Glass-ceramics were fabricated by heat-treatment of glass obtained by melting a coal bottom ash with Li2O addition. The main crystal grown in the glass-ceramics, containing 10 wt% Li2O, was β-spodumene solid solution, while in Li2O 20 wt% specimen was mullite, identified using XRD. The activation energy and Avrami constant for crystallization were calculated and showed that bulk crystallization behavior will be predominant, and this expectation agreed with the microstructural observations. The crystal phase grown in Li2O 10 wt% glass-ceramics had a dendrite-like shaped whereas the shape was flake-like in the 20 wt% case. The thermal expansion coefficient of the Li2O 10 wt% glass-ceramics was lower than that of the glass having the same composition, owing to the formation of a β-spodumene phase. For example, the thermal expansion coefficient of Li2O 10 wt% glass-ceramics was 20×10-7, which is enough for application in various heat-resistance fields. But above 20 wt% Li2O, the thermal coefficient expansion of glass-ceramics, on the contrary, was higher than that of the same composition glass, due to formation of mullite.

This study was carried out to design and develope conveyer combustion type coal heater in the green house. Different from existing coal heater, the conveyer combustion type coal heater was designed for circulating coal from supplying to exhausting. The size of traveling grate and velocity reduction gear ratio for driving traveling grate were designed to product coal heater had 200,000kcal/hr heating capacity. The result is that the coal heater of 200,000kcal/hr heating capacity was determined by the width of grate in between 600 to 800㎜ when the horizontal length of conveying combustion area was 1,500㎜. And the first and second reduction ratio of 1:100 and 1:70 was more effective at 1,350rpm, respectively, in the coal heater of 200,000kcal/hr heating capacity.

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 석탄회의 철산화광물에는 중금속원소들이 다량 농집되어 있어서 침출이 일어나는 환경에서는 토양과 지하수 및 해양오염의 가능성이 높다. 본 연구에서는 해안가에 위치한 당진화력 발전소에서 배출하고 있는 석탄회와 주변 해수와의 반응과정에서 토착 미생물이 어떤 역할을 하는지를 알아보고자 하였다. 이를 위해 해수와 석탄회를 혼합하여 배양기에 60일 동안 보관하면서 물시료와 석탄회 시료를 분석함으로써 박테리아의 활동에 따른 광물의 상변화 및 해수의 지화학적 변화 정도를 살펴보았다. 매립호수에서 해수의 평균 pH는 8.97이다. 지화학적 변화 결과에 비추어 볼 때, 박테리아의 활동은 실험 시작 7일 이후부터 급격하게 활성화되었다. SO42-는 글루코스를 첨가한 시료에서 다른 처리방식에 비해 현저하게 감소하는 경향을 나타낸다. 매립호수에 서식하는 박테리아는 주로 Mn, Fe, Zn와 반응하여 매립호수로부터 금속이온을 제거시킬 수 있을 뿐 아니라 탄산염 광물을 형성하는 과정에서 이산화탄소를 고정시킬 수 있는 역할도 할 수 있을 것으로 기대된다.

Liquid-phase methanol synthesis via methyl formate using coal-derived syngas was carried out in a bench-scale(diameter 173 mm and dispersion height 1200 mm) slurry bubble column reactor(SBCR) Under the condition of 180˚. 61 atm, 30 L/min, H2/CO=2 and a slurry mixture of 2 kg of copper chromite and 0.5 kg of KOCH3 suspended in 14 L of methanol, the per pass conversions of syngas is 6 %, maximum concentration of methyl formate 3.088 mol% and maximum synthesis, rate of methanol 0.8 gmole/kg · hr. It is a significant evidence that copper chromite powder as heterogeneous catalyst didn't active for the hydrogenolysis of methyl formate to methanol, resulting copper chromite powder was not efficiently suspended in a slurry mixture. To enhance the hydrogenolysis of methyl formate in liquid-phase methanol synthesis process, the designed SBCR have need to use the higher specific gravity solvent and/or decrease the catalyst particle size.

강원도 태백시 일대에 분포하는 중기 석탄기의 만항층과 금천층은 사암과 셰일로 구성되며, 여러 매의 석회암이 협재되어 있다. 만항층과 금천층의 석회암에서는 코노돈트와 그 밖의 화석이 풍부하게 산출된다. 이 연구의 목적은 (1) 만항층과 금천층의 코노돈트 화석군을 조사하고, (2) 이를 근거로 코노돈트 생층서대를 확정하며, (3) 코노돈트 화석군과 생층서에 근거하여 만항층과 금천층의 지질시대를 보다 명확히 밝히는 데 있다. 만항층과 금천층의 석회암에서는 6속 11종의 코노돈트가 산출된다. 만항층의 석회암에서 산출되는 코노돈트는 Idiognathodus delicatus, Hindeodus minutus, Streptognathodus sp., Diplognathodus coloradoensis, N. bothrops 및 N. medexultimus이고, 이들 코노돈트에 근거하면 만항층의 코노돈트 생층서대는 Neognathodus bothrops 대로 지정될 수 있다. 만항층의 코노돈트와 Neognathodus bothrops 대에 근거하면 만항층의 지질시대는 북아메리카의 일리노이 분지에 분포하는 중기 석탄기의 아토칸조(Atokan stage)에 대비된다. 금천층 석회암에서 산출되는 코노돈트는 Idiognathodus delicatus, N. medexultimus, N. roundyi, N. dilatus, Diplognathodus edentulus, Hindeodus minutus, Streptognathodus elegantulus 및 Gondolella bella이고, 이들 코노돈트는 Neognathodus roundyi 대에서 산출되는 종들이다. EK라서 금천층의 코노돈트 생층서대는 Neognathodus roundyi 대로 지정될수있다. 이 생층서대와 금천층 코노돈트는 금천층의 지질시대가 북아메리카의 일리노이 분지에 분포하는 중기 석탄기의 더모이네시안 조(Desmoinesian stage)에 대비됨을 지시한다.

저가형 TiO2 광촉매의 개발과 광촉매의 활용범위를 확대하고자, 석탄회를 지지체로 이용하여 TiO2 광촉매를 제조하였다. 석탄회 표면에 TiO2 입자의 피복은 침전법에 의해서 수행되었다. TiO2의 공급원으로는 TiCl4수용액과 침전제로는 NH4HCO3가 사용되었다. 이들의 중화반응에 의해 석탄회 표면에 생성되는 Ti(OH)44는 300~700˚C의 열처리 과정에서 산화되었다. 여기서 생성된 TiO2의 결정구조는 anatase형을 나타내었다. 피복 TiO2의 결정립 크기는 열처리 온도의 상승에 따라 증가하였으나, NO가스의 제거능은 감소하는 경향을 보였다. TiO2피복 석탄회를 300~400˚C의 온도 범위에서 2시간 동안 열처리할 경우, TiO2의 결정립 크기는 약 9nm이었고, 질소산화물 제거율은 85~92%이었다. 또한, TiO2피복 석탄회의 백색도는 TiO2의 피복량이 증가할수록 열처리 온도가 증가할수록 상승하는 경향을 나타내었다.

Ash ball 배지의 이화학적특성과 사용배지의 염류집적 및 제거효과를 펄라이트 및 입상암면과 비교하였다. ash ball의 가비중, 진비중, 공극율은 각각 0.93 g.cm-3, 2.29 g.cm-3, 40.6%, 59.4%로서 그중 가비중은 펄라이트 및 입상암면에 비해 현저히 높았고 가공율은 낮았다. 배지의 포화수분함량(saturation moisture capacity)은 ash ball이 52%, 펄라이트가 71%, 입상암면이 90%로 나타났고, 배수 1시간 후 수분율은 ahs ball이가 21%, 펄라이트가 27%, 입상암면이 80%로 낮아졌다. Ash ball의 입도별 수분율은 소립(3~5 mm)이 대립 (7~15mm)에 비해 5% 정도 높았다. Ash ball의 배드내 수분율은 수직 및 수평방향의 분포가 균일하여 수분확산성이 좋은 것으로 나타났다. ash ball의 pH는 7.6으로 약염기성을 나타내었다. 배지를 침지한 배양액의 pH는 7.6으로 약염기성을 나타내었다. 배지를 침지한 배양액의 pH는 다소 증가하는 경향을 보였으며 EC는 거의 변호가 없었으며, 배지내 무기이온의 흡착은 ash ball과 입상암면은 인산의 흡착이 비교적 많았다. 토마토 재배에 사용된 ash ball의 염류집적은 펄라이트와 비슷하였고 8회 정도의 침수처리로 배지표면에 흡착된 무기염을 대부분 제거할 수 있었다. 위의 결과로부터, ash ball 배지는 보수력은 다소 낮지만 통기성 및 수분확산성이 우수하여 배지내의 수분조절이 용이한 배지임을 알 수 있었다.

강원도 영월읍 북부 지역의 영흥리 물암골, 속골 및 삼옥리 일대에는 중기 석탄기의 요봉층이 남북 방향으로 길게 분포한다. 특히, 요봉층 내에는 품위가 높은 석회암이 발달되어 있어 석회석 자원으로 활발히 개발되고 있다. 이 연구는 요봉층내의 석회암의 구성 입자와 조직 및 지화학적 특징, 그리고 석회암의 부존 상태를 규제하는 지질구조를 파악하기 위해 수행되었다. 요봉층의 석회암은 대체로 담회색 또는 담갈색의 세립 팩스톤(packstone)과 와케스톤(wackestone)으로 구성된다. 석회암의 구성 입자는 해백합, 유공충, 방추충, 개형충, 복족류 등의 다양한 생물 파편으로 이루어진다. 연구 지역의 요봉층 내 석회암의 CaO 함량은 48.12∼59.31% 범위이며, 평균 함량은 54.52%로 높다. MgO, Al2O3, Fe2O3 및 SiO2의 평균 함량은 0.32%, 0.05%,0.20%) 및 0.05%이다. 화학성분을 고려할 때 요봉층 석회암은 비교적 품위가 높은 석회암이다. 석회암의 Al2O3, Fe2O3및 SiO2의 함량은 석회암의 암상, 층리의 발달 정도, 그리고 셰일층의 협재 등에 따라 변화 양상을 보이는 것이 특징적이다. 일반적으로 연구 지역에서 요봉층 석회암의 CaO 함량은 층의 상부로 갈수록 감소하는 경향을 나타낸다. 연구 지역에 분포하는 요봉층은 적어도 5회의 변형작용을 받은 것으로 밝혀졌으며, 이 중 첫 번째와 네 번째 변형작용 중에 생성된 습곡구조에 의해 요봉석회암의 부존상태가 크게 지배되는 것으로 파악되었다. 첫 번째 변형작용은 등사습곡과 엽리구조를 발달시켰다. 두 번째 변형작용에 의해 형성된 지질구조 요소인 노두 규모의 등사습곡은 조사 지역 전역에 걸쳐 발달되어 있지 않고 오직 요봉층의 녹색 이암 및 밤치층의 암회색 이암에만 발달되어 있다. 세 번째 변형작용에 의해 형성된F3 횡와습곡과 이와 관련된 S3 엽리구조 및 네 번째 변형작용 중에 생성된 노두 규모 및 지질도 규모의 F4 습곡구조, 그리고 다섯 번째 변형작용 중에 형성된 충상단층 및 이와 관련된 습곡구조가 연구 지역 전역에 걸쳐 연속적으로 인지된다.

강원도 태백 일대에 분포하는 중기 석탄기의 만항층과 금천층은 주로 셰일, 사암 및 석회암으로 구성되며, 이 층들의 석회암에서 코노돈트, 방추충, 해백합, 완족류, 산호, 태선동물, 개형충 등이 풍부하게 산출된다. 이 연구는 연구 지역의 만항층과 금천충의 석회암 암상을 조사하고 이들 석회암에서 산출되는 코노돈트의 종류와 수를 조사하여 코노돈트의 고생태를밝혔다. 또한, 만항층과 금천층에서 산출되는 여러 종류의 화석을 바탕으로 이들의 퇴적환경을 구명하였다. 연구 지역에 분포하는 만항층과 금천층의 석회암은 해백합과 여러 종류의 생물 파편을 많이 포함한 와케스톤(wackestone)과 팩스톤(packstone)으로 구성된다. 특히, 금천층 일부 석회암 내에서는 따뜻한 천해환경을 지시하는 Chaetetes산호화석이 발견된다. 연구 지역의 석탄계에서 발견된 코노돈트는 6속 12종이며, 이들 코노돈트는 대부분 생물 파편을 많이 포함한 팩스톤이나 와케스톤에서 많이 산출된다. 만항층 석회암에서는 Neognathodus bothrops, N. medexultimus, Hindeodus minutus, Diplognathodus coloradoensis, D. edentulus, Idiognathodus delicatus, Streptognathodus elegantulus, S. sp. 등이 산출되며, 금천층의 석회암에서는 Neognathodus medexultimus, N. roundyi, N. dilatus, Gondolella bella, Diplognathodus coloradoensis, D. edentulus, Hindeodus minutus, Idiognathodus delicatus, and Streptognathodus elegantulus 등의 코노돈트가 산출된다. 이들 코노돈트 중 Hindeodus minutus, Diplognathodus coloradoensis, D. edentulus, 등은 얕은 바다에서 생성된 석회암에서 산출되는 종들이다. 따라서 연구 지역의 만항층과 금천층 석회암의 암상과 이들 석회암에서 산출되는 코노돈트는 이들 석회암이 해수의 순환이 좋은 얕은 바다에서 퇴적되었음을 지시한다.

석탄회의 주결정상은 mullite, quartz와 calcite로 토양의 광물성분과 입도분포가 유사하여 인공배지의 원료로 사용이 가능하였다. 석탄회-점토(FAJC)계 배지는 점토의 첨가량, 열처리 온도와 유지시간이 증가함에 따라 부피비중과 압축강도가 증가하였으나 흡수율과 겉보기 기공률은 감소하였다. 1,150℃에서 10분간 급속가열 처리한 95FA5JC 배지는 물리적 성질이 우수하였으나 가소성을 부여하는 점토의 첨가량 부족으로 성형체의 제작이 곤란하여 인공배지를 제조하기 위하여는 10%(w) 이상의 점토의 첨가가 필요하였다 1,150℃에서 10분간 급속가열 처리한 90FA10JC10SD 배지는 톱밥이 가연성 발포제호 작용하여 부피비중 1.14, 흡수율 54.4%, 겉보기 기공률 59.6% 및 압축강도 54kgf.cm-2 이었으며 240시간 경과후의 pH는 7.1로서 양액재배용 인공배지로의 사용이 가능하였다. FACaCS계 배지는 생석회와 소석고의 첨가량이 증가할수록 흡수율과 겉보기 기공율은 감소하였으나, 부피비중과 압축강도는 증가하였으며, 1,100℃에서 20분간 열처리한 90FA10Ca5CS 배지는 물리적 성질이 양호하였으나 논은 pH를 나타내어 pH를 낮추기 위한 전처리 공정이 필요하였다.

This study was carried out to synthesis the zeolite using the bituminous coal fly ash emitted from power plant that occurs several environmental problems. In spite of fly ash has contained high content of SiO2 and Al2O3, it disposed mainly landfill. If the effective methods to recover the SiO2 and Al2O3 were developed, the fly ash could be utilized valuable raw materials. In this study, fly ash was used as raw material to synthesize the zeolite by pressurized hydrothermal reaction. Also, experimental parameters included temperature(70~110℃, and pressure(140~200 psi) of crystallization were investigated. The more crystallization pressure was increased, the more Zeolite 4A was synthesized at 70 and 90℃. Zeolite 4A of metastable phase tend to be transformed into sodalite of stable phase at 110℃.

석탄계 핏치의 열처리 온도 및 압력에 따른 결정화도와 기공도 그리고 산화저항성 등을 관찰하였으며, hexagonal type 4D 탄소/탄소 복합재를 석탄계 핏치로 가압함침 및 탄화시킨 다음 가해준 압력이 고밀도화에 미치는 영향을 관찰하였다. 석탄계 핏치의 가압탄화 압력이 흑연화도에 크게 영향을 미치지 않았으며, 기공면적비에 있어서는 압력을 600bar로 상승시켜 줌으로써 상압 처리한 경우 보다 1.5배 정도 감소 하였다. 650˚C까지 열처리하여 얻은 코우크스의 산화반응 개시온도는 처리압력이 증가함에 따라서 지연되었다. 탄소/탄소 복합재의 함침압력을 100bar에서 600bar로 상승시켜 줄 경우 밀도 증가율이 크게 향상 되었으며 기공도는 감소하였다.

탄소재료 결합모재의 전구체로 핏치류가 많이 이용된다. 본 연구에서는 탄화거동에서 차이를 보이고 있은 석유계와 석탄계 핏치의 첨가량을 10-70wt%까지 배합하여 400-500˚C 온도범위에서 열처리하는 동안에 나타나는 흐름거동, 용해도 정도 등을 관찰함으로서 모재로서의 가능성을 평가하였다. 질소분위기에서 열처리속도 2.5˚C/min로 430˚C까지 승온하여 30분 동안 처리한 결과 석유계 핏치의 첨가량이 50%가 될 때 까지는 핏치의 유동성과 점결력을 좌우하는 것으로 알려질 β-resin의 양이 45wt%이상으로 나타났으며, 이렇게 혼합된 핏치는 탄화수율도 같은 조건으로 처리된 원료 핏치에 비해 73-100%까지 높은 값을 보임으로서 모재로서의 가능성이 있음을 보였다.