• 제목/요약/키워드: $O_2/CO_2$ Combustion System

검색결과 84건 처리시간 0.027초

산소부화 조건에 따른 LNG 연소특성 연구 (Combustion Characteristic Study of LNG Flame in an Oxygen Enriched Environment)

  • 김혜숙;신미수;장동순;이대근
    • 대한환경공학회지
    • /
    • 제29권1호
    • /
    • pp.23-30
    • /
    • 2007
  • 본 연구의 목적은 산업용 보일러에서 적용할 수 있는 실질적인 산소부화 연소기술을 개발하는데 있다. 일차적으로 실험실 규모의 연소기에서 연소용 산화제를 공기에서 산소로 대체할 경우 화염특성 및 배출 오염물질의 특성변화를 수치해석을 통해 조직적으로 연구하였다. 첫 번째로 증가된 산소부화량의 결과로 나타나는 화염은 길고 가는 층류형상의 화염모양을 보여주고 있는데 이것은 산화제 중에서 질소성분이 감소함으로써 약화된 난류혼합효과에 기인하는 것으로 판단하였으며 문헌에 발표된 실험결과와 그 경향이 일치하였다. 그리고 산소부화효과는 $N_2$ 가스에 의한 현열손실과 희석효과를 감소시키므로 연소로 내 화염온도를 실질적으로 크게 증가시키고 또한 $CO_2$$H_2O$ 농도분율을 증가시킨다. 그러나 100% 순산소 연소가 아닌 경우 산소부화량 증가에 의한 화염온도의 증가는 thermal $NO_x$ 발생을 크게 증가시키는 결과를 초래하였다. 이러한 산소부화에 따른 고온 특성에 의한 질소산화물의 생성문제와 산화제의 유량 감소에 따른 화염의 안정성 문제를 해결하기 위해서는 발생한 이산화탄소를 적절하게 재순환시키는 문제와 기타 운전 조건의 조절에 의한 방법이 필요할 것으로 판단되었다. 예를 들어 화염의 버너선회와 형상변화가 연소특성에 미치는 영향을 고려하기 위하여 버너의 선회각을 변화하여 수치해석을 수행한 결과 $30\sim45^{\circ}$의 버너 선회는 LNG 연료의 연소효율을 증가시키고 동시에 $NO_x$ 발생량을 저감시켰다.상이었다. 5. 총당함량(總糖含量)은 담금기간(期間)에는 각(各) 시험구간(試驗區間)에 큰 차이가 없었으나 성숙후기(成熟後期)에는 조미료(調味料)로서 간장을 첨가(添加)한 제국식(製麴式) 고추장에서 높았다.etection을 통하여 항진균 물질의 분자량은 약 2.4 kDa 정도이며, 항세균 물질의 분자량은 약 4.5 kDa으로_ 확인되었다. 따라서 B. subtilis MJP1은 항진균 활성과 항세균 활성을 가진 bacteriocin-like substances를 생산함을 알 수 있고 이와 같은 새로운 항미생물 물질은 천연 식품보존제 및 사료보존제 뿐만 아니라 항생제 대체 의약품으로도 활용이 기대되며, 이를 위하여 향후 이 물질들의 보다 정확한 구조 및 특성 규명 등의 연구가 필요하다.성도는 1시간째에 최저로 떨어지다가(대조치의 89%, p<0.05)이후 회복하기 시작하여 24시간째에 약간 대조치 이상으로 회복되었다. 5-HT의 turnover rate는 MAO활성도 변화와 거의 같은 변화를 보였다. 2) 만성투여시 (하루 2번, 14일간 투여)는 5-HT 함량, 5-HIAA 함량, MAO 활성도 및 5-HT turnover rate 모두가 중등도로 감소되었다. (각각 대조치의 87%, 69%, 80%, 79%). 3) MAO 활성도와 5-HT turnover rate 사이에는 높은 상관관계가 있었다. (r=0.866, p<0.001, N=94). 4) MAO 활성도의 역동학 실험에서는 대조치에 비해 투여군에서 Km 값은 의미가 있는 증가가 있었으나 $V_{max}$값은 큰 변동이 없었다. 5) d-amphetamine을

단기통 디젤엔진에서 다단 파일럿 분할 분사 전략이 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향 (Effects of Multi-stage Pilot Split Injection Strategy on Combustion and Emission Characteristics in a Single-Cylinder Diesel Engine)

  • 이형민
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제21권7호
    • /
    • pp.692-698
    • /
    • 2020
  • 본 논문은 커먼레일 단기통 디젤엔진에서 다단 파일럿 분할 분사 전략이 연소 및 배기가스 배출특성에 미치는 영향을 분석하는 데 초점을 두었다. 실린더 내부 최고 압력과 열발생률은 단일분사 조건에서 가장 높았으며, 파일럿 분사량이 균등하게 분할되어 분사 횟수가 증가할수록 감소하는 경향으로 나타났다. IMEP, 엔진 토크 및 연소 효율은 1단 파일럿 분사 조건에서 가장 낮게 나타나는 특성을 보였으나, 다단 파일럿 분할 분사 전략 적용 시 증가하는 경향으로 분석되었다. COVIMEP는 연소 효율이 가장 낮은 1단 파일럿 분사 조건에서 가장 높았으며, 이는 연소 안정성이 낮다는 것을 의미한다. 배기가스 중 산소농도는 단일분사 조건에서 가장 낮았고, 이산화탄소는 가장 높게 배출되는 특성을 보였다. 다단 분할 분사 전략 적용 시 저온 연소과정이 진행되기 때문에 일산화탄소의 산화율은 낮아지게 되고 배출수준은 증가하는 특성을 보였다. 탄화수소는 국부적으로 농후한 혼합기가 형성되는 단일분사 조건에서 가장 높은 결과를 보였다. 질소산화물은 다단 파일럿 분할 분사 전략 중 3단 파일럿 분사 조건에서 55.6%까지 감소하는 특성을 보였다.

마이크로 추력장치용 과산화수소 촉매 반응기 (Catalytic Reactor of Hydrogen Peroxide for a Micro Thruster)

  • 이대훈;조정훈;권세진
    • 한국연소학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
    • /
    • pp.237-240
    • /
    • 2002
  • Micro catalytic reactors are alternative propulsion device that can be used on a nano satellite. When used with a monopropellant, $H_2O_2$, a micro catalytic reactor needs only one supply system as the monopropellant reacts spontaneously on contact with catalyst and releases heat without external ignition, while separate supply lines for fuel and oxidizer are needed for a bipropellant rocket engine. Additionally, $H_2O_2$ is in liquid phase at room temperature, eliminating the burden of storage for gaseous fuel and carburetion of liquid fuel. In order to design a micro catalytic reactor, an appropriate catalyst material must be selected. Considering the safety concern in handling the monopropellants and reaction performance of catalyst, we selected hydrogen peroxide at volume concentration of 70% and perovskite redox catalyst of lantanium cobaltate doped with strondium. Perovskite catalysts are known to have superior reactivity in reduction-oxidation chemical processes. In particular, lantanium cobaltate has better performance in chemical reactions involving oxygen atom exchange than other perovskite materials. In the present study, a process to prepare perovskite type catalyst, $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3$, and measurement of its propellant decomposition performance in a test reactor are described.

  • PDF

세라믹 화이버 버너의 배기 배출물과 분광학적 특성에 관한 연구 (A Study of the Pollutant Formation and Spectral Radiation Properties in Ceramic Fiber Radiant Burner)

  • 정용기;김영수;이대래;양대봉;류정완;;하만영;장영준;전충환
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제31권9호
    • /
    • pp.790-798
    • /
    • 2007
  • An experimental study was performed to investigate the effects of mixing quality, inlet pressure, nozzle diameter on CO, NO emission and radiation characteristics in porous ceramic fiber radiant burners. Observations of combustion characteristics occurring inside the burner system which was insulated fiber mat, were investigated by measuring emission and radiation characteristics. Combustion was achieved at the firing rate of $88{\sim}99\;kcal/hr$, inlet pressure of $100{\sim}250mmH_2O$. The fiber burner exhibit significant both spectral intensity peaks in the bands at $2.5{\mu}m\;and\;4.0{\mu}m$ relatively. There is a small difference in the variable mixing tube. However spectral intensity increased with the firing rate. CO emissions were found to be strongly dependent on the operating conditions. There was a tendency that CO concentration increased as the firing rate increases. the reason for rise of CO concentration is that is becomes it the relatively rich condition. Relatively low NO emission was observed for the whole operating range. The NO concentration is maximal at the firing rate of approximately 2850 kcal/hr and an air ratio of about 1.

A Case Study to Estimate the Greenhouse-Gas Mitigation Potential on Conventional Rice Production System

  • Ryu, Jong-Hee;Lee, Jong-Sik;Kim, Kye-Hoon;Kim, Gun-Yeob;Choi, Eun-Jung
    • 한국토양비료학회지
    • /
    • 제46권6호
    • /
    • pp.502-509
    • /
    • 2013
  • 2011~2012년 2년간 전북 군산과 익산 지역의 관행농 벼를 재배하는 농가를 대상으로 온실가스 배출량 산정을 위한 인벤토리 목록을 구축하였다. 2년 누적 평균 데이터를 사용하여 전과정평가를 수행하고, 탄소성적 산출 및 온실가스 배출의 주요인을 분석하였다. 분석된 온실가스 배출 주요인자들을 대상으로 민감도 분석을 수행하여 온실가스 잠재량을 산정하고, 대상지역 농가들이 적용할 수 있는 온실가스 저감 영농법을 제안하고자 하였다. 관행농 쌀 생산농가를 대상으로 전과정 목록분석을 수행한 결과 탄소성적은 쌀 1 kg 생산을 기준으로 2.21 kg $CO_2.-eq.kg^{-1}$가 발생되었다. 온실가스 중 $CO_2$ 배출량이 가장 많았으나, 지구온난화 지수를 곱하여 이산화탄소 등가 ($CO_2$-eq.)로 환산하면 벼 생산체계의 탄소성적에서 메탄발생 기여도가 가장 컸다. 전체 $CO_2$ 배출량 중 복비생산 공정에서 37%가 발생하였고, 단비생산으로 10%, 벼 재배과정 중 40%가 발생하였다. 벼 재배 중 $CO_2$ 발생원은 농기계의 화석연료 사용에 의한 불완전 연소이다. $CH_4$는 대부분 벼 재배 중에 발생되었으며, 벼논의 메탄 발생 요인은 혐기조건의 담수논이다. $N_2O$은 대부분 벼 재배과정에서 배출되었고, 벼 재배 중 $N_2O$의 발생요인은 복비, 요소 비료, 퇴비 등의 비료시용이었다. 에너지 사용량 변화에 따른 민감도 분석결과 에너지원 중 경유의 민감도가 가장 높았고, 경유사용량을 10% 줄였을 때 약 2.5%의 $CO_2$ 감축 잠재량이 산정되었다. 복비 시용량을 10% 줄였을 때 $CO_2$는 약 1%, $N_2O$는 약 1.8%의 감축잠재량이 산정되었다. 퇴비시용을 10% 줄이면 약 1.5%의 메탄발생이 감소하고, 아산화질소는 약 1% 감소효과가 나타났다. 물떼기 일수가 10일 증가하면 메탄발생량이 약 4.5% 감소되었다. 투입량의 변화에 따른 온실가스 감소 효과가 가장 큰 요인은 벼논 물떼기 일수의 증가 및 경운과 수확시 사용하는 농기계용 경유사용량 감소였다. 그에 따라 중간낙수 및 무경운 등이 탄소배출 저감 영농법으로 제시되었다.

모형소각로의 촉매에 의한 배기가스 정화특성에 관한 연구 (A study on the pollutant reduction using catalyst in model furnace)

  • 이용후;이화신;이진석;이도형
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제30권8호
    • /
    • pp.870-876
    • /
    • 2006
  • In proportion to the increase of industrial development, emission troubles were concerned as global issue. For these reasons, so many researchers and associated institutes effort to reduce pollution with new technology and various devices. As a kind of these methods, we used catalysts as a after-treatment system. At first, we made equipment of model furnace. And various catalysts were equipped at exhaust duct of combustion system, and excess air ratio(a), change cell numbers catalyst materials(Pt, Pd) were changed as experimental conditions. With these various condition, temperature. NOx, CO, HC, $CO_2$ and $O_2$ concentration were measured. As a result, NOx conversion increased with increasing of cell number in Pd catalyst. And Pt catalyst became 100% conversion at 200 and 300 cell. Also, Pt catalyst was better than Pd catalyst at a=1.5 in this condition. In addition, CO and HC concentrations were decreased at a = 1.5 with Pd catalyst.

모형소각로의 촉매에 의한 배기가스 정화특성에 관한 연구 (A study on the pollutant reduction using catalyst in model furnace)

  • 이용후;이진석;이화신;강인구;이도형
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
    • /
    • pp.154-159
    • /
    • 2005
  • In proportion to the increase of industrial development, emission troubles were concerned as global issue. For these reasons, so many researchers and associated institutes effort to reduce pollution with new technology and various devices. As a kind of these methods, we used catalysts as a after-treatment system. At first, we made equipment of model furnace. And various catalysts were equipped at exhaust duct of combustion system, and excess air ratio( ), change cell numbers, catalyst materials(Pt, Pd) were changed as experimental conditions. With these various condition, temperature, NOx, CO, HC, $CO_2$ and $O_2$ concentration were measured. As a result, NOx conversion were increased with increasing of cell number in Pd catalyst. And Pt catalyst were became 100% conversion at 200 and 300 cell. Also, Pt catalyst was better than Pd catalyst ${\alpha}$=1.5 in this condition. In addition, CO and HC concentrations were decreased${\alpha}$=1.5 with Pd catalyst.

  • PDF

Effect of Hydrocarbon Additives on SNCR DeNOx Characteristics under Oxidizing Diesel Exhaust Gas Conditions

  • Nam, Changmo
    • 한국환경과학회지
    • /
    • 제27권10호
    • /
    • pp.809-820
    • /
    • 2018
  • DeNOx experiments for the effects of hydrocarbon additives on diesel SNCR process were conducted under oxidizing diesel exhaust conditions. A diesel-fueled combustion system was set up to simulate the actual cylinder and head, exhaust pipe and combustion products, where the reducing agent $NH_3$ and $C_2H_6/diesel$ fuel additives were separately or simultaneously injected into the exhaust pipe, used as the SNCR flow reactor. A wide range of air/fuel ratios (A/F=20~40) were maintained, based on engine speeds where an initial NOx level was 530 ppm and the molar ratios (${\beta}=NH_3/NOx$) ranged between 1.0~2.0, together with adjusting the amounts of hydrocarbon additives. Temperature windows were normally formed in the range of 1200~1350K, which were shifted downwards by 50~100K with injecting $C_2H_6/diesel$ fuel additives. About 50~68% NOx reduction was possible with the above molar ratios (${\beta}$) at the optimum flow #1 ($T_{in}=1260K$). Injecting a small amount of $C_2H_6$ or diesel fuel (${\gamma}=hydrocarbon/NOx$) gave the promising results, particularly in the lower exhaust temperatures, by contributing to the sufficient production of active radicals ($OH/O/HO_2/H$) for NOx reduction. Unfortunately, the addition of hydrocarbons increased the concentrations of byproducts such as CO, UHC, $N_2O$ and $NO_2$, and their emission levels are discussed. Among them, Injecting diesel fuel together with the primary reductant seems to be more encouraging for practical reason and could be suggested as an alternative SNCR DeNOx strategy under diesel exhaust systems, following further optimization of chemicals used for lower emission levels of byproducts.

이산화탄소 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계: II. 열역학 상태방정식이 압축 및 수송 공정에 미치는 영향 평가 (Process Design of Carbon Dioxide Storage in the Marine Geological Structure: II. Effect of Thermodynamic Equations of State on Compression and Transport Process)

  • 허철;강성길
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
    • /
    • 제11권4호
    • /
    • pp.191-198
    • /
    • 2008
  • $CO_2$ 해양지중저장 처리 시스템 설계를 수행하는데 있어 전산모사를 통한 공정 설계는 필수적이다. 즉, 수치 모델링을 이용하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리 공정 중 발전소 및 제철소 등 대규모 발생원에서부터 $CO_2$를 포집하는 포집공정, 포집한 $CO_2$를 파이프라인이나 선박 등을 통해 이송하는 수송공정, 이를 깊이 800m 이상의 해저 지질구조내 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장하는 저장공정 등 일련의 공정을 열역학 상태방정식 등을 이용하여 모사하는 것이다. 본 논문에서는 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 공정 설계에 사용되는 열역학 상태방정식들을 비교 분석하고 이들이 압축 및 수송공정에 미치는 영향 등을 평가하였다. 이와 같은 연구결과에 근거하여 $CO_2$ 해양지중저장 처리를 위한 압축 및 수송 공정 설계 시 유용한 열역학 상태방정식을 제안하였다. 상태방정식 계산결과 간의 비교 및 영향 평가를 위하여 순수 단일성분 $CO_2$와 순산소 연소 석탄 화력발전소에서 포집된 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송거동을 분석하였다. 순수 단일성분 $CO_2$의 압축 및 수송공정 계산결과에는 이상기체 상태방정식을 제외한 상태방정식 간에 큰 차이가 존재하지 않으나, NO, Ar 그리고 $O_2$ 등이 포함된 순산소 연소 석탄 화력발전소에서 포집된 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송공정에는 PR 계열의 상태방정식과 BWRS 상태방정식에서 커다란 차이가 나타났다. 즉, 8bar 이상의 압력, $30^{\circ}C$ 내외의 온도 영역에서 $CO_2$ 혼합물을 서로 다른 상태로 예측하였다. 이러한 불순물의 영향으로 인하여 $CO_2$ 혼합물의 압축 및 수송공정 설계에 PR계열의 PRBM 상태방정식의 적용이 BWRS식 적용보다 유용하다고 판단된다.

  • PDF

에멀젼연료와 EGR의 동시적용 디젤엔진에 있어서 연료 분사 패턴이 연소와 배기가스에 미치는 영향 (Influence of fuel injection pattern on combustion and emissions characteristics of diesel engine by using emulsified fuel applied with EGR system)

  • 유동훈
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제38권9호
    • /
    • pp.1064-1069
    • /
    • 2014
  • 에멀젼연료(Emulsified fuel)와 EGR(Exhaust Gas Recirculation)는 디젤엔진으로부터 발생하는 NOx를 저감시키는 효과적인 방법들이다. 일반적으로, EGR 방법은 열적, 화학적 그리고 희석효과의 세 가지 다른 경로에 의하여 디젤 엔진의 연소에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그중 특히 열적효과는 흡기 중의 이산화탄소와 수분에 의한 열용량의 증가와 관련되어 있다. 한편, 물의 증발열과 마이크로 폭발(Micro-explosion)을 이용하는 에멀젼연료는 디젤엔진의 배기 배출물을 저감시키는 효과적인 방법으로 인식되어 왔다. 본 연구에서 저자는 함수율 20%의 에멀젼연료와 EGR율 30%의 사용에 의한 연소와 배기 배출물 특성에 대하여 연구하였다. 그리고 연료 분사 패턴 제어의 효과에 대하여 조사하였다.