화력발전소 bottom ash 시료의 물리적 특성 연구

국문 초록 (Abstract)

석탄은 풍부한 매장량과 공급원의 안정성 등으로 화력발전의 근간이 되는 연료광물이다. 에너지를 생산하기 위한 과정에서 지속적으로 석탄회가 발생되는데, 석탄의 연소과정에서 발생되는 석탄회의 발생량은 약 840만톤에 달한다. 석탄의 연소과정에서 발생되는 석탄회는 포집되는 장소에 따라 플라이애쉬, 신더애쉬, 바텀애쉬로 구분되어진다. 바텀애쉬의 경우 보일러 노벽, 과열기, 재열기 등에 부착해 있다가 자중에 의해 보일러 바닥에 떨어진 애쉬로서 플라이애쉬에 비해 입도가 굵으며 총 석탄회 발생량의 약 10 ~ 15%를 차지하고 있으나 발생량에 비해 이를 처리하기 위한 매립지나 처리시설의 확보가 어려워 바텀애쉬의 처리에 대한 문제가 크게 대두되고 있으며, 선진국의 경우 바텀애쉬를 활용하기 위한 연구가 활발한 반면에 국내의 경우에는 이에 대한 체계적인 연구가 미흡한 실정이다. 또한 석탄회 중 약 75 ~ 80%를 차지하는 플라이애쉬는 시멘트와 포졸란 반응의 효과로 콘크리트 혼화재로 재활용이 되고 있지만 바텀애쉬는 단순 매립용 자재로만 활용되고 나머지는 전량 매립되고 있어 이를 활용하기 위한 연구가 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 바텀애쉬를 부가가치향상을 시키기 위한 기초연구로서 화력발전소 바텀애쉬 시료의 물리적 특성을 연구하였다. 입도분석결과, 50*100 mesh 입도구간에 무게비 21.60%로 가장 많이 분포하고 있었으며, 100mesh이상이 약 85%였고, 평균입경(D50)은 약 535 μm로 나타났다. XRF 분석결과, 대부분의 입도 구간에서 Fe₂O₃의 함량이 높게 나타났고, 입도가 큰 구간(4*8, 10*16 mesh)의 CaO 함량이 입도가 작은 구간(50*100, 100*170, 270*325 mesh)에 비해 CaO의 함량이 더 높은 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석 결과, 석영, 방해석, 트리디마이트, 크리스토발라이트, 명반석, 마그네타이트, 헤마타이트가 주요 구성광물로 나타났다.