• 자원리싸이클링
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• 제24권3호
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• pp.59-65
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• 2015

세계적으로 폐타이어를 포함한 가황고무제품의 재활용 문제가 심각하게 대두되고 있다. 특히 자동차 수요량이 증대됨에 따라 발생하는 폐타이어는 매립이나 소각 시 가교결합 된 황 성분에 의해 2차 환경오염을 일으킨다. 또한 재생고무로 이용 시 가교 결합된 황에 의해 원료 고무와의 결합을 방해하여 적절한 물성을 가지지 못한다. 따라서 폐타이어 고무분말 재활용을 위해서 탈황 처리와 관련된 기술개발이 활발하게 이루어져 왔다. 탈황 처리 공정을 거쳐 재생된 폐타이어는 원료 고무와 혼합된 후 가황공정을 통하여 용도에 맞는 제품으로 제조 할 수 있다. 본 연구에서는 화학적 탈황법을 이용해 폐타이어를 탈황하여 탈황 정도를 분석하였다. 2-butanol 용액을 이용하여 온도, 탈황처리시간 등의 변수에 따른 탈황 효과를 살펴보았다. 고무시료를 유기용매에 팽윤한 후 100, 150, $200^{\circ}C$에서 1~5hr 동안 탈황처리 하였다. 그 후 평행팽윤법을 이용해서 수평균분자량과 가교밀도를 계산하여 정량적으로 탈황도를 분석하였다. 또한 Hot press를 이용하여 인장시편을 제조한 후 기계적 물성도 평가하였다.

• 유기물자원화
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• 제12권2호
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• pp.72-81
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• 2004

전체 유기성폐기물 가운데 약 30%가량을 차지하는 음식물쓰레기는 높은 염분과 함수율로 인해 적정 처리 방안의 부재라는 상황에서 기존의 처리방법들에 비해 보다 환경친화적인 지렁이를 이용한 퇴비화 방안은 최근 들어 관심이 집중되고 있다. 그러나 지렁이 이용기술은 도입초기의 운영방법 및 기술이 현재에도 적용되고 있으며 자료부족과 경험부족으로 인해 효율성이 떨어진다고 볼 수 있다. 지렁이를 이용한 음식물쓰레기 자원화 단계에서 높은 수분, 염분, 그리고 유기물 함량은 지렁이의 생육에 큰 저해 원인이 되는 것으로 알려지고 있으며, 이러한 영향을 최소화하기 위하여 전처리 단계에서 가능한 한 수분의 양을 줄이고 유기물을 1차적으로 분해하여 이용하도록 유도하고 있다. 본 연구에서는 지렁이를 이용한 음식물쓰레기 자원화에 있어 음식물쓰레기의 염분농도와 급이되는 음식물쓰레기의 부숙정도 그리고 혼합비에 따른 지렁이의 영향정도를 관찰하기 위하여 실시되었다. 실험 결과, 지렁이 생육과 관련된 최적의 함수율은 약 55%로 한계 염분 농도는 0.5%로 조사되었다. 음식물쓰레기의 높은 염분농도와 유기물 분해에 따른 발열 및 유기산 생성등의 부하를 줄이기 위한 분변토와의 혼합은 필수적 이었으며, 유기물 감량이 목적인 부숙과정은 결과적으로 음식물쓰레기의 염분농도를 증가 시키는 것으로 조사되었다. 따라서 가급적 부숙과정은 피하고 분변토와의 적절한 혼합을 통한 유기물감량이 요구되며, 결과적으로 음식물쓰레기와 분변토와의 혼합비는 모든 조건등을 고려했을 때 부숙되지 않은 음식물쓰레기와 분변토와의 3:7 혼합비가 가장 적절하다고 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권5호
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• pp.47-51
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• 2006

국내 생활쓰레기 소각시설에서 발생되는 소각재의 양은 2005년 경우 약 420,000톤에 달하고 있으며, 그중 비산재 발생량은 약 68,000톤에 달하고 있다. 비산재는 지정폐기물로 분류되어 일반적으로 고형화 및 안정화 처리 후 매립되고 있으며, 단지 발생량의 약 20%만이 재활용되고 있다. 비산재의 경우 CaO의 함량이 50%까지 이르고 있으며, 그 이유는 배가스 처리시 CaO를 기본으로 하는 물질을 다량으로 사용하기 때문이다. 본 연구에서는 비산재에 함유되어 있는 CaO를 회수하여 $CaCO_3$ 분말을 제조하기 위한 기초실험을 수행하였다. CaO를 선택적으로 용해하기 위하여 설탕용액을 사용하였으며, 기초 실험결과에 의하면 CaO용해를 위한 최적조건은 비산재 농도 10%, 반응시간 15분, 설탕농도 $10{\sim}15%$ 및 적정 pH는 $10.5{\sim}11$로 나타났다. $CaCO_3$ 분말은 회수된 CaO 용해액에 $CO_2$가스를 주입시켜 제조하였으며 회수된 $CaCO_3$ 백색도는 매우 우수한 것으로 조사되었다.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.61-74
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• 2012

우리나라는 1960년대에 들어서 경제개발계획의 수립과 더불어 산업발전 정책이 강력히 추진되기 시작하며 많은 산업단지가 조성되어 있다. 현재는 지속적인 발전이 가능한 산업단지로 만들기 위하여 정부에서는 산업단지에서 발생되는 부산물과 폐기물을 다른 기업의 원료나 에너지로 재활용하는 생태산업단지 구축사업을 추진하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 연구대상지역인 A 산업단지에서 발생되는 슬러지의 물리화학적 특성을 분석하였고, 슬러지의 에너지화 시설 설치에 따른 경제성 및 부대효과를 분석함으로써 사업화 가능성을 검토하였다. 연구대상지역인 A산업단지에서 발생되는 슬러지발생 업종의 비율은 92%가 석유 화학업종인 것으로 분석되었다. 이렇게 발생된 슬러지는 매립>소각>>재활용>해양투기의 순으로 처리되고 있는 것으로 조사되었으며 슬러지를 채취하여 분석한 결과 발생량 가중치 평균으로 3,891kcal/kg인 것으로 분석되었다. 분석된 기초 데이터를 바탕으로 건조시설과 열병합 발전소를 설치하여 운영 할 경우 설치비용, 운영비용, 운영이익을 산출하였고, 총 8가지 Case로 분류하여 흑자전환유무 및 그 시점에 대한 시뮬레이션을 하였다. 분석결과 건조시설과 열병합발전소를 설치 운영하며 국고지원을 받을 경우 3년에 원금회복 후 4년째부터 흑자를 나타낼 것으로 분석되어 사업화 경제성이 있는 것으로 평가되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권5호
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• pp.71-76
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• 2007

가정에서 분리 배출된 폐플라스틱은 일반적으로 수선별 등 분리선별 공정을 거친 후 종말품으로 회수되어, 현재 대부분이 매립이나 소각되고 있다. 혼합폐플라스틱 종말품의 경우 2006년 약 175만톤 발생된 것으로 예측되고 있으나, EPR실시 이후로 발생량은 2000년에 비해 2배 이상 크게 증가한 실정이다. 특히, 혼합폐플라스틱 종말품의 경우 PVC 함량(4 wt.% 이하)이 매우 높아 이들의 재활용에 커다란 제약이 되고 있다. 본 연구에서는 혼합폐플라스틱 종말품으로부터 풍력 및 습식 비중선별장치를 이용하여 폴리올리핀계 (PE, PP, PS) 플라스틱을 경량물로 회수하는 선별시스템을 개발하였다. 본 선별시스템은 풍력선별, 자력선별, 1단계 파쇄, 정량공급 및 습식 비중선별 공정으로 구성되어 있으며, 습식 비중선별 공정은 원심분리를 기본으로 혼합-세척-선별 및 탈수가 단일장치내에 집약된 특징이 있다. 또한, 본 연구에서는 연질 플라스틱의 분쇄 효율을 크게 개선한 파쇄기를 개발하였다. 개발된 습식 비중선별장치의 용량은 시간당 0.5 톤으로, 이를 이용하여 회수된 경량물의 PVC 함량은 0.3wt.% 이하이며, 경량 및 중량 회수물의 수분 함량도 각각 10% 이하를 달성하였다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.398-405
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• 2014

수명이 도래한 고에너지물질의 처리를 위해 환경오염 및 안전성, 처리용량 등을 고려해야 하며, 현재 가장 주목 받고 있는 처리방식은 소각처리공정이다. 그러나 처리대상 고에너지물질의 종류가 매우 다양하고, 특성 또한 다르기 때문에 범용적 기술개발이 힘든 실정이다. 본 연구는 상세 수학적모델링 및 동적모사를 통하여 가장 널리 사용되는 고에너지물질의 하나인 고폭약(research department explosive, RDX)을 플러그흐름반응기(plug flow reactor, PFR)에서 소각 시 반응기 내부의 물리-화학적 변화를 예측하였다. 본 연구에서 사용된 RDX반응은 263개의 상세한 기초반응식으로 이루어져 있으며 43개의 성분이 반응에 관여한다. 모사결과 반응기 내부온도를 제어하여 RDX의 민감성을 통제할 수 있었다. 반응기 내부온도를 1,200 K로 유지 할 때 RDX는 분해반응만 일어나 폭발과 같은 큰 에너지 방출을 막을 수 있었으나 공급되는 열원이 높아져 1,300 K이상 반응기 온도가 증가 시에는 3,000 K 이상의 온도상승을 수반하는 발화반응이 일어났다. 본 연구를 통하여 반응기의 운전온도변화에 따른 RDX반응 특성을 제시함으로써 효율적인 RDX소각로 공정설계 및 운전에 기초가 될 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3C호
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• pp.159-165
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• 2010

최근 산업발전에 따른 천연자원 고갈, 공해물질 배출, 폐기물 발생 등과 같은 부가적인 문제는 세계적으로 이슈화되고 있다. 현재 국내 산업부산물은 연간 600만 톤이 발생하며, 매립, 소각, 저장과 같은 1차원적인 처리에도 한계가 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 산업폐기물인 플라이애시 재활용 연구의 일환으로 플라이애시와 실리카퓸을 숏크리트에 활용하여 자원의 재활용 문제뿐만 아니라 숏크리트에 적용함으로써 플라이애시의 사용을 확대하고자 한다. 그러나 숏크리트에 적용하기에 앞서 최근 범지구적으로 이슈화되고 있는 환경문제에 보다 적극적으로 대처하기 위하여 환경유해성 평가가 반드시 필요하며, 본 연구에서는 예비 배합 및 압축강도 시험을 통해 도출한 10가지 배합에 대하여 화학성분 분석시험과 중금속 용출시험을 통해 환경 영향평가를 실시하였다. 압축강도 시험결과, 모든 배합에서 국내외 기준을 만족하는 것으로 나타났으며, 중금속 용출시험의 경우 Cr, Cd, Hg 성분은 검출되지 않고 Pb 성분은 플라이애시가 함유된 일부분의 경우에서만 검출되었다. 그리고 Cu, As 성분이 모든 배합에서 검출되었으나 국내외 기준에 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.609-617
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• 2000

본 연구에서는 소각로용 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매개발의 일환으로, 소각로 배기가스 중에 다량 함유되어 있는 염화수소 (HCl) 기체가 촉매활성에 미치는 영향에 관하여 고찰하였다. 연구에 사용된 촉매는 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매와 구리이온이 교환된 모더나이트형 제올라이트, CuHM 촉매로 실험은 수분의 유무에 따라 건조가스 조건과 습윤가스 조건으로 나누어 수행하였다. 건조가스 조건에서는 염화수소농도가 증가함에 따라 CuHM 촉매의 NO 제거활성이 가역적으로 증가하는 반면 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매는 비가역적으로 저하되는 상반되는 결과를 보였다. 그리고 수분이 포함된 습윤가스 조건에서는 CuHM와 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매 모두 비가역적으로 활성이 감소됨이 관찰되었으나, 상대적으로 CuHM이 보다 안정적인 활성을 나타내었다. 이러한 활성변화는 $NH_3$ TPD(Temperature Programmed Desorption) 탈착곡선의 증가, 감소로부터 HCl에 따른 일시적인 산량 증가 또는 영구적인 산점의 변화와 관계됨을 알 수 있었다. 그리고 BET 및 ICP 분석을 통하여 염화수소기체에 의한 촉매의 표면적과 $Cu^{{+}{+}}$ 및 $V_2O_5$ 함유량의 변화를 관찰하였다. 이상의 연구결과로부터 HCl과 같은 산가스를 함유하고 있는 배기가스 중의 질소산화물을 제거할 경우 CuHM 촉매에 대한 선택적 촉매 환원공정의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권4호
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• pp.633-638
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• 2017

방사선 진료기술의 발전에 따라 의료분야에서 발생하는 방사성폐기물이 급속히 증가하고 있다. 최근의 경향을 보면, 갑상선암 진료 목적의 I-131을 비롯하여 PET/CT 조영제로 사용하는 F-18, 핵의학검사에 폭 넓게 적용하는 Tc-99m 등의 방사성동위원소 사용이 일반화 되고 있다. 사용과정에서 이러한 핵종에 오염된 방사성폐기물이 발생하게 되는데, 일정기간 보관한 후에 방사능이 규제해제(Clearance) 수준으로 감쇠하면 소각 등의 방법으로 자체처분하게 된다. 국제원자력기구(IAEA)에서는 $10{\mu}Sv/y$의 개인선량 및 1man-Sv/y의 집단선량과 함께 핵종별 농도에 근거하여 방사성폐기물의 규제해제기준을 제시하였다. 이 연구에서는 IAEA의 핵종별 방사능농도기준에 따른 규제해제 시점을 확인하기 위하여, Tc-99m과 방사화학상유사한 성질을 가지고 있는 Re-186 관련 방사성폐기물을 수집하여 방사능을 측정하였다. Re-186은 반감기가 3.8일로 방사성의약품으로는 비교적 길고, 베타선 및 감마선을 방출하여 방사성의약품 치료와 영상에 모두 사용된다. Re-186 사용과 관련하여 발생하는 오염된 일회용장갑(Poly Glove)의 방사능측정을 위하여 다중파고분석기(Multi Channel Analyzer; MCA)를 이용하였으며, 이를 위하여 표준물질을 제작하여 MCA를 교정한 이후 감마방사능 측정절차에 따라 수행하였다. 측정결과를 근거로 방사능 감쇠 유도식을 산출하여 이론식과 대비하여 고찰하였는바, Re-186 핵종의 유도반감기(3.6일)는 이론적 반감기(3.8일)에 비해 다소 짧은 것으로 나타났다. 따라서 측정결과에 근거한 유도반감기를 적용한다면, 다소 줄어든 기간 동안 Re-186 핵종 폐기물을 보관하였다가 자체처분을 할 수 있을 것으로 확인하였다. 이 연구 결과는 현재 추진하고 있는 국제표준화기구(International Organization for Standardization) 국제표준에 포함될 예정이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.