[논문]Fly ash 분급기(分級機)로서 화력발전소(火力發電所) 전기집진기(電氣集塵機)의 활용(利用)

이승헌

Fly ash 분급기(分級機)로서 화력발전소(火力發電所) 전기집진기(電氣集塵機)의 활용(利用)
Utilization of Electrostatic Precipitator as Fly ash Classifier 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.19 no.2=no.94, 2010년, pp.3 - 9

초록
AI-Helper

대부분의 화력발전소에서 전기집진기의 각각의 호파에서 포집된 fly ash는 하나의 라인으로 수송되어 fly ash 원분 사이로에 저장된다. 필요량은 분급장치에 공급되어 기류식 분급기에 의해 정제회와 조분으로 분리되어 각각의 사이로 등에 저장된다. 그러나 전기집진기의 호파에 포집된 fly ash는 전기집진기의 후단 호파일수록 비표면적이 커지는 등 fly ash의 성질이 다르므로 전기집진기 호파 위치 자체가 분급 효과가 있는 것으로 생각할 수 있다. 본 연구는 화력발전소의 전기집진기 각각의 호파에서 채취한 fly ash의 물리적, 화학적, 광물학적 성질을 조사하여 전기집진기가 분급기로서의 가능성을 검토하였다. 그 결과 새로운 fly ash 분급 프로세스로 전기집진기의 호파의 위치별 채취를 제안하고 분급능력이 있다는 것을 확인하였다. 그리고 기류식 분급기로는 얻을 수 없는 고품질 fly ash를 획득하는 것도 가능하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In most coal fired power plants, fly ashes collected from each of hoppers in the electrostatic precipitator are transported and stored in a silo. However the properties of the fly ashes collected from each of hoppers in electrostatic precipitator varies with the distance of the collection field from the boiler. The more distance hopper gets fly ash with larger specific surface area. Therefore, in electrostatic precipitator the hopper itself is expected to have the effect of classifying fly ashes. This study examines the physical, chemical and mineralogical properties of fly ash, collected from each of hoppers attached to an electrostatic precipitator in the coal fired power plant and looks into the possibility of the electrostatic precipitator being used as a classifier. Also, the study reviewed the possibility of acquiring high quality fly ash.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 전기집진기내의 호파 위치 자체가 분급의 효과가 있는 것으로 생각되어 그동안 연구를 진행하여왔다. 3-6) 그 결과, 그림 1과 같은 새로운 분급 프로세스를 제안하였으며, 전기집진기 자체가 분급기능이 있는 것으로 나타나 그 결과의 일부를 소개하고자 한다.

가설 설정

입자의 최소 유동화속도 및 이동속도는 밀도보다는 입경에 크게 의존하므로, 작은 입자는 최소 유동화속도 및 이동속도가 커서 냉각속도가 빠르게 된다.5)따라서 미세한 입자로 구성된 제3단의 fly ash가 유리질의 양이 많다. Fly ash중의 a-quartz는 원래 석탄에 함유된 a-quartz이 연소에 의해 점토중의 AhS성분과 반응하여 mullite를 형성하고 잔량이 회분에 존재하는 것으로, 연소과정에서 열이력등을 받아 표면이 연마된 각진 형태를 갖는다.
결정이 화학양론적인 조성을 가지고 있다고 가정하여 fly ash의 화학조성으로 부터 결정질의 조성을 뺀 것을 유리질의 화학조성으로 하였다. 유리질의 화학조성을 Table 4에 나타냈다.

대상 데이터

실험에 사용한 fly ash는 동일한 화력발전소에서 배출한 한 것으로, 보일러의 발전부하 및 석탄의 종류를 변화시킨 다음 전기집진기에 부착된 3단으로 구성된 호파로부터 채취한 역청탄회이다. A계열은 보일러의 부하가 600MW(정상부하)일 때 발생된 fly ash이고 A, 계열은 A계열과 같은 석탄을 사용했을 때 보일러의 부하가 300MW에서 발생한 fly ash이다.

성능/효과

1. 전기집진기의 후단 호파에서 fly ash를 채취할수록, fly ash의 분말도는 커지며, 제1단은 Blaine 비 표면적 2500-4000 cm²/g, 제 2단은 Blaine 비표면적 4000-5000 cm²/g, 제 3단은 Blaine 비표면적 6000-8000 cm2/g 의 것이 얻어졌다.
2. 전기집진기의 호파에 위치에 따라 fly ash의 미연 탄소량 및 화학조성은 달라져 후단 호파에서 채취한 fly ash일수록 미연탄소량과 SiO₂ 성분은 감소하나 SO₃ 성분의 양은 증가하는 경향을 나타냈다.
3. 전기집진기 호파의 위치가 뒤쪽으로 갈수록 채취된 fly ash는 유리질의 함유량이 증가하나 결정질인 aquartz와 mullite는 감소하였다. 또한 후단에서 채취한 fly ash의 유리질 조성은 수식산화물의 양이 많으므로유리질의 구조는 불규칙하게 되어 포졸란 반응성이 증가할 것으로 예상된다.
4. 후단에서 채취한 fly ash일수록 구형율은 증가하여 제3단에서 채취한 fly ash는 구에 가까운 형상을 나타냈다. 따라서 제3단에서 채취한 fly ash는 볼 베아링 작용에 의해 굳지 않은 콘크리트의 유동성을 향상시킬 것으로 기대된다.
6 wt%)으로 구성되어 있었다. 8) 수식산화물의 양을 보면 A계 및 A계는 10wt% 미만 이었으나 B계는 CaO, MgO, NaQ나 KQ의 함유량이 많아 약 14% 정도를 나타냈다. 또한 석탄의 종류, 운전조건에 관계없이 제1단에서 제3단으로 갈수록 유리질의 Al/(Si+Al)몰비는 0.
반면 주결정인 a-quartz와 mullite의 총 링은 감소하였다. B계도 유사한 경향을 나타냈으나, A계및 A계와 비교하여 mullite의 양은 반정도의 값을 나타내고, 유리질의 양은 증가하였다. 새로운 상인 limee 1-2%정도 포함하고 있었다.
대부분의 화력발전소는 전기집진기 각각의 호파에 포집된 fly ash는 한개의 라인으로 수송되어 사이로 등에 저장 혹은 매립되며, 저장된 fly ash는 분급장치에 의해 분급되어 콘크리트용 혼화재로 활용된다. 그러나 전기집진기의 각각의 호파에 포집된 fly ash는 집진단이 보일러로부터 멀어질수록 비표면적이 커지는 등 fly ash의 성질이 달라져, 이를 검토한 결과 전기집진기내의 호파 위치 자체가 분급의 효과가 있는 것을 확인하였다. 따라서 새로운 분급 프로세스로서 가능성이 있으며, 또한 기류식 분급기로 얻기 어려운 고품질 fly ash도 획득이 가능한 것으로 나타났다.
그러나 전기집진기의 각각의 호파에 포집된 fly ash는 집진단이 보일러로부터 멀어질수록 비표면적이 커지는 등 fly ash의 성질이 달라져, 이를 검토한 결과 전기집진기내의 호파 위치 자체가 분급의 효과가 있는 것을 확인하였다. 따라서 새로운 분급 프로세스로서 가능성이 있으며, 또한 기류식 분급기로 얻기 어려운 고품질 fly ash도 획득이 가능한 것으로 나타났다. 전기집진기의 호파 위치를 분급기로 활용하여 얻은 fly ash의 품질적인 측면에서 언급하면 다음과 같은 특징이 있다.
보일러 부하 및 석탄의 종류에 따라 약간의 차이는 있지만 동일한 호파에서 채취한 fly ash 는 입도분포, 평균입경은 유사한 값을 나타냈다. 따라서 큰 입자는 전기집진기의 입구쪽 호파 즉 제 1단에서 포집되나, 미세한 입자는 입구로부터 먼 호파(제3단)에서 채집되기 때문에 보일러로부터 멀어질수록 분말도는 향상되었다. 또한 B-1과2는 A계 및 A, 계보다 입도 분포가 넓어지고 있어, 전기집진기에서 입도분포까지 관리한 분급은 어려울 것으로 생각된다.
또한 B-1과2는 A계 및 A, 계보다 입도 분포가 넓어지고 있어, 전기집진기에서 입도분포까지 관리한 분급은 어려울 것으로 생각된다. 보일러의 부하에 의한 분말도의 차이를 보면 300MW 부하시가 정격부하인 600MW보다 약간 분말도가 좋았다. 이러한 원인은 추측컨데, 300MW 부하시는 보일러에 투입되는 석탄의 양이 600MW일 때 보다 적기 때문에 연소시 미분탄끼리의 충돌에 의한 응집이 감소되었기 때문인 것으로 추측된다.
그러나 성분의 양은 약간 증가하였다. 석탄회분의 용융온도를 저하시키는 Fe2(>3, 알카리및 알카리토족 성분의 합계는 A계 및 A계는 10 wt % 전후, B계는 13 wt% 전후로 제1단에서 제3단으로 갈수록 약간 증가하는 경향을 나타냈다. 보일러의 부하변동에 의한 화학조성의 차이는 거의 없었다.
30로 증가하고 있다. 즉 입자가 미세할수록 유리질의 A12O₃ 성분의 양은 증가하나 SiO₂ 성분의 양은 감소하였다. 이것은 유리 형성산화물인 Si에 중간산화물인 AI2O₃가 첨가되면 Si2O₄ 망목구조의 $4+자리에 AP+이 치환되므로 전기적 중성을 유지하기 위해 수식산화물인 1족 혹은 2 족 산화물이 개재되어야 한다.
05 정도 밖에 차이가 나지 않았다. 채취장소가 유사한 fly ash는 유사한 평균 원형도를 나타냈으며, Blaine 값이 클수록 평균 원형도도 증가하였다. 이러한 관계를 Fig.
Table 5에 평균 원형도와 평균 형상을 표기하였다. 측정된 입자수는 400-700개의 범위에서 측정하였으며, 평균 원형도는 0.78-0.81의 값을 나타냈다. Blaine 값이 2760cm²/g에서 7920cm²/g 정도의 차이가 난 것에 비하여 원형도은 0.

후속연구

후단에서 채취한 fly ash일수록 구형율은 증가하여 제3단에서 채취한 fly ash는 구에 가까운 형상을 나타냈다. 따라서 제3단에서 채취한 fly ash는 볼 베아링 작용에 의해 굳지 않은 콘크리트의 유동성을 향상시킬 것으로 기대된다.

참고문헌 (9)

笠井芳父, 坂井悅郞編著, 2007: 新セメントコンクリト用混和材料, pp. 49-51, 技術書院.
日本材料編, 2004: コンクリト混和材料ハンドブツク, NTS, pp. 287-289.
坂井悅郞, 渡賢三, 李昇憲, 大門正機, 1997: 電氣集塵裝置から採集した石炭灰の特性, コンクリト工年次論文集, 19(1), pp. 235-240.
李昇憲, 星野淸一, 坂井悅郞, 大門正機, 1996: 電氣集塵裝置から採集した石炭灰の特性, コンクリト工年次論文集, 18(1), pp. 327-332.
李昇憲, 2008: 電氣集塵機から段別採集した分級フライアツシユの特性, 東京工業大學位論文.
S. H. Lee, E. Sakai, M. Daimon and W. K. Bang, 1999: Characterization of fly ash directly collected from electrostatic precipitator, Cement and Concrete Research, 29(11), pp. 1791-1797.

상세보기
R. T. Hemmings and E. E. Berry, 1988: On the coal fly ashes-recent advances, Materials Research Society Symposium Proceedings, 113, pp. 3-37.
G. G. McCarthy, 1988: X-ray powder diffraction for studying the mineralogy of fly ash, Materials Research Society Symposium Proceedings, 113, pp. 75-87.
S. H. Lee, H. J. Kim, E. Sakai and M. Daimon, 2003: Effect of particle size distribution of fly ash cement system on the fluidity of cement pastes, Cement and Concrete Research, 33(5), pp. 763-768.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증