An Experimental Study on the Combustion Characteristics of Wastewater-Emulsion Fuel

Emulsion(B.C유+폐수)연료의 연소효율에 관한 실험적 연구

  • Published : 2003.11.01

Abstract

Emulsion fuel is a very attractive fuel because of its energy saving and pollution prevention properties. We investigated and compared the combustion efficiency of B-C oil and emulsion fuel i.e. fuel made from the mixture of B-C oil and waste water. By installing an R-type thermocouple and an optical pyrometer on each side of the boiler, and by placing a combustion analyzer at the point of gas emissions, We were able to measure and compare each flame temperature, combustion rate and the concentration of emitted gas when B-C oil and emulsion fuel are burned. The following results were obtained: The flame temperature of emulsion fuel at the front and rear of the boiler is about 50$^{\circ}C$ lower than the flame temperature of B-C oil. The reason for this difference in temperature is that both latent and sensible heat is lost due to the moisture in the waste water of emulsion fuel. An analysis of emitted gases shows that when emulsion fuel is used polluting substances decrease also the concentration of CO becomes considerably lower. The combustion efficiency for B-C oil and emulsion fuel is 85.5% and 84.8% respectively.

Emulsion 연료는 연료절감과 오염방지특성에 의하여 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 B-C유와 Emulsion 연료(B-C유와 폐수를 혼합하여 만든 연료)의 연소효율을 비교 분석하였다. 보일러의 양쪽에 R-Type Thermocouple과 광학온도계를 설치하였고, 연소가스배출구에 연소측정기를 설치하여 B-C유와 Emulsion 연료의 연소시 화염의 온도, 연소율 및 배기가스 농도를 측정 비교하였다. 이에 대한 실험 결과로서, 보일러 전$.$후반부의 화염온도는 B-C유의 화염온도보다 약 5$0^{\circ}C$ 낮았고, 이러한 온도차이의 원인은 Emulsion 연료의 폐수 속 수분 잠열로 인한 것으로 사료되어진다. 또한 Emulsion연료를 사용하였을 때 배출가스의 분석 결과는 오염물질의 같소 및 CO 농도 또한 매우 낮게 측정되어짐을 나타내고 있다. 3-C유와 Emulsion 연료의 연소 효율은 각각 85.5%와 84.8%이다.

Keywords

References

  1. 水谷宰夫: 연소공학, 동화기술, pp. 21-72 (2000)
  2. 정진도 외 3인: CWM 연료의 연소 및 환경 특성연구, 충남대학교 산업기술연구소, pp. 111-120 (1995)
  3. 정성식: 액적의 증발에 미치는 수증기 농도의 영향, 한국액체미립화학회, pp. 52(1998)
  4. 윤석주: 분무특성 예측을 위한 이론적 접근과 실험적 연구, 한국액체미립화힉회, pp. 15 (1998)
  5. 오상현, 분무연소에 관한 실험 및 해석적 연구, 부산 대학교 생산기술연구소, pp. 185-196 (1999)
  6. Sumiya, F.: 'Experimental Study on the Channel Effect in Emulsion Explosives', Journal of Materials Processing Technology, 85(1) (1999)
  7. Matsui, K., et af.: Combust. and Flame, 25-1, 57 (1975) https://doi.org/10.1016/0010-2180(75)90068-1
  8. Kobayashi, H., et al.: Sixteenth Symposium (Int.) on Combustion, The Combustion Institute pp. 411 (1977)
  9. Li, H.P.: 'Investigation of Combustion Profiles in Self-propagating Combustion Synthesis', Materials Chemistry and Physics Elsevier Sequoia S.A, 49(2), 150 (1997)
  10. Basu, P.: Combustion of Coal in Circulating Fluidized-bed Boilers: A Review Chemical Engineering Science Pergamon Press, 54(22), 5547 (1999)
  11. Burdukov, A.P.: An Investigation of the Rheology and Dynamics of Combustion of Composite CoalWater Slurries Thermal Engineering British Library Lending Division, etc, 44(6), 492 (1997)
  12. Chambers, Ann: Coal-fired boiler optimizes combustion to meet CAA, Power engineering PennWell Pub. Co., etc, 101(4), 97 (1997)