본 연구에서는 전기분해 가스 발생장치를 제작하고 이를 이용하여 전기분해 가스의 최적 가스발생 조건을 고찰하였다. 또한 전기분해 가스를 이용한 용융시스템을 통해 건축 잔재물에서 발생하는 폐석면 함유물질을 1,450~1,550℃의 용융로에서 용융 처리하였고 각각의 원료물질 및 용융된 슬래그의 결과를 분석 및 고찰하였다.전기분해 가스 발생장치에서 전해질 종류에 따른 최적 전해질 및 최적농도는 KOH(30wt%)로 나타났다. 전기분해 가스의 발생량은 전류의 세기가 커질수록 증가하였고 전극 개수가 증가함에 따라 가스의 발생량이 증가함을 알 수 있었다.또한 전기분해 가스를 이용한 폐석면 함유물질의 용융실험에서 원료물질인 도포용 석면, 석고보드, ...
본 연구에서는 전기분해 가스 발생장치를 제작하고 이를 이용하여 전기분해 가스의 최적 가스발생 조건을 고찰하였다. 또한 전기분해 가스를 이용한 용융시스템을 통해 건축 잔재물에서 발생하는 폐석면 함유물질을 1,450~1,550℃의 용융로에서 용융 처리하였고 각각의 원료물질 및 용융된 슬래그의 결과를 분석 및 고찰하였다.전기분해 가스 발생장치에서 전해질 종류에 따른 최적 전해질 및 최적농도는 KOH(30wt%)로 나타났다. 전기분해 가스의 발생량은 전류의 세기가 커질수록 증가하였고 전극 개수가 증가함에 따라 가스의 발생량이 증가함을 알 수 있었다.또한 전기분해 가스를 이용한 폐석면 함유물질의 용융실험에서 원료물질인 도포용 석면, 석고보드, 슬레이트에 따른 염기도는 각각 1.8, 7.78, 4.91로 측정되어 알칼리성이 강함을 알 수 있었다. 반면에 석면 99%는 SiO2가 높아서 염기도가 0.02로 측정되어 산성이 강함을 알 수 있었다. SEM을 이용하여 원료물질의 석면을 분석한 결과 모두 가늘고 긴 fiber 덩어리 형태로 이루어져 있는 결정구조를 가지고 있었고 모든 fiber는 가늘고 길며 굽어진 모양을 가지고 있었고 끝 부분은 대체로 갈라져 있었으며 aspect ratio가 3:1인 fiber를 가지고 있었다. EDX 분석결과 도포용 석면, 석고보드, 슬레이트는 주성분으로 Mg, Si, Ca과 함유되어 있고 소량의 Fe이 함유되었다. 그 결과 일반적인 문헌을 통해 각섬석 계열의 투각섬석인 것으로 발견되었다. 석면 99%는 주성분으로 Mg, Si가 함유되었고 소량의 Fe가 함유되어 있었다. 그 결과 사문석 계열의 백석면인 것으로 발견 되었다. 도포용 석면의 용융슬래그에 물유리를 첨가함으로서 용융 슬래그의 염기도가 낮아지고 슬래그의 표면도 매끄럽게 유리화되었음을 알 수 있었다. SEM과 XRD를 이용하여 원료물질의 용융슬래그 결정 구조를 분석한 결과 SEM 사진에서는 석면의 fiber 결정구조가 완전히 사라졌고 XRD 분석을 통하여 석면의 결정구조가 완전히 사라지고 다른 화학적 조성의 새로운 결정구조가 생성되었거나 무정형 구조로 바뀌었음을 확인하였다.따라서 청정연료인 전기분해 가스를 이용한 용융시스템에서 석면함유 물질은 완전히 무해화ㆍ안정화 처리되었다고 판단된다. 즉, 일반 건축현장에서 발생하는 유해한 석면 및 석면 가루를 본 용융시스템에 접목시켜 무해한 용융슬래그로 처리하고, 처리된 용융슬래그를 도로기층재, 배수용 석재 등 폭넓은 용도로 재활용 할 수 있다고 판단된다.
본 연구에서는 전기분해 가스 발생장치를 제작하고 이를 이용하여 전기분해 가스의 최적 가스발생 조건을 고찰하였다. 또한 전기분해 가스를 이용한 용융시스템을 통해 건축 잔재물에서 발생하는 폐석면 함유물질을 1,450~1,550℃의 용융로에서 용융 처리하였고 각각의 원료물질 및 용융된 슬래그의 결과를 분석 및 고찰하였다.전기분해 가스 발생장치에서 전해질 종류에 따른 최적 전해질 및 최적농도는 KOH(30wt%)로 나타났다. 전기분해 가스의 발생량은 전류의 세기가 커질수록 증가하였고 전극 개수가 증가함에 따라 가스의 발생량이 증가함을 알 수 있었다.또한 전기분해 가스를 이용한 폐석면 함유물질의 용융실험에서 원료물질인 도포용 석면, 석고보드, 슬레이트에 따른 염기도는 각각 1.8, 7.78, 4.91로 측정되어 알칼리성이 강함을 알 수 있었다. 반면에 석면 99%는 SiO2가 높아서 염기도가 0.02로 측정되어 산성이 강함을 알 수 있었다. SEM을 이용하여 원료물질의 석면을 분석한 결과 모두 가늘고 긴 fiber 덩어리 형태로 이루어져 있는 결정구조를 가지고 있었고 모든 fiber는 가늘고 길며 굽어진 모양을 가지고 있었고 끝 부분은 대체로 갈라져 있었으며 aspect ratio가 3:1인 fiber를 가지고 있었다. EDX 분석결과 도포용 석면, 석고보드, 슬레이트는 주성분으로 Mg, Si, Ca과 함유되어 있고 소량의 Fe이 함유되었다. 그 결과 일반적인 문헌을 통해 각섬석 계열의 투각섬석인 것으로 발견되었다. 석면 99%는 주성분으로 Mg, Si가 함유되었고 소량의 Fe가 함유되어 있었다. 그 결과 사문석 계열의 백석면인 것으로 발견 되었다. 도포용 석면의 용융슬래그에 물유리를 첨가함으로서 용융 슬래그의 염기도가 낮아지고 슬래그의 표면도 매끄럽게 유리화되었음을 알 수 있었다. SEM과 XRD를 이용하여 원료물질의 용융슬래그 결정 구조를 분석한 결과 SEM 사진에서는 석면의 fiber 결정구조가 완전히 사라졌고 XRD 분석을 통하여 석면의 결정구조가 완전히 사라지고 다른 화학적 조성의 새로운 결정구조가 생성되었거나 무정형 구조로 바뀌었음을 확인하였다.따라서 청정연료인 전기분해 가스를 이용한 용융시스템에서 석면함유 물질은 완전히 무해화ㆍ안정화 처리되었다고 판단된다. 즉, 일반 건축현장에서 발생하는 유해한 석면 및 석면 가루를 본 용융시스템에 접목시켜 무해한 용융슬래그로 처리하고, 처리된 용융슬래그를 도로기층재, 배수용 석재 등 폭넓은 용도로 재활용 할 수 있다고 판단된다.
The asbestos minerals have been used for a number of applications due to their excellent physical properties that include non-flammability, high tensile strength, heat and electrical insulation, and resistance to acids and alkali. They were an important component in a variety of building materials i...
The asbestos minerals have been used for a number of applications due to their excellent physical properties that include non-flammability, high tensile strength, heat and electrical insulation, and resistance to acids and alkali. They were an important component in a variety of building materials including loose-fill insulations, acoustic and thermal sprays, pipe and boiler wraps, plasters, paints, flooring products, roofing materials, and cementitious products. But In 1975, the Environmental Protection Agency (EPA) regulated those materials that contain greater than 1% asbestos. Asbestos materials found to cause respiratory diseases associated with occupational and environmental exposure to asbestos fibers that led to diminishing demand for products containing the fibers. Accordingly, use of asbestos products is either banned or very restricted.In this study, we melted four types of asbestos containing material such as spread asbestos, plasterboard asbestos, slate asbestos and asbestos 99wt%, in a melting furnace at 1,450~1,550℃ that uses electrolysis gas as a fuel. The asbestos containing raw materials were analyzed by XRF, SEM, EDX and melted slag by XRF, SEM and XRD. The raw asbestos mainly contains SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, and MgO. The thin and elongated fiber like structure of asbestos disappeared on melting. SEM and RDX studies show that melting at high temperature transform crystalline structure of asbestos into amorphous.
The asbestos minerals have been used for a number of applications due to their excellent physical properties that include non-flammability, high tensile strength, heat and electrical insulation, and resistance to acids and alkali. They were an important component in a variety of building materials including loose-fill insulations, acoustic and thermal sprays, pipe and boiler wraps, plasters, paints, flooring products, roofing materials, and cementitious products. But In 1975, the Environmental Protection Agency (EPA) regulated those materials that contain greater than 1% asbestos. Asbestos materials found to cause respiratory diseases associated with occupational and environmental exposure to asbestos fibers that led to diminishing demand for products containing the fibers. Accordingly, use of asbestos products is either banned or very restricted.In this study, we melted four types of asbestos containing material such as spread asbestos, plasterboard asbestos, slate asbestos and asbestos 99wt%, in a melting furnace at 1,450~1,550℃ that uses electrolysis gas as a fuel. The asbestos containing raw materials were analyzed by XRF, SEM, EDX and melted slag by XRF, SEM and XRD. The raw asbestos mainly contains SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, and MgO. The thin and elongated fiber like structure of asbestos disappeared on melting. SEM and RDX studies show that melting at high temperature transform crystalline structure of asbestos into amorphous.
주제어
#석면함유 물질 전기분해 가스 용융로 유리화 염기도 청정연료 asbestos containing material electrolysis gas melting furnace vitrification basicity clean fuel
학위논문 정보
저자
민순영
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
화학공학과
지도교수
박진원
발행연도
2007
총페이지
vii, 77장
키워드
석면함유 물질 전기분해 가스 용융로 유리화 염기도 청정연료 asbestos containing material electrolysis gas melting furnace vitrification basicity clean fuel
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