• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.45-56
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• 2017

Coal power plants produce electricity for the nation's power grid, but they also produce more hazardous air emissions than any other industrial pollution sources. The quantity is staggering, over 386,000 tons of 84 separate hazardous air pollutants spew from over 400 plants in 46 states. In South Korea also, annual coal ash generation from coal-fired power plants were about 6 million tons in 2015. Pollutants containing particulate matter 10, 2.5 (PM10, PM2.5), heavy metals and dioxins from coal-fired power plant. The emissions threaten the health of people who live near these power plants, as well as those who live hundreds of miles away. These pollutants that have long-term impacts on the environment because they accumulate in soil, water and animals. The present study is to investigate the physical and chemical characteristics of coal-fired power plant fly ash and bottom ash contains particulate matter, whose particulate sizes are lower than $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ and heavy metals. There are wide commercial technologies were available for monitoring the PM 2.5 and ultra-fine particles, among those carbonation technology is a good tool for stabilizing the alkaline waste materials. We collected the coal ash samples from different coal power plants and the chemical composition of coal fly ash was characterized by XRF. In the present laboratory research approach reveals that potential application of carbonation technology for particulate matter $PM_{10}$, $PM_{2.5}$ and stabilization of heavy metals. The significance of this emerging carbonation technology was improving the chemical and physical properties of fly ash and bottom ash samples can facilitate wide re use in construction applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.539-546
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• 2019

지구온난화가 국제 문제로 언급되면서 온실가스 저감에 관한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 지구온난화의 가속화를 막기 위해 지구온난화의 주된 원인으로 언급되는 이산화탄소 저감에 관한 기술 개발의 중요성이 증가하게 되었고 이로 인해 이산화탄소 포집, 저장 및 재이용기술(CCUS, Carbon Capture, Utilization and Storage)의 발전을 요구하고 있다. 다양한 이산화탄소 포집, 저장 및 재이용기술 중에서 광물탄산화 기술의 경우에는 적은 에너지를 통해 많은 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환할 수 있다. 기존 연구에서는 고형 폐기물에서 이온을 용출해 사용해왔으며 이는 처리 과정이 복잡하다. 하지만 해수를 사용하게 되면 고농도의 금속 양이온이 해수 속에 용해되어 있어 고형 폐기물을 이용할 때보다 공정이 단순하다. 이 연구는 해수담수화 농축수를 금속양이온공급원으로써 사용하기 위한 기초연구로, 3 M 모노에탄올아민(Monoethanolamine, MEA)을 흡수제로 사용하여 이산화탄소를 우선적으로 포집하였다. 또한 해수농축수를 모사하기 위해, 해수모사파우더를 사용하여 다양한 농도의 해수농축수를 제조하였다. 해수농축수와 포집된 이산화탄소 용액을 반응시켜 탄산염을 생성하였으며 이를 XRD (X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), TGA (Thermalgravimetric Analysis)를 통해 탄산염의 생성 경향 및 흡수제의 재이용 가능성을 파악하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권4호
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• pp.429-434
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• 2016

Here, we introduce a means of utilizing waste oyster shells which were obtained from temporary storage near coastal workplaces as $CO_2$ adsorbents. The calcined CaO can be easily dissociated to $Ca^{2+}$ cation and $CO_3{^{2-}}$ anion by hydrolysis and gas-liquid carbonation reaction and converted to precipitated calcium carbonate (PCC) in algae-containing water. The calcium hydroxide and carbonation combination in algae-containing water significantly contributed to improving water quality which is very dependent on the addition amount of calcined powders.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.133-134
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• 2014

As a previous research, improved durability of concrete by filling capillary pores with waste cooking oil was suggested as a method of controlling carbonation of the concrete replaced high volume of SCMs. on the other hand, the emulsified refined waste cooking oil for better mixing performance had a drawback of reducing air content related with decreasing freeze-thawing resistance. As a solution of this problem, surface applying method was suggested instead of adding in mixing process, and in this research, the performance regarding concrete durability are evaluated comparing emulsified refined cooking oil with water-repelling agent.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.679-684
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• 2003

급속한 경제성장과 산업발달로 인해 국내외 에너지 소비량은 매년 크게 증가하고 있으며 이에 따라 화석연료의 사용도 증가하는 추세이다. 연소반응을 통한 화석연료의 사용은 GHG 중 가장 큰 요인인 $CO_2$를 배출한다. 따라서 막대한 양으로 배출되고 있는 $CO_2$ 발생을 억제하기 위하여 다양한 이산화탄소 고정화 기술이 연구 중에 있다. 그 중에서 경제성이 있고, 환경친화적이며 대량의 $CO_2$를 안정적이고 영구적으로 처리할 수 있는 기술로 주목되고 있는 연구가 광물질을 이용한 $CO_2$ 미네랄 Carbonation 처리기술에 대하여 반응특성을 고찰하였다. 대상 광물질로 Ca 보다 $CO_2$ 처리 시 친화적인 것으로 알려진 Mg가 많이 함유된 Silicate 계열의 사문석(Serpentine[Mg$_3$Si$_2$O$_{5}$(OH)$_4$])을 대상으로 Carbonation 반응특성을 실험을 통하여 고찰하였다. 실험은 TGA를 이용한 분석실험과 200cc 급 Autoclave를 이용한 $CO_2$의 직접주입실험을 수행하였다. TGA분석과 200cc 급 Autoclave를 이용한 실험을 통해서 Serpentine 의 경우 실험에서 정한 운전조건에서 $CO_2$와의 Carbonation 반응에 적합한 물질로 판단된다는 결론을 도출하였다.

• 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.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 춘계임시총회 및 제27회 학술발표대회
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• pp.145-149
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• 2006

• 자원리싸이클링
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• 제26권1호
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• pp.37-42
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• 2017

이산화탄소 저감을 위한 유효한 방법 중의 하나로 칼슘규산염 광물의 간접탄산염화 공정이 보고되고 있다. 이 공정은 염산, 질산 등의 산에 의하여 칼슘규산염으로부터 칼슘성분을 침출하는 단계와 이산화탄소에 의한 침출용액의 탄산염화 단계의 두 과정으로 구성된다. 침출용매로 초산수용액을 사용하는 경우에는 침출용액을 이산화탄소로 탄산염화 하는 과정에서 초산이 재생성 되어 침출단계로 순환되어 침출용매로 재사용될 수 있다. 제철 및 제강슬래그와 같은 산업부산물은 칼슘규산염을 많이 함유하고 있어 간접탄산염화공정의 원료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 초산수용액에 의한 국내 전기로제강슬래그의 침출효율을 조사하기 위하여, 초산수용액 농도, 침출온도 및 침출시간 등의 침출조건 변화에 따른 침출실험을 수행하였다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.101-111
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• 2017

광물탄산화 기술은 천연광물 및 산업부산물에 포함된 칼슘이나 마그네슘을 이산화탄소와 반응시켜 탄산염을 생성하는 기술로 이산화탄소를 열역학적으로 안정한 형태로 저장할 수 있는 기술이다. 본 연구는 철강슬래그를 이용한 이산화탄소 저감 및 추출 후 슬래그 재활용을 통해 환경적 부담 및 공정 비용 절감을 절감할 수 있는 광물탄산화 상용화 기술 개발을 목표로 설정하였다. 추출 용매(염화암모늄)를 사용하여 괴재 및 전로슬래그로부터 칼슘을 추출하고 추출된 칼슘을 이산화탄소와 반응시켜 순도 98% 이상의 탄산칼슘을 합성하였다. 또한 칼슘 추출 후 슬래그를 건축자재(패널)로 활용하는 기술을 개발하였다. 슬래그의 칼슘 추출효율에 따라 상이한 결과를 보였지만 광물탄산화 전체 공정에 있어 중량 비(약 80-90%)를 차지하는 칼슘 추출 후 슬래그(잔여슬래그)의 활용을 통해 광물탄산화 공정으로부터 배출되는 산업부산물의 양을 최소화하고자 하였다. 잔여슬래그는 시멘트 패널 제작에 활용되는 규사미분 대체 물질로서 이용하였고 기존 시멘트 패널과 물성평가(압축강도 및 휨강도)를 상호 비교하였다. 용액 내 칼슘 농도는 유도결합 플라즈마 분광분석기(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)를 사용하여 분석하였다. 합성한 탄산칼슘은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 결정학적 특성 및 정량 분석하였고 주사 전자 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 사용하여 표면 형상을 확인하였다. 시멘트 패널평가는 KS L ISO 679에 준하여 패널 제작 및 패널의 압축강도와 휨강도를 측정하였다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제16권4호
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• pp.30-36
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• 2021