• 제목/요약/키워드: circulating fluidized bed combustion ash

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Self-Cementitious Hydration of Circulating Fluidized Bed Combustion Fly Ash

  • Lee, Seung-Heun;Kim, Guen-Su
    • 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.

고로슬래그 기반 순환유동층 플라이애시 및 미분탄 플라이애시 혼입에 따른 시멘트 모르타르의 특성 (Properties of Cement Mortar According to Mixing of Circulating Fluidized Bed Fly Ash and Pulverized Coal Fly Ash based on Blast Furnace Slag)

  • 조성우;나형원;형원길
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.141-148
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    • 2021
  • 본 연구에서는 산업부산물 중 순환유동층 연소방식과 미분탄 연소과정에서 발생되는 플라이애시와 고로슬래그 미분말을 치환한 시멘트 모르타르의 특성을 파악하였다. 연구 결과, 순환유동층 플라이애시 및 미분탄 플라이애시 혼합 사용 시 강도발현 뿐만 아니라 내구성 측면에서도 유리하게 나타난다. 순환유동층 플라이애시는 초기 반응성 향상에 기여하며, 미분탄 플라이애시는 포졸란 반응으로 장기 강도 발현에 관여하게 된다. 따라서 순환유동층 플라이애시와 미분탄 플라이애시의 혼합사용은 고로슬래그 미분말을 치환한 시멘트 모르타르의 상호 보완적인 요소로 작용함을 알 수 있다.

순환유동층 보일러애시를 활용한 비소성 결합재로써의 활용 가능성 검토 (Feasibility Study on the Use of CFBC Ash as Non-sintered Binder)

  • 강용학;임귀환;김상준;최영철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.119-126
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    • 2018
  • 최근 화력발전소에서는 순환유동층 연소방식의 발전소가 증가하는 추세이다. 순환유동층 보일러애시는 탈황 효과를 위해 석회석을 첨가함에 따라 애시 중에 포함되는 CaO, $SO_3$성분이 증가하여 일반적인 플라이애시 보다 free-CaO 함량이 높다. 또한 순환유동층 보일러애시는 기존의 플라이애시와 다르게 자기수경성 특성과, 높은 free-CaO함량에 의해 물과 만나면 높은 반응성을 갖는다. 본 연구는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성 특성을 이용하여, 시멘트를 대체할 수 있는 비소성 결합재로써 활용 가능성에 대해 분석하였다. 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 역학적 및 수화특성에 대해 검토하였다. 또한 석고의 종류 및 함유량에 따른 순환유동층 보일러애시 활용 비소성 결합재에 대한 압축강도 및 미세구조에 미치는 영향을 분석하였다.

국내 무연탄과 미분을 성형한 무연탄의 순환유동층 연소 (Circulating Fluidized Bed Combustion of Korean Anthracite and Fabricated Anthracite Fines)

  • 선도원;배달희;오창섭;김헌창
    • 공업화학
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    • 제21권5호
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    • pp.553-558
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    • 2010
  • 순환유동층에서 나타나는 국내 무연탄의 낮은 연소성을 극복하고 비산재로 배출되는 미연분의 손실을 극복하기 위하여 분탄과 비산회를 혼합하여 성형한 성형탄과 무연탄의 혼소를 0.1 MW급 순환유동층에서 수행하였다. 비교 시험에서 원탄 연소는 다량의 미분의 비산과 연소로 상부에서의 과열을 일으켰으나 조립탄 연소의 경우 미분을 제거하였으므로 일정한 온도에서 연소되었고 운전이 가장 안정적이었다. 조립탄과 원탄이 혼합된 석탄은 다소 운전이 불안하였으나 원탄만을 연소시킬 때보다는 안정적 연소가 가능하였다. 조립탄에 성형탄을 혼합한 경우 조립탄 연소의 경우와 같이 원활한 운전이 가능하였다. 본 연구는 상용 순환유동층 보일러에서 성형탄 혼소가 국내 무연탄의 연소성 개선에 도움이 됨을 보여 주었다.

순환유동층 보일러에서 무연탄-유연탄의 혼합연소 특성 (Co-combustion Characteristics of Mixed Coal with Anthracite and Bituminous in a Circulating Fluidized Bed Boiler)

  • 정의대;문승재
    • 플랜트 저널
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    • 제6권2호
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    • pp.70-77
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    • 2010
  • This study investigated the characteristics of co-combustion of mixed anthracite (domestic and Vietnam) and bituminous coal (Sonoma, Australia) at circulating fluidized bed boiler in Donghae thermal power plant when mixing ratio of bituminous coal is variable. Co-combustion of bituminous coal contributes to improvement in general combustion characteristics such as moderately retaining temperature of furnace and recycle loop, reducing unburned carbon powder, and reducing discharge concentration of NOx and limestone supply owing to improvement in anthracite combustibility as the mixing ratio was increased. However, bed materials were needed to be added externally when the mixing ratio exceeded 40% because of reduction in generating bed materials based on reduction in ash production. When co-combustion was conducted in the section of 40 to 60% in the mixing ratio while the supplied particles of bituminous coal was increased from 6 mm to 10 mm, continuous operation was shown to be possible with upper differential pressure of 100 mmH2O (0.98 kPa) and more without addition of bed materials for the co-combustion of mixed anthracite and bituminous coal (to 50% or less of the ratio) and that of domestic coal and bituminous coal (to 60% of the ratio).

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국내 무연탄의 순환류동층 보일러에서 탈황 특성 연구 (A Study of Desulfation Characteristics of Circulating Fluidized Bed Combustion for Domestic Anthracite)

  • 정진도;김장우;하준호
    • 한국대기환경학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.429-436
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    • 2004
  • Circulating fluidized bed combustion (hereafter CFBC) technology enables an efficient combustion for the materials with low heating values such as high ash coal and sludges. It also has desulfation function by adding limestone directly to combustor. The CFBC has been considered as one of the best processes for low grade coal containing with large contents of ash and sulfur. In this paper, in order to various tests were performed to find the optimum desulfation condition for CFBC using Korean Anthracite. We surveyed possible parameters and conducted desulfation efficiency test in D Thermal Power Plant. In addition, the result of some fundamental theoretical consideration was discussed with CFBC. Optimum limestone size could be considered to be 0.1-0.3mm irrespective of combustion temperature and Ca/S molar ratio variation. Desulfation efficiency increased as the molar ratio increased. Because desulfation process occurs at the surface at higher temperature, inner side of limestone can't be utilized. When surface area is not appropriate, some SO$_2$ emit without reaction. Optimum molar ratio should be decided after considering chemical and physical properties of limestone and coal thoroughly such as particle size, pore size and HGI. Commercial CFBC is operated at Ca/S 1.6. Combustor temperature 840-87$0^{\circ}C$ shows good desulfation efficiency.

순환유동층 석탄재의 활용 기술과 광산 채움재 관련 규격 동향 (Utilization of Circulating Fluidized Bed Combustion Ash and Related Specifications for Mine Backfills)

  • 장정국;지상우;안지환
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권2호
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    • pp.71-79
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    • 2017
  • 순환유동층(CFBC) 보일러 방식의 석탄화력발전소에서 발생하는 석탄재는 유리 석회와 무수석고의 함량이 풍부하고 자경성을 가지는 것을 특징으로 하는 물질로서 유용하게 활용해야 할 자원 중 하나이다. 최근 CFBC 석탄재를 포함하여 석탄화력발전소 부산물을 활용한 광산 채움 기술 및 광해 관리에 대한 관심이 점차 증가하고 있는 가운데, CFBC 석탄재를 광산 채움 분야에 적용하기 위해서는 기술에 대한 검토와 함께 관련 규격에 대해 향후 충분히 논의를 거쳐야 할 여지가 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 CFBC 석탄재의 유효 활용 기술에 대한 연구동향을 소개하고, 광산 채움 분야의 활용을 위해 국외의 규격 동향을 고찰한 후 연구방향 및 시사점에 대해 정리하였다.

국내 순환유동층보일러(Circulating fluidized bed combustion) 석탄재의 희토류 농축 (Enrichment of Rare Earth Elements Contained in Coal Ashes from Korea Circulating Fluidized Bed Combustion (CFBC))

  • 김영진;최문관;서준형;김병렬;조계홍
    • 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.

알칼리 자극제 NaOH의 첨가율에 따른 고로슬래그 기반 경화체의 강도 특성 (Strength Properties of Blast Furnace Slag-based Hardened Materials with Addition Rate of Alkali Stimulant NaOH)

  • 경석현;최병철;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2019년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.135-136
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    • 2019
  • Recently, as the interest in environmental issues increases, the construction industry needs to recycle blast furnace slag, circulating fluidized bed Combustion fly ash, etc. to solve industrial by-products, and to develop artificial stone. In this study, the strength characteristics based on blast furnace slag according to the addition rate of alkali stimulant NaOH are investigated. The experimental results showed that the flexural and compressive strengths increased with the addition of alkali stimulants. Based on these results, it will be presented as a basic research data for the manufacture of artificial stone and will be tested later.

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에틸렌글리콜법을 활용한 국내 순환유동층보일러 석탄회의 Free CaO 평가 연구 (Study on the Free CaO Analysis of Coal Ash in the Domestic Circulating Fluidized Bed Combustion using ethylene glycol method)

  • 서준형;백철승;김영진;최문관;조계홍;안지환
    • 에너지공학
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    • 제26권1호
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    • pp.1-8
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    • 2017
  • 에틸렌글리콜법을 활용하여 국내 순환유동층보일러형 발전소에서 발생되는 석탄회의 물리화학적 특성 및 Free CaO 평가를 수행하였다. 물리화학적 특성결과, 각 발전사마다 많은 CaO 함량 차이를 나타내었는데, 이는 황산화물 배출농도 규제 차이 및 보일러 제작사가 다른 발전소의 운전특성이 복합적으로 반영된 것으로 판단된다. Free CaO의 함량은, 비산재는 1.96 ~ 10.78 %, 바닥재는 0.07 ~ 4.24%로 비산재가 바닥재보다 높게 나타났으며, 원시료의 CaO 함량 이외에 입도 분포에 따라서도 크게 변화되는 것으로 확인되었다.