초대형 점보 항공기의 출현으로 인하여 활주로 표면의 마찰저항 성능이 중요하게 되었다. 우천시나 겨울철과 같은 특정한 기후에서 활주로 표면은 수막현상과 마찰력의 손실이 발생하여 항공기의 브레이크 기능이 저하되어 제동력을 잃게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 미국항공우주국, 미공군, 미연방항공청 등에 의해 수행되었다. 그 결과 다양한 종류의 마찰저항이 끈 포장표면 처리 방법이 개발되었다. 이러한 설계방법 가운데 대표적인 방법이 그루빙이다. 포장 그루빙 공법은 활주로 표면에 마찰저항을 증가시키고 수막현상을 감소시켜주는 장점이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 인천국제공항의 A-2구간에 수행된 건식 그루빙의 시공결과를 평가한 것이다. 그루빙 시공중에 온도 게이지를 사용하여 포장체+의 온도를 측정하고 건식 그루빙중에 온도변화를 측정하였으며 컷트날의 마찰로 발생하는 그루빙 시공이 완료된 활주로에 물을 살수하고 뮤 미터와 수심측정기를 사용하여 마찰계수와 수심을 계측하였다. 시험결과, 그루빙은 포장체에 손상을 주지 않았으며 활주로 표면은 마찰저항이 증가하고 수막현상을 감소하는 효과가 현저하게 나타나서 건식 그루빙의 효과는 매우 큰 것으로 평가되었다.

초대형 점보 항공기의 출현으로 인하여 활주로 표면의 마찰저항 성능이 중요하게 되었다. 우천시나 겨울철과 같은 특정한 기후에서 활주로 표면은 수막현상과 마찰력의 손실이 발생하여 항공기의 브레이크 기능이 저하되어 제동력을 잃게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 미국항공우주국, 미공군, 미연방항공청 등에 의해 수행되었다. 그 결과 다양한 종류의 마찰저항이 끈 포장표면 처리 방법이 개발되었다. 이러한 설계방법 가운데 대표적인 방법이 그루빙이다. 포장 그루빙 공법은 활주로 표면에 마찰저항을 증가시키고 수막현상을 감소시켜주는 장점이 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 인천국제공항의 A-2구간에 수행된 건식 그루빙의 시공결과를 평가한 것이다. 그루빙 시공중에 온도 게이지를 사용하여 포장체+의 온도를 측정하고 건식 그루빙중에 온도변화를 측정하였으며 컷트날의 마찰로 발생하는 그루빙 시공이 완료된 활주로에 물을 살수하고 뮤 미터와 수심측정기를 사용하여 마찰계수와 수심을 계측하였다. 시험결과, 그루빙은 포장체에 손상을 주지 않았으며 활주로 표면은 마찰저항이 증가하고 수막현상을 감소하는 효과가 현저하게 나타나서 건식 그루빙의 효과는 매우 큰 것으로 평가되었다.

O2plasma와 H(hfac)을 이용한 Cu 박막의 건식 식각을 조사하였다. 휘발성이 큰 Cu(hfac)2와 H2O를 탈착시키기 위하여 O2 Plasma를 이용한 Cu 박막의 산화와 생성된 Cu 산화막을 H(hfac)과의 반응으로 제거하는 공정으로 식각을 수행하였다. Cu 박막의 식각율은 50-700 /min의 범위를 보였으며, 기판온도, H(hfac)/O2 유량비, plasma power에 따라 변하였다. Cu 박막의 식각율은 기판온도 215˚C보다 높은 온도구간에서 RF power가 증가함에 따라 증가하였고, 산화 공정과 H (hfac)과의 반응이 균형을 이루는 최적의 H (hfac)/O2 유량비는 1:1임을 확인하였다. Ti mask를 사용한 Cu Patterning은 유량비 1 : 1, 기판온도 250˚C에서 실시하였고, 30˚외 taper slope를 갖는 등방성 etching profile을 얻을 수 있었다. Taper angle을 갖는 Cu 건식 patterning은 고해상도의 대면적 thin film transistor liquid-crystal(TFT-LCDs)를 위래 필요한 것으로써 기판온도, RF power, 유량비를 조절한 one-step 공정으로부터 성공적으로 얻을 수 있었다.

BCI3/H2/Ar ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용한 GaN이 건식식각에 있어서 공정변수들이 식각 특성에 미치는 영향을 분석하고 적정조건을 도출하였다. 연구 결과 식각속도와 측벽수직도 공히 ICP 전력, bias 전압과 BCI3 조성의 증가, 공정압력의 감소에 의해 현저히 증가하며, 온도의 증가에 따라 다소간 증가하였고, 온도의 증가에 따라 다소간 증가하였고, BCI3조성이 가장 큰 영향을 미쳤다. 표면거칠기는 bias 전압 증가에 의해 크게 향상, BCI3 조성의 감소에 따라 향상되었으며 다른 변수는 큰 영향을 미치지 않았다. 결과적으로 ICP 전력 900W, bias 전압 400V, BCI3 조성 60%, 공정압력 4mTorr의 조건에서 175nm/min 정도의 CI2 사용 시와 유사한 높은 식각속도와 평탄한 표면이 얻어졌다. Bias 전압이 낮은 경우 식각 후 시료 표면에 GaCx로 추정되는 식각부산물이 관찰되었다.

농축 우라늄 UF6로 건식법 중의 하나인 DCP법으로 핵연료 UO2+x 분말을 제조하였다. Rotary kiln 내로 수증기를 주입할 때 일어나는 온도 변화에 따른 UO2+x 분말 특성을 우라늄 분석기, 수분 측정기, SEM 등으로 측정하였다. 그 결과 불소의 함유량은 8ppm을 나타냈고, 수분 함량의 경우 최적화되었음을 알 수 있었다.

자화된 유도결합형 C4F8 플라즈마로 SiO2를 건식식각시 실리콘 표면에 발생하는 손상과 오염에 대하여 연구하였다. 오염의 분석을 위해서 XPS, SIMS, TEM을 사용하였으며, 손상정도를 측정하기 위해서 HRTEM과 Schottky-diode 구성을 통한 I-V특성 측정을 사용하였다. 유도 결합형 C4F8 플라스마에 0에서 18Gauss까지의 자장이 가해짐에 따라서 실리콘 표면에 생기는 잔류막의 두께가 SiO2식각속도와 선택비의 증가와 함께 증가하였으며, XPS를 통하여 그 조성이 fluorine-rich에서 carbon-rich 한 상태로 변화함을 알 수 있었다. 자장을 가하지 않는 상태에서는 표면에서 40Å부근까지 고밀도의 손상층이 관찰되었으나, 자장을 가함에 따라서 노출된 손상층의 깊이는 깊어지나 그 밀도는 줄어들음을 HRTEM을 통하여 관찰 할 수 있었다. Schottky-diode를 통한 I-V특성곡선의 분석으로 자장이 증가함에 따라서 전기적인 손상이 감소함을 알 수 있었다.

Helmholz구성을 가진 두개의 전자석에 의해 작동되는 RF cylindrical magnetron을 사용하여 이의 플리즈마 성질을 가한 자장의 함수로 조사하고, 또한 CHF3와 CF4/H2를 3mTorr의 낮은 압력하에서 사용하여 실리콘의 반응성 이온 건식식각 특성을 조사하였다. 또한 여러 자장의 크기 및 개스 분위기하에서 식각한 실리콘으로 제조한 Schottky다이오드의 전류-전압 특성으로 식각으로 인한 실리콘의 손상정도를 측정하였다. Cylindrical magnetron에 가한 자장을 증가시킴에 따라 플라즈마내이온밀도 및 분해될 개스밀도(radical density)가 직선적으로 증가하였으며 시편이 위치한 전극에 유도되는 직류 자기 바이아스 전압(dc self-bais voltage)은, 반면, 지수적인 감소를 하였다. 100Gauss부근의 자장을 가한 경우에 최대의 식각속도를 갖고 이때의 실리콘의 식각속도가 자장을 가하지 않은 경우에 비해서 5배정도로 증가하였으며, 전지적인 특성 역시 습식방법을 사용하여 식각한 실리콘에 가까운 정도의 이온 손상이 없느 식각상태를 얻을 수 있었다.

실릴콘 산화막을 CHF3/C2F6 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상충의 열적 거동을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기 (SIMS)를 사용, 연구하였다. 저항가열을 통한 in-situ 분석에 의해 폴리머 잔류막은 200˚C부터 분해가 시작되고 400˚C 이상의 가열에서는 graphite 형태의 탄소 결합체를 형성하며 분해됨을 알았다. 질소 분위기하의 급속 열처리를 통해 잔류막의 열분해는 800˚C 이상에서 완료되고 손상층을 형성하는 침투 불순원소의 기판 외부로의 확산이 관찰되었다.

실리콘 산화막을 CHF3/C2F6 혼합가스를 사용하여 반응성이온 건식식각을 행할 때 실리콘 표면에 형성되는 잔류막과 손상층을 X-선 광전자 분광기(XPS)와 이차이온 질량 분석기(SIMS)를 사용, 연구하였다. 실리콘, 탄소, 산소 및 불소의 angle-resolved XPS분석기술을 이용한 비파괴적 화학결합상태의 깊이분포 분석을 통하여 잔류막의 표면부에 O-F 결합이 존재하며 잔류막은 주로 탄소와 불소의 결합체인 C-F 플리머로 구성되어져 있고 Si-O, Si-C 및 Si-F 결합 등이 존재함을 알았다. 손상층은 실리콘 표면에서 약 60nm 깊이까지 탄소와 불소의 침투에 의해 형성되어져 있음을 알았다.

유리 표면에 방사성동위원소 14C를 고착시키고 문지름 시험을 통해 시험용지별 전이 인자와 표면 형상을 관찰하여 방사성동위원소 누설 점검을 위한 건식 및 습식 문지름 시험법을 연구하였다. 건식 문지름 시험법은 티슈 용지가 종이 필터를 대체 가능할 정도로 2배 높은 전이 인자를 보였고, 습식 문지름 시험법은 종이 필터 용지가 티슈 용지에 비하여 3배 높은 전이 인자를 보였다. 일반적으로 누설 점검을 위해 종이 필터를 사용하고 있지만 건식 문지름 시험법에서 티슈 용지가 대안이 될 수 있음을 보였다.

산성광산배수(acid mine drainage, AMD)는 가행탄광 또는 폐광지에서 지속적으로 수질 및 토양 환경오염을 일으키는 오염원이다. 산성광산배수를 무해화 하기 위한 많은 공법들이 연구되고 개발되었다. 산성광산배수는 대기 중에 노출된 황철석(FeS2), 백철석(FeS) 등의 황화광물이 산소 및 물과 반응하여 산화되면서 형성되며, pH가 낮아 산성을 띠고 있으며, 황산염을 비롯한 철, 알루미늄, 망간 등 금속함량이 높은 것이 특징이다. 산성광산배수의 처리방법은 크게 적극적 처리법(active treatment)과 소극적 처리법(passive treatment)으로 나누어진다. 적극적 처리법은 중화제를 이용한 pH 조절, 이온교환과 흡착, 응집, 여과 등의 방식을 이용하는 방법으로서, 대표적인 적극적 처리법으로는 역삼투압법, 이온교환법, 전기투석법 등이 있다. 소극적 처리법은 유기물과 석회석 등을 이용하여 동력을 투여하지 않는 방식으로 대표적인 소극적 처리법으로는 SAPS (successive alkalinity-producing systems) 등이 있다. 특히, 소석회(Ca(OH)2)를 이용하여 산성광산배수를 중화시켜 산성광산배수에 포함된 금속들을 슬러지로 침전시켜 시멘트 회사 등으로 운송되어 폐기물로 처리하고 있다. 본 연구에서는 산성광산배수에서 폐기물로 처리되는 산성광산 슬러지를 바이오가스 정제 분야 등에 이용할 수 있는 흡착제를 제조하여 폐기되는 슬러지의 배출량을 절감시키는 기술을 적용하여 바이오가스 산업에 경쟁력을 부여하기 위한 결과를 얻었다.

염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3･hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3･hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.

In order to measure the rheological behavior of precast concrete with high volume of recycled fine aggregate, the replacement of natural fine aggregate by recycled one was carried out in dry-mix process. As results of that, it was found that as the replacement increases, strength and performance of concrete become decreased but may be recoverable by proper selection and dosage of constituents.

염색업종에서 대부분의 대기오염물질(악취)를 발생시키는 설비는 크게는 텐터시설과 코팅시설이며 특히 텐터시설에서는 고농도의 고점성 악취유발물질인 오일미스트가 다량 배출되고 있다. 코팅시설을 운영하는 업체의 수는 전체 염색업체 중 10% 미만이지만, 염색업체 중 70% 이상은 텐터시설을 보유하고 있으며 각 지역의 염색 산단의 악취문제의 가장 큰 원인되는 설비가 텐터시설이다. 텐터 공정은 염색한 원단을 건조 및 다림질(열처리)하여 섬유의 질을 향상시키는 공정으로써 섬유 유연제, 대전방지제, 발수제등의 약품이 사용되어 진다. 또한 고온에서의 텐터기기의 마모를 방지하기 위한 윤활유를 사용하고 있으며 이러한 약품들은 텐터 공정 중 고온으로 인해 기화된다. 기화된 미세한 오일미스트 등과 같은 가스상 악취물질 형태로 배출되게 되며 민원의 발생원인이 되나 현재 뚜렷한 해결책이 없는 실정이다. 본 연구에서는 섬유산업 사업장내에서 주된 악취발생 공정인 텐타 공정에서의 건식전기집진시설을 이용한 오일미스트 회수 및 효율적인 악취저감 기술을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 건식전기집진 원리를 이용한 30 CMM (m³/min)급 pilot-scale을 실제 염색사업장에 적용하여 텐터시설 후단에서 발생하는 배출가스의 악취를 제거하는 테스트를 진행하였다. 배출가스내 복합악취, VOCs 분석은 공인분석기관을 통한 측정하였으며, 시간당 오일회수량 무게와 석유시험범에 의한 총발열량을 분석 하였다. 대상 섬유 가공업체는 대구 성서공단에 위치한 H사이며 주생산품이 중동지역 남성 전통의상 로브직물, 폴리에스테르(polyester)으로 염색기기 래피트 연속축소기, 카렌다, 텐터 3대 등 연간 400만 야드 이상의 직물을 생산하는 사업장이다. 상기의 pilot-scale 건식전기집진시설을 활용한 염색산업 사업장내 주된 악취 원인 텐터공정 배출가스중의 복합악취 제거효율은 70% 정도로 높은 효과를 얻을 수 있었다. 이는 주된 악취유발물질인 오일 미스트 제거에 따른 효과로 시간당 720 g/m³･hr의 오일을 회수 할 수 있었다. 오일을 회수함으로써 대기중으로의 오염물질 배출량을 감소하는 효과를 얻을 수 있었다. 또한 회수된 오일의 총발열량은 40,900 J/g으로 확인되어 재생연료유로써의 자원 순환 효과를 기대할 수 있다. 대표적인 악취유발 사업장으로 알려져 있는 섬유산업내 텐터시설에서의 본 건식 전기집진기술을 이용하였을 경우 근본적인 민원 발생원을 제거함과 동시에 폐유에서의 부가가치 창출등의 효과를 기대함으로써 염색산단 악취 및 대기오염에 의한 사회적 문제를 해결할 수 있을 것이다.

염색업종의 텐터공정은 섬유원단의 염색공정 후 180℃ 가량의 고온에서 원단을 건조 및 열처리를 하는 동시에 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 유연제, 발수제, 대전방지제 등과 같은 화학약품처리를 병행하고 있다. 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유의 발생원인은 섬유의 염색 후 잔류하고 있는 각종 염료물질과 유연제, 발수제, 대전방지제 등의 기능성 첨가물질, 텐터시설 내부의 회전체의 기계적인 원활한 작동을 위한 텐터오일 등이 180℃가량의 고온에서 기화에 의한 것이며, 이러한 유기물질은 수분과 함께 유증기(Oil mist) 형태로 배출되고 있다. 텐터후단 시설에서 발생하는 폐유는 회수 후 정제연료유로써 가용의 가치가 있는 것으로 알려져 있으나, 대부분의 염색업종 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유를 회수가 되고 있지 않으며, 배기가스를 처리하기 위한 시설로 폐유의 처리효율이 낮은 습식세정시설과 활성탄 흡착시설이 병행설치 되어 있다. 기존의 처리시설은 그 처리효율이 낮을 뿐만 아니라 습식세정에 의한 다량의 고농도 난분해성 폐수를 발생시키는 등 다양한 환경문제 또한 내포하고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 코로나 방전방식의 전기집진시설을 이용한 입자상 폐유의 회수를 통한 환경문제해결과 동시에 정제연료유로써의 재활용에 관한 연구가 성행하고 되고 있으며, 회수된 폐유의 정제 전 수분함량을 낮추기 위하여 건식 전기집진 방식이 더욱 합리적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 텐터후단에서 발생하는 배기가스 중 폐유의 정제연료유로 재활용을 위한 건식 전기집진시설을 이용한 회수 방안을 검토하였다. 본 연구가 진행된 곳은 대구광역시 성서산업단지공단 내 위치한 “A” 사이며, 운영되고 있는 텐터시설은 10챔버의 배기가스 발생량은 300 A㎥/min, 배기가스 온도는 140℃ 가량이다. 본 업체의 주요생산품은 ITY(Interlacing Textured Yarn), 베네치아(Venezia) 섬유 등 야드당 중량이 높은 니트(knit)류 원단이다. 회수시설의 구성은 열교환기-건식 전기집지시설-송풍기를 연속적으로 설치하였으며, 텐터시설 후단의 기존 방지시설로 연결되는 배기덕트에 가지관을 연결하여 30 A㎥/min 처리용량의 파일롯규모 시제품을 설치하여 테스트를 진행하여, 배기가스 내 수분 및 폐유 함량을 확인하였다. 열교환기를 통하여 60℃ 부근으로 냉각된 배기가스 내 수분함량은 9.99%에서 5.77%까지 낮아졌으며, 2시간동안 연속 가동하여 건식 전기집진시설에 의해 회수된 액상물질의 총량은 1.85 kg이였으며, 회수된 물질 중 수분이 전체의 76.4%, 오일성분(폐유)는 23.6%로 확인되었다. 또한 회수된 오일성분의 총발열량은 45,590 J/g(등유 45,994 J/g)으로 나타났으며, 텐터시설 후단 배기가스 중 0.12 g/A㎥이상의 폐유가 함유되어 있으며, 1대의 텐터시설에서 발생되는 총배기가스량 300 A㎥/min 기준으로 환산할 경우 시간당 2.16 kg의 폐유기용제를 회수할 수 있을 것으로 보아 향후 텐터시설 후단 배기가스로부터 폐유의 회수 후 정제연료유로 재활용이 충분한 경제성이 있을 것으로 사료된다.

A general method to expand the urban green space is to utilize the artificial ground that is unutilized in cities, such as buildings and rooftops. The processing technology of bottom ashes in thermal power stations shows a tendency to change from the wet process to the dry process. The dry process bottom ashes, which arise from the new process, are expected to be utilized as light-weight artificial soil, because they are poor in water, salt, and unburned carbon, which are not the characteristics of the existing wet process bottom ashes, and have a lower density than general aggregate. This study shows that the coefficient of permeability, saturation bulk density, pH, EC, and organic matter content of dry process bottom ashes are similar to those of perlite. Therefore, we conclude that dry process bottom ashes can be utilized as artificial soil.

The aim of this study is to evaluate the environmental impacts of recovery of valuable metals from the desulfurizing spent catalyst. Molybdenum, vanadium and nickel widely used in the area of catalysis. But the demand of these metals is full filled by industries. Every year, more than 18,000 tons spent catalysts are discarded. In most countries, spent catalyst is classified as a harmful waste. Thus, metal recovery from spent catalyst has been processed. The recovery process of molybdenum, vanadium and nickel from spent catalyst was mainly carried out wet process. However, this process are not suitable for economics and environmental aspects. Because environmental costs for removal of sulfur in the spent catalyst is high and huge amount of industrial wastewater occurs. Thus, it is necessary to develop a process which is efficient and does not cause pollution than the wet process. Thus, we have studied life cycle assessment about the dry process for the recovery of valuable metals.