• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제14권2호
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• pp.10-18
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• 2005

화력발전소의 배연탈황공정에서 발생된 탈황석고의 용도확대 및 천연 무수석고의 대체 가능성을 조사하기 위하여 탈황석고로부터 건식 열처리법에 의한 무수석고의 제조특성 및 탈황 무수석고에 대하여 시멘트 및 콘크리트 2차 제품으로의 적용 특성을 조사하였다. 탈황석고로부터 Ⅱ형 무수석고의 상전이는 700$^{\circ}C$ 부근에서 완전히 종료되었고, 이러한 Ⅱ형 무수석고의 상전이 과정에서 입자크기의 변화 등을 확인할 수 있었다. 천연 무수석고와 탈황 이수석고로부터 제조된 무수석고는 화학성분 조성, 입자크기, 열적특성 등의 물성이 유사하였다. 무수석고를 시멘트나 콘크리트 2차 제품에 적용시킬 때 부식문제를 발생시킬 수 있는 황산기(SO$_4^{2-}$)의 용출실험 결과, 700$^{\circ}C$에서 1시간 열처리로 제조된 탈황 무수석고는 천연 무수석고에 비하여 황산기의 용출량이 약 50 wt.% 감소됨을 확인할 수 있었고, 소석회(Ca(OH)$_2$) 3 wt.%의 첨가에 의해 황산기의 용출량이 천연 무수석고에 비하여 약 70 wt.% 감소시킬 수 있었다. 탈황 무수석고를 시멘트 및 콘크리트 2차 제품에 적용시킨 결과, 압축강도 등의 물성이 천연무수석고에 비하여 동등 또는 우수함을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2019

석탄 화력발전소의 배연탈황공정에서 탈황용 흡수제로 사용하는 석회석을 대상으로 본드의 분쇄일지수(BWI) 및 하드그로브지수(HGI) 측정 후 분쇄효율을 비교하였다. 측정결과, 국내 탈황용 석회석의 분쇄성지수는 HGI가 증가함에 따라 BWI가 감소하는 선형적인 반비례 관계를 확인할 수 있었으며, 석회석의 화학조성 및 채광위치에 따른 결정구조에 따라 분쇄효율의 차이가 발생하였다. 이에 따라, 석회석의 분쇄성을 측정할 경우 측정방법이 까다롭고 시간이 오래 걸리는 BWI 보다 간편하게 측정할 수 있는 HGI를 활용하여도 시료의 분쇄성 차이를 확인할 수 있을 것으로 사료되며, 분쇄 특성에 따른 석회석의 선택적 활용 시 탈황효율 또한 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.743-748
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• 2019

본 연구에서는 저품위 석회석 활용 가능성 향상을 위하여 실제 화력 발전소의 습식 배연탈황설비를 공정 모사 하였고, 품위 별 석회석 혼합 비율에 따른 탈황 석고 품질을 예측하는 모델을 개발하였다. 현재 화력 발전소에서는 판매 가능한 순도(93%)의 탈황 석고를 생산하기 위해 $CaCO_3$함량 93% 이상의 고품위 석회석을 활용하고 있으나 자원 고갈에 대한 해결책이 필요하다. 공정 모델링에 있어서 여러 반응이 모델 개발에 고려되었는데 4단계로 나누어 주었다. 첫 번째로 석회석 용해 반응은 RSTOIC 모델을 사용했고 두 번째로 황산화물 흡수 및 결정화 반응은 RCSTR 모델을 사용했다. 마지막으로 최종 생성물을 SEPERATORS 모델을 사용해 분리해 주었다. 각 반응 단계를 나누어 모델링 하여 부반응 및 물리적 방해 요인 조절에 용이하도록 했다. 최적화 조건으로는 석고 순도 93%, 탈황효율 94%, 총 석회석 사용량 3710 kg/hr를 제약조건으로 설정해주었다. 제약조건 상에서 저품위 석회석의 mass flow를 최대화하는 것을 목적함수로 최적화를 진행해 주었다. 최적화 결과 제약조건에 대하여 고품위 석회석 2,100 kg 당 저품위 석회석 1,610 kg 혼합 가능함을 확인했다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.3-15
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• 2024

전 세계적으로 환경에 관한 관심이 높아짐에 따라 시멘트 제조 시설은 순환자원을 사용하여 원료 및 연료 대체율을 향상시켜 폐기물처리와 같은 환경문제에 기여하고 있다. 대기오염물질 중 하나인 황산화물(SOx)은 석회석을 원료로 사용하는 시멘트 제조 특성상 배출관리가 잘 이루어지고 있지만, 순환자원 사용 증대에 따른 추후 설비 공정 및 환경 변화가 어떻게 변화될지는 미지수이다. 이에 따라 시멘트 제조 시설도 탈황 관련 기술 및 연구가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 제조 시설에서의 탈황기술 적용 가능성 조사 및 시멘트 제조 공정에서 발생되는 부산물을 활용한 탈황기술 적용 방안을 모색하였다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.119-128
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• 2019

국내에서는 연간 약 30만 톤 내외의 굴패각이 발생되고 있어, 이를 대규모로 활용할 수 있는 적절한 방안이 요구되고 있다. $CaCO_3$가 주성분인 굴패각을 탈황재료로 사용하는 연구들이 많이 진행되어 왔으나, 지금까지는 주로 건식탈황을 대상으로 한 것이었다. 본 연구에서는 굴패각을 소성하여 습식탈황재료로 활용하는 가능성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 습식배연탈황공정의 하나인 spray type 방식의 모사탈황장치를 제작하여 소성 굴패각의 탈황특성을 석회석과 비교하였다. 연구결과, 소성 굴패각은 석회석이나 소성하지 않은 굴패각에 비하여 우수한 $SO_2$ 흡수능을 보였다. 이는 굴패각이 소성 및 수화반응을 통해 상대적으로 반응성이 높은 형태($Ca(OH)_2$)로 전환되었기 때문이다. 이로 인하여 반응잔류물 중에 석고($CaSO_4{\cdot}2H_2O$)의 함량이 다른 경우에 비하여 높게 나타났다. 본 연구의 연속탈황실험에서는 소성 굴패각이 석회석에 비하여 큰 pH 변동폭을 보였으며, 석회석과 소성 굴패각을 혼합하여 수행된 탈황실험에서도 소성 굴패각의 혼합비율이 증가됨에 따라 pH변동폭이 커지는 결과를 보였다. 이러한 현상은 소성 굴패각의 $SO_2$ 흡수 반응성이 큰 것을 잘 보여주는 것이다. 본 연구결과는 소성 굴패각을 습식탈황에 이용할 경우 탈황효율을 크게 향상시킬 수 있음도 보여준다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.38-44
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• 2015

동해-삼척지역 석회석을 활용하여 습식배연탈황공정기술에 대한 적용성을 검토하기 위해 석회석의 물리화학적 특성이 탈황성능에 미치는 영향을 연구하였다. 실험은 ASTM 표준 시험방법인 염산적정법을 적용한 실험실 규모의 실험 장치를 이용하여 총중화능력을 측정하였다. 실험결과 총중화능력은 CaO 함량 등의 화학성분 보다 입자크기의 물리적 특성에 더 큰 영향이 있음을 알 수 있었으며, 입자크기가 미립화 될수록 총중화능력의 값은 높아지는 것으로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-53
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• 2007

본 연구의 목적은 대형 석탄 화력 발전소에 DSI(Dry Sorbent Injection)공법 적용 가능성에 대한 연구로서 전산유체역학(CFD; Computational Fluid Dynamics) 기법을 이용하여 N화력 S화력발전 본부에서 운용중인 500MW급 유연탄 발전시설의 보일러 후단에서 전기 집진기 전단까지 덕트 내의 배기가스에 대한 삼차원 유동장에 대한 전산 해석을 수행하였다. CFD상용코드를 이용하여 DSI공법적용 전 기술적 방향을 제시하였는데 덕트의 형상, 탈황제 분사 위치, 분사 속도에 따른 탈황제의 관내 분산 특성에 대한 연구를 중점으로 하였다. 그 결과 DSI공법 적용에 관한 최적의 조건을 확립하였고 그 중 탈황제의 분산에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 덕트형상임을 확인하였으며 이에 Lobed-plate라는 탈황제 분산판을 적용한 결과 덕트 내 탈황제의 고른 분산을 유도할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권5호
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• pp.14-27
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• 2016

청정석탄기술 중 하나인 석탄가스화 복합발전기술의 이론적 고찰 및 주요단위공정에 사용되는 고온건식 탈황제의 연구 및 기술개발 동향을 조사하였다. 고온건식 탈황제 개발의 중요한 요소는 반응성, 내구성 및 내마모성에 있으며, 탈황제 종류는 칼슘계, 아연계, 망간계, 철계, 구리계 등이 있다. 현재 고온건식 탈황제의 경우 선진국을 중심으로 아연계 탈황제 제조기술이 가장 상용화 단계에 있으며, 국내에서도 다양한 지지체를 사용하여 가격이 저렴하고 성능이 우수한 아연계 및 비아연계 고온건식 탈황제의 상용화를 위한 연구개발이 진행 중에 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.10-19
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• 2017

국내 석탄화력발전소의 습식배연탈황공정에서 탈황용 흡수제로 사용하는 국내산 고품위석회석의 결정구조가 분쇄특성 및 용해특성에 미치는 영향을 연구하였다. 광물학적 결정구조가 다른 제천-단양 지역 석회석 4종을 대상으로 결정구조, 분쇄일지수 및 용해도를 비교한 결과 석회석의 결정크기와 구조에 따라 분쇄일지수 차이가 발생하였으며 분쇄일지수가 상대적으로 낮은 석회석의 용해도가 높은 것으로 나타났다. 이에 따라 석회석의 CaO 함량과 함께 결정구조에 따른 분쇄특성도 중요한 반응인자로 확인되었다.