• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.13-14
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• 2013

The aim of this study is to investigate the parametric characteristics on regenerative system with oxy-fuel combustion by experiment. Regenerative system with a pair of oxygen burners and regenerators is used for evaluating regenerator characteristics according to design parameters such as ball (regenerator medium) size, regenerator weight, and bypass of exhaust gas. The temperature profiles with time are varied by ball size and regenerator weight. The bypass of exhaust gas shows that the heat recovery ratio increases while the regenerating temperature efficiency slightly decreases.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권5호
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• pp.631-640
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• 2018

에너지 공급 안정과 온실가스 저감이라는 목표를 달성하기 위해 저등급 석탄의 순산소 순환유동층 보일러의 적용이 새롭게 모색되고 있다. 아직까지 실증 단계의 개발이 진행되고 있기에 순산소 순환유동층 보일러에서의 저급탄 이용을 위해 주입 공기량, 조업 온도, 연료 공급량 등의 변화에 따른 연소 특성이 고찰되어야 상용 모델을 위한 설계 기준을 선정할 수 있다. 이에 본 연구에서는 공기 연소로 개발된 IEA-CFBC 모델을 순산소 연소를 전산모사하도록 개조하였고 새로운 순산소 순환유동층 모델을 이용하여 온도($800^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$), 산소 농도(21%~41%), 석탄 주입량, Ca/S 비율(1.5~4.0) 등의 다양한 조건에서 순산소 연소 특성을 고찰하였다. 공기 연소와 비교하여, 순산소 조건에서의 보일러 온도가 높았으나 산소 농도가 증가함에 따라 보일러의 온도구배는 감소하는 경향을 나타냈다. 더불어 Ca/S 비율, 산소농도가 높을수록 탈황 효율이 증가하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.400-407
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• 2019

순산소 순환유동층 연소기술은 기후변화 및 연료 수급 문제들을 해결할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 순산소 순환유동층 연소기술은 배기가스재순환 공정을 통해 이산화탄소를 비교적 쉽게 포집할 수 있으며 대기오염물질 배출도 줄일 수 있는 친환경 연소기술이다. 새롭게 개발된 $100kW_{th}$ 급 순산소 순환유동층 연소 시스템은 연료다변화에 대응하기 위해 다양한 연료들의 순산소연소 특성을 분석하고 있으며, 본 연구에서는 높은 고정탄소 및 회분함량으로 인해 연소성이 낮은 연료로 알려진 무연탄을 활용하여 높은 이산화탄소를 생산하고 연소효율을 향상시키고자 하였다. 그 결과로서, 무연탄 순산소 연소는 아역청탄 공기연소 대비, 연소효율이 2% 향상되었으며 대기오염물질인 $SO_2$, CO, NO은 각각 15%, 60%, 99% 감소하였다. 또한, 안정적인 순산소순환유동층 연소를 통해 배기가스 내 94 vol.% 이상의 $CO_2$ 가 포집될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.3169-3174
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• 2008

Future power plants will be required to adopt some type of carbon capture and storage (CCS) technologies to reduce their CO2 emissions. One of distinguished CCS techniques expected to resolve the green house effect is to apply the oxy-fuel combustion technique to power plant, and a lot of research/demonstration programs have been going on in the world. In this paper, CO2-capturing power plants based on gas turbine and oxy-fuel combustion are investigated over several types of configurations. As a prior step, simulation model for 500 MW-class combined cycle power plant was set and was used as a reference case. The efficiencies of several power plants was compared and the advantages and disadvanteges was investigated.

• 한국연소학회지
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• 제12권1호
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• pp.28-37
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• 2007

Numerical study is conducted to grasp the flame structure and NO emissions for a wide range of oxy-fuel combustion (covering from air blown combustion to pure oxygen combustion) and for various mole fractions of recirculated $CO_2$ in $CH4-O_2/N_2/CO_2$ counterflow diffusion flames. Special concern is given to the difference of the flame structure and NO emissions between air blown combustion and oxy-fuel combustion w/o recirculated $CO_2$ and is also focused on chemical effects of recirculated $CO_2$. Air blown combustion and oxy-fuel combustion w/o recirculated $CO_2$ are shown to be considerably different in the flame structure and NO emissions. Modified fuel oxidation reaction pathways in oxygen-enriched combustion are provided in detail compared to those in air blown combustion w/o recirculated $CO_2$. The formation and destruction of NO through Fenimore and thermal mechanisms are also compared for air blown combustion and oxyegn-enriched combustion w/o recirculated $CO_2$, and the role of the recirculated $CO_2$ and its chemical effects are discussed. Importantly contributing reaction steps to the formation and destruction of NO are also estimated in oxygen-enriched combustion in comparison to air blown combustion.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.179-186
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• 2012

온실가스의 증가로 인한 기후변화가 큰 이슈로 대두되고 있는 시점에서 순산소발전 실증사업은 화석에너지를 이용한 발전 부문의 이산화탄소 저감을 위한 한 가지 방안으로 주목을 받고 있다. 순산소발전 실증사업으로 인해 발생하는 전력공급 편익, 온실가스 저감 편익, 환경오염 물질 배출저감 편익, 국내외 시장 진출로 인한 부가가치 창출편익을 추정한다. 이러한 배경 하에서 내부수익률, 편익/비용 비율, 순현재가치의 기준을 이용하여 순산소발전 실증사업의 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 순산소발전 실증사업의 경제적 타당성을 분석한 결과, 순산소발전 실증사업의 순현재가치, 편익/비용 비율, 내부수익률은 각각 681,620백만원, 1.69, 21.4%로 분석되었다. 이 분석결과들은 각각 0, 1.0, 5.5%를 초과하므로, 3가지 경제성 판단 지표 모두 본 사업이 경제적 타당성을 확보함을 의미한다. 이러한 분석 결과는 화력발전부문의 온실가스 저감을 위한 정책결정에 있어서 유용하게 활용될 수 있다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.329-334
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• 2009

An oxy-fuel boiler has been developed to capture $CO_2$ from the exhaust gas. FGR (flue gas recirculation) is adopted to be compliant with the retrofit scenario. Numerical simulations have been performed to study the detailed physics inside the combustion chamber of the boiler. The temperature field obtained from the simulation agrees with the flame image from the experiment. The FGR combustion yields similar heat transfer characteristics with the conventional air combustion while the flame is formed further downstream in case of the FGR combustion.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.577-587
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• 2016

순산소 마일드 연소는 공기를 사용하는 연소에 비하여 열효율 및 연소안정성이 높고 배기가스 배출량이 낮아 유망한 연소기술 중 하나로 알려져 있지만 마일드 화염의 형성에는 아직까지 많은 어려움이 있는 실정이다. 본 논문에서는 순산소 마일드 형성을 위하여 연소기 형상 및 운전조건 변화가 순산소 마일드 연소에 미치는 영향을 3차원 수치해석을 적용하여 분석하였다. 수치해석 결과 마일드 연소화염의 특징인 고온영역과 평균온도를 감소시키는 데 있어서 산화제유속 증가가 보다 효과적임을 확인하였다. 또한 외부 예열이 없는 조건에서도 최적화된 산소-연료 공급조건에서 순산소 마일드 연소화염의 형성 가능성을 확인하였고 안정적인 순산소 마일드 연소는 당량비 0.90, 연료유속 10 m/s, 산소유속 200 m/s, 노즐간 거리 33.5 mm 조건에서 보다 안정적으로 형성됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권7호
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• pp.504-512
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• 2008

The characteristics of nonpremixed oxy-fuel flame in a multi-jet burner were experimentally and numerically investigated. The overall flow rate of fuel and oxygen was fixed, and the oxygen feeding ratio (OFR) was varied by 0.25, 0.5, and 0.75. The results of numerical simulation were compared with the measured results which are temperature profile and direct flame observation. The probability density function (PDF) model was applied accounting to the description between turbulence and chemistry, and standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model was used for turbulent flow field. Equilibrium assumption is very reasonable due to fast chemistry of the oxy-fuel combustion. Thus, the equilibrium calculation based on Gibbs free energy minimization was guaranteed to generate the solution of the oxy-fuel combustion. The result was obtained by numerical simulation. The predicted radial temperature profiles were in good agreement with the measured results. The flame length was shorten and was intensified with the decrease of OFR because the mixture of fuel and oxidizer are fast mixed and burnt. The maximum temperature became lower as the OFR increased, as a consequence of large flame surface area.

• 한국연소학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-11
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• 2013

The oxy-fuel combustion is $CO_2$ capture technology that uses mixture of pure $O_2$ and recirculated exhaust as oxidizer. Currently some Oxy-fuel power plants demonstration project is underway in worldwide. Meanwhile research project for converting 125 MWe Young-Dong power plant to 100 MWe oxy-fuel power plants is progress. In this paper, 1 D process analytical approach was applied for conducting process design and operating parameters sensitivity analysis for oxy-fuel combustion of Young-Dong power plant. As a result, appropriate gas recirculation rates was 74.3% that in order to maintain normal rating superheater, reheater steam temperature and boiler heat transfer patterns. And boiler efficiency 85.0%, CPU inlet $CO_2$ mole concentration 71.34% was predicted for retrofitted boiler. The oxygen concentration in the secondary recycle gas is predicted as 27.1%. Meanwhile the oxygen concentration 22.4% and moisture concentration 5.3% predicted for primary recycle gas. As the primary and secondary gas recirculation increases, then heat absorption of the reheater is tends to increases whereas superheater side is decreased, and also the efficiency is tends to decrease, according to results of sensitivity analysis for operating parameters. In addition, the ambient air ingression have a tendency to lead to decline of efficiency for boiler as well as decline of $CO_2$ purity of CPU inlet.