• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권5호
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• pp.630-638
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• 2001

The electrical resistivity of sinter dusts generated from the steel industry and coal fly ash from the coal power plant has been investigated using the high voltage conductivity cell based on JIS B 9915 as a function of temperature and water content. Dust characterization such as the chemical composition, size distribution, atomic concentration, and surface structure has been conducted. Major constituents of sinter dusts were Fe$_2$O$_3$(40∼74.5%), CaO (6.4∼8.2%), SiO$_2$(4.1∼6.0%), and unburned carbon (7.0∼14.7%), while the coal fly ash consisted of mainly SiO$_2$(51.4%), Al$_2$O$_3$(24.1%), and Fe$_2$O$_3$(10.5%). Size distributions of the sinter dusts were bi-modal in shape and the mass median diameters (MMD) were in the range of 24.7∼137㎛, whereas the coal fly ash also displayed bi-modal distribution and the MMD of the coal fly ash was 35.71㎛. Factors affecting resistivity of dusts were chemical composition, moisture content, particle size, gas temperature, and surface structure of dust. The resistivity of sinter dusts was so high as 10(sup)15 ohm$.$cm at 150$\^{C}$ that sinter dust would not precipitate well. The resistivity of the coal fly ash was measured 1012 ohm$.$cm at about 150$\^{C}$. Increased water contents of the ambient air lowered the dust resistivity because current conduction was more activated for absorption of water vapor on the surface layer of the dust.

• 에너지공학
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• 제13권1호
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• pp.82-91
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• 2004

석탄 및 하수슬러지 내에 함유된 무기물질을 환경적 측면에서 안정적인 물질로 재활용하기 위해서는 회재의 형태가 아닌 슬랙의 형태로 발생시키는 것이 한 방법이다. 가스화 반응에서 생성된 석탄 슬랙과 소각ㆍ용융과정에서 생성된 하수슬러지 슬랙의 특성을 분석하여, 재활용 측면에서 살펴보았다. 급냉을 시킨 슬랙들은 잘게 쪼개진 수 mm크기로 발생되었고, 함유된 미연탄소분은 모두 0.15% 이하였으며 슬랙의 구조는 대부분 무결정형인 특징을 보여주고 있었다. 분석 결과를 보면, 석탄 슬랙과 하수슬러지 슬랙 모두 중금속 성분이 용출되는 양은 국내기준치의 10배나 엄격한 일본기준보다도 훨씬 낮아서 재활용 물질로 활용하는 데에 문제가 없음을 알 수 있었다. 슬랙 내에 함유된 중금속 농도에서는 큰 차이가 있었는데, 향후 중금속 함량규제가 도입될 경우에는 두 슬랙 원료의 혼합 활용을 통해 중금속 함량 조절도 가능할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.182-188
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• 2008

폐폴리에틸렌 필름을 재활용하기 위하여 폐폴리에틸렌과 비산재를 사용하여 콤파운드를 제조하였다. 실험에 사용한 고분자는 생활쓰레기에서 분리수거한 폴리에틸렌(PE)과 포장용 필름을 생산하는 공장에서 발생하는 스크랩에서 얻어지는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)이다. 폐폴리에틸렌의 물리적 성질을 개량시키기 위하여 화력발전소 굴뚝에서 포집한 석탄재와 생활쓰레기 소각로굴뚝에서 얻어지는 비산재를 사용하였다. 발전소 석탄재를 투입하면 재활용 LDPE와 LLDPE 콤파운드의 인장강도는 감소하고 굴곡모듈러스는 증가하였다. 역청탄재를 혼합한 경우에 비하여 무연탄재를 투입한 LLDPE 콤파운드의 인장강도와 굴곡강도가 약간 높았으며, 이는 무연탄재가 다소 많은 량의 미연소 탄소를 가지기 때문으로 사료된다. 생활쓰레기에서 얻어진 PE 단독에 소각로 비산재를 투입하면 인장강도와 굴곡강도가 모두 증가하였다. 이와 같은 소각로 비산재에 의한 상승효과는 생활쓰레기 PE에 포장용 필름 스크랩의 LDPE를 섞게 되면 Filler 입자가 LDPE의 결정화를 방해하기 때문에 상쇄되는 현상이 관찰되었다. 소각로 비산재를 혼합하여 생활쓰레기 PE를 재활용한 콤파운드는 하수관 등을 제조하는 원료로 사용이 가능하다. 본 연구결과를 폐플라스틱의 재활용에 적용시키면 폐기물처리 비용을 절감하고 환경보존과 자원절약에 기여할 수 있다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.102-108
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• 2009

Fossil power plants firing lower grade coals or equipped with modified system for NOx controls are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. In order to develop a on-line combustion tuning system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' $O_2$, NOx and CO was monitored by using a spatially distributed monitoring grid located in the boiler's high temperature vestibule and upper convective back-pass region. At these locations, the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. using these monitored information we can improving combustion at every point within the furnace, therefore the boiler can operate at reduced excess $O_2$ and gas temperature deviation, reduced furnace exit gas temperature levels while also reducing localized hot spots, corrosive gas conditions, slag or clinker formation and UBC. Benefits include improving efficiency, reducing NOx emissions, increasing output and maximizing availability. Discussion concerning the reduction of greenhouse gases is prevalent in the world. When taking a practical approach to addressing this problem, the best way and short-term solution to reduce greenhouse gases on coal-fired power plants is to improve efficiency. From this point of view the real time optimized combustion tuning approach is the most effective and implemented with minimal cost.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.381-384
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• 2008

부순골재 생산과정에서 발생하는 석분토와 화력발전소에서 발생하는 Bottom ash를 이용한 인공경량골재의 물리 화학적 특성을 분석하여 콘크리트용 인공경량골재의 사용여부를 검토하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 석분토(이하 SD)와 Bottom ash(이하 BA)의 혼입비율에 따른 인공경량골재의 특성으로는 BA의 혼입비율이 커질수록 미연탄소와 $Fe_2O_3$의 함량 증가로 인해 소성 시 가스 발생량이 증가하여 밀도는 낮아지고 흡수율은 증가하는 것으로 나타났는데, 화학조성상 적절한 혼합비율은 SD : BA = 5:5 내외일 것으로 판단된다. Flux제 첨가에 따른 인공경량골재의 특성으로는 $Na_2SO_4$ 첨가율이 증가할수록 밀도는 낮아졌다. 이에 본 연구범위내에서는 SD: BA = 5:5, $Na_2SO_4$ 2%, $Fe_2O_3$ 1%, 소성 온도 $1,150^{\circ}C$, 소성시간 15분에서 밀도 $1.52g/cm^3$, 흡수율 7.3%의 인공경량골재를 개발할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.583-589
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• 2010

In this paper, the properties of reclaimed ash(RA) from various domestic thermal power plants(S, D and H) were analyzed, and the possibility of fabricating the artificial lightweight aggregate(ALA) using RA was studied. The chemical compositions of RA are similar to the clay, but it had higher concentrations of alkali earth metal oxides(CaO, MgO) and unburned-carbon. The TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure) results showed that the dissolution concentrations of heavy metal ions of RA were below the limitation defined by the enforcement regulation of wastes management law in Korea. The results of IC analysis showed that leaching concentration of $Cl^-$ ion was 124 ppm for RA of HN and ${SO_4}^{2-}$ ion was leached a few hundreds ppm for all RA in this study. The ALAs with various mass ratio of clay to reclaimed ash(RA:Clay = 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7) were sintered with a electric muffle furnace at the temperature of $1050{\sim}1200^{\circ}C$. The specific gravity and water absorption(%) of the sintered ALAs were 1.1~1.8 and 10~30% respectively. The ALA sintered in the rotary kiln at $1125^{\circ}C$ showed a bulk density of 1.7 and water absorption of 15.2%.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.609-615
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• 2015

본 연구는 직접분사식 가솔린엔진에서 공기 과잉률 및 바이오에탄올-가솔린 혼합연료의 혼합비에 따른 연소특성과 배기배출물 특성을 실험적으로 규명한 것이다. 다양한 공기 과잉률 및 혼합비 조건에서 실험을 수행하였으며, 연소실 압력, 열발생률, 연료소비율 등을 통해 연소특성을 분석하였으며, 배기배출물 특성은 미연탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물($NO_x$) 분석을 통해 확인하였다. 혼합연료의 실험결과는 100% 가솔린 및 바이오에탄올 실험결과와 비교하였다. 실험결과 최고연소압력과 열발생률, 제동연료소비율은 혼합비의 증가에 따라 증가하였으며, CO, HC, $NO_x$와 같은 배기배출물은 바이오 에탄올 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였다. 혼합연료의 배기배출물 수준은 가솔린 보다 낮게 나타났다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.45-52
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• 2009

Fossil power plants firing lower grade coals or equipped with modified system for $NO_x$ controls are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. In order to develop a on-line combustion tuning system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' $O_2,\;NO_x$ and CO was monitored by using a spatially distributed monitoring grid located in the boiler's high temperature vestibule and upper convective rear pass region. At these locations, the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. using these monitored information we can improving combustion at every point within the furnace, therefore the boiler can operate at reduced excess $O_2$ and gas temperature deviation, reduced furnace exit gas temperature levels while also reducing localized hot spots, corrosive gas conditions, slag or clinker formation and UBC. Benefits include improving efficiency, reducing $NO_x$ emissions, increasing output and maximizing availability. Discussion concerning the reduction of greenhouse gases is prevalent in the world. When taking a practical approach to addressing this problem, the best way and short-term solution to reduce greenhouse gases on coal-fired power plants is to improve efficiency. From this point of view the real time optimized combustion tuning approach is the most effective and implemented with minimal cost.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.566-571
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• 2014

내구성은 콘크리트 구조물의 안전성과 경제성에 직접적으로 연관되므로 매우 중요한 사항인데, 최근 들어 콘크리트의 내구성에 사회적, 공학적 관심이 집중되면서 이에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 콘크리트의 염해나 탄산화, 동결융해 등의 열화요인은 독립적이 아닌 복합적인 형태로 작용하게 되는데, 이러한 열화현상을 저감하는 한 방편으로 사용하는 플라이 애쉬는 콘크리트 혼화재 중에서 사용빈도가 매우 높다. 또한 플라이 애쉬는 유동성 증진을 통한 내구성의 향상과, 수화열 저감을 통한 균열감소 및 장기강도 증진 등의 효과가 있으며, 시멘트를 대체하여 결합재로서 경제적인 효과를 유발하는 장점도 가지고 있다. 그러나 플라이 애쉬는 그 품질의 편차가 크고, 경우에 따라서 미연 탄소분에 의한 AE제 흡착 등으로 인하여 콘크리트의 내구성 및 강도를 저하시킬 수 있는 요소를 내포하고 있으므로 사용 시 주의가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 치환율의 플라이 애쉬를 혼입한 콘크리트를 경화 전후에 특성실험을 한 다음, 그 결과를 분석 고찰함으로써 열화를 저감하고, 내구성을 갖는 콘크리트를 제조하기 위하여 혼화재 및 결합재로서의 적용성 및 타당성을 검증하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.548-555
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• 2017

본 연구는 560 MWe급 접선연소식 미분탄 보일러에서 공기단계연소에 의한 연소 및 NOx 배출 특성과 슬래깅성에 대하여 분석한 것이다. 이를 위해 고급 석탄 연소 모델이 적용된 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 이용하여 전체 연소공기의 당량비(SR)는 1.2로 고정하고, 버너 영역의 SR을 0.94에서 0.995까지 변화시켰다. 공기 배분의 변화에 따라 버너 영역 및 열교환기의 온도 및 전열량 분포가 변하지만 보일러의 전체 효율은 거의 동일하게 나타났다. 버너 영역의 SR이 0.94로 낮아지면 Fuel NO의 생성이 억제되어 절탄기 출구 NOx 배출량은 20% 감소하나, 미연분과 슬래깅성에는 큰 영향이 나타나지 않았다. 따라서, 이 보일러에서 NOx 배출 저감을 위해 공기배분을 조절하여 버너 영역의 SR를 낮추고 상부연소공기(OFA)의 값을 높여 운전하는 것이 타당함을 확인하였다.