• 공업화학
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• 제10권4호
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• pp.586-591
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• 1999

유연탄과 무연탄 및 유, 무연탄의 연소특성을 해석하기 위하여 내경 0.109 m의 유동층반응기에서 회분석 석탄주입에 따른 유동화특성과 연소특성 실험을 수행하였다. 온도변화곡선, 압력요동특성치를 이용하여 회분식유동층에서 유연탄과 무연탄 및 혼합석탄의 연소특성을 측정하였다. 유연탄과 무연탄의 입자크기, 두 석탄의 혼합비, 유동화매질의 입자크기에 따른 영향을 고찰하였다. 유연탄과 무연탄의 혼합연소시 무연탄의 혼합비가 30 %인 경우가 유연탄의 연소속도 및 연소거동이 최적으로 나타났다. 저품위 고회분 무연탄의 경우 유동화특성보다 연소특성에 의한 영향이 더욱 크게 나타났다. 또한 유동층의 유동화 특성에 의하여 연소거동이 변화됨을 알 수있었다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.211-220
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• 2020

본 연구는 80 kW급 단일버너 연소로에서 석탄 연소시 초저 NOx 버너 설계인자를 평가하기 위한 실험적 연구이다. 버너 설계 인자인 선회강도, 총 과잉 공기비, 버너 영역 과잉공기비, 1차/2차 산화제 비율, OFA 비율을 변경하여 총 81개 조건을 대상으로 실험을 수행 하였다. 실험 결과, 선회류가 약하면 연소로 출구에서 CO가 증가하고 연소로 내부 온도가 감소하는 것으로 나타났다. 그러나, 선회류가 강하면 NOx가 증가하기 때문에 적절한 선회류 강도를 결정하는 것은 NOx를 줄이는 데 중요한 요소이다. 1차/2차 산화제의 비율 또한 중요한 요소이며, 생성 된 NOx의 양은 산화제의 비율에 따라 달라진다. 2차 산화제의 비율이 증가하면 연소 초기에 NOx 방출량이 증가하고, 측정 된 배출구 NOx가 증가하게 된다. 그러나, 2차 산화제 비율이 감소하면 화염이 길어지고 CO가 증가한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 적절한 조건이 만족 될 때 O₂ 6%를 기준으로 최소 NOx가 82 ppm 생성되는 것으로 확인 되었다. 본 실험에서 대상으로 한 버너는 연소용 공기를 석탄을 이송하는 1차공기 외에 2차공기로 하나의 산화제 유동만 사용하는 방식으로서 추후 3차 및 4차공기로 분할하여 화염형태 및 반응을 세밀하게 제어할 경우 추가적인 NOx 감소가 가능할 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.637-644
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• 2016

본 연구의 목적은 석탄 입자 연소 시 공기 다단 연소 적용에 따른 UBC(Unburned Carbon) 및 질소 산화물(NOx) 배출 특성을 분석하는 것이다. 이를 위해 공기 다단 연소가 가능한 2단 하향 분류층 반응기(Two Staged Drop Tube Furnace, Two Staged DTF)를 설계 및 제작하였다. 아역청탄(Tanito)의 단일 및 다단 연소 실험을 진행하여 UBC 및 NOx 배출 특성을 분석하였다. 그 결과, 단일 연소 조건에서 온도 및 공기비가 증가함에 따라서 UBC 함량이 감소했지만 NOx의 농도는 증가했다. 특히 과농 연료 연소 영역에서 NOx 저감 반응이 일어났으며, 이때 반응 온도가 증가할수록 NOx 저감 반응이 활성화 될 뿐아니라 UBC는 감소되었다. 공기 다단 연소 실험의 경우 석탄 입자의 UBC 증가량에 비해 높은 NOx 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권11호
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• pp.1464-1472
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• 1999

Design and operation of $1MW_{th}$ pulverized coal combustion testing facility are described. Also the influence of air staging on NOx emission and burnout of coal flames was investigated in this facility. The test facility consisted of coal feeding system, firing system and flue gas treatment system. A top-fired externally air staging burner was adopted in order to avoid influence of gravity on the coal particles and for easy maintenance. Distribution of temperature and chemical species concentration of coal flames could be measured in vertical pass of furnace. Main fuel was pulverized (83.4% less than $80{\mu}m$) Australian high bituminous coal. From variety of test conditions, overall excess air ratio was selected at 1.2(20% excess air). Tho study showed that increasing the staged air resulted in lower NOx omission, and it was suggested to be more than 40% of the total combustion air for the substantial NOx reduction. Sufficient burnout was not achievable when NOx emission was less than 500ppm. Also, the amount of core air did not influence tho NOx reduction.

• 에너지공학
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• 제16권1호
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• pp.32-39
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• 2007

석탄 열분해 공정은 석탄의 종류와 산지에 따른 변화가 커서 반응특성을 석탄의 모든 종류에 일반화시키기는 어려우며, 열분해, 가스화 및 연소현상이 동시에 발생하므로 석탄의 종류에 따라 운전조건을 변화시켜 실험장치로부터 최적의 반응 조건을 찾는 것이 중요하다. 본 연구에서는 키데코탄을 대상으로 압력 $2kg_{f}/cm^{2}$ 온도 $735{\sim}831^{\circ}C$의 가압유동층 반응기에서 가스화 반응을 수행하였으며 스팀공급량, 석탄공급량, 공기공급량 등 실험 변수에 따른 가스화 반응의 변화를 관찰하였다. 또한 여러 실험변수들의 변화에 따른 생성가스 성분의 변화를 정량적으로 분석하고, 생성가스 중 $H_{2}$와 CO의 농도를 기준으로 최적의 반응 조건을 결정하였다. 본 실험에서의 최적의 반응 조건은 공기/석탄 비 4.45, 스팀/석탄 비 0.21이었다. 가스화 반응보다 연소반응이 활발하게 일어나면 반응온도가 급격히 증가하므로 안정적인 가스화를 위하여 석탄과 스팀의 주입속도 조절이 매우 중요하였다. 연속운전을 위한 안정적인 운전조건에서 생산되는 발생가스의 CO의 농도는 약 18%, $H_{2}$의 농도는 약 17%였다.

• 에너지공학
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• 제9권2호
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• pp.109-116
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• 2000

저발열량 석탄가스의 thermal/fuel NOx 생성특성과 화염 안정성을 규명하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 저발열량 합성 연료 가스는 일산화탄소, 수소, 질소 및 암모니아를 천연가스 연료와 동일한 입열량을 가지도록 혼합하여 만들었고 , 합성가스는 평면 화염 버너를 공급하여 태웠다. 특정한 합성가스에 대해 당량비를 변화시켜 가며, 비화 또는 역화에 의한 화염안정성을 규명하였고 안정된 화염 영역을 정의하였다. 저발열향 합성가스의 연소시 발생하는 thermal 및 fuel NOx를 측정하여 천연가스 연소시의 경우와 비교하였다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.675-680
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• 2009

SM탄(인도네시아산)을 이용하여 NOx 배출 특성을 조사하였다. 실험은 석탄 거치 후 승온하며 연소하는 방법과 승온 후 석탄을 주입하는 방법을 이용하였다. 산소희박 분위기에서는 배출 NOx가 연소온도와 반비례의 관계를 나타내었으며 이는 fuel N이 강한 환원 분위기에서 $N_{2}$로 전화되기 때문인 것으로 나타났다. 또한 주입 가스량 증가 시에는 산화 분위기에 의해 fuel N이 NO로 산화되어 total fuel NO가 증가하는 경향을 나타내었다. 제조 온도에 따른 char의 연소시 발생되는 NO의 분석으로 total fuel N, volatile-N, char-N이 각각 NO로 전화되는 부분으로 구분될 수 있었으며 실험결과 본 연구에 사용된 SM탄은 total NOx의 대부분이 volatile-N에 기인하는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.78.1-78.1
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• 2011

분포지역과 매장량이 한정되어 있는 석유에 비하여 석탄은 가채년수가 길고 세계 전역에 널리 분포되어 있으므로 향후 안정적인 에너지 공급으로 각광받고 있다. 석탄을 이용하여 CWM을 제조하는 기술은 석유에 비하여 저장, 수송, 분진 비산등의 문제점을 개선하여 위하여 1980년대부터 석탄 물 혼 합연료(Coal-Water Mixture)의 기술개발을 위한 연구가 진행되었다. 이는 미분탄(유연탄)에 30%정도의 물과 약간의 첨가제를 혼합하여 유체화하여 수송성은 액체연료와 같고 연소성은 석탄의 성상을 갖는 특징을 가지게 된다. 본 연구에서는 당센터에서 보유하고 있는 습식 분류층 가스화장치에 적용하기 위한 CWM(Coal Water Mixture)제조 특성을 연구하였다. 습식 석탄 가스화기에 사용되는 CWM은 미분되어진 석탄과 물, 첨가제를 일정비율로 혼합하여 사용하게 된다. 이때 공급되어지는 미분의 입도와 분쇄 형태에 따른 입자 형태, 입자의 분포에 따라서 CWM의 특성이 각각 다르게 나타나게 된다. 이때 만들어진 CWM의 농도와 점도 특성에 따라서 버너의 성능 및 가스화기 운전 조건등에 많은 영향을 미치게 된다. 습식 석탄 가스화에 적용된 예정인 대상탄을 대상으로 하여 석탄분쇄 형태에 따른 CWM의 제조 특성을 실험하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.247-248
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• 2000

산업규모의 급속한 팽창과 더불어 에너지원의 확보에 석탄이 차지하는 비중이 커지고, 산업경제의 부산물인 쓰레기의 처리가 매립에서 소각방식으로 바뀌어가고 있는 시점에서 산업연료사용량과 난방부분의 에너지 사용량이 급속히 증가하고 있다. 이러한 인간의 생산활동으로 인해 대기 중으로 배출되는 가스는 크게 연소가스와 소각가스로 분리할 수 있는데 대표적인 연소가스로써는 SO$_2$가 있으며, 소각가스로는 HCl이 있다. (중략)

• 오토저널
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• 제18권2호
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• pp.18-28
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• 1996

메탄올이 자동차 연료로서 유망시 되고 있는 이유는 공급면과 이용면의 두 측면에서 장점을 가지고 있기 때문일 것이다. 공급면에 있어서는 원료가 천연가스나 석탄등 자원이 풍부하다는 점이 다른 연료에 비해 유리하며 특히 천연가스로 부터의 화학용 메탄올 제조기술이 거의 확립되어 있다는 점이다. 이용면에 있어서는 상온에서 운송, 저장 및 유량 제어 측면에서 취급이 비교적 용이하며 메탄올 연료의 특성상 옥탄가가 높고 희박연소한계가 넓어 고압축비 희박연소기관을 실현할 수 있으며, NOx나 매연 발생이 적은 저공해 연료인 점이 장점이다. 본 고에서는 본인의 실험실에서 이루어진 메탄올 연료에 대한 몇가지 실험결과들을 토대로 하여 메탄올 기관에 있어서의 일반적인 특성 및 문제점들에 대하여 소개하고자 한다.