Kim, Kwan-Tae;Kang, Hee-Seok;Lee, Dae-Hoon;Song, Young-Hoon;Park, Jae-Eon
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.22
no.6
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pp.934-941
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2011
Characteristics of low NOx burner is investigated. Low NOx burner introduced in this paper adopts two staged combustion with plasma burner for the 1st stage combustion. Extensive parametric tests were done to figure out the effect of burner stoichiometry, staged thermal load, electric power for plasma generation. Overall NOx production by burner shows effective reduction by adopting plasma staged burner. and the aspects depends on the fuel stoichiometry of 1st stage burner or operating condition of plasma burner. It is promising to use plasma burner as an alternative tools of low NOx burner technology.
기존 Plasma Burner용 인버터 구동회로의 경우, Full Bridge Inverter를 사용하기 때문에 소자수가 많고 스위칭 손실이 큰 문제점이 있다. 본 논문은 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터를 제안한다. 기존 Full Bridge Inverter를 사용하는 Plasma Burner 구동회로의 경우에는 4개의 스위치를 사용하기 때문에 스위치 손실이 매우 크고, Heat-sink 크기가 커지는 단점이 있다. 반면 제안된 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터는 1개의 스위치를 사용하고, 스너버의 전력 손실이 최소화되기 때문에 전력 손실이 매우 작고 Heat-sink 최소화 및 고효율화가 가능한 장점을 갖는다. 본 논문에서는 제안된 Plasma Burner 구동을 위한 무손실 단일 스위치 인버터의 이론적인 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 15W급 Plasma Bunrer에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.08a
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pp.95-95
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2010
An apparatus for generating flames and more particularly the microwave plasma burner for generating high-temperature large-volume plasma flame was presented. The plasma burner was composed of micvrowave transmission lines, a field applicator, discharge tube, coal and gas supply systems, and a reactor. The plasma burner is operated by injecting coal powders into a 2.45 GHz microwave plasma torch and by mixing the resultant gaseous hydrogen and carbon compounds with plasma-forming gas. We in this work used air, oxygen, steam, and their mixtures as a discharge gas or oxidant gas. The microwave plasma torch can instantaneously vaporize and decompose the hydrogen and carbon containing fuels. It was observed that the flame volume of the burner was more than 50 times that of the torch plasma. The preliminary experiments were carried out by measuring the temperature profiles of flames along the radial and axial directions. We also investigated the characteristics for coal combustion and gasification by analyzing the byproducts from the exit of reactor. As expected, various byproducts such as hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc. were detected. It is expected that such burner cab be applied to coal gasification, hydrocarbon reforming, industrial boiler of power plants, etc.
Plasma assisted combustion is an old subject for the combustion society, but recently, the subject is refocused partly because techniques for non-thermal plasmas are progressed significantly, and partly because there are lots of applications which need to be overcome by a new reaction technology. In the present study, we have developed plasma assisted burner (plasma burner), which can be used as a heating source in a diesel particulate filter system. The burner can burn 20-60 cc/min of diesel fuel with 50 lpm of fresh air in an exhaust pipe of 2.0 liter diesel engine. Using 20 cc/min of diesel fuel, an exhaust temperature for 2.0 liter diesel engine can be raised up to around $600^{\circ}C$ for a wide range of engine speed (idle-3,000 rpm). The characteristics of the plasma burner are reported, and the possible operating mechanism of it will be discussed based on the effects of an electric field and a plasma on flames.
Plasma assisted combustion is an old subject for the combustion society, but recently, the subject is refocused partly because techniques for non-thermal plasmas are progressed significantly, and partly because there are lots of applications which need to be overcome by a new reaction technology. In the present study, we have developed plasma assisted burner (plasma burner), which can be used as a heating source in a diesel particulate filter system. The burner can bum 20 - 60 cc/min of diesel fuel with 50 lpm of fresh air in an exhaust pipe of 2.0 liter diesel engine. Using 20 cc/min of diesel fuel, an exhaust temperature for 2.0 liter disel engine can be raised up to around $600^{\circ}C$ for the range of engine speeds is idle - 3,000 rpm. The characteristics of the plasma burner are reported, and the possible operating mechanism of it will be discussed based on the effects of an electric field and a plasma on flames.
Coal-fired power plants have used oil as fuel for start-up but plasma burner is recently introduced in order to reduce costs. It provides fuel oil-free start-up. But at initial operation of Plasma burner, an increase in unburned carbon remains as still pending issue. Also research and operational standards for this problem are insufficient. In this paper, operating procedure will be proposed through analyzing the impact of unburned carbon in accordance with the Plasma arc current. It is also possible to contribute to the national plant industry by demonstrating economics of Plasma burner in commissioning coal-fired power plants.
Jo, Sungkwon;Kim, Kwan-Tae;Lee, Dae Hoon;Song, Young-Hoon
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.32
no.5
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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.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.42
no.3
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pp.139-144
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2009
A microwave plasma torch at the atmospheric pressure by making use of magnetrons operated at the 2.45 GHz and used in a home microwave oven has been developed. This electrodeless torch can be used to various areas, including industrial, environmental and military applications. Although the microwave plasma torch has many applications, we in the present work focused on the microwave plasma torch operated in pure steam and several applications, which may be used in future and right now. For example, a high-temperature steam microwave plasma torch may have a potential application of the hydrocarbon fuel reforming at one atmospheric pressure. Moreover, the radicals including hydrogen, oxygen and hydroxide molecules are abundantly available in the steam torch, dramatically enhancing the reaction speed. Also, the microwave plasma torch can be used as a high-temperature, large-volume plasma burner by injecting hydrocarbon fuels in gas, liquid, and solid into the plasma flame. Finally, we briefly report treatment of soils contaminated with oils, volatile organic compounds, heavy metals, etc., which is an underway research in our group.
A microwave plasma torch at the atmospheric pressure by making use of magnetrons operated at the 2.45 GHz and used in a home microwave oven has been developed. This electrodeless torch can be used to various areas, including industrial, environmental and military applications. Although the microwave plasma torch has many applications, we in the present work focused on the microwave plasma torch operated in pure steam and several applications, which may be used in future and right now. For example, a high-temperature steam microwave plasma torch may have a potential application of the hydrocarbon fuel reforming at one atmospheric pressure. Moreover, the radicals including hydrogen, oxygen and hydroxide molecules are abundantly available in the steam torch, dramatically enhancing the reaction speed. Also, the microwave plasma torch can be used as a high-temperature, large-volume plasma burner by injecting hydrocarbon fuels in gas, liquid, and solid into the plasma flame. Lastly, we briefly report an underway research, which is remediation of soils contaminated with oils, volatile organic compounds, heavy metals, etc.
Large-scale fuel tanks emit massive amount of hardly-combustible VOC mixtures which are light hydrocarbon species in dilution with nitrogen and carbon dioxide. We have developed a lab-scale burner to combust those VOC mixtures by use of a turbulent partially-premixed flame as a pilot flame. For a higher HC treatment ratio, the mixture gases were reformed by a rotating arc plasma device. The results showed that the nitrogen mole fraction and the injecting speed of the VOC mixture influence on the performance of the burner. It was also found that the size of the pilot flame and the power supplied to the plasma device determine the overall HC treatment ratio and the concentrations of CO and NOx in the exhaust gas.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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