• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.233-239
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• 2014

석탄 연소 시 발생하는 회가 보일러 벽면에 부착되어 일어나는 슬래깅 현상은 보일러의 열효율을 감소시키고 보일러 안정성에도 악영향을 준다. 이러한 슬래그의 유동 특성은 회의 용융 특성과 관련이 있는데 이는 회의 화학적 조성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 회의 용융특성을 TMA(Thermo-Mechanical Analysis) 장비를 이용하여 분석하였다. 이 테스트는 회의 수축률에 따른 용융온도(T25%, T50%, T75%, T90%)를 정량적으로 측정 하는 방법이다. TMA에서 측정된 각각의 온도는 용융단계별 특성을 나타낸다. TMA로 분석된 결과 값에 XRF 장비를 이용하여 분석한 회의 성분 조성이 미치는 영향을 분석하였다. 회에 포함된 성분 중 refractory, fluxing contents가 회분의 용융온도에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. Refractory contents 성분인 $SiO_2$, $Al_2O_3$의 함량이 많을수록 전체적인 용융온도가 올라가며 $SiO_2/Al_2O_3$가 커질수록 고온에서의 용융온도인 T75%, T90%가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 이와 달리 fluxing contents 성분인 $Fe_2O_3$, $K_2O$, CaO의 함량이 많아질수록 전체적인 용융온도가 낮아지며 이중 $K_2O$, CaO는 초기 용융 온도인 T25%를 낮추는데 큰 역할을 하는 것으로 판단되었다. TMA 분석과 회의 조성 비교를 통하여 회의 용융 특성을 예측하고 설명할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제5권4호
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• pp.433-441
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• 1992

국내의 23개 무연탄을 대상으로 석탄회의 화학분석 및 용융특성분석을 수행하여 석탄회의 화학조성과 용융온도와의 상관성을 고찰하였다. 또한 이들 무연탄을 미분탄 연소의 연료로 사용시 야기될 수 있는 slagging, fouling성을 예측하여 보았다. 국내 무연탄회는 대부분 $SiO_2$와 $Al_2O_3$를 80% 이상 함유하고 있는 반면 1% 이하의 적은 양의 $Na_2O$를 함유하고 있으며, 또한 비교적 높은 용융온도를 갖는다. 따라서 이 무연탄들을 미분탄 연소의 연료로 사용시 slagging 및 fouling 발생 가능성은 낮을 것으로 예측되었다. 국내 무연탄회의 용융특성은 base/acid ratio와 비교적 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.985-993
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• 1997

구성분이 상이한 2종의 비산회를 대상으로 CaO와 MgO융제의 첨가시 용융온도변화에 대하여 고찰하였다. 용융온도측정을 위하여 ASTM 용융온도측정법과 시차열분석법이 사용되었다. CaO융제의 첨가시 시료에 따라 $111{\sim}294^{\circ}C$의 융점(IDT)강하효과를 얻을 수 있었으며 MgO첨가시에는 $80{\sim}224^{\circ}C$의 융점강하효과를 보였다. Base/Acid Ratio와의 비교에서 CaO flux는 0.7~0.8, MgO flux는 0.3~0.4의 범위에서 가장 낮은 용융온도로 측정되었다. 따라서 적은 첨가량으로도 MgO는 CaO보다 더 효과적인 융제로 작용하였다. 이러한 융제첨가시의 용융온도 변화는 용융성 분석에 보편적으로 사용되어지는 Base/Acid ratio와는 상관성이 없음을 알 수 있었고 $XO-SiO_2-Al_2O_3$ [X=Ca, Mg]삼성분계의 liquidus 온도와도 일치하지 않음을 알 수 있었다. 시차열분석결과와 ASTM용융온도와의 비교에서 용융성과 흐름성(점성)등의 물성이 복합적으로 반영되어 있는 ASTM측정법 보다는 시차열분석이 비산회의 순수한 용융온도를 분석할 수 있는 측정법임을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.427-434
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• 2012

국내 500MW 석탄화력발전소에서 사용중인 역청탄 (앵글로탄)과 아역청탄 (타니토탄)을 입수하여 석탄회의 기본적인 연료 및 연소특성을 살펴보았다. 또한, 열기계분석기를 이용하여 석탄 회에 대한 고온 용융특성을 평가하고 최근 새롭게 제시된 BHEL 슬래깅 지수를 구하였다. 아역청탄인 타니토탄 회는 $1,200{\sim}1,250^{\circ}C$에서 대부분의 용융이 발생하고 있으나 역청탄인 앵글로탄 회는 상대적으로 높은 온도인 $1,550^{\circ}C$ 부근에서 급격한 용융이 발생하였다. 석탄 회의 용융특성과 석탄중의 회 함량을 고려한 BHEL 지수는 두 탄종 모두 슬래깅성이 높은 것으로 나타났다. 반면, 기존의 슬래깅 지수들은 서로 다른 슬래깅성을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제8권2호
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• pp.179-190
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• 1997

준역청탄, 유연탄, 무연탄 및 국내 무연탄을 포함하는 54종의 석탄회분을 대상으로 화학조성 및 광물분석 그리고 용융온도를 측정하여 화학조성이 용융온도에 미치는 영향을 고찰하였다. 석탄회의 구성 산화물중 CaO와 MgO, 그리고 $Fe_2O_3$가 용융온도를 낮추는 산화물임을 알 수 있었다. $Fe_2O_3$에 의한 용융온도 감소 효과는 환원성분위기에서 증가되었다. 산-염기도에서 염기성분의 함량이 증가할수록 용융온도는 감소하였다. 그러나 산-염기도와 용융온도와의 상관관계는 $Fe_2O_3$/CaO비가 증가함에 따라 낮아졌다. 산화성분위기보다는 환원성분위기에서 용융온도가 낮았으며 이때 분위기 변화에 따른 용융온도차는 $Fe_2O_3$의 함량보다는 $SiO_2/Al_2O_3$비와 밀접한 상관성을 보여주었다. 석탄회의 용융온도(연화)를 예측하기 위한 다중회귀분석결과 산화성분위기에서는 Base/Acid, $Fe_2O_3$/CaO, $SiO_2/Al_2O_3$, $(SiO_2/Al_2O_3){\cdot}(Base/Acid)$ 그리고 환원성분위기에서는 Base/Acid, $Fe_2O_3$/CaO, $SiO_2$, $TiO_2$등을 독립변수로 사용함으로써 비교적 상관성이 높은 관계식을 얻을 수 있었다.