무연탄 석탄회의 재활용 향상을 위하여, 무연탄 석탄회의 특성을 유연탄 석탄회의 특성과 비교하였다. 특히, 무연탄 석탄회를 소성블릭의 원료로 활용하기 위하여, 무연탄 석탄회의 고온 특성이 열분석, 고온현미경 및 X선 회절 분석에 의해 조사되었다. 무연탄석탄회의 $A1_2$$O_3$/SiO$_2$ 비는 평균 0.62이고 유연탄 석탄회는 $A1_2$$O_3$/$SiO_2$ 비가 0.34로 무연탄 석탄회 중 A1$_2$$O_3$ 성분의 조성이 높았다. 무연탄 석탄회 중 $SiO_2$는 석탄회 중의 $A1_2$$O_3$와 반응하여 $1000^{\circ}C$의 고온에서 새로운 뮬라이트 결정을 형성하였고, 그 결과 우수한 내화도를 나타내었다. 또한, 무연탄 석탄회의 첨가량 변화에 따른 혼합시료의 압출 성형 특성을 평가하기 위하여 고령토와의 혼합시료가 제조되었고, 무연탄 석탄회 첨가 성형 벽돌의 압출속도는 혼합시료 중 석탄회의 첨가량이 증가할수록 감소하였으며, 압출 성형가능한 무연탄 석탄회의 최대 첨가량은 60wt%이었다.
석탄회의 농업적 활용 방안을 모색하기 위하여 포트에 수수를 재배하였다. 토양은 무연탄회와 유연탄회로 각각 0, 6, 12, 18, 24% 처리되었다. 생육시기중 초장과 줄기의 마디수는 무처리 보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 효과가 더 좋았다. 석탄회처리는 24%까지 수수의 생육에 좋은 영향을 미쳤다. 성숙기의 고엽화(枯葉化)율은 석탄회처리에서 현저히 심하였고 석탄회의 농도가 증가할수록 그 율이 증대되었다. 줄기와 잎을 포함한 전수확량은 무처리보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 더 높았다. 알곡수량은 무처리보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 효과가 더 좋았다. 일반적으로 석탄회처리는 12%까지 수량이 증가되었다. 수수 생육은 pH가 높은 토양에서 왕성하므로 유연탄회 처리는 권장될 수 있다.
This study was conducted to investigate the effect of fly ash on the yield and quality and to determine the optimum application amount of fly ash for tobacco(Nicotiana tabacum L). Two kinds of fly ash, anthracite and bituminous coal, were treated with different levels of 0, 20, 40, 60 MT/ha. Dry weights of tobacco at middle and topping growth stage were increased with application of fly ash, showing the highest dry weight at 40 MT/ha in both kinds of fly ash. It was showed that the bituminous coal had a little more effective for yield than that of anthracite. Comparing with the control, yields of tobacco applied with fly ash were significantly increased about 17.7% and 17.1% by the application of bituminous coal and anthracite, respectively. Quality of flue-cured leaves was better by application of fly ash than that of the control. The quality index was given the highest at 40 MT/ha for bituminous coal increasing by 24.6% and at 60 MT/ha fur anthracite increasing by 13.4% compared with the control. The economical efficiency considered of the yield and quality of tobacco was the highest at 40 MT/ha of bituminous. Soil pH, contents of available P2O5, organic matter, exchangeable Ca2+ and Mg2+ of soil during the growing season were increased by application of fly ash, showing more effectiveness in bituminous than that in anthracite. By the application of fly ash, the nutrients availability and the acidity of soil were reformed and they caused significantly the increase of growths yield, and quality of tobacco. By the application of lime reforming soil acidity, growth response, yields and quality of tobacco were not increased compared to the control, although the effect of reforming soil pH was remarkable.
Fly ash, by-product from coal fired power station, has long been regarded as a potential contamination source for heavy metals and inorganics due to their enriched concentrations and associations with particle surface. Feed coal and fly ash samples were collected from two power stations; Yongdong deliang with domestic anthracite coals and Boryong with imported bituminous coals. The coal and fly ash samples were analyzed for chemical composition and mineral components, using XRF and XRD. Batch leaching experiments were conducted by agitating samples with deionised water for 24 hours. Anthracite coals are generally higher in Al and Si contents than bituminous coals. This is due to the higher ash contents of the anthracite coal than bituminous coal. The chemistry of the two fly ash samples shows broadly similar compositions each other, except for the characteristically high contents of Cr in anthracite coal fly ash. Leaching experiments revealed that concentrations of metals gradually decreased with leachings in general. However, measurable amounts of metals were present in the effluent from weathered ash and the samples subjected to the leaching procedure. These metals are likely to indicate that the metals in fly ash were incorporated into glass fraction as well as associated with particle surface of samples. Dissolution of aluminosilicate glass would control releasing heavy metals from fly ash as weathering progresses during landfill with implication of possible groundwater contamination through fly ash landfill.
Pot experiment was conducted to investigate the effects of fly ash on growth responses and on accumulation of the heavy metals in soil. Two kinds of fly ash, anthracite and bituminous coal, were treated with different levels of 0, 0.4, 0.8, and 1.2 kg/pot(20L). Tobacco growth was better by application of fly ash than that by the control. However, the early stage of growth by application of bituminous coal, 1.2 kg/pot, was decreased due to the boron toxicity occurred by fly ash. Generally, tobacco yield was significantly increased with applying fly ash, showing the highest yield at 1.2 kg/pot for anthracite and at 0.8 kg/pot for bituminous coal. The content of total nitrogen in leaves was higher with fly ash than that of the control, while the content of calcium in leaves was low, Contents of heavy metal and the other minerals were not significantly different between the control and the treatment of fly ash. Soil pH after experiment was linearly increased with application level of fly ash, indicating that the application of bituminous coal was more effective than that of anthracite. Contents of available phosphate, exchangeable $Ca^{2+}$+ and $Mg^{2+}$ in soil were increased by application of fly ash, especially with bituminous coal. Contents of Cu, Cr, and Ni were increased with application level of bituminous coati even if the contents were still lower than critical levels for farming land. The other heavy metals were similar between the control and the application of fly ash.
본 연구는 현재 폐기되고 있는 미연탄소분을 많이 함유한 비산회재를 이용하여 흡착제를 제조하고자 하였으며, 제조된 흡착제에 대한 중금속 제거 실험을 통하여 중금속을 함유한 폐수처리기의 적용가능성을 알아보았다. 비산회재에 장성탄의 혼합비율을 달리하여 세 종류의 펠릿을 제조하였으며, 장성탄의 혼합비율이 증가함에 따라 펠릿의 고정탄소함유량이 증가하였다. 이를 이용하여 탄화와 활성화를 거처 85~96%의 경도와 100~300 mg/g의 요오드 흡착량을 갖는 흡착제를 제조하였으며, 장성탄 혼합비율이 증가할수록 경도 및 요오드 흡착량이 증가함을 알 수 있었다. 중금속의 제거실험에서 제조된 흡착제에 대한 Pb와 Cr의 제거율이 90% 이상을 나타내었으며, 비산회재의 겨우 Pb 31.5%, Cr 5.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이는 활성과정동안 비산회재에 함유된 미연탄소분과 $SiO_2$에 의하여 흡착성능이 증가되었기 때문이다.
The characteristics of co-combustion of Korean anthracite and bituminous coal was determined in a TGA and a lab-scale CFB reactor. The combustion reactivity of Korean anthracite (E = 51.2 kcal/mol) was much lower than that of bituminous coal (E = 14.5 kcal/mol). As the addition amount of the bituminous coal into the anthracite was increased, the reactivity of the anthracite was found to be improved. The effluent rate of the emission gases from the CFB reactor was not changed appreciably when each coal burned. As the bituminous coal was added, however, the effluent rate of the emissions was increased. The unburned carbon in fly ash from the CFB reactor was decreased with increasing the ratio of bituminous coal in co-combustion. But as the ratio of the bituminous coal was larger than 40 %, the combustion reactivity was not increased any more.
The anthracite coalfields of Korea are confined to the areas where sedimentary rocks of Permian and Jurassic are preserved. The Chungnam coalfield lies in the sedimentary rocks of Jurassic which belongs to the Daedong Supergroup (the Nampo group). For the property analysis of each coal seam interbeded in Daedong Supergroup, Seongju area is chosen and twelve coalseams are taken. Many standard tests have been established for optical analysis (maceral analysis, coalification degree measurement), chemical analysis (proximate, ultimate analysis) and physical analysis (ignition temperature, ash fusion temperature, hardgrove grindability index and X-ray diffraction). The Jurassic anthracite mainly consist of vitrinite and macrinite and the range of the reflectance is $R_{max}$ 5.0-6.5 which means metaanthracite rank. By the chemical composition analysis, it shows low H/C and high O/C value compare with international average value. By the physical analysis, it has very high ignition temperature ($531-584^{\circ}C$) and ash fusion temperature ($1510-1700^{\circ}C$) and very low combustion velocity (0.2-1.9 mg/min). The very wide range of the hardgrove grindability index (46-132) means that the grindability controlled mainly by the structural conditions of coal bearing strata.
어룡탄광에서 산출되는 저질인 무연탄 슬러리를 Oil agglomeration 처리법으로 탈수하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 저질 무연탄은 기름과 응집체(COM)를 형성하여 물과의 비중차이에 의해서 약 80%까지 분리되고 이때 COM을 만드는 각각 석유, 경유 또는 중유의 첨가량은 시료량의 10%정도이다. 무연탄에서 가연성분을 회수하고 회분을 제거할 수 있는 능력은 기름의 첨가율, 광액 농도, 광립의 입도, 교반시간, 교반강도에 크게 영향을 받는다. 최적조건인 상태에서 가연물질의 회수율은 약 95%까지 증가되었고, 회분의 함유율은 30%에서 13.5%로 감소되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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