• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.503-510
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• 2016

일반적으로 연소로는 연료의 연소과정에서 NOx, CO등의 공해물질을 배출한다. 본 연구는 소각연소로를 대상으로 2차 공기를 연소가스 흐름의 역방향으로 주입시키는 방법의 NOx 및 CO 배출특성에 대한 연구를 수행하였다. 연구의 주요변수는 1, 2차 공기의 유량비와 2차 공기의 투입 방향으로 설정하였다. 변수에 따른 NOx 및 CO 배출특성을 묘사하기 위해서 축소모형실험 연구를 수행하였다. 실험결과 1차 공기유량이 감소하고 2차 공기유량이 증가할수록 NOx가 감소되다가 일정 유량비 이상에서 다시 NOx가 다소 증가하는 형태가 나타났다. 역방향으로 빠른 유속의 2차 공기가 투입될 때 연소로 내부에 유동 재순환이 발생하여 혼합이 증가하고 이로 인해서 온도 영역이 고르게 분포되는 것으로 나타났으며 그 결과로서 thermal NOx의 저감 효과를 확인할 수 있었다. CO는 2차 공기가 역방향에서 높은 비율로 투입되는 조건이외에서는 측정되지 않았다. 측정된 경우도 CO의 농도는 2 ppm 이내로 안정적인 연소 조건으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권1호
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• pp.29-35
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• 2007

현재 국내 화력발전소에서 운영중인 일부 배연탈황설비는 건설비 절감을 위해 설계시 여유율을 축소하여 비정상상태에 대응이 어렵고, 노후화 등으로 탈황효율이 저하하는 등 일부의 문제점이 제기되고 있다. 이러한 문제점에 대응하기 위해, 본 논문에서는 흡수액의 pH, 입구 $SO_2$ 농도, 운전 단수 변경 및 liquid distribution ring (LDR) 등의 탈황설비의 운전 조건 변경에 따른 탈황율을 검토하였으며, sulfite 이온 및 Al/Fx 이온이 석회석의 blinding에 미치는 효과에 대해 실험하였다. 흡수액 재순환 펌프를 3대 운전하였을 때는 2대 운전했을 때와 비교하여 탈황율이 최대 12% 향상하였고, LDR을 설치함에 따라 탈황효은 약 2~7%가 향상하였다. Limestone blinding 현상이 발생한 흡수액에 dibasic acid (DBA)를 500, 1,000 ppm 주입하였을 때 흡수액 용존산소가 0.5 ppm 이상 증가하며, limestone blinding 현상을 완화하였다. 흡수액 중에 $Al^{3+}$, F- 이온이 공존한 경우 석회석 용해속도는 20% 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권4호
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• pp.263-273
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• 2016

자연순환식 압입 송풍식 수관보일러에 FGR시스템을 설치하여 보일러 부하 및 공기량 댐퍼개도를 파라미터로 해서 FGR률에 따른 성능 및 배기 배출물에 미치는 재순환 배기의 영향을 조사하였다. 본 연구의 목적은 $NO_x$ 배출물을 저감시키기 위하여 동력플랜트 보일러에 FGR시스템을 적용하는 것이다. 연소를 활성화시키기 위해 0 ~ 20%의 연소용 공기를 화염 내에 공급한다. 공기상자 상부에 설치된 2단 연소시스템의 흡입댐퍼를 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$ 사이에서 레버를 조작하여 열면, 버너로 공급되는 연소용 공기가 변화된다. 증발률당의 연료소비율은 FGR률의 증가에 따라 증가 혹은 감소의 명확한 경향을 나타내지 않았고, 동일 공기량 댐퍼개도에서는 FGR률이 증가할수록, 또한, 보일러 부하가 감소할수록 $NO_x$ 배출물이 감소되었다. 매연 배출물은 전기 집진기에서 86.7%의 포집효율로 매연이 제거되었기 때문에, 보일러 부하, 공기량 댐퍼 개도 및 FGR률의 운전조건에 관계없이 극소량의 매연이 배출되었다.

• 한국연소학회지
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• 제10권2호
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• pp.26-34
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• 2005

The performance of oxygen combustion with $CO_2$ feeding was investigated in a pyrex tube furnace. The inverse type multi-hole burner was used for improving mixing and wide operating range. It introduced oxygen, fuel, and oxygen, respectively, from center tube to outer tubes. Oxygen combustion characteristics with excess oxygen ratio, oxygen feeding ratio, and $CO_2$ feeding flow rate were studied to optimize the operating condition and to apply the oxygen combustion with recirculation of flue gas to a real furnace. This paper presents results on the effect of $CO_2$ feeding flow rate on the structure of the flames and concentrations of NO and CO emissions. The visible flame length was shortest due to well mixing between fuel and oxygen when the oxygen feeding ratio was 0.25. The NO emission was reduced drastically regardless of excess oxygen ratio when the $CO_2$ feeding flow rate was larger than 15 lpm. The CO emission is varied by changing the $CO_2$ feeding flow rate but the CO emission characteristics is highly affected by excess oxygen ratio. When the excess oxygen ratio is below $\lambda=1.1$, the CO emission increased as the $CO_2$ feeding flow rate increased.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.162-169
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• 2005

The performance of oxygen combustion with $CO_2$ feeding was investigated in a pyrex tube furnace. The inverse type multi-hole burner was used for improving mixing and wide operating range. It introduced oxygen, fuel, and oxygen, respectively, from center tube to outer tubes. Oxygen combustion characteristics with excess oxygen ratio, oxygen feeding ratio, and $CO_2$ feeding flow rate were studied to optimize the operating condition and to apply the oxygen combustion with recirculation of flue gas to a real furnace. This paper presents results on the effect of $CO_2$ feeding flow rate on the structure of the flames and concentrations of NO and CO emissions. The visible flame length was shortest due to well mixing between fuel and oxygen when the oxygen feeding ratio was 0.25. The NO emission was reduced drastically regardless of excess oxygen ratio when the $CO_2$ feeding flow rate was larger than 15 lpm. The CO emission is varied by changing the $CO_2$ feeding flow rate but the CO emission characteristics is highly affected by excess oxygen ratio. When the excess oxygen ratio is below ${\lamda}=1.1$, the CO emission increased as the $CO_2$ feeding flow rate increased.

• 에너지공학
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• 제17권2호
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• pp.107-115
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• 2008

신에너지원으로 주목받고 있는 중질 잔사유를 기존 중유화력의 대체 연료로 사용하는 경우에 대하여 상용 해석코드로 플랜트의 에너지 및 물질 수지, 플랜트의 성능을 분석하였다. 국내 A 중유 화력발전소에 대한 플랜트 성능분석 모델을 구축하였으며 플랜트의 성능 및 효율 등에 대한 시뮬레이션 결과를 설계 및 실제 운전 데이터와 비교하여 그 건전성을 확인하였다. 중질 잔사유 적용에 대한 시뮬레이션 결과 출력은 315 MW로서 중유 적용시의 300 MW 보다 높게 나타났으며 플랜트 효율은 약간 감소함을 알 수 있었다. 외기온도 및 냉각수 온도, 배가스 순환량, 출력에 따른 열소비율의 민감도 분석으로부터 중질 잔사유 연소시의 최적 운전을 위한 기본 자료를 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.857-864
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• 2011

순산소연소는 높은 연소 효율과 적은 배가스량, 낮은 질소산화물 농도를 장점으로 하고 있으며 연소온도 조절을 위한 배가스 재순환에 의해 배출되는 연소가스중의 $CO_2$ 농도를 95%까지 농축이 가능하므로 석탄 연소설비에 대한 유망한 CCS 기술로 부각되고 있다. 본 연구는 순산소연소 조건에서 배가스의 재순환을 통한 $CO_2$ 농도 증가에 기인하는 직접 황화반응이 탈황효율에 미치는 영향을 평가하고 반응온도, $CO_2$ 농도, $SO_2$ 농도상승이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향과 배가스 중 수분 등이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 반응온도 $1,200^{\circ}C$까지 온도 상승에 따라 $SO_2$의 제거효율은 증가하였고 Ca/S비, $CO_2$ 농도와 수분이 증가할수록 $SO_2$ 제거효율이 증가하였다. 이러한 운전변수는 영향인자 평가를 통하여 Ca/S 비>체류시간>$O_2$농도>반응온도>$SO_2$농도>$CO_2$농도>수분농도의 순으로 탈황반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 운전변수별 실험결과를 이용하여 로내 건식탈황에 있어서 각 운전변수별 성능 영향인자를 평가할 수 있는 반경험적 모델식을 도출하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.371-377
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• 2009

순산소연소 배가스 중 $CO_2$ 농도는 가스의 재순환으로 인해 95%까지 농축 가능하며, $CO_2$ 농도가 높은 조건에서 석회석의 소성특성은 기존의 공기 연소와 다르게 나타난다. 본 연구에서는 흡수제로 특성이 다른 세 종류의 국내산 석회석을 이용하여, 소성온도에 따른 석회석의 소성특성에 대해 알아보았다. 또한 흡수제 종류, 반응온도 등의 운전변수가 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향에 대하여 알아보고, 반응생성물을 포집하여 황 함량을 측정하였다. 소성온도가 증가함에 따라 석회석의 소성율 및 비표면적은 증가하는 경향을 보였으며, 반응온도가 증가함에 따라 $SO_2$ 제거효율은 증가하였으며 석회석의 종류에 따라 $SO_2$ 제거효율이 뚜렷한 차이를 보였다. 최고효율 나타낸 석회석 시료에 대한 반응생성물 분석결과 시료 내 황 함량은 약 10% 정도인 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.400-407
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• 2019

순산소 순환유동층 연소기술은 기후변화 및 연료 수급 문제들을 해결할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 순산소 순환유동층 연소기술은 배기가스재순환 공정을 통해 이산화탄소를 비교적 쉽게 포집할 수 있으며 대기오염물질 배출도 줄일 수 있는 친환경 연소기술이다. 새롭게 개발된 $100kW_{th}$ 급 순산소 순환유동층 연소 시스템은 연료다변화에 대응하기 위해 다양한 연료들의 순산소연소 특성을 분석하고 있으며, 본 연구에서는 높은 고정탄소 및 회분함량으로 인해 연소성이 낮은 연료로 알려진 무연탄을 활용하여 높은 이산화탄소를 생산하고 연소효율을 향상시키고자 하였다. 그 결과로서, 무연탄 순산소 연소는 아역청탄 공기연소 대비, 연소효율이 2% 향상되었으며 대기오염물질인 $SO_2$, CO, NO은 각각 15%, 60%, 99% 감소하였다. 또한, 안정적인 순산소순환유동층 연소를 통해 배기가스 내 94 vol.% 이상의 $CO_2$ 가 포집될 수 있음을 확인하였다.