Among many types of flue gas desulfurization (FGD) facilities, wet type FGD using lime or limestone is most popular in the world because of its simplicity of operation and availability of lime and limestone. Seawater desulfurization utilizes the alkalinity of seawater, thus requires no addition of lime and limestone. The efficiency of seawater desulfurization depends on the variation of alkalinity of seawater at different locations. This study presents the effect of gas-water ratio and total alkalinity of absorbing solution on the removal efficiency of sulfur dioxide from the flue gas by means of seawater. Also this study provides an alternative way to increase total alkalinity of seawater by utilizing fly ash from coal-fired power plants. The increase of removal efficiency with increase of alkalinity was measured as 0.26 ± 0.01% per ppm of bicarbonate alkalinity from the set of experiments using seawater, underwater, and distilled water, the alkalinity of which were 111 ppm, 38 ppm, and 1 ppm, respectively. Capability to increase total alkalinity of seawater using fly ash was confirmed.

탈황석고는 화석연료를 사용하는 화력발전소와 정유공장 등에서 연소시 배출되는 배기가스로부터 황산화물(SOx)을 화학반응으로 고정함으로써 얻어지는 부산석고이다. 발생하는 탈황석고는 품질이 우수하기 때문에 석고보드나 시멘트 등의 원료로 재활용 판매 처리되고 있다. 하지만 현재 재활용되는 탈황석고에 대한 적절한 관리체계가 미흡하고 이에 대한 품질 기준 및 관련 근거 법령이 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 국내에서 발생되는 탈황석고의 재활용 안정성과 유해물질 특성을 조사하고자 하였다. 시료는 탈황석고 배출량이 높은 순으로 선정하여 국내 화력발전소에서 채취하였으며 폐기물관리법상 규제 유해 중금속 6종(Cr, Cu, Cd, Pb, As, Hg) 및 시안화합물에 대한 용출특성에 관해 조사하였다. 그 결과, 유해 중금속 6종 중 비소(As)의 경우 0.006~0.015 mg/L로 검출 되었으나 폐기물관리법에 따른 유해물질의 기준(1.5mg/L)보다 낮은 수치를 나타내 유해성을 보이지 않았다. 비소를 제외한 5종 유해 중금속(구리, 크롬, 카드뮴, 납, 수은)은 정량한계 미만으로 검출되어 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 시안화합물의 경우 폐기물관리법에 따른 정량한계(0.01mg/L) 미만으로 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 이와 같은 결과로 국내 화력발전소에서 배출되는 탈황석고의 유해 물질의 용출특성이 낮아 재활용함에 있어 안전한 것으로 판단되며 석고보드나 시멘트 등 재활용으로 적합하고 재활용 확대 가능성도 고려해 볼 수 있다.

최근 들어 건축물의 규모 및 범위가 확대되어 각 구조물 부재의 크기가 커짐에 따라 건조수축 균열 발생확률이 증가하는 한편 콘크리트 제조용 원재료의 품질은 열악해지고 있는 상황이고, 레미콘의 경우도 작업성의 향상을 위해 단위수량을 증가시키는 등 여러 가지 원인으로 건조수축 균열발생에 의한 품질저하 문제가 자주 대두되고 있다. 이러한 건조수축을 개선하기 위해서는 경화 시에 적당한 팽창성과 chemical prestress를 부여하여 수축량을 보상해 주는 방법이 있는데 이러한 팽창반응을 일으키는 물질로는 칼슘설포알루미네이트(CalciumSulfoAluminate, 3CaO·3Al2O3·CaSO4)가 매우 효과적이며 이는 수화반응으로 에트린가이트(Ettringite, C3A·CaSO4·32H2O)를 생성하여 시멘트 몰탈 및 콘크리트를 팽창시키고 미세공극을 충진 함으로서 이의 첨가로 시멘트 콘크리트에 조강성, 팽창성, 고강도성 등의 우수한 특성을 부여 할 수 있으며, CSA클링커의 합성에는 석회질 원료, 알루미나질 원료 및 석고가 필요한데 이들은 모두 산업 부산물 및 폐기물로 대체 가능한 것이다. CSA는 1970년대 일본의 電氣化學工業에 의해 개발되어, 이후 중국의 Beijing Polar Bear Materials 등 몇몇 기업에 의해 상업생산이 이루어지고 있다. 한국의 경우, 특수시멘트 수요의 증가로 개발요구가 늘어나면서 1990년대 이후 석회석, 굴패각, 명반석, 폐촉매 등을 활용한 몇 차례의 CSA 개발이 이루어졌지만 원재료 조달, 운반비용, 소성 등 제조비용의 문제로 일본 및 중국업체 제품에 경쟁력을 갖추기 어려워, 현재 상업적인 국내 생산은 이루어지지 않고 있는 실정이다. CSA는 토목･건축용 재료의 속경, 조강, 팽창성 물성 발현제품의 용도로 다양하게 사용될 수 있으나 국내생산의 미비로 대부분 중국산으로 수입되고 있는 실정이다. 중국산 클링커의 연간 수입규모는 10,000톤 내외이며, 수입액은 30 ~ 35억원 정도이다. 건설재료 시장에서 CSA가 차지하는 시장규모는 1% 미만으로 경기변동에 따른 영향이 적은 편이다. 그러나 교량, 터널 등 고난도의 공사가 늘어나고 있고 그동안 높은 가격 때문에 사용량이 제한되어 왔음을 감안할 경우 잠재수요는 상당할 것으로 판단된다. 본 CSA 생산기술은 정유공장의 탈황석고와 알루미늄 주물업체의 폐알미늄 드로스를 주 원료로 사용함으로서, 기존의 석회석/보크 사이트 등 천연원료를 사용하는 수입산 제품에 비해 가격경쟁력이 우수할 뿐 아니라 산업부산물을 재활용함으로서 경제적･환경적으로도 큰 이점이 있다. 다만, 원재료 혼합공정의 안정화와 재료의 혼합/교반과정에서 발생하는 악취, 발열, 분진 등의 처리 등의 문제가 있어 이를 해결해야 사업화가 가능할 것이다. 최종적으로 본 사업을 바탕으로 현재 전량 수입에 의존하고 있는 CSA를 국산 제품으로 대체하고 장기적으로는 일본/중국 등에 상품 또는 기술 수출을 계획 중에 있다. 또한 품질향상 및 이를 발판으로 시멘트 혼화재로서의 γ-C2S와 같은 신제품개발을 목표로 하고 국내건설 산업에 이바지하고자 하는 것이다.

현재까지 건설 분야에서 가장 많이 사용된 재료는 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement: OPC)이다. 그러나 최근 OPC의 가격상승으로 인하여 건설비용이 크게 증가되고 있는 추세이다. 이와 함께 OPC 생산으로부터 발생되는 CO₂는 대표적인 환경부하물질로써 사회적으로 크게 문제화되고 있는 실정이다. 이러한 사회적 영향들로 인하여 새로운 건설재료의 개발 필요성이 대두되면서, 무시멘트 결합재(Cementless Binder) 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 무시멘트 결합재는 OPC를 사용한 모르타르에 비하여 상대적으로 큰 수축특성을 가지고 있다. 그러나 이를 개선하기 위한 연구는 아직도 많이 부족한 실정이다. 이 연구에서는 각종 산업부산물을 기반으로 제조된 무시멘트 결합재의 수축특성을 개선하는 방편의 일환으로, 정유사 탈황석고를 혼입하는 방안을 검토하였다. 산업부산물인 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 기반으로 정유사 부산물인 탈황석고의 첨가에 따른 무시멘트 모르타르의 수축특성을 검토하였다. 이와 같은 검토를 위하여 결합재와 주문진 표준사를 1:2.45, W/B=47%로 설정하고 정유사 부산물인 탈황석고를 0, 4, 6, 8, 12%로 각각 혼입하여 길이변화 시험용 공시체를 각각 제작하였다. 정유사 탈황석고를 혼입한 모르타르의 길이변화 측정 결과, 탈황석고 혼입량이 증가할수록 초기의 팽창량이 증가하므로 후기 재령에서의 최종 수축량이 감소하는 효과로 나타났다. 이는 정유사 탈황석고의 구성 광물인생석회가 수화반응을 통하여 소석회로 변화하는 과정에서, C₃A와 반응하여 생성되는 반응생성물이 많아져 초기 팽창이 크게 발생되었기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 적정량의 정유사 탈황석고를 혼입하면 무시멘트 결합재를 사용한 모르타르의 길이변화 특성을 향상시킬 수 있을 것이라 판단된다.

현재 제철소에서 소결공정에서 탈황공정 중 발생되는 제철 탈황분진은 현재 연간 100,000톤 이상으로 추정하고 있으나 80%이상이 재활용되지 못하고 있다. 발전소에서 발생되는 탈황석고는 사업장폐기물로 분류되어 석고보드 등으로 재활용되고 있으나, 제철탈황분진은 중금속 등의 유해성분으로 인하여 지정폐기물로 분류되어 재활용되지 못하고 인근 매립장에서 처리되고 있다. 본 연구는 탈황분진의 안정화를 위하여 지르코늄 유성밀을 사용한 분쇄방법으로 처리한 후 그 특성을 분석하였다. 유성밀로 분쇄후 분석한 결과 입자의 크기는 2.8 ㎛에서 0.5 ㎛의 크기로 작아졌으며, XRF, TGA 분석은 분쇄전과 거의 동일하였다. XRD분석에서는 피크의 강도가 더 작아진 것으로 유해성이 감소된 것으로 판단되며, 폐기물공정시험방법으로 분석한 중금속의 농도는 Cu의 경우 1/6이상 감소하였다.

현재 자동차 부품이나 일반 산업용 고무제품의 생산공정에서 발생하는 폐고무 및 EPDM의 발생이 많은 량을 차지하고 있다. 이를 처리하기 위하여 일부는 소각을 통해 폐기 처리됨에 따라 정부시책에 반하는 문제가 발생하며 소각시 발생되는 Gas 유해 성분 등도 문제시 되고 있으며, EPDM을 이용한 제품의 생산, 폐기 단계에 따른 환경부하를 근본적으로 해결하고 비용을 최소화하기 위한 재활용 기술이 이슈화 되고 있다. 국내 재생기술로는 기계적 분쇄공정을 거쳐 분말화하여 레진과 섞어 성형하여 생산하는 방진 관련 제품으로 사용되어지거나 소각연료로 사용됨에 따라 고비용 저부가가치 생산방법이나 처리방법을 사용하고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 고부가가치의 재생고무생산을 위해 다단식 전단열분해 방식을 통한 내후성이 우수한 자동차용 부품 및 호스 등 내외장재 생산공정을 제안하고 해리기술에 필요한 공정기술을 확립하여 수요처에서 요구하는 재생고무특성을 실현하였다. 첫 번째 시제품은 EDPM Scrap 고무 종류별(Solid/Sponge Type)로 동일 조건의 첨가제로 레시피를 구성하여 생산한 결과 Sponge Type의 경우는 Solid Type 대비 경도가 낮으나 신장률에서 우수함을 나타내었다. 두번째 시제품의 경우, 고상 및 고점도용 첨가제를 개발하여 변량 적용하여 평가한 결과로 첨가제 비율 2, 4, 6%의 변수를 두었을 때 첨가제 비율이 높아짐에 따라 경도는 높아지지만 신장률이 하락하는 경향을 나타내었다. 이를 통하여 수요처에서 요구하는 재생고무 물성에 대응하여 고무의 종류 및 첨가제를 활용한 제품설계에 대한 기준을 마련하였다.

This paper presents the results of the electrochemical treatment of chemical oxygen demand(COD) and total nitrogen(T-N) compounds in the wastewater generated from flue gas desulfurization process by using a lab-scale electrolyzer. With the increase in the applied current from 0.6 Ah/L to 1.2 Ah/L, the COD removal efficiency rapidly increases from 74.5% to 96%, and the T-N removal efficiency slightly increases from 37.2% to 44.9%. Therefore, it is expected that an electrochemical treatment technique will be able to decrease the amount of chemicals used for reducing the COD and T-N in wastewater of the desulfurization process compared to the conventional chemical treatment technique.

In this study, the hydration heat of cementless mortar containing FGD gypsum is investigated experimentally. According to research results, it was found that using cementless binder is more convenient to apply to secondary product of concrete than ordinary portland cement.