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문제 정의
- 본 연구에서 SO2 의 배출은 홉착제를 주입하지 않고 공기량변화와 유동충온도에 대한 특성올 고찰하였다. Fig.
제안 방법
- 유동화공기의 속도는 대개 최소유동화속도의 5배이상으로 결정한다. 본 실험의 경우 실제 가압유동층연소로에서 적용되고 있는 lm/s플기준하여 0.9-1.3m/s로 조업하였다. 과잉공기율은 5-35%, 실험온도의 범위느 850- 950℃로 변화하였다.
- Air box에서 측정한 온도를 보면 연소된 LPG로 온도가 4501C 까지 상승하다가 갑자기 급상승하였는데 이 지점이 석탄을 공금한 시점이며, plenum 의 온도가 720笆까지 상숭하다가 갑자기 하강하였는데 이것은 LPG의 공급을 중단한 시점이다. 석탄이 연소되느 연소로의 층온도(높이 0.75m)를실험운도로 설정하여 실험을 수행하였다. 연소로의 높이 0.
- 과잉공기율은 5-35%, 실험온도의 범위느 850- 950℃로 변화하였다. 실험온도는 석탄이 유동하면서 연소하는 유동 충의 온도를 일컫는데 본 실험에서는 공기분배기로부터 높이 0.75m점에 설치된 열전대의 온도로 지정하고 실험을 수행하였다.
- 연소중 공해물질의 배출특성을 측정하기 위한 연소가스채취구는 연소로의 압력이 대기압으로 강하된 소음기의 후단에서 채취한다. 채취된 가스는 미세한 필터를 통하여 분진을 포집 하고 배가스 분석은 와 CO2(Ultramat23, SIEMENS), CO(48H, TE Instruments), SO2 와 NOx (42C, TE Instruments), NaO(46H, TE Instruments) 뚱을 분석하였다.
대상 데이터
- 유동층내에서 연소효율은 주입되는 석탄중에 연소되지 않는 석탄이 bed ash, fly ash 및 배가스의 C。로 배출되는 양으로부터 계산한다. 각실험조건마다의 연소효율을 계산하기 위하여 하나의 실험조건에 2시간동안 연속적인 운전을 퉁 하여 얻어진 층회분(bed ash)과 사이클론에서 포집된 회분(fly ash)에 대하여 중량올 측정하고 시료를 채취한다. 공업분석기에서 측정된 회분 중에 미연 분의 양과 운전중에 배가스분석기로부터 측정된 일산화탄소의 양으로 결정하였는데 식 (8) 과 같이 계산할 수 있다.
- 1은 가압유동층 연소실험장치의 공정 개략도를 나타낸다. 실험장치는 연료 및 공기의 공급 부문과 연소로부문 그리고 배 가스 처리 부문으로 구성되어 있다. 연료인 석탄과 석회석의 공급은 screw feeder에 의하여 정량화 되어 연소로의 하부(공기분배기로부터 높이 0.
- 층 (bed)은 분배기와 접해 있는 부분은 직경 0.17m 으로 二L리고 높이 2m에 이르면 0.25m으로 확장 되는 tapered bed 이 고, freeboard는 직경 0.25m, 높이 3m이며, 총 연소로 높이는 5m이다. 연소로는 내화재와 단열재로 구성되고 압력시일을 위하여 탄소강판의 압력용기로 둘러 싸여 있다.
성능/효과
- 1) 과잉공기율이 중가하면 연소효율은 증가하고, 압력 6기압, 층높이 2m에서 연소효율은 99% 이상을 얻을 수 있다.
- 2) 일산화탄소논 과잉공기 15%이상에서 규제치 범위 내에서 배출농도를 얻을 수 있匸}.
- 3) 황산화물의 배출은 과잉공기율이 증가하면 감소하고 연소로 층 온도가 증가하면 증가하여규세치를 상회하여 배출되므로 홉착제를 사용하여 탈황하여 야 한다.
- 4) 질소산화물의 배출은 과잉공기율이 증가하면 증가하고, 과잉공기 20%이하에서는 연소로 의총 온도의 변화에 증가폭이 적지만, 그 이상에서는 층온도의 증가에 따라 점차석으로 증가함을 보인다.
- 5) 아산화질소는 과잉공기율의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내고 질소산화물의 10% 범위에서 배출된다.
- 아산화질소의 배출은 lOppm이하로 :1 농도가 매우 적으며 과잉공기 5%부근에서 2ppm정도이었으나 35%부근에서는 lOppm이상을 나다내 아산화질소의 농도는 NOx 의 농도와 마찬가지로 과잉공기율이 증가하면 중가하는 것으로 나다났다. 가압유동층에서 MO의 발생은 연소온도가 증가에 따라 감소하고, 과잉공기가 중가하면 증가하는 것으로 보고되고 있 다。。) 본 연구에서 nq의 배출농도는 NOx 배출 농도의 10%정도를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 유동총온도 증가에 따라 NQ는 약간 감소하는 경향으로 나타났다.
- CO의 농도는 과잉공기을 12%이하와 연소온도 900P 이하에서는 규세치 이상으로 배출됨을 보이고 있다. 그러나 과잉공기율 12%에서 lOOppm 정도로 배출되고, 과잉공기율이 증가함에 따라 점차적으로 lOppm까지 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 과잉공기가 증가함에 따라 불완전 연소되는 탄소분의 양이 감소할 뿐 아니라 일산화탄소도 완선연소되기 때문이다.
- 8은 과잉공기율을 5%에서 35%까지 변화하면서 NOx의 배출농도를 고찰한 것이다. 본 실험 결과 NOx의 발생은 과잉공기가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 과잉공기율 5% 부근에서 NOx의 농도가 10-30ppm에 분포하였으나 과잉 공기율이 증가하면서 계속적으로 증가하여 35% 부근에서는 80ppm에 이르고 있음을 보여주고 있다.
- 5% 이상을 얻었다. 본 연구에서 연소 효율에 미치는 인자는 연소압력, 유동층의 은도, 층높이 二[리고 CO의 배촐농도라고 할 수 있다. 유동 충 내부온도가 상숭함에 따라 석탄의 연소속도가 증가하기 때문에 연소;호율은 증가하게 된다.
- 연소효율을 결정하는 인자로는 반응온도, 압력, 산소농도, 석탄의 물성, 입자의 체류시간, 연소로 내부에서 고체입자의 흔합정도, 전열관과의 열전달 등 많은 인자가 있다. 본 연구에서 연소효율은 99.5% 이상을 얻었다. 본 연구에서 연소 효율에 미치는 인자는 연소압력, 유동층의 은도, 층높이 二[리고 CO의 배촐농도라고 할 수 있다.
- 10에 과잉공기율의 변화에 따른 아산화질소의 배출특성을 나타냈다. 아산화질소의 배출은 lOppm이하로 :1 농도가 매우 적으며 과잉공기 5%부근에서 2ppm정도이었으나 35%부근에서는 lOppm이상을 나다내 아산화질소의 농도는 NOx 의 농도와 마찬가지로 과잉공기율이 증가하면 중가하는 것으로 나다났다. 가압유동층에서 MO의 발생은 연소온도가 증가에 따라 감소하고, 과잉공기가 중가하면 증가하는 것으로 보고되고 있 다。。) 본 연구에서 nq의 배출농도는 NOx 배출 농도의 10%정도를 차지하고 있는 것으로 나타났다.
- 또 보통 상압조건에서 95%의 연소효율“"보다 높은 이유는 연소로내 압럭의 증가로 산소의 분압이 중가하였기 때문이다. 층물질이 유동하고 있는 쳥높이가 2m로 높기 때문에 기체-고체간에 접촉하는 체류시간이 증가하여 높게 나타난 것으로 볼 수 있다, 또 CO의 배출농도가 늪을 경우 연소효율은 감소하는 것으로 나타났다. 대부분 상업용 가압유동층연소는 1.
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