• 한국광물학회지
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• 제19권3호
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• pp.197-207
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• 2006

쇄설성 퇴적층 위주의 퇴적상을 갖는 것으로 알려진 영일 지역 장기층군의 함탄층 내에 실제로는 상당한 규모의 화산쇄설성 퇴적암류가 혼재된다. 전체적으로 이 함탄층은 화성쇄설성 암상과 단순 쇄설성 암상이 교호되는 양상을 보인다. 부석편을 함유하는 응회암과 응회질 사암이 함탄층의 특징적인 화산쇄설성 암상을 이룬다. 상 하부 함탄층의 화산쇄설성 암석에서 속성기원으로 산출되는 변질광물로는 몬모릴로나이트와 클리놉틸로라이트가 주된 광물상을 이루고 여기에 단백석과 석영이 수반된다. 광물조성과 양이온 치환능력 면에서 일부 층준에서는 응회질 암석들이 저품 위 제올라이트나 벤토나이트 광층을 이룬다. 또한 대부분 1 m 미만의 박층을 이루기 때문에 전형적인 제올라이트나 벤토나이트 자원으로서의 유용성과 잠재성은 낮은 것으로 판단된다. 그렇지만 인접하는 이들 광층들이 함께 개발될 수 있다면, 광물조성과 CEC 수치 면에서 산성백토와 같은 흡착기능성 광물자원으로서의 활용 가능성은 충분한 것으로 평가된다.

• 유기물자원화
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• 제23권4호
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• pp.11-20
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• 2015

원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산을 위한 기초연구를 수행하였다. 인도네시아산 갈탄을 시료로 이용하였으며, 조건을 달리하여 BMP(Biochemical Methane Potential) 실험을 수행하였다. 갈탄에 영양물질과 혐기성 슬러지만 제공한 경우, 온도(23, $30^{\circ}C$)나 석탄의 입자크기는 메탄가스 생산에 영향을 주지 않았다. 이는 가용한 용해성 유기물질이 낮기 때문이다. 외부탄소원으로 볏짚을 갈탄에 첨가한 후 BMP 실험을 수행하였으며, 60일간의 BMP 실험 후 볏짚 첨가에 의한 메탄가스 발생량은 94.4~110.4 mL/g VS이었다. BMP 실험 후 갈탄의 발열량은 볏짚 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이는 볏짚의 혐기성 분해와 함께 갈탄의 분해가 이루어졌음을 의미한다. 따라서 원지반에서의 저품위 석탄층의 생물학적 메탄 생산의 초기 운전 시에 볏짚을 탄소원으로 사용할 수 있다.

• 한국연소학회지
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• 제18권4호
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• pp.53-58
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• 2013

Lots of Coal power plants (about 30) using bituminous coals are being run in Korea. The use of high volatile low grade sub-bituminous coal is increasingly extended because of imbalance between the worldwide coal supply and demand. Mill-fire has been an important issue since the use of such sub-bituminous coal. In existing coal plants of Korea, shutdown of coal and air supplies could be only a way, and an alternative has not been found in suppressing the mill fire. The inside fowfield in the mills has a highly fuel-rich, low temperature, and high velocity and non-reactive such that it could be a nonreactive system essentially. Nevertheless, occasional fire-occurrence could be attributed to the existence of an ignition source. However it has not been so far investigated in detail. The current work has a focus on suppressing the mile fire via some parametric experimental study such as effects of temperature, residence time, ignition source, and inert gas mixing. The results show that an small amount of $CO_2$- or $N_2$-mixing with air is very effective in suppressing fire formation even at high temperatures or flying sparks. The results suggest that exhaust gas recirculation into the mill should be an alternative to suppress mill fire.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권2호
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• pp.368-376
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• 2022

자연발화 현상은 산업현장 또는 우리 생활 속 어디에서나 발생하며 물질이 대기 중에서 점화원 없이 스스로 발화되는 현상이다. 화학반응 속도가 빨라져 발생하는 열이 증가하게 되어 자연발화의 위험성은 더욱 커진다. 본 연구에서는 식품과 화장품 소재로 이용되는 안전한 원료를 배합하여 다양한 자연발화 현상 중 특히 석탄 자연발화 방지제를 제조하였다. 인도네시아산 저열량, 저급탄에 대한 Lab과 Field Test를 통하여 석탄 자연발화 억제 효과를 확인하였다. 옥외 현장 테스트 결과, 비교군(90일 후 발화)에 비하여 본 연구에서 제조한 발화방지제는 120일 이상 우수한 자연 발화억제 효과를 나타내었으며 실내저탄장에서 50일 동안의 CO의 농도변화를 비교하여 CO 농도 제어 효과를 확인하였다. 비교군인 석탄, 기존의 발화 방지 방법보다 우수한 결과를 확인하였다. 또한, 환경을 고려한 토양 및 수질 시험, 작업 근로자를 고려한 발화방지제의 MSDS, 수질, 안 자극 등의 공인시험을 통하여 환경과 근로자 작업환경의 안전성 등을 연구하여 2024년부터 적용되는 실내저탄장용 석탄 발화방지제의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 한국안전학회지
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• 제14권3호
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• pp.84-92
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• 1999

The effects of air velocity and excess air on combustion characteristics were studied in a fluidized bed combustor. The domestic low-grade anthracite coal with heating value of 2010 kcal/kg and the imported bituminous coal from Australia with heating value of 6520 kcal/kg were used as coal samples. The combustion characteristics of mixed fuels in a fluidized bed combustor could be interpreted by pressure fluctuation properties, ash distribution and gas emission. The properties of the pressure fluctuations, such as the standard deviation, cross-correlation function, dominant frequency and the power spectral density function, were obtained from the statistical analysis. From this study, the combustion region increased with increasing air velocity but decreased with excess air due to combustion characteristics of anthracite and bituminous coal.

• 에너지공학
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• 제21권1호
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• pp.68-74
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• 2012

국내 석탄화력발전소의 아역청탄과 역청탄의 혼소는 일반화되어 있으며 아역청탄의 비율이 무게 기준으로 50%가 넘는 경우도 있다. 저급탄인 아역청탄의 혼소 비율이 높아짐에 따라 연소 부산물인 비회에서 미연물질이 다량 발생하고 있으며 이는 콘크리트 혼화제로서의 비회 재활용을 가로막는 중요한 인자로 작용하고 있다. 본 연구에서는 아역청탄 혼소율이 높은 국내 500MW 표준 석탄화력발전소에서 미연물질이 포함된 비회를 입수하여 이에 대한 분석을 수행하였다. 이러한 미연물질은 석탄의 열분해 생성물인 검댕(soot)인 것으로 나타났으며 실제 석탄화력발전소에서 사용하고 있는 석탄과 혼탄의 성상 데이터와 CPD모델을 사용하여 혼탄별 검댕(soot)의 발생가능성을 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권2호
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• pp.174-179
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• 2021

Recently, hybrid coal research is underway to upgrade low-grade coal. The hybrid coal is made by mixing low-grade coal with bioliquids such as molasses, sugar cane, and lignin. In the case of lignin used here, a large amount of lignin is included in the wastewater of the papermaking process, and thus, research on hybrid coal production using the same is attracting attention. However, since a large amount of metal ions are contained in the lignin wastewater from the papermaking process, substances that corrode the generator are generated during combustion, and the amount of fly ash is increased. To solve this problem, it is essential to remove metal ions in the lignin wastewater. In this study, metal ions were removed by ion exchange with a alumina hollow fiber membrane coated with K-Phillipsite (K-PHI) zeolite. The alumina hollow fiber membrane used as the support was prepared by the nonsolvent induced phase separation (NIPS) method, and K-PHI seeds were prepared by hydrothermal synthesis. The prepared K-PHI seed was seeded on the surface of the support and coated by secondary growth hydrothermal synthesis. The characteristic of prepared coating membrane was analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDX), and the concentration of metal ions before and after ion exchange was measured by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer (ICP-OES). The extraction amount of K+ is 86 mg/kg, and the extraction amount of Na+ is 54.9 mg/kg. Therefore, K-PHI zeolite membrane has the potential to remove potassium and sodium ions from the solution and can be used in acidic lignin wastewater.

• 한국연소학회지
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• 제12권4호
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• pp.47-56
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• 2007

Utilization of sewage sludge for industrial fuel should be considered in appropriate calory with low emission of environmental pollutants and the amount of sewage sludge for continuously long-time operation. For the low grade fuel(<4,000kcal/kg), one of proper processes is that coal and oil are added into sewage sludge to remove impurities and increase calory(>7,000kcal/kg) and the amount of fuel having sewage sludge. Recently, 2-step agglomeration has been attempted by secondarily agglomerate sewage sludge onto the primary nuclei formed by agglomeration of coal and oil. Furthermore, sawdust and waste oil can substitute about 1/3 each for coal and mineral oil consumed in this process, which will lead to securing alternative energy resources from environmental pollutants as well as cost reduction.

• 자원환경지질
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• 제57권3호
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• pp.281-292
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• 2024

북한에서 석탄은 전력 생산은 물론 산업용, 가정상업용 등 수송부문을 제외한 모든 에너지 수요부문에서 중추적 역할을 담당하는 주종에너지원이다. 북한은 전체 전력의 절반 정도를 석탄발전을 통해 생산하며, 모든 산업체의 열과 동력을 석탄에 의존하고 있다. 아울러 장기간 동안 대중 수출품목으로서 외화 획득에 지대한 기여를 하여 왔다. 그러나 1980년대 이래로 장기간 동안 무분별한 채탄으로 인해 대부분의 광산은 심부화가 급속도로 진행 되었고 광산설비의 노후화, 신규설비의 투자부족, 유류와 전력의 부족, 자재 공급 곤란, 잦은 수해로 인한 피해까지 겹치면서 1980년대 후반부터 석탄 생산량은 뚜렷하게 감소 추세를 보이고 있다. 북한의 석탄광상은 원생대로부터 신생대에 이르기까지 다양한 지질시대 지층에 배태되어 있으나, 가장 중요한 탄전지대는 평남분지 내에 분포하는 후기 고생대 퇴적층인 평안초군층의 립석주층 및 사동주층 함탄층이며, 이들은 평남북부탄전과 평남남부탄전을 이룬다. 북한 석탄의 약 90% 이상을 이 탄전에서 생산한다. 북한에서 석탄 분류는 탄화 정도에 따라 분류한 국제적 분류(토탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄과 무연탄)와는 다르게 산업적 견지에서 유연탄, 무연탄, 초무연탄으로 분류하고, 유연탄은 수탄(아갈탄), 갈탄, 역청탄으로 분류하며, 발열량 기준으로 고열탄, 보통탄, 저열탄으로 분류하기도 한다. 북한에서 지칭하는 초무연탄은 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로도 분류되지 않은 석탄 등급이며, 북한에서만 유일하게 사용하고 있는 부니질 저급 석탄이다. 이 기고에서는 석탄의 국제적 분류와 북한 분류를 비교하고, 북한 석탄의 지질학적 부존특성 및 부존량, 활용분야 및 연구동향을 파악하여 북한 석탄 자원을 보다 정확하고 심도 깊게 이해할 수 있는 내용으로 구성하고자 하였다. 이 연구는 남북 광물자원 협력이 가시화 되었을 때 석탄과 관련된 과학적 및 산업적 협력 아젠다를 준비하는데 지침으로 활용 될 수 있을 것이다.