• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.11-20
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• 2015

원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산을 위한 기초연구를 수행하였다. 인도네시아산 갈탄을 시료로 이용하였으며, 조건을 달리하여 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 수행하였다. 갈탄에 영양물질과 혐기성 슬러지만 제공한 경우, 온도(23, $30^{\circ}C$)나 석탄의 입자크기는 메탄가스 생산에 영향을 주지 않았다. 이는 가용한 용해성 유기물질이 낮기 때문이다. 외부탄소원으로 볏짚을 갈탄에 첨가한 후 BMP 실험을 수행하였으며, 60일간의 BMP 실험 후 볏짚 첨가에 의한 메탄가스 발생량은 94.4~110.4 mL/g VS이었다. BMP 실험 후 갈탄의 발열량은 볏짚 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 볏짚의 혐기성 분해와 함께 갈탄의 분해가 이루어졌음을 의미한다. 따라서 원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산의 초기 운전 시에 볏짚을 탄소원으로 사용할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권2호
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• pp.128-136
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• 2017

Fly ash from a circulating fluidized bed combustion boiler (CFBC fly ash) is very different in mineralogical composition, chemical composition, and morphology from coal ash from traditional pulverized fuel firing because of many differences in their combustion processes. The main minerals of CFBC fly ash are lime and anhydrous gypsum; however, due to the fuel type, the strength development of CFBC fly ash is affected by minor components of active $SiO_2$ and $Al_2O_3$. The initial hydration product of the circulating fluidized bed combustion fly ash (B CFBC ash) using petro coke as a fuel is Portlandite which becomes gypsum after 7 days. Due to the structural features of the portlandite and gypsum, the self-cementitious strength of B CFBC ash was low. While the hydration products of the circulating fluidized bed combustion fly ash (A CFBC ash) using bituminous coal as a fuel were initially portlandite and ettringite, after 7 days the hydration products were gypsum and C-S-H. Due to the structural features of ettringite and C-S-H, A CFBC ash showed a certain degree of self-cementitious strength.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.274-284
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• 2012

Recently, gasification technology for coal blended with biomass has been an issue. Especially, An advantages of coal blended with biomass are 1) obtaining high cold gas efficiency, 2) obtaining syn-gas of high-high heating value (HHV), and 3) controlling occurrence of $CO_2$. In this study, the efficiency and characteristic of 300 MW Shell type gasifier were predicted using CFD simulation. The CFD simulation was performed for biomass coal blending ratios of 0~0.2, 0.5, 1 and $O_2$/fuel ratios of 0.5~0.84. Kinetic parameters (A, $E_a$) obtained by $CO_2$ gasification experiment were used as inputs for the simulation. In results of CFD simulation, residence times of particle in 300MW Shell type gasifer presented as 7.39 sec ~ 13.65 sec. Temperature of exit increased with $O_2$/fuel ratio as 1400 K ~ 2800 K, while there is not an effects of biomass coal blending ratios. Considering both aspects of temperature for causing wall slagging and high cold gas efficiency, the optimal $O_2$/fuel ratio and blending ratio were found to be 0.585 and 0.05, respectively.

• 청정기술
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• 제3권1호
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• pp.96-105
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• 1997

본 연구는 유,무연탄 혼합 유동층 석탄연소로에서 폐제지슬러지를 탈황제로 사용하였을 경우 석회석 입자크기, 주입공기 유속, Ca/S 몰비, 무연탄비, 층온도 등에 따른 $SO_2$ 제거 효율에 관해 연구하였으며, 실험결과는 다음과 같다. 폐제지슬러지의 입자크기는 탈황율에 매우 큰 영항을 주는 것으로 나타났으며, 입자크기 $1016{\mu}m$ 일 때 가장 높은 탈황율을 보였고, 주입되는 공기의 유속변화에 따른 탈황율에는 큰 차이가 없었다. Ca/S 몰비가 증가할수록 탈황율도 증가하였으며, Ca/S 몰비 3까지는 급격히 탈황율이 증가하였으나 3이상에서는 큰 차이가 없었으므로 Ca/S 몰비는 3이 적절한 것으로 나타났다. 또한, 층온도는 탈황율에 큰 영향을 주는 것으로 나타나 $800^{\circ}C$에서 가장 높은 탈황율을 보였으며, 무연탄비가 증가할수록 탈황율이 약간 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 유,무연탄 혼합연소시 폐제지슬러지는 매우 높은 탈황율을 보여 탈황제로서의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.150-163
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• 2015

가스화 기술은 석탄, 중질잔사유, 펫코크, 등의 저급 화석연료를 고효율 및 고청정으로 활용할 수 있는 대표적인 차세대 화석연료 활용기술로서 관련 시장은 지속적으로 그리고 급속도로 팽창하고 있다. 수년전만 하더라도 기존 미분탄 활용 기술에 비하여 대용량화 및 이용률 등의 한계가 지적되어 왔으나 최근에는 이러한 한계들이 대부분 극복되고 있으며, 미래에는 가스터빈 또는 산소제조를 위한 이온전달 멤브레인 등의 관련 기술의 지속적인 발전으로 인하여 보다 경쟁력이 있는 기술이 될 것으로 예상된다. 초기에는 미국과 유럽에서 기술 개발 및 시장을 주도하여 왔으며 최근에는 중국이 매우 빠른 속도로 대용량화 기술 개발을 완료하여 자국에서 시장 확대 및 외국으로의 진출을 노리고 있다. 특히 석탄가스화 기술은 이산화탄소 포집 기술을 포함할 경우 매우 매력적인 기술이며, 우리나라와 같이 천연가스 가격이 비싼 나라에서는 석탄가스화에 의한 천연가스 생산 플랜트가 지금도 충분한 경제성을 가진다는 점 등을 고려하면 석탄가스화 기술은 지속적으로 관심을 가져야 하는 기술이다. 이에 본고에서는 가스화 기술에 관한 세계 최대의 컨퍼런스인 2014 가스화 기술 컨퍼런스에서의 자료와 최신 자료들을 활용하여 주요 기술 보유 업체들의 최근의 기술개발 및 상업화 동향을 살펴보았다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권6호
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• pp.68-75
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• 2018

국내 순환유동층보일러(CFBC)발전소로부터 발생된 석탄재의 희토류 성분, 함량 및 분포특성을 평가하여 희토류 회수 개발 가능성을 검토하였다. 국내 CFBC발전소에서 확보한 6 종 석탄재의 희토류 함량은 82.2 ~ 311.7 ppm으로, 세계 석탄재 희토류 평균값으로 제시된 403.5 ppm에 비해 낮게 확인되었다. 희토류 농도와 Outlook coefficient값을 이용한 분석 결과, 6 종의 석탄재 모두 unpromising area (I)로 분류되었다. 현재 단계에서 석탄재의 희토류 회수를 위한 개발은 어려운 상태임을 확인하였고, 향후 석탄재 중 희토류 성분의 회수를 위해서는 critical 희토류를 주요 대상으로, 이를 농축하기 위한 전처리 및 선별 공정 개발이 필요한 것으로 확인되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.43-50
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• 2010

에너지 위기로 인하여 석탄에 대한 관심이 증가하고 있다. 그 중에서도 저등급석탄에 대한 관심이 증가하고 있는데, 저등급석탄은 수분함량이 30~60%갱도로 수분함량이 높다. 이러한 저등급 석탄을 발전용 연료로 사용하기 위해서는 건조공정이 선행적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 고정층 반응기를 이용하여 저등급석탄의 건조 반응속도론을 도출하였다. 건조반응속도는 입자크기, 주입가스 온도, 가스 유속, L/D의 영향을 변수로 하여 도출하였다. Reynold's number는 가스 유속과 석탄업자의 크기, L/D는 반응기 직경과 대상탄의 충진양을 보정하기 위해 고려하였다. 석탄의 건조 특성에서도 알 수 있듯이, 고정층 반응기를 이용한 저등급석탄의 건조에 있어서도 표면수분의 건조가 원활하며, 상 경계 반응이 적합한 메커니즘임을 확인 할 수 있었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2019

화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권6호
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• pp.125-132
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• 2020

국내 순환유동층보일러형 발전소 석탄재의 주요 광물 및 희토류의 이동특성을 분석하여 석탄재 중 희토류 성분의 농축 가능성 검토를 위해 체 분리 및 침출을 통한 주요 광물의 분리 및 제거에 따른 희토류 성분의 이동특성을 평가하였다. 석탄재의 주요 광물로는 경석고, 자철석 및 석영으로 확인되었으며, 세계 석탄재 희토류 평균값(404 ppm)의 30% 수준 함량으로 확인되었다(실험대상: 123 ppm). 석탄재에 포함된 희토류 성분 중 90% 이상은 주로 자철석과 함께 이동하는 특성을 보였고, 10% 이하의 성분이 석영과 함께 이동하는 것으로 확인되었다. 이는 발전소 연소 방식 차이에 따라 발생된 석탄재 특성에 따른 영향으로 판단된다. 이에 국내 순환유동층보일러 석탄재로부터 희토류 성분 농축을 위해서는 자철석 분리가 필요하며, 이와 관련된 선별 기술 개발 및 확보가 요구된다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.333-348
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• 2020

본 총설에서는 석탄 바텀애시의 콘크리트 활용에 대한 최신의 전반적 내용을 다룬다. 최근 사용되는 두 종류의 화력발전시스템, 즉 미분탄연소와 순환유동층연소 보일러 각각으로부터 배출되는 바텀애시의 생산 과정과 물리적, 화학적 특성에 대해 분석하고, 활용 방법 및 활용을 위한 전처리 혹은 활용 대상 콘크리트의 종류에 대해 정리 하였다. 또한 바텀애시가 콘크리트의 여러 특성, 즉 유동성, 강도, 내구성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그리고 바텀애시를 혼입한 콘크리트의 환경성 및 경제성에 대해 분석하였으며, 이를 통해 바텀애시의 콘크리트 내 활용의 미래를 고찰해 보았다. 바텀애시가 콘크리트 및 모르타르의 성능에 미치는 영향은 그 자체의 성능 외에도 전처리 및 가공 여부에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 이 분야의 활용을 늘리기 위해서는 기술적 측면에서 분쇄 등의 약간의 물리적 가공이 필요하며, 이와 관련된 시방 및 기준의 정비가 요구된다는 것을 확인하였다. 특히 정책적 측면에서의 경제적 지원이 가능하다면 바텀애시 활용을 크게 확대할 수 있을 것으로 예상된다.