• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.696-701
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• 2018

연소 반응 시 발생하는 질소산화물은 산성비와 미세먼지 발생에 많은 영향을 미치는 물질이다. 이에 대한 저감 방법으로 고비용의 탈질설비 대신 지연연소 등의 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 연구들 중에 적은 양의 공기로 많은 양의 배기가스를 재순환 할 수 있는 코안다 노즐을 이용한 배기가스 재순환 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 재순환 버너의 양쪽 출구가 트인 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 살펴보았다. 배기가스를 재순환하여 연소용 공기와 혼합된 기체가 원통의 접선방향으로 유입되어 연료노즐 출구 부근에서 압력이 낮은 영역이 존재하고 이에 따라 원통 버너의 중심부근에는 버너의 가운데 부분으로 역류가 형성되며 가장자리 부분으로 배기가스가 배출되는 것을 확인하였다. 배기가스가 유입되는 부분이 버너의 오른쪽에 있어서 버너의 오른쪽으로 연소반응이 일어나며 상대적으로 온도분포와 NOx 분포가 높게 나타났다. 연소용 공기비를 1.0에서 1.8까지 변화하여 NOx 생성을 관찰한 결과, 공기비가 1.0에서 1.5까지는 평균 NOx 생성이 감소하다가 공기비가 1.8일 때 급격히 증가하는데 이는 NOx 생성 반응은 온도의 지수승에 비례하게 되는데 공기비가 1.5이상이 되면서 온도의 영향을 많이 받아서 NOx 생성 반응이 오른쪽 영역에서 급격히 증가하는 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제17권3호
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• pp.112-117
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• 2002

무성 (유전체 장벽)방전기구의 질소산화물(NOx)제거효율에 대한 화학 반응역학의 전산모사 및 실험적 특성이 비교 조사되었다. 방전 전극구조에 따른 여러 종류의 유전체 장벽 방전기구가 구현되었으며 응용 방전환경 별 질소산화물(NOx)제거특성이 이론적, 실험적으로 고찰되었다. 전산모사 모델링은 유해 배가스에 대한 플라즈마 응용기구의 수학적 근접모델을 기초로 하였고 각 방전광(스트리머) 채널의 주 활성입자 생성에 의한 화학반응 종들의 비균일, 비평형 분포특성을 고려하였다. 모델링 전산모사로 얻어진 질소산화물(NOx) 제거효율은 관찰 실험특성과 오차 허용범위 내의 일치성을 나타내었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.155-164
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• 1998

Numerical analysis was performed with multicomponent transport properties and detailed reaction mechanisms for axisymetric 2-D CH4 jet diffusion, partial premixed, premixed flame. Calculations were carried out twice with C2-Full Mechanism including prompt NO reaction in addition to the above C2-Thermal NO Mechanism. The role of thermal NO mechanism and prompt NO mechanism on each flame's NO production is investigated by using the numerical result. The NOx production of each flame were evaluated Quantitatively in terms of the NOx emission index

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.400-412
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• 2022

Hydrogen with high chemical reactivity and combustion efficiency, is expected to reduce greenhouse gas and CO emission. However, there is a problem of increase in NOx emission due to hydrogen combustion. MILD combustion technology has been proposed to resolve NOx emission. In this study, the characteristics of MILD combustion and NOx formation by flue gas recirculation (KV) in CH₄-H₂ mixture were analyzed and predicted using 0D premixed combustion model. The ignition delay time became shorter as the hydrogen co-firing rate increased, and longer as the recirculation rate increased. For NOx emission, EINO decreased as the KV increased, but EINO increased as the hydrogen co- firing rate increased. In particular, EINO was predicted to increase significiently above 80% hydrogen. Through the pathway analysis of NO formation, it was found that the influence of N₂O intermediate route and NNH route was enhanced for hydrogen co-firing.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.211-220
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• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국가스학회지
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• 제4권2호
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• pp.1-6
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• 2000

가스중에 포함되어 있는 NOx를 안전하게 처리하기 위하여 침상전극을 취부한 플라즈마 반응기를 제작하여 장치의 특성을 실험적으로 조사하여 유효성을 검정하였다. 반응가스는 $NO/N_2$ 혼합가스와 $N_2/O_2$ 혼합가스를 이용하여 초기 NO농도를 설정하고, 유속을 2${\iota}$/min으로 공급하였다. NOx의 반응특성은 방전주입전력이 높을때는 NO의 농도가 감소하였으며, 산소의 농도 증가시에 NO의 분해가 용이하고 NO의 분해에너지 효율이 높았다. 또한 NO의 농도가 증가할 수록 NO의 분해에너지 효율은 높으나 분해율은 낮았다. 오존의 특성은 방전주입전력이 높을수록 오존의 생성이 증가하고, $NO/N_2$의 농도가 증가할 수록 오존의 생성량이 감소하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.124-131
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• 1994

자동차엔진의 연소과정에 상사하는 밀폐정적연소실을 주연소실과 대향 2개 부연소실로 분할하고 오리피스로 연결하였다. 이때 부연소실로부터 주연소실로 분출하는 대향분출염 연소에 의한 질소산화물 배출저감특성을 연소방식, 연소실형상 그리고 연료종류를 변경한 수종의 실험으로 조사하였다. 질소산화물농도, 연소실 최고압력, 화염전파과정의 고속도슐리렌사진 가시화를 수행한 결과, 대향분출염 연소방식을 도입하연 연소실의 중앙부공간이 상대적으로 넓은 경우에 고부하운전과 동시에 질소산화물의 배출량도 저감할 수 있었다. 그러나 연료의 종류는 질소산화물생성에 매우 영향이 적었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.63-64
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• 2012

The present study has numerically investigated the effects of the fuel-side nitrogen dilution on the precise structure and NOx formation characteristics of the turbulent syngas nonpremixed flames. Numerical results indicate that for highly diluted case, the flame structure is dominantly influenced by the turbulence-chemistry interaction and marginally modified by the radiation effect. On the other hand, no-dilution case with the longer flight time and the relatively intermediate scalar dissipation rate is influenced strongly by the radiative cooling as well as moderately by the turbulence-chemistry interaction.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.39-47
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• 2020

배기가스 재순환(flue gas recirculation, 이하 FGR)은 질소산화물 저감에 효과적인 연소 기법으로 저공해 연소 분야에 다양하게 응용되고 있다. 이전 연구에 이어서 메탄/공기 대향류 예혼합화염에 FGR 기법 적용 시 나타나는 화염의 특성 변화 및 NOx 생성기구를 파악하기 위한 수치해석이 진행되었다. 배출되는 질소산화물(NOx)은 4가지 주요 반응경로(열적 NO, prompt NO, N₂H 및 N₂O)로 구분하여 배기가스 재순환율에 따른 각 NO 생성률을 상대적으로 나타내었다. 그 결과 열적 NO가 전체 NO 형성에 가장 크게 차지한 반면 N₂H의 영향은 미미하였다. 또한, 열적 NO의 기여를 검토하기 위하여 본 연구에 사용된 반응기구(UC San Diego mechanism)를 수정하여 재순환율 증가에 따른 NO 배출지수(EINO)를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권1호
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• pp.99-108
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• 2007

In this study, the NOx formation characteristics of one-dimensional $CH_4$/Air premixed flame using detailed-kinetic chemistry are examined numerically. The combustor length and the amount of heat loss are varied to investigate the effect of residence time and heat loss on the NOx formation in a post-flame region. In the flame region, NO is mainly produced by the Prompt NO mechanism including $N_2$O-intermediate NO mechanism over all equivalence ratios. However, thermal NO mechanism is more important than Prompt NO mechanism in the post-flame region. In the case of adiabatic condition, the increase of combustor length causes the remarkable increase of NO emission at the exit due to the increase of residence time. On the other hand, NO reaches the equilibrium state in the vicinity of flame region, considering radiation and conduction heat losses. Furthermore the NO, in the case of $\phi$=1.2, is gradually reduced in the downstream region as the heat loss is increased. From these results, it can be concluded that the controls of residence time and heat loss in a combustor should be recognized as an important NOx reduction technology.