Investigation on Flue Gas Recirculation(FGR) flame and Fuel Injection Recirculation(FIR) flame was performed with numerical method. Quantitative Reaction Path Diagram(QRPD) is utilized to compare the different chemistry effects between FGR flame and FIR flame. In order to compare flamelets in various oxygen-enrichment conditions reasonably, the adiabatic flame temperature and Damkohler number were held fixed by modulating the amount of diluents to fuel and oxidizer stream and by varying global strain rate of flame respectively. Basic flame structures were compared and characteristics of CH$_4$ decomposition and NO formation were analyzed based on QRPD analysis between FGR flame and FIR flame.
Combustion using oxygen enriched air is an energy saving technology that can increase thermal efficiency by the improvement of burning rate and by the high temperature flame. Flame figures, OH radical intensities, temperature distributions and emission concentrations were measured according to oxygen enriched concentration and swirl number in a turbulent diffusion flat flame. It appeared that flame figure became flat and NO concentration decreased with increase of swirl number, and that the flame temperature increased high with increase of oxygen enriched concentration. In particular, it was most significant between oxygen concentration $40{\sim}60%$.
가열용 공업로는 설치 후에는 기본적인 로의 크기 및 열용량의 수정이 어려우므로 설계, 제작 설치 전 정확한 기본사양의 산출을 위한 통합적 설계 프로그램의 개발이 필요하다. 설계를 위한 프로그램을 개발하기에 앞서, 본 연구에서는 만족할 수 있는 연속식 가열로의 효율을 결정하기 위하여 로의 기본 사양에 의한 각 부의 손실열량을 계산하는 산술적 모듈을 제작하여 산소용 공업로에 적용하였다. 이를 통해 로의 설계 조건인 사용 연료 종류, 연소방식, 배기가스 재순환 유무에 따라 생산량이 110Ton/hour인 공업로의 효율 변화를 확인하였다. 순 산소 연소 조건에서는 공기 연소 조건보다 효율이 15% 이상 높아진 것을 확인하였다. COG(Coke Oven Gas)를 사용하였을 시, 천연가스를 연료로 할 때보다 상대적으로 효율이 상대적으로 높아졌다. 공기 연소에서는 예열 공기를 사용하였을 시 냉 공기보다 효율이 33% 정도 증가하였으나, 순 산소 조건에서는 배기가스 양이 감소하여 효율이 7% 상승하였다.
최근 바이오매스와 석탄의 혼소 기술이 화력 발전의 주요한 연소 기술 중 하나로 떠오르고 있다. 그러나 혼소는 실제 발전용 보일러 적용시 많은 검증들을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오매스 혼소시 연소 특성을 알아보기 위해 열중량 분석기(Thermogravimetric analyzer, TGA)와 하향분류층 반응기(Drop tube furnace, DTF)를 사용하였으며, TGA의 TG/DTG 분석을 통한 반응성과 DTF를 이용한 UBC를 측정하여 연소 특성을 분석하였다. 특히 석탄과 바이오매스 혼소율(Biomass blending ratio) 및 바이오매스 입자 크기 변화에 따른 특성을 분석하였다. 그 결과, 바이오매스의 혼소율이 증가함에 따라 산소 부족으로 인한 반응 특성이 나타났으며, 이는 바이오매스가 가진 초기의 빠른 연소 특성 때문이다. 또한, 본 연구 결과를 통해 바이오매스의 최적 혼소 조건(UBC 발생량 기준)은 5%로 나타났으며, 산소 부화 조건은 바이오매스 혼소시 발생하는 산소 부족 현상을 저감시켜 미연분 상승을 완화시켜줄 수 있다.
광조건 (D/L = 16 : 8), 수온 ($20\;{\sim}\;24\;^{\circ}C$) 및 용존산소 (>8 mg $L^{-1}$)가 일정하게 조절되는 실험실 조건 하에서 한국고유어종인 긴몰개 (Squalidus gracilis majimae)의 산란행동 양상 및 산란을 분석하였다. 산란행동은 크게 산란 전 단계 (pre-spawning), 산란 단계 (spawning) 및 산란 후 단계 (post-spawning)행동으로 대별되었다. 특히, 산란 전 행동은 구애 행동 (courtship) 양상에 따라 11개의 단계로 구분되었다. 산란 행동은 구애, 자극, 산란과 분리의 4단계로 나타났으며, 교미 후 단계에서는 휴식 (resting), 난 보호(egg protection) 및 난 섭식 (egg eating)의 3가지 행동양상을 보였다. 긴몰개의 산란은 소등 후 약 3 ${\sim}$ 5시간 사이에 이루어졌으며, 암컷은 간헐적으로 수류를 일으켜 산소를 공급하였고 난 보호 행동을 보였으나, 부화 완료시까지 포식자로부터 난을 보호하는 행동은 나타나지 않아 부분적으로 난을 돌보는 partial-parental care 종으로 나타났다.
자원을 절약하고 환경을 보호하기 위해 철강업체에서는 폐플라스틱을 재활용하기 위한 기술개발에 힘쓰고 있다. 본 연구에서는 플라스틱의 고로 취입시 연소대내 거동을 이해하기 위해, 열분해 실험과 연소실험을 실시하였으며 플라스틱 취입시 연소온도에 대해 이론적으로 검토하였다. 대기조건에서 열중량분석장치를 이용하여 3종류의 플라스틱을 대상으로한 열분해 실험을 통해서는, 열분해 개시온도와 최대 열분해 온도는 승온속도가 증가함에 따라 지수적으로 증가하는 것으로 나타났다. 코크스 충전층 연소장치를 이용하여 플라스틱 취입에 따른 연소거동을 모사하였다. 플라스틱의 연소효율은 미분탄에 비하여 낮았으며, 산소부화는 플라스틱의 연소효율을 효과적으로 증대시킬 수 있는 방법으로 밝혀졌다. 또한 플라스틱 취입시 연소온도를 계산하였으며, 이를 기준으로 고로에 최대 취입가능한 플라스틱의 량을 예측하였다
Numerical study is conducted to grasp the flame structure and NO emissions for a wide range of oxy-fuel combustion (covering from air blown combustion to pure oxygen combustion) and for various mole fractions of recirculated $CO_2$ in $CH4-O_2/N_2/CO_2$ counterflow diffusion flames. Special concern is given to the difference of the flame structure and NO emissions between air blown combustion and oxy-fuel combustion w/o recirculated $CO_2$ and is also focused on chemical effects of recirculated $CO_2$. Air blown combustion and oxy-fuel combustion w/o recirculated $CO_2$ are shown to be considerably different in the flame structure and NO emissions. Modified fuel oxidation reaction pathways in oxygen-enriched combustion are provided in detail compared to those in air blown combustion w/o recirculated $CO_2$. The formation and destruction of NO through Fenimore and thermal mechanisms are also compared for air blown combustion and oxyegn-enriched combustion w/o recirculated $CO_2$, and the role of the recirculated $CO_2$ and its chemical effects are discussed. Importantly contributing reaction steps to the formation and destruction of NO are also estimated in oxygen-enriched combustion in comparison to air blown combustion.
Increasing environmental concerns regarding the use of fossil fuels and global wanning have prompted researcher to investigate alternative fuels. The purpose of this study is to investigate the syngas production by biogas reforming using a compression spark ignition engine. The parametric screening studies were carried out according to the variations of oxygen enrichment rate, biogas $CO_2$ ratio, intake gas temperature, and engine revolution. When the oxygen enrichment rate and input gas temperature increased, hydrogen and carbon monoxide were increased. But the biogas $CO_2$ ratio and engine revolution increased, the syngas were reduced. For the reforming of methane 100% only, generation of hydrogen and carbon monoxide was 58% and 17%, respectively. However when the biogas $CO_2$ ratio was 40%, hydrogen and carbon monoxide concentration were about 20% each.
전남대학교 수의과대학에서는 조류 blue-green algae를 먹이로 하여 간질의 중간숙주인 애기물달팽이를 실험실에서 유지시켜 왔으나 조류의 배양에 어려움이 많아서 보다 간편하면서 달팽이의 번식에도 좋은 방법을 고안하고자 노력하였다. $28.5{\times}17{\times}18cm$ 크기의 유리수조에 모래를 1.5cm 높이로 깔고 10개의 꼬막껍질을 그 위에 올려놓은 다음 4리터의 증류수를 부어넣었다. 야외에서 채집한 달팽이의 난괴를 부화시켜 얻은 0.63cm 크기의 어린 달팽이 45마리를 세 그룹으로 나누어 세 개의 수조에서 $20^{\circ}C$의 온도를 유지하면서 사육하였고 먹이로 상추잎을 넣어주었다. 매주 수조바닥의 물 $2{\ell}$를 흡인하여 갈아주면서 상추잎을 바꿔넣었고, 계속해서 공기를 통과시켜 산소를 공급하였다. 이와 동일한 방법으로 실험실에서 조류로 사육하던 17대의 달팽이를 사육하여 그 성적을 비교하였던 바 야외에서 채집한 달팽이의 성장률이 실험실에 적응된 것들에 비하여 약간 떨어졌으나 생존율이나 산란율에서는 큰 차이가 인정되지 않았다. 그래서 1년이 넘도록 이 방법으로 달팽이를 사육하면서 간질의 피낭유충을 생산하고 있다. 꼬막껍질은 서서히 분해하면서 달팽이의 각을 형성하는 물질을 제공하여 생존율을 높게 한 것으로 생각된다. 그리고 수조를 햇볕이 드는 창문 가까이에 놓아두었기 때문에 조류가 자생하여 적은 양이나마 달팽이의 먹이가 되었을 것으로 보인다.
본 연구에서는 나일틸라피아, Oreochomis niloticus를 대상으로 염화나트륨, 포르말린 및 과망간산칼륨에 의한 24시간 급성독성 조사를 실시하였다. 부화 후 14일의 양식산 나일틸라피아 치어(평균 전장 14.8±1.1 mm, 평균 체중 0.05±0.01 g)를 공시어로 사용하였다. 3반복 실험 후의 각 농도에 따른 24시 간 LC/sub 50/ 값과 95% 유의수준에서의 상한치와 하한치는 Litchfield and Wilcoxon 법(US EPA, 1978)에 따른 'probit analysis' software로 계산하였다. 각 처리군의 24시간 LC/sub 50/은 매우 좁은 농도 범위 내에서 급성독성 값에 대한 신뢰범위가 결정되었으며, 처리 농도 증가에 따라 매우 유의한 농도 의존성을 나타내었다. 대조군 나일틸라피아 치어는 희석수에 24시간 처리시 모두 생존하였다. 염화나트륨의 24시간 LC/sub 50/ 값은 18.6‰ 이었으며 95% 신뢰한계의 상한치는 18.7‰, 하한치는 18.5‰ 이었다. 포르말린의 24시간 LC/sub 50/ 값은 152 ppm 이었으며 95% 신뢰한계의 상한치는 156 ppm, 하한치는 148 ppm 이었다. 과망간산칼륨의 24시간 LC/sub 50/ 값은 2.09 ppm 이었으며 95% 신뢰한계 상한치는 2.11 ppm, 하한치는 2.07 ppm 이었다. 포르말린과 과망간산칼륨의 24시간 처리시 죽은 나일틸라피아 치어 개체들은 공통적으로 호흡 장애로 기인된다고 판단되는, 아가미덮개 열림과 아울러 입이 열렸고, 표피 점액에 손상을 입는 독성 증후를 보였다. 본 연구 결과와 더불어 앞으로, 1시간 혹은 2시간의 영향농도(Effect concentration) 파악, stage 민감도 조사, 처리 시간 및 처리 환경을 달리한 급성독성에 관한 연구가 필요할 것이다.}C$에서 전반적으로 증가하였으며, 저 수온인 15$^{\circ}C$는 4 시간까지 낮아지다가 이후 증가 되었다. Hb농도는 3$0^{\circ}C$및 $25^{\circ}C$에서 전반적으로 증가하는 경향을 보였으나 4 시간째 일시적으로 감소하는 경향을 보였다. 15$^{\circ}C$에서는 4시간째까지는 감소되었다가 6 시간째에는 높아지는 경향을 보였다. 이러한 증가된 경향은 온도가 높아질수록 용존 산소의 포화도가 낮아져 산소부족 요인에 의해 적혈구수의 증가와 함께 Ht수치도 높아지며 아가미운동을 통한 혈액으로의 산소운반이 능동적으로 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 혈장 코티졸의 농도는 $25^{\circ}C$에서는 증가하는 경향을 보였으며, 1$0^{\circ}C$및 3$0^{\circ}C$에서는 1 시간까지 증가되었다가 회복되는 경향을 나타내었다. 신장에서의 SOD활성은 $25^{\circ}C$인 경우 대조구보다 높은 값을 유지하였다. 하지만, 30도에서는 4 시간째까지 증가하는 경향을 보였으나 이후 감소하는 경향을 보였으며, 저온인 1$0^{\circ}C$에서는 감소하였다. 간장에서의 CAT의 활성은 3$0^{\circ}C$인 경우 4시간까지 $25^{\circ}C$ 및 15$^{\circ}C$에서는 2 시간까지 증가하였다가 이후 낮아지는 경향을 보였다. 이상의 결과로 고ㆍ저 수온변화에 따른 스트레스가 장기화될 경우 어체의 건강상에 문제점의 발생하여 대량 폐사 및 질병발생의 야기될 것으로 사료된다.은 먹이 공급 6시간 후 가장 높은 값인 44.19$\pm$
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[게시일 2004년 10월 1일]
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