• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.443-450
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• 2008

고유가 대응방안으로 저등급 석탄의 효과적인 활용기술에 대해 고찰하였다. 현재 산업체에서 사용하는 석탄 중에 갈탄과 아역청탄이 저등급 석탄에 속하며 매장량이 풍부하고 세계적으로 고르게 분포되어 있지만 높은 수분 함량과 자연발화 가능성으로 인해 활용이 많이 되지 않고 있다. 본 논문에서는 저등급 석탄으로부터 화학적 정제기술을 이용하여 초청정석탄을 제조하는 기술에 대하여 고찰하였다. 회분 제거기술인 UCC 공정과 가연성분 추출기술인 Hyper Coal 공정을 비교하였다. 회분 제거기술인 UCC(Ultra Clean Coal) 공정은 Hyper Coal 공정에 비해 단순하다는 장점이 있지만 생성물의 회분 농도가 0.1% 이상으로 높다. 가연성분 추출 기술인 Hyper Coal 공정은 용매추출과 이온제거공정 등 구성은 복잡하지만 회분이 200ppm 이하로 생성된다. 초청정석탄은 오일과 동일 등급의 초 청정연료로써 산업용 석유를 대체하고 장기적으로는 IGCC와 IGFC, 그리고 차세대 고도연소기술의 연료로 활용될 수 있을 것이다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.89-96
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• 2015

최근 화력발전 보일러의 운전에 있어서 저등급 석탄의 성분 중 ash의 영향으로 보일러 후단부에서 생성되는 slagging/fouling 문제가 많이 보고 되고 원인 규명 및 해결책을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 환경적 측면에서도 NOx등 환경적인 문제를 발생시키는 부분에 대해 규제를 가하고 있는 상황이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나인 석탄의 ash를 제거한 AFC(Ash Free Coal)을 활용한 연구가 진행되고 있다. AFC는 저등급탄의 발열량을 높여 기존의 고등급탄을 보완하고 slagging/fouling 문제 및 배출가스의 오염성분을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는, DTF를 이용하여 KCH 원탄과 원탄에서 추출된 무회분탄1, 무회분탄2, 잔탄, Glencore, Glencore과 잔탄을 85:15 비율로 한 혼탄을 이용하여 미연분, NOx 배출특성의 변화와 회 점착 특성을 확인하였다. 그 결과 무회분탄은 원탄과 잔탄에 비해 NOx 배출량이 현저히 낮고, 잔탄은 원탄에 비해 고등급화 되면서 반응성이 훨씬 좋아짐을 확인 하였다. 잔탄과 혼탄의 경우 일반적인 저열량탄 수준보다 낮은 점착성을 나타내는 것을 확인 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.74-79
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• 2000

The purpose of this paper is to recycle coal ash as structural backfill materials from electric power plants. Two million tons of coal ash are produced annually. The laboratory test was executed for the basic compatibility as substitution for structural backfill materials and the optimal mixture ratio(fly ash : bottom ash) was decided. In addition the model test was performed using medium scale earth pressure model with small size earth pressure cells model box data logger and some other apparatuses. Mixed coal ash and excellent backfill materials(coheisonless soil SW) were compared in the view of lateral earth pressure variation depending on wall displacement. The reduction of earth pressure when coal ash was used as a bockfill material was monitored comparing to that of cohesionless soil. the cost and environmental pollutants by treating coal ash can be reduced through developing the recycling technology.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.73-86
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• 1996

본 연구에서는 국내 8개 석탄화력발전소에서 발생하는 석탄회중 영월화력발전소에서 부산되는 석탄회를 주 대상으로 순수 비회(FA)와 저회(BA), 회사장에 투기되는 흔합회(FA:BA=8:2), 적정비로 혼합된 석탄회(FA:BA=5:5),그리고 일반도로성토재에 대하여 토질역학시험을 통해 공학적 특성이 비교, 분석되었으며 석탄회를 성토재 및 매립재로서 대규모로 이용할 경우의 변형해석을 위해 Hyperbolic Mode야 적용시 필요한 제반 변수를 산정하였다. 석탄회의 토공재로서의 활용 가능성을 검토한 결과 석탄회는 동일입도의 일반 홀에 비해 강도 정수 등 유리한 공학적 특성을 갖고 있으며,특히 연약지반상에 매립 또는 구조물 됫채움재로서 사용할 경우 자경성, 경량성 등 우수한 조건을 지니고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.751-757
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• 2004

화력 발전소에서 발생하는 석탄회(fly ash, bottom ash)를 안정적으로 재활용하기 위하여 알칼리 활성화된 석탄회 경화체 및 인공경량골재를 제조하였으며, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재의 콘크리트 적용을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 따라서, 알칼리 활성화된 석탄회 경화체의 최적 배합비, 알칼리 활성화 석탄회 경화체와 인공경량골재의 기본적 특성, 역학적 특성과 환경안전성, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성과 동결음해저항성을 파악하였다 실험결과 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 제조하기 위한 경화체의 최적 배합비는 시멘트 $10\%$, Water glass $15\%$, NaOH $10\%$, $MnO_2\;5\%$였으며, 혼합물을 $50^{\circ}C$ 항온습윤양생 24k후 상온 공기중 양생을하여, 7일 압축강도 36.4MPa를 얻을 수 있었다. 제조된 골재의 폴리머 함침 결과 $10\%$ 파쇄강도를 $150\%$ 향상시킬 수 있었으며, 콘크리트용 굵은 골재로의 활용 가능성을 파악할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.414-422
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• 1995

석탄회를 요업원료로 재활용하기 위하여 하소 및 수비에 의하여 선별화 하였으며, 선별화의 영향을 고찰하기 위하여 비처리 석탄회와 하소 및 수비 처리한 석탄회의 결정상, morphology, 화학성분, 입도분포, 강열감량을 측정하였다. 또한, 기존의 점토 수비 실험식이 석탄회의 수비에도 적용될 수 있는지 여부를 조사하였다. 점토에 대한 수비 실험식을 석탄회의 수비에 적용한 결과 Rittinger의 실험식과 비교적 잘 일치하였다. 처리조건에 관계없이, 석탄회는 mullite와 quartz가 주결정을 이루고, 비처리 및 수비 처리한 석탄회에서는 calcite 결정이 관찰되었으나 하소한 경우 calcite의 결정 peak가 나타나지 않았다. 입자의 형태는 비처리 석탄회의 경우 cenosphere, coke type, silicate type, whisker type, aggregate type 입자로 이루어져 있고 하소한 경우에는 coke type 입자가 제거되고 상대적으로 aggregated type 입자가 많이 관찰되었다. 특히 수비 4단계의 경우에는 비교적 구형의 cenosphere가 많이 얻어졌다. 하소에 의해 입도분포가 좁아졌으며, 특히 수비에 의해서 매우 좁은 입도분포를 얻었다.

• 환경영향평가
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• 제8권4호
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• pp.25-35
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• 1999

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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.85-91
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• 2010

우리나라의 대단위 국토개발이 실시됨에 따라 성토 및 매립재등의 막대한 건설재료가 사용되고 있는 실정이며, 국내 준설 성토재 및 매립재가 부족한 실정이다. 이에 대한 대체재로 석탄회의 활용이 대두되고 있다. 석탄회는 포졸란의 특성을 가지고 있는 자경성의 재료로서 성토재 및 매립재로 대량활용의 가능성이 높은 재료이다. 이에 본 연구에서는 석탄회를 활용하기 전 가장 기초적인 연구인 자경성에 관한 물리적 성질을 규명하고자 비회와 저회의 입도분석시험, Atterberg한계시험, 비중시험 등을 실시하였고, 비회와 저회의 배합비에 따른 공학적 성질을 규명하고자 다짐시험, 일축압축강도시험, 직접전단시험, 삼축투수시험 등을 실시하였다. 시험결과 성토재 및 매립재로 사용하기 위해서는 비회와 저회의 배합비가 1:1일때 가장 효과적이며, 경량성 재료로써 구조물 주변의 성토재로 사용하면 배면에 작용하는 토압을 경감하는 효과를 보일것으로 판단된다. 또한 자경성에 의해 재령이 경과할수록 투수계수가 감소하기 때문에 설계시 이를 반영하여야 할것으로 판단된다. 위에서의 실험결과와 같이 석탄회는 채움재와 매립재의 대체재로써 유용하게 사용할 수 있을것이라 여겨진다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권6호
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• pp.804-812
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• 2001

A triboelectrostatic separation system for removing unburned carbon from coal fly ash is designed and evaluated. Fly ash from a coal-fired power plant is used as an accepted additive in concrete where it adds strength, sulfate resistance and reduced cost, provided acceptable levels of unburned carbon are maintained. Unfortunately, unburned carbon in coal fly ash absorbs some of other additives and reduces the concrete strength. This paper describes to investigate dry triboelectrostatic process to separate unburned carbon from coal fly ash and utilize it into economically valuable products. The laboratory-scale triboelectrostatic separation system consists of a particle feeding system, a tribocharger, a separation chamber, and collection systems. Particles of unburned carbon and fly ash can be imparted positive and negative surface charges, respectively, with a copper tribocharger due to differences in the work function values of the particles and the tribocharger, and can be separated by passing them through an external electric field. Results showed that fly ash recovery was strongly dependent on the electric field strength and the particle size. 70wt% of fly ash containing 6.5wt% of carbon contents could be recovered at carbon contents below 3%. The triboelectrostatic separation system showed a potential to be an effective method for removing unburned carbon from coal fly ash.

• 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.