In this study, zeolite (Z-C2) was synthesized using a fusion/hydrothermal method on coal fly ash (FA) discharged from a thermal power plant in the Ulsan area and then analyzed via scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The Z-C2 was characterized in terms of mineralogical composition and morphological analysis. The XRD results showed that its peaks had the characteristics of Na-A zeolite in the range of 2θ of 7.18~34.18. The SEM images confirmed that the Na-A zeolite crystals had a chamfered-edge crystal structure almost identical to that of the commercial zeolite. The adsorption kinetics of Cu, Co, Mn and Zn ions by Z-C2 were described better by the pseudo-second-order kinetic model more than by the pseudo-first-order kinetic model. The Langmuir model fitted the adsorption isotherm data better than the Freundlich model did. The maximum adsorption capacities of Cu, Co, Mn and Zn ions obtained from the Langmuir model were in the following order : Cu (94.7 mg/g) > Co (77.7 mg/g) > Mn (57.6 mg/g) > Zn (51.1 mg/g). These adsorption capacities are regarded as excellent compared to those of commercial zeolite.

The aim in this study was to remove Cl−, which can be problematic in the recycling of bottom ash, by identifying the optimum operating conditions for a soil electrolysis apparatus with spiral paddles and to use these as the base data in removing contaminants from various polluted soils using electrolysis. Unprocessed bottom ash collected from the openair storage yard at thermoelectric power plant H in Gyeong sang nam - do Province was used as the experimental material. The experimental methodology was to identify the optimum operating conditions to remove Cl− contained in the bottom ash using the following variables: use or not of spiral paddles, application or not of electrolysis, change of concentration of the electrolyte solution, electrolysis application time, and the voltage level during electrolysis. From the results, the highest removal efficiency of 91.4% was shown under the following conditions: use of the spiral paddles, use of 0.3% NaOH electrolyte solution, 20 min of electrolysis; and a voltage level of 5 V during electrolysis. It is evident that application of the soil electrolysis apparatus for removal of Cl− from bottom ash could be valuableas base data for purification of polluted soils in the future.

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.

By the end of 2012, the recycled proportion of domestic waste tires was 287,330 ton (93.9%) of the amount of waste tires discharged (305,877 ton). The waste tires have been reused for heat supply, material recycling and other purposes; the proportions are 50.1%, 20.7% and 23.1%, respectively. In the case of heat supply, waste tires are supplied to cement kiln (104,105 ton, 68%), RDF manufacture facilities (47,530 ton, 31%) and incinerators (1,923 ton, 1%). Recently, there has been an increase in the use of waste tires at power generation facilities as an auxiliary fuel. Thus, physico-chemical analysis, such as proximate analysis, elemental analysis and calorific value analysis have been carried out to evaluate potential of waste tires as an auxiliary fuel in Korea. The LHV (Lower Heating Value) of waste tires is approximately 20% higher than that of coal, at an average of 8,489 kcal/kg (7,684 ~ 10,040 kcal/kg). Meanwhile, the sulfur content is approximately 1.5wt. %, and balance of plant (e.g. pipe line, boiler tube, etc.) may be corroded by the sulfur. However, this can be prevented by construction and supplementation with refractories. In this study, TDF (Tire Derived Fuel) produced from waste tires was co-combusted with coal, and applied to the CFB (Circulating Fluidized Bed) boiler, a commercial plant of 100 tons/day in Korea. It was combined with coal, ranging from 0 to 20wt. %. In order to determine the effect on human health and the environment, gas emission such as dioxin, NOx, SOx and so on, were continuously analyzed and monitored as well as the oxygen and carbon monoxide levels to check operational issues.

A Controlled Low-Strength Materials (CLSM) is suitable for mine backfilling because it does not require compaction owing to it high fluidity and can be installed quickly. Therefore, a CLSM utilizing CO2-solidified Circulating Fluidzed Bed Combustion (CFBC) coal ash was developed and it’s properties were investigated, since. CO2-solidification of CFBC coal ash can inhibit exudation of heavy metals. The chemical composition and specific surface area of Pulverized coal Combustion fly ash and CFBC fly ash were analyzed. The water ratio, compressive strength and length change ratio of CLSM were confirmed. The water ratios differed with the specific surface area of the CLSM. It was confirmed that the porosity of CLSM affected its compressive strength and length change ratio.

석탄과 철광석은 산업발달의 시작부터 현재까지 지속적으로 사용되고 있다. 이에 따라 수반된 석탄 및 철광석 정제산업의 발달은 석탄철광폐수의 양적 증가를 초래하여 그 처리가 많은 관심 속에 활발하게 연구되고 있다. 석탄철광폐수는 페놀, 시안과 같은 독성 물질 뿐 만 아니라 혐기성미생물과 경쟁관계에 있는 황산염환원균활성증가를 초래하는 SO42-를 고농도로 함유한다. 이 석탄철광폐수의 처리법으로는 물리적, 화학적, 생물학적 처리가 다양하게 연구되어왔는데, 고농도의 폐수처리에 익히 알려진 혐기성미생물을 이용한 석탄철광폐수의 처리는 경제성과 재생에너지 측면에서 최근 큰 관심을 받고 있다. 하지만 폐수에 함유된 페놀, 시안, 등과 같은 독성물질이 생물학적 처리에 심각한 저해를 초래할 수 있어 문제로 지적되고 있으나 그 독성에 대한 현재까지의 연구는 미진한 형편이다. 이에 본 연구는 입상 혐기성미생물이 석탄철광폐수 소화 시 받게 되는 급성독성에 대하여 실험적 고찰을 진행하고 그 적응 방안을 연구하였다. 석탄철광폐수는 석탄철광정제의 완료시점에 실폐수 샘플을 채취하여 사용하였다. 폐수특성 분석결과 pH 7, 페놀 589±23 mg/L, 시안 49 mg/L, 암모니아성질소 39±9 mg/L, SO4-2는 735 mg/L이며 화학적 산소요구량은 3.9 g/L으로 나타났다. 석탄철광폐수에 대한 물벼룩 급성독성시험 결과 TU가 28로 매우 높게 측정되었다. 이 폐수에 UASB의 입상슬러지를 이용하여 혐기성소화를 수행하였다. 약 20일간 유기물 부하 0.6 g COD/L/day에서 초기 적응을 수행하였고, 혐기성소화조의 정상상태에서 COD 제거율은 98%, 메탄수율은 약 80 mL CH4/g COD로 나타났다. 이 혐기성소화조가 석탄철광폐수 유기물부하 0.76 g COD/L/day에 노출 되었을 경우 미생물의 활성을 모니터링한 결과, 폐수유입 즉시 메탄가스발생이 80% 이상 감소되는 강한 독성이 감지되었으며 COD 제거효율은 점차 감소하여 약 20일 후 10%로 낮아졌다. 유출수 내 페놀은 약 210 mg/L로 제거율 60%을 나타났지만 시안은 106 mg/L로 분해되지 않고 축적되어 유입 대비 2배가량 증가하였다. SO4-2 는 2000 mg/L로 급격하게 농도가 증가한 후 약 20일 후 1000 mg/L 이하로 감소하였다. 이로보아 석탄철광폐수 내 시안과 황화합물로 인하여 혐기성미생물 내의 메탄균의 저해가 이루어짐을 짐작할 수 있다. VFA 분석결과는 산발효균과 메탄발효균의 공생관계가 파괴되었음을 보여주었다. 더불어 높은 SO4-2 농도는 황산염환원균과의 경쟁이 유도될 수 있는 농도로 밝혀졌다. 이러한 석탄철광폐수의 급성독성은 고농도의 독성물질 제거를 위한 전처리 혹은 혐기성미생물의 적응기간이 필요함을 나타내었으며, 후자를 선택하여 약 30일 간 단계적인 미생물의 독성적응절차를 거친 결과 급성독성을 극복하고 유기물 및 페놀 분해가 점진적으로 가능함을 확인 하였다.

In order to investigate the adsorption characteristics for Sr ion using the Na-X zeolite synthesized from coal fly ash, batch tests and response surface analyses were carried out. The adsorption kinetic data for Sr ions, using Na-X zeolite, fitted well with the pseudo-second-order model. The uptake of Sr ions followed the Langmuir isotherm model, with a maximum adsorption capacity of 196.46 mg/g. Thermodynamic studies were conducted at different reaction temperatures, with the results indicating that Sr ion adsorption by Na-X zeolite was an endothermic (ΔHo>0) and spontaneous (ΔGo<0) process. Using the response surface methodology of the Box-Behnken method, initial Sr ion concentration (X1), initial temperature (X2), and initial pH (X3) were selected as the independent variables, while the adsorption of Sr ions by Na-X zeolite was selected as the dependent variable. The experimental data fitted well with a second-order polynomial equation by multiple regression analysis. The value of the determination coefficient (R2=0.9937) and the adjusted determination coefficient (adjusted R2=0.9823) was close to 1, indicating high significance of the model. Statistical results showed the order of Sr removal based on experimental factors to be initial pH > initial concentration > temperature.

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 study, it is conducted analysis of water absorption of artificial lightweight aggregate using coal ash. For absorption of water, the artificial lightweight aggregate was submerged for 24hours or in conditions of high temperature(100℃) and normal pressure. And it was measured water absorption ration and density( in conditions of oven-dry and saturated surface dry).

There is an increasing demand for sustainable resources due to a steady increase in energy demand. As the1996 Protocol to the London Convention takes effect, conversion of sewage sludge to energy is increasing. To use waste as fuel, it is important to understand its combustion characteristics. Using thermogravimetric analysis, the combustion of coal, dried sewage sludge, and SRF was characterized in this study. Dried sludge and SRF showed similar combustion behavior at all temperature increase rates of 5, 10, 25, 40, and 100oC/min. Coal burned at a higher temperature as the temperature rate increased. This may be ascribed to the much higher volatile matter contents of dried sludge and SRF comparative to coal.

More than 8 M tons of coal ash is generated from coal-fired thermal power plants every year, and the generation rate of coal ash has been increasing steadily recently. However, the recycling rate of coal ash is about 70%. It is time to introduce the beneficial use of coal ash. Much coal ash is used in mining applications and reclamation sites in the EU and the U.S. However, coal ash cannot be used at mine reclamation sites in Korea because of its legal limitations due to environmental concerns. Therefore, in this research, the eco-friendly use of coal ash at mine reclamation sites in Korea is presented. To develop the eco-friendly use of coal ash at mine reclamation sites in Korea, this study examined the beneficial use of coal ash at mines and the environmental issue of the specific use of coal ash at mine reclamations sites and carried out case studies on the use and management systems of coal ash in overseas countries and investigation of the present use of coal ash at mine reclamation sites in Korea.

In this study, we looked into the levels and distribution characteristics of harmful substances found in imported coal ash to identify their possible impacts on the environment and human body in the process of recycling and to develop plans for their proper management. To this end, organic pollutants including heavy metals were analyzed from 19 samples of imported coal ash, and their potential impact on the environment was evaluated. To investigate the characteristics of the heavy metal content in the coal ash, a leaching test was conducted, and the result showed that the heavy metal concentrations in the coal ash were far lower than the permitted levels of hazardous substances in designated waste in Korea. In addition, a content analysis showed that the heavy metal content was lower than the level prescribed in the standards for area II levels of soil contamination. Since coal ash is recycled in cement kilns, levels of Pb, Cu, and Cd in the cement kilns were reviewed and compared against permitted levels of those heavy metals in other alternative fuels. Levels of Pb, Cu, and Cd in the coal ash were comfortably within the acceptable limits by Korean standards, but the level of arsenic was close to the limit. Given the fact that arsenic leached from the coal ash recycling process could have an adverse impact on both the environment and the human body, it is therefore necessary to monitor arsenic leaching from coal ash continuously . Levels of other substances that could be contained in coal ash, such as dioxin, PCBs , and PAHs, were also measured. The measurements showed that the levels of these substances were generally low or undetectable; therefore, the environmental impact of organic pollutants from coal ash recycling was considered insignificant.

광물 탄산화 공정은 CCS 기술 분야 중 하나로써 이산화탄소를 특정 금속 또는 금속화합물과 반응시켜 안정하고 영구적인 탄산염 형태로 저장 및 고정화하는 기술이다. 연간 약 5000만톤 발생하는 산업 부산물은 알칼리성 금속들을 상당량 포함하고 있고 이산화탄소 발생지 근처에서 수급이 가능하므로 탄산화의 원료로 이용하는데 유리하다. 본 연구에서는 산업 부산물중 석탄재를 이용하여 이산화탄소와 액상탄산화 반응 후 탈리액 내 미반응 무기 양이온의 재이용에 대한 가능성 및 특성을 알아보고자 하였다. 탄산화전 석탄재의 무기 양이온 용출 효율을 높이기 위해 용출제로 1N HCl이 사용되었다. 이산화탄소의 공급농도는 질소와 혼합되어 배기가스 농도인 15vol%로 사용되었다. 이산화탄소 흡수제는 널리 쓰이고 있는 30wt%의 MEA(MonoEthanolAmine)수용액을 이용하였고 포화된 이산화탄소의 공급량 및 흡수량을 계산하였다. 탄산화 반응 전후의 무기양이온 용출농도, 이산화탄소 전환율, CaCO3 성분 확인 등은 IC, TGA, XRD 분석을 통해 확인되었다.

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.

우리나라에서는 5개 발전사의 10개 화력발전소에서 2013년 기준으로 약 891만 톤의 석탄재가 발생하고 있다. 석탄재는 약 82%가 비산재, 18%는 바닥재로 구성되어있으며, 이 중 비산재는 대부분 레미콘혼화제 및 시멘트 대체원료 등으로 재활용되고 있으나 바닥재는 발전소 내의 매립시설에 보관되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 바닥재의 토양으로 재활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 석탄재가 함유하고 있는 유해물질을 중심으로 석탄재의 환경영향 가능성 평가를 위해 SP 및 HD석탄재를 각각 단독 또는 토양과 혼합하여 컬럼시험(Percolation test)을 진행하였고, 대조군시험을 위해 비오염토양을 확보하여 동일하게 분석을 수행하였다. 컬럼시험에 사용한 유입수는 해수, 산성강우(pH 4.5), 증류수이며, 유입 유속을 1 mL/min으로 유지하여 운전하였다. 각 컬럼에서 2L씩 최대 15 Fraction의 용출액을 채취하였으며, 채취한 즉시 pH, 온도 및 전기전도도를 측정하였고, 이 외에 생태독성, 중금속 및 이온물질을 분석하여 유해물질 용출 패턴을 확인하였다. 컬럼 용출액 중 pH를 모니터한 결과, SP 석탄재는 8.20~8.78, HD 석탄재는 7.63~8.03 범위를 보였다. 석탄재에 함유되어 있는 다양한 중금속의 용출패턴을 확인한 결과, 전반적으로 유출량에 따른 뚜렷한 감소특성을 보이지 않았다. 철(Fe)은 초기 용출액에서 낮은 농도가 검출되다가 6 Fr 이후부터 높은 농도가 유출되었고, 다시 12 Fr 이후부터 감소하였다. 석탄재를 단독으로 사용한 컬럼에 비해 토양과 혼합한 컬럼의 용출액 중 보론(B) 농도가 낮은 것으로 나타났다. Al, Mn, Ni, Sb, Se 등은 특별한 경향을 보이지 않았으며, 이 외에 분석한 중금속 항목 중에 Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, 6가크롬은 용출액에서 모두 불검출 되었다. 용출액을 가지고 물벼룩의 급성독성을 시험하여 유입수에 따라 독성 수준이 다른 것을 확인하였다. 즉, 석탄재 자체의 독성보다는 해수, 담수, 산성강우 등 유입수의 영향을 받는 것으로 보인다. 증류수를 유입한 컬럼 중 SP석탄재는 모두 불검출 되었고, HD석탄재에서는 첫 번째 유출액에서만 1 TU이상의 값이 나오다가 이후 감소되었다. 해수를 흘려준 컬럼에서는 염도의 영향으로 1~2 TU 이상이 5 Fr 까지 유지되었고, 산성강우를 흘려준 SP석탄재와, 토양과 혼합한 HD석탄재 컬럼에서는 10 Fr 까지 1 TU이상을 유지하였으며 최대 8.2 TU의 독성을 나타내었다. 국내에서는 생태독성을 산업폐수 배출허용기준으로 적용하고 있으며, 청정지역과 청정지역 외로 구분하여 각각 1 TU와 2 TU로 규제하고 있다. 미국 델라웨어주와 뉴욕주, 독일의 폐수종말처리장에서도 2 TU로 관리하고 있다. 석탄재중 용출시험 결과 2 Fr 이후부터는 2 TU 이하를 유지하는 것으로 나타났으나, 일부 컬럼의 초기 용출액에서 나타난 독성영향에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다.

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.

석탄재는 4개 시멘트제조사에서 ‘02년부터 일본에서 수입하여 시멘트 대체원료로 사용하고 있으며 수입량은 매년 증가하고 있다. 2011년 1,110천톤, 2012년 1,231천톤, 2013년 1,347천톤의 석탄재를 수입하였으며, 주 용도는 점토대체재와 정제회로 재활용하고 있다. 이에 수입석탄재(비산재)의 적정성 및 유해성 검토 필요성이 제기되어 수입폐기물의 유해물질 함유실태 및 재활용 과정의 유해물질 배출실태를 조사하여 폐기물의 수입규제 강화 등 적정 관리방안 마련을 위해 조사를 수행하였다. 수입석탄재는 선박의 해치에서 호퍼나 압송으로 사이로나 벨트컨베이어로 하역하며 BCT나 트럭으로 이송하여 보관한다. 수입석탄재의 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3로 구성되며 국내 석탄재와 유사하다. 2013년 일본의 15개 발전소에서 총 19건의 수입석탄재를 시료 채취하여 중금속 용출･함량, 다이옥신 등 유해물질 농도 분포를 비교･분석하여 유해성 검토하였다. 무기물질류 18항목을 분석하여 이 중 폐기물관리법 시행규칙의 지정폐기물에 함유된 중금속 용출기준과 비교한 결과 6항목(Cr6+, Cu, Cd, As, Hg, Pb) 모두 법적기준 이내이었으며 PCBs(7종)는 19건 모두 불검출, PAHs(7종)는 불검출~0.004mg/kg으로 미량 검출, PCDD/DFs(17종) 또한 불검출~0.043 I-TEQ(pg/g)으로 검출되었다. 우리나라는 폐기물 수출･입을 신고와 허가제도로 이원화하여 관리하고 있으며 허가제도는 폐유기용제 등 바젤협약 유해폐기물(63품목) 및 OECD 황색폐기물(23품목) 86품목을 지정하여 유해폐기물의 국가간 이동으로 인한 환경오염을 방지하고 유해폐기물의 수출입을 규제하는 제도로 1994년 12월부터 운영하고 있다. 신고제도는 허가대상 외의 수입폐기물(25품목)에 대해서 수출입 관리를 강화하여 적정처리 유도하는 제도로 2008년 8월시행하고 있다. 현재 수입석탄재는 신고대상 품목에 포함되어 관리되고 있어 방사능 및 유해성, 국민정서를 고려하여 허가대상 품목 및 수입금지 품목으로의 제도개선도 검토해야 할 것이다.

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 고온 고압의 조건에서 산화제(산소 또는 공기) 또는 수증기와 반응시켜 합성가스(CO + H2)로 전환시키는 공정과 유해가스 정제공정 그리고 전력을 생산하는 발전 공정 등의 싸이클이 결합된 복합 시스템이다. 이러한 IGCC 발전방식에 의한 효율향상은 기존의 미분탄 발전방식에 비해 CO2 와 SOx와 NOx 발생을 현실적으로 저감시킬 수 있는 방법이며 기타 바이오매스나 폐기물 연료에도 적용이 가능한 기술로서 이에 대한 일련의 연구가 지속적으로 수행되어오고 있다. 분류층 가스화기는 고정층 가스화기와 같이 뚜렷하지는 않지만 일반적으로 열분해와 휘발화 물질 연소영역, 가스화와 연소가 동시에 발생하는 영역 그리고 순수한 가스화 영역 등 3개의 특성을 가진 영역으로 구분된다. 이렇게 다른 영역에서 석탄 입자나 검댕이 그리고 수증기를 포함하는 가스화기내의 온도분포는 당연히 다양한 입자 구성 매질특성 때문에 복사열전달에 큰 영향을 받는다. 이러한 복사 열전달의 효과는 본격적으로 온도가 상승하지 않은 미연지역보다는 온도가 높으며 검댕이(soot)와 CO2나 H2O와 같이 복사에 관여하는 물질이 많은 화염대 후류 영역에서 복사열전달이 더욱 중요한 인자가 되는 것으로 나타나고 있다. 본 연구에서는 습식 석탄가스화 장치에서 석탄입자의 크기분포에 따른 내부 열유동 분포 변화와 가스화 효율에 미치는 영향에 대한 상관관계를 살펴보았다. 석탄 가스화를 위한 수치해석은 가스와 입자의 2상 반응유동에 대한 많은 물리적인 모델들을 포함하고 있으며 모델검증에 필요한 석탄의 반응성과 실제 가스화기의 운전결과와 같은 방대한 실험적인 자료를 필요로 한다. 본 연구에서는 1.0ton/day 용량의 가스화기를 대상으로 석탄의 입도분포에 따른 전산해석을 수행하였다. 계산결과는 물리적으로 의미 있는 결과를 나타내었으며 특히 평균입도보다 큰 입자의 존재는 그 질량 분율이 크게 많지 않은 경우에도 가스화의 성능에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타나고 있다.

최근 세계적으로 원유정제의 증가 및 탈황기술의 발달로 인하여 유황발생량에 대한 수급의 차이가 커지고 있으며, 향후 발생되는 폐유황의 다량활용에 대한 대책이 없을 경우 폐기물 처리 및 환경오염으로 인한 경제적 손실이 우려되며 폐유황의 다량 활용에 대한 대책이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 폐유황 및 석탄바닥재를 이용한 산업용 건자재로의 활용을 위하여 다양한 개질제를 이용한 유황폴리머 결합재(SPC, sulfur polymer cement)의 제조 특성에 대한 연구를 수행하였으며, 제조된 결합재를 이용한 SPC 모르타르에 대한 성능 테스트를 수행하였다.

In order to ensure the high carbon conversion in a short residence time in a coal slurry entrained gasifier, the objectiveof this study lies in to investigate the effect of important variables to influence on the complex reacting flow and therebyto clarify the physical feature occurring inside the gasifier using a comprehensive gasifier computer program. To this end,the gasification process of a 1.0ton/day gasifier is numerically modeled using the code of Fluent and systematicallyinvestigated with the change of major design and operation parameters. Special emphasis is given on the effect of theparticle size distribution on the gasification process, since it is associated with various length and time scales via multi-phase and with complex reacting flows. Three different particle sizes are tested for a given coal mass flow rate, the firstis 70µm mean diameter with Rosin-Rammler distribution based on the actual measurement. But in the other two casestwo uniform mean particle diameters are employed, that is, very fine 1µm and 70µm with mean diameter itself. Thecalculation results of these three cases show quite different flow pattern, temperature and reacting flows probably causedby the different particle trajectory as well as reaction rate. However, the results obtained can be explained in a consistentmanner with particle size. Especially, it is noted that the presence of coal particle, the diameter of which is larger thanthat of mean diameter of Rosin-Rammler distribution, shows a significantly retarded gasification reaction in a gasifier,even if its mass fraction is less than 50%.