Clean Technology (청정기술)

The Korean Society of Clean Technology (한국청정기술학회)
권호 표지

Simulation of Plume Length Induced by Orimulsion Combustion

오리멀젼 연소시 발생하는 백연의 연기거리 전산모사

  • Kwak, Byoung-Kyu (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Kim, Jong-Ho (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Joo, Ji-Bong (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Lee, Jeong-Jin (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Kim, Jin-Soo (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Kim, Young-Hun (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Yi, Jong-Heop (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University)
  • 곽병규 (서울대학교 화학생물공학부) ;
  • 김종호 (서울대학교 화학생물공학부) ;
  • 주지봉 (서울대학교 화학생물공학부) ;
  • 이정진 (서울대학교 화학생물공학부) ;
  • 김진수 (서울대학교 화학생물공학부) ;
  • 김영훈 (광운대학교 화학공학과) ;
  • 이종협 (서울대학교 화학생물공학부)
  • Published : 2008.06.30
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Abstract

The objective of this study is to investigate the visibility of plume at the Y power plant stack, which fires the orimulsion as a fuel. The plume contains numerous primary particles under $1\;{\mu}m$ size and inorganic ions possibly inferred by the chemicals of secondary aerosol formation. We evaluated the visibility of the plume using the modified PLUVUE-II model. The monitoring data on the particle size distribution (PSD) and secondary aerosols of sulfate were applied to estimate and evaluate the main factors of plume opacity. The chemical reactions were applied to the model for the secondary aerosol formation of $(NH_4)_2SO_4(s)$. The maximum plume length was estimated by an optic method using threshold contrast. The results showed that the plume length was strongly dependent upon the PSD and $(NH_4)_2SO_4(s)$ concentration of the plume emitted from the stack.

본 연구에서는 오리멀젼(orimulsion)을 연소하는 발전소에서 배출되는 가시백연의 가시도 증가를 확인하고, 그 원인을 파악하고자 하였다. 오리멀젼을 연료로 사용하는 발전소에서는 미세 먼지입자와 황화합물이 포함된 연기를 발생한다. 발전소 공정데이터를 바탕으로 미세 먼지입자의 영향에 대해서는 모니터링을 통한 로그정규분포로 배출입자의 입도분포를 대입하였고, 황화합물 에어로졸 2차 입자의 주성분$(NH_4)_2SO_4$의 생성 화학방정식을 고려하였다. 연기에 의한 가시도를 정량적으로 평가하고자 미국의 EPA에서 개발된 대표적 시정모델인 PLUVUE-II 모델을 응용하였다. PLUVUE-II 모델이 단파장에만 모사되는 문제를 개선하여 가시광선 전 영역에서 계산이 가능하도록 하여 가시도에 따른 최대 연기거리를 광학적 방법으로 계산하였다. 모델링 결과로써 미세입자의 분포와 황화합물의 농도에 따른 최대 연기거리의 변화를 평가하였다. 연구 결과로 오리멀젼의 연소로 발생된 가시백연이 미세입자와 황화합물의 2차 입자에 의해 유발될 수 있음을 확인하였으며, 이러한 가시백연의 저감을 위해서는 미세입자의 크기와 황 화합물의 배출에 대한 제어가 필요하다고 판단된다.

Keywords