• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.700-708
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• 2013

파이로 공정은 고속로와의 연계성과 핵확산 저항성 등의 장점으로 최근 사용후핵연료 관리 이슈 해결과 유용자원 재활용 제고의 목적으로 개발되고 있다. 파이로 공정은 전체적으로 습식과정을 배제하고 고온에서 진행되는 건식 기술들에 바탕을 두고 있다. 전기화학적 이론에 기초한 파이로 공정은 전처리 공정이 필요하며 고온 휘발산화 공정이 전해환원 공정의 전처리 공정으로 개발되고 있다. 다양한 기체 조건들이 고온 휘발산화 공정에 적용가능하며 이 과정에서 Cs의 거동의 이해는 전체 파이로 공정에서 폐기물 특성과 열부하 해석을 위해 중요한 요소이다. 본 연구에서는 Cs-Te-O 시스템에 대해 반응 평형을 기준으로 기체-고체 반응 거동을 해석함으로서 기체조건에 따른 화학성분들의 변화를 계산하였다. $Cs_2TeO_3$와 $Cs_2TeO_4$에 대해 Tpp 도표를 통해 화합물을 선정하였으며 산화분위기에서는 상대적으로 안정적임을 확인하였으며 고온 환원 분위기에서는 Cs와 Te가 모두 휘발 제거될 수 있음을 보였다. 본 연구는 파이로 공정의 첫 화학적 분배가 발생되는 휘발산화 공정에서 Cs 거동을 예측할 수 있는 기초 자료를 제공하였으며 전체 공정의 물질수지 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권4호
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• pp.20-29
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• 2003

본 연구에서는 새도우마스크 제조공정 중 발생되는 Fe-Ni 계 폐산용액을 효율적으로 재활용하기 위하여 폐산용액을 자체 제작한 분무열분해 system을 이용하여 분무열분해시킴에 의해 평균입도 100nm 이하의 니켈 페라이트($NiFe_2$$O_4$)나노 분발을 제조하였으며 반응온도, 용액의 농도 및 용액 유입속도의 반응인자들의 변화에 따른 생성된 분발의 특성변화를 파악하였다. 반응온도가 800∼$1100^{\circ}C$ 로 증가함에 따라 분무열분해 공정에 의해 생성된 분말의 평균입도가 현저히 증가하였고 점점 치밀한 조직을 나타내었으며 비표면적은 크게 감소하였다. 반응온도의 증가에 따라 니첼 페라이트 상의 생성비율 및 결정성이 증가하였다. 원료용액의 농도가 증가됨에 따라 분말의 평균입도는 점점 증가하고 비표면적은 감소하는 반면 입도분포는 더욱 불규칙하게 나타났다. 용액의 농도 증가에 따라 니켈 폐라이트 상의 생성비율 및 결정성은 현저히 증가하고 있었다. 용액의 유입속도 증가에 따라 분말들의 평균입도는 현저히 증가하고 비표면적은 감소하는 반면 입도분포는 불규칙하게 되며 조직의 치밀성도 감소하였다. 용액의 유입속도 감소에 따라 니켈 폐라이트 상의 결정성 및 생성비율이 현저히 증가하고 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.99-104
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• 2009

폐주물사의 재활용을 위하여 최근 연구자들은 매립에 의존하지 않고 리사이클링하기 위해 노력하고 있으며, 폐주물사의 효율적인 재활용방법으로 시멘트와 결합하여 각종 건설용 자재로 사용하는 방법을 연구하고 있다. 본연구에서는 폐주물사를 대체 잔골재로 사용하여 1:2, 1:3, 1:5의 배합으로 부 빈배합의 예비실험을 통해 폐주물사의 성상을 실험적으로 검토하여 폐주물사를 적용할 수 있는 범위를 배합비 1:3의 W/C 43%와 50%의 2개 수준에 대한 실험으로 폐주물사의 적정 대체율을 찾아 활용할 수 있는 방안을 제안한다. 실험결과 굳지않은 모르타르의 특성으로 유동성은 폐주물사의 대체율이 증가 할수록 플로우는 감소하는 것으로 나타났으며, 공기량도 유동성과 유사한 경향으로 폐주물사의 대체율이 증사 할수록 감소하는 것으로 나타났다. 경화모르타르의 강도특성은 폐주물사를 치환 할수록 강도는 증가하는 것으로 나타났고, 폐주물사를 치환함으로써 초기강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 수밀특성으로 투수량과 흡수량은 폐주물사의 미립분에 의해 공극충전효과로 투수량이 감소하는 것으로 나타나 수밀성을 요구하는 구조물에 폐주물사의 치환은 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.70-77
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• 2012

제강슬래그 중 15~20%를 차지하는 환원슬래그는 건설재료로서의 유익한 화학적 조성을 함유하고 있음에도 불구하고, 특별한 활용처가 없이 매립되어지고 있기 때문에 용도개발이 시급하다. 본 연구는 제강 환원슬래그를 고효율 재활용 용도 개발을 위한 연구로, 사전 연구결과 급냉을 통하여 분화가 없는 안정된 골재상 제조가 가능하고, 이를 분쇄하여 수화시 급결 특성과 자체 수화특성을 갖는 것을 확인하였다. 한편, 철강 제조 공정에서 부산되는 환원슬래그일지라도 생산 제품에 따라 슬래그의 특성도 큰 차이를 보이기 때문에, 각 생산 제품에 따른 10군데 플랜트에서 배출되는 환원슬래그를 채취하여 그 화학적 특성을 평가하였다. 분석된 화학적 특성을 바탕으로, 급냉 시 생성되어지는 광물을 예측하여 사전연구 되었던 급냉 환원슬래그와 같이 급결성 및 강도발현특성을 갖는 무기결합재로의 제조 가능성을 확인하고자 하였다. 그 결과 특수강 및 열연 제품 생산공정에서 배출되는 환원슬래그일수록 높은 $Al_2O_3$ 함량을 가짐에 따라, 급결성 광물인 $C_{12}A_7$을 다량 함유하고, 이로써 급냉을 통하여 특수용 무기결합재로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.128-136
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• 2014

화력발전소에서 발생되는 플라이애시는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애시(High Volume Fly Ash : HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애시 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 본 논문에서는 플라이애시 치환율 0, 35 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60MPa 그리고 인장철근비 2수준을 실험변수로 하여 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 18개를 제작하여 이들의 휨거동을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 의하면 플라이애시를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재의 휨거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다. 또한 HVFAC의 휨거동을 평가하기 위하여 해석적 모델을 제안하였고, 컴퓨터 프로그램을 개발하여 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, 거동 차이가 적어 제안된 해석 모델은 적절한 것으로 평가된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.49-57
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• 2013

최근, 산업부산물의 재활용과 이산화탄소 저감은 사회적으로 매우 중요한 이슈이다. 이러한 측면에서 화력발전소에서 발생되는 석탄회는 콘크리트의 혼합재로 사용되는 것이 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 석탄회를 콘크리트에 사용하기 위하여 KS에서는 $SiO_2$, 분말도, 비중, 강열감량 및 활성도 지수 등의 품질 항목을 선정하여 관리하고 있다. 특히, 활성도 지수의 경우는 석탄회가 콘크리트에 사용될 때의 강도 발현성을 판정할 수 있는 가장 주요한 판정기준인데 반해서 실험소요 기간이 최소 28일 혹은 91일이 요구되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점에 착안하여 본 연구에서는 기존 활성도 지수를 대체하여 석탄회의 포졸란 반응성을 신속하게 측정할 수 있는 API 시험법을 적용하여, API 시험결과와 활성도지수 및 K-value와의 비교 분석을 통하여 API 시험법의 적용 가능성을 검토하고, 신속 측정방법인 API 시험법에 의한 국내 석탄회의 품질을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 국내 석탄회는 수분 및 비중을 제외하고는 KS 품질기준을 대부분 만족하지 못하는 것으로 나타났으며, 특히 유동층 보일러 애시는 고유의 특성을 가지는 것으로 나타났다. API와 활성도지수 및 K-value의 경우, 각각의 상관성이 상당히 좋은 것으로 나타났다. 특히, 재령이 증가할수록 API와의 상관성은 점점 증가하는 것으로 나타나 장기 재령의 실험을 요구하는 활성도 지수 대신에 2일 내에 결과를 알 수 있는 API시험이 석탄회의 포졸란 반응성 평가에 매우 유용한 시험방법인 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제21권2호
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• pp.79-87
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• 2013

부숙기간(부숙 0일, 15일, 30일, 50일, 80일)이 다른 돈분퇴비에 대한 줄지렁이의 섭식량, 생체량, 산란율 및 돈분퇴비로부터 생산된 분변토의 이화학적 성상을 조사하였다. 돈분퇴비에 대한 지렁이 섭식량은 부숙 기간이 길어질수록 증가하였으나, 지렁이 생체량은 30일간 부숙된 돈분퇴비에서 가장 높았으며, 80일간 부숙된 돈분퇴비에서는 생체량이 현저하게 감소하였다. 지렁이의 산란수는 부숙이 진행된 먹이일수록 낮아지는 경향을 보였으며, 특히 80일간 부숙된 돈분퇴비에서 현저하게 낮았다. 부숙기간이 다른 돈분 퇴비로부터 생산된 분변토의 pH, 전기전도도, C/N율이 일반적인 퇴비화 공정보다 빠르게 감소되었으며, 생산된 분변토의 유기물 함량은 돈분퇴비의 부숙기간에 무관하게 35.9-39.8%으로 균질화되었다. 이상에서 지렁이의 처리효율, 생장률 등을 고려하였을 때, 돈분에 대한 지렁이처리를 위한 돈분퇴비의 부숙기간은 15-30일 정도가 적정한 것으로 판단된다. 그리고 일반적인 퇴비화와 지렁이 처리법의 혼합적용에 의해 돈분을 효과적으로 처리할 수 있을 뿐만 아니라 양질의 분변토와 지렁이를 생산할 수 있을 것으로 생각된다.

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.77-87
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• 2001

콤포스팅은 유기성 오염물질로 오염된 토양을 정화하는데에 있어 매우 효과적이며, 환경친화적인 기술이다. 비용면에 있어서도 다른 처리기술들에 비하여 매우 저렴하다. 콤포스팅 공법은 교반식 퇴비단 공법, 공기주입식 퇴비단 공법 그리고 기계식 공법으로 대별된다. 콤포스팅 기술은 공기공급, 온도 및 수분함량 조절, 영양물질 공급, 공극개량제 첨가, 미생물 식종 등에 대하여 세밀히 검토 후 적용하여야 한다. 토양내 산소농도는 5~15%가 적당하지만 일부 화합물의 경우에는 2~5%의 농도에서도 분해가 잘 된다. 온도는 중온이 적용된 사례가 더 많았다. 수분함량은 토양수분보유능력의 50~90% 정도이면 큰 문제가 없는 수준이다. 미생물화학식($C_{60}H_{87}O_{23}N_{12}P$)에 의하여 계산된 C : N : P의 비는 약 20 : 5 : 1이다. 그러나 미생물에 의하여 분해되는 탄소가 모두 세포합성에 이용되는 것이 아니므로 영양물질 첨가는 첨가제의 특성을 잘 파악한 후 결정하여야 한다. 일반적으로 초기 C/N비가 25~40 정도이면 적당하다. 특정미생물 식종첨가의 필요성은 아직 확실한 결론이 나지 않았으며, 시판되는 미생물을 첨가하는 것보다 처리된 토양이나 퇴비 등을 재순환하는 것이 비용경제적이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권5호
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• pp.494-500
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• 2006

전과정평가는 평가대상제품을 만들기 위한 원료물질의 채취, 운반, 제조, 사용 그리고 폐기단계에서 발생되는 환경부하를 정량화하고, 이들 각 단계에서의 환경에 미치는 영향을 평가하는 과정으로 이루어진다. 전과정평가 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 폐기단계에 있어서도, 다른 공정과 마찬가지로 신뢰성 있는 데이터가 요구된다. 본 연구에서는 PC(Personal Computer, 이하 PC로 표기) 폐기단계에서의 경로를 파악하였으며, 이를 토대로 부품을 재사용하는 경우와 재사용하지 않는 경우의 두 가지 시나리오를 구성한 후, 이에 대한 전과정 목록분석을 수행하였다. 이와 더불어 전과정 영향평가 기법을 통해 PC 폐기단계의 8개 영향범주에 대한 환경성 평가를 수행하여 주요 환경적 이슈를 규명하였다. 본 연구를 통해 PC 폐기단계가 가장 영향을 크게 미치는 범주는 두 개의 시나리오 모두에서 오존층고갈이었고, 폐기되는 합성수지의 소각에서 발생하는 $Cl_2$ 때문이었다. 또한 두 시나리오의 환경성을 평가한 결과 부품을 재사용하는 경우가 재사용하지 않는 경우보다 환경적으로 건전한 것으로 평가되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.128-135
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 기초적 특성에 대하여 검토하였다. 실험결과, 유동성 및 응결시간은 B > C > A type 순으로 크게 나타났으며, 온도조건별로는 상온보다 저온에서 더 지연되었다. 압축강도, 휨강도, 부착강도는 3 type 모두 비슷하게 나타났는데, 압축강도는 저온조건에서는 초기에 강도가 작았지만 장기재령에서는 상온조건과 유사한 강도가 나타났고, 휨강도는 초기에는 강도가 유사했지만 장기재령에서는 상온조건이 크게 나타났으며, 부착강도는 상온조건보다 저온조건이 평균 35 % 저하되었다. 길이변화는 A > C > B 순으로 저온조건이 상온조건보다 2배로 나타났으며 고로슬래그 미분말을 취환한 경우 현저히 감소되었다. 물흡수 계수 및 습기투과 저항성은 C > A > B 순으로 크게 나타났고 바텀애쉬를 치환할 경우 다공질의 영향으로 크게 증가되었다.