• 한국세라믹학회지
• /
• 제52권2호
• /
• pp.159-164
• /
• 2015

We manufacture artificial lightweight aggregates (ALWAs) using bottom-ash as the primary raw material. We coat the ALWA surfaces with low-melting point materials in order to enable them to bloat, which is essential to reduce the bulk density of the aggregate. Then, we sinter the prepared aggregates at 1000, 1100, and $1200^{\circ}C$ using either the direct or two-step firing schedules. Finally, we evaluate the properties of the fired samples through analyzing their bulk density, water absorption, and microstructure. The surface-modified samples result in a reduction of their bulk density by $0.3{\sim}0.4g/cm^3$ regardless of the firing method used. Based on these results, we conclude that this approach could provide a viable method for the mass-production of ALWAs from industrial waste such as bottom-ash.

• 청정기술
• /
• 제20권3호
• /
• pp.212-217
• /
• 2014

재생공정에서 황화 된 탈황흡수제의 재생을 위하여 산소는 산화제로 사용되었다. 재생공정에서 미량의 미 반응 산소는 직접 황 회수 공정으로 유입된다. 그러나, $SO_2$ 환원을 위한 반응성은 미 반응 산소의 다양한 이유에 의해서 저하된다. $SO_2$ 환원을 위한 반응성 실험을 위해 Sn-Zr계 촉매가 사용되었으며, $SO_2$와 $O_2$는 각각 5.0 vol%와 4.0 vol%로 고정하였고 $300-450^{\circ}C$와 1-20 atm에서 수행되었다. 본 연구에서는 고온건식 탈황공정의 직접 황 회수공정에 유입되는 미 반응산소에 의한 촉매반응성 저하에 미치는 영향을 조사하였다. $SO_2$ 환원으로 생성된 원소 황은 미 반응산소에 의해서 재산화되고, redox반응기구에서 Sn-Zr계 촉매의 빈 격자 산소자리가 미 반응산소에 의해서 재산화되므로 $SO_2$ 전화율은 감소되는 것으로 판단된다. 한편 환원제로써 공급된 CO는 미 반응산소에 의해서 산화되어 연소열에 의해 촉매 충전 층 온도가 상승되기도 한다. 결과적으로 충전 층의 빠른 온도상승은 활성 물질을 소결시켜 촉매의 비활성화를 초래하게 된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.499-506
• /
• 2015

Recently the Korean government announced its decision to select the $3^{rd}$ proposal, which targets reducing $CO_2$ by 37% of the BAU level by 2030, for the Intended Nationally Determined Contribution (INDC). According to this proposal, natural gas (or equivalent gas) combined cycle (NGCC) are suggested as alternatives for conventional pulverized coal (PC). In this study, we analyzed the environmental, economic, and energy mixing aspects of synthetic natural gas combined cycle(SNGCC) using NETL material (2011~2012 version) and other domestic materials (2014 version). We found the following conclusions: 1) Considering carbon capture and storage (CCS) integration, $CO_2$ emission factors of SNGCC and supercritical PC are the same. However, 60% of $CO_2$ from SNGCC is produced as high pressure and high purity (99%) gas, making it highly suitable for CCS, which is now strongly supported by the government. 2) Based on the economic analysis for SNGCC using domestic materials and comparison with NGCC, it was found that the settlement price of SNGCC was 30% lower than that of NGCC.

• 에너지공학
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2004

가스화기술은 전세계적으로 수소에너지 사회로 진입하는 과정에서 필요한 대량수소 공급체계를 구축하는데 중단기적으로 필요한 기술이다. 장기적으로는 풍력이나 태양광과 같은 순수한 재생가능에너지에 기반한 수소공급 체계로 발전될 것이나, 향후 10-20년간 대량수순 제조가 필요하다면 경제성이 있는 기술을 $CO_2$ 발생이 최소화되면서 효율도 높은 기술로 발전시켜 적용하는 방향으로 진행될 것이다. 특히, 국내에서는 천연가스, 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등의 원료로부터 출발한 수소제조가 경제적인 측면에서 유리하므로 최소한 중단기적으로는 활용될 것으로 보인다 수소에너지 이슈가 부각되는 배경중의 하나가 기후변화협약에 대응한 $CO_2$저감의 필요성이므로, 이들 중단기적으로 활용될 원료들의 수소제조기술들은 반드시 $CO_2$저감이 가능한 기술로서 개발되어야 한다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2001

SCR (Selective Catalytic Reduction) process is presently considered as one of the most effective techniques for removing nitric oxides from exhaust gases. In this study, based on the conceptually designed SCR reactor of 500 MW coal fired power plant. a reduced scale (1/20) SCR reactor model was made to analyze the flow pattern in front of catalyst layer according to the guide vane's design factors such as the number, interval, and angle of vanes. The results of the test were compared to those numerical simulation in order to assure the reliability of two methods. On the basis of our study. the critical Reynolds number (2.0$\times$ 10$^{5}$ ) was proposed for ensuring the similarity between the reduced scale model and the prototype of SCR reactor. Optimum design parameters of guide vanes were determined as follows, 4 vanes, the first vane angle of 93$^{\circ}$, and the vane intervals of 0.85 S/n, 1.05 S/n, 1.1 S/n, 1.0S/n, 1.0S/n (S: the distance of duct, n: the number of guide vanes). The excellent agreement between the results of the numerical simulation and the reduced scale model provides the validation of two methods for prediction of flow through SCR reactor.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.14-19
• /
• 2021

The reduction of carbon dioxide emissions becomes a global issue, the main source of carbon dioxide emissions in the Asian region is the energy conversion sector, especially coal-fired power plants. We are working to develop technologies that will at least limit the increase in carbon dioxide emissions from the thermal power plants as one way to reduce carbon dioxide emissions. Our research aims to reduce carbon dioxide emissions by removing iron oxide scale from the feedwater system of thermal power plants using a superconducting high-gradient magnetic separation (HGMS) system, thereby reducing the loss of power generation efficiency. In this paper, the background of thermal power plants in Asia is outlined, followed by a case study of the introduction of a chemical cleaning line at an actual thermal power plant in Japan, and the possibility of introducing it into the thermal power plants in China based on the results.

• 청정기술
• /
• 제29권3호
• /
• pp.193-199
• /
• 2023

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

• 청정기술
• /
• 제13권4호
• /
• pp.266-273
• /
• 2007

본 연구에서는 석탄가스화 복합발전시스템용 고온건식탈황공정에 포함된 직접황회수공정의 $SO_2$ 촉매환원 반응에서 발생되는 COS의 효과적인 제거를 위한 활성탄계 흡착제의 흡착특성이 연구되었다. $SO_2$의 촉매적 환원을 위하여 전이금속 담지촉매와 복합금속산화물 촉매가 사용되었으며, 이들 촉매의 반응기구에 따라 COS 생성과정과 반응온도에 따른 유출량이 조사되었다. 생성된 저농도의 COS를 효과적으로 제거하기 위하여 상용활성탄과 활성탄의 COS흡착특성을 개선하기 위하여 알칼리금속 수용액(KOH)으로 담지시킨 활성탄이 이용되었다. TGA를 이용하여 온도에 따른 COS 흡착량과 흡착속도를 알 수 있었고, GC-PFPD가 장착된 고정층 흡착시스템을 이용하여 COS 흡착실험을 수행한 결과, 높은 BET 표면적을 지니는 KOH로 처리된 활성탄의 COS 파과시간이 상용활성탄에 비해 장시간 유지되었다. 이와 같은 결과로부터 활성탄 흡착시스템으로 $SO_2$ 환원으로부터 생성되는 COS를 효과적으로 제거할 수 있으며, 알칼리성 금속을 담지할 경우 흡착특성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권3호
• /
• pp.47-54
• /
• 2021

무전해 도금공정에서 사용되는 콜로이드 타입의 도금폐촉매액내 팔라듐은 회수하지 못하고 폐수로 방출되고 있었으나, 재자원화 기술을 적용하여 콜로이드 타입의 도금폐촉매액내 팔라듐을 회수하였다. 본 연구에서는 전과정평가기법을 이용하여 도금폐촉매액내 팔라듐을 재자원화 시와 폐기 시의 자원 소모량과 온실가스 배출량을 각각 산정한 후, 자원 및 온실가스 감축량을 분석하였다. 산정 결과, 팔라듐 1 kg 기준으로 폐기시 온실가스 배출량은 9.67E+03 kgCO₂eq., 자원 소모량은 3.94E+01 kgSb-eq.로 나타났으며, 재자원화 시 온실가스 배출량은 1.96E+03 kgCO₂eq., 자원 소모량은 1.54E+01 kgSb-eq.로 각각 나타났다. 온실가스 배출량과 자원 소모량에 미치는 주요 영향물질을 살펴보면, 폐기 시와 재자원화 시 온실가스 배출량에 미치는 주요 물질은 모두 CO₂로 각각 91.42%, 98.37%였으며, 자원 소모량에 미치는 주요 물질은 모두 무연탄(hard coal)으로 40.63%, 60.73%로 나타났다. 한편, 팔라듐 1 kg을 재자원화함에 따른 온실가스 배출량은 8,967.17 kgCO₂eq. 감축되었으며, 자원 소모량은 10.10 kgSb-eq. 감축되는 것으로 나타났다. 또한, 팔라듐 재자원화로 인한 팔라듐의 직접적인 천연자원 사용저감률은 50%로 나타났다.

• 자원환경지질
• /
• 제55권3호
• /
• pp.261-271
• /
• 2022

인도네시아 칼리만탄 남동측에 위치하는 아셈-아셈분지(Asem-Asem Basin)에서 길이 540.3 m의 AA-1 시추코어를 획득하였고, 이 시추코어에 포함된 석탄층과 석탄질 셰일에서 6개의 석탄층 가스 시료를 채취하였다. 아셈-아셈분지에서 채취된 석탄층 가스의 성분, 탄소동위원소(δ¹³C_CH4, δ¹³C_C2, δ¹³C_CO2), 수소동위원소((δD_CH4), 탄화수소지표(C_HC), 이산화탄소-메탄지표(CDMI)의 분석을 통하여 이들의 기원과 메탄생성경로를 해석하였다. AA-1 시추코어는 최하부에 메라투스섭입복합체(Meratus subduction complex)의 일부로 해석되는 사문암 기반암 상부에 석탄층과 석탄질 셰일을 포함하는 쇄설성 퇴적암(SU-1)과 석회암(SU-2)이 순차적으로 놓인다. 석탄층과 석탄질 셰일(SU-1)은 소규모 하천 주변의 습지에서 형성된 것으로 해석된다. SU-1에서 채취된 석탄층 가스의 탄화수소가스를 100%로 환산한 메탄 함량은 87.35~95.29% 범위이고, 에탄 함량은 3.65~9.97% 범위이다. 석탄층 메탄의 탄소동위원소(δ¹³C_CH4) 값은 -60.3~-58.8‰ 범위이고 수소동위원소(δD_CH4) 값은 -252.9~-252.1‰ 범위이다. 석탄층 에탄의 탄소동위원소(δ¹³C_C2) 값은 -32.8~-31.2‰ 범위이고, 석탄층 이산화탄소의 탄소동위원소(δ¹³C_CO2) 값은 -8.6~-6.2‰ 범위이다. 석탄층 이산화탄소는 탄소동위원소값과 이산화탄소-메탄지표 도표에서 비생물기원(abiogenic origin)에 도시되었고, 기반암인 메라투스섭입복합체에 포함된 이산화탄소가 단층 통하여 이동된 것으로 해석된다. AA-1 시추코어 석탄층 가스의 메탄생성경로는 동위원소, 탄화수소지표, 이산화탄소-메탄지표 분석을 바탕으로 일차적인 미생물 메틸발효작용과 이산화탄소환원작용의 혼합으로 해석되며, 열기원 비해성 석탄형 가스의 영향을 받은 것으로 해석된다.