석을 통하여, 배연탈황석고의 활용가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 배연탈황석고는 상당히 높은 순도를 가지며, 천연석고와 물성이 매우 유사한 것으로 나타났다. 또한 이를 적절하게 열처리하게 되면, 압축강도 및 건조수축에서의 개선효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.61-74
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• 2012

우리나라는 1960년대에 들어서 경제개발계획의 수립과 더불어 산업발전 정책이 강력히 추진되기 시작하며 많은 산업단지가 조성되어 있다. 현재는 지속적인 발전이 가능한 산업단지로 만들기 위하여 정부에서는 산업단지에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료나 에너지로 재활용하는 생태산업단지 구축사업을 추진하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 연구대상지역인 A 산업단지에서 발생되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였고, 슬러지의 에너지화 시설 설치에 따른 경제성 및 부대효과를 분석함으로써 사업화 가능성을 검토하였다. 연구대상지역인 A산업단지에서 발생되는 슬러지발생 업종의 비율은 92%가 석유 화학업종인 것으로 분석되었다. 이렇게 발생된 슬러지는 매립>소각>>재활용>해양투기의 순으로 처리되고 있는 것으로 조사되었으며 슬러지를 채취하여 분석한 결과 발생량 가중치 평균으로 3,891kcal/kg인 것으로 분석되었다. 분석된 기초 데이터를 바탕으로 건조시설과 열병합 발전소를 설치하여 운영 할 경우 설치비용, 운영비용, 운영이익을 산출하였고, 총 8가지 Case로 분류하여 흑자전환유무 및 그 시점에 대한 시뮬레이션을 하였다. 분석결과 건조시설과 열병합발전소를 설치 운영하며 국고지원을 받을 경우 3년에 원금회복 후 4년째부터 흑자를 나타낼 것으로 분석되어 사업화 경제성이 있는 것으로 평가되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.40-52
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• 2022

탄소광물화 기술은 석탄재와 이산화탄소를 반응시켜 건설재료 등으로 활용이 가능한 복합탄산염 등의 부산물을 생산함과 동시에 이산화탄소를 탄산염에 고정화하여 온실가스 감축효과를 얻을 수 있는 기술로, 이산화탄소 감축 및 경제적 잠재력을 고려하면 국가 온실가스 감축 목표를 실현하기 위한 유용한 방안이 될 수 있다. 그러나 아직까지는 해당 기술의 이산화탄소 감축 성능과 환경적인 이점, 경제성 등에 대한 자료가 적어서 기술의 상용화 가능성에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 연구는 국내 순환유동층 발전소에서 발생되는 이산화탄소와 석탄재를 이용하는 이산화탄소 투입량 기준 6,000 tonCO₂/년 규모의 탄소광물화 설비에 대해 이산화탄소 감축량 및 경제성 분석을 수행했다. 공정 분석 결과 1톤의 복합탄산염 생산 시 실질적인 이산화탄소 감축량은 약 45.8 kgCO₂eq, 연간 약 805.3 tonCO₂로 산정되었으며, 경제적 편익 분석 시 비용편익분석비(B/C Ratio)는 1.04, 내부수익률(IRR)은 10.65 %, 순현재가치(NPV)는 24,713,465 원으로 나타나, 탄소광물화 설비가 어느 정도 경제성을 확보하고 있는 것으로 분석되었다.

• 청정기술
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• 제7권1호
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• pp.81-88
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• 2001

발전소의 탈황에 사용되는 습식탈황장치에는 반응제로 석회석이 사용된다. 본 연구에서는 주로 사용되는 325mesh입도의 석회석과 함께, 저렴한 200mesh석회석의 탈황공정 특성에 관하여 조사하였다. 석회석의 용해도에 대해 입도별로 실험한 결과 석회석의 입도가 클수록 용해속도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 그러나 습식탈황 공정에서의 탈황율은 석회석 입도와는 상관없이 L/G비(Liquid/Gas ratio, $L/m^3$) 및 현탁액의 pH에 의해서 증감되었다. 탈황공정에서의 부산물로 발생하는 석고의 경우에는 입도가 작아짐에 따라, 그리고 pH가 낮아짐에 따라 순도는 향상되는 것으로 나타났다. 한편 두 가지 입도의 석회석을 일정분율씩 혼합하여 실험한 결과 그 혼합비에 비례하여 탈황율, 석고 순도, 석회석 이용율 등의 공정특성이 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.553-559
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• 2015

본 연구는 순환골재의 재활용 방안 및 시멘트를 대체할 수 있는 결합재에 대한 연구가 필요한 실정으로 고로슬래그, 플라이애시, 열병합플라이애시 등을 시멘트 대체재로 활용하여 무시멘트 모르타르를 제조하고자 하였다. 기초 실험에서는 결합재의 비율 및 알칼리 자극제의 선정을 위한 실험을 실시하였으며, 실험결과 결합재는 플라이애시 20%, 열병합플라이애시 40%를 치환한 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었으며 알칼리 자극제로 NaOH 2.5%, $Ca(OH)_2$ 7.5%를 혼합하여 사용할 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었다. 따라서 본 실험에서는 기초 실험에서 얻어진 최적 배합을 토대로 순환 잔골재의 치환율에 따른 무시멘트 모르타르의 특성을 검토하여 열병합플라이애시와 순환 잔골재를 사용한 모르타르의 공학적 특성을 분석하고자 하였다. 실험결과, 순환 잔골재의 적정 치환율은 75%인 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권3호
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• pp.129-135
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• 2011

제철공업에서 부산물로 발생되는 EAF(Electric Arc Furnace) dust는 유해한 철분 성분을 다량 함유하고 있어 환경파괴를 일으킬 위험이 있는 지정폐기물이다. EAF dust의 자원화를 위하여 석탄화력 발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토에 EAF dust를 첨가하여 세라믹 다공체의 제조 가능성을 연구하였다. 또한 등유는 비교적 저온에서 발포기구에 작용하는 탄소(C)의 효과를 보기위해 첨가하였다. 혼합은 건식 공정으로 했으며, 소결 방법은 $1050^{\circ}C$부터 $1200^{\circ}C$까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 10분간 직화소성 하였다. 소결된 시편의 비중, 흡수율 및 미세구조를 관찰한 결과, EAF dust는 시편 내의 발포 현상을 용이하게 하여 초경량 다공체 골재를 얻을 수 있었다. $1150{\sim}1200^{\circ}C$의 소결온도에서 10 wt% EAF dust를 첨가한 인공경량골재는 비중 1.0 g/$cm^3$ 이하의 초경량 인공 경량 골재를 만드는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.305-312
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• 2017

본 연구에서는 국내 화력발전소에서 발생되고 있는 산업부산물을 활용하여 아스팔트 콘크리트용 채움재를 개발 및 혼합물에 적용하여 함량에 따른 특성 및 소성변형 저항성에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과 석탄회 기반 채움재를 사용할 경우 최적아스팔트함량(OAC)는 기존 채움재 대비 0.1% 낮은 값을 나타내었다. 도출된 최적아스팔트함량에서 채움재 함량에 따른 간접인장강도 및 인장강도비 측정 결과 함량 증가에 따라 높은 성능을 발현하였고, 2.0% 이상의 함량에서 국내 단체표준 품질관리 기준 각 0.8 이상과 0.75 이상을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 동적안정도는 채움재 2.5%의 함량에서 가장 높은 저항성을 나타내었으며, 함량이 2.5%를 넘어설 때 오히려 성능발현이 저하되는 결과를 나타내었다. 과도한 채움재의 혼입은 상대적으로 아스팔트 함량이 감소되기 때문에 취성파괴를 유발할 수 있으므로 최적의 채움재/아스팔트 의 비율을 찾아 적용하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.197-197
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• 2011

최근 들어 전력 사용량의 증가로 인한 화력발전소의 부산물인 석탄회 중 바텀애시와 각종 공공사업과 관련하여 해마다 현장발생토의 발생량이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 바텀애시와 현장발생토사를 효과적으로 재활용하는 방법 중 유동성 뒤채움재를 개발하여 활용하는 방안을 모색하기 위한 연구이다. SP로 분류된 흙 현장발생토와 서천 화력발전소에서 발생하는 석탄회 중 입경이 0.9~1.5mm의 바텀애시만을 선별하여 현장발생토와 바텀애시의 비율을 7 : 3으로 변환한 최적배합을 선정하여 강재로 제작된 가로 80cm, 세로 60cm, 높이 90cm의 모형토조를 이용하여 실험을 진행하였으며, 사용상 지하 매설이 되는 관의 거동 특성은 확인하기 위하여 내경 30cm, 두께 8mm의 연선관 중 하나인 PVC관을 원형지하매설관으로 선정하여 배합을 타설하는 과정과 타설 후 7일간의 양생기간을 거친 후 차량하중으로 가정할 수 있는 하중을 가하여 원형지하매설관의 관외부에서 수직방향과 수평방향의 토압과 관내부의 수직 수평방향 변위 그리고 관 자체의 횡 종단 변형을 측정하여 원형지하매설관의 거동특성을 파악하였다. 타설시 지하매설관은 유동성 뒤채움재의 특성으로 인하여 시간이 지남에 따라 안정화되는 것을 확인할 수 있었으며, 최대하중을 3300kgf로 하여 하중 재하 후 지하매설관의 거동특성은 대체적으로 일반 모래를 사용하여 실험한 값보다 적은 변형 특성을 보이고 있으나 수평토압의 경우 일반적인 흙의 변형과 전혀 상이한 결과값을 보이는 경우도 있어 추가적인 실험 및 고찰의 필요하다. 본 실험에서 사용한 최적배합비 이외의 배합으로 같은 실험을 수행하여 바텀애시 량의 가감 및 재활용 재료인 폐타이어 고무칩등을 첨가한 실험을 계획하고 있으며 추후 실내시험과 모형실험을 토대로 유한요소해석을 추가로 시행하여 실험값과 해석값의 비교를 할 예정이다.

• 환경위생공학
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• 제15권2호
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• pp.10-17
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• 2000

현대 생활에서 대부분의 사람들은 90%이상을 실내(가정, 일반사무실, 실내작업장, 공공건물, 지하시설물, 상가, 음식점, 자동차, 지하철 등)에서 생활하기 때문에 실내공기질(indoor air quality)은 개인이 오염물질에 노출되는 주요한 요인이다. 이산화질소($NO_2$)는 고온의 연소과정에서 발생되는 부산물로써 차량, 발전소와 산업장 등에서 발생되고 있다. 실내에서 이산화질소의 농도는 가스레인지, 케로센(kerosene) 난방기, 흡연에 주로 영향을 받는다. $NO_2$는 호흡기 증상과 관련된 각종 질환을 유발시키는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 한국의 서울에서 직장인 95명의 시간활동도가 조사되었으며, 호주 브리스베인에서 직장인 57명의 시간활동도와 동시에 각 가정의 실내.외 및 직장의 $NO_2$ 농도를 측정하였다. 또한 개인 $NO_2$ 노출을 예상하여 각 도시의 빈도분포를 예상하였다. 본 연구의 결과를 보면 다음과 같다. 1. 서울의 95명의 직장인들은 실내에서 약 83.8%의 시간을 보냈으며, 브리스베인의 57명의 직장인들은 실내에서 약 88.3%의 시간을 보냈다. 2. 브리스베인에서 측정된 실내의 NO2 평균농도는 10.5ppb(${\pm}5.6$), 실외의 NO2 평균농도는 14.5ppb(${\pm}5.8$), 직장에서의 $NO_2$ 평균농도는 18.2ppb(${\pm}5.0$)였다. 개인의 $NO_2$ 노출은 평균 15.0ppb(${\pm}5.2$)였다. 개인의 $NO_2$ 노출은 실외의 $NO_2$ 농도(r=0.42)보다 실내의 $NO_2$ 농도(r=0.42)보다 실내의 NO2 농도(r=0.49)에 상관성이 더 높았다. 3. 시간 가중치 모델을 이용한 개인 $NO_2$ 노출은 측정된 개인 NO2 노출과 통계학적으로 상관성을 가지고 있었다(r=0.58). 예측된 개인 $NO_2$ 노출은 측정된 $NO_2$ 노출보다 낮게 나타났으며, 이것은 출퇴근 등에 의한 교통의 이동에 따른 노출 때문인 것으로 생각되었다. 4. $NO_2$ 농도 분포를 log-normal 분포, 시간활동도를 Normal 분포로 가정하고 Monte-Carlo 시뮬레이션을 했을 때 서울의 직장인의 개인 노출은 평균 36.7ppb(${\pm}10.9$)였으며, 브리스베인의 직장인의 개인 노출은 평균 13.7ppb(${\pm}4.1$)였다.