미분탄 순산소 연소는 기존의 연소 방법과는 달리 산화제로 O2/CO2를 사용함으로써 NOx의 발생을 감소시킬 수 있으며, 고농도의 CO2를 쉽게 회수 할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. NOx의 배출저감을 위한 기술로는 로 내에서의 재연소(reburning), 단계(staging) 연소등이 있으며, 후처리 NOx 저감기술로는 SCR, SNCR등이 있다. 그러나 이러한 기술들은 비용이 비싸다는 단점이 있으며, 미분탄 순산소 연소조건에서는 화염 안정성이 감소하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 화염의 안정성과 밀접한 관련을 가지는 화염전파속도에 대해 미분탄 순산소 연소에서 석탄 입자의 물성치와 주위 기체의 특성이 화염전파속도에 미치는 영향을 수치적 방법을 통하여 해석하였으며, NO 저감의 한 방법인 연소가스 재순환(Flue Gas Recirculation)에 따른 연소특성 및 NO 생성 메커니즘의 영향과 석탄을 가스화 시키는 방법에 따른 연료의 연소특성에 대해 해석하였다.
The autoignition temperature (AIT) is crucial combustible characteristics which need attention in chemical process that handle hazardous materials. The AIT, also to as minimum spontaneous ignition temperature(MSIT), is the lowest temperature of a hot surface at which the substance will spontaneously ignite without any obvious sources of ignition such as a spark or flame. The AIT may be used as combustion property to specify operating, storage, and materials handling procedures for process safety. This study measured the AITs of n-propanol+acetic acid system from ignition delay time(time lag) by using ASTM E659 apparatus. The AITs of n-propanol and acetic acid which constituted binary system were $435^{\circ}C$ and $212^{\circ}C$, respectively. The experimental AITs of n-propanol+acetic acid system were a good agreement with the calculated AITs by the proposed equations with a few A.A.D.(average absolute deviation). In the case of n-propanol and acetic acid system, the minimum autoignition temperature behavior (MAITB), which is lower than the lower AIT, is shown among the two pure substances constituting the mixture.
Laser applied combustion diagnostic techniques-laser induced fluorescence (LIF) and coherent anti-Stokes Ramann spectroscopy (CARS)-are demonstrated. The profiles of hydroxyl radical (OH) and temperature in the counterflow burner are measured and compared with the numerical results. OH radical is excited on the Q$_1$(6) line of the $A^2$$\sum^+$$\leftarrow$$X^2{\prod}$(1, 0) band transition (281.1 nm) and LIF signal is measured at the the bands of (0, 0) and (1, 1) transition (306~326 nm). Absolute OH radical is obtained by using the laser absorption technique. The quenching effects are considered. Temperature is measured using broadband CARS system. Two dimensional OH radical profile is also obtained. The profiles of OH radical and temperature are found to agree well with those of numerical calculation.
The effects of interaction between partially premixed and premixed swirl flames on CO and NOx emissions were experimentally investigated using a hybrid/dual swirl jet combustor for a micro-gas turbine. Under the condition of constant angle ($45^{\circ}$) for outer swirl vane, the angle and direction of inner swirl vane installed for a partially premixed flame were varied as main parameters with a constant fuel flow rate for each nozzle. It was found that for all conditions, CO and NOx emissions were measured below 4 ppm and 15 ppm at 15% $O_2$, respectively, in a wide range of equivalence ratio (0.6~0.9). For co-swirl flows, CO emission increased dramatically as the angle of inner swirl vane increased from $15^{\circ}$ to $45^{\circ}$ near lean-flammability limit (i.e. equivalence ratio of 0.5). On the other hand, the case of swirl $angle=45^{\circ}$ provided the lowest NOx emission at higher equivalence ratios than 0.6. For counter-swirl flows, the case of swirl $angle=45^{\circ}$ extended the lean-flammability limit but higher NOx emissions were found compared to those of co-swirl flows. These results could be inferred by interaction between (inner) partially premixed and (outer) premixed swirl flames. However, these estimations were not clear yet because there was insufficient data on turbulent flow structure and fuel-air mixing in the present experimental approach.
이중동축류 버너를 사용하여 에틸렌/프로판 및 에틸렌/메탄 혼합 연료의 매연생성 상승효과와 관련된 매연생성 메커니즘을 이해하기 위한 실험을 수행하였다. 매연체적분율, 광산란신호 및 PAH 형광신호를 측정한 결과 다음을 알 수 있었다. 에틸렌/프로판 혼합연료에서 연료공급 위치의 변화에 따른 매연생성특성의 변화는 대부분 synergistic 효과와 관련되는 것임을 알 수 있었다. 그러나 에틸렌/메탄 혼합연료의 경우 연료공급의 위치변화가 매연생성에 크게 영향을 주지 않았다. PAH 분포는 synergistic 효과에 의한 매연 생성 특성의 변화와 일관성이 없는 것이 관찰되었다. 따라서 synergistic 효과에 대한 PAH의 역할에 대한 이해가 필요함을 알 수 있었다.
Experiments were performed to investigate the melting characteristics of pellet fuel made of LDPE and PP for a waste plastic firing boiler. Pellet fuel in a burner goes through conduction, convection and radiation transferred from flame in a furnace, and complex thermo/chemical processes. To figure out effects of ambient temperature and size of pellet on melting time pellets with a diameter from 5 mm to 40 mm were made to contact high temperature flue gas generated by a LNG firing pilot burner. Though melting processes of plastics include complicated heat transfer in a burner, parameters are limited to flue gas temperature and size for the simplicity in this study. From the results, melting times of LDPE and PP with a diameter of 5mm are 63 and 62 secs respectively at 600 $^{\circ}C$ while 677 and 583 sees respectively for a diameter of 40 mm. At $900^{\circ}C$, melting times of LDPE and PP with a diameter of 5mm are 21 and 24 sees respectively while 408 and 337 secs respectively for a diameter of 40 mm. It is found that melting time of LDPE is longer than that of PP, and melting times of both in general increase with diameter of pellets. It is thought melting is dependent mostly on melting temperature of plastic. It is expected melting times obtained from the study might be taken into account in designing a pellet firing burner for a boiler
본 논문은 전력용 콘덴서의 화재메커니즘에 대하여 실제 화재사례를 근거로 상관관계를 논한 것이다. 전력용 콘덴서의 고장 메커니즘에서는 7단계, 화재 발생메커니즘은 12단계로 분류되었다. 이 중 5단계인 보호회로의 보호계전기가 동작하는 과정은 고장시와 화재발생시의 메커니즘과 동일하였다. 6단계에서부터 화재 발생메커니즘이 적용되어 전력용 콘덴서 내부의 연소현상 및 아크로 인한 가스발생으로 내부압력이 증가되어 화재 발생메커니즘 10단계에서 폭발하였음을 확인하였다. 11단계인 아크 등의 불꽃이 절연유와 함께 외부로 분출되고 2차 사고인 화재 발생으로 확대되었음을 확인하였으며 이와 같은 단계별 상관관계는 화재조사에 많은 기여를 할 수 있다.
As the environmental pollution becomes serious global problem, the regulation of emission exhausted from automobiles is strengthened. Therefore, it is very important to know how to reduce the NOx and PM simultaneously in diesel engines, which has lot of merits such as high thermal efficiency, low fuel consumption and durability. By this reason, the new concept called as Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engines are spotlighted because this concept reduced NOx and P.M. simultaneously. However, there is trade off between output and NOx in a HCCI engine. In this study, output and emission characteristics for a gasoline direct injection type HCCI engine were investigated to clarify the effects of intake air temperature, injection time and mixture formation. From these experiments, we found that the smoke was not produced when the fuel was injected earlier than BTDC 90$^{\circ}$. In addition, the output was increased because of delay of ignition time and NOx emission was decreased because of homogeneous charge of first injection in case of split injection.
The last few decades have seen drastic growth in the use of brominated flame retardants(BFRs). There is the problems of polybrominated dibenzo-p-dioxins(PBDDS) and polybrominated dibenzofurans(PBDFs) generation as by-products in combustion process of BFRs. PBDDs/PBDFs are highlighted the new pollutants of environmental contamination, recently. In this study, the 10 kinds of PBDDs/PBDFs standards were used to perform the experiments of recoveries. The analysis of PBDDs/PBDFs in soil environmental samples. was carried out. In silica gel column cleanup, PBDDs/PBDFs eluted until 80mL of n-hexane, and the recovery was obtained 73∼105%. In multi-layer silica gel column cleanup, the recovery was obtained 56∼125% with various elution solvents. In alumina clean process, the standard mixture(PBDES, PBDDs/PBDFs) eluted the first fraction of 2% dichloromethane with n-hexane in the range of 0∼100mL, PBDEs compounds eluted in the second fraction of 50% dichloromethane with n-hexane. In activated carbon column cleanup, the PBBEs eluted to the first fraction(n-hexane) and second fraction(toluene), but PBDDs/PBDFs only eluted to the second fraction. The analytical methods of PBDDs/PBDFs for soil was established based on the experimental results of the environmental samples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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