• 한국연소학회지
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• 제22권4호
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• pp.27-34
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• 2017

Various approaches have been proposed to predict the ash deposition (slagging and fouling) propensity of coal, which is essential in maintaining high efficiency and preventing corrosion/damage of a coal-fired boiler. The common method is to establish an index of the ash deposition propensity based on elementary coal composition and advanced characterization of ash properties, which is readily applicable to design, operation and maintenance of coal-fired boilers. Although many indexes have been developed for this purpose, their validity is still not satisfactory in actual applications to particular coal types or operating conditions. This paper reviews the status of predictive approaches for the ash deposition propensity, and assesses the performance of existing indexes by comparing the results for selected coals. This work will contribute to the development of a comprehensive and practical method for prediction of the ash deposition propensity.

• 암석학회지
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• 제22권4호
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• pp.273-289
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• 2013

강하화산재는 농업과 기반시설에 다양한 형태의 피해를 발생시킬 수 있는 악명 높은 재해이며, 특별히 항공과 인체 건강에 가장 유해하다. 본 연구는 백두산 화산으로부터 폭발적 분화에 의하여 화산재가 확산되고 퇴적되는 것을 모델링하기 위한 목적으로 개념적인 모델 설계를 논의하고자 한다. 이는 모델의 가정과 경계 조건에 대한 토의와 더불어 개념적인 모델의 상세 다이어그램, 가능한 입력 파라미터, 단위, 방정식에 대한 논의를 포함한다. 모델에 포함되어 있는 두 가지 주요 과정은 화산재의 확산과 퇴적이며, 만약 모델이 설계되면 모델을 실행시켜 얻을 수 있는 것은 분연주에 포함된 미세 화산재의 총량, 화산재의 이동 거리, 지표면에 침적되는 화산재 두께 등이다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1995년도 제2회 KOSCI Workshop
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• pp.91-103
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• 1995

In recent years, significant advances have been made in the development of methods to predict ash behavior in utility boilers. This paper provides an overview of methods used to assess and predict ash formation and deposition. It has discussed some of the key problems associated with the formation and deposition of ash during the combustion of pulverized coal. Although considerable progress has been made in understanding of the fundamental mechanisms of ash formation, transport, growth, and strength development, there is still much work to be done. There is a need to develop quantitative relationships between the characteristics of the entrained ash and the physical properties of ash deposits that influence deposit growth, strength development, and cleanability. Also data from bench-scale, pilot-scale, and full-scale units are needed in order to determine operating conditions which will minimize deposition problems, maximize efficiency, and reduce emissions.

• 한국지구과학회지
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• 제35권4호
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• pp.237-248
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• 2014

화산재의 확산 특성을 분석하고, 침적량의 예측 가능성을 평가하기 위하여, 2011년 1월26일 분화가 시작된 일본 기리시마 화산을 대상으로 WRF와 확산모형 FLEXPART를 이용한 수치모의실험을 실시하였다. 지상 1 km 이하 대기경계층내의 화산재 확산 특성은 26일 방출된 입자의 경우 주풍을 따라 집중되는 경향을 보이지만, 27일 방출된 화산재는 큐슈남부에 발달한 고기압의 영향으로 기리시마 만까지 확산된다. 겨울철의 강한 시베리아 기단이 발달한 26일의 경우, 기리시마 화산 풍하측에 위치한 미야기 현 중앙 산악 후면의 좁은 영역에서 집중적으로 침적이 이루어진다. 또한 분화 지역 주변의 국지적인 고기압의 발달은 화산재의 수평 확산을 증대시키는 역할을 한다. 침적량의 분포는 정량적인 측면에서 실제 화산 분출에 따른 영향과 매우 유사한 경향성을 보이고, 제시한 수치모의실험은 화산재의 이동 및 침적량 예측 및 산정에 적절하다고 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권3호
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• pp.187-192
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• 2023

The use of biomass is increasing as a response to the convention on climate change. In Korea, a method applied to replace fossil fuels is using wood chips in a cogeneration plant. To remove air pollutants generated by burning wood chips, a selective denitrification facility (Selective catalytic reduction, SCR) is installed downstream. However, problems such as ash deposition and descaling of the equipment surface have been reported. The cause is thought to be unreacted ammonia slip caused by ammonia ions injected into the reducing agent and metal corrosion caused by an acidic environment. Element analysis confirmed that ash contained alkali metals and sulfur that could cause catalyst poisoning, leading to an increase in the size of ash particle and deposition. Measurement of the size of ash deposited inside the facility confirmed that the size of ash deposited on the catalyst was approximately three times larger than the size of generally formed ash. Therefore, it was concluded that a reduction in pore area of the catalyst by ash deposition on the surface of the catalyst could lead to a problem of increasing differential pressure in a denitrification facility.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.232-238
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• 2021

The development of a low cost catalyst with high performance and small amount of carbon deposition on catalyst from toluene steam reforming were investigated by using coal ash as a support material. Ni-loaded coal ash catalyst showed similar catalytic activity for toluene steam reforming compared with the Ni/Al2O3. At 800 ℃, the toluene conversion was 77% for Ni/TAL, 68% for Ni/KPU and 78% for Ni/Al2O3. Ni/TAL showed similar toluene conversion to Ni/Al2O3. However, Ni/KPU produced higher hydrogen yield at relatively lower toluene conversion. Ni/KPU catalyst showed a remarkable ability of suppressing the carbon deposition. The difference in coke deposition and hydrogen yield is due to the composition of KPU ash (Ca and Fe) which increase coke resistance and water gas shift reaction. This study suggests that coal ash catalysts have great potential for the application in the steam reforming of biomass tar.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1221-1233
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• 2019

화산재 누적에 따라 발생할 수 있는 각 분야별 피해를 산정하는 것은 화산재 재해를 대비하는 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 공간정보 기반의 국내 화산재 피해 분야에 대하여 아소산 화산재 모의 확산 시나리오를 적용하여 각 분야에서 발생할 수 있는 화산재 피해의 정도를 나타냈다. 이를 위하여 기존의 사례 연구를 통하여 제시된 국내 화산재 피해 분야와 관련된 공간정보 자료를 수집하고 가공함으로써 화산재 피해 기반자료를 생성하였다. 수집된 두 개의 아소산 화산 모의 분화 시나리오를 활용하여 중첩분석을 통해 분야별 피해를 나타냈다. 그 결과 각 분화 시나리오에 대하여 162개, 134개 시군구에서 강회 피해 최소 기준인 0.01 mm 이상의 강회량에 따라 피해가 발생할 것으로 예상되었다. 가장 강회량이 많은 행정구역(시나리오 190805-강원, 경북; 시나리오 190811-춘천, 홍천)을 선정하여 발생 가능한 분야별 피해의 정도를 수집 가공한 공간정보 자료를 활용하여 서로 비교하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권6호
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• pp.659-664
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• 2016

Ash deposition of heat exchange boiler, caused mainly by accumulation of particulate matter, reduces heat transfer of the boiler system. Heat and mass transfer through porous media such as ash deposits mainly depend on the microstructure of deposited ash. Therefore, in this study, we investigated microstructural and thermal properties of the ash deposited on the boiler tube. Samples for this research were obtained from the fuel economizer tube in an industrial waste incinerator. To characterize microstructures of the ash deposit samples, scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), X-ray diffraction (XRD) and BET analysis were employed. The results revealed that it had a porous structure with small particles mostly of less than a few micrometers; the contents of Ca and S were 19.3, 22.6% and 18.5, 18.7%, respectively. Also, the results showed that it consisted mainly of anhydrite ($CaSO_4$) crystals. - The thermal conductivities of the ash deposit sample obtained from the economizer tube in industrial waste incinerator were measured to be 0.63 and 0.54 W/mK at $200^{\circ}C$, which were about 100 times less than the thermal conductivity (61.32 W/mK) of the boiler tube itself, indicating that ash deposition on the boiler tube was closely related to a decrease in boiler heat transfer.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.89-96
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• 2015

최근 화력발전 보일러의 운전에 있어서 저등급 석탄의 성분 중 ash의 영향으로 보일러 후단부에서 생성되는 slagging/fouling 문제가 많이 보고 되고 원인 규명 및 해결책을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 환경적 측면에서도 NOx등 환경적인 문제를 발생시키는 부분에 대해 규제를 가하고 있는 상황이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나인 석탄의 ash를 제거한 AFC(Ash Free Coal)을 활용한 연구가 진행되고 있다. AFC는 저등급탄의 발열량을 높여 기존의 고등급탄을 보완하고 slagging/fouling 문제 및 배출가스의 오염성분을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는, DTF를 이용하여 KCH 원탄과 원탄에서 추출된 무회분탄1, 무회분탄2, 잔탄, Glencore, Glencore과 잔탄을 85:15 비율로 한 혼탄을 이용하여 미연분, NOx 배출특성의 변화와 회 점착 특성을 확인하였다. 그 결과 무회분탄은 원탄과 잔탄에 비해 NOx 배출량이 현저히 낮고, 잔탄은 원탄에 비해 고등급화 되면서 반응성이 훨씬 좋아짐을 확인 하였다. 잔탄과 혼탄의 경우 일반적인 저열량탄 수준보다 낮은 점착성을 나타내는 것을 확인 하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.87-90
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• 2013

In pulverized coal fired boilers, slagging and fouling may cause significant effect on the operational life of boiler. As increasing a consumption of low rank coal, slagging and fouling are main issues in pulverized coal combustion. This study predicts ash deposition propensity in a 0.7 MW pilot-scale furnace. Slagging model is employed as a User-Defined Function (UDF) of FLUENT and validated against measurement and prediction. The results show good agreement compared with experiment. There is need to development of a pulverized coal combustion and slagging analysis at low coal.