• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.130.2-130.2
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• 2010

한전 전력연구원에서는 2009년 12월부터 125 kW급 용융탄산염 연료전지 발전시스템의 성능평가를 위한 운전이 진행되고 있다. 현재 진행 중인 "250 kW급 열병합 용융탄산염 연료전지 Proto Type개발" 과제의 최종시작품인 250 kW급 발전시스템은 125 kW급 MCFC 스택 2기로 설계되어, 125 kW급 시스템의 시험운전은 매우 중요한 기술적 성과가 될 것이다. 현재 125 kW급 MCFC 스택은 10,000 $cm^2$의 유효전극면적을 갖는 단위전지들로 구성되었으며, 적층 스택의 온도 및 농도분포의 최적화를 위해 내부 매니폴드 및 Co-flow Type 열교환기 기반의 분리판을 개발 적용하였다. 연료극의 전극 구성은 Ni-Al alloy로, 공기극의 전극 구성은 Lithiated-NiO로 이루어졌다. 그리고 매트릭스는 ${\alpha}-LiAlO_2$로 제작되었고, 전해질은 Li과 K Carbonate가 68 : 32 비율로 섞인 용융염을 사용하였다. 본 125 kW급 용융탄산염 연료전지 시스템의 운전평가는 고적층 스택의 온도 및 농도 분포를 확인하고, 최적화된 스택 운전 조건을 도출하는 것을 그 목적으로 하고 있다. 125kW급 스택 1기의 규모의 주변기기 시스템은 외부개질기, 촉매연소기, 이젝터, 고온순환 블로어 및 공기블로어 등으로 이루어져 있다. 고온형 연료전지 시스템에서 연료극과 공기극의 균일한 온도 및 압력 확보는 매우 중요하며, 이를 위하여 외부개질기 및 촉매연소기 연동을 통한 온도편차를 최소화하고, 기존 고온용 순환 블로어 대신 이젝터를 개발 도입하여 압력균형을 조절하였다. 125kW급 MCFC 시스템은 2009년 12월부터 전처리 운전을 시작하여 2010년 1월 말부터 PCS로 전기를 생산하고 있다. 평균전압 0.83V에서 100kW의 출력을 기록하였으며, 피크부하 120 kW, 누적출력량 30 MWh를 초과달성하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.6
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• pp.633-640
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• 2011

In this study, the stabilization of an edge flame and the intensity variation of a diffusion branch were investigated using a multi-slot combustor under conditions of high temperature and small fuel-concentration gradient (FCG). The combustor consists of three narrow channels: a quartz channel and two side-heating combustors. For the accuracy of this experimental study, quantitative analysis was carried out for each boundary condition. Stable edge flames could be observed under high-temperature conditions by controlling the FCG and fuel dilution ratio. Moreover, it was found that the intensity of the diffusion flame was increased by increasing the temperature of the mixture. On the contrary, the intensity of the diffusion flame was decreased by increasing the dilution ratio. It was also found that a propane flame is more sensitively affected by these experimental parameters than a methane flame.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.9
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• pp.1045-1050
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• 2014

$N_2O$(Nitrous Oxide) is known as the third major GHG(Green House Gas) following $CO_2$(Carbon Oxide) and $CH_4$(Methane). The GWP(Global Warming Potential) factor of $N_2O$ is 310 times as large as that of $CO_2$ because $N_2O$ in the atmosphere is very stable, and it becomes a source of secondary contamination after photo-degradation in the stratosphere. Investigation on the cause of the $N_2O$ formation have been continuously reported by several researchers on power sources with continuous combustion form, such as a boiler. However, in the diesel engine, research on $N_2O$ generation which has effected from fuel components has not been conducted. Therefore, in this research, author has investigated about $N_2O$ emission rates which was changed by nitrogen and sulfur concentration in fuel on the diesel engine. The test engine was a 4-stroke direct injection diesel engine with maximum output of 12 kW at 2600rpm, and operating condition of that was set up at a 75% load. Nitrogen and sulfur concentrations in fuel were raised by using six additives : nitrogen additives were Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol and Propionitrile and sulfur additive was Di-tert-butyl-disulfide. In conclusion, diesel fuels containing nitrogen elements less than 0.5% did not affect $N_2O$ emissions in the all concentrations and kinds of the additive agent in the fuel. However, increasing of the sulfur additive in fuel increased $N_2O$ emission in exhaust gas.

• Clean Technology
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• v.13 no.4
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• pp.300-307
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• 2007

The combustion characteristics of diffusion flame formed in the wake of a cylindrical stabilizer with varying fuel injection angle were studied. This study was performed by measuring the flame stability limits, lengths and temperatures of recirculation zones of flames, turbulence intensity in the wake of stabilizer, and concentration distribution of combustion gas, and by taking photographs of flames. The flame stability limits are dependent on fuel injection angle and main air velocity. The length and temperature of recirculation zone are dependent on fuel injection angle. As the length of the recirculation zone is decreased, the flame shows more stable behavior. The temperature of recirculation zone has a maximum value at the condition of theoretical mixture. The flame stability is enhanced when the temperature in the recirculation zone decreases. The turbulence intensity in the wake of stabilizer is independent of the fuel injection angle, but it is affected by stabilizer itself and main air flow condition. If the stabilization characteristics of flame is good, the concentration of $C_3H_8$ is high, but the concentration of $CO_2$ is low at the boundary of recirculation zone. The combustion characteristics of diffusion flame can be controlled by changing the fuel injection angles. The appropriate fuel injection angle should be selected to get high combustion efficiency, high load power, low environmental pollution, and clean combustion condition of fuel.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.471-480
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• 2000

대체연료로서 바이오 연료의 디젤엔진에의 적합성을 파악하기 위하여 경유, 가온 미강유, 초음파 적용 가온 미강유, 미강유 메틸 에스테르, 폐식용유, 초음파 적용 폐식용유, 폐식용유 메틸 에스테를 14kW 예연소실식 디젤 엔진의 연료로 사용하여 그 성능과 배기배출물을 측정하였다. 시험에 사용한 바이오 연료들에 의해 엔진 분사 펌프의 조정이나 다른 부품의 개조를 하지 않고도 단기간 전부하 상태로 1,600~2,800 rpm 의 범위에서 엔진은 정상적으로작동하였다. 바이오 연료를 사용하였을 경우 전반적으로 엔진성능과 배기 배출물 특성에 있어서 경유를 사용하였을 경우와 비견할만 하였으며 특히 매우 낮은 농도의 $SO_2$와 매연을 배출하였다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.151-152
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• 2007

ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process)의 금속전환로에 $U_{3}O_{8}$을 공급하기 위하여 20 kgHM/batch의 $UO_{2}$ 펠릿(pellets)을 처리할 수 있는 공기산화로가 개발되고 있다. 그림 1은 산소농도 조절이 가능한 공기산화로이다. 공기산화로 이전의 공정인 슬리팅 장치에서 탈피복된 $UO_{2}$ 펠릿은 공기산화로로 운반되고, $500^{\circ}C$온도에서 공기를 공급하여 일정한 입도범위의 균질한 $U_{3}O_{8}$을 만든다. 그리고 다음공정의 금속전환장치로 이동된다. 본 논문에서는 모의연료의 산화에 대한 정확한 산소농도를 측정하고자 한다. 이를 위해서 갈바닉 센서와 지르코니움 센서가 사용되었고, 그 특성이 비교되었다. 14종의 금속 산화물이 혼합된 모의연료를 제조하여 산화실험이 수행되었으며, 시간변화에 따라 산소농도가 측정되었다. 산소농도 컨트롤러와 산소 센서를 사용한 공기산화로는 산소조절기에 의해 산소농도 100%까지 측정될 수 있다. 그림 2는 공기산화로의 산소농도를 조절할 수 있는 산소농도 측정시스템이다. 유량조절기(Mass Flow Controller)를 사용하여 질소와 산소의 혼합비를 변화시킬 수 있다. 또한 산소농도 측정시스템은 측정된 산소농도 값을 이용하여 $UO_{2}$의 산화시간을 계산하기 위하여 제작하였다. 산화시간 계산방법은 다음과 같다. 산소와 질소의 가스는 각각 40 L의 압력 봄베에 의해서 산소농도를 조절할 수 있는 공기산화로의 산소농도 측정시스템 안으로 유입된다. 유입된 산소와 질소의 배합은 컨트롤시스템 안에 있는 산소 유량조절기와 질소 유량 조절기를 사용하여 조절하며, 일정하게 혼합된 산소농도는 장치의 입구와 출구에서 산소 센서에 의해서 측정된다. 투입된 $UO_{2}$ 펠릿이 $500^{\circ}C$에서 반응하면서 공기산화로의 내부에 있는 산소농도가 감소된다. 이때 초기에 같았던 입력과 출력 농도가 시간의 흐름에 따라 감소되며, 펠릿이 완전히 산화됨과 동시에 출력 산소농도가 입력농도와 다시 같아질 때까지 소요된 구간이 산화시간이 된다.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.3 no.1
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• pp.41-48
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• 1998

A numerical study on combustion in a fluidized bed is based on three dimensional mixing and dispersion phenomena in the bed owing to the bubble growth in the vertical direction. As fluidizing velocities increase, bubble diameters increase, which activates the fuel dispersion in the bed. The combustion rates, however, reduce due to the decrease of gas exchange rates between bubble and emulsion phases. Fuel distributions in the bed are dependent on fluidizing velocities, equivalence ratios, fuel particle diameters, fuel feeding points, and the number of fuel feeders.

• Proceedings of the Korean Institute of Resources Recycling Conference
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• 2005.10a
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• pp.70-74
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• 2005

최근에 국내에서 활발히 보급되기 시작한 폐기물 고형연료(Refuse-Derived Fuel : RDF)에 적합한 HCl 배출 저감설비의 개발에 필요한 기본적인 자료를 확보하기 위한 첫 번째 단계로서 RDF 연소시의 HCl 생성 및 저감 특성에 대한 실험실적인 기초 실험을 수행하였다. 개당 무게가 $2{\sim}3\;g$ 정도인 RDF 시료는 실험실적 방법으로 제조하였고, Ca 계통의 흡수제를 선택하여 RDF 중의 Cl 함량 및 원료 조성에 따른 HCl 배출농도 및 흡수제 사용량, Ca/Cl 몰비에 따른 HCl 제거효율, 연소 조건별 생성물질, 반응온도별 HCl 배출농도 및 회재의 Cl 함량, 흡수제별 HCl 저감효율 변화 등을 살펴보았다. 또한 40 kg/hr과 200 kg/hr의 용량을 가진 RDF 연소용 실험설비에서 측정된 HCl 배출농도, RDF의 Cl 함량, 회재 종류별 Cl 함량 분포 등을 기초실험 결과와 비교분석하였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.15 no.5
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• pp.427-432
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• 2002

The combustion behavior of heavy oil and its emulsion with water was evaluated. The concentration of $SO_x$ in the combustion gas of emulsion oil was reduced to 57% with respect to that of the combustion gas from neat heavy oil. Also, the concentration of $NO_x$ in the combustion gas of emulsion oil was reduced to 67% with respect to that of the combustion gas of neat heavy oil. These reductions of $SO_x$ in the combustion gas of emulsion oil seems to be due to the reaction with salts included in surfactant of emulsion oil. Also, the combustion efficiency of emulsion oil is evaluated to be about 6% higher than that of neat heavy oil.

• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.3
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• pp.184-189
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• 2003

A study of the property of Indolene-Methanol Plus High Alcolhols (MPHA) has been completed. The study invested the measurement of fuel properties. The fuel properties investigated are distillation characteristics, heating value, flash point, specific gravity and water tolerance. The alcohol concentration was varied from 0 to 100 percent by volume in clear Indolene. The measurement of fuel properties indicated that, in general, Indolene-MPHA blends have higher water tolerance, similar specific gravity, similar flash point and different distillation characteristics compared to Indolene-Methanol blends.