본 연구는 화력발전소 배출로 인한 지표면 오염물질 농도의 시·공간적 영향을 실측 자료를 바탕으로 정량적으로 분석하려는 목적으로 수행되었다. 배출과 농도 관계의 정량적 분석을 위해 우선 기상 조건과 주변 배출원의 영향을 고려하였다. 이를 위해 자료의 선택과 관측지점 선정 과정을 제안하였고, 선정된 지표면 시·공간 자료에 K-Z 필터와 경험직교함수(EOF) 분석 기법을 적용하였다. 사용된 자료는 2014-2017년 4년의 기간 동안 당진과 태안 화력발전소 굴뚝 자동측정기기의 농도값을 이용하여 산출한 한 시간 평균 배출량 자료와 지표면 대기오염농도 측정망 자료이다. 기상 자료로는 최근 배포 중인 ERA5 재분석자료와 기상청 종관기상관측소 한 시간 평균 자료가 사용되었다. 발전소만의 영향이 최대한 보이도록 기상 효과와 지리적인 요인을 고려하여 선택한 시간대의 선정된 관측소 자료만을 이용하여 분석한 결과, 지표면 대기오염물질의 EOF 첫 번째 모드는 SO2, NO2, PM10 모두에 대해 97% 이상의 변동성을 설명하였다. 또한 지표면 농도장의 EOF 첫 번째 모드의 시계열은 화력발전소 배출과 유의미한 상관성을 보였다. 결과적으로 당진 화력발전소 SO2, NO2, TSP 시간 당 배출량이 각각 10%가 감소하면, 남서풍 계열의 바람에 의해 직접 영향을 받는 서울 수도권 지표면 평균 SO2 농도는 0.468 ppb (R=0.384), NO2는 1.050 ppb (R=0.572), PM10은 2.045 μg m−3 (R=0.343) 정도가 감소한다고 판단할 수 있다. 태안화력발전소의 경우, SO2, NO2, TSP 배출량을 각각 시간당 10% 씩 감축하면, SO2는 0.284 ppb (R=0.648), NO2는 0.842 ppb (R=0.683), PM10은 1.230 μg m−3 (R=0.575) 정도가 감소될 수 있음을 확인하였다. 태안화력발전소는 당진화력발전소에 비해 수도권지역 농도에 미치는 영향은 작았으나, 상관관계는 더 높았다.

분리막 공정은 압력장치에 사용되는 전기 사용량이 많아 이를 줄이기 위한 다양한 공정 옵션이 연구되고 있다. 본 연구에서는 분리막 공정에서 막 모듈에 sweeping 기체를 permeate에 불어넣어 모듈의 구동력을 증가시키는 방법으로, 특별한 공정 장치 추가 없이도, 효율적인 CO2 분리가 되는 공정을 연구하였다. 분리막 공정은 주요 장치비용(분리막, 압축기 등)과 운영비용(전기, 스팀)을 평가 하였다. MATLABⓇ에서 분리막 모델을 개발하었으며, 분리막 공정에 가능한 모 든 구조들을 초구조로 경제성 평가 모델을 기준으로 평가되었다. 본 연구는 2014년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 (재)한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행된 연구임(2014M1A8A1049305).

Global warming has pressured companies to put a greater emphasis on environment management which allows them to reduce environmental impact and costs of their operations. In Korea, the coal-fired power plants take a large account of electricity generation at 31.7% of the total electricity usage in 2014. Thus, environmental impact of coal-fired power plants is significant. This paper illustrated how to compute environmental impact and costs in electricity generation at a coal-fired power plant using MFCA methodology. Compared to the traditional accounting, an advantage of MFCA is to provide information on electricity generation costs and environmental wastes incurring throughout the production process of electricity. Based on MFCA, the coal-fired power plant was able to reduce production cost of electricity by 52.3%, and environmental wastes by 47.7%. As a result, MFCA seemed to be an effective tool in environmental management for power plants.

석탄회는 독특한 화학조성과 광물학적 특징을 가지고 있다. 본 연구는 해안가에 위치한 영동화력발전소의 매립 호수에서 배출되는 석탄회와 주변 해수와의 반응에서 토착 미생물이 중금속 용출에 어떤 영향을 미치는지를 알아보았다. 매립 호수의 pH는 6.3-8.5로 나타났다. 본 연구를 위해 매립 호수의 세 지점을 선정하여 각 지점에서 석탄회(0.4 L)와 해수(1.6 L)가 혼합된 세 개의 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 각각 120˚C, 2.5기압 환경하에서 멸균 처리하고, 미생물의 활동을 촉진하기 위해 글루코스를 첨가하여 배양하였으며, 나머지 하나는 자연 상태로 60일 동안 보관하면서 박테리아의 활동에 따른 지화학적 변화과정을 살펴보았다. 다른 시료와 비교하여 글루코스를 첨가한 시료에서 15일 후에 알카리도가 크게 증가하였으며, Mg, Ca, K와 같은 양이온은 글루코스를 넣은 시료에서 초기에 증가하다가 15일 이후 감소하였다. SO42-는 글루코스를 첨가한 시료에서 크게 감소하였다. 이러한 지화학적 결과는 매립 호수에 서식하는 박테리아의 활동성과 관련이 있다. 이러한 결과는 석탄회 내에 서식하는 박테리아의 특성을 이해하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Coal-fired thermal power generation was a very important power source in Korea. Therefore improvement of seismic reliability of the coal-fired thermal power plants is required, because occurrence of very large earthquakes is expected in Korea. Boilers of coal-fired power plants are usually suspended from the upper end of support structures in order to allow thermal expansion of the boilers, so boilers easily sway during earthquakes. In order to suppress the vibration, stoppers made of steel are generally installed between boilers and their support structures. Although stoppers made of steel are effective for vibration suppression, further countermeasure for earthquakes having long duration and many after shocks is required. This study has developed a hybrid damper for vibration and seismic control of coal-fired power plant boiler. The hybrid damper consists of an oil damper and a friction damper connected in series.

화력발전소 전기집진기에서 포집되는 FA(Fly ash)는 재활용률이 높으나 화력발전소 노에 떨어지는 BA(Bottom ash)는 FA에 비해 매우 낮은 편이다. 또한 FA에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있는 반면 BA에 대해서는 매우 저조하다. 한편 지속적으로 건축 공사 수요가 있지만 건축 재료를 과거처럼 용이하게 그리고 저렴하게 공급 받기는 더욱 어려워지고 있는 실정이므로 BA를 건축 재료로 활용할 수 있게 하는 연구는 매우 유용할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 재활용률이 저조하여 처리에 부담이 되었던 BA를 최대한 재활용할 수 있도록 건축 재료로 연구 개발하여 BA 재활용률을 높일 뿐만 아니라 BA 처리의 부담을 줄이고, 또한 저렴한 건축 재료를 용이하게 다량 확보할 수 있도록 화력발전소에서 발생한 BA가 건축 재료로 갖고 있는 다양한 특성에 대하여 연구하였다. 화력발전소에서 발생한 BA를 건축 재료로의 특성에 대하여 연구를 진행한 결과 타 재료에 비해 경량성과 단열성이 매우 우수함은 물론 원적외선 방사률 등도 비교적 우수하게 나타났다.

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.