• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.74-83
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• 2017

Coal-fired power plants supply roughly 50 percent of the nation's electricity but produce a disproportionate share of electric utility-related air pollution. Coal combustion technology can facilitate volume reduction of up to 90%, with the inorganic contaminants being captured in furnace bottom ash and fly ash residues. These disposal coal ash residues are however governed by the potential release of constituent contaminants into the environment. Accelerated carbonation process has been shown to have a potential for improving the chemical stability and leaching behavior of bottom ash residues. The aim of this work was to quantify the volume of $CO_2$ that could be sequestrated with a view to reducing greenhouse gas emissions and stabilize the contaminated heavy metals from bottom ash samples. In this study, we used PC boiler bottom ash, Kanvera reactor (KR) slag and calcined waste lime for measuring chemical analysis and heavy metals leaching tests were performed and also the formation of calcite resulting from accelerated carbonation process was investigated by thermo gravimetric and differential thermal analysis (TG/DTA).

• Computers and Concrete
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• 제6권1호
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• pp.1-18
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• 2009

Chloride diffusivity of concrete is a crucial material parameter for service life determination and durability designing of marine concrete. Many research works on this issue have been conducted, varying from empirical solutions obtained experimentally to image analysis, based on multi-scale modeling. One of the simple approaches is to express the chloride diffusivity of concrete by a multi-factor function, however, the influences of various factors on the chloride diffusivity are ambiguous. Furthermore, the majority of these research works have not dealt with the carbonation process of concrete, although this process affects the chloride diffusivity of concrete significantly. The purpose of this study is to establish a simple approach to calculate the chloride diffusivity of (non)carbonated concrete. The chloride diffusivity of concrete should be defined, based on engineering and scientific knowledge of cement and concrete materials. In this paper, a lot of parameters affecting the chloride diffusivity, such as the diffusivity in pore solution, tortuosity, micro-structural properties of hardened cement paste, volumetric portion of aggregate, are taken into consideration in the calculation of the chloride diffusivity of noncarbonated concrete. For carbonated concrete, reduced porosity due to carbonation is calculated and used for calculating the chloride diffusivity. The results are compared with experimental data and previous research works.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제3권2호
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• pp.103-110
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• 2009

Concrete carbonation is a cause of problems in concrete structures, so it needs to be estimated. And concrete cover is designed to protect structures from this damaging. Usually the cover thickness is considered based on the limit states design codes in which the important target is the reliability safety index. However, it is not clear that whether the safety index determined is optimal or not with respect to the cost. The codes are mainly proceeded quantitatively (i.e. making a safe structure) while the economic aspects are only considered qualitatively. So the reliability-based design considering life cycle cost (LCC) is called for, and here the focus is on the advanced analysis solution to optimize the reliability safety regarding LCC.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.342-351
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• 2014

본 논문에서는 $CO_2$ 포집 및 저장에 필요한 에너지 소비를 최소화하기 위해 $25-65^{\circ}C$ 범위의 온도 및 대기압에서 비교적 높은 $CO_2$ 조성을(15-50 vol%) 갖는 가스 중 $CO_2$를 고정화하기 위해 규회석($CaSiO_3$)-증류수 및 초산 현탁액을 이용한 직접적 습식 탄산염 광물화를 수행하여, 각 현탁액에서의 Ca 침출률과 $CO_2$ 흡수 특성 및 탄산화율에 대해 규명하였다. 규회석-증류수 현탁액의 탄산화 결과 규회석 표면에 고정화된 탄소를 확인하였고 $CO_2$ 조성이 높을수록 저장량은 선형적으로 증가하며 $CO_2$ 조성이 50%일 때 규회석 내 Ca 침출률은 13.2%, 탄산화율은 약 10.4%지만 같은 조건에서 규회석-초산 현탁액의 침출률은 약 63%, 탄산화율은 1.39%로 확인되었다.

• Fibers and Polymers
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• 제3권1호
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• pp.1-7
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• 2002

Cellulose carbonate was prepared by the reaction of cellulose pulp and $CO_2$ with treatment reagents, such as aqueous $Zncl_2$ (20-40 wt%) solution, acetone or ethyl acetate, at -5-$0^{\circ}C$ and 30-40 bar ($CO_2$) for 2 hr. Among the treatment reagents, ethyl acetate was the most effective. Cellulose carbonate was dissolved in 10% sodium hydroxide solution containing zinc oxide up to 3 wt% at -5-$0^{\circ}C$. Intrinsic viscosities of raw cellulose and cellulose carbonate were measured with an Ubbelohde viscometer using 0.5 M cupriethylenediamine hydroxide (cuen) as a solvent at $20^{\circ}C$ according to ASTM D1795 method. The molecular weight of cellulose was rarely changed by carbonation. Solubility of cellulose carbonate was tested by optical microscopic observation, UV absorbance and viscosity measurement. Phase diagram of cellulose carbonate was obtained by combining the results of solubility evaluation. Maximum concentration of cellulose carbonate for soluble zone was increased with increasing zinc oxide content. Cellulose carbonate solution in good soluble zone was transparent and showed the lowest absorbance and the highest viscosity. The cellulose carbonate and its solution were stable in refrigerator (-$5^{\circ}C$ and atmospheric pressure).

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제10권1호
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• pp.284-293
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• 2022

After extracting the calcium component from the KR slag and the converter slag using ammonium chloride solution, the extract was reacted with carbon dioxide to synthesize precipitated calcium carbonate (PCC). In order to understand the effect of ultrasonic waves on calcium extraction from slags and calcium carbonate synthesis, the efficiency of calcium carbonate synthesis according to the with or without of ultrasonic waves was analyzed. The synthetic efficiency of PCC was investigated according to various experimental conditions, and the synthesized calcium carbonate was analyzed using XRD and SEM. In both slags, the amount of PCC decreased as the reaction temperature increased. The pH at the end of the experiment capable of synthesizing the maximum PCC in the carbonation reaction was 7 (irradiated with ultrasound) and 8 (irradiated without ultrasound), respectively. Because the pH of the extraction filtrate is different when irradiated with or without ultrasound, the pH was adjusted to 9 by injecting an additive (10 M NaOH) before the carbonation experiment, and then the experiment was performed. When calcium was extracted from KR slag, the crystal phase appeared as calcite regardless of the pH at the end of the experiment. However, when calcium was extracted from the converter slag and the pH was set to 7 at the end of the experiment, the crystal phase of PCC appeared as a mixture of calcite and vaterite.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.147-151
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• 2012

이산화탄소($CO_2$)를 폐기물에 안정하게 고정화시키기 위하여 탄산화 가능한 알칼리 토금속인 Ca와 Mg 성분을 다량 포함한 석탄재에 CO2를 저장하여 건자재의 제조 가능성을 연구하였다. 초기 실험으로는 Ca 산화물과 수화물을 사용하였으며, $CO_2$ 저장 반응기로는 Autoclave를 사용하여 일정한 압력과 온도에서 조성을 변화시켜 탄산화를 시행하였다. 탄산화 된 시편의 무게변화율, X-선 회절분석 및 시차열분석을 통하여 관찰한 결과 $Ca^{2+}$의 이온용출 반응에 의해 탄산화가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 10 $kgf/cm^2$의 압력과 $120^{\circ}C$에서 10분간 온도를 유지한 분위기에서 폐기물자원 원료에 15 % 이상의 탄산화율을 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.347-354
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• 2014

본 연구에서는 연소 배가스 중에 포함된 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술의 경제성평가를 수행하고 화합물 생산 계획에 따른 이익 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 분석하였다. 본 연구에서 고려된 기술을 이용하면 발전소에서 발생되는 연소배가스 중의 이산화탄소와 전기분해를 통해 발생되는 가성소다와의 탄산화 반응을 통해 고부가화합물(중탄산나트륨, $NaHCO_3$)의 생산 및 이산화탄소의 저감이 동시에 가능하다. 또한 전기분해에서 생산되는 염소 및 수소 가스는 다시 차아염소산나트륨(NaOCl) 및 고순도 염산의 제조에 적용된다. 기술의 경제성 평가를 위한 방법으로는 순현재가치법(Net Present Value method, NPV) 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 활용하여 일일 100톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 공정을 대상으로 20년간 상업운전을 가정하였다. 상기 가정하에서 20년간의 내부수익률은 약 67.2%, 20년간의 운전기간을 통한 총 이익은 순현가 기준으로 약 346,922 백만원으로 산출되었다. 그리고 2015년부터 시행예정인 탄소배출권 거래가 활성됨에 따른 ETS 수익을 고려할 경우 총이익은 약 60억원 향상되는 것으로 분석이 되었다. 상기 분석을 살펴보면 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술은 온실가스 저감효과를 가져올 뿐만 아니라 경제성이 뛰어난 것으로 생각된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권1호
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• pp.116-126
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• 2015

본 연구에서는 이산화탄소 고정화에 있어 이산화탄소 전환을 위해 MEA를 이용한 습식화학흡수법의 셔틀메카니즘을 도입하였다. 또한 알칼리 무기물질을 다량 함유한 산업부산물을 습식탄산화법을 이용해 처리하고자 하였다. 즉, 산업부산물의 화학적 처리를 통해 칼슘이온을 용출하였다. 산성물질을 이용한 용출상징수를 ICP로 분석한 결과, 칼슘이온이 최대 17,900 ppm(1.79%)을 확보하였다. 또한 MEA를 이용한 습식 흡수공정을 통해 상온, 상압조건의 이산화탄소 분위기에서 94%의 전환률을 얻었다. 슬러지의 액상탄산화를 통해 슬러지 mg 당 0.175 mg의 이산화탄소를 고정하였으며, 최종생성물의 XRD 분석결과 일반적인 탄산칼슘의 결정구조인 calcite 형상을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.226-233
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• 2023

본 연구에서는 콘크리트 2차제품 제조시 기체상의 이산화탄소를 주입하는 In-situ 탄산화 기술의 적용 가능성 분석을 위해 이산화탄소 주입량에 따른 콘크리트 인터로킹 블록의 기초물성 및 미세구조 분석을 실시하였다. 안정적인 이산화탄소 주입을 위해 CO₂ 가스 주입용 콘크리트 혼합 설비를 구축하였으며, 이산화탄소 주입량을 시멘트량 대비 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 wt.%로 제어하였다. 기초물성 시험 결과, 이산화탄소 주입량이 0.3 %까지 증가할수록 기존 배합 대비 높은 강도 거동을 보였으며, 주입량 0.5 % 이후에는 기존 배합보다 낮은 강도를 보였으나 콘크리트 2차제품의 강도 기준(보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)을 만족하는 것으로 나타났다. 이는 콘크리트 인터로킹 블록 제조시 이산화탄소 주입에 따른 CaCO₃ 결정 및 C-S-H 등의 수화물 생성이 촉진된 것으로 판단되었다. 따라서 배합중 이산화탄소를 주입하는 탄산화기술을 다양한 콘크리트 2차제품 제조 공정에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.