• Resources Recycling
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• v.12 no.1
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• pp.41-47
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• 2003

In order to improve the hydration resistance of lime in the air at room temperature, carbonation and hydration experiments have been conducted. Carbonation of the surface of lime by about 6 wt％ was needed to suppress the hydration of lime used in steel-making. The effect of recirculation of rotary kiln exhaust gas for the carbonation of lime on the combustion temperature and NOx concentration was analyzed by thermodynamics. From the thermodynamic calculation results, it was frond that the equi-librium combustion temperature and NOx concentration decreased with increasing volume percentage of exhaust gas.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2001.11a
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• pp.311-316
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• 2001

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.10
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• pp.729-753
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• 2008

Oxy-fuel combustion is a reliable way for the reduction of pollutants, the higher combustion efficiency and the separation of carbon dioxide. The review of recent research trends and the prospects of oxy-fuel combustion were presented. The difference in characteristics among oxy-fuel combustion, conventional air combustion, oxy-fuel combustion with flue gas recirculation (FGR) technique was investigated. Recent experiments of oxy-fuel combustion with/without FGR were surveyed in various ways which are optimized burner design, flame characteristics, the soot emission, the radiation effect, the NOx reduction and the corrosion of combustor. Numerical simulation is more important in oxy-fuel combustion because flame temperature is so high that conventional measurement devices have a restricted application. Equilibrium and non-equilibrium chemical reaction mechanisms for oxy-fuel combustion were investigated. Combustion models suitable for the numerical simulation of non-premixed oxy-fuel flame were surveyed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2009.04a
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• pp.329-334
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• 2009

An oxy-fuel boiler has been developed to capture $CO_2$ from the exhaust gas. FGR (flue gas recirculation) is adopted to be compliant with the retrofit scenario. Numerical simulations have been performed to study the detailed physics inside the combustion chamber of the boiler. The temperature field obtained from the simulation agrees with the flame image from the experiment. The FGR combustion yields similar heat transfer characteristics with the conventional air combustion while the flame is formed further downstream in case of the FGR combustion.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.157-157
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• 2010

우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.6
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• pp.857-864
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• 2011

Oxy-fuel combustion with many advantages such as high combustion efficiency, low flue gas flow rate and low NOx emission has emerged as a promising CCS technology for coal combustion facilities. In this study, the effects of the direct sulfation reaction on $SO_2$ removal efficiency were evaluated in a drop tube furnace under typical oxy-fuel combustion conditions represented by high concentrations of $CO_2$ and $SO_2$ formed by gas recirculation to control furnace combustion temperature. The effects of the operating parameters including the reaction temperature, $CO_2$ concentration, $SO_2$ concentration, Ca/S ratio and humidity on $SO_2$ removal efficiency were investigated experimentally. $SO_2$ removal efficiency increased with reaction temperature up to 1,200 due to promoted calcination of limestone reagent particles. And $SO_2$ removal efficiency increased with $SO_2$ concentrations and the humidity of the bulk gas. The increase of $SO_2$ removal efficiency with $CO_2$ concentrations showed that $SO_2$ removal by limestone was mainly done by the direct sulfation reaction under oxy-fuel combustion conditions. From the impact assessment of operation parameters, it was shown that these parameters have an effects on the desulfurization reaction by the order of the Ca/S ratio > residence time > $O_2$ concentration > reaction temperature > $SO_2$ concentration > $CO_2$ concentration > water vapor. The semi-empirical model equation for to evaluate the effect of the operating parameters on the performance of in-furnace desulfurization for oxy-fuel combustion was established.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2001.11a
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• pp.1-7
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• 2001

FGR is one of the most widely used methods of NOx reduction in the combustion process. It was investigated the effect of FGR, excess air ratio, peak temperature and firing rate on NOx emission in this study. 100kW burner and LNG were adopted in this experiment. NOx emission was notably decreased with the increase of FGR, however CO emission was also drastically increased in the 25% FGR. And excess air ratio, peak temperature and firing rate did not affect the NOx emission appreciably in the normal operating condition.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2012.11a
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• pp.9-13
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• 2012

In the iron ore sinter process, temperature distribution pattern in sintering bed is related with productivity and quality of sintered ore. Evenly heat distribution make the uniform quality of sintered ore but in normal operating condition, upper part of bed has lack of heat and scarce quality of sintered ore, thus yeild rate is decreased and productivity is diminished. Therefore, using the additional fuel for increasing quality and flue gas recirculation for increasing productivity are considered and effect of both processes are discussed.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2014.11a
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• pp.253-254
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• 2014

지구온난화 문제는 한국가의 문제가 아니라 인류의 문제로 대두되어 많은 이에대한 많은 연구가 이루어 지고 있다. 지구온난화의 주 대상물질인 화석연료로부터 연소시 발생하는 이산화탄소를 감축하기위한 많은 규제와 노력이 요구된다. CCS(Carbon Capture & Storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, $CO_2$ 회수방안, 저장, 처리관련 연구를 비롯하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 또한 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 동시에 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있는 기술이다. 천연가스를 생산하는 LNG기지에서 연소에 의한 이산화탄소를 발생시키는 기기로는 수중연소식기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 들 수 있다. SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 특히 동절기에 작동시키며 $CO_2$를 배출시키는 연소기다. 본 연구에서는 수중연소식 SMV에 순산소 연소방식을 적용하여 천연가스와 산소를 연소시키므로서 발생되는 $CO_2$를 LNG냉열을 이용 액체화 시켜 회수하는 연구를 수행하고 있다. 내용중에 수중연 소식 SMV에 대한 순산소 연소기를 개발하는 연구를 수행하였으며, 실제 SMV의 1/10크기, 열량기준 1/900로 모형을 제작하여 실험하였다. 연소기 노즐 은 직경 0.6mm, 배가스가 수조내에서 48개의 노즐을 제작하였다. 실험결과 일정량 이상의 $CO_2$ EGR율이 일정 값 이상이 되면 화염의 길이가 공기/NG 화염 길이와 큰 차이가 없었으며 $CO_2$ EGR율이 100%이상에서는 $CO_2$ EGR율 증가에 따른 화염길이 변화는 크게 나타나지 않았다. CO 배출 농도는 공기/NG 연소의 경우보다 높게 나타났으며, ${\lambda}$가 1.4보다 높은 조건에서는 측정되지 않았다. NOx의 배출 농도는 약 1~8ppm으로 나타났다.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.8 no.1
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• pp.17-24
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• 2003

The conventional regenerative system has a high thermal efficiency as well as energy saving using the high preheated combustion air. in spite of these advantages, it can not avoid high nitric oxide emissions. Recently, flameless combustion has received much attention to solve these problems. In this research, numerical analysis is performed for flow-combustion phenomena in the self regenerative burner. In this analysis we used Fluent 6.0 code. the that is developed for commercial use, Methane gas is used as a fuel and two-step reaction model for methane and Zeldovich mechanism for NO generation are used. the velocity of the preheated combustion air is used as a parameter and we analyze the characteristics of flow-field, temperature distributions and NO emissions. Due to the increased recirculation rate, the maximum temperature of flame is significantly increased and NOx emissions is reduced.