• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.8-13
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• 2018

질소산화물은 최근에 초미세먼지 발생에 많은 영향을 주고 있어서 대기환경 개선 측면에서 사회적으로도 크게 관심이 되고 있다. 질소산화물은 주로 화력발전 등의 연소기기에서 고온의 연소가스 분위기에서 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 발생한다. 이에 대한 저감 방법으로 원통형 버너에 코안다 노즐을 이용한 배관으로 배기가스를 재순환하는 연소에 대한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구에서는 코안다 노즐을 사용하여 배기가스를 재순환하는 원통형 버너의 연소가스 출구의 위치를 오른쪽으로 하는 버너(Case 1 버너), 양쪽을 출구로 하는 버너(Case 2 버너), 왼쪽을 출구로 하는 버너(Case 3 버너) 형상에 대하여 전산유체해석을 통해 연구를 수행하였으며 연소 유동의 압력, 유선, 온도, 연소 반응 속도와 질소산화물의 분포 특성을 비교 분석하였다. 연소반응은 Case 1과 Case 2버너는 연소가스 재순환 유입구가 있는 오른쪽 방향으로 일어나고 Case 3 버너는 혼합가스 유입구 부근에서 일어나고 있었다. 출구에서의 온도는 Case 2버너가 양쪽으로 배출되면서 다른 버너 보다 약 $100^{\circ}C$ 정도 온도가 낮게 나타났으며 출구에서의 NOx 농도는 Case 1버너가 다른 형상 버너 보다 약 20배 크게 나타났다. 이로부터 NOx 저감을 위해서는 배기가스 재순환 버너의 출구는 양쪽으로 배출되게 하거나 연소가스 재순환 유입구 반대 방향으로 배출 되도록 하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제4권4호
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• pp.201-208
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• 2000

The reduction of NO by hydrocarbons was investigated over Cu/Al$_2$O$_3$catalysts using a stainless steel flow reactor under highly oxidising diesel exhaust conditions(up to 15%). Three different Cu loadings(1,5 and 10wt.%) on an $Al_2$O$_3$support were prepared and characterized using spectroscopic techniques. The catalytic activity tests show that different Cu loadings as well as temperature, oxygen, and hydrocarbon concentration levels significantly influence the NO reduction. Increasing Cu loadings up to 5 and 10wt.% decreases the catalytic activities for NO reduction due to the formation of a bulk crystalline CuO phase, as observed from XRD and SEM images. In particular, the visualization of the copper dispersion on the surface using the SEM-BEI technique provides information on the extent of copper saturation, particle size, and the effects on NO reduction. However, the lower Cu loading(1 wt.%) increases the catalytic activity with a temperature window of 720-810K, thereby favoring the formation of well dispersed isolated Cu species, e.g. Cu(sup)2+ ions, which is related to selective NO reduction. The effects of other reaction parameters, such as oxygen, the hydrocarbon level and type, and byproduct emissions are further discussed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권4호
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• pp.446-453
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• 2000

The closed cycle diesel system is operated in closed circuit system where there is non air breathing with working fluid consisted of the combination of oxygen, argon and recycled exhaust gas for obtaining underwater or underground power sources. this study has been carried out to analysis the performance of closed cycle system by means of investigation on the combustion characteristics of diesel engine MTU8V183TE52 operating in open, semi-closed, and closed cycle modes. The combustion in closed mode starts a little bit earlier than in open cycle mode. The oxygen concentration and fuel consumption at 240kW closed cycle running are 21∼24% by volume and 77∼79kg/h, respectively. The maximum cylinder pressure and ignition delay time are investigated 110bar and 8.9degree. Also, The combustion simulation program has been studied to predict whether or not combustion. The results from numerical prediction for the basic, cylinder averaged quantities such as the cylinder pressure and the heat release showed excellent with the experimental data.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.130-141
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• 1997

Work on the reduction of particulate matter(PM) from a diesel vehicl has led to a new trp system and a control method to control the combustion rate of the PM filtrated in the trap, which was named as 'Active Exhaust Feeding Regeneration(AEFR) System' by its operation mechanism. Ceramic cordierite filter is a major component of the trap and susceptible to thermal shock. Therefore the system should be designed to reduce the peak temperature and temperature gradients in the trap ; these have been considered to be the main factors causing thermal shock of the filter during the regeneration. It uses the engine's exhaust gas partially for the regeneration of the ceramic filter. It controlled bypass flow rate of the engine's exhaust gas precisely to control the temperature of the gas entrained into the filter. Gas temperatures were measured inside filter, and the oxygen concentration at the outlet of the filter was also monitored during the regeneration to analyze the combustion process of the PM. The temperature distributions and temperature gradients in the filter during the regeneration varied widely according to the regeneration control schemes. Finally, this system shows relatively low peak temperature and temperature gradients in the filter during its regeneration. It is considered that this system uses a mew method to control the combustion rate of the PM, which is different from the methods used in the previous studies.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.843-849
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• 2012

매체순환식 가스연소기 산소공여입자로 NiO 계열 산소공여입자를 사용할 경우 고온 조건(> $900^{\circ}C$)에서 온도가 증가함에 따라 환원반응 배출기체 중 CO 농도가 증가하게 되며, 이에 의해 연료전환율과 $CO_2$ 선택도가 감소하게 된다. 이러한 고온 환원반응성 저하를 개선하기 위한 방법으로 매체순환 가스연소기에 적용 가능한 금속산화물들에 대해 온도변화에 따른 평형 CO 농도를 계산 및 비교하여 반응성 개선이 가능한 금속산화물을 선정하였다. 선정된 금속산화물을 NiO 계열 산소공여입자와 물리적으로 혼합하는 방법을 적용하여 고온 환원반응성 개선이 가능한지를 회분식 유동층 실험장치를 이용하여 측정 및 해석하였다. $900{\sim}1000^{\circ}C$ 범위에서 기존 NiO 계열 입자(OCN706-1100) 만을 사용한 경우에 비해 $Co_3O_4$ 계열 입자($Co_3O_4/CoAl_2O_4$)를 10% 혼합한 경우가 연료전환율 및 $CO_2$ 선택도가 높게 나타났으며 환원반응 배출기체 중 CO의 농도가 감소하는 경향을 나타내어 $Co_3O_4$ 계열 산소공여입자를 함께 사용하는 방법으로 고온 환원반응성 개선이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.140-146
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• 2010

An experimental study was carried out to investigate the emission characteristics for various alternative fuels in a 2.0 liter 4-cylinder turbo-charged diesel engine. The conventional diesel fuel, neat GTL (Gas to Liquid), blends of diesel and biodiesel(BD20), and blends of GTL and biodiesel(G+BD20 and G+BD40) were applied, and their emission characteristics were compared at various steady-state engine operating conditions. A noticeable reduction of exhaust emissions compared to conventional diesel fuel, except for NOx emission, was observed for G+BD40, where there is a maximum 30% averaged reduction for gaseous emissions (THC and CO) and 70% for PM mass concentrations. When comparing PM size distributions for biodiesel blended fuels, the PM number concentration in accumulation mode, where the diameter of PM is greater than 50 nm, decreased due to additional oxygen content in the biodiesel fuel; in nucleation mode, where the diameter of PM is less than 50nm, there was a slight increase or decrease in the PM number concentration depending on the amount of oxygen available in the combustion chamber.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.131-137
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• 2022

현재 반도체 공정에서 다양한 by-product 및 미사용 가스가 배출되고 있다. 오염물질을 함유한 배기는 일반적으로 유기, 산, 알칼리, 열, 캐비넷 배기 등으로 분류하며, 각각의 배기 특성에 맞는 대기 방지설비에서 처리 후 배출된다. 유기 배기 물질로서 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound, VOC)은 산소 함유 탄화수소, 유황 함유 계 탄화수소 및 휘발성 탄화수소를 총칭하는 물질이고, 알칼리 배기의 주요성분은 암모니아(NH₃), 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH)등이 있다. 본 연구의 목적은 유기와 알칼리 배기가스를 동시에 처리하기 위해 직접 연소 및 로 내 온도를 일정하게 유지하여 연소 특성 파악하고 NO_X 저감률을 분석하고자 진행하였다. VOC는 Acetone, IPA(isopropyl alcohol), PGMEA(propylene glycol methyl ether acetate)을 사용하였으며, 알칼리 배기 대표 물질로는 암모니아를 사용하였다. 실험 변수로는 온도와 당량 비(equivalence ratio, ER)로 배기가스 특성을 살펴보았다. 물질별 단독 및 혼합 연소테스트를 진행하였다. VOC 단독 테스트 결과 당량 비 1.4 조건에서 완전 연소가 일어남을 확인하였다. 암모니아는 당량 비 감소에 따라 산소 및 질소산화물의 농도가 감소하였다. 혼합 연소 운전 결과 배기가스 조성 내 질소산화물의 대부분은 일산화질소였으며 이산화질소는 10 ppm 부근으로 검출되었다. 전체적으로 질소산화물의 농도는 반응온도가 증가하면서 산화반응이 활성화되어 감소하는 경향을 나타나지만 이산화탄소의 농도는 증가하는 경향을 확인하였다. 전기열원을 적용한 무 화염 연소 기술을 적용하였을 때 VOC 및 암모니아 연소가 원활하게 일어남으로써 현재 별도로 운전되는 유기 및 알칼리 배기 시스템보다 경제성 및 공간적인 측면에서 장점이 있다고 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.93-99
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• 1997

The re quest to develop the engines that are able to run without air or with very little oxygen condition is raised with the interest of ocean science or the mines. This research had already be gun before the world war II, but had been stagnant owing to the appearance of nuclear power. Recycle diesel engines have ability to run under the above mentioned condition the recycle diesel engine recirculates exhaust gases into intake port and consumes additional oxygen supplied by oxygen tank. Carbon dioxide is controlled by the absorber. The combustion and emission characteristics of recycle diesel engines are quite different with conventional one because the working fluids of recycle diesel engines consist of Ar, $CO_2$ and $O_2$ as well as $N_2$. Recycle diesel engine is therefore different with general diesel engine from the viewpoint of intake air composition. It is required to investigate the effect of intake composition in the combustion and emission to know recycle diesel engine. In this study, NOx concentration, smoke and cylinder pressure are measured with the variation of Ar and $CO_2$ Reduces show that the addition of Ar reduces NOx but increases smoke. Otherwise $CO_2$ reduces smoke and NOX simultaneously. Only $CO_2$ increases the ignition delay and both gases increase fuel consumption Ar addition is superior to $CO_2$ addition for the performance of recycle diesel engine system but $CO_2$ has the avantage with respect to emission.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.367-371
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• 2021

순산소 석탄 화력 발전 시스템은 CO₂ 가스 회수 및 저장 기술(CCS: carbon capture & storage)의 하나로 순산소와 재순환된 연소가스를 이용하여 석탄 연소를 수행하는 기술이다. 이는 이산화탄소와 질소가 혼합된 배출 가스를 생산하는 기존의 공기 연소 시스템과 달리 공기 중의 산소를 먼저 분리하여 생산된 순산소와 재순환된 연소 가스를 이용하여 석탄을 연소하면 이산화탄소와 질소를 분리하는 후처리 공정 없이 이산화탄소만으로 이루어진 배출 가스를 생성하여 이의 저장을 용이하게 하는 기술이다. 본 연구에서는 O₂/CO₂ 혼합 모의 가스를 이용하여 순산소 연소 시 발생되는 대기오염물질인 NO, SO₂의 생성 특성을 살펴보았다. 반응 온도를 900 ℃ ~ 1200 ℃, 산소 분율을 30% ~ 50%로 변화시키면서 실험한 결과 생성 가스 내 NO 및 SO₂의 농도는 반응 온도와 산소 분율이 증가할수록 증가하는 현상을 나타내었으며 CO₂의 분율도 증가하는 현상을 나타내었다. 순산소 연소에서 30% O₂/CO₂를 이용한 연소와 air 조건인 21% O₂/N₂ 연소에서 NO 발생을 비교한 결과 양쪽 모두 반응 온도에 따라서 NO 발생이 증가하게 되며 순산소 연소 조건에서 air 연소에 비하여 약 40 ~ 80 ppm까지 NO 발생이 낮아지는 현상을 나타내었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.72-77
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• 2009

본 연구에서는 냉장고 리사이클링 공정에서 잦은 화재가 일어나는 것에 대해 정확한 화재 원인을 규명하고자 한다. 이를 위하여 공정 내에서 발생되는 물질의 성분 및 농도를 분석을 통한 공정 시스템의 문제점을 파악하여 근원적인 화재 및 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하여 보았다. 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물로 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물인 사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인이며 점화원은 기계적 스파크인 마찰, 충격, 마찰열이라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다. 가연물인 폴리우레탄과 가연성가스를 제거하는 방법, 점화원을 제거하는 방법 및 산소농도를 최소산소농도로 낮춰서 연소가 일어나지 않도록 하는 방법 등의 예방대책과 화재 시 피해를 줄이기 위한 방호대책을 제시해 보았다.