• 자원리싸이클링
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• 제28권4호
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• pp.44-50
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• 2019

국내 전기로 공정에서 산화 반응열 및 탄소 연소열 등으로 인한 화학에너지는 전체 투입 에너지 대비 30%정도로 알려져 있다. 전기로에서 $CO_2$를 저감하기 위해서는 전기로 용해 구간 중에 사용되는 전력에너지를 줄이고 화학에너지 사용을 높여야 한다. 일반적으로 용강 중 탄소를 단독으로 투입할 경우, 탄소가 용강에 용해되기 전 낮은 밀도로 인해 슬래그 층으로 부유한다. 용강 중 탄소 농도가 높을 시 취입하는 산소와 용강 중 탄소의 연소반응으로 인해 전력에너지를 낮추며 화학에너지 사용량을 높일 수 있다. 따라서 탄소 연소열의 효율을 높이기 위해서는 용강 중 새로운 탄재 장입 조건이 필요하다. 한편, Al 제련 후의 부산물로 알려져 있는 Al 드로스는 금속성 Al을 25 mass% 이상 함유하고 있으며 Al은 탄소와 비교하여 높은 산화열을 가지고 있다. 그러나 Al 드로스는 재활용이 어려워 거의 매립하고 있으며, Al 드로스 내 Al의 산화열을 효과적으로 활용하기 위해서는 철강 공정 적용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 화학 에너지의 활용 증대를 위한 기반연구로서, 분코크스와 Al 드로스를 화학에너지 연료로서 활용하여 다양한 배합비 및 반응 온도에서 용강 중 탄소 및 알루미늄의 용해 농도와 용해효율을 조사하였다.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.62-66
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• 2009

지속적인 연료비용의 상승 및 가채매장량의 한계로 인하여 비재래형 연료 및 공정 부산물의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그중 대표적인 것이 오일샌드 및 이의 부산물인 코크스의 이용기술이다. 본 연구에서는 오일샌드 코킹 공정에서 발생되는 오일샌드 코크스의 에너지화 이용을 위하여 실험실 규모의 고정층 가스화 시스템을 이용한 연구를 수행하였다. TGA를 이용하여 오일샌드 역청 및 코크스의 연소 반응특성을 확인하였으며, 실험실 규모의 가스 화기를 이용하여 산소/연료 비율, 온도 및 스팀주입량에 따른 가스화 후 생성되는 합성가스의 특성을 파악하였다. 오일샌드 코크스는 높은 탄소함량, 발열량 및 황 함량 특성을 보인 반면 낮은 회재함량과 반응성의 특성을 보였다. 오일샌드 코크스 가스화의 경우 일반적으로 온도, 스팀주입량 증가 및 산소주입량 감소에 따라 $H_2$ 생성량은 증가하였으며 $CO_2$ 생성량은 감소하는 경향을 보였다. 합성가스 발열량은 $2100kcal/Nm^3$ 정도의 값을 보여 오일샌드 코크스의 수소원료 및 연료로서 이용 가능성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권3호
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• pp.132-139
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• 2019

EPS 단열재는 우수한 단열성능과 경제성, 초경량 등의 장점으로 각광받고 있는 건축재이다. 하지만 EPS 단열재는 가연성 물질로서 화재 시 연소되기 쉽고, 유해가스를 방출시킴으로써 대규모 인명피해를 유발 시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 산업부산물인 IGCC fused slag 및 Si sludge를 활용하여 초경량 지오폴리머를 제작하고, EPS 단열재의 대체 가능성에 대해 확인하고자 하였다. 그 결과, 조분쇄 상태의 탄소 함량이 적은 IGCC fused slag를 이용하였을 경우 0.04 MPa, $0.064g/cm^3$의 압축강도 및 밀도를 갖는 초경량 지오폴리머를 제작할 수 있었고, 이때의 열전도율은 0.072 W/mK을 나타내었다. 이는 KS M 3808에서 제시하는 EPS 열전도율 값의 1.5~2배 정도의 높은 물성이지만 시중에서 판매하는 EPS 단열재와 큰 차이가 없으며 보통 매립되는 산업 부산물을 재활용한다는 점과 세라믹 재료 특성상 화재시에도 고온에서 버틸 수 있다는 큰 장점이 있기 때문에 화재시 쉽게 발화되어 다량의 유독가스를 방출시키는 EPS 단열재의 단점을 해결할 수 있는 차세대 단열재로서의 가능성은 충분하다고 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.37-43
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• 2019

본 연구에서는 각종 산업부산물(플라이애시 2종, 페트로 코크스 연소 유동층 보일러 애시 및 고로 슬래그 미분말)을 활용한 싱크홀 복구용 경량 충전재 제조에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 혼합물 실험계획법을 적용하여 산업부산물의 배합비에 따른 혼합 원료 물성(압축강도) 거동을 검토하였고, 상용프로그램인 MINITAB을 사용하여 통계적 분석을 하였다. 산업부산물의 배합조건별 압축강도는 고로 슬래그 미분말에 강한 의존성을 나타냈으며, 압축강도(3일 재령)는 고로 슬래그 미분말 사용량에 3~11MPa 수준이며, 유동층 보일러 플라이애시의 사용은 압축강도 발현에 미치는 영향이 가장 적은 것으로 평가되었다. 그리고 혼합물 실험계획에 따른 원료 배치 1조건에 대해서 기포 콘크리트를 제조하여 압축강도와 투수계수를 측정하였으며, 이때 부피비중 0.9~1.0, 겉보기 기공률은 30~50% 수준, 압축강도(3일 재령)는 1~2MPa 수준, 투수계수는 $10^{-2}{\sim}10^{-3}cm/sec$ 수준이다.

• 분석과학
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• 제21권6호
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• pp.443-458
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• 2008

우리 생활주변에서 사용하고 있는 화학물질의 연소과정을 차단하거나 지연시키기 위해 사용되고 있는 다양한 종류의 난연제 중 브롬화난연제는 가격이 저렴하고 가격에 비하여 성능이 우수하여 많이 사용되고 있으나, 제품에 첨가하거나 반응시키는 과정에서 제품 중에 부산물로 브롬화다이옥신의 생성원인물질로 많은 관심을 보이고 있다. 현재 브롬화난연제의 위해성에 대한 많은 연구가 추진되고 규제가 강화되고 있으나, 브롬화다이옥신류는 전처리 과정 중에 빛에 의해 광분해되고, 분자량이 커서 GC (Gas Chromatograph)로 분리하는데 어려움이 많아 연구가 많이 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 현재 관심이 대두되고 있는 브롬화난연제와 비의도적 부산물로 생성되는 브롬화다이옥신류의 일반적인 현황, 관리동향, 생성 경로, 잔류농도, 분석방법 등 최근의 연구동향에 대하여 조사하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.286-293
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• 2020

본 연구에서는 시멘트 소성공정에 연료로 사용된 가연성 산업부산물 및 생활폐기물의 사용량와 대기배출가스중 유해성분인 NOx, CO 발생량을 비교함으로써 상관관계를 확인하고자 하였다. 분석은 천연연료로서 유연탄, 대체연료로서 연질 플라스틱류(비닐류 등 풍력에 의해 비산되기 쉬운 성질의 플라스틱류), 경질 플라스틱류(폐고무, PET 등 풍력에 비산되지 않는 성질의 플라스틱류), 재생유를 사용하는 국내 A시멘트 제조사 소성설비의 연료투입량 및 연소온도 등 2019년 공정 데이터를 독립변수로 하고, stack으로 배출되는 NOx, CO량을 종속변수로 하여 반응표면분석(RSM) 기법을 활용해 상관관계를 분석하였다. 분석결과 폐기물마다 배출물질에 미치는 영향이 상이함을 확인하였고, 특히 경질 플라스틱류는 CO 배출은 증가시키지만 NOx를 저감하는 효과가 뛰어난 것으로 분석되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.638-641
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• 2005

수소는 자원이 무한하고 청결한 에너지이다. 수소는 무공해 청정 대체연료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있다. 수소에너지는 물을 분해하여 얻거나 화석연료를 수증기개질 또는 부분산화 시킴으로써 얻을 수가 있다. 수소에너지는 1차 에너지를 변환시켜 얻을 수 있는 2차 에너지로서 환경에 대한 부하가 거의 없어 향후 화석연료를 대체할 수 있는 가장 가능성이 높은 에너지이며, 연료전지의 상용화를 앞두고 있어 중요성이 더욱 증대되고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법으로는 물분해함으로써 수소를 제조하는 방법이 있다. 그러나 물분해에 의한 수소생산은 제조비용이 비싸 경제성이 떨어진다는 점과 수소의 대량생산에 필요한 기술확보가 여의치 않아 어렵다. 그러므로 수소를 저 비용으로 대량 생산할 수 있는 수소 제조 기술의 확보가 선행되어야 할 것이다. 현재 상용화되어 있는 수소제조방법은 거의 석유나 천연가스의 수증기 개질에 의한 수소 제조 방법이다. 그러나 이러한 방법은 유해 환경 물질인 CO나 $CO_2$를 배출하는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완키 위한 수소 제조공정의 대안 중 하나는 탄화수소연료의 수소와 탄소로의 직접분해에 의한 수소생산이다. 이 중 원하는 생성물인 수소 외에 부산물이 카본이 동시에 얻을 수 있는 메탄분해에 의한 수소생산방법은 생산된 수소의 약 15%만 연소시킴으로서 필요한 에너지를 공급할 수 있으며, 동시에 지구온난화의 주범인 CO 또는 $CO_2$가 생성되지 않는 장점이 있다. 하지만 메탄을 분해하기 위해서는 매우 높은 에너지가 필요로 하게 된다. 이에 반해 프로판은 메탄보다 낮은 열원에서 분해할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 메탄보다 분해하기 쉬운 프로판을 직접 분해하여 수소를 생산하고자 하였다. 프로판 직접분해반응는 $500\sim750^{\circ}C$의 온도 범위에서 이루어 졌으며, 촉매로서는 국내에서 생산되는 상용촉매인 카본블랙을 이용하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제10권5호
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• pp.16-21
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• 2001

자전연소고온반응법(SHS)에 의한 고순도 분말의 제조시에 주로 얻어지는 $Mg^{++}$ 유 부산물로부터 초미분 $Mg(OH)_2$및 MgO분말을 제조하였다 $Mg(OH) _2$제조시 최적의 실험 조건은 0.7M의 $Mg^{++}$ 을 함유하는 pH 1.42의 산침출 용액중에 9M의 KOH를 pH조절제로 첨가한 경우이다. 이때 pH는 약 13.0을 나타내며, 모든 $Mg^{++}$ 이 $Mg(OH)_2$로 침전되었다. $Mg(OH)_2$의 탈수반응을 조사하기 위하여 DSC를 사용하였으며, 그 결과를 하소공정에 사용하였다. MgO분말은 건조된 Mg(OH)2 분말을 $400-450^{\circ}C$로 하소함으로써 제조되었으며, 제조된 $Mg(OH)_2$및 MgO분말의 크기 및 형상은 상용 분말과 유사하였다.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권3호
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• pp.152-160
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• 2013

발전소에서 발생되는 산업부산물인 석탄재는 포집방법에 따라 크게 저회와 비산회로 구분되는데, 순환유동층 연소방식에서 발생되는 비산회는 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함하고 있다. 탄산화 반응 인자가 풍부한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 경화체를 초임계 이산화탄소($CO_2$) 분위기조건에서 반응시켜 제작된 경화체의 기계적 물성향상을 도모하였다. 시멘트 대비 비산회 치환량을 10~40 %까지 10 % 단위로 4수준으로 하여 경화체를 제작하였으며 각각 3, 14, 28일 동안 양생하여 각 양생일 마다 탄산화를 진행하였으며 공정조건 변수로 탄산화 시 발생되는 수분과 미수화 반응물의 추가적인 포졸란 반응을 유도하기 위하여 탄산화 후 7일 동안 추가양생을 실시하였다. 공정조건의 변화를 변수로 둔 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며, 경화체의 압축강도 측정을 통해 기계적 물성향상을 분석하였다. 임계 탄산화 후 7일간 추가 양생시킨 녹색 건자재의 기계적 물성은 추가 양생하지 않은 시편과 비교해 44 % 향상되었다.