• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.162-170
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• 2007

Currently, due to the serious world-wide air pollution by substances emitted from vehicles, emission control is enforced more firmly and it is expected that the regulation requirements for emission will become more severe. Anew concept combustion technology that can reduce the NOx and PM in relation to combustion is urgently required. Due to such social requirement, technologically advanced countries are making efforts to develop an environment-friendly vehicle engine at the nation-wide level in order to respond to the reinforced emission control. As a core combustion technology among new combustion technologies for the next generation engine, the homogeneous charge compression ignition (HCCI) is expanding its application range by adopting multiple combustion mode, catalyst, direct fuel injection and partially premixed combustion. This study used a 2-staged injection method in order to apply the HCCI combustion method without significantly altering engine specifications in the aspect of multiple combustion mode and practicality by referring to the results of studies on the HCCI engine. And it is investigated that the effects of the engine rpm and load(or A/F) to emission characteristics.

• 자원리싸이클링
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• 제4권4호
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• pp.37-58
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• 1995

본 고에서는 소형 타이어 원형 그대로를 시멘트 kiln inlet 부분에 투입하였고, 그 부분의 가스온도와 시멘트 원료 온도는 각각 $1050^{\circ}C$, $800~850^{\circ}C$ 정도이다. 폐타이어를 4단 부유예열실에서 예열된 고온의 원료와 함께 kiln 입구부분에 투입하였다. 투입량은 폐타이어 열이용 실험 대상 kiln인 열소비량의 3, 5, 7%로 정하여 실험하였다. 폐타이어 열이용 전에 폐타이어의 성상을 분석하였으며, 열이용을 실험하는 동안에 투입수준별로 시멘트 소성공정에 미치는 영향, 즉 예열실 온도, 압력, 배가스량, 배가스성분, 코팅형성, 전력 사용량, 연료감소량, clinker 생산량 변화 등을 분석하였고, 품질에 미치는 영향에서는 시멘트 색도, 광물조성, 응결시간, 압축강도 등의 변화를 분석하였고, 환경오염 평가에서는 $SO_2$, NOx의 증감을 측정 분석하였다. 폐타이어 투입수준 5%일 때 비교적 시멘트 공정이 안정한 상태를 보였으며, 이때의 열량회수율도 50% 정도였고, 시멘트 품질은 사용전과 등등 수준이었다. $SO_2$, NOx는 증가하는 경향이었으나 규제치에는 훨씬 못미치는 수치였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.253-254
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• 2014

지구온난화 문제는 한국가의 문제가 아니라 인류의 문제로 대두되어 많은 이에대한 많은 연구가 이루어 지고 있다. 지구온난화의 주 대상물질인 화석연료로부터 연소시 발생하는 이산화탄소를 감축하기위한 많은 규제와 노력이 요구된다. CCS(Carbon Capture & Storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, $CO_2$ 회수방안, 저장, 처리관련 연구를 비롯하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 또한 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 동시에 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있는 기술이다. 천연가스를 생산하는 LNG기지에서 연소에 의한 이산화탄소를 발생시키는 기기로는 수중연소식기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 들 수 있다. SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 특히 동절기에 작동시키며 $CO_2$를 배출시키는 연소기다. 본 연구에서는 수중연소식 SMV에 순산소 연소방식을 적용하여 천연가스와 산소를 연소시키므로서 발생되는 $CO_2$를 LNG냉열을 이용 액체화 시켜 회수하는 연구를 수행하고 있다. 내용중에 수중연 소식 SMV에 대한 순산소 연소기를 개발하는 연구를 수행하였으며, 실제 SMV의 1/10크기, 열량기준 1/900로 모형을 제작하여 실험하였다. 연소기 노즐 은 직경 0.6mm, 배가스가 수조내에서 48개의 노즐을 제작하였다. 실험결과 일정량 이상의 $CO_2$ EGR율이 일정 값 이상이 되면 화염의 길이가 공기/NG 화염 길이와 큰 차이가 없었으며 $CO_2$ EGR율이 100%이상에서는 $CO_2$ EGR율 증가에 따른 화염길이 변화는 크게 나타나지 않았다. CO 배출 농도는 공기/NG 연소의 경우보다 높게 나타났으며, ${\lambda}$가 1.4보다 높은 조건에서는 측정되지 않았다. NOx의 배출 농도는 약 1~8ppm으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1005-1012
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• 2011

본 연구에서는 혁신적인 연소시스템의 최적 연소조건을 도출하기 위해 반응기 내부 유동 특성, 온도분포, 속도분포 및 체류시간 등에 대해 전산유체역학(CFD)을 이용한 3차원 모사를 수행하였다. 연료 투입량 1.5 ton/hr, 체류시간 1.25초, 공기비 2.1의 조건에서 연소시킬 때 로의 출구의 면적가중(area-weighted) 평균온도는 $1,077^{\circ}C$로 나타나 에너지 회수 및 유해가스 처리에 적합한 온도임을 알 수 있었다. 배가스는 연소실 중앙부위에서 강한 선회류를 따라 최고속도 약 40~50 m/s로 덕트를 통해 배출되므로 연소실의 중심부에 강한 난류가 형성되어 연소 속도 및 연소 효율이 향상되는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 불완전 연소를 방지하고 또한 thermal NOx의 생성도 억제하기 위한 적정 조업조건은 공기비 1.9~2.1, 연료 투입량 1.25~1.5 ton/hr 정도인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권2호
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• pp.103-108
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• 2012

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소로는 연소용 공기 및 연료로 고온의 배기가스가 유입되는 양에 따라 질소산화물 저감 특성이 많은 영향을 받는다. 일반적인 MILD 연소로는 연료와 연소용 공기는 수직 상향방향이고 배기가스는 수직하향 방향으로 흐르면서 배기가스가 유입되는데 이러한 형태보다 더욱 배기가스의 유입량을 증가시키기 위한 방법으로 동심원관형태의 MILD 연소로를 사용하고 있다. 본 연구에서는 바깥 원통의 배기가스 통로에서 안쪽 원통의 연소통로 사이에 연결관을 설치하고 배기가스를 유입하기 위한 공기노즐을 동심원관 형태로 설치하여 공기분사속도, 노즐 직경, 배기가스측 압력과 연소로측 압력 차이의 변화에 따른 유입량 특성을 수치해석을 통해 살펴봄으로써 MILD 연소로에서 더욱 적극적인 배기가스의 유입량 특성을 파악하는 것을 연구하였다. 공기노즐 분사속도의 증가에 따라 유입량은 속도의 제곱근에 비례하는 것을 알았고 배기가스 측과 연소로 측의 압력차의 크기에 선형적으로 감소하는 것을 관찰하였다. 공기노즐 출구 위치의 변화는 유입량 변화에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.780-787
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• 2019

본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.683-691
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• 2015

순환유동층연소기술은 적용 연료의 다양화, 설비의 경제성 그리고 환경성이 우수하여 최근 전력생산기술로 관심이 증대되고 있으며 최근 전력생산을 위한 재생에너지 사용 의무규정에 따라 재생에너지의 연소특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 순환유동층반응기에서의 석탄과 우드펠릿을 혼소하여 혼소율에 따른 배기배출물 특성과 반응기 내부 가스온도특성의 환경성과 연소성을 실험적으로 분석하여 나타내었다. 총 공급 발열량을 기준으로 각 연료의 공급량을 변경하여 혼소율을 결정하였다. 베드물질로 강모래(7호사)를 적용하였다. 순환유동층반응기에서 우드펠릿 혼소율 증가에 따라 후단부에서의 가스온도가 감소하였고, CO, NOx, HC 및 SOx의 발생량은 우드펠릿의 혼소비가 30% 이하의 경우 혼소비 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만 30% 이상의 경우 CO, HC 및 SOx 발생량은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권4호
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• pp.177-183
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• 2010

연소식 $CO_2$ 발생기 사용시 사용하는 연료에 따라서 발생되는 $CO_2$ 농도 및 유해가스 농도를 비교 분석하는 것을 목표로 하였다. 사용 연료로는 등유, LPG, LNG를 이용하였다. 연소식 $CO_2$ 발생기는 등유사용 국내제품을 설치한 온실(A), 외국제품을 설치한 온실(B), LPG 사용 국내제품과 외국제품을 설치한 온실 2개소(C와 D) 및 LNG 사용 온실(E)을 선정하였다. 측정은 서울대학교 농생명과학공동기기원(NICEM)의 실내공기질 분석 시스템의 일부 측정시스템을 온실로 이동하여 측정하였다. 연소식 $CO_2$ 발생기 작동 유무에 따른 $CO_2$ 가스 증감은 $NO_x$류의 증감에 정의 상관을 보였으며, 사용 연식에 따른 버너의 내구성 저하에 따른 유해가스 발생량이 증가하였다. CO 농도가 매우 높게 나올 경우에는 발생기 내부에 컨버터를 장착하여 농도를 저감시켜 직물의 생리장해를 예방시킬 필요가 있었다. 전체적으로 $CO_2$ 발생에 따른 유해가스 농도는 최근 설치된 장치에서는 큰 문제가 없었으며 가장 낮은 유해가스 발생량은 국산 LPG 제품을 사용한 D 온실이었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.159-169
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• 2016

본 연구에서는 함산소기재 중 MTBE를 휘발유에 첨가하여 산소함량(0, 1.0, 2.3 및 2.7 wt %)의 변화에 따라 MPI 및 GDi 차량에서 배출되는 유해한 배출가스와 연비를 분석하였다. 국내 및 미국의 연비시험방법인 FTP-75 mode와 HWFET mode를 적용하였다. CO, NMHC, NOx 배출량은 산소함량의 변화에 따라 미미한 차이는 있었지만 상관관계는 없었다. FTP-75 mode에서 CO2 배출량은 산소함량의 변화에 따라 증감의 경향성은 없었다. 하지만 차량이 예열된 상태이고 고속 운전영역이 포함된 FTP-75 mode의 phase-3와 HWFET mode에서는 산소를 함유한 연료의 CO2 배출량이 적었다. 입자개수 배출량은 산소함량과 음의 상관관계를 보였으며 산소함량 2.3 wt %에서 가장 적었다. 카본발란스법에 의해 계산된 연비는 산소를 함유한 연료가 높았으며 2.3 wt %에서 가장 높았다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.