• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.127-132
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• 2018

순환유동층 보일러애시(CFBC ash)는 매년 발생량이 증가하고 있으며, 대부분 활용성이 제한되어 매립, 폐기되고 있는 실정이다. 순환유동층 보일러애시의 화학조성 주성분은 $SiO_2$, CaO, $CaSO_4$로써, 물과 반응하여 시멘트와 유사한 자기수경성을 가지고 있다. 본 연구에서는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성을 활용하여, 폴리머 혼입 보수 모르타르를 개발하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 폴리머 혼입 보수 보르타르 개발을 위해 순차적으로 3 Case의 배합을 설정하고 기초 물성을 확인하였다. 그 결과, 순환유동층 보일러애시에 실리카흄 10% 혼입과 폴리머 1.0% 혼입, 팽창재 3.5% 혼입에서 최적의 결과를 얻을 수 있었다.

• 플랜트 저널
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• 제9권1호
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• pp.36-42
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• 2013

노후 무연탄발전소를 리파워링함에 있어 현실적인 대안이 되는 시나리오별로 경제성 분석을 시행한 결과 내부수익률은 750 MW급 LNG 복합화력으로 하였을 때 2.34%, 500 MW급 유연탄 석탄화력으로 하였을 때 3.56%, 200 MW급 유동층 석탄화력으로 하였을 때 2.31%로 나타나 경제성 분석 기준으로 삼았던 할인율 7%보다 낮게 평가되어 경제적 타당성을 확보하지 못하는 것으로 평가되었다. 그러나, 현재의 전력거래시장제도가 규제위주에서 시장위주로 변화되어 경제적 타당성이 현재보다 개선되고, 전력수요 대비 공급이 부족한 상황에서 수명이 소진된 노후 무연탄발전소의 리파워링이 불가피하다면 연구된 경제성을 기초로 초기투자비가 적으며, 유휴부지 활용과 연료수급이 수월하고, $CO_2$ 배출량이 상대적으로 적은 750 MW급 LNG 복합화력으로의 리파워링이 가장 효과적인 방안이라고 제시하고자 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권1호
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• pp.27-34
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• 2020

건설 산업에서 시멘트 제조 시 발생하는 탄산가스로 인해 순환자원의 재활용 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 산업부산물 중 순환유동층 연소방식의 로내 탈황과정에서 생성되는 고칼슘 플라이애시의 경우 CaO 및 CaSO₄의 비율이 높다. 이를 고려하여 본 연구에서는 고로슬래그 미분말에 자극제로서 고칼슘 플라이애시를 혼입 하여 시멘트 대체제로 이용하고자 하였다. 그 결과, HCFA의 치환비율은 15% 이하로 하는 것이 적정할 것이라 판단되며, OPC 보다는 내구성 및 강도가 상대적으로 낮게 도출되었으나 친환경 건축 재료로서 충분히 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.123-129
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• 2018

최근 산업 활동에 의해 발생하는 $CO_2$에 대한 처리와 산업부산물에 대한 유효처리 및 자원화 방안이 시급히 요구되고 있다. 본 연구는 콘크리트 혼합재료로 활용이 가능한 산업부산물를 대상으로 탄산화 양생에 의한 건설재료로의 적용성 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 연구용 시멘트(research cement, RC), 고로슬래그 미분말(GGBFS) 및 유동층 보일러 애시(CFBC)를 대상으로 탄산화 양생에 의한 물리 화학적 변화를 비교 검토하였다. 페이스트 내부의 미세조직 변화를 살펴보기 위해 XRD, SEM 분석을 수행하였다. 실험결과 탄산화 양생을 통해 생성된 반응 생성물인 탄산칼슘은 페이스트 내부의 공간을 채우며 밀도가 높은 미세 구조를 형성함을 확인하였다. 또한, $CO_2$ 양생시간이 길어짐에 따라 탄산칼슘 결정이 함께 성장하여 밀실한 미세구조를 이루는 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권6호
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• pp.41-47
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• 2020

본 연구는 유동층 석탄보일러에서 발생하는 석탄 바닥회를 중금속 처리제로 활용하기 위하여 수행하였으며, 산성광산배수 중의 중금속 성분을 제거하기 위한 실험을 실시하였다. 대상 중금속은 구리, 카드뮴, 크롬, 납으로 선정하여 산성광산배수 모사액을 제조하였고, 석탄회 첨가량, 시험용액의 초기 중금속 농도에 대한 제거실험을 실시하였다. 실험결과, 석탄회 농도가 중량물 시료 15 g/L, 경량물 시료 10 g/L로 첨가된 조건에서 총 중금속의 제거능은 각각 30.8 mg/L, 46.4 mg/g로 나타났다. 이후 비소를 추가하여 5종 중금속에 대한 최대 제거능을 파악하기 위하여 장기 컬럼실험을 실시하였으며, 각각의 중금속 성분에 대한 제거능을 조사하였고, 약 60일간 가동 후 pH 9.25에서 최대 중금속 제거능은 23.6 mg/g이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.677-686
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• 2016

본 연구 대상인 화력발전소는 국내 최초의 C.F.B.C 화력발전소로 2boiler-1turbine 조합으로 되어 있다. 이 화력발전소의 경우 연돌의 적정고가 156m 정도가 필요하나 해당 화력발전단지의 경우 단지 내에 있는 산을 이용하여 절토 후 종합사무실과 연돌을 해발 70m에 위치시켜 연돌의 높이를 86m로 낮춤으로서 기능도 충족시키면서 공사비도 절감하였다. 또한 두개의 연돌을 인접시키고 그 사이 공간에 사무실과 전망대를 배치시킴으로써 독특한 디자인의 연돌통합형 종합사무동을 탄생시켰다. 이에 본 연구 내용은 종합사무실과 연돌이라는 두 개의 이질적 기능을 조화롭게 연결하여 구조적, 기능적, 미적요소를 충족시킨 설계 개요와 조건과 관련된 설계 특이사항을 살펴보고, 아울러 연돌과 사무동이라는 서로 상충되는 기능적 구조적 요소를 미적 요소로 해결하다보니 일반적으로 쓰이지 않는 시공공법이 적용되었는데, 연돌에는 Slip Form 공법과 Steel Inner Flue공법이 적용되었고, 연돌과 연돌사이의 종합사무동 최상단의 전망대는 6층 지붕바닥에서 조립된 전망대를 유압잭으로 끌어올리는 Lift-up공법이 적용됨으로써 세계 최초로 연돌과 종합사무동이 결합되는 형태의 건축물을 완성할 수 있었던 특수 공법들에 대해 조사 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.207-213
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• 2018

최근 환경오염물질의 배출을 감소시킬 수 있는 순환유동층 보일러가 화력발전시설로서 점차 많이 사용되고 있다. 그러나 순환유동층보일러에서 발생하는 플라이 애시는 낮은 $SiO_2$와 상대적으로 높은 MgO와 $SO_3$ 함유량을 갖고 있으며, 또한 플라이 애시에 포함된 free CaO는 시멘트의 초기팽창 또는 급격한 초기응결을 발생시킬 수 있는 위험이 있다. 따라서 기존의 미분탄연소 (PCC) 플라이 애시와 순환유동층(CFBC) 플래이애시를 콘크리트분야에서 같이 활용할 수 있도록 KSL5405가 개정 발표되었다. 본 연구에서는 PCC와 CFBC 플라이 애시를 사용한 혼합시멘트를 제조하여 화학적성질과 역학적 성질을 분석하였다. CFBC 플라이 애시만을 혼합된 시멘트의 경우에는 OPC와 비교하여 강도는 낮아지는 반면, 높은 경시변화 특성을 나타내었으나, PCC와 CFBC를 혼합한 시멘트의 경우에는 PCC 플라이 애시만을 사용한 경우와 비교하여 강도가 높은 것으로 분석되었다. 실험결과로부터 CFBC 플라이 애시는 재료안전성과 요구되는 재료성능을 확보하기 위해 PCC와 같이 사용하여야 하는 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.53-61
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• 2020

본 연구는 시멘트 대비 산업부산물을 90% 이상 대체한 친환경 결합재를 이용하여 저강도·고유동을 갖는 지반보수용 기포콘크리트 소재를 개발하기 위한 연구로서, 산업부산물을 다량 활용시 발생하는 기포콘크리트의 초기 침하율 및 체적변화를 개선하기 위하여 CSA(Calcium sulfo aluminate)를 소량 대체하여 기초특성을 평가하였다. 기포콘크리트용 친환경 결합재 대비 CSA의 대체율은 2.5, 5, 10%로, 굳지않은 특성, 경화특성, 공극구조 및 수화물을 분석하였다. 실험결과 친환경 결합재 사용시의 높은 침하깊이를 CSA 2.5% 사용만으로도 개선할 수 있었으며, 그로인해 경화 후에도 타설된 시험체의 상중하의 중량편차도 개선되었다. CSA 첨가에 따라 공극구조도 작고 균일한 사이즈의 독립기포 형성에 기여하였으며, 초기강도는 개선되었다. 그러나 CSA의 혼입률의 증가에 따라 장기강도는 감소하였으나, 5% 이하를 사용할 경우 목표강도를 만족하였다. 이로써 산업부산물을 다량 활용한 친환경 결합재에 CSA의 2.5% 첨가만으로도 목표성능의 저강도 고유동을 갖는 지반 보수용 기포콘크리트 제조가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.1-11
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• 2021

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그와 순환유동층 보일러의 연소재를 주재료로 사용하여 시멘트와 유사한 경화반응을 유도하도록 개발된 친환경 지반안정재를 약액주입재로 사용하기 위한 실내시험과 시험시공에 관련된 연구가 진행되었다. 이를 위해 실내시험에서는 규산소다 및 실리카졸을 A액, 친환경 지반안정재(또는 OPC)를 B액으로 사용하여 시편을 제작하고, 실내시험을 실시하여 공학적·환경적 성능을 분석하였다. 그리고 실제 노후저수지에 시험시공을 실시하고, 현장에서의 투수시험, 전기비저항탐사를 실시하여 적용성을 분석하였다. 실내시험 결과, 친환경 지반안정재를 B액으로 사용한 약액주입재의 호모겔 압축강도는 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 약 2.88~3.23배 큰 값을 나타내었다. 또한 대부분의 중금속 용출량이 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 적고, 어독성 시험에서의 생존율도 100%로 나타났다. 따라서 실내시험 결과를 토대로 판단할 때 OPC에 비해 강도적, 환경적으로도 우수한 것으로 분석되었다. 노후 저수지에서의 시험시공 결과에서는 친환경 지반안정재를 약액주입재의 B액으로 사용하여 보강한 경우, 저수지 내부에서의 투수계수는 1/50 수준까지 감소하였다. 그리고 전기비저항 탐사결과 노후 저수지 내부의 전기비저항은 시간이 경과함에 따라 증가하여 포화대는 사라졌으며, 전반적으로 보강되는 것으로 분석되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.40-52
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• 2022

탄소광물화 기술은 석탄재와 이산화탄소를 반응시켜 건설재료 등으로 활용이 가능한 복합탄산염 등의 부산물을 생산함과 동시에 이산화탄소를 탄산염에 고정화하여 온실가스 감축효과를 얻을 수 있는 기술로, 이산화탄소 감축 및 경제적 잠재력을 고려하면 국가 온실가스 감축 목표를 실현하기 위한 유용한 방안이 될 수 있다. 그러나 아직까지는 해당 기술의 이산화탄소 감축 성능과 환경적인 이점, 경제성 등에 대한 자료가 적어서 기술의 상용화 가능성에 대해서는 명확하지 않은 상태이다. 본 연구는 국내 순환유동층 발전소에서 발생되는 이산화탄소와 석탄재를 이용하는 이산화탄소 투입량 기준 6,000 tonCO₂/년 규모의 탄소광물화 설비에 대해 이산화탄소 감축량 및 경제성 분석을 수행했다. 공정 분석 결과 1톤의 복합탄산염 생산 시 실질적인 이산화탄소 감축량은 약 45.8 kgCO₂eq, 연간 약 805.3 tonCO₂로 산정되었으며, 경제적 편익 분석 시 비용편익분석비(B/C Ratio)는 1.04, 내부수익률(IRR)은 10.65 %, 순현재가치(NPV)는 24,713,465 원으로 나타나, 탄소광물화 설비가 어느 정도 경제성을 확보하고 있는 것으로 분석되었다.