• 제목/요약/키워드: Coal wastes

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산업부산물의 사용성 확대를 위한 기초연구: 숏크리트의 강도특성 (A Study on Extension of Application of Industrial By-products: Strength Characteristics of Shotcrete)

  • 박철우;권승준;심종성;강태성;이현기;심재원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.75-81
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    • 2009
  • 최근 국제적으로 급속한 경제성장으로 인한 산업부산물이 기하급수적으로 늘어가고 있다. 산업부산물중 석탄의 연소과정에서 발생하는 폐석탄회는 산업폐기물로서 막대한 처리비용과 함께 매립장 부족 등 여러 가지 많은 문제점을 발생 시키고 있다. 한국의 경우 2009년에는 580만톤 2010년 이후에는 600만톤 으로 증가될 것으로 전망되고 있으며, 개발도상국의 선진화에 따른 폐석탄회 발생량은 세계적으로 볼 때 엄청난 양이 발생될 것으로 전망 된다. 이에 따라 세계적으로 산업폐기물 재활용 및 환경을 고려한 폐석탄회를 재활용 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이 연구에서도 자원재활용을 목적으로 폐석탄회를 이용한 고성능 숏크리트용 최적 배합비를 도출하고자 한다.

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Valorization of bottom ash with geopolymer synthesis: Optimization of pastes and mortar

  • Froener, Muriel S.;Longhi, Marlon A.;de Souza, Fabiana;Rodriguez, Erich D.;Kirchheim, Ana Paula
    • Advances in concrete construction
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    • 제14권1호
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    • pp.1-13
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    • 2022
  • Due to the physical-chemical characteristics of some bottom ash (BA), there are technical, economic and environmental limitations to find a destination that will add value to it. In Brazil, this residue is eventually used for filling coal extraction pits or remains in sedimentation ponds, creating a susceptible panorama to environmental issues. The geopolymers binders are one of the alternatives to the proper use high amounts of these materials. In this work, geopolymeric binder pastes were produced with BA mixed to activators with different alkali contents (expressed as %Na2O), as well as the incorporation of soluble silicates (Ms content). The production of binary geopolymeric pastes based on the use of two industrial wastes: fluid catalytic cracking (FCC) and aluminum anodizing sludge (AAS), was also assessed. The content in mass of BA/FCC and BA/AAS ranged from 100/0, 90/10; 80/20 and 70/30. Systems with soluble silicates as activator in a molar ratio SiO2/Na2O of 1.0 (Ms = 1.0) and Na2O content of 15%, showed the best results of mechanical strength (42 MPa at day 28th). The improvement is up to 5X when compared to NaOH based systems. For systems with partial replacement of BA of 10% of AAS and 20% of FCC (80/20), the presence of soluble silicates was also effective to increase compressive strength.

휴폐광산 지역에서 유출되는 하천수의 오염도 평가 (Assessment of Water Pollution by Discharge of Abandoned Mines)

  • 김휘중;양재의;옥용식;이재영;박병길;공성호;전상호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제10권5호
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    • pp.25-36
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    • 2005
  • 옥동천 유역의 상류에 위치한 명진탄광, 서진탄광, 옥동탄광 등이 1988년 이후 석탄합리화 사업으로 인하여 휴폐광 되었다. 따라서 많은 양의 광산 폐재가 적당한 처리시설이 없이 그대로 유입되어 하류지역의 수질오염을 야기 시킨다. 폐탄광으로부터 유출되는 침출수와 산성광산배수는 pH $2.7\sim4.5$의 강한 산성을 나타내며, 총용존물질은 $1,030\sim1,947mg/L$로 높은 범위를 나타낸다. 또한 Fe, Cu, Cd 같은 중금속의 농도와 음이온인 황산이온 등도 매우 높은 농도를 보인다. 옥동천내에 포함된 중금속의 농도는 Fe>Al>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd 순으로 나타났으며, 철의 경우 산성광산배수와 침출수로 부터 옥동천 하류의 수질과 토양의 질을 나타내는 지표가 된다. 구리농도는 풍수기에 공재댐 배출수에서 높은 농도를 나타냈다. 표층수의 수질오염지표는 폐탄광의 산성광산배수가 유입되는 옥동천 본류 상류에서 $16.3\sim47.1$을 나타냈다. 반면에 구광재댐과 신광재댐 및 폐탄광의 배출수가 유입되는 중류에서 $10.6\sim19.5$를, 하류에서는 평균값인 $10.6\sim14.9$를 보여, 상류지역의 폐탄광의 산성광산배수가 옥동천의 주 오염원인 것으로 나타났다.

오일팜 바이오매스의 자원화 연구 III - 오일팜 바이오매스의 반탄화 연구 - (Study of Oil Palm Biomass Resources (Part 3) - Torrefaction of Oil Palm Biomass -)

  • 조후승;성용주;김철환;이경선;임수진;남혜경;이지영;김세빈
    • 펄프종이기술
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    • 제46권1호
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    • pp.18-28
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    • 2014
  • Renewable Portfolio Standards(RPS) is a regulation that requires a renewable energy generated from eco-friendly energy sources such as biomass, wind, solar, and geothermal. The RPS mechanism generally is an obligatory policy that places on electricity supply companies to produce a designated fraction of their electricity from renewable energies. The domestic companies to supply electricity largely rely on wood pellets in order to implement the RPS in spite of undesirable situation of lack of wood resources in Korea. This means that the electricity supply companies in Korea must explore new biomass as an alternative to wood. Palm kernel shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) as oil palm wastes can be used as raw materials used for making pellets after their thermochemical treatment like torrefaction. Torrefaction is a pretreatment process which serves to improve the properties including heating value and energy densification of these oil palm wastes through a mild pyrolysis at temperature typically ranging between 200 and $300^{\circ}C$ in the absence of oxygen under atmospheric pressure. Torrefaction of oil palms wastes at above $200^{\circ}C$ contributed to the increase of fixed carbon with the decrease of volatile matters, leading to the improvement of their calorific values over 20.9 MJ/kg (=5,000 kcal/kg) up to 25.1 MJ/kg (=6,000 kcal/kg). In particular, EFB sensitively responded to torrefaction because of its physical properties like fiber bundles, compared to PKS and hardwood chips. In conclusion, torrefaction treatment of PKS and EFB can greatly contribute to the implement of RPS of the electricity supply companies in Korea through the increased co-firing biomass with coal.

전국(全國) 산업장(産業場)에서 배출(排出)되는 오염물질량(汚染物質量)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Status of Air and Water Pollutants Emission from Industries in Korea)

  • 차철환;장창섭;김형원;성영자
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제6권1호
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    • pp.27-41
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    • 1973
  • In order to provide some basic data for the control of air and water pollution in Korea, the authors have estimated the amount of air and water pollutants emitted from industries which are employed over 20 employees. This study have done from July 1, 1972 to the end of March 1973. The results are as followings; 1. Total number of establishments with over 20 employees is 5,197 in Korea and the largest group establishments was the manufacturing of textiles with 1,363 establishments (26.2%). 2. By order of number of employees it was observed that there 2,800 industries with 20-59(53.9%) employees, 1,101 with 50-99 (21.2%), 571 with 100-199 (11.0%), 501 with 200-499 (9.6%) and 225 with over 500 (4.3%) respectively. 3. By order of regional distribution, it was observed that there were 2,257 industries in Seoul (43.2%) and 736 industries in Pusan(14.2%). 4. Industrial coal consumption was 596,154 M/T in 1972, but it' 11 be 315,000 M/T in 1980. Fuel consumption was 4,972,000 K1 in 1972, and estimated volume will be 19,370,000 K1 in 1980. 5. Total amounts of air polutants entitled from industries by fuel combustion were sulfur oxides 79,459 tons, carbon monoxide 33,908 tons, particulate 31,304 tons and hydrocarbon 30,280 tons in 1972 but in 1990 there will be sulfur oxides 1,010,474 tons, nitrogen oxides 204,575 tons, carbon monoxide 68,014 tons, particulate 64,820 tons and hydrocarbon 67,622 tons, respectively. 6. Annual emitted air pollutants through the working processes were sulfur oxides 91,250 tons and nitrogen oxides 32,485 tons in 1972, but sulfur oxides 118,625 tons and nitrogen oxides 42,555 tons will be present in 1980, respectively. 7. Annual emitted air pollutants by national unit area amounted to $0.77ton/km^2/year$ in 1965 and $14.7ton/km^2/year$ in 1980. 8. Total industrial wastes from all industries in Korea were estimated at 810,360 tons/day in 1972; manufacturing of chemicals and plastic products showed the highest amount of wastes at 470,000 tons/day. 9. The amounts of water pollutants due to industrial wastes were the B.O.D., 471.5 tons/day, suspended solid 331.5 tons/day, CN, 2.3 tons/day, and Cr. 3.4 tons/day in 1972, but it might be evident of a B.O.D. of 3,388 tons/day, suspended solid 2,544 tons/day, CN 20.1 tons/day, and 26.5 tone/day in 1990. 10. Total population equivalent of B.O.D. was 943,000 in 1972, and the estimated value in 1950 will be 6,780,000.

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유기성폐기물 고체연료화를 위한 연소 및 제조과정의 특성연구 (A Study on the Characteristics of Combustion and Manufacturing Process on Refuse-derived Fuel by Mixing Different Ratios with Organic and Combustible Wastes)

  • 하상안
    • 유기물자원화
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    • 제17권1호
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    • pp.27-38
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    • 2009
  • 본 연구는 유기성폐기물인 음식물폐기물과 하수슬러지를 가연성폐기물을 혼재하여 연료로 사용하기 위해서 제조과정과 연소공정에서 발생되는 특성을 분석하였다. 연료화 재질의 특성은 연도분석기를 이용하여 배연가스 성분을 조사하였고, 발열량은 봄베식 열량계를 이용하여 분석하였다. 연료화 재료의 특성연구를 위하여 기초조사 수분함량(%), 가연성 폐기물 비율, 회분량, 중금속, 각 성분 원소분석, 발열량, 중량 혼재비율에 따라서 분석하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 건조하수슬러지, 음식물폐기물 및 가연성폐기물 혼재비율에 따라 제조하였고, $RDF_{k-2}$는 피트모스, 타르 및 하수슬러지 혼합비율에 의해서 제조하였다. 연소실험은 공기비 2와 연소온도 $850^{\circ}C$의 최적조건 상태에서 실험을 실행하였다. 연소실험장치에서 연소시간 5, 10, 15분의 간격으로 실험하였다. 연소장치로의 주입 연료량은 50g을 주입하여 실행하였다. $RDF_{k-1}$의 연료는 혼재비율에 따라서 발열량 실험결과 6,900에서 8,120 kcal/kg까지 분석되었고, $RDF_{k-2}$는 4,014에서 8,050 kcal/kg까지 나타났다. 연도실험에서 연소의 효율은 RDF의 발열량, 수분, 원소구성성분과 재질의 다양한 혼재비율에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 제조된 연료의 $RDF_{k-1}$ 연소실험에서 가연성 성분의 혼재비율이 높은 경우 발열량과 $C_xH_y$ 농도 및 회분량이 증가하였다. $RDF_{k-2}$ 경우는 tar의 혼재비율의 증가함에 따라 발열량은 증가하나 회분량, CO와 $C_xH_y$의 농도발생이 증가하는 것으로 나타났다.

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강원도 석탄 폐광지 주변 폐석더미에서 복토와 식생기반재 처리가 소나무(Pinus densiflora Siebold & Zucc.)와 참싸리(Lespedeza cyrtobotrya Miq.)의 경쟁에 미치는 영향 (Effects of Soil Covering Depth and Vegetation Base Materials on the Competition between Pinus densiflora Siebold & Zucc. and Lespedeza cyrtobotrya Miq. at Abandoned Coal Mine Land in Gangwon, Korea)

  • 이궁;임주훈;김정환;이임균;정용호
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.99-107
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    • 2013
  • This study was conducted to evaluate the effect of soil covering depth and vegetation base materials on the competition between Pinus densiflora Siebold & Zucc. and Lespedeza cyrtobotrya Miq., which were grown in an abandoned coal mine land for three years after seeding, by comparing their growth and stem density. The study site was consisted of sub-plots with four different soil covering depths (0cm, 10cm, 20cm, and 30cm) and four different compounds of vegetation base materials (peat moss (control), soil conditioner+peat moss (S+P), erosion control material+peat moss (E+P), and soil conditioner+erosion control material+peat moss (S+E+P)). Results of this study showed opposite pattern between P. densiflora and L. cyrtobotrya with different soil covering depth and compounds of vegetation base materials in general. P. densiflora showed the highest growth and stem density in plots with 10cm and 0cm depths of soil covering, respectively, while the lowest was shown in plots with 20cm depth of soil covering. In contrast, L. cyrtobotrya showed the highest growth and stem density in plots with 20cm depth of soil covering, while the lowest was shown in plots with 0cm depth of soil covering. In case of vegetation base materials, P. densiflora showed the highest growth and stem density in control plots and plots treated with S+P, respectively, while the lowest was shown in plots with S+E+P treatment. On the other hand, L. cyrtobotrya showed the highest growth and stem density in plots treated with S+E+P, while the lowest was shown in control plots. These results suggested the competition between two plants as a major cause of opposite patterns, which is induced by the suppressed growth and stem density of P. densiflora by fast growing L. cyrtobotrya. Despite the suppression of L. cyrtobotrya on P. densiflora, L. cyrtobotrya can play a positive role in improving soil quality, and thus it would be more desirable for restoring abandoned coal mine land to manage the growth of L. cyrtobotrya periodically, rather than eliminate them.

석탄바닥재가 포함된 인공골재의 경량화에 미치는 적니 영향 (Influence of red mud additive on lightening of artificial aggregates containing coal bottom ash)

  • 강민아;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.41-46
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    • 2011
  • 폐기물인 석탄바닥재와 준설토가 70 : 30(wt%)으로 혼합된 배치분말에 적니를 0~30 wt% 첨가하고 $1050{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고 그 물성을 평가하였다. 특히 인공골재의 발포특성에 미치는 적니 첨가량 효과를 분석하기 위해 비중 및 흡수율을 측정하고, 그 결과를 미세구조 결과와 연계하여 고찰하였다. 제조된 인공골재는 소성온도 및 적니 첨가량이 증가할수록 발포성이 향상되어 경량화 되는 특징을 나타내었다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$ 범위로 소결된 대부분의 인공골재는 잘 형성된 블랙코어 구조를 가졌으나, 적니가 첨가되고 $1200^{\circ}C$ 이상으로 소결된 시편들은 $Fe_2O_3$의 환원에 의한 과량의 가스 방출 및 액상 형성으로 인하여 블랙코어 부분이 시편 표피를 뚫고 나오는 현상이 나타났다. 특히 적니 30 wt%를 함유한 시편은 $1100^{\circ}C$ 이상으로 소결하면 폭발되어 여러 조각으로 흩어졌다. 본 연구에서 $1200^{\circ}C$에서 소결된 시편의 부피비중은 적니가 첨가되지 않은 것은 1.2, 적니가 20 wt% 첨가된 것은 1.0 이하의 경량골재 특성을 나타내었다.

다양한 성형법으로 제조된 인공 골재의 특성 (Characterization of Artificial Aggregates Fabricated by Using Various Forming Methods)

  • 강승구
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.94-101
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    • 2009
  • The physical properties of artificial aggregates made from clay and inorganic wastes with poor plasticity depends largely on forming method. The artificial aggregates composing of coal fly ash, stone sludge and clay were fabricated using 4 different forming methods and those physical properties were comparatively analyzed. The surface of aggregates made through the extrusion forming process was dense and smooth but was rough for the aggregates obtained by crushing a tile-shaped green body. The aggregates made by pelletizing process had a weak green strength and bumpy surface. The shell generated at surface during a high temperature sintering process induced the most aggregates to be bloated due to a dense shell. But the aggregates made through pelletizing process with dense surface layer showed no significant change in bulk density with sintering temperatures. The water absorption of aggregates decreased with sintering temperature, and that of pelletized specimen was standing $1.8{\sim}2.2$ times higher than that of made by other forming methods. It is concluded that the aggregates having various properties could be fabricated from one batch by using different forming methods.

가스화기술을 이용한 수소제조 기술 (Hydrogen Production by Gasification Technologies)

  • 윤용승
    • 에너지공학
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    • 제13권1호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 가스화기술은 전세계적으로 수소에너지 사회로 진입하는 과정에서 필요한 대량수소 공급체계를 구축하는데 중단기적으로 필요한 기술이다. 장기적으로는 풍력이나 태양광과 같은 순수한 재생가능에너지에 기반한 수소공급 체계로 발전될 것이나, 향후 10-20년간 대량수순 제조가 필요하다면 경제성이 있는 기술을 $CO_2$ 발생이 최소화되면서 효율도 높은 기술로 발전시켜 적용하는 방향으로 진행될 것이다. 특히, 국내에서는 천연가스, 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등의 원료로부터 출발한 수소제조가 경제적인 측면에서 유리하므로 최소한 중단기적으로는 활용될 것으로 보인다 수소에너지 이슈가 부각되는 배경중의 하나가 기후변화협약에 대응한 $CO_2$저감의 필요성이므로, 이들 중단기적으로 활용될 원료들의 수소제조기술들은 반드시 $CO_2$저감이 가능한 기술로서 개발되어야 한다.