철강슬래그의 아스콘 골재 적용성 평가

이윤모(Lee, Yun Mo),손석규(Sohn, Seok Gyu),권혁기(Kwon, Hyeok Kee),박동철(Park, Dong Cheol) 한국콘크리트학회 2011 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.5

제강슬래그/Fe(II) 시스템의 TCE 분해 유효성분 : FeO의 영향

이윤모(Yun-Mo Lee),강완협(Wan-Hyup Kang),황인성(Inseong Hwang),박주양(Joo-Yang Park) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

시멘트/Fe(Ⅱ) 시스템에서의 TCE 분해 기작

이윤모(Yun Mo Lee),강완협(Wan Hyup Kang),최원호(Won Ho Choi),황인성(In Sung Hwang),박주양(Joo Yang Park) 大韓環境工學會 2007 대한환경공학회지 Vol.29 No.7

본 연구는 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해 기작에 관한 것이다. 회분식 슬러리 실험을 통해 시멘트/Fe(II) 시스템 내에서 선별된 이온들의 거동을 조사하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템에서 주입된 Fe(II)은 반응시간 12시간 이내에 대부분 고체상으로 흡착되었으며 Fe(II)와 함께 주입된 sulfate 역시 12시간 이내에 90% 정도 고체상으로 이동하였다. 시멘트/Fe(II) 시스템의 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물 형성을 모사한 적철석/CaO/Fe(II) 시스템의 TCE 분해능 실험결과 시멘트/Fe(II)에 상응하는 분해속도를 보였다. 칼슘산화물은 시멘트 수화물의 주요 구성성분의 하나로서 시멘트 내에 60% 정도 함유되어 있으며 제한된 조건에서 반응성을 갖는 것으로 알려져 있다. 적철석은 시멘트에 포함되어 있는 철산화물을 모의한 것으로 선별실험을 통해 결정하였다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템 내에서의 Fe(II)과 sulfate의 초기 거동은 시멘트/Fe(II) 시스템과 거의 유사하게 나타났다. 적철석/CaO/Fe(II) 시스템을 이용한 TCE 분해 kinetic 실험결과와 선별된 이온들인 Fe(II)과 SO₄^2-의 초기 거동으로 볼 때 시스템 내에서 green rust와 같은 Fe(II)-Fe(III) 혼합 광물이 형성되는 것으로 판단된다. 따라서 시멘트/Fe(II) 시스템의 TCE 분해는 시멘트에 흡착된 Fe(II)이 반응성을 갖는 Fe(II)-Fe(III) (수)산화물로의 변환을 통한 기작을 갖는 것으로 판단된다. This study investigated the dechlorination mechanisms of TCE by Fe(II) associated with cement. Batch slurry experiments were performed to investigate the behaviors of selected ions; Fe(II), Fe(III), CA₂+, SO₄^2- in cement/Fe(II) system. The kinetic experiments of TCE in cement/Fe(II) systems showed that injected Fe(II) was mostly sorbed on cement within 0.5 day and 90% of injected 200 mM sulfate was sorbed on cement within 0.5 day when [TCE]0 = 0.25 mM and [Fe(II)]0 = 200 mM. The kinetic experiments of TCE in hematite/CaO/Fe(II) systems were conducted for simulation of cement/Fe(II) system. Calcium oxide that is one of the major components in cement hydration reactions or has a reactivity in limited conditions. Hematite assumed the ferric iron oxide component of cement. The reactivities observed in hematite/CaO/Fe(II) system were comparable to those reported for cement/Fe(II) systems containing similar molar amounts of Fe(II). The behavior of Fe(II) and SO₄^2- sorbed on solid phase at an early stage of reaction in hematite/CaO/Fe(II) system was similar to that of cement/Fe(II) system. Ferric ion was released from hematite at an early period of reaction at low pH. The experimental evidence of kinetic test using hematite/CaO/Fe(II) system implies that the reactive reductant is a mixed-valent Fe(II)-Fe(III) mineral, which may be similar to green rust. Fe(II) sorbed on cement can be converted to new mineral phase having a reactivity such as Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides in cement/Fe(II) systems.

제강슬래그 아스팔트혼합물의 도로포장 성능 평가

이종민,이윤모,이진우,Lee, Jong-Min,Lee, Yun-Mo,Lee, Jin-Woo 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회지 Vol.16 No.2

FeO/Fe(Ⅱ) 시스템에서 TCE의 제거 특성

성동준(Sung Dong Jun),이윤모(Lee Yun Mo),최원호(Choi Won Ho),박주양(Park Joo Yang) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.1B

철의 환원 특성에 관한 연구는 이미 널리 수행되었으며 특히 미네랄과 2가철의 반응 메커니즘은 2가철의 흡착이나 바운드를 통해 Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ) (hydr)oxides를 생성하여 2가철이 3가철로 산화됨으로써 물질을 환원시키는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 2가철로 개질된 재강슬래그를 이용한 DS/S 실험과정에서 이러한 메커니즘으로 설명하기 힘든 현상을 발견하였다. 재강슬래그의 주요 성분중의 하나인 FeO와 Fe(Ⅱ)만을 이용하여 TCE의 분해과정을 실험해 본 결과 초기 TCE의 분해가 이루어지지 않다가 급속히 분해되는 현상을 보였으며 이러한 시스템에서 TCE의 분해는 예상치 못한 결과였다. FeO/Fe(Ⅱ) 시스템은 3가철이 존재하지 않기 때문에 기존의 Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ) (hydr)oxides를 형성하는 환원 메커니즘으로는 설명할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 분해실험과 분해 부산물의 측정, 2가철과 3가철을 확인함으로써 FeO/Fe(Ⅱ) 시스템의 환원특성을 확인해 보고자 하였다. 실험 결과 2가철이 FeO에 홉착 또는 바운드 되는 것을 확인 할 수 는 있었으나 기존의 메커니즘으로 설명하기에는 부족한 부분이 있었다. 분해부산물들을 통해 환원으로 인한 TCE의 분해는 의심의 여지가 없었으나 FeO/Fe(Ⅱ) 시스템이 새로운 species를 형성하는지 , 혹은 FeO에 Fe(Ⅱ)가 흡착 또는 바운드 되어 이제껏 알려지지 않은 형태의 새로운 미네랄 상을 형성하는지는 좀 더 상세한 연구가 필요하다. The reaction between iron oxide and ferrous iron is known to be the adsorption of ferrous iron onto the oxide surfaces that produces Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ) (hydr)oxides and ferrous oxide oxidized to ferric ion which is the reducing agent of the target compounds. In our investigations on DS/S using ferrous modified steel slag, the results did not follow the trends. FeO and Fe(Ⅱ), the major component of steel slag, were used to investigate the degradation of TCE. Degradation did not take place for the first and suddenly degraded after awhile. Degradation of TCE in this system was unexpected because Fe(Ⅱ)-Fe(Ⅲ) (hydr)oxides could not be produced in absence of ferric oxide. In this study, the characteristics of FeO/Fe(Ⅱ) system as a reducing agent were observed through the degradation of TCE, measuring byproducts of TCE and the concentration of Fe(Ⅱ) and Fe(Ⅲ). Adsorption of ferrous ion on FeO was observed and the generation of byproducts of TCE showed the degradation of TCE by reduction in the system is obvious. However it did not correspond with the typical reducing mechanisms. Future research on this system needs to be continued to find out whether new species are generated or any unknown mineral oxides are produced in the system that acted in the degradation of TCE.

우분 퇴비화 및 고체연료화의 온실가스 배출량 평가를 위한 전과정평가 기법 적용 연구

박미숙(Mi-Sook Park),황용우(Yong-Woo Hwang),박광호(Kwang-Ho Park),이윤모(Yun-Mo Lee),김병철(Byong-Chul Kim) 한국에너지기후변화학회 2022 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2022 No.10

고로 서랭 슬래그 골재의 콘크리트 적용성 평가

최훈국(Choi, Hun Gug),윤섭(Yoon, Seob),정용(Jung, Yong),이윤모(Lee, Yun Mo),하주형(Ha, Ju Hyung) 한국콘크리트학회 2013 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2013 No.10

제철산업 발생 순환자원을 활용한 지반안정재의 표층개량 적용에 관한 연구

서세관(Seo, Se-Gwan),임양현(Lim, Yang-Hyun),이윤모(Lee Yun-Mo),이진우(Lee, Jin-Woo),하주형(Ha, Ju-Hyung),문경주(Mun, Kyung-Ju) 대한토목학회 2019 대한토목학회 학술대회 Vol.2019 No.10

산업부산 순환자원을 이용한 무시멘트 지반안정재의 압축강도 특성

서세관 ( Se-gwan Seo ),임양현 ( Yang-hyun Lim ),이윤모 ( Yun-mo Lee ),이진우 ( Jin-woo Lee ),하주형 ( Ju-hyung Ha ),문경주 ( Kyung-ju Mun ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

산업활동의 부산물로 순환자원의 발생이 증가하고 있으며, 이를 소각·매립등의 처리가 아닌 새로운 부가가치를 가지는 자원으로 순환되는 자원으로의 인식이 확산되고 있으며, 국가의 정책적으로도 이를 장려하고 있다. 2018년도부터 시행된 자원순환기본법의 영향으로 소각·매립 처리시 처분부담금이 발생하고, 새로운 매립장 및 소각장 인허가의 어려움, 순환자원의 재활용 장려로 인한 위탁처리비 또한 급격히 동반상승하고 있는 실정이다. 따라서 순환자원의 소각·매립 처리량을 줄이고 대체 활용 방안을 찾는 것이 중요하다. 국내 소각장 및 발전소, 제철소와 같은 산업현장에서는 연소 및 제품 생산 과정에서 대기오염물질인 황산화물(SOx)을 배출하게 된다. 이때 SOx는 배가스 청정설비에서 탈황공정을 거쳐 제거가 되는데, 최종적으로 탈황부산물을 배출하게 된다. 탈황부산물 또한 매립 외에 재활용 방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 산업활동 부산물로 발생되는 순환자원인 고로슬래그 미분말과 탈황부산물을 이용한 무시멘트 지반안정재의 적용성 확인을 위해 순환자원 배합에 따른 지반안정재의 압축강도 특성을 평가하였으며, 이를 기초로 순환자원 활용 무시멘트 지반안정재를 대상토와 혼합한 개량토의 압축강도 특성을 평가하였다. 평가결과 지반안정재로서 활용이 가능할 것으로 판단된다. 현재 실내시험으로만 이루어진 결과이므로 실제 현장에서 현장 적용성 및 성능 발현에 대한 검증이 필요할 것으로 판단된다.

축분(畜糞) 고체연료의 온실가스 감축 기여도 및 경제적 효익 산정

박미숙(Mi Sook Park),황용우(Yong Woo Hwang),김병철(Byong Chul Kim),이윤모(Yun Mo Lee),정종민(Jong-Min Jung) 대한환경공학회 2024 대한환경공학회지 Vol.46 No.3

목적: 축산분뇨(축분) 온실가스 배출량이 축산분야 온실가스 배출량 비중에서 절반 이상 차지하고 있는 상황에서 농지 감소로 인해 기존의 퇴비화에 대한 대안 마련이 필요하다. 기존의 생물학적 처리 방안에 대한 보완책으로 축분을 고체연료로 제작하여 석탄대체 연료로 활용할 경우의 온실가스 감축 기여도 및 경제적 효익을 산정하고자 한다. 방법: 국내에서 발생하는 축분의 발생량을 기준으로 전량 고체연료화하여, 연료용 무연탄(HC-F), 원료용 유연탄(BC-R), 연료용 유연탄(BC-F)으로 각각 대체할 경우 결과값을 비교하였다. 온실가스 감축 기여도 산정을 위해서 국내 온실가스 인벤토리 산정 방법론을 따르되, IPCC 가이드라인과 ‘탄소배출저감효과산정’방법을 사용하였으며, 경제적 효익 산정을 위해서는 석탄 수입 회피 효과 및 EU-ETS에 따른 온실가스 감축 편익을 합산해 비교하였다. 결과 및 토의: 온실가스 감축효과는 무연탄으로 대체시에 가장 기여도가 높은 것으로 나타났으며, 이는 유연탄 대비 무연탄의 발열량이 낮으면서 온실가스 배출계수가 높은데서 기인한다. HC-F은 단가 비교 대상인 BC-R 및 BC-F 대비 1.4배 가량 높아, 수입 회피 효과에서도 무연탄으로 대체시에 가장 효과가 큰 것으로 나타났다. 2022년 연간 석탄소비량 중 20%를 축분 고체연료로 대체할 경우 축분 발생량 기준 HC-F 대체시 축분의 1.4%, BC-R 대체 시 2.1%, BC-F 대체시 1.9%의 축분 고체연료가 각각 사용된다. 바이오매스 연료로부터의 CO₂ 배출은 기후 중립적인 것으로 간주되어 국가 총 배출량에서 제외하게 되며 축분 고체연료는 기존 처리 방식에 대한 보완책으로 축분처리과정에서 발생하는 온실가스에 대해서도 감축 잠재성이 있다. 발생 축분을 전량 HC-F, BC-R 또는 BC-F로 대체할 경우 각각 13,193,591 tGHG, 11,320,572 tGHG, 11,226,331 tGHG의 온실가스 감축 효과가 있다. 결론: 축산 분야는 2018년, 기준 농업분야 온실가스 배출량 중 약 42%를 차지하는 9.4백만 tCO₂ eq.이며, 발생 축분을 전량 고체연료화하여 석탄대체에 사용한다고 가정할 경우 어떤 종류의 석탄을 대체하더라도 농업분야 온실가스 전체를 상쇄한다. 현재 축분 고체연료화에 대한 효과 입증 및 인식 부족으로 수요가 없으나 석탄화력발전 시설 일부 중단이 예정되어 있고, 정부 차원에서도 가축분뇨의 에너지화 방안 마련을 위한 과도기적 시점으로, 향후 석탄 연료에서 축분 고체연료로의 대체 및 확대 사용이 기대된다. 현재 발전소 및 제철소에서 사용하고 있는 석탄을 축분으로 전량 대체하여 사용할 수는 없더라도, 석탄 발전 혼소 및 혼소 비율을 높여나가는 방식으로 활용할 수 있다. 다만, 국가온실가스 인벤토리상 보고되지 않더라도, 고체연료 연소로 인해 발생하는 오염물질 처리는 여전히 해결과제로 남아있다. 향후 고체연료가 상용화단계에 이르면, 이에 대한 전과정평가를 통해 온실가스뿐만 아니라 전주기의 잠재적 환경영향 평가를 통해 온실가스 감축방안 근거기반을 마련할 필요가 있다. Objectives : In the context where the greenhouse gas (GHG) emissions from livestock manure (LSM) account for more than half of the GHG emissions in the livestock sector, it is necessary to find alternatives to composting due to the decrease in agricultural land. This study aims to calculate the GHG reduction contribution and economic benefits when converting LSM into solid fuel as an alternative to traditional composting. Methods : The study compares the results of converting the entire LSM generated domestically into solid fuel replacing it with hard coal for fuel (HC-F), bituminous coal for raw materials (BC-R), bituminous coal for fuel (BC-F). The GHG reduction contribution is calculated following the domestic GHG inventory methodology, using the IPCC guidelines and the method for calculating carbon emission reduction effects. For the assessment of economic benefits, were evaluated by aggregating the impacts of reducing coal imports and GHG reduction benefits in line with EU-ETS standards. Economic benefits are assessed by combining the effects of avoiding coal imports and the GHG reduction benefits according to the EU-ETS. Results and Discussion : The GHG reduction effect was found to be highest when replacing with HC-F, and this is attributed to the lower heating value and higher GHG emission coefficient of HC-F compared to BC-R, and BC-F, indicating that the substitution with HC-F is most effective in terms of import avoidance. If 20% of the annual coal consumption in 2022 is replaced with solid fuel from LSM, the GHG reduction effects for coal substitution are 1.4% for HC-F, 2.1% for BC-R, and 1.9% for BC-F based on the LSM generation CO₂ emissions from biomass fuel are considered climate-neutral and are excluded from the national total emissions. Solid fuel from LSM serves as an alternative in addressing the GHG generated during the LSM treatment process, contributing to potential reduction. If all generated LSM is replaced with HC-F, BC-R, or BC-F, there are respective GHG reduction effects of 13,193,591 tGHG, 11,320,572 tGHG, and 11,226,331 tGHG. Conclusion : In 2018, the livestock sector accounted for approximately 42% of the GHG emissions in the agricultural sector, totaling 9.4 million tCO₂ eq. Assuming the complete conversion of LSM into solid fuel for coal substitution, regardless of the type of coal replaced, it offsets the entire GHG emissions from the agricultural sector. Currently, there is limited demand for the conversion of LSM into solid fuel due to a lack of proof and awareness, but with some coal-fired power plants scheduled for partial shutdown and the government considering energy options for LSM, a promising stage is anticipated in the future for the substitution and expanded use of solid fuel from LSM in place of coal in the coal fuel. Although it may not be possible to entirely replace the coal used in power plants and steel mills with solid fuel from LSM, it can be utilized by increasing the proportion of coal blending. However, even if not reported in the national GHG inventory, the treatment of pollutants generated by solid fuel combustion remains an ongoing challenge. As solid fuel becomes more commonplace in the future, a comprehensive assessment of the entire process, including potential environmental impacts throughout the life cycle, will be necessary to establish a basis for GHG reduction measures.