• 대한환경공학회지
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• 제38권10호
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• pp.574-579
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• 2016

생활하수슬러지만 소각하는 시설에서 발생되는 비산재를 비료 제조시 주원료 또는 부원료로 활용하기 위해 비산재를 원료로 비료를 제조하고 구성성분을 분석하였다. 비산재를 포함해 제작된 비료의 구성 및 물성, 강도, 중금속에 대한 위해성 등을 분석하였다. 비산재는 충분한 인을 함유하여 비료의 원료로 사용될 수 있으나, 비산재를 주원료(40% 이상 포함)로 비료를 제작할 경우 조립화율(2-4 mm 입자 형성율)을 80% 이상 달성할 수 없었다. 비산재를 보조원료로 첨가하여 비료를 제조할 경우, 비산재 함유량을 15%이하로 유지하면 조립화율을 80% 이상 달성할 수 있었다. 비산재를 보조원료로 조립화된 비료의 중금속 분석결과, 폐기물공정시험기준인 용출실험에서는 위해성이 없는 것으로 나타났다. 그러나 토양오염공정시험의 함량분석 상으로는 비산재 함유량이 높아짐에 따라 카드뮴 등 중금속 위해성을 초과하는 항목이 발생되었다. 따라서 비료제작시 비산재를 보조원료로 투입할 경우 중금속을 제거하기 위한 전처리를 하지 않는다면 비료원료의 비산재 함유량을 7% 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.453-458
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• 2013

배기가스 중에서 비산재는 수은을 산화하거나 흡착하는 능력을 지닌다. 비산재의 수은 산화 및 흡착 효율은 비산재가 가지는 특성에 따라 변하여 일정하지 않다. 본 연구는 비산재 성분과 수은의 반응특성을 이해하기 위하여 비산재 성분물질이 원소수은과 산화수은에 대해 가지는 산화 및 흡착 능력을 평가하였다. 그리고 비산재 시료의 조성에 맞게 합성한 비산재를 시험하였고, 석탄화력발전소에서 수령한 비산재 시료의 결과와 비교하였다. 원소수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화구리, 산화철이 높은 산화 또는 흡착효율을 보였고, 염화수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화칼슘, 산화구리, 산화마그네슘이 높은 효율을 보였다. 그리고 합성비산재는 비산재 시료와 유사한 수은 산화 및 흡착 효율을 보였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.37-47
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• 2020

베트남은 화력발전을 중심으로 한 발전용량 확보 계획을 추진 중이며, 석탄화력발전소로부터 배출되는 석탄재의 대량처리 방안 확보가 시급한 실정이다. 이 연구는 베트남에서 발생하는 석탄재 중 미연탄소 함량이 높아 재활용이 어려운 저품위 비산재의 미연탄소 함량을 국제 비산재 활용기준인 6% 미만으로 낮추는 것을 목표로 하였다. 저품위 비산재를 배출하는 발전소의 비산재 품질을 조사한 결과, 비산재의 미연탄소 함량은 5.3~23.6%로 미연탄소 함량이 높고 불규칙하였다. 공기분급과 정전선별을 적용하여 비산재를 처리한 결과, 미연탄소 함량 9.8%까지는 분급 단일공정으로, 23.6%까지의 비산재는 분급과 정전선별로 구성된 복합공정으로 미연탄소 함량을 6% 미만으로 감소시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.547-553
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• 2013

본 논문에서는 석탄화력발전소에서 배출되는 비산재의 $CO_2$ 건식흡수제의 첨가제 및 담체로써의 효과를 검토하였다. 이를 위해 필요에 따라 비산재와 $CO_2$ 포집 유효 성분인 NaOH, CaO 및 물을 조합하여 여러 종류의 흡수제를 제조한 후, $CO_2$ 흡수 실험을 포함한 흡수제의 특성 분석을 수행하였다. 그 결과, 조건에 따라 흡수율과 흡수 온도, 속도 및 탈기 현상 등, 비산재 투입에 의한 다양한 효과를 확인할 수 있었고 NaOH, CaO 및 비산재와 물이 첨가되어 제조된 흡수제에서 비산재 효과가 가장 크게 나타났다. $550^{\circ}C$에서 본 흡수제의 $CO_2$ 흡수율은 비산재가 첨가되지 않은 흡수제에 비해 35.6% 높았고 흡수 종료 후, $CO_2$ 탈기 현상도 관측되었다. 이는 비산재 첨가 때문으로 흡수제 내, 유효 성분들이 비산재 주변으로 분산도가 높고 상대적으로 미세한 입자로 존재하였다. 또한 비산재의 담체 역할이 확인되며 NaOH로 인해 흡수제 내 포졸란 반응이 억제되기 때문이다. 탈기 현상도 비산재 첨가로 인한 현상으로 NaOH, CaO가 비산재와 물리, 화학적 결합을 형성하여 Na와 Ca에 포집되어 있는 $CO_2$의 결합력이 약화되기 때문으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.301-306
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• 2011

본 연구에서는 울산지역의 화력발전소 및 소각로에서 발생하는 비산재, 석탄계 비산재와 폐촉매를 이용하여 수열합성, 용융합성, 용융/수열합성법에 의해 제올라이트를 합성하였다. 석탄계 비산재(F-C1와 F-C2)와 폐촉매(F-W5)는 $SiO_2$와 $Al_2O_3$의 함량이 60.29~89.62 wt%이며, F-C1과 F-C2는 XRD 패턴 분석에서 quartz와 mullite를 포함하고 있었다. 석탄계 비산재와 폐촉매를 이용한 제올라이트 합성은 3가지 합성방법에서 모두 가능하였다. 석탄계 비산재와 폐촉매는 용융합성법에 의해 주로 Na-A형 제올라이트(Z-C1, Z-C2와 Z-W5)로 합성되었으며, 합성된 제올라이트(Z-C1 and Z-C2)는 비산재의 CaO 성분과 합성과정에서 첨가된 Na2CO3에 의해 불순물인 calcite 피크를 형성하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권6호
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• pp.271-276
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• 2008

비산재-점토 계 슬립으로부터 제조된 소결체 분쇄 분말을 화력발전소에서 배출되는 비산재와 혼합하여 그 토목공학적 특성을 측정하고 기반재로의 적용가능성을 조사하였다. 분산이 잘 되지 않은 비산재-점토 계 슬립(F-slip)과 이를 분산 시킨 후 재응집시킨 슬립(C-slip)을 제조하고 이로부터 소성체를 합성하였다. C-slip으로부터 제조된 소결체가 F-slip 경우 보다 더 균일한 미세구조를 나타냈으며 따라서 그 밀도 및 강도가 더 높았다. C-slip으로 부터 소성된 소결체를 파쇄한 뒤 $0.84{\sim}2\;mm$ 입자를 추출하여 순수 비산재에 섞은 혼합분말은 압축지수, 압축강도 그리고 투수계수 등 토목공학적 물성이 순수 비산재에 비하여 향상되었다. 따라서 슬립 공정으로 제조된 분말을 비산재에 혼합하게 되면 그 역학적 특성이 개선되어 기반재 또는 기층재로의 적용 가능성이 향상됨을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.493-499
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• 2013

저급탄의 가스화에서 얻은 비산재를 활용하기 위한 목적으로 비산재의 열분해와 비산재 촤의 $CO_2$ 가스화반응에 대한 실험을 비등온의 승온 조건(10, 20, $30^{\circ}C$/min)에서 TGA를 이용하여 수행하였다. 비산재의 열분해 속도는 1차의 열분해 모델(Kissinger법)에 의해 해석하였지만, 비산재에 포함된 휘발분의 함량이 낮아 모델의 신뢰도는 낮게 평가되었다. 비산재 촤의 $CO_2$ 가스화반응에 대한 실험결과는 미반응핵 모델, 균일반응 모델 및 랜덤 기공 모델 등으로 해석하여 석탄 촤의 $CO_2$ 가스화반응 결과와 비교하였다. 저탄소가 함유된 비산재 촤(LG탄)는 200.8 kJ/mol의 활성화 에너지로 균일반응 모델의 의해 잘 모사되었으며, 고탄소가 함유된 비산재 촤(KPU탄)의 경우에는 198.3 kJ/mol의 활성화 에너지로 석탄 촤의 $CO_2$ 가스화 특성과 유사하게 랜덤 기공 모델의 의해 잘 모사되었다. 결과로서, 두 비산재 촤의 $CO_2$ 가스화반응에 대한 활성화 에너지는 큰 차이를 나타내지는 않았지만, 고정탄소의 함량에 따라 적용할 수 있는 모델이 다르다는 것을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권1호
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• pp.54-60
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• 2011

유동층 연소 방식의 화력발전소에서 발생된 석탄 비산재를 점토와 혼합하여 8 mm 크기의 구형 성형체를 제조한 후, $1050^{\circ}C{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고, 골재의 발포특성에 미치는 비산재의 영향을 분석하였다. 비산재가 50 wt% 미만으로 첨가원 시편은 발포되면서 black-coring 현상을 나타내었다. 비산재가 50 wt% 이상 포함되면, 소성온도와 함께 골재의 부피비중이 높아지면서 시편 전체가 검은색으로 변하였다. 이는 미연탄소 함량의 증가로 인해 과도한 환원분위기가 형성되고 따라서 가스가 급속히 방출됨과 동시에 대부분의 산화철이 환원되기 때문이다. 소성온도가 같을 경우 비산재 함유량이 높을수록 골재의 부피비중은 낮아지는 경향을 보였다. 비산재 첨가량이 10 wt%인 경우를 제외한 모든 시편들은 소성 온도를 높이면 홉수율이 감소하였는데 이는 고온일수록 액상이 많이 형성되었기 때문이다. 본 연구에서 제조된 유통층 연소기 석탄 비산재에 점토가 10~90 wt% 첨가된 시편들은 부피비중이 0,9~1.8, 흡수율이 8~60%로 다양한 특성을 나타내어 중량 내지 경량골재로 사용이 가능할 것으로 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권2호
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• pp.96-99
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• 2016

본 연구에서는 국내 생활하수슬러지의 소각시 발생되는 폐기물 중 소각재를 자원화하기 위하여 비산재의 구성성분을 분석하였다. 본 연구에서는 도시지역에서 발생되는 하수슬러지만 소각하는 소각장의 비산재를 대상으로 분석하였다. 기초 물성을 분석하기 위하여 pH와 수분함량, 구성성분, 입자크기 및 표면분석을 실시하였으며, 자원 재활용 여부 판단을 위하여 중금속 분석을 실시하였다. 분석 결과 pH는 평균 6.2, 수분함량은 측정 전/후 5%를 나타냈다. T-N과 $T-P_2O_5$의 경우 각각 3%와 24.5%가 함유된 것을 확인하였다. 이를 통해 도시지역 하수슬러지의 소각 비산재에는 다량의 $T-P_2O_5$가 함유된 것을 알 수 있었다. 입자의 평균 크기는 836 nm이었다. XRD (X-ray diffraction)를 측정한 결과, 비산재가 $P_2O_5$, CaO, MgO, $K_2O$ 등의 구성원소를 가지는 것을 확인하였다. 폐기물공정시험기준에 따라 중금속 분석을 한 결과 지정폐기물 분류기준을 초과하는 항목은 없었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.198-205
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• 2014

본 논문은 상온에서 물을 이용하여 석탄 화력 발전소에서 배출되는 비산재(Coal fly ash, FA)의 침출 특성과 탄산염 광물화 성능에 관해 연구하였다. 침출률은 100분에서 가장 높았고 5회를 통한 비산재 내 Ca와 Na의 총 침출률은 각각 25.37%와 7.40%로 측정되었다. 또한, 비산재 침출 시 생성되는 $Ca(OH)_2$와 비산재의 주성분인 $SiO_2$가 반응하여 포졸란 반응이 일어나 침출률을 저하시키는 것으로 판단된다. 침출 여과액을 통한 비산재의 탄산화 성능는 6.08 mg $CO_2/g$ FA로 측정되었으며 이중 Ca, Mg, Na, 및 K 성분이 기여한 값은 5.19 mg $CO_2/g$ FA로 약 85%로 계산되었다. 또한 침출액 기준 Ca와 Na의 탄산화율은 각각 85.62%와 77.70%이며 비산재 기준 Ca와 Na의 탄산화율은 각각 9.04%와 5.26%로 확인되었다.