• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.75.2-75.2
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• 2011

고온고압에서 운전되는 IGCC용 분류층 석탄가스화기는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부로 배출시킨다. 이러한 용융 슬래그를 원활하게 배출시키는 것은 가스화기의 안정적인 운전에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 슬래그 층 내의 물질수지, 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 석탄가스화기내의 슬래그 거동을 해석할 수 있는 모델 식을 유도하였다. 유도된 슬래그 거동 모델 식들을 적용하고 가스화기의 형상을 고려하여 가스화기 내부에서의 슬래그 거동을 해석하였다. 또한 슬래그 물성치들인 슬래그 점도, 슬래그 비열, 슬래그 밀도, 슬래그 열전달 계수 등을 슬래그의 조성 변화에 따라 별도로 산정하여 슬래그 해석의 입력 데이터로 사용하였다. 슬래그에 첨가되는 석회석의 비율을 해석의 주요 변수로 사용하여 가스화기 하부에서 용융 슬래그 및 고체 슬래그 두께, 용융 슬래그 층 내부에서의 슬래그 점도분포 및 슬래그 속도분포 등 슬래그 거동의 주요 특성들을 예측하였다. 해석결과로 석탄에 석회석의 첨가량을 증가시키면 슬래그의 임계점도온도(temperature of critical viscosity)와 점도가 낮아지므로 가스화기 벽면에서의 용융 슬래그의 유동속도는 빨라지며, 고체 슬래그와 용융 슬래그의 두께가 감소하는 것을 정량적으로 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.674-677
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• 2012

본 연구에서는 기존 매립이나 지반보강재로 사용되던 소각재 용융슬래그를 고부가가치 수처리 여재로 활용하기 위하여 형광성 박테리아를 통한 Microtox 생물검정법으로 독성을 평가하였다. 소각재 용융슬래그의 독성평가 대조군으로는 기존의 수처리 여재인 입상활성탄(석탄계/야자계/목탄계), PP PE펠렛(Poly-Propylene Poly-Ethylene pallet), 표준여과사를 비교하였으며, 시료의 용출시험은 US EPA에서 제안한 TCLP 방법을 사용하였다. Microtox Acute Toxicity 평가 결과, 독성순위는 석탄계 입상 활성탄, 소각재 용융슬래그, 목탄계 입상활성탄, 야자계 입상활성탄, 표준여과사, PP PE 순으로 나타났으며, 실험에 사용된 모든 수처리 여재들은 급성독성을 고려하지 않는 무독성으로 나타났다. 따라서 소각재 용융슬래그가 수처리를 목적으로 수체에 편입시켜도 기존의 수처리 여재들과 비교할 때 수환경에 미치는 영향은 미미할 것으로 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.2 no.2
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• pp.29-37
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• 1984

발전설비를 비롯한 산업설비, 각종 압력용기 및 철구조물 제작시 발생하는 여러가지의 용접불량 중에서 슬래그 혼입이 차지하는 비율이 전체 불량의 절반 이상을 차지하고 있다. 특히 여타의 용접법에 비해 SMAW에 의한 슬래그 혼입의 발생이 가장 많으므로 이에 대한 결함 발생의 경향을 조사하고 그 방지대책을 설정하기 위하여 이번 실험을 실시하게 되었다. 수동 용접봉의 피복제 중 가스 발생 원인은 아아크 분위기를 생성하고 기타 부분은 슬래그가 되어 용융금속을 둘러싸서 이것을 보호하면서 용융지로 이행한다. 슬래그는 용융지 내에서 비이드 표면으로 부상하면서 탈산반응이나 불순물을 제거하는 정련작용을 한다. 또한 적당한 합금 원소의 보충, 용융금속의 유동성 증가 등에 의하여 양호한 용착금속의 생성을 돕는다. 한편, 슬래그는 고온금속을 덮어 이것을 보호함과 동시에 급냉을 완화하는 작용을 한다. 그러나 이러한 슬래그가 응고하는 용착금속 사이에 혼입된다면 용착금속의 기계적 성질을 저하시키는 중요한 요인이 된다. 슬래그 혼입에 대하여 간단하고 일반적인 방지대책은 많이 언급되어 있으나 슬래그 혼입의 방지대책에 대해 깊이 있는 연구가 거의 없다. 이번 실험에서는 광범위한 요인의 선제, 싯수의 제안으로 인하여 새로운 슬래그 혼입 기구의 설정이나 특정한 요인의 영향에 대한 정확한 한계치의 설정보다는 각 요인에 대한 정성적인 영향을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.108.1-108.1
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• 2010

분류층 가스화기는 석탄과 산소(공기) 및 수증기가 반응하여 $1200{\sim}1600^{\circ}C$의 고온, 20~60기압의 고압에서 작동되어 합성가스를 생성하며 합성가스에 포함된 입자 및 황화합물 등을 정제설비를 통하여 정제 후 발전 및 화학원료로 사용한다. 석탄가스화 중 석탄에 포함된 대부분의 회분은 용융슬래그 형태로 가스화기 벽면을 따라 흘러 내려 가스화기 하부의 냉각수조에서 급랭되어 배출된다. 이때 용융슬래그의 원활한 배출을 위해서는 일정범위의 점도를 유지하는 것이 필요하다. 슬래그의 점도는 가스화기 온도 및 Ash의 조성에 따라 크게 변하며 가스화기 설계 및 운전 시 매우 중요한 변수이다. 따라서 최적의 설계 및 운전을 위해서는 Ash의 점도예측이 중요하며, 분류층 가스화기내부에서 Ash 점도 예측을 위한 DooVisco 프로그램을 개발하였다. DooVisco는 가스화기 내부에서 슬래그 용융온도 및 온도별 점도, 가스화기 최소 운전온도 및 석회석 투입 효과 분석뿐만 아니라 석탄의 혼합 사용 시의 특성 예측도 가능하도록 개발되었다. DooVisco는 슬래그 주요 4성분인 SiO2, Al2O3, CaO, FeO 성분에 대한 Phase Diagram을 이용하여 1차적으로 슬래그용융온도(Liquidus Temperature)를 예측하고, 주요 4 성분 외에 Na2O, MgO, K2O, TiO2 등을 고려한 Kalmanovich Model을 이용하여 점도를 예측한다. 최종적으로 슬래그 용융온도와 점도를 활용하여 분류층 가스화기 운전가능 온도범위를 예측한다. 개발된 DooVisco를 활용하여 300MW급 실증 IGCC 플랜트에 사용가능성이 있는 석탄을 대상으로 슬래그의 용융온도 및 점도 등을 예측하였으며 최적 운전을 위한 슬form점도 조절용 Flux인 석회석 투입량 등을 평가하였다. 평가 결과 슬래그 용융온도가 $1700^{\circ}C$ 이상으로 석회석 투입이 필요하다고 판단되었다. 약 가스화기 내부 온도를 $1500^{\circ}C$ 정도에서 원활한 운전을 위해서는 석탄 대비 약 10% 내외의 석회석 투입이 필요할 것으로 평가되었다. DooVisco는 분류층 가스화기 설 계시 가스화기 최적 운전 온도 설정 및 Flux 투입필요성, 종류, 투입량 선정에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 플랜트 운전시 석탄의 탄종 적합성 등을 판단하는데 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.14 no.4
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• pp.471-478
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• 2012

The objective of the study is to find a way to utilize MSWI slag as filter material and to verify it. To do so, stability as filter material was tested, and used Ju-Munjin filter sand as control group to run actual filtering experiment to analyze filtering efficiency. According to result, MSWI slag is usable within designated waste acceptable standards. Also, it showed similar level of filtering capability to filter sand. Thus, MSWI slag could help to save and recycle resources if used as filtering material instead of filter sand As result of filtering test, SS and COD showed about same level of filtering capability similar to standard filter sand. MSWI slag has shown 26.96% higher with T-N, and 6.55% higher with T-P compared to standard filter sand. Also, remove efficiency comparison result with No. 40#(0.43mm) and mixed diameter showed equal or greater filtering capability.

• Resources Recycling
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• v.20 no.6
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• pp.71-77
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• 2011

Raw mix of molten clinker was fabricated using blast furnace slag as starting material. Raw mix was melted at 1620 for molten clinker fabrication. Color and mineral composition of molten clinker was investigated by XRD and colorimeter. It was found that the molten clinker contains alite and belite equivalent to OPC clinker mineral and shows higher whiteness value than that of OPC. Whiteness of the molten clinker decreased with LSF and SM. Also the whiteness value of the slag cement using molten clinker was higher than that of common slag cement.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.14 no.2
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• pp.169-178
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• 2016

The properties of wastes for melting need to be considered to minimize the maintenance of refractory and to discharge the molten slags smoothly from a plasma torch melter. When the nonflammable wastes from nuclear facilities such as concrete debris, glass, sand, etc., are melted, they become acid slags with low basicity since the chemical composition has much more acid oxides than basic oxides. A molten slag does not have good characteristics of discharge and is mainly responsible for the refractory erosion due to its low liquidity. In case of a stationary plasma torch melter with a slant tapping port on the wall, a fixed amount of molten slags remains inside of tapping hole as well as the melter inside after tapping out. Nonmetallic slags keep the temperature higher than melting point of metal because metallic slags located on the bottom of melter by specific gravity difference are simultaneously melted when dual mode plasma torch operates in transferred mode. In order to minimize the refractory erosion, the compatible refractories are selected considering the temperature inside the melter and the melting behavior of slags whether to contact or noncontact with molten slags. An acidic refractory shall not be installed in adjacent to a basic refractory for the resistibility against corrosion.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.3 no.2
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• pp.95-104
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• 2005

Effects of the aluminum melting temperature, melting time and a kind of flux agents on the distribution of surrogate nuclide were investigated in the electric furnace at the aluminum melting including surrogate radionuclides(Co, Cs, Sr) in order to establish the fundamental research of the melting technology for the metallic wastes from the decommissioning of the TRIGA research reactor. It was verified that the fluidity of aluminum melt was increased by adding flux agent but it was slightly varied according to the sort of flux agents. The results of the XRD analysis showed that the surrogate nuclides move into the slag phase and then they were combined with aluminum oxide to form more stable compound. The weight of the slag generated from aluminum melting test increased with increasing melting temperature and melting time and the increase rate of the slag depended on the kind of flux agents added in the aluminum waste. The concentration of the cobalt in the ingot phase decreased with increasing reaction temperature but it increased in the slag phase up to 90$\%$according to the experimental conditions. The volatile nuclides such as Cs and Sr considerably transferred from the ingot phase to the slag and dust phase.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.8 no.3
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• pp.97-103
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• 2000

This study was performed to prove that vitrified slag can be utilized as sound absorbing materials by investigating on heavy metal elution and the properties of sound absorbing rate according to the thickness. The heavy metal elution experiment indicated that heavy metal was not eluted since it was fixed stable in the slag. Vitrified slag generally exhibited a maximum sound absorbing rate around at 600Hz-1kHz and 3kHz in the low and high frequency range, respectively. On the other hand, the absorbing rate increased beyond the range of 7kHz again. The sound absorbing rate varied a little according to the thickness of the material. However, Vitrified slag is likely to the effective as a sound absorbing wall material since it has a sound absorbing rate clover 80% in the low and high frequency region when used as a wall. The results obtained in this study showed that vitrified slag has the recyclable material properties and therefore, highly applicable to sound absorbing materials.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.6 no.1
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• pp.23-31
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• 2001

Melting is one of the most effective treatments for stabilizing heavy metals and also creates high value by-products. In this study, authors evaluated the leaching characteristics of heavy metals in melting slag obtained by incinerator ashes. In order to evaluate the environmental compatibility of the recycled melting slag, the samples were analysed various leaching tests of heavy metals with raw incinerator ashes, melting slag and the construction materials recycled from melting slag. As the results : (1) The leaching concentrations of the melting slag were lower than those of the raw incinerator ashes in the experiment performed in accordance with Korea Standard Leaching Test (KSLT). (2) The heavy metal concentration of long term leaching test, which was conducted in various pH conditions, were under the standard level of regulation in KSLT. (3) The leaching concentration of mortar samples used for evaluating the feasibility of recycling the melting slag as construction materials also shows the suitable range for recycling. (4) The result of leaching test with the method of RG Min-StB 93, FGSV (Forschungsgesellschaft fur Stra$\beta$en- und Verkehrswesen) met the requirements in German.