• 자원리싸이클링
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• 제26권2호
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• pp.71-79
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• 2017

순환유동층(CFBC) 보일러 방식의 석탄화력발전소에서 발생하는 석탄재는 유리 석회와 무수석고의 함량이 풍부하고 자경성을 가지는 것을 특징으로 하는 물질로서 유용하게 활용해야 할 자원 중 하나이다. 최근 CFBC 석탄재를 포함하여 석탄화력발전소 부산물을 활용한 광산 채움 기술 및 광해 관리에 대한 관심이 점차 증가하고 있는 가운데, CFBC 석탄재를 광산 채움 분야에 적용하기 위해서는 기술에 대한 검토와 함께 관련 규격에 대해 향후 충분히 논의를 거쳐야 할 여지가 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 CFBC 석탄재의 유효 활용 기술에 대한 연구동향을 소개하고, 광산 채움 분야의 활용을 위해 국외의 규격 동향을 고찰한 후 연구방향 및 시사점에 대해 정리하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.58-65
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• 2021

본 연구에서는 순환유동층 보일러 애쉬의 재활용 가능성을 높이기 위한 방법으로, 경량기포콘크리트의 제조시 생석회 및 황산칼슘 성분이 필요하다는 점에 착안하여, 이를 생석회 및 석고의 대체재로 활용하여, 생산원가 절감, 자원재활용, 환경부하 저감 및 고부가가치화 등의 목표를 달성하고자 하였다. 다양한 배합설계를 도출하여 경량기포 콘크리트 물성을 평가하였고, 이를 바탕으로 실제 공장에서 시제품을 생산하여, 경량 기포 콘크리트의 제조에 순환유동층 보일러애쉬의 활용성을 검증하고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 순환유동층 보일러애쉬를 슬러리로 선처리하여 활용하는 방법을 통해 석고를 CFBCA로 대체 가능한 것이 확인되었으며, 이를 통해 경쟁력 있는 경량기포 콘크리트 제품의 생산이 가능함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.245-252
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• 2015

최근 친환경 구조물의 관심 증가와 함께 비소성 시멘트는 국내외적으로 활발히 연구되고 있다. 비소성 시멘트의 경우 알카리 자극제의 종류에 따라 반응생성물 및 경화체의 특성이 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 산업 부산물인 순환유동층 보일러 애시를 자극제로 사용하여 고로슬래그 미분말 기반 비소성 시멘트를 제조하여, 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 경화 특성 및 수화물을 검토하였다. 또한 비소성 시멘트 경량화에 따른 단열특성을 고찰하였다. 그 결과 수화물인 C-S-H와 ettringite가 주로 형성되었으며, 50 MPa 이상의 비소성 시멘트 경화체의 제조가 가능하였다. 또한 경량화 시 압축강도는 10 MPa로, 이때에 열전도율은 $0.127W/m{\cdot}K$ 수준이었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.165-172
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• 2002

This paper discusses hydrodynamic characteristics of cold circulating fluidized bed(CFB) in different solid mass inventories. Operating parameters of solid mass inventory, primary air and J-valve fluidizing air were varied to find out the effect on the flow fludization pattern. Experimental measurements were made in a 3m tall CFB that has 0.05m riser diameter and black silica-carbonate of particle sizes from $100{\mu}m$ to $500{\mu}m$ were employed as the bed material. The operating conditions of superficial gas velocity and J-valve fluidizing velocity were in the ranges of 1.39~3.24 m/s and 0.139~0.232 m/s respectively. The axial solid fraction and solid circulation rate of CFB were observed and compared with modelling through IEA-CFBC Model and commercial CFD code.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.165-172
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• 2021

이 연구는 건설재료로 활용 가능성이 높은 다양한 무기계 재료의 탄소포집에 대한 성능 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 광물탄산화가 가능한 보통포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBS), 순환유동층 보일러 애시(CFBC)의 탄산화 반응에 대한 특성 변화를 분석하였다. 촉진 탄산화 실험을 통해 모든 재료에 대한 탄산화 양생을 수행하였으며, 탄산화 재령에 따라 열중량 분석에 의해 탄소포집량을 정량분석하였다. 모든 재료에서 탄소포집 효과가 확인되었고, 실험결과 탄소포집량은 CFBC, OPC, GGBS 순으로 나타났다. CFBC, OPC, GGBS의 28일 탄소포집량은 각각 9.4 wt.%, 3.9 wt.%, wt.1.3 %이다. 탄소포집은 탄산화 초기에 빠르게 발생하였으며, 재령이 증가함에 따라 느리게 발생하였다. SEM 이미지 분석을 통해, 모든 실험체에서 탄산화 양생에 의해 발생된 추가적인 생성물은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제26권1호
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• pp.1-8
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• 2017

에틸렌글리콜법을 활용하여 국내 순환유동층보일러형 발전소에서 발생되는 석탄회의 물리화학적 특성 및 Free CaO 평가를 수행하였다. 물리화학적 특성결과, 각 발전사마다 많은 CaO 함량 차이를 나타내었는데, 이는 황산화물 배출농도 규제 차이 및 보일러 제작사가 다른 발전소의 운전특성이 복합적으로 반영된 것으로 판단된다. Free CaO의 함량은, 비산재는 1.96 ~ 10.78 %, 바닥재는 0.07 ~ 4.24%로 비산재가 바닥재보다 높게 나타났으며, 원시료의 CaO 함량 이외에 입도 분포에 따라서도 크게 변화되는 것으로 확인되었다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.683-691
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• 2015

순환유동층연소기술은 적용 연료의 다양화, 설비의 경제성 그리고 환경성이 우수하여 최근 전력생산기술로 관심이 증대되고 있으며 최근 전력생산을 위한 재생에너지 사용 의무규정에 따라 재생에너지의 연소특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 순환유동층반응기에서의 석탄과 우드펠릿을 혼소하여 혼소율에 따른 배기배출물 특성과 반응기 내부 가스온도특성의 환경성과 연소성을 실험적으로 분석하여 나타내었다. 총 공급 발열량을 기준으로 각 연료의 공급량을 변경하여 혼소율을 결정하였다. 베드물질로 강모래(7호사)를 적용하였다. 순환유동층반응기에서 우드펠릿 혼소율 증가에 따라 후단부에서의 가스온도가 감소하였고, CO, NOx, HC 및 SOx의 발생량은 우드펠릿의 혼소비가 30% 이하의 경우 혼소비 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만 30% 이상의 경우 CO, HC 및 SOx 발생량은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.631-640
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• 2018

에너지 공급 안정과 온실가스 저감이라는 목표를 달성하기 위해 저등급 석탄의 순산소 순환유동층 보일러의 적용이 새롭게 모색되고 있다. 아직까지 실증 단계의 개발이 진행되고 있기에 순산소 순환유동층 보일러에서의 저급탄 이용을 위해 주입 공기량, 조업 온도, 연료 공급량 등의 변화에 따른 연소 특성이 고찰되어야 상용 모델을 위한 설계 기준을 선정할 수 있다. 이에 본 연구에서는 공기 연소로 개발된 IEA-CFBC 모델을 순산소 연소를 전산모사하도록 개조하였고 새로운 순산소 순환유동층 모델을 이용하여 온도($800^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$), 산소 농도(21%~41%), 석탄 주입량, Ca/S 비율(1.5~4.0) 등의 다양한 조건에서 순산소 연소 특성을 고찰하였다. 공기 연소와 비교하여, 순산소 조건에서의 보일러 온도가 높았으나 산소 농도가 증가함에 따라 보일러의 온도구배는 감소하는 경향을 나타냈다. 더불어 Ca/S 비율, 산소농도가 높을수록 탈황 효율이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권2호
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• pp.160-165
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• 2018

This paper investigates the reaction rate of $CO_2$ storing carbonation hybrid reaction by comparing the behavior of carbonation between $Ca(OH)_2$ and fly ash with that of CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion) containing plenty of Free-CaO. Because fly ash with CFBC contains a lot of unreacted CaO, it cannot be used as a raw material for concrete admixtures and its usages are limited. To reuse such material, we stabilized unreacted CaO by carbonation and investigated the carbonation rate. We used a pH meter and a thermometer to check the rate of the carbonization. Also, we set the contents of fly ash with CFBC, $Ca(OH)_2$, flow and fluid of $CO_2$, respectively, to 100 g, 50 g, 100 ~ 1000 cc/min and 400 g based on the content of Free-CaO. We used carbonated water instead of water, and added an alkaline activator to promote the carbonation rate. As a result, the addition of the alkaline activator and carbonated water promoted the rate of carbonation via a hybrid reaction.