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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김혁수
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수30
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2022
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산업혁명 이후 대기 중 온실가스 농도의 급격한 증가는 기후변화를 야기하는 전지구적인 문제로 전세계에서는 온실가스 배출을 억제하기 위해 많은 노력을 하고 있다. 우리나라는 국가비전으로 2050년 탄소중립을 선언하여 다양한 분야에서 온실가스 배출량을 감축하기 위한 정책마련 및 연구가 진행중이다. 국가 온실가스 인벤토리 보고서에는 우리나라 온실가스 배출원 중 석회석의 사용 및 석회물질의 생산에 의한 탄소배출량이 2018년 총 온실가스 배출량 대비 5% (34,880 Gg CO2-eq)에 해당하는 양이 산정되어 있다. 이 중 ‘농경지 농업용 석회시용으로 인한 CO2 배출’은 104 Gg CO2-eq가 포함되어 있으며, 이는 농경지 토양의 pH 상승 및 중금속 안정화 등의 개량 목적으로 처리되는 석회석(CaCO3)에 의한 CO2배출량이 산정된다. 또한 석회물질의 가공과정 중 석회석을 소성하여 생석회(CaO)를 만들고, 생석회를 물과 반응시켜 소석회(Ca(OH)2)를 제조하는 공정 중 소성을 통해 석회석에 존재하는 탄소가 이산화탄소의 형태로 배출되고 있으며, 그 양은 3,664 Gg CO2-eq에 해당한다. 이 외에 석회석에 의한 온실가스 배출량은 대부분 시멘트 생산에 의한 배출이며, 과도한 석회석 사용으로부터 배출되는 탄소의 양을 줄이기 위해 석회석을 대체하기 위한 물질의 개발이 이루어지고 있다. 본 연구는 인비료의 생산 및 배연탈황공정으로 인해 발생하는 물질인 부산석고(CaSO4·2H2O)에 존재하는 칼슘(Ca)과 강알칼리 간의 특정 조건에서 발생하는 치환반응을 통해 CO2 배출 저감형 소석회(Green hydrated lime, GHL)를 제조하고자 하였다. 강알칼리 물질의 투여량에 따른 부산석고의 치환정도를 조사하여 기존 소석회(HL)에서 배출되는 온실가스를 저감할 수 있는 석회물질의 생산 최적 조건을 탐색하였다. 제조된 GHL과 HL의 특성을 비교하고, 인산석고로 제조된 GHL의 기존 소석회 대체 가능성을 확인하기 위해 수용액과 토양에 각각 GHL과 HL을 처리하여 Pb 저감효율평가를 진행한 결과, 각 석회물질의 특성 및 처리효과가 유사하였다. 결과적으로 부산석고와 강알칼리 물질간의 반응을 통해 온실가스의 배출량을 저감한 소석회를 제조할 수 있었으며, 인산석고를 통해 제조한 GHL을 중금속 오염 토양 개량 목적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 연 구 사 31. 부산석고 32. 석회물질 42.1 석회물질의 제조공정 42.2 석회물질의 사용 43. 중금속 오염 토양 안정화 공법 53.1 토양 안정화 공법 53.2 안정화제 5Ⅲ. 재료 및 방법 81. 부산석고 81.1 부산석고의 화학적 특성 및 구성성분 81.2 부산석고의 화학종 분석 91.3 부산석고를 이용한 소석회 생성 91.4 부산석고와 NaOH 반응 후 물질의 회수율 평가 112. 인산석고와 NaOH 반응 후 물질의 수용액 내 Pb 제거효율 평가 123. 인산석고와 NaOH 반응 후 물질의 토양 내 Pb 안정화 효율 평가 143.1 공시토양 143.2 토양 내 Pb 안정화 효율 평가 15Ⅳ. 결과 및 고찰 161. 부산석고의 특성 및 반응 결과 161.1 부산석고의 화학적 특성 및 구성성분 161.2 pH 변화에 따른 부산석고와 NaOH의 화학종 201.3 부산석고와 NaOH의 반응 결과 221.3.1 NaOH 투여량에 따른 인산석고 반응 용액의 pH 및 Ca 함량 변화 221.3.2 NaOH 투여량에 따른 인산석고의 소석회의 전환 여부 확인 231.3.3 반응 후 물질 내 불순물 제거 241.3.4 탈황석고와 NaOH의 반응 결과 251.3.5 부산석고 반응 후 물질의 특성 분석 261.4 탄소 배출 저감형 소석회의 회수율 302. 탄소 배출 저감형 소석회(GHL)의 수용액 내 Pb 제거 효율 평가 312.1 탄소 배출 저감형 소석회와 일반 소석회의 Pb 수용액 농도별 제거 효율 비교 312.2 탄소 배출 저감형 소석회와 일반 소석회의 Pb 수용액 pH별 제거 효율 비교 333. 탄소 배출 저감형 소석회(GHL)의 토양 내 Pb 안정화 효율 평가 353.1 공시토양의 이화학적 특성 분석 결과 353.2 탄소 배출 저감형 소석회 처리에 따른 토양 내 pH 변화 363.3 탄소 배출 저감형 소석회 처리에 따른 토양 내 식물 유효태 Pb 함량 변화 383.4 탄소 배출 저감형 소석회 처리에 따른 식물체 내 Pb 함량 변화 40Ⅴ. 결론 42참고문헌 43Abstract 48
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