[논문]순환 유동층 보일러 애시의 촉진탄산화에 의한 탄소포집 특성

최영철; 유성원

doi:10.11112/jksmi.2021.25.5.165

순환 유동층 보일러 애시의 촉진탄산화에 의한 탄소포집 특성
Characteristics of Carbon Capture by the Accelerated Carbonation Method of Circulating Fluidized Bed Combustion Ash 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.25 no.5, 2021년, pp.165 - 172

최영철 (가천대학교 토목환경공학과) , 유성원 (가천대학교 토목환경공학과)

초록
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이 연구는 건설재료로 활용 가능성이 높은 다양한 무기계 재료의 탄소포집에 대한 성능 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 광물탄산화가 가능한 보통포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBS), 순환유동층 보일러 애시(CFBC)의 탄산화 반응에 대한 특성 변화를 분석하였다. 촉진 탄산화 실험을 통해 모든 재료에 대한 탄산화 양생을 수행하였으며, 탄산화 재령에 따라 열중량 분석에 의해 탄소포집량을 정량분석하였다. 모든 재료에서 탄소포집 효과가 확인되었고, 실험결과 탄소포집량은 CFBC, OPC, GGBS 순으로 나타났다. CFBC, OPC, GGBS의 28일 탄소포집량은 각각 9.4 wt.%, 3.9 wt.%, wt.1.3 %이다. 탄소포집은 탄산화 초기에 빠르게 발생하였으며, 재령이 증가함에 따라 느리게 발생하였다. SEM 이미지 분석을 통해, 모든 실험체에서 탄산화 양생에 의해 발생된 추가적인 생성물은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the carbon capture capacity of various inorganic materials. For this purpose, the change in property of ordinary Portland cement (OPC), blast furnace slag fine powder (GGBS), and circulating fluidized bed boiler ash (CFBC) due to carbonation were analyzed. Carbonation curing was performed on all specimens through the accelerated carbonation experiment, and the amount of carbon capture was quantitatively analyzed by thermogravimetric analysis according to the age of carbonation. From the results, it is confirmed that the carbon capture capacity was shown in all specimens. The carbon capture amount was shown in the order of CFBC, OPC, and GGBS. The 28-day carbon capture of CFBC, OPC, and GGBS was 3.9%, 1.3%, and 9.4%, respectively. Carbon capture reaction occurred rapidly at the beginning of carbonation, and occurred slowly with increasing age. SEM image analysis revealed that an additional product generated by carbonation curing in all specimens was calcium carbonate.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1 SEM images of raw materials
표 Table 1 Chemical composition of raw materials used
그림 Fig. 1 SEM images of raw materials
그림 Fig. 2 Particle size distributions of OPC, GGBS and CFBC
그림 Fig. 3 XRD patterns of raw materials.
그림 Fig. 4 Carbonation curing chamber
그림 Fig. 5 Isothermal conduction calorimetry results
그림 Fig. 6 Test results of thermal gravimetric analysis
그림 Fig. 7 Carbonation conversion of test specimens
그림 Fig. 8 SEM images of test specimens

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