[논문]베트남 저품위 비산재의 미연탄소 함량 저감 연구

김기석; 이재원; 이동원; 민경남

doi:10.7844/kirr.2020.29.2.37

초록
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베트남은 화력발전을 중심으로 한 발전용량 확보 계획을 추진 중이며, 석탄화력발전소로부터 배출되는 석탄재의 대량처리 방안 확보가 시급한 실정이다. 이 연구는 베트남에서 발생하는 석탄재 중 미연탄소 함량이 높아 재활용이 어려운 저품위 비산재의 미연탄소 함량을 국제 비산재 활용기준인 6% 미만으로 낮추는 것을 목표로 하였다. 저품위 비산재를 배출하는 발전소의 비산재 품질을 조사한 결과, 비산재의 미연탄소 함량은 5.3~23.6%로 미연탄소 함량이 높고 불규칙하였다. 공기분급과 정전선별을 적용하여 비산재를 처리한 결과, 미연탄소 함량 9.8%까지는 분급 단일공정으로, 23.6%까지의 비산재는 분급과 정전선별로 구성된 복합공정으로 미연탄소 함량을 6% 미만으로 감소시킬 수 있었다.

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According to Vietnam government establishes additional thermal power plant, processing the coal ash from power plant is urgent issue. This study targeted reducing unburned carbon contents in low quality fly ash to below 6% that according to international standards. As a result, the unburned carbon c...

According to Vietnam government establishes additional thermal power plant, processing the coal ash from power plant is urgent issue. This study targeted reducing unburned carbon contents in low quality fly ash to below 6% that according to international standards. As a result, the unburned carbon contents of low quality fly ash was high and irregular as 5.3~23.6%, and it was possible to reduce unburned cabon contents to under 6%, in case of unburned carbon contents below 9.8% ashes using air classification, in case of unburned carbon contents below 23.6% ashes using combined process composed of air classification and electrostatic separation.

주제어

표/그림 (23)

그림 Fig. 1. LOI result of fly ash samples from Vinh Tan 2 TPP.
표 Table 1. LOI result of fly ash samples from Vinh Tan 2 power plant
표 Table 2. Chemical composition of specimens
표 Table 3. LOI result of fly ash samples according to wet sieving
그림 Fig. 2. Concept of forced vortex⁷⁾.
그림 Fig. 3. Rotor design of classifier.
그림 Fig. 4. Flow diagram of air classifier.
그림 Fig. 5. Concept of STET separator.
그림 Fig. 6. F42 Separator.
표 Table 4. Feed rate measurement result
그림 Fig. 7. Gradation curves according to classifying.
표 Table 5. Rotor speed measurement result
표 Table 6. Classifying result according to variation of rotor speed
그림 Fig. 8. Classifying result of FA 1.
그림 Fig. 10. Classifying result of FA 3.
그림 Fig. 12. Classifying result of FA 5.
그림 Fig. 9. Classifying result of FA 2.
그림 Fig. 11. Classifying result of FA 4.
그림 Fig. 13. Classifying result of FA 6.
그림 Fig. 14. Pilot separator (STET).
그림 Fig. 15. Electrostatic separation result according to humidity.
그림 Fig. 16. Electrostatic separation result according to belt speed.
표 Table 7. Test result of combined process

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 미연탄소 함량이 높고 일정하지 못한 베트남 저품위 비산재를 국제기준에 부합하는 재로 재활용하기 위해 분급과 정전선별을 활용하여 미연탄소 함량을 저감하고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 건식선별 방법인 공기분급과 정전선별을 복합 적용하여 경제성과 선별효율을 향상시킨 저품위 비산재의 재활용 공정 안을 제시하고자 하였다.

대상 데이터

본 연구에서 비산재 시료는 베트남 최대 화력발전 단지인 Vinh Tan Thermal Power Complex에서 발생한 것을 사용하였다.
본 연구에서는 무연탄을 사용하여 재의 품질이 좋지 못한 두 발전소 중 Vinh Tan 2 발전소에서 발생한 비산재를 원료로 사용하였다. Vinh Tan 2 발전소는 2개의 보일러로 구성이 되어있으며, 각 보일러를 1, 2호기로 구분하여 배출되는 비산재의 미연탄소 함량을 2019년 1월 1일부터 1개월 간 1일 1회 측정한 결과는 Table 1 및 Fig.

성능/효과

2) 로터 블레이드와 가이드베인 사이에 와류를 형성하는 공기분급기를 사용하여 미연탄소 함량이 높은 비산재를 분급하는 경우 로터회전속도에 증가함에 따라 미분산출물의 입도가 작아지고 산출량은 감소하는 경향을 나타냈다.
3) 상용설비의 운전조건을 고려하여 분체 농도를 1.6kg/m3 수준으로 유지하여 미연탄소 함량 별 시료를 대상으로 분급시험을 수행한 결과, 미연탄소 함량이 9.8%인 시료까지는 분급을 통해 ASTM의 비산재 미연탄소 함량 기준인 6% 미만을 만족시키는 것이 가능하였다.
5) 정전선별을 통한 비산재의 미연탄소 제거는 분급공정을 통해 굵은 입단을 배제시키는 경우 그 효율이 증가하며 미연탄소 함량이 23.6%로 가장 높은 시료를 5.6% 까지 감소시켜 ASTM의 미연탄소 함량 기준을 만족시키는 것이 가능하였다.

참고문헌 (10)

Jonggil Kwon, 2007 : Purification of coal fly ash by cynamic separation type air classifier, Seoul National University of Science and Technology.
U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water (4303), 2001 : Coal Remining-Best Management Practieces Guidance Manual, EPA-821-B-01-010.
Duc Thang Pham, V. G. Vitkalov, Nhoc Huynh Pham, 2018 : Coal industry development strategy and applicability of mechanized longwall mining in Quang Ninh Province, Vietnam, Mining Informational and Analytical Bulletin, 8, pp.65-70.

상세보기
TCVN 10302, 2014 : Activity admixture - Fly ash for concrete, mortar and cement.
Kyongnam Min, Jeawon Lee, Dongwon Lee, et al., 2017 : Analysis of pysical and chemical properties of CFBC fly ash in vietnam for solidification, J. of Engineering Geology, 27, pp.245-253.
Jaekeun Lee, Seongchan Kim, Nagwon Son, et al., 1997 : Triboelectrostatic separation of unburned carbon from flyash for ash recycling, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 6(3), pp.15-21.
Hosokawa Micron Powder Systems : Alpine TTC Turbo Twin Air Classifier, https://www.hmicronpowder.com/products/product/alpine-ttc-turbo-twin-air-classifier
Ohhyung Han, Hyunho Kang, 2003 : Separation of high purity and high carbon fly ash by electrostatic method, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 12(2), pp.45-53.
ST Equipment & Technilogy, https://steqtech.com/technology/products/, February 19, 2020.
ASTM C 114, 2018 : Standard Test Method for Chemical Analysis of Hydraulic Cement.

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