• 한국연소학회지
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• 제14권4호
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• pp.25-32
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• 2009

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.

• 청정기술
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• 제4권2호
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• pp.41-53
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• 1998

열처리시 대부분 연소로의 경우는 대기중에서 열처리되기 때문에 표면에 산화피막이 형성된다. 그러므로 이의 제거를 위해 숏블라스트(Shot blasting) 같은 연마와 산세공정이 추가되므로 공정소요 시간이 오래 걸리고 연마분진으로 인한 작업장의 환경악화는 물론 제품의 형상이 복잡하거나, 강관의 내면은 처리가 더욱 어려워진다. 그러므로 본 연구에서는 연소로 내부에 고온 내구성을 지닌 강재로 내부로를 제작하고 내부 분위기를 불활성분위기로 조절하여 산화피막의 형성을 저감시키기 위하여 연구하였다. 전기로에서 실험된 시편의 SEM, EPMA, EDX의 분석결과 산화피막이 저감됨을 알 수 있었고, 또한 진공로와의 처리품질 비교에서도 진공로와 유사한 광휘성을 나타내었다. 연구결과 개선공정을 적용하기 위해 내부로는 원통형에 재질은 SBB410으로 제작하고 분위기 가스가 유입되는 가스관로는 STS310으로 하부에서 유입시키는 방식이 가장 효율적일 것으로 도출되었다. 기적용된 사업장의 절감효과를 적용한 경제성 평가에서 연간 약 4천만원 이상의 절감효과가 기대되고, 청정기술적 효과로는 열처리 이후 제품의 구조상 제거되지 못하는 산화피막에 대한 대책 수립 및 산화피막 폐기물발생 저감, 그리고 공정단축과 작업환경의 개선효과를 볼 수 있다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.163-171
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• 2001

The characteristics of NOx emission in multi fuel/air staged combustor have been experimentally studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is act as a pilot Dame for the secondary combustion stage combustion zone, where most of fuel bums. Experiments were performed on a semi-industrial scale (thermal input 0.233 MW) in a laboratory furnace and Liquefied Petroleum Gas(LPG) was used as primary and secondary fuels. The study included parametric study to identify the optimum operating conditions which are primary/secondary fuel ratio, primary/secondary air ratio, primary swirl intensity and secondary swirl intensity for reducing NOx emission. The test demonstrated that NOx emission can be reduced by ${>}$70% in accordance with operating conditions.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.647-653
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• 2007

본 연구의 목적은 기존의 산업용 보일러에서 이산화탄소 배출저감을 위하여 연소가스 재순환에 의한 고온 순산소 연소기술을 개발하는데 있다. 이를 위해 실험실 규모의 LNG 연소기에서 연소 화염특성을 평가하기 위한 조직적인 수치해석 연구가 일차적으로 수행되었다. 특히 본 연구에서 고려한 중요한 변수는 산소부화환경에서 계산된 연소가스의 재순환 정도이다. 배기가스 재순환이 없는 100% 순산소 연소환경에서 화염은 고온의 길고 가는 층류형상의 화염을 보였다. 이는 산화제 중에서 질소성분이 감소함으로써 약화된 난류혼합효과와 $N_2$ 가스에 의한 현열손실의 감소에 기인하는 것으로 판단하였으며 문헌에 발표된 실험과 일치된 결과를 보였다. $O_2/CO_2$ 혼합가스에서 $CO_2$ 가스의 재순환율이 증가될수록 산화제의 유량 증가에 따른 강화된 난류혼합으로 인해 최고 화염온도가 버너 근처로 이동한 반면 전반적인 연소가스 온도는 $N_2$에 비해 $CO_2$의 높은 비열로 인해 낮아지는 현상을 보였다. 결국 80% 이상 $CO_2$ 가스를 재순환한 경우 연소가스의 온도가 급격하게 떨어지는 화염소멸 현상을 보여주었다. 그러나 30% $O_2/70%$ $CO_2$의 혼합 연소조건에서는 기존의 공기연소와 유사한 가스온도를 나타내었다. 이외에도 공기연소와 동일한 유량조건에서 난류강도와 열수지 측면에서 화염특성 변화를 평가하기 위한 면밀한 연구가 수행되었다.

• 한국연소학회지
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• 제16권3호
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• pp.12-20
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• 2011

Oxy-coal combustion for $CO_2$ capture in coal power plants entails a mode switching from air-firing to oxyfiring. In this study, procedure of the mode switching was investigated and discussed through experiments in pilot scale facilities: (1) a 0.3 $MW_{th}$ furnace with a vertical single burner and a FGR(Flue Gas Recirculation) system (2) a 1 $MW_{th}$ furnace with horizontal 4 burners and a FGR system. Principle of the mode switching was established and performed with control of FD fan, FGR fan, ID fan and oxygen flow rates. We have found that equivalence ratio in the oxy-firing mode should be increased more than that in the air-firing to achieve stable mode switching. Control of FD, ID and FGR fans should be performed carefully in the mode switching, in the sense of complete combustion and flame attachment. Moisture contents in the ash and the flue gas recycled to the primary oxidizer stream should be removed to prevent condensation, corrosion and duct clogging.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.412-419
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• 2006

지구온난화의 주원인인 이산화탄소 배출 규제에 대응하기 위한 온실가스 감축 기술개발의 노력이 전 세계적으로 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 배기가스 중에 $CO_{2}$를 고효율 저비용으로 회수할 수 있는 회수처리기술의 일환으로 효율성과 경제성에 맞추어, 산화제로 공기대신 순산소를 사용하는 $CO_{2}$ 재순환 산소연소 가열로시스템에 관한 실험을 수행하였다. 가재 가열용 연소로 시뮬레이터 및 화염 가변형 버너를 이용하여 $CO_{2}$ 재순환에 따른 로내 온도특성, 압력변화 그리고 배기가스특성을 비교 파악하였다. 실험결과, 배기가스의 대부분은 $CO_{2}$와 $H_{2}O$로 구성되었고, 반복재순환시 배기가스 중의 $H_{2}O$를 응축 분리시켜 고농도($90{\sim}95%$)의 $CO_{2}$를 얻을 수 있었다. 또한 온도를 제어할 수 있는 가능성을 보였고 NOx 배출도 100PPM 이하로 감소시킬 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.2139-2144
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• 2003

In steel-making processes of iron and steel industry, the purity and quality of steel can be dependent on the amount of CO contained in the molten metal. Recently, the supersonic oxygen jet is being applied to the molten metal in the electric furnace and thus reduces the CO amount through the chemical reactions between the oxygen jet and molten metal, leading to a better quality of steel. In this application, the supersonic oxygen jet is limited in the distance over which the supersonic velocity is maintained. In order to get longer supersonic jet propagation into the molten metal, a supersonic coherent jet is suggested as one of the alternatives which are applicable to the electric furnace system. It has a flame around the conventional supersonic jet and thus the entrainment effect of the surrounding gas into the supersonic jet is reduced, leading to a longer propagation of the supersonic jet. The objective of the present study is to investigate the supersonic coherent jet flow. A computational study is carried out to solve the compressible, axisymmetric Navier-Stokes equations. The computational results of the supersonic coherent jet are compared with the conventional supersonic jet.

• 대한화학회지
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• 제17권3호
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• pp.198-206
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• 1973

이형제와 유리분말의 혼합물을 회전시킬 수 있는 원형전기로 장치(장치 1), 유리분말을 자유낙하 시킬 수 있는 관형 전기로 장치 (장치 2) 및 유리분말을 propane gas의 화염과 함께 분사시킬수 있는 관형장치 (장치 3)를 사용하여 glass beads를 제조하였다. 사용한 기재는 한국산 sodium silicates glass 1,2, boro silicates glass 및 lead silicates glass 이며 cullet의 크기는 60mesh-300mesh이다. P.G.를 기재로 하여 이들 장치에 의하여 glass beads를 제조할 경우, 장치 1의 최적온도는 880$^{\circ}C$이고 장치 2의 최적온도는 980$^{\circ}C$이며 장치 3의 최적온도는 1100$^{\circ}C$이었다. 그렇지만 처리시간과 응착률 등으로 보아 장치 3의 방법이 가장 효율적이었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.490-495
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• 2003

In steel-making process of iron and steel industry, the purity and quality of steel can be dependent on the amount of CO contained in the molten metal. Recently, the supersonic oxygen jet is being applied to the molten metal in the electric furnace and thus reduces the CO amount through the chemical reactions between the oxygen jet and molten metal, leading to a better quality of steel. In this application, the supersonic oxygen jet is limited in the distance over which the supersonic velocity is maintained. In order to get longer supersonic jet propagation into the molten metal, a supersonic coherent jet is suggested as one of the alternatives which are applicable to the electric furnace system. It has a flame around the conventional supersonic jet and thus the entrainment effect of the surrounding gas into the supersonic jet is reduced, leading to a longer propagation of the supersonic jet. In this regard, gasdynamics mechanism about why the combustion phenomenon surrounding the supersonic jet causes the jet core length to be longer is not yet clarified. The present study investigates the major characteristics of the supersonic coherent jet, compared with the conventional supersonic jet. A computational study is carried out to solve the compressible, axisymmetric Navier-Stokes equations. The computational results of the supersonic coherent jet are compared with the conventional supersonic jets.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.121-130
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• 1986

Using the sbsorption coefficients and the weighting factors of the gray gas, the total emissivities of C $O_{2}$- $H_{2}$O and C $O_{2}$- $H_{2}$O- transient species-soot gas mixtures can be expressed by the following equation, [a numerical formula] Where, $a_{i}$ and $K_{i}$ represent the weighting factor and the absorption coeffient of i-gray gas respectively; L is the pathlength of the gas. This equation is widely used for the analyses of the radiation heat transfer in the combustors of internal combustion engines and in the furnace of external combustion engines. In this work, a simple calculation model of the weighting factor and the absorption coeffient of the above equation was developed. The weighting factors and the absorption coefficients of combustion products were calculated by applying the model to various kinds of fossil fuels such as coal and heavy oil. Then, the computed total emissivities for each fuel and pathlength were compared with measured and calculated values which have been already published in the literatures. The followings were the results obtained through the comparisons between the calculated emissivites and the published values; the developed model for the calculations of the weighting factor and the absorption coefficient of C $O_{2}$- $H_{2}$O and C $O_{2}$- $H_{2}$O- transient species-soot gas mixtures could be applied over the wide ranges of the temperature and the pathlength; the errors between the total emissivities calculted and the values published were maximum 10%, and average 1%, respectively.