Coal-fired power plants emit various Particulate Matter(PM) at coal storage pile and ash landfill as well as the stack, and affect the surrounding environment. Field Emission Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray analyzer(FE-SEM/EDX) were used to develop identification factor and the physico-chemical analysis of PM emitted from a power plant. In this study, three samples of pulverized coal, bottom ash, and fly ash were analyzed. The pulverized coal was spherical particles in shape and the chemical composition of C-O-Si-Al and C/Si and C/Al ratios were 200~300 on average. The bottom ash was spherical or non-spherical particles in shape, chemical composition was O-C-Si-Al-Fe-Ca and C/Si and C/Al ratios were 4.3±4.6 and 8.8±10.0. The fly ash was spherical particles in shape, chemical composition was O-Si-Ai-C-Fe-Ca and C/Si and C/Al ratios were 0.5±0.2 and 0.8±0.5.

In this research, in order to improvement the performance of the two-component mixed aggregate mixed with fine granite fine aggregate and seawater, the examination of the effect of reject ash on the cement mortar according to the change of substitution rate was done. As a result, it was found that the effect of improving the compressive strength is more effective when the rejection ash is replaced by 5% in the mixed aggregate than in the case of using the high quality aggregate.

This study evaluates the adsorption properties of Sr ions in an aqueous solution of the synthetic zeolite (Z-Y1) prepared using coal fly ash generated from a thermal power plant. In order to investigate the adsorption characteristics, the effects of various parameters such as the initial concentrations of Sr ion, contact time, and solution pH were investigated in a batch mode. The Langmuir and Redlich-Peterson model fitted the adsorption isotherm data better than the Freundlich model. The maximum adsorption capacity of Sr ions, as determined the Langmuir model, was 181.68 mg/g. It was found that by varying the Sr ion concentration, pH, and temperature, the pseudo-second-order kinetic model describes the adsorption kinetics of the Sr ion better than the pseudo-first-order kinetic model. The calculated thermodynamic parameters of ΔH0 and ΔG0 showed that the adsorption of Sr ions on Z-Y1 was occurred through a spontaneous and an endothermic reaction. We found that the adsorption of Sr ions by Z-Y1 was more affected by pH than by temperature and Sr ion concentration.

In this research, in order to improvement the performance of the two-component mixed aggregate mixed with fine granite fine aggregate and seawater, the examination of the effect of reject ash on the cement mortar according to the change of substitution rate was done. As a result, it was found that the effect of improving the compressive strength is more effective when the rejection ash is replaced by 5% in the mixed aggregate than in the case of using the high quality aggregate.

석탄화력발전 부산물인 석탄회의 희유 금속 재활용을 위한 기반 연구로서 9개 발전소의 석탄회를 대상으로 화학적 및 광물학적 특성을 분석하였다. 석탄회의 희유원소 화학조성은 전반적으로 셰일의 평균 조성과 부합하며, 국외 석탄회와 차이도 거의 없다. 그러나 국산 무연탄 비산재와 수입 유연탄 비산재는 무기원소 조성에서 약간의 차이가 있으며, 무연탄 비산재의 미연 탄소 함유량이 매우 높다. 바닥재와 비교하여 친황원소들이 비산재에 부화되는 경향이 있다. 규산염 유리가 주요 고상이며, 석영, 일라이트(백운모), 멀라이트, 자철석, 생석회, 경석고가 광물로 함유되어 있다. 규산염 유리는 Al과 Si가 주성분이고, Ca, Fe, K, Mg가 다양한 비율로 함유되어 있다. 규산염 유리는 다공성 구형 또는 비정형 부석질 입자들이며, 흔히 잔존 광물이나 산화철구, 또는 다른 유리입자들과 융접되어 있다. 산화철구 입자는 급속 성장한 산화철 미세 입자와 유리 기질로 구성되어 있다. 석탄회로부터 유가 금속 재활용을 위해서는 이상의 화학조성, 미세조직, 광물학적 특성들이 고려되어야 한다.

The purpose of this paper is to check the safety of the scaffold structures used wire rope. The structural safety on the scaffold structures with wire rope and boiler furnace was evaluated. As a results, all assessment structures with wire ropes were checked to be safe.

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.

전국의 2012년도 가축분뇨 발생량은 <표 1>에서 보듯이 46,489천톤이 발생하였다. 2012년도부터 가축분뇨의 해양투기가 전면금지 되었기 때문에 전량 육상처리하고 있으며, 이 중 퇴비로 처리되는 량이 81%로 가장 많이 차지한다. 한편, 충남 보령시는 가축농가가 차지하는 비율이 높은 편이며 가축사육시설 및 가축분뇨 처리과정에서 발생하는 악취로 인한 민원발생이 많은 지역이다. 가축분뇨는 2,055톤/일 발생하며 이중 퇴비로 처리되는 양이 68%이다. 가축분뇨는 2012년부터 해양투기가 전면금지 됨에 따라 전량 육상 처리되고 있으나, 가축농가의 분뇨처리시설용량 부족으로 및 가축분뇨 부적정 처리로 인한 악취발생, 환경오염 문제가 발생하고 있다. 가축분뇨를 자원화하는 것은 유용한 자원으로 소득에 기여할 뿐만 아니라 폐기물을 발생시키지 않아 환경을 보전하기도 한다. 최근 국내의 가축 사육 규모가 커짐에 따라 가축분뇨의 처리문제와 악취로 인한 민원이 증가하여 사화문제화 되고 있다. 악취민원은 2003년 이후 연평균 14.5% 증가하고 있고, 축산관련 악취는 약 7%로 해마다 지속적인 증가를 보이고 있다(환경부, 2007). 축종별로 보면 양돈 관련 악취 민원이 약 54%로 많은 부분을 차지하고 있다. 퇴비는 음식물쓰레기, 축산분뇨 등을 발효 및 부숙시켜서 농작물, 원예, 임야에 시비하는 것이다. 퇴비 생산시에는 음식물쓰레기 및 축산분뇨와 같은 퇴비대상물이 수분이 85%정도로 높아 부패하기 쉽기 때문에 퇴비에 적합하도록 수분조절재(톱밥, 왕겨등)를 사용하여 수분을 60~65%로 조절하여야 한다. 퇴비는 퇴비대상물이 함유한 유기물을 분해 안정화시켜서 토양미생물의 활성을 도와주는 역할을 하며, 퇴비 조건이 맞지 않을 경우 발효가 잘 일어나지 않거나 악취가 많이 발생되기도 한다. 이러한 경우 퇴비의 발효를 촉진시키기 위하여 발효촉진재를 첨가하여 퇴비화가 원활하게 진행하게 한다. 시판되고 있는 퇴비 발효제는 대부분 미생물제로써 토양이나 유용한 미생물을 추출, 배양하여 주로 액상으로 공급하고 있다. 개발된 기술은 퇴비 발효촉진재로써 미생물제가 아닌 무기물로 구성된 미생물활성재이다. 본 퇴비 발효촉진재는 퇴비대상물(가축분뇨+톱밥)에 5%정도 혼합하면 악취발생이 거의 없고 고온이 장기간 지속되어 완숙퇴비가 되게 만들어주는 기능을 가지고 있다. 구체적으로는 발효촉진재의 성분에 의해 폴리실리케이트 망목을 형성하여 악취물질을 흡착하는 기능이 있어 악취를 70%정도 억제하는 기능, 친수성 수화물질의 수화반응 및 경화반응에 의한 수분증발 기능, 발효촉진제는 약알칼리성으로 퇴비를 시비할 경우 산성토양을 중화시키는 기능, 초기발열 및 고온균 활성화로 퇴비기간을 기존의 50일에서 40일로 약20% 단축시키는 기능, 고온균 및 방선균 활성화 및 고온 장기지속 등으로 완숙퇴비를 만들어 주는 기능을 가지고 있다. 따라서 발효촉진제가 비록 분말이지만 단립화기능이 있으므로 첨가량 만큼 톱밥 사용량을 줄일 수 있다. 발효촉진재의 용도는 퇴비 첨가물로써, 가축분뇨 및 음식물쓰레기 등을 퇴비화 할 경우, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기에 톱밥을 혼합 한 후 추가로 발효촉진재를 무게비로 5%정도 혼합해 주면 된다. 따라서, 본 사업을 통해, 화력발전소에서 발생하는 바텀애쉬 및 공장의 폐흡착제는 충 발효촉진재의 대체원료로의 사용함으로써, 바텀애쉬 및 폐흡착제의 재활용 수요처를 확보함과 아울러 부산물처리 비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러, 생산업체에서는 발효촉진재의 대체원료 활용을 통해 안정적인 수급과 원가절감 효과를 기대 할 수 있다. 폐기물 자원화 네트위크 구축사업으로 생산되는 발효촉진제는 가축농가 퇴비장에 지원하여 악취문제를 근원적으로 해결함으로써 지역 편익을 증진시킬 수 있는 사업이다.

화력발전소에서 2011년 약 123백만톤의 석탄을 소비하고 있다. 이 석탄을 연소하는 과정에서 석탄회가 발생되는데 이러한 석탄회는 Fly Ash(비산재)의 형태로 배가스와 함께 배출되거나 Bottom Ash(바닥재)의 형태로 보일러 하부에 잔류하게 된다. Fly Ash는 그 크기가 대략 10-30 μm으로 발생량은 시스템에 따라 다르나 전체회 발생량의 약 80~85%를 차지하며 나머지 약 15~20%에 상당하는 석탄회는 대략 1~2.5mm 크기의 Bottom Ash로 보일러 하부에 모인다고 보고되어 진다. 이러한 석탄회의 발생량은 계속 증가하여 2007년에는 한국의 석탄회 발생량이 620만톤이었지만 2011년에는 910만톤으로 증가하는 추세이다. Fly Ash는 전기집진기나 여과 집진기 등에서 배가스로부터 분리되어 콘크리트 혼화재나 시멘트 클링커 등으로 재활용되고, 보일러 하부에 모인 Bottom Ash는 Grinder로 분쇄 후 해수를 이용하여 대부분 회사장으로 폐기되고 있다고 보고되어 진다. 이와 같이 재활용되지 못하고 폐기되는 석탄회는 여러 가지 환경문제를 야기하고 있어 이의 재활용률을 높이고자 많은 연구와 개발이 수행되었다. 하지만 국내 석탄회의 재활용은 대부분 Fly Ash의 재활용에 의한 것으로서 Bottom Ash의 재활용은 매우 미미하며 대부분 회사장으로 폐기되고 있는 실정이다. 본 연구자는 회사장에 폐기되고 있는 Bottom Ash를 대상으로 미연탄소를 에너지자원으로 회수 하기 위하여 Bottom Ash 내의 미연탄소 회수 연구를 진행하였다. Bottom Ash내에 함유되어 있는 미연탄소를 비중분리와 체가름, 자력선별 등 물리적선별을 통하여 3283cal/g로 달성하였으며, 이후 물리화학적 선별인 부유선별을 통하여 pH변화, 기포제 첨가량 변화, 포수제 첨가량 변화, 광액의 농도, 부유시간에 따라 실험을 진행해본 결과 회수된 미연탄소가 5000cal/g을 넘는 부유물을 회수할 수 있었다.

국내외에서 발생하는 지진이 화력발전 설비에 미치는 영향을 평가하고 지진발생 이후 후속조치 이행에 사용하기 위하여 5개 발전사의 22개소 화력발전소 중 8개소 화력발전소의 지진계측시스템을 재구축 하고, 14개소 화력발전소의 지진계측시스템을 신규로 구축하였다. 이러한 구축작업의 법령적 근거는 지진방재를 위하여 2009년 3월 25일 발효된 지진재해대책법과 소방방재청의 지진가속도계측기 설치 및 운영기준[소방방재청 고시 제2013-12호, 2013.5.3, 일부개정] 이다. 지진계측장비로 지진기록계는 미국 Quanterra사의 Q330S, Q330+Baler44를 설치하였으며, 지진가속도센서는 미국 Kinemetrics사의 FBA ES-T, ES-U2를 설치하였다. 설치된 지진계측장비는 한국지질자원연구원에서 성능검사를 받은 장비이며, 지진재해대책법 소방방재청고시의 지진가속도계측기 설치 및 운영기준에서 제시한 규격에 모두 만족하는 장비이다. 지진모니터링 소프트웨어는 각 지진계측장비로부터 계측된 건물진동 및 지진가속도자료를 실시간 감시·저장, 트리거 구동, 자동·수동 분석, 자동경보 기능 및 지진가속도자료를 소방방재청으로 전송하는 기능을 수행하도록 한국지질자원연구원에서 개발한 KISStool을 이용하여 구현하였고, 5개 발전사에서 계측된 지진가속도자료의 모니터링을 위하여 Web 인터페이스로 개발하였다. 구축된 지진감시시스템은 화력발전소의 지진 재해에 대한 능동적인 대응 체계를 정립하고, 실측 자료를 바탕으로 한 지진에 대한 화력발전소 구조물의 설계기준 개선 등에 활용 될 것으로 기대된다.

석탄은 풍부한 매장량, 저렴한 가격, 공급원의 안정성 등으로 인해 전 세계적으로 화력발전소의 근간이 되는 원료로서 사용되고 있으며, 2012년 6월 기준으로 전력설비 79,552 MW 중 석탄화력은 24,534 MW, 30.8%를 차지하고 있다. 국내의 경우 제 5차 장기전력수급계획(1999 ~ 2015년) 및 제 6차 장기전력수급계획(2013 ~ 2027년)에 의하면 현재 보다 석탄화력발전은 1,580만kW 추가로 건설될 예정이며, 석탄화력이 전력원으로서의 비중은 증대되고 있다. 이에 따라 석탄회 발생량이 표 1과 같이 2012년 년간 870만톤에서 2020년에는 년간 1,660만톤으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 그러나 2012년 말 현재 석탄회 재활용율은 70%에 그치고 있으며, 향후 석탄회 발생량이 지속적으로 증가 시 수요처 확보 및 재활용 다각화 방안 도출이 필요한 실정이다. 한편, 석탄화력발전소에서 발생하는 석탄회 중 희유금속의 모니터링 결과, 표 2와 같이 초부가 가치금속인 희유금속을 다량 함유하고 있으며, 희유금속 중 리튬의 함량이 가장 많고 경제성이 있는 것으로 확인되고 있다. 세계적으로 리튬 추출원인 바닷물에는 리튬이 170 ~ 200 ppb정도의 농도로 존재하는 반면 석탄회에는 해수 보다 1,000배 이상 높은 200 ~ 300 ppm정도로 농축되어 있다. 따라서 국내매장량이 없고 전량 수입에 의존하고 있는 리튬, 니켈 등 희유금속을 석탄회로부터 추출하는 기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 장기적으로 리튬자원의 고갈을 대비하여, 석탄화력발전소별 발생하는 석탄회, 바닥회, 매립회, 미립장 상등수에 함유되어 있는 리튬 농도를 비교, 분석하였다.

석탄은 풍부한 매장량과 공급원의 안정성 등으로 화력발전의 근간이 되는 연료광물이다. 에너지를 생산하기 위한 과정에서 지속적으로 석탄회가 발생되는데, 석탄의 연소과정에서 발생되는 석탄회의 발생량은 약 840만톤에 달한다. 석탄의 연소과정에서 발생되는 석탄회는 포집되는 장소에 따라 플라이애쉬, 신더애쉬, 바텀애쉬로 구분되어진다. 바텀애쉬의 경우 보일러 노벽, 과열기, 재열기 등에 부착해 있다가 자중에 의해 보일러 바닥에 떨어진 애쉬로서 플라이애쉬에 비해 입도가 굵으며 총 석탄회 발생량의 약 10 ~ 15%를 차지하고 있으나 발생량에 비해 이를 처리하기 위한 매립지나 처리시설의 확보가 어려워 바텀애쉬의 처리에 대한 문제가 크게 대두되고 있으며, 선진국의 경우 바텀애쉬를 활용하기 위한 연구가 활발한 반면에 국내의 경우에는 이에 대한 체계적인 연구가 미흡한 실정이다. 또한 석탄회 중 약 75 ~ 80%를 차지하는 플라이애쉬는 시멘트와 포졸란 반응의 효과로 콘크리트 혼화재로 재활용이 되고 있지만 바텀애쉬는 단순 매립용 자재로만 활용되고 나머지는 전량 매립되고 있어 이를 활용하기 위한 연구가 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 바텀애쉬를 부가가치향상을 시키기 위한 기초연구로서 화력발전소 바텀애쉬 시료의 물리적 특성을 연구하였다. 입도분석결과, 50*100 mesh 입도구간에 무게비 21.60%로 가장 많이 분포하고 있었으며, 100mesh이상이 약 85%였고, 평균입경(D50)은 약 535 μm로 나타났다. XRF 분석결과, 대부분의 입도 구간에서 Fe₂O₃의 함량이 높게 나타났고, 입도가 큰 구간(4*8, 10*16 mesh)의 CaO 함량이 입도가 작은 구간(50*100, 100*170, 270*325 mesh)에 비해 CaO의 함량이 더 높은 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석 결과, 석영, 방해석, 트리디마이트, 크리스토발라이트, 명반석, 마그네타이트, 헤마타이트가 주요 구성광물로 나타났다.

본 연구에서는 (주)한국서부발전의 태안화력발전소에서 생산된 비산재로부터 Li의 용출을 고찰하였다. 본 연구에서는, 반응용액:석탄회 비율, 반응용액의 종류(해수, 증류수), CO2가스의 조건에 따른 Li 용출량을 관찰하였다. 실험 결과, 반응용액의 Li 농도는 고체:용액 비율이 증가함에 따라 계속하여 증가하는 양상을 보였다. 비산재 단위 질량당 Li 용출은 증류수를 사용하였을 때, 그리고 CO2가스의 용해가 제한되었을 때 증가되었으며, 이는 그러한 조건에서 CaCO3의 침전이 억제되었기 때문이다. 해수내 Li의 흡착추출에 방해되는 Mg2+도 고체:용액 비를 증가시킴으로써 효과적으로 제거할 수 있었다.