Our research objectives are to determine under what conditions microalgal-based $CO_2$capture from flue gases is economically attractive. Specifically, our objective here was to select microalgae that are temperature, pH and flue gas tolerant. Microalgae were grown under five different temperatures, three different pH and five different flue gas mixtures besides 100% $CO_2$(gas concentrations that the cells were exposed to ranged 5.7-100% $CO_2$, 0-3504ppm SO$_2$, 0-328ppm NO, and 0-126ppm NO$_2$). Our results indicate that the microalgal strains tested exhibit a substantial ability to withstand a wide range of temperature (54 strains tested), pH (20 strains tested) and flue gas composition (24 strains tested) likely to be encountered in cultures used for carbon sequestration from smoke stack gases. Our results indicate that microalgal photosynthesis is a limited but viable strategy for $CO_2$capture from flue gases produced by stationary combustion sources.
Co-combustion of sludge with coal is proposed as an alternative option for sludge disposal instead of ocean dumping. Because the combustion of sludge can cause emissions of various air pollutants, it is important to understand the characteristics of sludge combustion flue gases. Especially, very few studies are found to investigate mercury emissions from the co-combustion of sludge with coal. In this study, coal and sludge samples were prepared with different mixing ratios. These samples were combusted in a bench-scale combustor, and their flue gases were analyzed. Due to higher mercury content in the sludge sample, higher mercury emissions were found with an increase in a ratio of sludge to coal. Compared to the combustion flue gas of the coal sample, higher levels of mercury oxidation were found in the combustion flue gas of the samples including sludge.
Flue gas recirculation (FGR) is a method used to control oxides of nitrogen ($NO_x$) in combustion system. The recirculated flue gases resulted in slow reaction and low flame temperatures, which in turn resulted in decreased thermal NO production. Recently, it has been demonstrated that introducing the recirculated flue gas in the fuel stream, that is, the fuel induced recirculation (FIR), resulted in a much greater reduction in $NO_x$ per unit mass of recirculated gas, as compared to introducing the flue gases in air. In the present study, the effect on $NO_x$ reduction in turbulent swirl flame in laboratory scale using FGR/FIR methods through the dilution using $N_2$ and $CO_2$. Results. show the $CO_2$ dilution is more effective $NO_x$ reduction methods because of large temperature drop due to the larger specific heat $CO_2$ compared to $N_2$. FIR is more effective to reduce $NO_x$ emission than FGR when the same recirculation ratio of dilution gas.
Flue gas recirculation (FGR) is a method widely adopted to control NOx in combustion system. The recirculated flue gas decreases flame temperature and reaction rate, resulting in the decrease in thermal NO production. Recently, it has been demonstrated that the recirculated flue gas in fuel stream, that is, the fuel induced recirculation (FIR), could enhance a much improved reduction in NOx per unit mass of recirculated gas, as compared to the conventional FGR in air. In the present study, the effect of FGR/FIR methods on NOx reduction in turbulent swirl flames by using N$_2$ and CO$_2$ as diluent gases to simulate flue gases. Results show that CO$_2$ dilution is more effective in NO reduction because of large temperature drop due to the larger specific heat of CO$_2$ compared to N$_2$ and FIR is more effective to reduce NO emission than FGR when the same recirculation ratio of dilution gas is used.
In this study an experimental investigation has been conducted to remove NOx and SO$_2$simultaneously from a combustion flue gases were consisted of NO-SO$_2$-$CO_2$-$N_2$-O$_2$([NO]o:200ppm and [SO$_2$]o:800ppm) and the injection gases used as radical source gases were NH$_3$-Ar-air and CH$_4$-Ar-air. NOx and SO$_2$removal efficiency and the other by-products were measured by Fourier Transform Infrared(FTIR) as well as SO$_2$, NOx and NO$_2$gas detectors. and SEM images after sampling. The results showed that a significant Nucleating Particle Counter(CNPC) and SEM images after sampling. The results showed that a significant aerosol particle formation was observed during a simultaneous NOx and SO$_2$removal operation in corona radical shower systems. The diameter of aerosol particles was in the range of 0.18 to 3.6${\mu}{\textrm}{m}$ with a maximum fraction of particles at particles diameter of 1${\mu}{\textrm}{m}$. The NOx removal efficiency significantly increased with increasing applied voltage and NH$_3$molecule ratio. The SO$_2$removal efficiency was not significantly effected by applied voltage and slightly increased with increasing NH$_3$molecule ratio. It could be found that it is possible to use CH$_4$for NOx and SO$_2$removal by corona radical shower systems.
순산소 연소에서 $SO_2$ 농도는 배가스의 재순환으로 인해 기존의 공기연소에 비해 3배 이상 높게 나타나고, $CO_2$ 농도와 $SO_2$ 농도가 높기 때문에 탈황현상이 기존의 공기 연소와는 다르게 나타난다. 본 연구에서는 순산소 연소조건에서 로내탈황 특성을 알아보기 위해 Drop Tube Furnace(DTF)를 이용하여, 반응온도, 유입 $SO_2$ 농도 그리고 Ca/S 비 등의 운전변수에 따른 $SO_2$ 제거효율을 측정하였으며 수분의 영향에 대해서도 알아보았다. 반응온도, 유입 $SO_2$ 농도 그리고 Ca/S 비가 증가함에 따라 $SO_2$ 제거효율은 증가하였고 유입가스 내 수분이 존재할 경우 $SO_2$ 제거효율은 약 4~6% 증가하는 것으로 나타났다.
Most of the fossil power plants firing lower grade coals are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. The poor combustion conditions are directly related to the gas flow deviation in upper furnace and convection tube-bank but a less reported issue related to in large-scale oppose wall fired boilers. In order to develop a on-line combustion monitoring system and suggest an alternative heat flux estimation method at tube bank, which is very useful information for boiler design tool and blower optimizing system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' temperature and tube metal temperature were monitored by using a spatially distributed sensors grid which located in the boiler's high temperature vestibule region. At these locations. the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. Test results showed that the flue gas monitoring method is more proper than metal temperature distribution monitoring for real time combustion monitoring because tube metal temp. distribution monitoring method is related to so many variables such as flue gas, internal flow unbalance, spray etc., Heat flux estimation at the tube bank with flue gas temp. and metal temp. data can be alternative method when tube drilling type sensor can't able to use.
Flue gas recirculation (FGR) is widely adopted to control NO emission in combustion systems. Recirculated flue gas decreases flame temperature and reaction rate, resulting in the decrease in thermal NO production. Recently, it has been demonstrated that the recirculated flue gas in fuel stream, that is, the fuel induced recirculation (FIR), could enhance much improved reduction in NO per unit mass of recirculated gas, as compared to conventional FGR in air. In the present study, the effect of dilution methods in air and fuel sides on NO reduction has been investigated numerically by using $N_2$ and $CO_2$ as diluent gases to simulate flue gases. Counterflow diffusion flames were studied in conjunction with the laminar flamelet model of turbulent flames. Results showed that $CO_2$ dilution was more effective in NO reduction because of large temperature drop due to the larger specific heat of $CO_2$ compared to $N_2$. Fuel dilution was more effective in reducing NO emission than air dilution when the same recirculation ratio of dilution gas was used by the increase in the nozzle exit velocity, thereby the stretch rate, with dilution gas added to fuel side.
[ $SO_2$ ]and NO gases that come from the flue gases of most of all industrial combustion processes are harmful to everything include person and industrial facilities. For the simplification of the environmental clean-up processes, we studied the decomposition process by microwave. The microwave can destroy molecules into elementary atoms and offers energy to the atoms to react with carbons. Since the microwave is not absorbed into quartz tube and metallic chamber, the air pollution gases can be removed with much lower energy than in the case of conventional methods. We studied the decomposition of $SO_2$ and NO gases on the carbon beds by microwave. In the microwave field, the gases can be decomposed to form other compounds, such as elementary sulfur, nitrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. It was found that CO gas is formed at higher temperature than is $CO_2$ gas, so it needs to control the bed temperature depend on products that we want to get.
Fossil power plants firing lower grade coals or equipped with modified system for NOx controls are challenged with maintaining good combustion conditions while maximizing generation and minimizing emissions. In many cases significant derate, availability losses and increase in unburned carbon levels can be attributed to poor combustion conditions as a result of poorly controlled local fuel and air distribution within the boiler furnace. In order to develop a on-line combustion tuning system, field test was conducted at operating power boiler. During the field test the exhaust gases' $O_2$, NOx and CO was monitored by using a spatially distributed monitoring grid located in the boiler's high temperature vestibule and upper convective back-pass region. At these locations, the flue gas flow is still significantly stratified, and air in-leakage is minimal which enables tracing of poor combustion zones to specific burners and over-fire air ports. using these monitored information we can improving combustion at every point within the furnace, therefore the boiler can operate at reduced excess $O_2$ and gas temperature deviation, reduced furnace exit gas temperature levels while also reducing localized hot spots, corrosive gas conditions, slag or clinker formation and UBC. Benefits include improving efficiency, reducing NOx emissions, increasing output and maximizing availability. Discussion concerning the reduction of greenhouse gases is prevalent in the world. When taking a practical approach to addressing this problem, the best way and short-term solution to reduce greenhouse gases on coal-fired power plants is to improve efficiency. From this point of view the real time optimized combustion tuning approach is the most effective and implemented with minimal cost.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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