• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-189
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• 2017

플라이애시는 시멘트 계열 재료의 혼화재료로서 널리 사용되고 있는 재료이다. 다만, 플라이애시는 화력발전소의 석탄재를 포집하여 정제과정을 거친 재료로서 정제과정의 에너지 소모 및 유통과정에서의 품질 확보가 중요하다. 이에 본 연구에서는 플라이애시 생산과정 중 발생하는 세 가지 종류의 다른 품질의 석탄재를 대상으로 각각의 입자조건과 시멘트 페이스트 상태에서 레올로지 거동을 평가하였다. 실험결과 리젝트 애시는 작은 석탄재 입자가 응집되어 굳어진 다공질의 큰 입자로 구성되어 있었고, 그러한 이유로 시멘트 페이스트에 포함될 경우 공기량이 높게 측정되는 경향이 나타났다. 유동성 측면에서는 석탄재가 치환되는 경우 유동성이 증진되는 양상을 보였으며 특히 점도 측면에서는 입자조건에 따라 점도를 조정할 수도 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.211-218
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• 2022

석탄재는 시멘트 클링커의 실리카와 알루미나질 공급원으로서 활용이 고려되고 있다. 이러한 석탄재의 시멘트 클링커 소성과정에서 소성온도에 따른 고온 미세구조변화를 검토하여, 시멘트 클링커 소성에서 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 사용된 석탄재는 소성온도 950 ℃부터 입자 표면의 형상변화가 관찰되었으며, 1250 ℃ 이상의 소성온도에서 부터는 석탄재의 형상이 소멸되었다. 석탄재의 Al, Fe 성분은 1350 ℃ 이상의 온도에서는 시멘트 간극상으로 전환되는 되는 것을 확인하였다. 또한, 다량의 석탄재를 원료로 적용한 클링커는 1150~1200 ℃의 소성온도 구간에서 Lime의 함량이 낮고, Belite의 함량이 높게 나타나, 석탄재의 적용으로 초기 소성온도에서 칼슘실리케트 광물의 형성이 더 원활하게 진행되는 것을 확인하였다.

• 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.

• Advances in concrete construction
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• 제6권4호
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• pp.407-422
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• 2018

The study evaluates properties of brick having coal ash and explores the possibility of utilization of coal bottom ash and coal fly ash as an alternative raw material in the production of coal ash bricks. Lower cement content was used in the investigations to attain appropriate strength and prohibit high carbon content that is cause of environmental pollution. The samples use up to 7% of cement whereas sand was replaced with bottom ash. Bricks were tested for compressive strength, modulus of rupture, ultrasonic pulse velocity (UPV), water absorption and durability. The results showed mix proportions of bottom ash, fly ash and cement as 1:1:0.15 i.e., M-15 achieved optimum values. The coal ash bricks were well bonded with mortar and could be feasible alternative to conventional bricks thus can contribute towards sustainable development.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제4권2호
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• pp.80-88
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• 2010

In order to offer a better understanding of air pollution of China as well as East Asia we attempted to characterize the chemical properties of the raw coal materials mined in China and their combusted bottom ashes generated from coal fired power plant. To this end, we measured the chemical characteristics of individual bottom ashes and feed coal fragments collected at a coal fired power generator which was operated with the raw coal dug at a coal mine in China. The chemical properties of these two sample types were determined by a synchrotron radiation X-ray fluorescence (SR-XRF) microprobe method. Through an application of such technique, it was possible to draw the 2D elemental maps in and/or on raw coal fragments and fired bottom ashes. The pulverized fine pieces of feed coal mainly consisted of mineral components such as Fe, Ca, Ti, Ca, and Si, while Fe was detected as overwhelming majority. The elemental mass of combusted bottom ash shows strong enrichment of many elements that exist naturally in coal. There were significant variations in chemical properties of ash-to-ash and fragment-to-fragment. Although we were not able to clearly distinguish As and Pb peaks because of the folding in their X-ray energies, these two elements can be used as tracers of coal fire origin.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.414-422
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• 1995

석탄회를 요업원료로 재활용하기 위하여 하소 및 수비에 의하여 선별화 하였으며, 선별화의 영향을 고찰하기 위하여 비처리 석탄회와 하소 및 수비 처리한 석탄회의 결정상, morphology, 화학성분, 입도분포, 강열감량을 측정하였다. 또한, 기존의 점토 수비 실험식이 석탄회의 수비에도 적용될 수 있는지 여부를 조사하였다. 점토에 대한 수비 실험식을 석탄회의 수비에 적용한 결과 Rittinger의 실험식과 비교적 잘 일치하였다. 처리조건에 관계없이, 석탄회는 mullite와 quartz가 주결정을 이루고, 비처리 및 수비 처리한 석탄회에서는 calcite 결정이 관찰되었으나 하소한 경우 calcite의 결정 peak가 나타나지 않았다. 입자의 형태는 비처리 석탄회의 경우 cenosphere, coke type, silicate type, whisker type, aggregate type 입자로 이루어져 있고 하소한 경우에는 coke type 입자가 제거되고 상대적으로 aggregated type 입자가 많이 관찰되었다. 특히 수비 4단계의 경우에는 비교적 구형의 cenosphere가 많이 얻어졌다. 하소에 의해 입도분포가 좁아졌으며, 특히 수비에 의해서 매우 좁은 입도분포를 얻었다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.218-225
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• 2014

석탄의 가스화는 촉매 도입 시 온순 조건에서 가능하나, 석탄 내 회분에 의한 비활성화에 의해 반복적인 촉매 활용이 힘들다. 이에 본 연구에서는 삼화 원탄에서 회분을 제거하여 삼화 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조한 후 가스화 반응성을 원탄과 비교하여 알아보았다. 우선 원탄을 대상으로 고정층 반응기에서 수증기 공급량, 공간 속도(space velocity), 온도 및 촉매를 변수로서 가스화 조건을 결정하였다. 고체상 혼합법으로 다양한 촉매 도입 시, 유동성을 갖는 $K_2CO_3$가 가장 높은 활성을 보였다. 무회분탄은 원탄보다 낮은 반응성을 보였으며, 이는 용매(1-methylnaphthalene, 1-MN)를 이용한 고온 추출 및 건조 공정 중에 소모된 산소 기능기 함량과 증가된 탄화도(carbonization)에 기인한다. $K_2CO_3$ 가 혼합된 무회분탄의 반응성은 급격히 증가하여 낮은 온도 ($700^{\circ}C$)에서도 높은 전환율을 보였다. 이때 $H_2/CO$와 $CO_2/CO$ 비율도 증가하는데, 이는 촉매에 의해 수성가스전환(water-gas shift) 반응이 활성화됨에 기인한다. 본 연구에서는 무회분탄의 저온 촉매 가스화 반응을 통해 석탄 가스화 공정의 경제성이 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.364-372
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• 2023

본 연구에서는 시멘트 클링커의 소성 원료로서 조립의 석회석과 가공하지 않은 석탄재를 적용하여 시멘트 클링커의 미세구조 및 화학성분의 분포를 비교 고찰하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 조립의 석회석을 적용한 시료는 시약급 원료를 사용한 시료에 비하여 소성성의 저하가 나타났으며, 석탄재를 적용한 시료에서는 소성성이 일부 증가하는 경향이 나타났다. 조립의 석회석과 석탄재를 적용한 시료에서 1350 ℃에서 Belite의 생성이 높게 나타났으며, 1350~1450 ℃의 구간에서 Belite에서 Alite로의 전환율이 높게 나타났다. 석탄재를 적용한 시료에서 1350~1450 ℃ 구간에서 간극상의 생성이 안정적으로 나타났다. 1350~1450 ℃로 소성된 시멘트 클링커의 미세구조 및 화학성분 분포는 모든 시료가 잘 발달 된 칼슘실리케이트상과 간극상이 명확하게 구분되는 형태 및 성분분포를 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제5권3호
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• pp.44-49
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• 1996

국내 석탄발전소에서 배출되고 있는 비산회의 재활용에 가장 큰 문제점은 비산화에 혼입되어 있는 미연탄소분이다. 본 연구는 기존 포말부유선광법으로 유연탄비산회의 미연탄소분을 제거할 때 기포제종류 및 첨가량의 영향, 포집제 첨가량의 영향을 실험하고, 여기에서 수율, 회수율, 미연분제거율, 공정효율을 구하였다. 또한 비산회정제 전후의 화학적 성분을 분석하여 성분변화를 확인하였다. 실험결과는 유연탄 비산회 중의 미연탄소분을 92.4%까지 제거할 수 있었으며, 그 결과 비산회의 순도를 99.4%까지 높일 수 있었다.

• 시멘트 심포지엄
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• 통권49호
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• pp.25-26
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• 2022

화력발전소에서 발생하는 석탄회의 경우 콘크리트용 혼합재 용도 이외 잔재물은 대부분 폐기/매립되고 있는 실정이다. 매립되고 있는 석탄회도 시멘트용 원료로 대체 사용이 가능하나, 해수접촉에 의한 염소함량 및 수분 제어가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 매립 석탄회의 시멘트 원료 활용을 위한 제반 공정 기술개발을 추진 중에 있다.