• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권3호
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• pp.275-281
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• 2007

GTL (Gas To Liquid) has the potential to be used in diesel engines as a clean alternative fuel due to advantages in emission reduction, particularly soot reduction. Since the physical properties of GTL fuel differ from those of diesel fuel to some extent, studying how this difference in characteristics of GTL and diesel fuels affects spray and combustion in diesel engines is important. In this study, visual investigation of sprays and flames from GTL and diesel fuels in a vessel simulating diesel combustion was implemented. The effects of various parameters and conditions, such as injection pressure, chamber temperature and pilot injection on liquid-phase fuel length and auto-ignition delay were investigated. It was determined that GTL has a somewhat shorter liquid-phase fuel length, which explains why there is less contact between the fuel liquid-phase and flame for GTL fuel compared to diesel fuel.

• 한국대기환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.410-419
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• 2009

Generally, air pollutant emission at workplace is estimated by two methods: indirect methods using emission factors and direct methods based on CEMS (Continuous Emission Monitoring System). CAPSS (Clean Air Policy Support System) is a representative indirect method and the national air pollutant database of Korea. However, characteristics of some workplaces may create a gap between CAPSS and CEMS data. For improving of emission data accuracy, emission data of CEMS (named CleanSYS) equipped at 138 target workplaces were compared with those of CAPSS. As a result, $SO_x$ and $PM_{10}$ emission levels obtained by CAPSS were lower than those of CleanSYS. $SO_x$ and $PM_{10}$emission ratios were 61.5% and 71.2% lower respectively, showing the biggest gaps. On the other hand, $NO_x$ emission of CAPSS was higher by 10.4%. $SO_x$ showed the biggest difference in 'Energy industry combustion' and $NO_x$ did in 'Production Process' within the SCC category. $PM_{10}$ presented a large gap in 'Manufacturing industry combustion.' The differences in $SO_x$ between the two systems occurred because some large-size facilities lack pollution controllers or efficient pollution controllers. Based on this study, CAPSS emission database of Korea will improve accuracy through adopting CEMS emission system, which enables more efficient national atmospheric policies and workplace management.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.74-80
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• 2019

하수슬러지의 열화학적 처리는 수분을 제거하여 연료로 사용되는 하수슬러지의 수분 함량을 낮추어 주는 기술이다. 열화학적 처리된 하수슬러지는 열량이 높아지기 때문에 에너지 집약적 과정이라고 할 수 있다. 이러한 공정 중에 소비되는 에너지를 절약하기 위해 하수슬러지의 수열 탄화 공정을 사용하였다. 수열탄화 공정은 하수슬러지를 사전 건조 없이 깨끗한 고체연료로 전환할 수 있다. 본 연구는 수열탄화 하수슬러지와 미분탄 연소 시스템의 혼소 특성을 조사하는 것을 목적으로 한다. 혼소 시 생성되는 유해물질 및 연소 효율의 변화를 측정하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 $80kW_{th}$급 연소로로서 1기의 선회류 버너가 장착되어 있다. 두 가지의 석탄을 주 연료로 사용하였고, 하수슬러지의 혼소율은 열량 기준 0% ~ 10%까지 진행하였다. 실험 결과 $NO_x$는 400 ~ 600 ppm, $SO_x$는 600 ~ 700 ppm 사이를 유지하였고, CO는 100 ppm 전후로 일정하게 유지되어 안정적인 연소를 확인할 수 있었다. 하수슬러지를 혼소할 경우, 혼소율이 증가할수록 $NO_x$와 $SO_x$의 배출량도 증가하였으나 그 편차가 크지 않았다. 연소 배가스에 포함된 오염 물질 배출은 혼소 비율 보다 주 연료인 석탄의 조성에 의해 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다.

• 청정기술
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• 제18권3호
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• pp.259-264
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• 2012

페롭스카이트형 산화물을 능금산법으로 합성하여 TG/DTA, XRD, XPS, TEM 및 $H_2$-TPR 등에 의해 특성분석을 하였고, 벤젠의 연소반응에서의 활성을 조사하였다. 대부분의 촉매들은 페롭스카이트 결정구조를 잘 가지고 있었으며 15에서 70 nm의 크기를 나타내었다. $LaMnO_3$ 촉매가 가장 높은 활성을 보여주었고 $350^{\circ}C$에서 거의 100%의 전환율을 나타내었다. 반응활성을 증가시키기 위해 페롭스카이트 산화물의 A-와 B-위치에 다른 금속이온의 치환을 행하였다. $LaMnO_3$ 촉매의 A-위치에 Sr을 일부분 치환시키면 벤젠의 전환율이 증가하였다. 또한, B-위치에 Co 및 Cu 이온의 치환 역시 촉매 활성을 증가시켰고, $LaMn_{1-x}B_xO_3$ (B = Co, Fe, Cu)형 페롭스카이트에서 촉매활성은 Co > Cu > Fe의 순서로 감소하였다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.63-69
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• 2018

순산소 연소 기술 중 $CO_2$ 회수 비용 절감 효과가 가장 우수한 케미컬루핑연소(chemical looping combustion, CLC) 기술의 핵심인 산소전달입자의 선정을 위해 환원반응 특성 및 물리화학적 특성에 대한 연구를 진행하였다. 세 종류의 산소전달입자(SDN70, N018-R2, N016-R4)를 대상으로 기포유동층 반응기에서 환원반응기체의 농도 및 환원 반응 온도 변화에 따른 산소전달입자의 연료전화율(fuel conversion)과 $CO_2$ 선택도($CO_2$ selectivity)를 측정 및 비교 분석하였다. 또한 산소전달입자의 마모손실 정도 및 입자의 표면 특성을 분석하기 위해 내마모도(Attrition Index, AI) 및 BET surface area를 측정하였다. 결과적으로 세 종류의 산소전달입자 모두 케미컬루핑연소 시스템에 활용하기 적합함을 확인하였으며, 가장 우수한 입자는 N016-R4로 판단되었다.

• 설비공학논문집
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• 제6권4호
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• pp.399-405
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• 1994

Beacuse of the energy resources exhaustion, the aggravating environmental air pollution and the smoke phenomena etc., the importance of clean gas fuel compared with liquid fuel is highly considered in recent years. The combustion system which consists of porous media is actively studied as a new method for solving above problems. Therefore, excess enthalpy combustion using porous media was interested by many researchers and investigated through numerical and experimental analysis. In this study, the simplified combustor has the unique combustion characteristics of mixture gas preheated effect using radiative and convective heat energy by changing the flow passage of unburned gas with solenoid valves and has the intensive excess enthalpy phenomena As the result of according to reduce equivalence ratio, flame temperature was remarkably higher than adiabatic flame temperature. This show the ability of super-lean combustion.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.295-300
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• 2003

In Korea, the emission standards for air pollutants will be more tighten from Jan. 2005. Especially, the new emission standards is focused on the nitrogen oxide. From this trend of standards, nitrogen oxide emission is hot issue in energy fields. Also, we have a new environmental problem, the carbon dioxide emission, which are related to the global warming. To solve the environmental problems, we must define the situation of clean-up technologies level in Korea and decide the direction of R&D for flue gas cleaning technologies. Now, this paper discus briefly on the De-NOx R&D activities and the large scale testing facility for flue gas clean-up technologies in Korea Institute of Energy Research. These discussions are contribute to the increasing of the R&D activities for flue gas clean-up technologies in Korea.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.3049-3052
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• 2008

MCFC(molten carbonate fuel cell) power generation system is prime candidate for the utilization of fossil based fuels to generate ultra clean power with a high efficiency. In the MCFC power plant system, a combustor performs a role to supply high temperature mixture gases for cathode and heat for reformer by using the stack off-gas of the anode which includes a high concentration of $H_2O$ and $CO_2$. Since a combustor needs to be operated in a very lean condition and to avoid excessive local heating, catalytic combustor is usually used. The catalytic combustion is accomplished by the catalytic chemical reaction between fuel and oxidizer at catalyst surface, different from conventional combustion. In this study, a mathematical model for the prediction of internal flow and catalytic combustion characteristics in the catalytic combustor adopted in the MCFC power plant system is suggested by using the numerical methods. The numerical simulation models are then implemented into the commercial CFD code. After verifying result by comparing with the experimental data and calibrated kinetic parameters of catalytic combustion reaction, a numerical simulation is performed to investigate the variation of flow and combustion characteristics by changing such various parameters as inlet configuration and inlet temperature. The result show that the catalytic combustion can be effectively improved for most of the case by using the perforated plate and subsequent stable catalytic combustion is expected.

• 동력기계공학회지
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• 제20권4호
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• pp.12-18
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• 2016

Typical boiler system consists of combustion chamber and heat exchanger in one housing, therefore the size of boiler system is large and the heat exchanging efficiency becomes low. At these boiler systems, because the combustible mixture fires as free flame in the combustion chamber, consequently the combusted hot gas heats the heat exchanger only as conductive and convective heat transfer. The present Porous Ceramic Burner concept is that combustion process is occurred at the gaps of the porous ceramic materials, and the heat exchanger is placed in the same porous materials. Therefore we can reduce the boiler size, and we can also use radiative heat transfer from ceramic material with conductive and convective heat transfer from combusted gas throwing the porous materials. The purpose of this study is to search the flame stability ranges at different fuel flow rate and excess air ratio burning in the $Al_2O_3$ ceramic balls. We found out the stable excess air ratio range on given combustion intensity. And we can get clean porous ceramic combustion results compared with free flame.