• 청정기술
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• 제16권2호
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• pp.124-131
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• 2010

슬러리 기포탑을 이용하여 수산화칼슘 농도(0.16~0.64 wt%), 계면활성제 농도(2~16 wt%), 총 부피유량(3~6 L/min) 및 $CO_2$ 유량의 부피분율(0.3~0.6)이 탄산칼슘의 morphology, 결정구조, 입자의 크기, 입자 간의 응집화, 비표면적에 미치는 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 반응기는 높이가 1.0 m이고 직경이 0.11m, 그리고 중앙에는 직경 4 cm인 튜브가 들어있는 슬러리 기포탑이다. 실험에 사용한 음이온 계면활성제 Dispex N40은 탄산칼슘 합성에 있어 반응 속도에 영향을 주어 반응 종결 시간을 감소시켰다. Dispex N40의 농도가 2 wt%일 때 수산화칼슘의 포화농도인 0.16 wt%에서 이산화탄소의 유량에 따른 침강성 탄산칼슘의 morphology를 살펴보면 반응 속도가 증가할수록 결정의 형태는 단일 결정으로 존재하는 입자들이 많아졌다. Dispex N40은 탄산칼슘의 crystal의 성장과 입자와 입자간의 응집 현상에 영향을 주어 탄산칼슘의 평균 입도를 변화시켰다. 또한 $0.9 L/min\;CO_2$ 유량에서 수산화칼슘의 농도가 0.64 wt%일 때 2 wt%의 계면활성제 첨가로 인해 비표면적을 $35m^2/g$에서 $44m^2/g$로 크게 증가시켰다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.612-620
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• 2016

산화 칼슘 수용액을 통해 이산화탄소를 포집하는 수성 광물 탄산화 공정은 안정적으로 이산화탄소를 고립시킬 뿐 아니라 생성물의 부가 가치를 기대할 수 있는 대표적인 CCU (Carbon Capture & Utilization) 기술이다. 이 공정의 핵심은 고체 반응물인 산화칼슘의 용해 속도를 최대로 높이는 것인데, 이를 위해 반응기 전체에 고체 반응물이 균일하게 분포되도록 혼합하는 적절한 반응기의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 하루에 40ton의 이산화탄소 포집이 가능한 파일럿 규모의 광물 탄산화 반응기를 대상으로, 반응기의 내부 구조 설계에 따라 고체 반응물의 분산도가 어떻게 변하는지에 대해 전산 유체 역학적 모델링(Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling)을 통해 연구하였다. 교반 탱크 반응기(stirred tank reactor) 형태를 기반으로 외부 구조는 고정한 상태에서 교반기의 종류/갯수/지름/유격/회전 속도, 칸막이의 높이/너비를 변수로 선정하여 다양한 조합의 경우(case)들을 해석하였다. 각 설계 변수에 대한 민감도를 분석함으로써 각 변수의 영향을 파악하고, 중요한 변수를 판별할 수 있었다. 동시에 고체 부피 분율(solid volume fraction)의 높이 방향 표준 편차가 0.001에 가까운 균일한 분포를 만들 수 있는 내부 설계안을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.45-55
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• 2015

현재 전 세계적으로 자연적, 인위적 요인으로 인하여 이상기후가 나타나고 있다. 이상기후의 대표적인 것으로 슈퍼태풍, 극한폭설, 폭염과 같은 극한 기후현상이 초래된다. 1970년대 산업화 시대 이후 급격하게 지구의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 발생하는 가장 큰 문제점은 지구 온난화이다. 지구 온난화에 영향을 미치는 온실가스의 종류로는 이산화탄소, 과불화탄소, 아산화질소, 메탄과 같은 다양한 종류의 화학성분이 존재하며 특히 이산화탄소가 약 90%의 비중을 차지하는 것을 알 수 있다. 콘크리트의 경우 건설재료로써 탁월한 내구성능을 지니고 있으며, 사회기반시설물 건설 재료로 70%이상 사용되고 있다. 그러나 콘크리트는 타설직후 물리 화학적으로 다양한 환경조건으로부터 성능저하 현상이 발생하기도 한다. 특히 대기중의 이산화탄소는 콘크리트 알칼리도 저하에 따른 철근을 부식시키고 내구성 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 풍속, 일조시간에 관하여 양생 한 후 콘크리트의 탄산화 실험을 접목시켜 탄산화 깊이와 탄산화 속도계수를 측정하고 이를 바탕으로 만족도 확률 곡선을 통하여 성능중심평가(Performance Based Evaluation(PBE))를 수행 할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.23-31
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• 2007

본 연구는 염화네오디뮴 수용액으로부터 탄산수소암모늄의 첨가에 의한 탄산네오디뮴 합성 시, 반응에 따라 형성되는 탄산네오디뮴 결정에 대하여 고찰하였다. 결정형의 탄산네오디뮴을 얻기 위해서는 염화네오디뮴 수용액에 투입되는 탄산수소암모늄 수용액의 농도와 반응온도가 중요한 역할을 한다. 무정형의 탄산네오디뮴은 핵생성을 통한 일차입자들의 응집에 의하여 형성되며, 반응물의 농도 및 반응온도 등을 증가시켜 반응속도를 빠르게 함으로서 결정형의 탄산네오디뮴을 얻을 수 있었다. 또한 반응조건에 따라 lanthanite[$Nd_2(CO_3)_3{\cdot}8H_2O$]와 tengerite[$Nd_2(CO_3)_3{\cdot}2.5H_2O$] 결정구조를 갖는 탄산네오디뮴을 합성할 수 없었으며, lanthanite 구조의 탄산네오디뮴은 온도에 민감하고 불규칙한 모양의 덩어리 형태를 가지며, 반면에 tengerite 구조의 탄산네오디뮴은 침상의 형태를 가지고 있음을 알 수 있다. 열분해 거동 고찰 결과 250까지 탄산네오디뮴의 결정수가 분해되고 $420^{\circ}C$부근에서 $CO_2$가 분해되어 $Nd_2O_2CO_3$가 형성되며, $620^{\circ}C$에서 산화네오디뮴 결정화가 시작하여 $700^{\circ}C$ 부근에서 최종적으로 산화네오디뮴의 형성되는 것을 알 수 있다. 또한 소성된 산화네오디뮴의 형상은 탄산네오디뮴의 형상에 의하여 영향 받고 있음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.909-916
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• 2013

저온에서 소성된 산화마그네슘 분말을 치환한 MgO 콘크리트는 장기적인 팽창성을 가진다. 또한 MgO의 수화반응이 느린 속도로 장기재령까지 일어나기 때문에 매스콘크리트의 온도수축을 효과적으로 보상할 수 있다. 따라서 저온 소성한 MgO는 매스콘크리트 구조물인 댐에 주로 적용되었다. 최근 수화열 저감을 위해 매스콘크리트에 많이 사용되는 플라이애시를 사용한 MgO 콘크리트의 팽창특성에 대한 연구가 진행되어 왔지만 이러한 콘크리트의 내구성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 플라이애시 콘크리트에 저온 소성한 MgO 분말을 치환하여 MgO 분말 치환에 따른 장기재령에서의 내구특성을 확인하였다. 재령 360일까지 20, $50^{\circ}C$에서 수중 양생을 실시한 후 탄산화, 동결융해 및 염화물 확산, 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 실험결과, MgO 분말을 치환한 시편에서 탄산화 저항성 및 염해 저항성, 황산염 침투 저항성이 다소 향상되는 것을 확인하였다. 반면 동결융해 저항성은 MgO 분말 치환에 거의 영향을 받지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.537-540
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• 2008

RC 구조물은 반영구적인 재료로 인식되어 왔으나, 최근 RC 구조물의 조기 열화에 의한 문제가 보고되고 있다. 이중 내구성능 저하 요인으로서 탄산화에 의한 공극구조의 변화로 인하여 발생하는 문제에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 물-결합재비율을 0.55로 고정하고 결합재로서 보통포틀랜드 시멘트만을 사용한 (OPC), 이성분계 콘크리트로서 결합재에 고로슬래그 미분말을 50% 치환한 (BFS50), 플라이애시를 15% 치환한 (FA15), 또한 삼성분계 콘크리트로서 플라이애시 15% 및 고로슬래그 미분말을 35% 치환한 (BFS35+FA15)로 배합을 설정하였다. 또한 탄산화에 진행에 의한 공극구조의 변화로 열화요인의 작용으로 인한 $CO_2$ 및 염화물 이온의 침투 특성을 단독열화 시험과 복합열화 시험을 통해 비교 연구하여 평가를 실시하였다. 그 결과 공극구조의 변화에 따른 영향으로 인하여 염화물 이온의 침투속도가 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.73-80
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• 2014

본 연구는 현재 신설 중에 있는 삼척 LNG 저장탱크 콘크리트 배합표의 공시체로부터 획득된 촉진 탄산화 시험 결과를 가지고 탄산염해에 대한 내구수명과 그 억제 방안에 대해 평가한 것이다. 그 결과 재령 7일, 28일, 56일에 대한 촉진 탄산화 침투 깊이는 4.45 mm, 9.19 mm, 13.37 mm로 나타났으며, 실제 운영 중 LNG 저장탱크의 철근피복 두께(최소 70 mm부터 최대 100 mm)를 고려하더라도 큰 여유를 보였다 그리고 탄.산화 침투 깊이로부터 획득된 탄산화 속도계수를 가지고 대기 중 환산 $CO_2$ 농도 즉, 0.03%와 0.05%를 각각 고려한 LNG 저장탱크 외조 콘크리트의 설계 피복 두께(70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm)의 내구수명은 779년, 1,017년, 1,287년, 1,589년과 466년, 609년, 771년, 951년으로 나타났다. 또한, 콘크리트 경화체내 조직구조의 물질이동성 변화와 세공용액의 이온조성 및 수산화칼슘 등 수화생성물의 변화 등에 영향을 미치는 인자들의 조절을 통하여 탄산염해의 억제가 가능할 것으로 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권2호
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• pp.78-81
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• 2004

문양화 전복진주의 진주층은 천연 전복진주와 동일한 아라고나이트 상의 탄산칼슘이었다. 진주핵 위에 잘 흡착되어 있는 진주층의 SEM 관찰 결과, 탄산칼슘과 콘키올린 층이 층상구조를 이루고 있었다. 진주층의 성장속도는 0.0056∼0.0074 mm/day임을 알았으며, 모패를 사용한 종래의 방법보다 약 2배 정도 빠르다는 것을 알았다. 그리고 문양화 된 전복진주를 이용하여 펜던트와 브로치를 제작하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.520-527
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• 2020

황토는 국내 토양의 약 15.0%를 차지하는 풍부한 자원이며, 고온소성 후 급랭하여 활성화시키면 포졸란 특성을 갖는 콘크리트 결합재로서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 시중에서 판매되는 경계석 배합을 기반으로 하여 활성 황토 혼입 모르타르 경계석 시편을 제작하였다. 활성 황토의 혼입율은 10.0% 및 25.0%를 고려하였으며, 시험 항목으로는 압축 및 휨 강도 시험, 동결융해 저항 성능 평가, 촉진 탄산화 시험, 촉진 염화물 확산 시험을 설정하였다. 역학적 성능 평가 결과 OPC 배합에서 가장 높은 강도가 평가되었으며, 재령일의 증가에 따른 강도 증가가 적게 나타났는데 이는 3일간 증기 양생을 통해 대부분의 강도가 발현되었기 때문으로 사료된다. 재령 28일에 해당하는 시편을 대상으로 동결융해 저항성능 평가 결과, 모든 배합에서 85.0% 이상의 강도 저하율을 나타내어 제시된 기준에 만족하였다. 촉진 탄산화 시험은 재령 28일 시편을 대상으로 수행되었으며 활성 황토 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 다소 저하된 탄산화 저항성능을 나타내었다. 재령 28일 및 91일에 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 통과 전하량을 평가하였다. OPC 배합의 경우 "Low" 등급을, 활성 황토 혼입 배합의 경우 "Moderate" 등급을 나타내어 활성 황토 혼입 배합에서도 적절한 염해 저항성능을 나타내는 것으로 보인다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.727-733
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• 2009

슬러리 기포탑에서 침강성 탄산칼슘의 평균입도와 모폴로지의 변화에 대한 수산화칼슘의 농도(0.16~0.64 wt%), 총 부피유량(3~6 L/min) 및 이산화탄소의 부피분율(0.3~0.6)의 영향을 나타내었다. 실험에 사용한 반응기는 높이가 1.0 m, 직경이 0.11 m이고 중앙에는 직경 4 cm인 튜브가 들어있는 슬러리 기포탑이다. 반응 시간에 따른 수산화칼슘의 전화율을 구하기 위해 FT-IR을 이용하여 수산화칼슘과 탄산칼슘 함량비에 따른 검량곡선을 구하였다. 수산칼슘의 포화농도인 0.16 wt%에서 이산화탄소의 유량에 따른 침강성 탄산칼슘의 모폴로지를 살펴보면 반응 속도가 증가할수록 결정 크기는 증가하는 경향을 보이며 결정의 형태는 단일 결정으로 존재하는 입자들이 많아졌다. 또한 수산화칼슘의 농도가 증가할수록 결정 크기는 감소하지만 입자들간의 응집에 의해 탄산칼슘의 평균 입도는 증가하는 것을 확인하였다.