• Title, Summary, Keyword: 유동층 연소기

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Reaction Characteristics of Oxygen Carrier Perticle for Chemical-Looping Combustor in Fixed Bed and Pressurized Fluidized Bed (고정층과 가압유동층에서 매체순환식 가스연소기 산소공여입자의 반응특성)

  • 류호정;배달희;진경태
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.173-177
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    • 2002
  • 두 개의 유동층 사이를 순환하는 금속매체(Metal or Metal oxide)를 이용하여 공기에 의한 금속매체의 산화와 기체연료(H$_2$, CO, CH$_4$등)에 의한 금속산화물의 환원반응이 별개의 반응기에서 일어나게 하는 새로운 개념의 연소기술인 매체순환식 가스연소기술은 공기와 기체연료를 직접 접촉시켜 반응하는 기존의 가스연소기에 비해 많은 장점을 가지고 있다.(중략)

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Characteristics of Carbon Deposition and Cyclic Test of Oxygen Carrier Particle for Chemical-Looping Combustor (매체순환식 가스연소기 산소공여입자의 탄소침적 및 반복실험 특성)

  • 김민수;임남윤;류호정;배달희;진경태
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.79-83
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    • 2002
  • 새로운 가스연소 개념인 매체순환식 가스연소기(Chemical-Looping Combustor, CLC)는 공기와 기체연료(H$_2$, CO, CH$_4$ 등)가 직접 접촉하여 연소하는 기존의 연소-발전 시스템에 비해 많은 장점들을 가지고 있다. 매체순환식 가스연소기의 기본개념은 Fig. 1에 나타내었다.(중략)

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Solid $CO_2$ sorbents and WGS catalyst for pre-combustion $CO_2$ capture (연소전 $CO_2$ 회수를 위한 고체 흡수제 및 WGS 촉매 특성 평가)

  • Eom, Tae Hyoung;Lee, Joong Beom;Park, Keun Woo;Choi, Dong Hyuk;Baek, Jeom-In;Ryu, Chong Kul
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.111.1-111.1
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    • 2010
  • 석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

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Hydrodynamic Study in the Cold CFB Reactor with 3-Cyclones (3개의 사이클론 갖는 순환유동층에서의 수력학적 특성 연구)

  • 이종민;김재성;김종진
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.57-60
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    • 1999
  • 순환유동층 보일러는 연소로 (상승관: riser)내에 공기를 고속으로 주입하여 비말동반되는 고체입자를 사이클론에서 포집 하여 재주입하는 유동층을 이르는 것으로, 난류유동층(turbulent fluidized bed), 고속유동층(fast fluidized bed) 그리고 희박상 유동(dilute phase flow) 영역에서 조업이 이루어진다. 순환유동층은 비교적 높은 기체 유속에서 조업이 이루어지기 때문에 고체입자의 혼합 및 비산 그리고 재순환이 격렬하게 이루어지고, 기-고체간 접촉효율 및 전열계수가 높아 전체적인 처리량 및 효율이 좋은 장점을 가지고 있다.(중략)

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순환유동층 연소설비를 이용한 열병합설비의 특성 및 전망

  • 조재수
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.6
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    • pp.521-534
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    • 1990
  • 유동층 연소방식을 이용한 열병합설비는 상당수가 전세계적으로 성공리에 운전되고 있으며, 연료의 폭넓은 수용성, 저온연소에 기인한 저공해 특성으로 인해 기존연소 방식보다 월등한 강 점이 인정되고 있다. 따라서 에너지 활용의 극대화와 환경오염의 최소화라는 두가지 명제를 만족시키는 금세기 최대의 매력적인 석탄 연소 방법으로서 유동층 연소 기술은 지속적인 확산이 예상된다. 그러나 그 동안의 문제가 제작자와 사용자의 노력에 의해 거의 해결되었다고는 하나, 아직도 대형화 및 기본설계상의 문제가 부분적으로 해결되어야할 숙제로 남아 있다. 최근의 추세는 다양한 형태의 설계개념이 차츰 서로 비슷해지는 추세로서, 이는 구체적인 설계과정에서 최적 시스템으로 취합되는 경향을 나타내고 있다. 각공정에 맞는 최적 시스템/최적 설계를 도 입하기 위해서는 각 제작자의 독특한 시스템에 대한 검토 분석이 있어야 하며, 사용코자하는 연료와 석회석의 물리화학적 특성을 사전에 분석하여 선택코자 하는 유동층 시스템과의 적합성 여부에 대한 사전 검토가 요망된다.

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Numerical Study for Flow Uniformity in Selective Catalytic Reduction (SCR) (SCR 반응기 유동 균일화를 위한 수치적 연구)

  • Jung, Yu-Jin;Hong, Sung-Gil;Lee, Gang-Woo;Shon, Byung-Hyun
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • pp.151-154
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    • 2011
  • $NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

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Combustion Properties of Anthracite Coal in Tonghae CFB combustor (동해화력 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성)

  • 이시훈;박성희;김상돈;최정후;이종민;김재성
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • pp.81-84
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    • 1999
  • 순환유동층 (Circulating Fluidized Bed : CFB) 은 기존의 기포유동층에 비하여 높은 유속에서 조업되는 반응기로, 고속의 기체와 크기가 작은 고체 입자간의 긴밀한 접촉을 통하여 비교적 대규모의 여러 가지 화학적, 물리적 작업을 수행하는 유동층기술의 한 분야이다. 순환유동층은 1940년부터 공업적으로 이용되기 시작하였으며 현재에는 가솔린의 제조, 석탄의 연소, 가스화 등에 널리 사용되고 있다.(중략)

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Dissipation and Control of Flow Instability in a Rectangular Swirl Combustor using Cooling Flow Injection (사각 스월 연소기에서 냉각 유동을 이용한 연소기 내 유동 불안정 감쇠 및 조종)

  • Yoo, Kwang-Hee;Kim, Jong-Chan;Sung, Hong-Gye
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • pp.236-241
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    • 2009
  • To identify turbulent flow characteristics of non-reacting case resulted from cooling flow injection in a rectangular swirl combustor, 3D Large Eddy Simulation(LES) was implemented and Proper Orthogonal Decomposition(POD) analysis was used for post-processing. The combustor of concern is the LM6000, lean premixed dry low-NOx annular combustor, developed by GEAE. It was observed that increase in speed of shear layer resulted from the inflow of cooling flow caused intensified vorticity magnitude in central toroidal recirculation zone. In the case of vorticity magnitude in corner recirculation zone, however, was weakened. In addition, pressure fluctuation in combustor was damped down and longitudinal acoustic mode was significantly dissipated

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Effects of Drag Models on the Hydrodynamics and Heat Transfer in a Conical Fluidized Bed Combustor (원추형 유동층 연소기의 수력학적 특성 및 열전달에 항력 모델이 미치는 영향에 대한 연구)

  • Kang, Seung Mo;Abdelmotalib, Hamada;Ko, Dong Guk;Park, Woe-Chul;Im, Ik-Tae
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.11
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    • pp.861-869
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    • 2015
  • In this study, wall to bed heat transfer and hydrodynamic characteristics in a conical fluidized bed combustor was investigated using computational fluid dynamics method. A two-fluid Eulerian-Eulerian model was used with applying the kinetic theory for granular flow(KTGF). The effects of the two drag models, Gidaspow and the Syamlal-O'Brien model, different inlet velocities($1.4U_{mf}{\sim}4U_{mf}$) and different particle sizes on the hydrodynamics and heat transfer were studied. The results showed that the hydrodynamic characteristics such as bed expansion ratio and pressure drop were not affected significantly by the drag models. But the heat transfer coefficient was different for the two drag models, especially at lower gas inlet velocities and small particle sizes.

Conceptual Design of 50 kW thermal Chemical-Looping Combustor and Analysis of Variables (열량기준 50kW급 매체순환식 가스연소기의 개념설계 및 변수해석)

  • 류호정;진경태
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.12 no.4
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    • pp.289-301
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    • 2003
  • To develop a chemical-looping combustion technology, conceptual design of 50 kW thermal chemical-looping combustor, which is composed of two interconnected pressurized circulating fluidized beds, was performed by means of mass and energy balance calculations. A riser type fast fluidized bed was selected as an oxidizer and a bubbling fluidized bed was selected as a reducer by mass balance for the chemical-looping combustor. Calculated values of bed mass, solid circulation flux, and reactor dimension by mass and energy balance calculations were suitable for construction and operation of chemical-looping combustor. It is concluded from the comparison of the design results and operating values of commercial circulating fluidized bed that the process outline is realistic. Moreover, the previous results support that oxygen carrier particle, NiO/bentonite, fulfills the conversion rates needed for the proposed design. The effects of system capacity, metal oxide content in a oxygen carrier particle, amount of steam input, gas velocity, and solid depth on design values were investigated and the changes in the system performance can be estimated by proposed design tool.