• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.171-176
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• 2000

This purpose of this study is to investigate the combustion emission characteristics on the effect of secondary air injection in combustion field of model gas turbine combustor changing excess air ratio. For this purpose, meantemperature, CO, CO2, O2 and HC concentration were measured by changing excess air ratio and secondary air injection. As a result of this study, meantemperature, CO2 emission was decreased and CO emission increased by increasing the excess air ratio of secondary air. therefore, This paper showed the effect of Secondary air injection on flame structure, combustion emission characteristics.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.247-250
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• 2009

촉매 연소는 낮은 온도와 희박한 조건에서 연소가 가능할 뿐만 아니라 $NO_x$, CO, UHC와 같은 오염물질을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 하지만 촉매연소는 균질 반응뿐만 아니라 비균질 반응에 의해서 지배되는 매우 복잡한 반응과정을 가지고 있기 때문에 촉매 연소기의 안정적인 작동을 위해서는 다양한 탄화수소의 촉매연소 특성에 대한 연구가 필요하다. 연구에서는 메탄 촉매연소 특성에 대한 수치적 연구의 검증을 거친 후 수소의 공급량, 과잉공기비, 그리고 공간속도의 변화에 따른 프로판의 촉매연소 특성을 고찰하였다.

• 플랜트 저널
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• 제7권2호
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• pp.44-51
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• 2011

Given the fact that the entire bituminous coal used for a boiler is imported, the supply of coal is often affected by the rise of international coal price. Moreover, coal suppliers have been diversified due to the competition among power generation companies for reducing costs and inexpensive sub-bituminous coal is used. As a result, boilers combustion conditions have been deviated from the initial boiler design. This requires the selection of adequate excessive air ratio for different combustion conditions to enhance the efficiency of boiler operation. The boiler efficiency has been identified through an examination on the change of excessive air ratio by mixed fuel in unit 8 of Dangjin power plant complex. In addition, an excessive air ratio was calculated based on the examination result. According to the study result, the adequate excessive air ratio was 13% when Macquarie and Powder river were mixed at a ratio of 5:5 and when Sonoma and Megaprima persada were mixed at a ratio of 5:5. When BHP Billiton and Powder river were mixed at a ratio of 4:6 and Centennial and Batubara were mixed at a ratio of 3:7, the adequate excessive air ratio was 11%.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.517-523
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• 1997

본 연구는 유동층연소로에서 유,무연탄 혼합연소시 대기오염물질 발생과 연소효율에 관하여 실험하였으며, 실험결과는 다음과 같다. 유동층연소로 높이가 증가할수록 이산화황과 질소산화물의 농도는 증가하는 것으로 나타났으며, 무연탄 혼합비가 증가할수록 이산화황의 농도는 증가하였으나 질소산화물농도는 큰 변화가 없었다. 무연탄 혼합비가 증가할수록 비산유출율도 증가하였고 주입 가연성분에 대한 유출 가연성분비도 증가하였다. 또한, 무연탄 혼합비에 관계없이 비산유출입자의 평균입경에 따른 미연분 함량은 미세입자에서 대체로 높게 나타났다. 한편, 연소효율은 층온도 $850^{\circ}C$, 과잉공기 20% 이상에서 큰 차이를 보이지 않았으므로 유속 0.3m/s, 층온도 $850^{\circ}C$, 과잉공기비 20%의 조건으로 혼합연소시키는 것이 적절한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1033-1040
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• 2011

예혼합 버너는 높은 효율과 낮은 배기 때문에 가정용 보일러 버너 시스템에 매우 강력한 버너이다. 일반적으로 가정용 보일러 버너는 내부에 농후한 예혼합 불꽃으로 구성하고 연료는 2차공기의 공급에 의하여 완전연소 되는 분젠 버너를 이용한다. 이것은 상대적으로 긴 불꽃 길이와 높은 과잉공기비에서 작동하기 때문에 높은 효율을 갖는 소형 보일러에 적용하기 어렵다. 이 논문에서 메탈 화이버, 세라믹, SUS 핀과 같은 매질을 사용하는 예혼합 연소 버너의 특징을 실험하였다. 특히, 표면 매질의 비반응 유동 특성은 버너 표면 전체의 유동 속도를 측정하고 조정하였다. 연소 실험은 화염 사진과 화염 온도 측정에 의하여 수행되었다. CO와 NO는 다양한 과잉 공기비와 열량값에 대하여 버너 표면 매질, 연소실, 열교환기의 특성을 측정하고 평가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.28-33
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• 2020

수소 연료를 적용한 2행정 기반의 소형 SI 엔진의 성능 특성에 관하여 살펴보았다. 이를 위하여 주로 모형 항공기용으로 사용되는 210 cc급 엔진을 비롯하여 소형 동력계 및 수소연료와 엔진 오일 공급을 위한 장치를 포함한 실험을 구성하였다. 우선 가솔린 연료를 공급한 기본 상태의 엔진 출력과 토크를 측정해 보았으며, 최대 6 kW 수준의 출력을 확인하였다. 이후 수소 연료를 공급하면서 성능 시험을 수행하였는데, 수소의 경우에는 공기과잉율 기준 공연비가 낮아질수록 즉, 연료 공기 혼합기가 농후해 질수록 역화 현상이 발생하여 출력에 제한이 생길 뿐만 아니라 엔진 하드웨어에도 치명적인 영향을 줌을 확인하였다. 따라서 공기과잉율을 기준 수치 이상에서 엔진을 운전하며 안정적인 수준의 연소를 통하여 가솔린 성능의 절반 수준인 최대 3 kW 의 출력 성능이 나옴을 최종 확인하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.213-214
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• 1999

발전소, 소각시설 및 산업공정에서 다량으로 배출되는 질소산화물(NOx)을 처리하기 위하여 과잉공기 연소시 고온에서 암모니아(NH$_3$)나 요소(CO(NH$_2$)$_2$)를 환원제로 사용하는 SNCR법, 그리고 암모니아와 각종 촉매를 사용하여 NOx를 $N_2$로 환원시키는 SCR법이 주로 개발ㆍ상용화되었다. 최근 90년대 초반부터 NOx의 제거기술은 Cu-ZSM-5, Alumina 통의 경제적이고 효과적인 촉매의 개발과 암모니아 사용으로 인한 부담요소를 제거하고자 다양한 HCs를 대체사용하는 방향으로 많은 연구가 진행되었다.(중략)

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.860-865
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• 2012

바이오매스 합성가스는 저열량 가스이지만 유류를 대체하기 위한 목적으로 공업로, 보일러 등에서 혼소방법으로 이용되고 있다. 혼소버너의 기본구조는 오일버너를 중심부로 하고 저열량 가스 연료를 그 주위로 공급하는 형태로 설계되었다. 본 연구에서는 가스의 균일분산 방법과 가스노즐 각도를 변화시키는 방법을 적용하여 세 종류의 버너를 설계하였다. 연소공기량 증가에 따라 CO 발생량이 감소하였으며, 혼소조건에서 화염으로부터 잔염 발생 원인은 오일버너로부터 미립화 불량인 것으로 나타났다. 혼소조건에서는 가스와 오일연료에 대한 과잉공기 요구량이 서로 다르기 때문에 적절하게 연소공기량을 맞추기가 어려웠지만, 과잉산소 4.7~8.2% 범위에서 안정적인 연소조건 유지가 가능하였다. 본 연구를 통하여 합성가스와 유류의 혼소 이용은 합성가스 성분이 오일보다 연소속도가 빠르게 이루어져 오일버너 미립화를 촉진시켜주고, 오일 단독연소조건보다 CO 배출 농도를 낮게 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권7호
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• pp.111-117
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• 2021

본 연구는 LFG(Land Fill Gas)의 주성분인 메탄(CH₄) 60%와 이산화탄소(CO₂) 40%로 구성된 매립지가스를 활용하여 정적연소 환경에서 연소의 초기 불안정성을 해결할 수 있는 실험적인 연구결과를 제안하는 것이다. 실험조건은 공기과잉율 0.9~1.6, 초기연소를 위한 압축압력 3bar, 실험주변온도 25℃, 실험용 연료가스 메탄, 예연소실 화염 분출구 직경 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5mm로 설정하였다. 실험결과 M3.0 모델에서 초기화염의 확산성이 매우 증가된 특성을 확인할 수 있으며, 이와 같은 증가의 특성은 공기 과잉률이 0.9, 1.0, 1.2에서 오리피스의 효과가 극도로 향상하게 되었다는 점을 알 수 있었다. 결과적으로, 본 실험을 통하여 M3.0으로 설계된 예연소실 화염 분출구 치수를 LFG에 적용할 경우 기존의 점화 플러그 특성 보다 부분적인 연소의 성능을 높일 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.