• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.8-16
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• 2019

저공해 연소를 위한 방법 중 하나인 배기가스 재순환(flue gas recirculation, 이하 FGR)은 질소산화물 저감에 효과적인 연소 기법이다. 이를 메탄/공기 대향류 예혼합화염에 적용하여 화염의 특성변화와 NOx 생성 기구를 파악하기 위한 수치해석을 진행하였다. 신장률에 따라 배출되는 생성물들의 몰분율이 달라진다는 점을 고려하여 재순환율은 생성물을 기준으로 정의되었으며, 실제 연소 시스템을 반영하기 위해 주요 생성물인 CO₂, H₂O, O₂ 그리고 N₂를 희석제로써 재순환하였다. FGR 기법이 적용됨에 따라 특정한 신장률 조건에서 최대화염 온도의 전환점이 발견되었다. 또한, 재순환율이 증가함에 따라 온도와 NO의 경향이 달리 나타났으며, 이를 파악하고자 NO 반응을 열적 NO와 Fenimore NO로 구분하여 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권12호
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• pp.907-914
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• 2004

[ $Si-NaCl-NH_4Cl-NaN_3$ ]계에서 자전연소에 의한 Si의 질화반응기구에 대하여 알아보았다. 희석제로서 첨가된 NaCl은 질화반응 초기에 Si의 용융에 따른 Si의 성장을 억제하여 완전한 질화반응에 도움을 주는 것으로 나타났다. 또한 $NH_{4}Cl$과 $NaN_3$는 반응과정 동안 서로 분해하고 결합하여 생성물로서 NaCl을 형성하였고, 이 과정에서의 발열반응은 시편을 예열함으로써 질화반응에 도움을 주었다. 본 반응계에서 주된 질화반응기구는 액상-기상 반응기구였다. 그리고 ${\alpha}-Si_{3}N_4$의 제조를 위한 최적의 펠렛 기공도는 $67-69%\$였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.75-76
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• 2014

The present study has numerically investigated the effects of the oxidizer-side nitrogen dilution on the precise structure and NOx formation characteristics of the turbulent syngas nonpremixed flames. Eulerian particle flamelet model was used to predicted the NOx formation characteristics in the turbulent syngas swirling nonpremixed flames. Current numerical simulation was conducted for the syngas gas turbine combustor. Numericla results indicate that as the H2O portion is increased in diluent, the formation of NOx decreased effectively in turbulent syngas swirl nonpremixed flames.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.553-560
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• 2010

The characteristics of syngas-oxyfuel combustion has been investigated experimentally in the present study. Experimental measurements were conducted to aid a fundamental design of a syngas-oxyfuel combustor with a double coaxial burner configuration. To examine the effects of different syngas fuels on combustion characteristics, various fuel types are utilized such as commercial coal gases (Texaco, Shell), COG (cokes oven gas), and $CH_4$ as a main component of natural gas. $CO_2$ was added to the four fuel types as a diluent gas to reduce the flame temperature. The flame images and emission characteristics of NOx and CO were examined for various equivalence ratio and $CO_2$ dilution ratio. The results show that CO emission was rapidly increased as equivalence ratio approached the stoichiometry condition by reducing the amount of oxygen. As the $CO_2$ dilution increased, CO emission increased while NOx emission decreased due to reduced flame temperature. When the syngas-oxyfuel combustor is operated with 20~40% of $CO_2$ dilution ratio, the CO and NOx emission levels were kept below 50 ppm and 25 ppm, respectively, with a high concentration of $CO_2$ over 95 vol.% in exhaust gases.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권5호
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• pp.561-568
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• 2003

An experiment using high preheated air in a turbulent non-premixed flame was performed to investigate the effects of high preheated air on the combustion characteristics. Combustion using high preheated and diluted air with flue gas is a new technology which enables NO emission to be reduced. In this study, Na was used as diluent and propane as fuel. Combustion characteristics, especially the distributions of the flame temperature, NO concentration and OH radical intensity were examined under the condition of 300 K, 600 K, 1000 K in terms of the combustion air temperature, and also under the condition of the dilution level from 21% to 13% in terms of oxygen concentration. As the preheated air temperature increased, it appeared that the flame length became shorter, maximum flame temperature increased, the reaction region moved to upstream, and NO concentration increased, but the flame temperature's fluctuation was reduced. In opposite, it was shown with decrement of oxygen concentration at the maximum temperature that both maximum value and the gradient of the flame temperature decreased, and NO emission also decreased considerably, but its fluctuation became larger, being inclined to be unstable.

• 한국연소학회지
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• 제5권1호
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• pp.31-41
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• 2000

A numerical study was conducted to investigate the combustion phenomena of regular start and unstart processes based on ISL#s RAMAC 30 experiments with different diluent amounts in a ram accelerator. The initial projectile launching speed was 1800m/s which corresponded to the superdetonative speed of the stoichiometric $H_2/O_2$ mixture diluted with $5CO_2\;or\;4CO_2$. In this study, it was found that neither shock nor viscous heating was sufficient to ignite the mixture at a low speed of 1800m/s, as was found in the experiments using a steel-covered projectile. However, we could succeed in igniting the mixtures by imposing a minimal amount of additional heat to the combustor section and simulate the regular start and unstart processes found in the experiments with an aluminum-covered projectile. The numerical results matched almost exactly to the experimental results. As a result, it was found that the regular start and unstart processes depended on the strength of gas mixture, development of shock-induced combustion wave stabilized by the first separation bubble, and its size and location.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.254-257
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• 2017

본 논문에서는 항공 가스 터빈용 연소기 개발을 위한 단일 연소기 섹터 시험 결과에 대한 논의하였다. 연소기로 공급되는 전체 공기 중 주 연소 영역으로 공급되는 공기비율을 변화 시키면서 배출물 농도, 라이너 표면 온도 분포 및 연소기 출구 온도 패턴 등의 연소 성능 변화를 연구하였다. 주 연소 공기량이 증가함에 따라 CO와 NOx 배출 농도가 증가하는 경향이 있었으며, 연소기 출구 패턴은 개선되는 것으로 나타났다. 희석 공기공을 회전시켜 배치하는 경우 연소기 출구 온도 패턴의 변화가 민감하게 변하는 것을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 연소기의 효율, 내구성 및 배출물 감소 성능을 고려한 연소기 라이너 설계 최적화 과정의 기초 자료로 활용할 예정이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.356-362
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• 2023

기후 변화에 따른 위험성은 전 세계적으로 오랜 기간 강조되고 있으며, 이를 극복하기 위한 노력은 해운분야에서도 국제해사 기구를 중심으로 이어지고 있다. 연소과정에서 발생한 매연을 제어하기 위하여 매연 생성 특성에 관한 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 에틸렌 가스를 기반으로 한 대향류 확산화염에서 불활성 기체인 질소를 혼합하여 화염온도, 화염형태, 매연 생성 관련된 화학종의 상태변화를 확인하기 위해 광소멸법과 화학반응 수치해석을 수행하였다. 연구 결과. 질소의 혼합비율이 증가함에 따라 화염온도 감소와 매연체적분율 감소로 이루어졌다. 매연 입자가 분포하는 구간도 감소하였으며, 30% 이상 혼합비율이 높아지면 체적분율 감소율이 감소하였다. 매연 성장에 관여하는 화학종들의 몰분율도 감소하였다. HACA 반응 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율에 따라 영향을 받으나, 홀수탄소 경로 관련 화학종은 탄화수소 연료 비율뿐만 아니라 화염온도 영향을 받는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.678-687
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• 2014

The catalytic performance of silicon carbide supported nickel catalysts modified with or without second metal (Co, Cu and Zn) for the methanation of CO has been investigated in a fixed-bed reactor using a feed consisting of 25% CO and 75% $H_2$ without any diluent gas. It has been found that the introduction of Co species can clearly improve the catalytic activity of Ni/SiC catalyst, whereas the addition of Cu or Zn can result in a significant decrease in the catalytic activity. The characterizations by means of XRD, TEM, XPS, CO-TPD and $H_2$-TPR indicate that the addition of Co could decrease the particle size of active metal, increase active sites on the surface of methanation catalyst, improve the chemisorption of CO and enhance the reducibility of methanation catalysts. Additionally, the special interaction between Co species and Ni species is likely favorable for the dissociation of adsorbed CO on the surface of catalyst, and this may also contribute to the high activity of 5Co-Ni/SiC catalyst for CO methanation reaction. For 5Cu-Ni/SiC catalyst and 5Zn-Ni/SiC catalyst, Cu and Zn species could cover partial nickel particles and decrease the chemisorption amount of CO. These could be responsible for the low methanation activity. In addition, a 150h stability test under 2 MPa and $300^{\circ}C$ showed that 5Co-Ni/SiC catalyst was very stable for CO methanation reaction.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.703-708
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• 2004

앞선 논문 분말의 제조에서 정립한 $\alpha$-Si$_3$N$_4$ 분말의 제조를 위한 최적의 조성에서 반응 혼합물의 양에 따른 압력 및 생성물의 변화를 관찰하였다. 5L 반응기 내에서 반응 혼합물의 양이 100g일 때 필요한 최저 $N_2$ 압력은 60atm이었다. 그러나 반응 혼합물의 양이 200g 이상일 때부터 반응기 내부의 압력 증가로 인해 반응은 완료될 수 없었으며, 혼합물이 증가할수록 반응율은 직선적으로 감소하였다. 반응물의 양이 증가할수록 최초 반응기 내부의 $N_2$압력을 감소시킴으로써 반응을 완료시킬 수 있었으며, 500g일 때 초기 $N_2$ 압력을 약 20atm까지 감소시킴으로써 반응은 완료될 수 있었다. 반응이 중간에 멈추는 원인은 반응기 내부의 압력 증가로 인해 기화되지 못한 채 혼합물 안에 존재한 NH$_4$Cl때문인 것으로 밝혀졌다.