• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.82-88
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• 2020

Recently, a fuel reforming plant for supplying high purity hydrogen has been studied to increase the operation time of underwater weapon systems. Since steam reforming is an endothermic reaction, it is necessary to continuously supply heat to the reactor. A fuel reforming plant needs a methanol-O₂ catalytic burner to obtain heat and supply heat to the reformer. In this study, two types of designs of a catalytic burner are presented and the results are analyzed through the experiments. The design of the catalytic burner is divided into that the O₂ supply direction is perpendicular to the methanol flow direction (Design 1) and the same as the methanol flow direction (Design 2). In case of Design 1, backfire and flame combustion occurred in the mixing space in front of the catalyst, and in the absence of the mixing space, combustion reaction occurred only in a part of the catalyst. For above reasons, Design 1 could not increase the exhaust gas temperature to 750℃. In Design 2, no flashback and flame combustion were observed, the exhaust gas could be maintained up to 750℃. However, the O₂ distributor was exposed to high temperatures, resulting in thermal damage.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.641-648
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• 2011

고온 발전용 연료전지인 MCFC의 연료극에서 방출되는 미반응 가스를 촉매연소의 열원으로 사용하고, 촉매연소 반응에 의해 발생한 열을 개질 반응에 필요한 공급열로 이용하는 통합형 촉매연소-개질 반응기에 있어서 MCFC의 운전 조건 변경에 따른 반응기의 열적 거동과 반응 특성을 실험적으로 연구하였다. 특히, 연료극에서 연료 이용률을 변동될 때 슬립가스의 조성이 바뀌는 것을 고려하여 촉매연소측에 공급해줄 혼합가스의 조성을 실험조건으로 설정하였다. 또한 개질측에서는 S/C(수증기/탄소)의 비를 운전조건의 변동 조건으로 설정하였다. 실험적으로 얻어진 데이터는 보다 현실적인 통합형 촉매연소-개질반응기를 설계하고 제작하는데 필요한 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국연소학회지
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• 제7권4호
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• pp.21-28
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• 2002

Synthesis of carbon nanotubes and nanofibers on a metal substrate by an ethylene fueled inverse diffusion flame was illustrated. Stainless steel plates were used for the catalytic metal substrate. Multi-walled carbon nanotubes and nanofibers with a diameter range of 30-80nm were found on the substrate. The temperature of the substrate played an important role in the formation of carbon nanotubes and nanofibers. The pathway to the nanotubes and nanofibers could be determined by the temperature history of the substrate.

• 한국연소학회지
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• 제20권2호
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• pp.46-53
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• 2015

The relationship between mass transfer and reaction within the washcoat is investigated in a monolith type micro-scale Pt-catalytic combustor. Nondimensionalized balance equation of butane is applied in a simplified washcoat geometry having the shape of slab. Both Thiele modulus and effectiveness factor are considered to compare reaction rate and diffusion rate according to the operation temperature and the diameter of alumina nano-pores. The effect of reaction becomes stronger as the temperature increases, while the effect of diffusion becomes relatively dominant as the diameter of nano-pores increases. From the analysis of butane distribution within the washcoat, design criterion for the thickness of washcoat is discussed.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.235-241
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• 2006

Catalytic combustion is one of the suitable methods for micro power source due to high energy density and no flame quenching. Catalyst loading in the micro structured combustion chamber is one of the most important issues in the development of micro catalytic combustors. In this research, to coat catalyst on the chamber wall, two methods were investigated. First, $Al_2O_3$ was selected as a support of Pt and $Pt/Al_2O_3$ was synthesized through the alumina sol-gel procedure. To improve the coating thickness and adhesion between catalyst and substrate, heat resistant and water solvable organic-inorganic hybrid binder was used. Porous silicon was also investigated as a catalyst support for platinum. Through the parametric studies of current density and etching time, fabrication process of $1{\sim}2{\mu}m$ of diameter and about $25{\mu}m$ depth pores was confirmed. Coated substrates were test in the micro channel combustor which was fabricated by the wet etching and machining of SUS 304. Using $Pt/Al_2O_3$ coated substrate and Pt coated porous silicon substrate, conversion rate of fuel was over 95% for $H_2$/Air premixed gas.

• 유기물자원화
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• 제18권1호
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• pp.66-72
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• 2010

본 연구는 경기도 A지역 자원회수시설에서 연소온도의 변화에 따른 NOx, SOx, CO, HCL, DUST의 발생변화와 보일러 배출가스 온도, 보일러 출구산소 농도, 반건식 반응탑 출구온도, 촉매탑온도, 배출가스 온도의 변화를 분석하였다. SOx, CO, Hcl, DUST는 자원회수시설 내의 연소온도가 상승함에 따라 거의 5 ppm 미만의 일정한 값을 유지한 반면 NOx 는 40 ppm에서 70 ppm으로 증가하는 추세였다. 한편 보일러 배출가스 온도와 촉매탑 온도는 일정치를 유지하였으나 보일러 출구의 산소농도는 조금씩 감소하는 결과를 나타내었다.

• 한국연소학회지
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• 제12권3호
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• pp.1-7
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• 2007

A combined hydrogen generator of plasma and catalytic reformer was developed, and was applied to stabilize unstable flame of 200,000 Kcal/hr LPG combustor. The role of the plasma reformer was to generate hydrogen in a short period and to heat-up the catalytic reformer during the start-up time. After the start-up period, the catalytic reformer generates hydrogen through steam reforming with oxygen (SRO) reactions. The maximum capacity of the hydrogen generator was enough 100 lpm to stabilize the flame of the present combustor. In order to reduce NOx and CO emissions simultaneously, 1) FGR (Flue Gas Recirculation) technique has been adopted and 2) the hydrogen was added into the fuel supplied to the combustor. Test results showed that the addition of 25% hydrogen and 30% FGR rate lead to simultaneous decrease of CO and NOx emissions. The technique developed in the present study showed good potential to replace $NH_3$ SCR technique, especially in the small-scale combustor applications.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2011

가스연소와 촉매연소 실험을 통해 열교환 연소기의 연소 및 소염한계에 대하여 레이놀즈 수에 적용하여 성능평가를 수행하였으며, 마이크로 스케일 연소 장치에 대한 적용 가능성에 대해 살펴보았다. 본 논문에서는 연소기의 특성을 살펴보기 위해 나선형 연소기의 물리적 크기와 회전수를 변화시킨 스위스롤 연소기를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 연소가스 분석을 통한 연소효율에 대해서도 살펴보았다. 실험 결과를 바탕으로 스위스롤 연소기의 최적 작동상태에 대해서도 분석하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.20-26
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• 2006

본 연구는 Fuel-NOx 제어를 위한 암모니아 중 질소성분의 전환반응에 대한 실험 결과이다. 특히 열분해가스 촉매연소에서 NOx 생성을 줄이기 위한 제어 조건을 제시하였으며, Fuel-NOx 반응 메카니즘 연구의 기초자료를 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1223-1230
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• 1989

본 연구에서는 이러한 관점으로부터, 개방식 연촉매치를 상정하여, 백금의 모노리스형 촉매를 이용한 메타놀예%%합형 촉매연소기의 정상운전의 실용성에 관한 실험 및 수치계산을 행하였다. 먼저 촉매연소기의 온도분포 및 배기가스 온도분포를 파악하고, 촉매연소기의 실용성을 평가하기 위하여 실내환경예측을 행하였다. 또한 실험만으로는 연소기의 여러가지 운전조건에 관한 전테이타를 얻는 것은 어렵다. 이 때문에 본 연구에서는, 이전의 연구에서 이용한 계산과 같이 메타놀이 완전연소하는 는 것으로 보고 중간산하물의 생성을 무시한 1차원 수치계산모델로 연소특성, 배기가 스의 배출특성등의 예측을 하였으며, 명종 운전 파라메타의 설정한계 등에 대하여 검토를 행하였다.