• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.425-430
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• 2016

산업의 급격한 발달과 함께 사회 또한 급격한 발달을 이루면서 전 세계는 편리한 생활을 이룰 수 있게 되었다. 하지만 이러한 산업의 발달의 이면에는 환경오염으로 인한 지구온난화와 산업부산물 대량 발생 등의 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 건축분야에서 $CO_2$ 배출 비율이 높은 시멘트의 사용량을 줄이고자 산업부산물인 고로슬래그와 순환 유동층 연소 플라이애시를 사용하였으며, 국내 염색공단에서 배출되고 있는 20만 톤 이상의 슬러지를 재활용하는 방안을 검토하기 위해 염색슬러지 탄화물을 활용한 무시멘트 경화체의 특성에 대한 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, 염색슬러지 탄화물의 치환율이 증가함에 따라 공기량은 증가하였고 플로어는 증가하였다. 또한 염색슬러지 탄화물 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 감소하는 경향을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.642-650
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• 2020

순환유동층 보일러에서 유동 입자들의 순환 경로는 연소로에서 비산된 입자들이 사이클론에서 포집되어 비기계적 밸브인 실포트(Sealpot)를 거쳐 연소로로 재순환하는 일반적인 경로를 갖는다. 그러나, 유동 입자들로부터 열을 추가적으로 흡수하기 위해 유동층 외부열교환기(FBHE; Fluidized Bed Heat Exchanger)가 설치된 경우, 실포트의 일부 입자들은 FBHE를 거쳐 연소로로 재순환하는 경로를 갖게 된다. 이때 기포유동층 영역으로 운전되는 FBHE는 실포트로부터 유입되는 고온(800~950 ℃)의 입자들의 유동 특성에 따라 열교환 튜브의 국부적 가열로 인한 손상 및 hot spot에 의한 입자들의 고온 뭉침(agglomeration)이 발생할 수 있어 순환유동층의 안정적 조업에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 국내 D 순환유동층 보일러의 FBHE에 대한 운전자료 분석 및 바라쿠다를 통한 CPFD(Computational Particle Fluid Dynamics) 해석을 통해 구조적 문제로부터 발생하는 열흐름의 불균일성을 밝혀내었다. 실제 D 순환유동층의 FBHE 열교환 튜브 온도는 실포트의 고체온도 변화와 가장 밀접한 상관관계를 나타내었으며, FBHE 내의 열흐름의 불균일성은 FBHE의 조업 유속의 증가(0.3→0.7 m/s)로는 그 불균일성을 해소하기 어려운 것으로 나타났다. 그러나, FBHE로 유입되는 고온 입자들에 대한 사전 혼합 영역(Premixing Zone)이 설치된 경우와, 연소로로 재순환되는 입자 배출 라인의 대칭화를 통한 구조변경 시, 입자 혼합의 증대와 더불어 열흐름의 불균일성은 상당 부분 감소하는 것으로 고찰되었다. 이에, FBHE의 구조 최적화가 열교환 성능 및 운전 안정성을 확보하는 대안임을 제시하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.126-127
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• 2020

Recently, as interest in environmental issues increases, minimizing carbon dioxide generated during cement manufacturing is a problem to be solved. In order to solve such a problem, it is required to use an industrial by-product of recycled aggregate, blast furnace slag, and circulating fluidized bed boiler fly ash to replace it on the basis of geopolymer(=cementless). This study examines the characteristics of eco-friendly artificial stone according to the mixing ratio of geopolymer-based recycled aggregate. As a result of the experiment, when the addition rate of the alkali stimulant was 15% and the mixing ratio of the circulating aggregate was 70%, the flexural strength and compressive strength were the highest. Density and water absorption decreased as density of circulating aggregates increased and water absorption increased. However, when the mixing ratio of the circulating aggregate exceeded 70%, the flexural strength and compressive strength decreased. Therefore, in order to obtain strengths meeting the KS standards, the mixing ratio of recycled aggregate was set to 70%, and artificial stone was manufactured using industrial by-products.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권8호
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• pp.754-761
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• 2018

There is growing concern over the effects of global warning. In response, the power generation sector must consider a wider range of systems and fuels to generate power. One of the classes of solid fuels that is being increasingly developed is biomass. However, one of the most serious problems that biomass plants face is severe corrosion. To mitigate the problem, various approaches have been proposed in terms of additive utilization. This study is based on the results obtained during the co-combustion of wood chip and waste wood in a circulating fluidized bed boiler (CFBC boiler). The KCl concentration was reduced from 59.9 ppm to 3.9 ppm during the injection of ammonium sulfate, and NOx was reduced by 25.5 ppm from 30.6 ppm to 5.1 ppm. However, SOx increased by 110.2 ppm from 33.2 ppm to 143.4 ppm, and HCl increased by 71.5 ppm from 340.5 ppm to 412.0 ppm. Thus, we confirmed that the attitude of the superheater tube was reduced by 87 ~ 93%, and the injection of ammonium sulfate was effective in preventing high-temperature corrosion.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권7호
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• pp.640-646
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• 2018

Biomass-fired power plants produce electricity and heat by burning biomass in a boiler. However, one of the most serious problems faced by these plants is severe corrosion. In biomass boilers, corrosion comes from burnt fuels containing alkali, chlorine, and other corrosive substances, causing boiler tube failures, leakages, and shorter lifetimes. To mitigate the problem, various approaches implying the use of additives have been proposed; for example, ammonium sulfate is added to convert the alkali chlorides (mainly KCl) into the less corrosive alkali sulfates. Among these approaches, the high temperature corrosion prevention technology based on ammonium sulfate has few power plants being applied to domestic power plants. This study presents the results obtained during the co-combustion of wood chips and waste in a circulating fluidized bed boiler. The aim was to investigate the characteristics of pollution load in domestic biomass power plants with ammonium sulfate injection. By injecting the ammonium sulfate, the KCl content decreased from 68.9 to 5 ppm and the NOx were reduced by 18.5 ppm, but $SO_2$ and HCl were increased by 93.3 and 68 ppm, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.692-699
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• 2013

본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 아역청탄과 혼소용 연료로 사용예정인 폐플라스틱 고형연료(RPF)의 열분해 반응특성을 규명하기 위해 열천칭 반응기를 이용하여 등온(350, 375, 400, 425, 450, 500, $850^{\circ}C$) 열분해 실험을 수행하였다. 등온 열분해 결과, 반응온도 구간 $375{\sim}450^{\circ}C$에서의 반응모델 변화는 관찰되지 않았으며, 12개 반응모델 중 1차 화학반응(F1)이 가장 적합한 반응모델로 판명되었다. 이때 Arrhenius 식을 사용하여 계산한 활성화에너지는 39.44 kcal/mol이었으며, Iso-conversional 방법을 적용할 경우 활성화에너지 평균값($0.5{\leq}X{\leq}0.9$ 구간)은 36.96 kcal/mol로 반응모델 결정 여부와 관계없이 유사한 값을 보였다. 한편 순환유동층보일러의 운전온도인 $850^{\circ}C$에서 RPF 입도(d) 변화에 따른 탈휘발 시간은 $t_{dev}=10.38d^{2.88}$으로 표현할 수 있었으며, 보일러 내부에서 RPF가 균일하게 연소되기 위해서는 연료 입도와 평균 분산 거리(x)가 $x{\leq}1.58d^{1.44}$의 상관관계를 만족하여야 함을 확인할 수 있었다.

• 한국연소학회지
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• 제10권3호
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• pp.1-9
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• 2005

The characteristics of co-combustion of Korean anthracite and bituminous coal was determined in a TGA and a lab-scale CFB reactor. The combustion reactivity of Korean anthracite (E = 51.2 kcal/mol) was much lower than that of bituminous coal (E = 14.5 kcal/mol). As the addition amount of the bituminous coal into the anthracite was increased, the reactivity of the anthracite was found to be improved. The effluent rate of the emission gases from the CFB reactor was not changed appreciably when each coal burned. As the bituminous coal was added, however, the effluent rate of the emissions was increased. The unburned carbon in fly ash from the CFB reactor was decreased with increasing the ratio of bituminous coal in co-combustion. But as the ratio of the bituminous coal was larger than 40 %, the combustion reactivity was not increased any more.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.185-186
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• 2020

This study In order to reduce the amount of cement that generates a large amount of carbon dioxide and attempts to find a recycling method to solve environmental problems by using biomass fly ash. Experiments were conducted according to replacement ratio of biomass fly ash based on GGBFS, The test items are flowability, air content, unit volume weight, water absorption, flexural strength and compressive strength. As a result of the experiment, as increased replacement ratio of biomass fly ash, the flowability and air content was increased. As increased replacement ratio, the density was decreased and water absorption was increased. The compressive strength tended to decrease as increased replacement ratio. The flexural strength tended to increased as increased replacement ratio.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.268-274
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• 2010

유해대기오염물질인 중금속의 배출은 그 위해성으로 인해 엄격한 법적 규제를 하는 등 지대한 관심이 기우려지고 있다. 무연탄을 사용하는 상용 화력발전시설로부터 배출되는 중금속의 농도 및 배출특성에 대한 연구를 실시하였다. 대상 발전시설은 순환 유동층 연소로, 싸이클론, 보일러, 전기집진기 설비로 구성되었고 가스상 수은을 포함한 주요 중금속의 농도를 측정하기 위해 분진과 가스상 시료를 전기집진기(ESP) 전단과 연돌에서 측정하였다. 총 먼지량(TPM), PM-10, PM-2.5와 같은 입자상 물질의 배출량은 ESP 전단에서 각각 23,274, 9,555, $7,790mg/Sm^3$로 매우 높았으며, 이는 예측했던 바와 같이 미분탄 화력발전소보다 높은 수치였다. 그러나 ESP에 의한 먼지의 제거효율이 높기 때문에 연돌에서의 총 먼지량은 $0.16mg/Sm^3$ 정도였다. 마찬가지로 중금속 배출량 또한 ESP에서 높은 제거효율을 보였다. 입도분포와 입경 범위 별 중금속 농축 정도에 대한 데이터를 살펴볼 때 일부 금속의 농도는 작은 입경 범위에서 더 농축된 것을 보여 입자의 크기와 상관관계를 지어 볼 수 있었다. 수은의 경우 다른 금속들과 다르게 높은 휘발성 때문에 대부분이 가스 상태로 배출되며 그로 인하여 수은의 제거효율은 68% 정도로 다른 중금속들에 대한 제거효율보다 낮았다. ESP를 지나면서 수은 화학종이 원소수은에서 산화수은으로 변하는 것이 확인되었으며, 그로 인하여 습식세정탑이 설비된 다른 석탄 화력발전소에서는 원소 수은이 지배적인 데 반해 본 시설의 경우 연돌에서 총 수은의 절반 정도만 원소수은이었다.

• 에너지공학
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• 제11권3호
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• pp.224-229
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• 2002

본 연구에서는 순환유동층 보일러의 운전 중 비유동화 및 완전 베드 봉쇄를 유발할 수 있는, 분산판 위에서 발생되는 클링커에 대하여 그 발생원인을 순수 열 및 유동 측면에서 고찰해 보고자 하였다. 클링커는 그 화학성분 측면에서 실리콘, 철, 칼슘 등의 원소로 구성되어 있다. 비유동화 현상에 대하여 폭넓은 연구가 진행되어 왔으나, 현재까지 그 원인규명이 명확하게 이루어지고 있지는 못하는 현실이다. 본 연구에서는 FLUENT를 사용한 CFD 계산을 통하여 분산판의 노즐 형태와 노즐 배열을 달리하면서(노즐타입 1, 노즐타입 2)유동특성을 파악하여 클링커 발생 원인을 유추하였으며, 열 및 유동 측면에서 클링커 발생을 최소화할 수 있는 노즐 형태 및 배열을 제안(노즐타입 3)하였다.