• 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.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권5호
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• pp.526-535
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• 2016

Recently, fine dust in atmosphere have been considerably issued as a harmful element for human. Nitrogen oxide ($NO_x$) exhausted from diesel engines and power plants has been disclosed as a main source of secondary production of fine dust. In order to prevent exhausting these nitrogenous compounds into atmosphere, a treatment system with selective catalytic reduction (SCR) catalyst with ammonia as a reductant has been used in various industries. Urea solution has been widely studied to supply ammonia into a SCR catalytic reactor, safely. However, the conversion of urea solution to ammonia has several challenges, especially on a slow conversion velocity. In the present study, a fast urea conversion system including a plasma burner was suggested and designed to evaluate the performances of urea conversion and initial operation time. A designed lab-scale facility has a plasma burner, urea nozzle, mixer, and SCR catalyst which is for hydrolysis of isocyane. Flow rate of methane that is a fuel of the plasma burner was varied to control temperatures in the urea conversion facility. From experimental results, it is found that urea can be converted into ammonia using high temperature condition of above $400^{\circ}C$. In the designed test facility, it is found that ammonia can be produced within 1 min from urea injection and the result shows prospect commercialization of proposed technology in the SCR facilities.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.863-870
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• 2016

본 논문의 목적은 소듐냉각고속로(sodium cooled fast reactor, SFR)와 초임계 $CO_2$ Brayton cycle의 연계 시, 원자로 열수송 계통과 동력변환 계통의 압력 경계를 형성하는 회로인쇄형 열교환기의 경계면에 균열이 발생해 고압(약 200 bar)의 $CO_2$가 상압 수준의 액체소듐유로 측에 유입되었을 때의 물리/화학적 현상을 파악하여 열교환기 설계에 활용 가능한 실험 자료를 생산하는 것이다. 열교환기의 소듐-$CO_2$ 경계면 균열 현상은 경계면의 균열 크기에 따라 미세 균열에 의한 소듐유로막힘(plugging) 현상과 상대적으로 큰 균열에 의한 열교환기 재료손상(wastage) 현상으로 나뉜다. Plugging 실험결과, 소듐유로 직경이 3mm일 때 $CO_2$ 주입 즉시 소듐 흐름이 정지한 반면 소듐유로 직경이 5 mm일 때는 유량이 감소되기 시작하는 시점은 3 mm의 경우와 유사하게 $CO_2$ 주입 즉시 나타났지만 소듐의 흐름이 완전히 정지할 때까지는 상대적으로 오랜 시간이 소요되었다. 이러한 실험결과는 실제 열교환기의 소듐-$CO_2$ 경계면에서 미세균열이 발생했을 때, 소듐유로 직경이 3 mm로 좁을 경우 균열 발생과 동시에 해당 소듐유로가 반응생성물에 의해 막혀 해당 유로 외의 유로들로 지속적인 열교환기 운전이 가능하지만, 소듐유로의 직경이 5 mm로 넓어질 경우 소듐유로가 고체생성물에 의해 즉시 막히지 않고 생성물이 소듐유로를 따라 계통 내부를 이동하다 일정 농도 이상이 되어야 소듐유로를 막게 할 것으로 예상할 수 있는 결과이다. Wastage 실험결과, 열교환의 재질(STS316, Inconel600, G91 합금강), 운전온도($400{\sim}500^{\circ}C$), 노즐직경(0.2~0.8 mm), 시편-노즐 거리(2~6 mm)와 무관하게 고압(약 200~250 bar)의 $CO_2$ 분사에 의한 시편의 물리적 손상(erosion) 현상은 발생하지 않았다. 노즐에서의 분사되는 $CO_2$의 분사속도는 마하 0.4~0.7인 것으로 확인되었다. 본 연구의 실험결과는 열교환기 파손 대처 설계에 배경 실험 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권3호
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• pp.217-224
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• 2009

1. 여재순환장치는 사각프레임 형태로 설계 제작하였으며, 고액분리장치, 여재순환구 동축 및 날개, 압축공기 분사장치와 여재 및 액비배출장치로 구성되었다. 2. 고액분리한 돈슬러리를 장치에 투입하여 가동을 한 결과, 톱밥을 여재로 이용했을 때 $BOD_5$는 52.8, $COD_{Mn}$ 57.3, SS 26.9, T-N 71.0, T-P 30.9% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으며, 왕겨를 이용한 경우에도 톱밥과 비슷한 경향을 나타내었다. 3. 5회까지 순환시켜 침출된 액비의 비료 성분은 질소의 경우, 원슬러리에 비해 2/3 수준, 인산은 1/3 수준으로 줄어드는 경향을 나타냈으나, 칼리는 거의 변하지 않는 것으로 나타났다. 4. 침출액비의 악취 (암모니아, 황화수소)는 초기에 비해 상당한 수준으로 저감되었으며, 톱밥이 왕겨에 비해 비교적 효과가 높은 것으로 나타났다. 5. 여재순환장치 가동 전후의 돈슬러리내 미생물을 조사한 결과, 총세균과 부숙에 관여하는 것으로 추정되는 바실러스균은 증가하는 경향이었으며, 살모네라균은 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 6. 이상과 같은 결과로 볼 때, 악취저감 균질액비 생산장치를 이용하여 액비를 생산할 경우, 오염물질, 악취물질, 병원성세균 등이 감소하고, 부숙관여 유용미생물이 증가한 악취저감 균질액비 생산이 가능한 것으로 판단된다.