• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1998년도 제17회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.165-170
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• 1998

Turbulent nonpremixed $H_2$-air jet flames are numerically investigated using the joint PDF model. The reaction progress variable is derived by assuming the radicals 0, H, and OH to be in partial equilibrium and additional species $HO_2$ and $H_2O_2$ in steady state. The model is extended to npnadiabatic flame by introducing additional variable for the transport of enthalpy and radiative source term is calculated using a local, geometry independent model. In terms of flame structure and NO formation, the predicted results are favorably agreed with experimental data. The effects of nonequilibrium chemistry and radiative heat loss on the thermal NO formation are discussed in detail.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.103-110
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• 2012

EV double cone 버너를 장착한 스월 예혼합 연소기를 대상으로 LES 수치기법을 적용하여 연소기내의 유동 현상과 연료/공기 혼합, 화염 거동에 대해 조사하였고, 공연비와 압력 변화에 따른 NOx, CO 농도 변화를 예측하였다. 버너에서 발생한 강한 스월로 인해 재순환 영역이 발생하였으며, 희박 예혼합 화염은 버너 출구부터 형성되어 0.2 m 이내에 존재하는 것으로 나타났다. 상압, 공연비 38.7인 해석 조건에서 NOx 발생량은 연소기 출구에서 0.59 ppm으로 예측되었고, CO는 화염면에서 다량 생성되나 출구로 갈수록 급격히 산화되어 출구에서 5.25 ppm으로 낮게 예측되었다. 또한, NOx 배출량은 공연비가 높아질수록, 압력이 감소할수록 줄어드는 것으로 나타났다. 설계 변경을 통해 다양한 연료 공급 형태에서의 NOx 배출 특성을 조사하였으며, 5 lance-hole 분사의 경우 가장 적은 NOx 배출 특성을 보였다.

• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.320-327
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• 2003

IGCC용 가스터빈 연소기의 중발열량 가스 연료 대체성 및 호환성 검토를 위한 전산유체역학적 연구를 수행하였다. 연소기 전산해석 방법은 기존의 상용 CFD코드의 해석체계에 중발열량 가스연료의 화학반응 모델 및 fuel NOx 모델등을 추가적으로 결합하여 구성하였다. 본 해석방법을 이용하여, 천연가스와 IGCC 용 대체가스(석탄가스, 중잔사유 가스) 연소시의 연소기 내부 유동속도, 화학종, 온도 분포들과 화염 형상 및 거동을 비교하였고, 더 나아가 NOx 생성특성과 터빈과의 matching 조건도 분석하였다. 이러한 전산해석결과들을 바탕으로, 본 연구는 중발열량 가스를 대체연료로 사용하는 IGCC용 가스터빈 연소기의 설계 개선 및 재설계 방향을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.89-94
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• 2011

하이브리드 SNCR-SCR 공정의 질소산화물 저감특성을 파일럿 규모의 흐름반응기를 이용하여 고찰하였다. SNCR 공정의 질소산화물 저감효율은 $970^{\circ}C$에서 80% 수준이었으며 하이브리드 SNCR-SCR 공정은 NSR = 2.0, $940{^{\circ}C}$에서 92%의 저감율을 보였다. SNCR 단일 공정과 비교할 때, 하이브리드 SNCR-SCR 공정은 $940^{\circ}C$보다 낮은 저온영역에서 보다 효과적이었다. 암모니아 유출농도는 비교적 높은 공간속도조건에서 1 ppm 이하로 유지되었으며 요구되는 촉매양은 SCR 단일공정과 비교할 때 2/3 수준으로 감소하였다. 질소산화물 저감을 위한 하이브리드 SNCR-SCR 공정의 주요인자는 SNCR 공정에 분사되는 요소용액의 질소산화물에 대한 선택도와 생성되는 암모니아 농도로 조사되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권12호
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• pp.2247-2254
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• 2000

본 연구는 저온 플라즈마 탈질 기술의 전력소모량 절감과 처리율 향상을 모색하고자 저온 플라즈마 조건에서 NOx와 반응제의 반응 특성을 고찰하였다. 실험은 $20Nm^3/hr$의 실제 배가스와 wire-plate type 플라즈마 반응기를 이용하여 진행되었으며, 반응제로는 파라핀계와 올레핀계 탄화수소 및 $NH_3$를 사용하였다. 저온 플라즈마 조건에서 올레핀계 탄화수소는 파라핀계 탄화수소에 비하여 NO의 산화에 탁월한 효과를 보여 다량의 $NO_2$를 생성할 뿐만 아니라 미량의 CO도 생성하였다. 또한 NOx의 초기농도가 높아지면 NO의 산화율은 감소할 뿐만 아니라 올레핀계 탄화수소의 소모량도 두드러진 증가를 보였다. 한편 $NH_3$은 저온 플라즈마 조건에서 NO와의 환원반응이 촉진되지 않았지만 올레핀계 탄화수소에 의하여 산화된 $NO_2$의 제거에는 효과적인 경향을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권12호
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• pp.1616-1624
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• 2004

The conditional moment closure(CMC) model has been implemented in context with the unstructured-grid finite-volume method which efficiently handle the physically and geometrically complex turbulent reacting flows. The validation cases include a turbulent nonpremixed CO/$H_2$/$N_2$ Jet flame and a turbulent nonpremixed $H_2$/CO flame stabilized on an axisymmetric bluff-body burner. In terms of mean flame field, minor species and NO formation, numerical results has the overall agreement with expermental data. The detailed discussion has been made for the turbulence-chemistry interaction and NOx formation characteristics as well as the comparative performance for CMC and flamelet model.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.111-120
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• 2006

The fully coupled conditional moment closure(CMC) model has been developed to realistically simulate the structure of complex turbulent nonpremixed syngas flame, in which the flame structure could be considerablyl influenced by the turbulence, transport history, and heat transfer as well. In order to correctly account for the transport effect, the CMC transport equations fully coupled with the flow and mixing fields are numerically solved. The present CMC approach has successfully demonstrated the capability to realistically predict the detailed structure and the overall combustion characteristics. The numerical results obtained in this study clearly reveal the importance of the convective and radiative heat transfer in the precise structure and NOx emission of the present confined combustor with a cooling wall.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권5호
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• pp.659-669
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• 1997

The effects of exhaust gas recirculation on diesel engine combustion and soot/NOx emissions are numerically studied. The primary and secondary atomization is modelled using the wave instability breakup model. Autoignition of a diesel spray is modelled using the Shell ignition model. Soot formation is kinetically controlled and soot oxidation is represented by a model which account for surface chemistry. The NOx formation is based on the extended Zeldovich NOx model. Effects of injection timing and concentration of $O_{2}$ and CO$_{2}$ on the pollutant formation and the combustion process are discussed in detail.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.671-678
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• 2000

열중량분석기와 관형 고정층 반응기에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 SOx와 NOx 동시제거 반응특성에 대하여 고찰하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 아황산가스 제거능은 반응온도 $450^{\circ}C$와 담지량 6wt% 이상에서 담체인 알루미나의 반응참여에 의하여 급격히 증가하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 탈질 효율은 반응온도, $370^{\circ}C$에서 최대값을 보였으며 그 이상의 온도에서는 $NH_3$가스의 산화반응에 의하여 반응온도가 증가할수록 제거효율은 감소하였다. 흡수제/촉매 표면에 sulfate가 존재하는 경우 최대 탈질 효율을 보이는 반응온도는 증가하였다. SOx와 NOx 동시 제거반응에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 NO제거 활성은 $NH_4HSO_4$와 같은 암모늄염의 생성으로 인하여 크게 감소하였다. SOx와 NOx 동시제거 반응에 있어서 최대의 탈질 효율을 보이는 반응온도는 $SO_2$ 가스의 존재로 인하여 $400^{\circ}C$로 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.474-481
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 이산화탄소 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성된다. 희박한 LNT(질소산화물 흡장촉매)와 urea-SCR(선택적인촉매환원장치)는 디젤엔진에서 질소산화물을 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 선택적인촉매환원장치의 촉매에 포함됨 조촉매의 영향을 파악하는 것이다. 망간-선택적인촉매환원장치의 질소산화물 저감 성능이 가장 우수하였으며, 망간 이온과 Zeolyst의 Al과의 이온교환이 잘 되었고, 활성화 에너지가 낮아 반응 속도가 빨라짐에 따라 질소산화물 저감 성능이 향상되었다. 7Cu-15Ba/78Zeolyst SCR 촉매의 질소산화물 저감 성능은 200도에서 32%, 500도에서 30%를 나타내며 가장 높은 성능을 나타내었고, 조촉매로 첨가된 산화바륨의 질소산화물의 흡장 물질이 Cu-SCR 촉매에 잘 분산되어 있고 Cu-SCR 촉매의 환원 반응과 더불어 산화바륨의 추가적인 질소산화물 저감 성능이 영향을 끼쳤기 때문이다. 7Cu-15Ba/Zeolyst SCR 촉매는 3종 촉매 중 열적 열화에서 내구성이 강하였다. 열적 열화에 따른 동종 성분 산화구리가 이동하여 응집되는데, 산화바륨이 주촉매 산화구리 입자의 응집을 감소시켰기 때문이다.