In commercial combustion systems, heavy oil is one of main hydrocarbon fuel because of its economical efficiency. Regarding heavy oil combustion, due to increasing concerns over environmental pollutants such as carbon monoxide, unburned hydrocarbon and nitrogen oxides, development of low pollutant emission methods has become an imminent issue for practical application to numerous combustion devices. Also a great amount of effort has been tried to developed effective methods for practical using of biomass. It is also an important issue to reduce carbon tax. In this paper, an experimental study has been conducted to evaluate the effect of biomass reburning on NOx formation in a heavy oil flamed combustion furnace. Experiments were performed in flames stabilized by a multi-staged burner, which was mounted at the front of the furnace. Experimental tests were conducted using air-carried rice husk powder and LNG as the reburn fuel and heavy oil as the main fuel. The paper reports data on flue gas emissions and temperature distribution in the furnace for several kinds of experimental conditions. NOx concentration in the exhaust has decreased considerably due to effect of reburning. The maximum NOx reduction rate was 62% when the rice husk was used by reburn fuel, however it was 59% when the LNG was used by reburn fuel. The result shows the positive possibility of biomass reburning system for optimal NOx reduction.
본 연구는 에틸렌-공기 혼합물로 채워져 있는 변형 가능한 구리 관에서의 초음속 화염 전파를 수치적으로 살펴보았다. 탄화수소의 화염 전파를 해석하기 위하여 지배방정식으로 Navier-Stokes 방정식과 Arrhenius 형태의 1단계 화학 반응식을 활용하였으며 변형 가능한 관을 해석하기 위하여 Inviscid Euler 방정식을 활용하였다. 또한, 두 물질 간 경계면 추적을 위하여 Level-set 기법을, 경계값 결정을 위하여 ghost fluid 기법을 사용하였다. 이러한 수치적 기법을 바탕으로 관의 변화에 따른 초음속 화염 내 팽창파의 전파 및 그에 따른 간섭 현상을 밀도 및 속도 변화를 통해 확인하였으며 초음속 화염 전파에도 안전성이 확보되는 최소 관 두께를 예측할 수 있는 수치적 기반을 마련하였다.
We studied the effects of aged total petroleum hydrocarbons (aged TPH) on the survival of allochthonous diesel-degrading Rhodococcus sp. strain YS-7 in both laboratory and field investigations. The aged TPH extracted from a crude-oil-contaminated site were fractionized by thin-layer chromatography/flame ionization detection (TLC/FID). The three fractions identified were saturated aliphatic (SA), aromatic hydrocarbon (AH), and asphaltene-resin (AR). The ratio and composition of the separated fractions in the aged TPH were quite different from the crude-oil fractions. In the aged TPH, the SA and AH fractions were reduced and the AR fraction was dramatically increased compared with crude oil. The SA and AH fractions (2 mg/l each) of the aged TPH inhibited the growth of strain YS-7. Unexpectedly, the AR fraction had no effect on the survival of strain YS-7. However, crude oil (1,000 mg/l) did not inhibit the growth of strain YS-7. When strain YS-7 was inoculated into an aged crude-oil-contaminated field and its presence was monitored by fluorescent in situ hybridization (FISH), we discovered that it had disappeared on 36 days after the inoculation. For the first time, this study has demonstrated that the SA and AH fractions in aged TPH are more toxic to an allochthonous diesel-degrading strain than the AR fraction.
The purpose of this study is to obtain low-emission and high-efficiency by hydrogen enriched LPG fuel in LPG engine and is to clarify the effects of hydrogen enrichment in LPG fuelled engine on exhaust emission and performance. An experimental study was carried out to obtain fundamental data for performance and emission characteristics of hydrogen enrichment in LPG engine. The research was held by changing the hydrogen ratio to 0, 5, 10, 20% in 1500rpm, bmep 2 and 4bar. The result turned out that the combustion duration was shortened due to fast flame propagation of hydrogen. And the amount of Carbon dioxide and Hydrocarbon decreased. However, the amount of NOX increased, which is thought to be the result of high adiabatic flame temperature of hydrogen. It has been confirmed that this phenomenon has changed by the Hydrogen mixing ratio.
An apparatus for generating flames and more particularly the microwave plasma burner for generating high-temperature large-volume plasma flame was presented. The plasma burner was composed of micvrowave transmission lines, a field applicator, discharge tube, coal and gas supply systems, and a reactor. The plasma burner is operated by injecting coal powders into a 2.45 GHz microwave plasma torch and by mixing the resultant gaseous hydrogen and carbon compounds with plasma-forming gas. We in this work used air, oxygen, steam, and their mixtures as a discharge gas or oxidant gas. The microwave plasma torch can instantaneously vaporize and decompose the hydrogen and carbon containing fuels. It was observed that the flame volume of the burner was more than 50 times that of the torch plasma. The preliminary experiments were carried out by measuring the temperature profiles of flames along the radial and axial directions. We also investigated the characteristics for coal combustion and gasification by analyzing the byproducts from the exit of reactor. As expected, various byproducts such as hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc. were detected. It is expected that such burner cab be applied to coal gasification, hydrocarbon reforming, industrial boiler of power plants, etc.
From the view of the environmental protection against the use of fossil fuels, the great of efforts have been exerted to find an effective method which is not only pollutant reduction but also high thermal efficiency. Reburning is a useful technology in reducing nitric oxide through injection of a secondary hydrocarbon fuel. In this paper, an experimental study has been conducted to evaluate the hybrid effects of reburning and selective non-catalytic reaction (SNCR) on $NO_x/CO$ reduction from oxygen-enriched LPG flame. Experiments were performed in flames stabilized by a co-flow swirl burner, which was mounted at the bottom of the furnace. Tests were conducted using LPG gas as main fuel and also as reburn fuel. The paper reported data on flue gas emissions, temperature distribution in furnace and various heat fluxes at the wall for a wide range of experimental conditions. Overall temperature in the furnace, heat fluxes to the wall and $NO_x$ generation were observed to increase by oxygen-enriched combustion, but due to its hybrid effects of reburning and SNCR, $NOx/CO$ concentration in the downstream has considerably decreased.
Reburning is one of the most useful technologies for reducing nitric oxide in economically and technically. The reburning process was demonstrated as an effective NOx reduction method through injection of a secondary hydrocarbon fuel. An experimental study has been conducted to evaluate the effect of biomass reburning on NOx and CO formation in a light oil flamed combustion furnace. Reburning tests on NOx reduction of air-carried rice husk powder as the reburn fuel and light oil as the main fuel were performed in flames stabilized by a co-flow swirl and fuel staged burner, which was mounted at the front of the furnace. The results included flue gas emissions and temperature distribution in the furnace for several kinds of experimental conditions. It was observed clearly that NOx concentrations in the exhaust have considerably decreased due to effect of biomass reburning. The maximum NOx reduction rate was 42% when the reburn fuel fraction was 0.18. The CO emissions were kept under 42 ppmv in all experimental tests. And this paper makes clear that in order to decrease NOx concentration in the exhaust when the biomass reburning system is adapted, the control of some factors such as reburn fuel fraction and reburn zone fraction is very important.
Reburning is a useful technology in reducing nitric oxide through injection of a secondary hydrocarbon fuel. In this paper, an experimental study has been conducted to evaluate the effect of fuel lean reburning on $NO_X/CO$ reduction in LPG flame. Experiments were performed in flames stabilized by a co-flow swirl burner, which was mounted at the bottom of the furnace. Tests were conducted using LPG gas as the reburn fuel as well as the main fuel. The effects of reburn fuel fraction and injection location of the reburn fuel were studied when the fuel lean reburning system was applied. The paper reports data on flue gas emissions and temperature distribution in the furnace for a wide range of experimental conditions. At steady state, temperature distribution and emission formation in the furnace have been measured and compared. This paper makes clear that in order to decrease both NOx and CO concentrations in the exhaust when the fuel lean reburning system was adapted, it is important that the control of some factors such as initial equivalence ratio, reburn fuel fraction and temperature of reburn fuel injection region. Also it shows the fuel lean reburning is also effective method to reduce NOx as much as reburning.
The effect of chemical additives, such as dimethyl ether(DME), ethanol, carbon disulfide on the soot formation were examined numerically. ill this study, the Frenklach soot mechanism was used as a base mechanism to predict the soot formation in the ethane flame. The combination of Westbrook's DME mechanism, Marinov's ethanol mechanism, and chemical kinetic mechanism for hydrogen sulfide and carbon disulfide flames was made with the base mechanism because the DME, ethanol, $CS_2$ additives are added into the ethane fuel. CHEMKIN code was used as a numerical analysis software to simulate the effect of chemical additives on reduction of the polycyclic aromatic hydrocarbons(PAH's) which are soot precursors. From the numerical results it is observed that addition of DME, ethanol and $CS_2$ into ethane fuel can reduce PAH species significantly. That means theses additives can reduce soot formation significantly. Results also strongly suggest suppression of soot formation by these additives to be mainly a chemical effect. Hand OH radicals may be the key species to the reduction of PAH species for additives.
대향류 확산 화염의 매연 생성 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었으며, 그 결과 에틸렌 ($C_2H_4$)-프로판($C_3H_8$) 혼합 연료의 경우 매연 생성 상승 효과 (synergistic effect)가 관측되었다. 프로판과 에틸렌의 PAH 생성 양상이 상이하게 나타났으며, 소량의 프로판을 에틸렌 확산 화염에 첨가할 경우 순수 연료에 비하여 매연 및 PAH (다중 고리 방향족 탄화수소; polycyclic aromatic hydrocarbon) 생성이 증대되었다. 단조적으로 변화하는 아세틸렌($C_2H_2$) 농도와 단열 화염 온도를 고려할 때, 이러한 결과는 HACA (H-abstraction-$C_2H_2$-addition) 반응만으로는 확산 화염에서의 매연 발생 및 성장을 설명할 수 없음을 의미한다. 수치해석과 실험 결과의 비교로부터 초기 PAH의 생성 과정을 규명하였으며 이 과정에서 C3 화학종의 재결합 반웅이 매우 중요함을 확인할 수 있었다. 또한, 이러한 C3 화학종과 C2 화학종의 상호 보완적인 역할에 의하여 에틸렌-프로판 혼합 연료에서 매연 생성이 증대됨을 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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