• 제목/요약/키워드: Anthracite coal

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산업폐기물(産業廢棄物)로 발생(發生)되는 석탄회(石炭灰)의 토질력학적(土質力學的) 특성(特性)에 관한 연구(硏究) (Studies on Engneering Properties of Coal Ash Obtained as Industrial Wastes)

  • 천병식;고용일;오민열;권형석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.115-123
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    • 1990
  • 본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 8개 화력발전소중(火力發電所中) 영동(領東), 영월(寧越), 서천(舒川) 무연탄(無煙炭) 및 삼천포(三千浦), 호남유연탄(湖南有煉炭) 등 5개 화력발전소(火力發電所)에서 부산(富産) 되는 석탄회(石炭灰)에 대하여 건설재(建設材)로서의 활용성(活用性)에 대해 검토(檢討)하고자 화학분석(化學分析), 토질역학시험(土質力學試驗), 지반진동시험(地盤振動試驗) 등을 실시(實施)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 실리카와 알루미나가 약 70%를 차지하고 입도(粒度)는 비회(飛灰)가 fine sand-silt범위(範圍)에 대부분(大部分) 속하고 균등(均等)한 편 이며 저회(底灰)는 sand-gravel 범위(範圍)에 속한다. 비중(比重) 및 단위체적중량(單位體積重量)이 작고 포졸란반응에 의한 자경성(自硬性)이 있어서 장기강도(長期强度)가 증대되며 일반흙에 비해 전단강도가 크다. 무연탄회(無煙炭灰)는 유연탄회(有煙炭灰)에 비해 점착력(粘着力) 및 최적함수비(最適含水比)는 높으나 최대건조밀도(最大乾燥密度)는 낮다. 석탄회(石炭灰)의 동탄성계수곡선분포범위(動彈性係數曲線分布範圍)는 화강토(花岡土)의 것과 비슷하며, 자동차주행(自動車走行)에 의한 진동시험(振動試驗)에 의하면 상대적(相對的) 가속도(加速度)레벨의 크기는 회사장(灰捨場)의 경우가 자연지반(自然地盤)의 경우 보다 다소 크고 감쇠효과(減衰效果)는 적음을 알 수 있었다. 영동, 영월 저회(底灰)의 CBR은 77-137%가 되는 등 석탄회(石炭灰)는 동일입경의 일반흙에 비해 여러 가지 유리한 공학적(工學的) 특성(特性)을 갖고 있어서 앞으로 다소의 보완연구(補完硏究)가 이루어 지면 해안매립(海岸埋立) 성토재(盛土材) 및 도로보장재(道路輔裝材)는 물론 경량골재(經量骨材) 등 일반건설재(一般建設材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.

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수증기 활성화법으로 제조된 석탄계 활성탄의 Burn-off에 따른 세공구조의 변화 (Variation of Pore Structure of Coal-based Activated Carbon with Burn-off of Steam Activation)

  • 이송우;문장천;이창한;최동훈;류동춘;송승구
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권12호
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    • pp.2141-2148
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    • 2000
  • 본 연구는 무연탄올 원료로 제조한 활성탄의 활성화 시간과 burn-off에 따른 세공구조의 변화를 고찰한 것으로 77K에서 질소 흡착실험에 의해 특성을 분석했다. 활성화 시간의 증가에 따라 burn-off는 거의 선형적으로 증가하며, burn-off를 증가시킴에 따라 제조된 활성탄의 총세공부피와 BET 비표면적은 증가했다. $800^{\circ}C$의 활성화는 $950^{\circ}C$의 활성화에 비해 미세세공(micropore)을 많이 생성시켰고, 동일한 burn-off에서는 저온에서 활성화시킨 활성탄에 미세세공이 발달하고 고온에서 활성화시킨 활성탄에 중간이상의 세공이 더 발달해 있었다. 수증기 활성화에 의해서는 직경 $100{\AA}$ 이하의 세공이 주로 발달되었으며 특히 $6{\sim}40{\AA}$ 범위의 세공은 burn-off의 정도에 따라 상당히 발달됨을 알 수 있었다.

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한국공업화과정(韓國工業化過程)에서의 광물자원(鑛物資源)의 수급구조변화(需給構造變化)와 경제성장(經濟成長)에 있어서의 역할(役割) (The Changing Patterns of Demand-Supply and Role of Mineral Resources in Economic Growth during Industrialization of the Republic of Korea)

  • 윤석규
    • 자원환경지질
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    • 제18권1호
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    • pp.65-92
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    • 1985
  • A total of 12 mineral commodities significant in domestic output, economy and/or strategy of the Republic of Korea are chosen to examine the structural changes in production and demand-supply of these minerals during the last two decades of her industrialization. These include iron and manganese ores as the raw materials for iron and steel making, copper, zinc and tungsten ores among other non-ferrous metallic minerals, limestone (cement), kaolin, talc, pyrophyllite and graphite among other non-metallic minerals, and anthracite coal as the only domestic source of fossil energy. These are reviewed historically in time-series based on the statistical data which are tabulated and graphed in terms of domestic output, export, import, apparent demand-supply, its increasing rate, and self-sufficiency rate of each commodity. The increasing rates of demand-supply (IRDS) of some more important commodities are compared with those of Gross Domestic Production (GDP) and Economic Growth Rate (EGR) to evaluate how the IRDS contributed to the GDP and EGR. The major results revealed are as follows: Among the 12 commodities, the domestic output of 8 commodities appeared to have grown with steady upward trends: they are ores of lead, zinc and tungsten, limestone (cement), kaolin, talc, pyrophyllite and anthracite coal. Two commodities, ores of iron and copper, continued with unchanging or slightly declining trends and varied fluctuations, in spite of their cardinal importance to the heavy industry and strategy of Korea. The remaining two, graphite and manganese ore, have gradualy declined in domestic output in which the former has still enough resource potential but the latter has not and virtually ceased its domestic output. Trade patterns for mineral commodities in the Republic of Korea during the last two decades have changed greatly, being marked by a shift from mineral-exporting to mineral importing, mainly because of increasing consumption of mineral raw materials for industrialization rather than beceuse of decreasing output of domestic mineral commodities in quantity. In terms of trade patterns, the 12 commodities concerned in this study can be classified into the following four groups. The 1st group - ores of lead and tungsten have only been exported without imports. The 2nd group - amorphous graphite, and pyrophyllite have mainly been exported but partly been imported. The 3rd group - kaolin, talc and crystalline graphite have equally been exported and imported, but quantity of imports have rapidly been increased with time. The 4th group - ores of iron, manganese and zinc have shifted from exports to imports during the industrialization, particularly owing to the initiation of iron and steel making by the Pohang Iron and Steel Company in the middle 1970' s and the new establishment of the Onsan Zinc Refinery in the late 1970' s. All of the 12 commodities under considerations were far above 100% in self-sufficiency rate before or in the early 1960' s. Recently, however, most of them have been declined to below 100% except for those of limestone (cement) and pyrophyllite. It is particularly serious to identify that the self-sufficiency rates of the three important metallic minerals, iron, copper and manganese ores in 1982 appeared to be 5.1%, 0.5%, and 0.01%, respectively. The average self-sufficiency rate of the total domestic minerals produced in 1982 was 14.4% (in value) for that year. Mining industry appeared to be extremely high in its intermediate demand rate whereas its intermediate input rate to be quite low indicating that mineral raw materials have been exerted strong forward linkage effects upon the other industries rather than backward linkage effects. In comparing the curves of increasing rates of demand-supply of several major minerals - iron ore, manganese ore, copper ore, limestone (cement), kaolin, and anthracite coal - with those of Gross Domestic Production and Economic Growth Rate drawn on every graph, it is clearly shown that the curves of increasing rates of demand-supply comprise around 6 to 7 periods of cycles which roughly harmonious with those of the curves of GDP and EGR, except for the curve of anthracite coal of which the configuration seems to have resulted from the (artificial) government's mineral policy rather than from economic free market mechanism. The harmonic feature of these curves well suggests that the increasing rates of demand-supply of major minerals have been significantly contributed to the GDP and EGR. In addition, the wider amplitudes of the iron, manganese and copper curves than those of the limestone (cement) and kaolin curves indicate that the contribution of the former, metallic commodities, has been greater than that of the latter, non-metallic commodities.

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열천칭과 유동층반응기에서 석탄과 Petroleum Coke의 수증기 가스화반응 (Steam Gasification of Coal and Petroleum Coke in a Thermobalance and a Fluidized Bed Reactor)

  • 지근호;송병호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.1015-1020
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    • 2012
  • 석탄 및 pet coke (petroleum coke)는 그 이용이 제한적이지만 공급이 풍부한 에너지원이므로, 가스화공정에 적용하여 고급연료인 수소나 액체연료를 생산할 수 있다. 본 연구에서는 열천칭반응기와 실험실규모의 유동층반응기(내경 0.02 m, 높이 0.6 m)에서 갈탄, 무연탄, pet coke의 수증기 가스화 반응특성을 조사하였다. 가스화 온도 $600{\sim}900^{\circ}C$, 수증기 분압 0.15~0.95 atm 및 수증기/연료 비의 조업변수가 가스화반응속도 및 생성가스의 발열량에 미치는 영향을 조사하였다. 기체-고체 반응모델로서 modified volumetric reaction model을 적용하여 가스화반응의 거동을 묘사하고 kinetic 인자들을 도출하였다. 가스화 반응온도가 높을수록 생성가스 중의 수소농도와 가스의 발열량은 증가하였다. 생성가스 발열량은 무연탄 > 갈탄 > pet coke의 순으로 높게 나타났는데, 반응온도 $900^{\circ}C$, 수증기분압 95%의 조건에서 10.0 > 6.9 > 5.7 $MJ/m^3$로 각각 얻어졌다. 본 연구를 통하여 갈탄과 pet coke에 대해 가스화공정의 잠재적인 연료로서의 가능성을 확인하였다.

화력발전소 부산물인 석탄회의 공학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Engineering Characteristics of Power Plant Coal Ash)

  • 국길근;김혜양;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.25-34
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    • 2010
  • 본 연구에서는 전국 화력발전소에서 부산되는 7,200만톤에 이르는 누적 매립회량을 대량 활용하기 위해 매립회의 특성 연구를 진행하였다. 일부 화력발전소에서는 비회와 저회가 분리되어 매립되고 있으나, 대부분의 화력발전소에서는 혼합 매립되고 있어 매립회의 공학적 특성이 규명되지 않아 이러한 공학적 특성을 규명하고자 영흥화력본부, 삼천포화력본부에서 부산되는 매립회와 비회를 사용하여 실험을 실시한 후 두 발전소의 매립회와 비회의 공학적 특성을 비교 분석하였다. 석탄회를 건설재료로 활용하기 위해 시료의 물리적 특성을 규명하고자 비중, 단위중량, 입도분석시험을 실시하였고, 역학적 특성을 규명하고자 삼축투수시험, 직접전단시험, 일축압축강도시험, 다짐시험을 실시하였다. 그리고 각 발전소에서 부산되는 석탄회의 특성을 알아보고자 무연탄 및 유연탄을 사용하는 발전소에서 부산된 석탄회의 공학적 특성들을 비교 고찰하였다. 시험결과 경량성의 건설재료로써 유연탄 발전소에서 부산된 석탄회를 사용하는 것이 유리하며 뒷채움재로의 활용은 투수계수가 상대적으로 큰 무연탄을 사용하는 발전소에서 부산되는 석탄회를 사용하는 것이 효과적이라 판단된다. 본 논문에서는 영흥화력본부의 비회가 가장 작은 투수계수를 나타냈으므로 불투수층을 요구하는 현장에 적용하기에 가장 적합할 것이라 판단된다.

영월 화력발전소에서 배출된 석탄회의 광물학적, 지화학적 특성 (Mineralogical and Geochemical Characteristics of PFA (Pulverised Fuel Ash) from Yongwol Power Plant)

  • 이규호;최선경;문희수;이상훈
    • 자원환경지질
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    • 제30권5호
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    • pp.443-450
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    • 1997
  • The main purpose of this study is to investigate mineralogical and chemical changes during natural weathering, and assess the mobility of major and trace elements. Yongwol power plant utilize anthracite coal which is mainly composed of illite, kaolinite, pyrophyllite and quartz in mineralogy. Coal and coal-derived fly ash samples were sampled by the electrostatic precipitator in Yongwol coal-fired power plant in Korea. Short term weathered fly ash were also collected in ash disposal mound, and two profile soil samples were taken from an ash near the power plant. Amorphous materials are the main component of the fly ash, and mullite, quartz, magnetite and heamatite are present in all coal-derived fly ash. In chemistry, Si and Al are the most abundant elements of the total content. The ash samples were fractionated into upper $90{\mu}m$ and under $45{\mu}m$ size. Finer particles show higher concentrations in metal contents including Co, Cr, Cu, Ni, V, Zn and Pb. Concentration of Zn and Pb are nearly 4 times higher concentration in the finer particles. For the profile samples, the concentrations of $SiO_2$, $Na_2O$, MgO and $K_2O$ generally show increasing trends with depth, whereas those of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$ appear to decrease with depth. Content of MnO does not show any specific depth trend. For the trace elements, Co, Cu, Ni and V show increasing concentrations with depth.

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비산회재 및 무연탄을 원료로 한 흡착제 제조 (Manufacture of Adsorbent from Fly-ash and Anthracite)

  • 백일현;빈현숙;류완호;김태영;민병무
    • 공업화학
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    • 제10권4호
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    • pp.543-547
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    • 1999
  • 본 연구는 현재 폐기되고 있는 미연탄소분을 많이 함유한 비산회재를 이용하여 흡착제를 제조하고자 하였으며, 제조된 흡착제에 대한 중금속 제거 실험을 통하여 중금속을 함유한 폐수처리기의 적용가능성을 알아보았다. 비산회재에 장성탄의 혼합비율을 달리하여 세 종류의 펠릿을 제조하였으며, 장성탄의 혼합비율이 증가함에 따라 펠릿의 고정탄소함유량이 증가하였다. 이를 이용하여 탄화와 활성화를 거처 85~96%의 경도와 100~300 mg/g의 요오드 흡착량을 갖는 흡착제를 제조하였으며, 장성탄 혼합비율이 증가할수록 경도 및 요오드 흡착량이 증가함을 알 수 있었다. 중금속의 제거실험에서 제조된 흡착제에 대한 Pb와 Cr의 제거율이 90% 이상을 나타내었으며, 비산회재의 겨우 Pb 31.5%, Cr 5.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이는 활성과정동안 비산회재에 함유된 미연탄소분과 $SiO_2$에 의하여 흡착성능이 증가되었기 때문이다.

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100 kWth 급 순환유동층 시스템에서 무연탄 순산소연소 특성 연구 (Oxy Combustion Characteristics of Anthracite in a 100 kWth Circulating Fluidized Bed System)

  • 문지홍;조성호;문태영;박성진;김재영;;이재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권3호
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    • pp.400-407
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    • 2019
  • 순산소 순환유동층 연소기술은 기후변화 및 연료 수급 문제들을 해결할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 순산소 순환유동층 연소기술은 배기가스재순환 공정을 통해 이산화탄소를 비교적 쉽게 포집할 수 있으며 대기오염물질 배출도 줄일 수 있는 친환경 연소기술이다. 새롭게 개발된 $100kW_{th}$ 급 순산소 순환유동층 연소 시스템은 연료다변화에 대응하기 위해 다양한 연료들의 순산소연소 특성을 분석하고 있으며, 본 연구에서는 높은 고정탄소 및 회분함량으로 인해 연소성이 낮은 연료로 알려진 무연탄을 활용하여 높은 이산화탄소를 생산하고 연소효율을 향상시키고자 하였다. 그 결과로서, 무연탄 순산소 연소는 아역청탄 공기연소 대비, 연소효율이 2% 향상되었으며 대기오염물질인 $SO_2$, CO, NO은 각각 15%, 60%, 99% 감소하였다. 또한, 안정적인 순산소순환유동층 연소를 통해 배기가스 내 94 vol.% 이상의 $CO_2$ 가 포집될 수 있음을 확인하였다.

석탄회의 도로성토재 및 노상재로서의 활용을 위한 비회와 저회의 적정혼합비 (The Proper Mixing Ratio of Fly Ash to Bottom Ash for Use of Highway Embankment and Subgrade Materials)

  • 천병식;고용일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.177-186
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    • 1992
  • 본 연구는 석탄회의 대량적인 활용을 목적으로 도로 성토재 및 노상재로의 이용을 위한 비회와 저회의 적정혼합비를 산정하고 이들의 지지력을 검토한 것이다. 비회와 저회의 혼합비율이나 다짐방법에 관계없이 일반적으로 다짐한 석탄회는 보통 흙 보다 가볍고, 무연탄 석탄회가 유연탄 석탄회 보다 큰 최대건조밀도 ${\gamma}_{dmax}$를 가지며 CBR 값도 큼을 알 수 있었다. 또, 비회 : 저회의 혼합비가 8:2 인 혼합회보다 비회를 많이 함유한 경우에는 다짐할 때 함수비가 최적함수비 O.M.C를 넘어서면 쉽게 비화하였다. 비회 : 저회의 적정혼합비는 5 : 5 또는 6 : 4 정도 까지 이며, 이런 비율로 혼합된 석탄회는 물리적 성질이나 공학적 성질로 보아 큰 무리는 없으며 대량으로 석탄회를 활용할 수 있을 것으로 보인다.

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화력발전소(火力發電所)에서 부산(副産)되는 석탄회(石炭灰)의 공학적(工學的) 특성(特性) (Engineering Characteristics of Coal Ash from Thermal Power Plants)

  • 천병식;조영구
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.59-66
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    • 1988
  • 본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 화력발전소(火力發電所)에서 연간(年間) 약(約) 200만톤 이상 집중대량(集中大量)으로 부산(副産)되어 막대(莫大)한 경비(經費)로 바다 회사장(灰捨場)에 폐기(廢棄)되고 있는 무용(無用)한 석탄회(石炭灰)를 건설재료(建設材料)로 활용(活用)하고자 무연탄회(無煙炭灰)와 유연탄회(有煙炭灰)에 대한 공학적(工學的) 특성(特性)을 구명(究明)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 비삭성(非朔性)으로서 그 입도(粒度)는 대략(大略) 실트 범위에 속하나 그 투수성(透水性), 전단강도(剪斷强度), CBR 및 압밀특성(壓密特性) 등이 동일(同一) 입경(粒徑)의 일반흙에 비해 매우 유리(有利)한 토질공학적(土質工學的) 특성(特性)을 갖고 있음을 알 수 있었으며 더욱 CaO 등의 화학적(化學的) 성분(成分)을 갖고 있어서 시간(時間)이 경과(經過)에 따라 수화작용(水和作用)에 의한 강도증가(强度增加)가 예상된다. 따라서 건설공사(建設工事)에서 성토(盛土) 매립재(埋立材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.

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