가스 대신 순수한 물을 수증기로 변환해 발생되는 스팀 플라즈마토치는 새로운 개념의 플라즈마라고 할 수 있다. 스팀 플라즈마 안에서 물 분자는 이온화 되며, H, OH, O 등의 여러 가지 라디칼과 O2, H2 등의 분자도 생성된다. 생성된 라디칼 및 원자를 이용하여 Optical Emission Spectroscope (OES)를 통한 진단이 가능하다. 스팀 플라즈마의 중심부 온도는 6000 K 이상 이었으며, 스팀 플라즈마의 개발로 기술의 ...
가스 대신 순수한 물을 수증기로 변환해 발생되는 스팀 플라즈마토치는 새로운 개념의 플라즈마라고 할 수 있다. 스팀 플라즈마 안에서 물 분자는 이온화 되며, H, OH, O 등의 여러 가지 라디칼과 O2, H2 등의 분자도 생성된다. 생성된 라디칼 및 원자를 이용하여 Optical Emission Spectroscope (OES)를 통한 진단이 가능하다. 스팀 플라즈마의 중심부 온도는 6000 K 이상 이었으며, 스팀 플라즈마의 개발로 기술의 최적화 및 응용에 따른 경제적 파급효과가 대단할 것으로 기대된다. 2.45 GHz와 비교하여 915 MHz 전자파는 도파관을 기준으로 플라즈마를 확장시킨다. 내부 직경이 80 mm인 방전관 안에서 소용돌이 가스에 의해 플라즈마 화염이 안정적으로 지속되었다. 플라즈마 형성 가스로 150 lpm의 공기를 주입하고, 20 kW의 전자파 전력에서 직경과 길이는 각각 650 mm와 1300 mm 였으며, 안정적인 불꽃 기둥 모양을 보여주었다. 스팀 플라즈마 토치는 재료 처리 시 촉매가 필요 없을 만큼 활성종을 다량 포함하므로 화학 반응 속도를 향상시킬 수 있다. 미분탄은 평균 입자 크기가 70 μm 이며, 재와 수분의 함량이 38.12 %인 인도네시아 갈탄을 4 kW의 전자파 전력의 스팀 플라즈마 토치에 직접 분사하였다. 석탄과 스팀의 비율이 1.36인 상태에서 합성 가스의 상대 농도는 H2 48 %, CO 23 %, CO2 25 %, CH4 4 % 였다. 석탄과 스팀의 비율을 증가시켜도 CO2의 농도는 크게 줄지 않았으며, 이는 저급 석탄이 스팀 플라즈마 토치에서 가스화가 잘 이루어지는 것을 의미 한다. 저급 석탄의 가스화 연구에 있어서 가스화기 내부 온도가 가스화에 미치는 영향을 연구하였다. 500 kWth 가스화기의 용량은 1145 리터이며, 두 개의 전자파 스팀 플라즈마가 장착된 소용돌이 형태의 가스화기를 이용하였다. 석탄의 부분 산화에 의한 합성 가스의 추가적인 가열로 가스화기의 내벽 온도를 1200 °C에서 1700 °C로 높일 수 있었다. 열량이 4640 kcal/kg 이며 재와 수분의 함량이 33.17 %인 인도네시아 갈탄을 사용하였으며, 3가지 다른 온도 구간에서 연구되었다. 각 구간 1, 2, 3의 평균온도는 1220 °C, 1480 °C, 1650 °C 였다. 탄소 전환율과 냉가스 효율은 가스화기의 내벽 온도가 1220 °C에서 1650 °C로 변화할 때 크게 증가하는 경향을 보였다. 평균온도가 1650 °C인 구간 3에서 탄소 전환율은 거의 100 % 였으며, 냉가스 효율과 합성가스 총 열량은 약 84 %와 500 kW 였다. 1.5 MWth 가스화기에서의 대기압 플라즈마 토치를 이용한 석탄 가스화 실험을 진행하였다. 4대의 915 MHz 전자파 시스템이 상부와 하부에 설치되어 있으며, 각 토치는 가스화기의 둥근 벽면에 접선 방향으로 연결되어 있다. 총 230 kg/hr의 미분된 석탄이 주입되었고, 플라즈마 파워는 총 80 kW 였다. H2 20.7 %, CO 37.6 %, CO2 9.9 %의 합성가스가 생성되었으며 냉가스 효율과 카본 전환율은 각 73.8 %와 85.6 %, 평균 온도는 약 1500 °C 였다.
가스 대신 순수한 물을 수증기로 변환해 발생되는 스팀 플라즈마 토치는 새로운 개념의 플라즈마라고 할 수 있다. 스팀 플라즈마 안에서 물 분자는 이온화 되며, H, OH, O 등의 여러 가지 라디칼과 O2, H2 등의 분자도 생성된다. 생성된 라디칼 및 원자를 이용하여 Optical Emission Spectroscope (OES)를 통한 진단이 가능하다. 스팀 플라즈마의 중심부 온도는 6000 K 이상 이었으며, 스팀 플라즈마의 개발로 기술의 최적화 및 응용에 따른 경제적 파급효과가 대단할 것으로 기대된다. 2.45 GHz와 비교하여 915 MHz 전자파는 도파관을 기준으로 플라즈마를 확장시킨다. 내부 직경이 80 mm인 방전관 안에서 소용돌이 가스에 의해 플라즈마 화염이 안정적으로 지속되었다. 플라즈마 형성 가스로 150 lpm의 공기를 주입하고, 20 kW의 전자파 전력에서 직경과 길이는 각각 650 mm와 1300 mm 였으며, 안정적인 불꽃 기둥 모양을 보여주었다. 스팀 플라즈마 토치는 재료 처리 시 촉매가 필요 없을 만큼 활성종을 다량 포함하므로 화학 반응 속도를 향상시킬 수 있다. 미분탄은 평균 입자 크기가 70 μm 이며, 재와 수분의 함량이 38.12 %인 인도네시아 갈탄을 4 kW의 전자파 전력의 스팀 플라즈마 토치에 직접 분사하였다. 석탄과 스팀의 비율이 1.36인 상태에서 합성 가스의 상대 농도는 H2 48 %, CO 23 %, CO2 25 %, CH4 4 % 였다. 석탄과 스팀의 비율을 증가시켜도 CO2의 농도는 크게 줄지 않았으며, 이는 저급 석탄이 스팀 플라즈마 토치에서 가스화가 잘 이루어지는 것을 의미 한다. 저급 석탄의 가스화 연구에 있어서 가스화기 내부 온도가 가스화에 미치는 영향을 연구하였다. 500 kWth 가스화기의 용량은 1145 리터이며, 두 개의 전자파 스팀 플라즈마가 장착된 소용돌이 형태의 가스화기를 이용하였다. 석탄의 부분 산화에 의한 합성 가스의 추가적인 가열로 가스화기의 내벽 온도를 1200 °C에서 1700 °C로 높일 수 있었다. 열량이 4640 kcal/kg 이며 재와 수분의 함량이 33.17 %인 인도네시아 갈탄을 사용하였으며, 3가지 다른 온도 구간에서 연구되었다. 각 구간 1, 2, 3의 평균온도는 1220 °C, 1480 °C, 1650 °C 였다. 탄소 전환율과 냉가스 효율은 가스화기의 내벽 온도가 1220 °C에서 1650 °C로 변화할 때 크게 증가하는 경향을 보였다. 평균온도가 1650 °C인 구간 3에서 탄소 전환율은 거의 100 % 였으며, 냉가스 효율과 합성가스 총 열량은 약 84 %와 500 kW 였다. 1.5 MWth 가스화기에서의 대기압 플라즈마 토치를 이용한 석탄 가스화 실험을 진행하였다. 4대의 915 MHz 전자파 시스템이 상부와 하부에 설치되어 있으며, 각 토치는 가스화기의 둥근 벽면에 접선 방향으로 연결되어 있다. 총 230 kg/hr의 미분된 석탄이 주입되었고, 플라즈마 파워는 총 80 kW 였다. H2 20.7 %, CO 37.6 %, CO2 9.9 %의 합성가스가 생성되었으며 냉가스 효율과 카본 전환율은 각 73.8 %와 85.6 %, 평균 온도는 약 1500 °C 였다.
The aim of this research has been to develop a steam plasma torch and a coal gasification to produce electricity. A pure steam plasma torch powered by 2.45 GHz / 915 MHz microwaves can be generated by injecting steam into a discharge tube as swirl gas at a temperature higher than 150 C. The torch c...
The aim of this research has been to develop a steam plasma torch and a coal gasification to produce electricity. A pure steam plasma torch powered by 2.45 GHz / 915 MHz microwaves can be generated by injecting steam into a discharge tube as swirl gas at a temperature higher than 150 C. The torch can be used in various ways. One example is as hydrogen for fuel cells. The temperature measurement of the torch has two distinct regions: a bright, whitish high temperature plasma zone and a reddish dimmer relatively low-temperature flame. This analysis indicates efficient disintegration of water molecules that can be confirmed by analytical estimates and experimentally measured data. Experiments leading to increased volume and power have produced large electrode-less plasmas by using 915 MHz microwaves from a magnetron. In comparison with 2.45 GHz microwaves, a 915 MHz microwave source creates enlarged plasma based on waveguide. The plasma flames are sustained and stabilized in a discharge tube with an inner diameter of 80 mm by swirl gas flows. The next step has been to investigate coal gasification using pure steam plasma torch. The plasma creates a highly active chemical, enhancing the chemical reaction rate. Brown coal from Indonesia, with ash and moisture content of 38.12 %, was injected into the steam plasma torch with microwave power of 4 kW. During the experiment, the relative concentration of synthetic gases was at a ratio of 1.36 of coal to steam. This meant 48 % of hydrogen, 23 % of carbon monoxide, 25 % of carbon dioxide and 4 % of methane. The increase in the ratio of coal to steam did not reduce carbon dioxide concentration. We also learned that a low-grade coal gasifies well in the steam plasma torch. Then influence of the gas temperature on the gasification of a low-grade coal was studied. A swirl-type gasifier was equipped with two microwave steam plasma torches, and the gas temperature was raised in the reaction chamber of 1145 liters. With the additional heating of the synthetic gas by partial oxidation of the coal, the inner-wall temperature in the gasifier rose from 1200 C to 1700 C. Indonesian brown coal, with calorific value of 4640 kcal/kg and ash and moisture content of 33.17 %, used for gasification and observed in three different temperature zones. The average temperature of the each zone was 1220 C at zone 1, 1480 C at zone 2, and 1650 C at zone 3. Using the same input operation, the gasification performance was seen to be significantly different due to the temperatures. The carbon conversion rate and cold gas efficiency increased dramatically as the inner wall temperature of the gasifier increased from 1200 C to 1650 C. The carbon conversion rate at zone 3, with its average temperature of 1650 C, was nearly 100 %, ensuring a complete gasification of carbons in low-grade coal with high ash content. The cold gas efficiency, η = 0.84 at zone 3, with T = 1650 C is very high in a relatively small gasifier like the experiment used here. The total calorific value of the synthetic gas was 500 kW at zone 3. This study is an investigation of the 1.5 MWth gasification of coal in an atmospheric torch operating at 915 MHz microwave. To do this, we designed and built a compact power plant for our experiment. Fine powdered coal, used in the experiment, was delivered into the torch through a feeder. First, four 915 MHz microwave system sets were mounted on the upper and lower sections of the 1.5 MWth gasifer. Then upper and lower plasma torches were installed so as to be tangential to the cylindrical gasifier sidewall. A swirl flow from the upper to the lower section occurred, generating longer particles than those produced in the gas stream. At a rate of 230 kg/h, coal particles were injected into the plasma torches at a total microwave power of 80 kW. The resulting concentrations of the synthetic gases were: 20.7 % hydrogen, 37.6 % carbon monoxide, and 9.9 % carbon dioxide. Cold gas efficiency and carbon conversion rates were observed to be 78 % and 85.6 % with 1500 C for the average temperature, respectively. This research is important for populations not yet reached by modern technology. These are populations without electricity, and this means without heat, refrigeration, telephones, or TV. We have taken an important step in bringing technology to these areas. We have developed a steam plasma torch that can bring light into the places without electricity.
The aim of this research has been to develop a steam plasma torch and a coal gasification to produce electricity. A pure steam plasma torch powered by 2.45 GHz / 915 MHz microwaves can be generated by injecting steam into a discharge tube as swirl gas at a temperature higher than 150 C. The torch can be used in various ways. One example is as hydrogen for fuel cells. The temperature measurement of the torch has two distinct regions: a bright, whitish high temperature plasma zone and a reddish dimmer relatively low-temperature flame. This analysis indicates efficient disintegration of water molecules that can be confirmed by analytical estimates and experimentally measured data. Experiments leading to increased volume and power have produced large electrode-less plasmas by using 915 MHz microwaves from a magnetron. In comparison with 2.45 GHz microwaves, a 915 MHz microwave source creates enlarged plasma based on waveguide. The plasma flames are sustained and stabilized in a discharge tube with an inner diameter of 80 mm by swirl gas flows. The next step has been to investigate coal gasification using pure steam plasma torch. The plasma creates a highly active chemical, enhancing the chemical reaction rate. Brown coal from Indonesia, with ash and moisture content of 38.12 %, was injected into the steam plasma torch with microwave power of 4 kW. During the experiment, the relative concentration of synthetic gases was at a ratio of 1.36 of coal to steam. This meant 48 % of hydrogen, 23 % of carbon monoxide, 25 % of carbon dioxide and 4 % of methane. The increase in the ratio of coal to steam did not reduce carbon dioxide concentration. We also learned that a low-grade coal gasifies well in the steam plasma torch. Then influence of the gas temperature on the gasification of a low-grade coal was studied. A swirl-type gasifier was equipped with two microwave steam plasma torches, and the gas temperature was raised in the reaction chamber of 1145 liters. With the additional heating of the synthetic gas by partial oxidation of the coal, the inner-wall temperature in the gasifier rose from 1200 C to 1700 C. Indonesian brown coal, with calorific value of 4640 kcal/kg and ash and moisture content of 33.17 %, used for gasification and observed in three different temperature zones. The average temperature of the each zone was 1220 C at zone 1, 1480 C at zone 2, and 1650 C at zone 3. Using the same input operation, the gasification performance was seen to be significantly different due to the temperatures. The carbon conversion rate and cold gas efficiency increased dramatically as the inner wall temperature of the gasifier increased from 1200 C to 1650 C. The carbon conversion rate at zone 3, with its average temperature of 1650 C, was nearly 100 %, ensuring a complete gasification of carbons in low-grade coal with high ash content. The cold gas efficiency, η = 0.84 at zone 3, with T = 1650 C is very high in a relatively small gasifier like the experiment used here. The total calorific value of the synthetic gas was 500 kW at zone 3. This study is an investigation of the 1.5 MWth gasification of coal in an atmospheric torch operating at 915 MHz microwave. To do this, we designed and built a compact power plant for our experiment. Fine powdered coal, used in the experiment, was delivered into the torch through a feeder. First, four 915 MHz microwave system sets were mounted on the upper and lower sections of the 1.5 MWth gasifer. Then upper and lower plasma torches were installed so as to be tangential to the cylindrical gasifier sidewall. A swirl flow from the upper to the lower section occurred, generating longer particles than those produced in the gas stream. At a rate of 230 kg/h, coal particles were injected into the plasma torches at a total microwave power of 80 kW. The resulting concentrations of the synthetic gases were: 20.7 % hydrogen, 37.6 % carbon monoxide, and 9.9 % carbon dioxide. Cold gas efficiency and carbon conversion rates were observed to be 78 % and 85.6 % with 1500 C for the average temperature, respectively. This research is important for populations not yet reached by modern technology. These are populations without electricity, and this means without heat, refrigeration, telephones, or TV. We have taken an important step in bringing technology to these areas. We have developed a steam plasma torch that can bring light into the places without electricity.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.