• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.22-27
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• 2016

The use of electromagnetic wave has been interested in various energy industry because it enhances a flame stability and provides higher safety environments. However it might increase the pollutant emissions such as NOx and soot, and have harmful influence on human and environments. Therefore, it is very important to understand interaction mechanism between flame and electromagnetic wave from environmental point of view. In this study, an experiment was performed with jet diffusion flames induced by electromagnetic wave. Microwave was used as representative electromagnetic wave and a flickering flame was introduced to simulate the more similar combustion condition to industry. The results show that the induced microwave enhances the flame stability and blowout limit. The unstable lifted flickering flames under low fuel/oxidizer velocity is changed to stable attached flames or lift-off flames when microwave applied to the flames, which results from the abundance of radical pool. However, NOx emission was increased monotonically with increasing the microwave power as microwave power increased up to 1.0 kW. The effects might be attributed to the heating of combustion field and thermal NOx mechanism will be prevailed. Soot particle was examined at the post flame region by TEM grid. The morphology of soot particle sampled in the microwave induced flames was similar to the incipient soot that is not agglomerated and contain a lots of liquid phase hydrocarbon such as PAH, which soot particle formed near reaction zone is oxidized on the extended yellow flame region and hence only unburned young particles are emitted on the post flame region.

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.1-6
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• 2010

본 연구는 가정용 보일러의 연소실 전산유동해석을 통해 연소실 내부의 온도분포 및 유동형태를 해석하였다. 전산해석을 통해 연소실의 열교환기 구조변화에 따른 효율향상 및 배기가스 발생 특성을 예측하였다. 2단 열교환기 장착시 연소실 내부의 온도를 하강시킴으로서 연소가스의 고온영역 체류시간 감소로 Thermal NOx의 생성이 억제되어 NOx의 발생량이 감소할 것으로 예측되었다. 효율면에서는 2단 열교환기 장착 시 1단 열교환기에 비해 약 24%의 효율이 상승하였다. 반면에 2단 열교환기 장착 시 약 10%의 압력손실이 증가하는 것으로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권6호
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• pp.587-592
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• 2010

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 공연비를 변화시키면서 나타나는 연소 특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 작은 크기의 공기분출속도(10 m/s)에서는 공기가 연소로 내 상부영역까지 침투하지 못한다. 반면에 공기분출속도가 30 m/s인 경우에는 공기유동이 연료유동을 억제하고 상부영역까지 흘러간다. 이론공기량에 해당하는 공기분출속도 18 m/s에서는 10 m/s 보다 상대적으로 상부영역까지 침투하였다. 이러한 유동 양상으로 공기분출속도가 작은 10 m/s에서는 연소반응대가 공기노즐 측에 치우쳐 나타나고 30 m/s에서는 연료노즐 측에 형성되었다. 공기분출속도 16, 18, 20 m/s에서는 공기노즐과 연료노즐 중간 영역에서 연소반응대가 형성되었다. 연소로 내 최대온도와 NOx 생성은 공기분출속도가 10 m/s, 30 m/s인 경우 보다 이론공기량이거나 이에 가까운 16, 18, 20 m/s에서 낮게 나타났다. 본 연구로부터 MILD 연소로에서 이론공기량 조건이 NOx를 저감하는 최적의 조건이라는 것을 밝혔다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.197-198
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• 2001

대기 중 인위적 자연적 발생원에 기인하는 SO$_2$, NOx 및 HCs는 균일반응(homogeneous reaction)과 불균일반응(heterogenous reaction)을 통해서 산화되어 산성가스와 에어로졸을 형성한다. 대부분의 산성물질은 대기 중 구름, 안개, 에어로졸 액적중에서 균일반응을 통해 생성되며, 입자표면에서 가스상 물질의 불균일반응은 에어로졸농도가 높은 배출원 근처에서 국한된다. 이와 같은 반응을 통해 생성된 산성오염물질 및 전구물질은 건성 및 습성침적(dry and wet deposition)을 통해 지표면에 침강되어 생태계에 직ㆍ간접적인 영향을 줄 뿐만 아니라 산성우 및 동식물의 호흡기질환에 중요한 영향을 미친다.(Petros et al., 1989) (중략)

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.253-254
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• 2002

대기중 인위적 및 자연적 발생원에 기인하는 SO$_2$, NOx 및 HCs는 균일반응과 불균일반응을 통해서 산화되어 산성가스와 에어로졸을 형성한다 대부분의 산성물질은 대기중 구름, 안개, 에어로졸 액적중에서 균일반응을 통해 생성되며, 입자표면에서 가스상 물질의 불균일반응은 에어로졸 농도가 높은 배출원근처에서 국한된다. 이와 같은 반응을 통해 생성된 산성오염물질 및 전구물질은 건성 및 습성침적 (dry and wet deposition)을 통해 지표면에 침강되어 생태계에 직ㆍ간접적인 영향을 줄뿐만 아니라 산성우 및 동식물의 호흡기 질환에 중요한 영향을 미친다. (중략)

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권4호
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• pp.570-576
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• 2012

본 연구에서는 무격막식 전기분해 처리된 해수를 산화제로하는 NO 산화반응의 특성에 대해 실험적으로 살펴보았다. 폐순환 정전류 전기분해 시스템을 통해전해 시간이 길어질수록 전해수의 유효 염소농도와 온도, 염소산 이온의 비율이 증가함을 확인하였다. 전해수가 채워진 버블링 반응기에서 전해수의 유효염소농도와 온도에 비례하여 $NO_2$로 산화되는 NO의 양이 증가하였다. 또한 산화되어 생성된 $NO_2$는 전해수에 용해되어 $HNO_3{^-}$ 이온으로 존재함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권6호
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• pp.788-794
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• 1999

The swirl flame is mostly used to stabilize the flame on the burner nozzle in the industrial combustor. In the case of the weak swirl flame(S<0.4), the recirculation zone could not be formed, but in the strong swirl(S>0.6) flame, it could be formed in the center of the swirl flame. In this study, the measurement and analysis of emission species, temperature, radicals of premixed swirl flame in the combustor were performed to understand the NO formation and emission characteristics of the swirl flame of natural gas. The result of NO emission in the swirl flame is that the amount of NO emission in the strong swirl flame decreased about 60% compared with that of the weak swirl flame. The main region of NO formation of the weak swirl flame is positioned in the down stream(z=100~200mm) of the flame, but that of the strong swirl flame is positioned in the up stream(z=40mm) where the recirculation zone seems to be formed. It is supposed that the increase of flame surface and the formation of inversed flame cause the reduction of the high temperature region on the production of NO in the strong swirl flame. The result of NO-temperature relation revealed that the factor of NO formation is not only temperature but also another parameters in the weak swirl flame, but in the strong swirl flame, NO is proportional to the temperature of higher than 1200K.

• 한국안전학회지
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• 제34권1호
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• pp.27-33
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• 2019

Combustion characteristics of gasoline/ethanol fuel were investigated both numerically and experimentally for vehicle fire safety. The numerical simulation was performed on the well-stirred reactor (WSR) to simulate the homogeneous gasoline engine and to clarify the effect of ethanol addition in the gasoline fuel. The simulating cases with three independent variables, i.e. ethanol mole fraction, equivalence ratio and residence time, were designed to predict and optimized systematically based on the response surface method (RSM). The results of stoichiometric gasoline surrogate show that the auto-ignition temperature increases but NOx yields decrease with increasing ethanol mole fraction. This implies that the bioethanol added gasoline is an eco-friendly fuel on engine running condition. However, unburned hydrocarbon is increased dramatically with increasing ethanol content, which results from the incomplete combustion and hence need to adjust combustion itself rather than an after-treatment system. For more tangible understanding of gasoline/ethanol fuel on pollutant emissions, experimental measurements of combustion products were performed in gasoline/ethanol pool fires in the cup burner. The results show that soot yield by gravimetric sampling was decreased dramatically as ethanol was added, but NOx emission was almost comparable regardless of ethanol mole fraction. For soot morphology by TEM sampling, the incipient soot such as a liquid like PAHs was observed clearly on the soot of higher ethanol containing gasoline, and the soot might be matured under the undiluted gasoline fuel.

• 한국지구과학회지
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• 제42권2호
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• pp.149-163
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• 2021

본 연구에서는 광화학 대기질 모델인 CMAQ을 활용해 화력발전소 배출량 제거에 따른 O3 농도의 변화 특성을 분석하였다. 하동 화력발전소를 대상으로 주변 지역의 O3 농도 변화에 대한 발전소 배출량의 영향을 조사하기 위해 하동 화력발전소의 배출량 제거 전과 후의 CMAQ 수치 모의를 수행하였다. 수치 모의 결과 O3의 주요 전구 물질인 NOx (-18.87%)와 VOCs (-11.27%)의 농도가 감소한 반면에 O3 (25.24%)의 농도는 증가한 것으로 나타났다. 화력발전소 배출량 제거로 인한 NO와 O3 농도의 상대적인 변화를 비교해 본 결과 높은 음의 상관관계(R= -0.72)를 나타내는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 O3의 농도 증가가 NO 농도 감소로 인한 O3의 적정 효과 완화로 설명 될 수 있음을 의미한다. 해당 지역의 O3의 농도 증가가 NO의 농도 감소에 주로 영향을 받은 이유는 해당 지역이 VOC-limited (i.e., NOx-saturated) 지역이기 때문으로 분석되었다. 이러한 결과는 특정 지역의 O3의 농도가 단순히 배출량의 증감에 따라 비례하게 나타나지 않을 수 있다는 것을 암시한다. 따라서 화력발전소 배출량 저감 조치로 인한 대기 중 O3 농도 개선 효과를 정확히 예측 및 평가하기 위해서는 지역 별 O3의 생성 및 소멸 기작에 대한 심도 있는 이해가 필요하다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.85-90
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• 1996

석탄 직접연소의 신기술인 Cyclone 연소기술은 환경오염저감 기술증의 하나로서, 고온 연소로 인해 회분이 연소실 내부에서 용융, 제거된 후 고온의 청정연소가스만 보일러로 유입된다. 또한 연소기의 fuel-rich 연소조건하에서 생성된 고온의 불완전연소가스는 보일러 입구에서 충분한 재연소공기를 공급함으로서 완전연소시킬 수 있으므로 적은 시설투자 비용으로 기존 오일이나 가스용 보일러를 석탄용으로 전환이 용이할 뿐만 아니라 이러한 다단 연소방식을 채택하여 NOx 제어도 가능하다는 이점이 있다. Cyclone 연소기술의 개발은 석탄의 청정연소 뿐만 아니라 그 기술을 토대로 석탄가스화, MHD 발전, 가연성 폐기물 소각등에도 활용할 수 있다. 따라서 국내 기술자립을 위해 실험용 Cyclone 연소기를 설계, 제작 및 연소실험을 수행한 결과, Peco-semi탄을 연료로 공급량 약 30 kg/hr, 공기비 약 1.0 일 때 탄소전환율은 약 95% 이며 회분제거율은 약 70%임을 확인할 수 있었다.