• 한국연소학회지
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• 제4권2호
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• pp.85-95
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• 1999

The objective of this study was to obtain basic data for the staged combustion toward the NOx reduction in coal combustion. Combustion and NOx emission/reduction were investigated by using DTF. NOx emission was decreased with decreasing air ratio and with increasing volatile content in coal. In particular, effective NOx reduction was achieved at high temperature at the onset of combustion with fuel rich condition.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.341-342
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• 2012

The effect of high ash coal which has relatively high ash content and low combustibility on unburned carbon and NOx emission was experimentally investigated at several excess air ratio and particle size conditions of four coals containing different ash content in a drop tube furnace. Flue gas was measured by Gas analyzer in order to figure out unburned carbon characteristics. The results show that the higher content of ash makes the higher unburned carbon rate, subsequent changes in NOx emission characteristics was investigated.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.260-268
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• 2019

The pyrolysis characteristics of pulverized coal particle was numerically analyzed with the drop tube furnace. Based on the simulated gas flow field in the drop tube furnace, the particle velocity, temperature and volatile evolution were calculated with the fourth order Runge-Kutta method. The effects of changes in reactor wall temperature and particle diameter on the pyrolysis behavior of coal particle were investigated. The particle heating rate was very sensitive to the reactor wall temperature and particle size, that is, the higher wall temperature and the smaller particle size resulted in the higher heating rate and the consequent quicker volatile evolution.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.25-32
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• 2001

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.405-413
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• 2013

4 가지 탄종(Gunvor, Glencore, Noble, ECM)의 촤 산화반응 특성을 $900^{\circ}C$에서 $1300^{\circ}C$까지의 노내온도와 대기압 조건에서 DTF(drop tube furnace)를 이용하여 실험하였다. 촤 반응률은 FT-IR 장비로 측정한 CO, $CO_2$ 농도와 이색온도계로 측정한 입자온도를 통해 계산되었고 고회분탄의 활성화에너지(E)와 pre-exponential 상수(A)는 아레니우스 방정식을 기초로 계산되었다. 실험 결과는 석탄의 회분 함량이 늘어남에 따라, 입자온도와 면적반응성이 감소하였다. 이러한 결과는 회분의 큰 열용량, 회분의 기화잠열과 상대적으로 적은 고정탄소의 함량으로 인한 연소성 저하로 사료된다. 결과적으로 고회분탄은 높은 활성화 에너지(E)를 가진다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.675-681
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• 2012

본 연구는 낮은 회 성분의 함량과 높은 발열량의 특성을 지닌 초청정 석탄의 촤 반응율 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 온도조건 하에 산소의 분율을 바꾸어가며 수행하였다. 촤 반응률을 도출하기 위하여 FT-IR을 통해 배기가스(CO, $CO_2$)를 측정하였으며, 이색온도계를 통하여서 입자 온도를 측정하였다. 또한, Arrhenius 경험식을 토대로 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지와 빈도인자를 도출하였다. 결과는 초청정 석탄 촤의 반응특성은 온도와 산소 분율이 높아질수록 뚜렷한 증가를 보였고, 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지는 역청탄의 수치와 비슷한 값을 보임을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.53-61
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• 2016

본 연구에서는 Drop Tube Furnace(DTF)를 이용하여 고수분탄과 건조석탄의 미연분 및 NOx 배출 특성에 관한 실험과 수치해석 연구를 수행하였다. $1200^{\circ}C$ 온도조건에서 동일한 질량의 고수분탄과 건조석탄의 연소 시, 건조석탄의 경우 고수분탄에 비해 노 내 온도가 더 높고 동일 체류시간 반응 후 미연분 함량도 더 많았으며, NOx 배출은 고수분탄에서 더 낮았다. 석탄 내 수분함량이 40%에서 10%로 감소함에 따라 노 내 수분 농도는 감소하고 가스온도는 증가하는 경향을 보였다. 주위 Wall temperature가 $900^{\circ}C{\sim}1500^{\circ}C$까지 높아질수록 미연분은 감소하였으며, NOx 배출은 증가하는 경향을 보였다. 특히 건조석탄의 경우 주위 온도변화에 따른 연소성이 고수분탄보다 크게 나타나, 온도가 증가할수록 고수분탄과 건조석탄의 미연분 차이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.963-969
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• 2014

본 연구는 고회분탄의 최적화된 연소 조건을 알아보기 위해 회분 함량이 각기 다른 네 종류 석탄의 연소시 배출되는 NOx및 미연분 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 입자크기조건 및 공기다단방식을 도입하여 수행하였다. 결과로 회분의 함량이 증가할수록 미연분이 증가하며, 입자크기가 증대될수록 미연분에 대한 회분의 영향이 명확해짐을 확인하였다. 또한, 회분의 함량이 증가할수록 Char-NOx가 감소하며, 입자크기가 감소할수록 NOx의 배출이 감소하는 것을 확인하였다. 본 연구는 고회분탄의 NOx를 저감하는 방법으로 공기다단방식의 적용을 제안하며 전단 연소 영역의 공기과잉률 변화를 통한 최적화된 연소조건을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.857-864
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• 2011

순산소연소는 높은 연소 효율과 적은 배가스량, 낮은 질소산화물 농도를 장점으로 하고 있으며 연소온도 조절을 위한 배가스 재순환에 의해 배출되는 연소가스중의 $CO_2$ 농도를 95%까지 농축이 가능하므로 석탄 연소설비에 대한 유망한 CCS 기술로 부각되고 있다. 본 연구는 순산소연소 조건에서 배가스의 재순환을 통한 $CO_2$ 농도 증가에 기인하는 직접 황화반응이 탈황효율에 미치는 영향을 평가하고 반응온도, $CO_2$ 농도, $SO_2$ 농도상승이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향과 배가스 중 수분 등이 $SO_2$ 제거효율에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 반응온도 $1,200^{\circ}C$까지 온도 상승에 따라 $SO_2$의 제거효율은 증가하였고 Ca/S비, $CO_2$ 농도와 수분이 증가할수록 $SO_2$ 제거효율이 증가하였다. 이러한 운전변수는 영향인자 평가를 통하여 Ca/S 비>체류시간>$O_2$농도>반응온도>$SO_2$농도>$CO_2$농도>수분농도의 순으로 탈황반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 운전변수별 실험결과를 이용하여 로내 건식탈황에 있어서 각 운전변수별 성능 영향인자를 평가할 수 있는 반경험적 모델식을 도출하였다.

• 한국안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.8-13
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• 2015

The experimental design methodology was applied in the drop tube furnace (DTF) to predict the various combustion properties according to the operating conditions and to assess the coal plant safety. Response surface method (RSM) was introduced as a design of experiment, and the database for RSM was set with the numerical simulation of DTF. The dependent variables such as burnout ratios (BOR) of coal and $CO/CO_2$ ratios were mathematically described as a function of three independent variables (coal particle size, carrier gas flow rate, wall temperature) being modeled by the use of the central composite design (CCD), and evaluated using a second-order polynomial multiple regression model. The prediction of BOR showed a high coefficient of determination (R2) value, thus ensuring a satisfactory adjustment of the second-order polynomial multiple regression model with the simulation data. However, $CO/CO_2$ ratio had a big difference between calculated values and predicted values using conventional RSM, which might be mainly due to the dependent variable increses or decrease very steeply, and hence the second order polynomial cannot follow the rates. To relax the increasing rate of dependent variable, $CO/CO_2$ ratio was taken as common logarithms and worked again with RSM. The application of logarithms in the transformation of dependent variables showed that the accuracy was highly enhanced and predicted the simulation data well.