SEM-EDS를 이용한 산업단지폐기물과 고형연료의 무기 성분 규명

정문헌(Jung, Moon-Hun),이주호(Lee, Joo-Ho),유정근(Yoo, Jeong-Kun),이강우(Lee Gang-Woo),손병현(Shon Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.10

최근 화석에너지 고갈과 환경규제 강화로 신․재생에너지 개발 및 보급이 시급해지고 있다. 여러 가지 신재생 에너지 중 폐기물을 이용하는 방법이 에너지원의 잠재적 가치를 비교하였을 때 가장 유망한 에너지원으로 인정되고 있으며, 그 중에서도 폐기물을 고체연료로 가공하는 고형연료가 현실적이고 가장 경제적인 방법으로 인정받고 있다. 그러나 산업폐기물의 종류별 연소 시 발생되는 유해가스(HCl, Dioxin 등)와 중금속 등이 문제점으로 지적되고 있다. PVC, alkali metal chloride, alkaline earth metal chloride 등은 Cl을 발생시키는 대표적 물질이며, Cl는 열회수 장치의 부식과 같은 문제를 유발한다. 본 연구에는 두지역의 산업단지에서 고형연료의 재료가 되는 산업폐기물에 미량 존재 하는 중금속 성분을 분석하였으며, Cl과 S의 농도를 분석한 결과 B산업단지의 농도가 A산업단지의 농도보다 약간 높 게 나타났다. 이를 바탕으로 산업폐기물의 발생원과 연료로서의 RDF의 성능을 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Recently, the development and spread of the new recyclable energy becomes urgent because of the depletion of fossil fuel and strengthening the environmental regulation. To recovery from the waste out of the many new recyclable energies has been proved as the most favorable when the potential value of energy source is compared. The RDF from the waste has been approved as the most economical method out of the other methods. However, the toxic gases (HCl, Dioxin etc) and heavy metals generated during the burning of the industrial wastes have been pointed out as problems. The PVC, alkali metal chloride, and alkaline earth metal chloride are major materials for emitting the chlorine and chlorine compounds have the problem such as the erosion on the heat collection device. This research has analyzed the heavy metal components containing in the industrial waste, and the concentration of Cl and S in the industrial waste generated in B industrial complex are slightly high than that of the A industrial complex. The results can be used to discuss the origin of inorganic components in industrial waste and utilized as a base data to improve the performance of the RDF as fuel.

풍화에 의한 화강암의 물리적 특성 변화

정문헌(Jung, Moon-Hun),이주호(Lee, Joo-Ho),손병현(Shon Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.8

대부분의 석조문화재는 외부 환경에 노출되어 있어 외관이 크게 변형되어졌고, 특히 최근의 산업화와 환경 오염물질의 영향으로 풍화가 가속화되고 있다. 해수에 신선한 화강암을 침수시켰을 때 암석 표면의 구성광물(Ca, K) 은 대부분 신선한 화강암(fresh granite)보다 낮은 농도값을 나타내어 해수에 의한 풍화의 영향 정도를 확인할 수 있었 다. 실험 전․후의 화강암의 물리적 특성 분석 결과, 강제 풍화시킨 시료의 밀도는 평균 2.580-2.582 g/㎤으로 신선한 화강암(평균밀도는 2.600 g/㎤)에 비해 약간 낮은 값을 보였다. 또한 강제풍화시킨 화강암의 흡수율은 0.526~0.616% 로서 신선한 화강암에 비해 1.3-1.6배 정도 높게 나타났다. TiO₂ 광촉매를 화강암에 코팅한 후 산성용액과 해수에 의 한 강제풍화시 흡수율과 밀도 변화가 많이 저감되어 석조문화재의 풍화를 예방하는 효과가 있을 것으로 나타났다. Because the stone cultural properties located outdoors, they have been altered and deteriorated in external appearance due to environmental factors. Damage to stone cultural properties is accelerated particularly due to recent industrial development and environmental pollution. When fresh granite was dipped into the seawater, the mineral compositions(Ca, K) of the granite surface were lower then those of the fresh granite and density of the weathered granite was steadily decreased from 2.600 g/cm3 to 2.580-2.582 g/cm3. Also, absorption capacity of the weathered granite was steadily increased from 0.392% to 0.526~0.616%. In the case of TiO₂ was coated to the granite, the change of density and absorption ratio of TiO₂ coated granite were decreased. Therefore, the TiO₂ coating considered to be a viable method to assist in the conservation of stone cultural properties from environmental contaminants.

SEM-EDS분석을 통한 산업단지 내에 폐기물의 무기물 구성물질 설명

정문헌(Jung, Moon-Hun),이주호(Lee, Joo-Ho),권영현(Kwon, Young-Hyun),김민철(Kim, Min-Choul),이강우(Lee, Gang-Woo),손병현(Shon, Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

최근 화석에너지 고갈과 환경규제 강화로 신․재생에너지 개발 및 보급이 시급해지고 있다. 여러 가지신재생 에너지 중 폐기물을 이용하는 방법이 에너지원의 잠재적 가치를 비교하였을 때 가장 유망한에너지원으로 인정되고 있으며, 그 중에서도 폐기물을 고체연료로 가공하는 고형연료가 현실적이고 경제적인 방법으로 인정받고 있다. 하지만 Cl이나 중금속 같은 물질들은 부식성이 강하여 보일러와 같은열 회수 장치에 고온부식을 일으켜 고형연료의 제한적인 요소로 작용하고 있다. 따라서 울산의 산업단지의 고형연료의 원료가 되는 몇몇 물질을 SEM-EDS로 분석하고, Triangle plot을 통하여 나타내고고형연료의 처리장치 설계 시 기초가 되는 자료를 제공한다.

화학제품제조업에서 배출되는 유기성슬러지의 화학적 특성

손병현(Shon, Byung-Hyun),정문헌(Jung, Moon-Hun),이주호(Lee, Joo-Ho),김민철(Kim, Min-Choul),이재정(Lee, Jae-Jeong),이만식(Lee, Man-Sig),이강우(Lee, Gang-Woo) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

원소분석 결과 평균값은 “화합물 및 화학제품 제조업”의 경우 C 33.06wt%, H 4.34wt%, O 24.81wt%, N 5.18wt%, S 0.72wt%로 나타났으며, “코크스, 석유 정제품 및 핵연료 제조업“의 경우 C 36.58wt%, H 4.74wt%, O 26.79wt%, N 5.09wt%, S 0.49wt%로 나타났다. 열중량분석 결과, B사에서 배출되는 슬러지는 700℃ 이상에서 그리고 F와 N 사에서 배출되는 슬러지는 600℃ 정도의 온도에서도 연소가 가능할 것으로 판단된다. 연소테스트 결과, 산화반응과 동시에 열분해 반응이 일어나 고농도의 일산화탄소가 배출된다.

Aspen Plus를 이용한 RDF 소각시 발생하는 배가스 처리 공정 모사

이주호(Lee, Joo-Ho),정문헌(Jung, Moon-Hun),권영현(Kwon, Young-Hyun),김민철(Kim, Min-Choul),이강우(Lee, Gang-Woo),손병현(Shon, Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

화석에너지 고갈로 인한 유가 상승으로 폐기물 에너지화가 이슈화 되고 있다. 폐기물 고형 연료 RDF는 에너지 문제를 해결하기위한 대안 중 하나로 수송성, 저장성, 연소안정성이 우수하나 환경오염 물질의 발생이 문제가 된다. 이러한 오염물질을 처리하기 위한 배가스 오염 물질처리를 위한 plant 설비비용과 시간이 많이 투자된다. Aspen plus는 mass·energy balance와 화학적평형, 열역학을 이용하여 공정 모사를 할 수 있는 프로그램으로 검증되었다. RDF의 삼성분, 원소분석, 발열량을 입력을 통해 HCl, SOx, NOx, CO의 배출량을 예측하고 이에 맞는 SNCR, SDA 등과 같은 반응기를 적용 하므로써 다양한 배가스 처리를 모사 할 수 있다. NOx를 제어하기위에 urea주입과 SOx와 HCl을 제거하기 위한 CaO를 주입을 모사 하므로써 실제 운영 적용 전 단계에 역할로 유용한 도구로 판단된다.

Aspen plus를 이용한 산업폐기물 소각로의 배가스 처리 공정 모사

이주호(Lee, Joo-Ho),정문헌(Jung, Moon-Hun),권영현(Kwon, Young-Hyun),이강우(Lee Gang-Woo),손병현(Shon Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.11

최근 들어 지속적인 폐기물 발생량의 증가와 화석 연료 고갈 문제를 해결하기 위해 폐기물을 이용한 열에너 지 회수에 대한 관심이 증가 하고 있다. 에너지 회수를 위한 폐기물 처리공정으로 소각이 가장 많이 이용되고 있으나 소각 시 발생되는 대기오염물질을 처리하기 위한 공정 설계 및 설치비용이 많이 소요된다. 본 연구에서는 화학공정을 모사하는 software인 Aspen plus를 이용하여 실제 산업폐기물 소각로와 배가스처리 공정을 모사해 보았다. 소각공정은 폐기물 연소를 위한 1차 연소와 2차 연소, urea를 이용하여 NOx를 환원시키는 SNCR공정과 연소시 발생하는 에너지 회수를 위한 스팀 생산 공정으로 구성되어 있다. 연소시 발생하는 산성가스(HCl, SO₂)를 제거하기위하여 슬러리 상태 의 Ca(OH)2를 주입하였으며 산성가스 중화시 생성되는 부산물과 ash는 bag filter에서 제거하는 것으로 모사 하였다. 모사결과는 실제 산업폐기물 소각로의 배가스 처리 효율과 비교적 잘 일치하였으며 또한 장래 배가스 처리 시스템의 효율을 예측하는데도 이용될 수 있을 것으로 판단된다. The interest on the recovery of thermal energy using the waste has been rising to solve the problems of continuous increase of waste generation and the depletion of the fossil fuel recently. The incineration has been used most popularly as a treatment process of the waste for the energy recovery. However, it is expected that incineration and design cost will increase in the treatment of air contaminant emitted from incinerator. This research has simulated the actual incinerator and the flue gas treatment system using the Aspen plus which is the software to simulate the chemical process. The incineration process is composed of the 1st and 2nd combustor to burn the waste, SNCR process to reduce the NOx using the urea, and the steam generation process to save the energy during incineration. The Ca(OH)2 slurry was used as an acid gas (HCl, SO₂) treatment materials and the removal efficiency for the products from the neutralization of acid gas in SDA and combustion ash was simulated at the bag filter. The simulation result has been corresponded with the treatment efficiency of emitted gas from the actual industrial waste incinerator and it is presumed to be used to forecast the efficiencies of flue gas treatment system in the future.

여과집진기의 탈진 성능 향상을 위한 충격 기류 분사 시스템 최적화 설계에 관한 연구

홍성길(Hong, Sung-Gil),정유진(Jung, Yu-Jin),박기우(Park, Ki-Woo),정문헌(Jung, Moon-Hun),임기혁(Lim, Ki-Hyuk),서혜민(Suh, Hye-Min),손병현(Shon Byung-Hyun) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.8

본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 산업체에 널리 적용되고 있는 충격기류형 탈진시스템의 탈진 특성을 규명하고, 그 성능을 향상시키기 위해 탈진부 유니트(unit) 형상을 개조한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 탈 진부 각 형상별로 탈진 공기량과 기류 분포, 유입속도 분포 등을 검토한 결과, 블로우 튜브에 노즐을 설치한 경우 (Case 3)와 벤츄리에 이중 유입관을 설치한 경우(Case4, 5)가 현재 현장에서 널리 적용되고 있는 구조(Case 1)에 비 해 탈진 공기량의 증폭 효과 및 기류 폭의 확장 현상이 우수한 것으로 예측되었다. 선정된 Case-5를 상용 백필터의 사양(직경 150 mm)에 적용하기 위해 벤츄리 제원을 결정한 결과, 내측 유입관의 직경 50 mm, 외측 유입관의 직경 90 mm의 제원을 적용하면 탈진 공기량을 최대로 유지할 수 있을 것으로 판단된다. The dedusting characteristics of pulse air jet type dedusting system which is widely applied in the industries were identified by utilizing the computational fluid dynamics (CFD) and the dedusting performance in modified shape of dedusting unit was compared in this study. The review on the dedusting air volume, air stream distribution and inflow velocity distribution on each shape of dedusting part showed that the case of installing the nozzle on the blow tube (Case-3) and the case of installing the double intaking tube to the venturi (Case-4 and Case-5) were more excellent than the structure (Case-1) which is widely applied in the field in its amplification effect on the air volume and extension of stream width. The specification of venturi was decided to apply the selected Case-5 for the option of the commercial back filter. It is considered that the dedusting air volume will be maintained in maximum in the case of 50 mm and 90 mm for the diameter of internal and external intaking pipe respectively.

하수슬러지 처리 방법에 대한 고찰

손병현(Shon, Byung-Hyun),권영현(Kwon, Young-Hyun),정문헌(Jung, Moon-Hun),이주호(Lee, Joo-Ho),김민철(Kim, Min-Choul),이강우(Lee, Gang-Woo),정종현(Jung, Jong-Hyeon) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

경제성장과 산업도시의 발달로 인해 물의 사용량이 증가함에 따라 하수처리장의 수와 규모가 커지고 있어 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지의 양도 지속적으로 증가하고 있다. 런던협약 ‘96의정서발효에 따라, 하수슬러지의 해양배출기준이 대폭 강화 되었으며 또한 2012년부터는 하수슬러지의 해양투기가 전면 금지될 것이므로, 해양투기 등으로 처리되고 있는 하수슬러지를 에너지자원으로 활용하여고유가 및 기후변화에 적극 대응하고, 런던협약 등에 따른 해양투기 금지('2012)에 대처하기 위해 하수슬러지의 처리 및 재이용 방법에 대한 최근의 연구동향을 고찰해 보았다.

산업단지에서 배출되는 폐 유기성 슬러지의 열적 특성

손병현(Shon Byung-Hyun),이주호(Lee, Joo-Ho),정문헌(Jung, Moon-Hun),김민철(Kim, Min-Choul),고주현(Ko, Ju-Hyun),박흥석(Park, Hung-Suck),이강우(Lee Gang-Woo) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회논문지 Vol.9 No.5

산업단시의 제지산업 및 음식료업에서 발생하는 유기성슬러지에 대하여 삼성분, 원소조성, 발열량, 열중량 분석 및 연소시험을 실시하였다. 삼성분 분석 결과 제지업의 평균값은 수분함량이 66.07%, 가연분이 14.67%, 회분이 19.29%로 나타났으며, 음식료업의 경우 평균값은 수분함량이 54.98%, 가연분이 26.77%, 회분이 18.23%로 나타났다. 원소분석 결과 평균값은 제지산업의 경우 C 21.75%, H 3.42%, 0 32.70%, N 0.63%, S 0.30%로 나타났으며, 음식료업의 경우 C 39.88%, H 4.28%, O 23.20%, N 2.65%, S 0.35%로 나타났다. Dulong식을 이용하여 계산한 저위발열량이 2,000 kcal/㎏을 넘는 T사의 경우 직접 연소 처리하여 에너지화 하는 것이 가능할 것으로 판단되지만 전처리가 필요하며, A와 C업체의 경우 연소처리를 통한 에너지화에는 어려움이 있을 것으로 판단된다. TGA 분석 결과, A사에서 배출되는 슬러지는 700℃ 이상에서 연소를 해야 할 것으로 판단되며, C, I, T 3개 회사에서 배출되는 슬러지는 최소 800℃ 이상 연소온도를 올려야 한 것으로 판단된다. We analyzed the physical and chemical properties such as proximate analysis, ultimate analysis, heating values, thermogravimetric analysis, and combustion test for the organic sludges generated from paper and beverage manufacturing industries in the industrial complex. The average water and combustible content of the organic sludges from paper and beverage manufacturing industries were 66.07% and 14.67%, 54.98% and 26.77%, respectively. From the ultimate analysis of the organic sludges, C, H, 0, N, and S compositions were 21.75%, 3.42%, 32.70%, 0.63%, and 0.30%, respectively. For beverage manufacturing industries, C, H, O, N, and S compositions were 39.88%, 4.28%, 23.20%, 2.65%, and 0.35%, respectively. According to the results of investigating the lower heating values by Dulong’s equation, I sludge(T company) was on the range of over 2,000 kcal/kg. This sludge could be directly applied to industries which try to use the energy by direct incineration. From the TGA test, the minimum combustion temperature of A company’s sludge was about 700t for direct use for energy and that of 3 sludges(C, I, and T company) were at least over 800℃.

단위작업의 특성을 고려한 진도 측정 방안에 관한 연구

윤수원,진상윤,김예상,정영수,정문헌,박순찬 대한건축학회 2003 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.23 No.2

Progress rate is one of the important factors that represent the performance and the status of a project through quantitative measurements of construction works performed. However, measuring progress rate has not been based on the collection of objective data and not based on the objective criteria either. Rather, since it has been dependent on one's subjective judgement or has included only the works measurable, it has been very difficult to assure the accuracy of a progress rate measurement in a construction project. Therefore the objective of this study is to propose a model that can improve the accuracy of a progress rate measurement by incorporating different measurement methods depending on the characteristics of unit work types. This research is still on-going at this point, however, this paper includes discussions on the development of the progress measurement method model along with analysis of literature survey and interviews with construction practitioners.