[논문]순산소연소조건에서 drop tube furnace를 이용한 <tex> $CaSO_4$</tex> 분해특성 연구

최욱; 최원길; 조항대; 이형근; 길상인; 박영성

[국내논문] 순산소연소조건에서 drop tube furnace를 이용한 $CaSO_4$ 분해특성 연구
A Study on the $CaSO_4$ Decomposition Characteristic Under Oxy-fuel Combustion Conditions using the Drop Tube Furnace 원문보기

최욱 (대전대학교 환경공학과) , 최원길 (한국에너지기술연구원) , 조항대 (한국에너지기술연구원) , 이형근 (한국에너지기술연구원) , 길상인 (한국기계연구원) , 박영성 (대전대학교 환경공학과)

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문제 정의

(2001) 이와 같이 순산소연소 조건하에서 석회석을 사용하는 로내탈황에서 CaSO₄ 분해반응은 탈황효율과 석회석의 이용에 있어서 중요한 요인이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 순산소연소 조건에서 DTF(Drop tube furnace)를 이용하여 반응온도, CO₂, O₂, SO₂ 농도 등을 포함한 다양한 실험 조건하에 CaS0₄의 분해반응의 전환율을 측정하고 반응속도를 고찰함으로써 CaSO₄ 분해가 순산소연소 조건하에서의 로내 탈황반응에 미치는 영향을 파악하고자 하였다.

제안 방법

순산소연소 조건하에서 로내 건식탈황과 CaSO₄의 분해특성이 탈황반응에 미치는 영향을 고찰하기 위한 DTF(Drop tube furnace) 장치를 구성하였다. 실험장치의 주요 부분은 고온 건실 탈황반응과 분해반응이 일어나는 DTF와 가스 공급 및 분석장치, 반응물포집장치, 데이터 처리장치로 구성되어 있다.
DTF내에서 반응된 가스는 Sample conditioner(우리환경 기술, Model: We-GSC4p)에서 수분과 분진이 제거된 후 분석장치로 보내어 진다. 그리고 각각의 가스농도는 가스 분석기(Simens, Model: Ultramat 23)를 이용하여 연속적으로 실시간 측정된다. SO₂ 가스와 흡수제인 석회석이 반응하여 생성된 입자상물질은 포집장치의 하부에 부착된 포집병으로 낙하되어 포집된다.

대상 데이터

의 분해특성이 탈황반응에 미치는 영향을 고찰하기 위한 DTF(Drop tube furnace) 장치를 구성하였다. 실험장치의 주요 부분은 고온 건실 탈황반응과 분해반응이 일어나는 DTF와 가스 공급 및 분석장치, 반응물포집장치, 데이터 처리장치로 구성되어 있다. 황산칼슘 분말 공급장치(화인테크닉스, Model: ROVO Feeder)를 이용하여 분말 상태의 황산칼슘을 운반가스(Carrier gas)와 함께 반응기 내부로 공급하였고, 운반가스는 반응가스의 주요 성분인 CO₂ 가스를 이용하였다.
실험장치의 주요 부분은 고온 건실 탈황반응과 분해반응이 일어나는 DTF와 가스 공급 및 분석장치, 반응물포집장치, 데이터 처리장치로 구성되어 있다. 황산칼슘 분말 공급장치(화인테크닉스, Model: ROVO Feeder)를 이용하여 분말 상태의 황산칼슘을 운반가스(Carrier gas)와 함께 반응기 내부로 공급하였고, 운반가스는 반응가스의 주요 성분인 CO₂ 가스를 이용하였다. 순산소연소 조건하의 연소가스 조성을 모사하기 위해 O₂, CO₂, SO₂, 가스를 MFC(Mass flow Controller, Model; 5850E)로 공급하고 혼합하여 모사가스를 제조하였다.
황산칼슘 분말 공급장치(화인테크닉스, Model: ROVO Feeder)를 이용하여 분말 상태의 황산칼슘을 운반가스(Carrier gas)와 함께 반응기 내부로 공급하였고, 운반가스는 반응가스의 주요 성분인 CO₂ 가스를 이용하였다. 순산소연소 조건하의 연소가스 조성을 모사하기 위해 O₂, CO₂, SO₂, 가스를 MFC(Mass flow Controller, Model; 5850E)로 공급하고 혼합하여 모사가스를 제조하였다. 모사가스는 예열기를 거쳐 DTP의 상부로 공급된다.
DTF의 가열부는 sic 발열체로 3단으로 구성되어있으며 각각의 독립적인 제어가 가능하다. DTF의 외형적인 크기는 각각 가로 500 mm, 세로 500 mm, 그리고 높이 1,200 mm이고 두께는 5 mm로 구성되어 있다. DTF내에서 반응된 가스는 Sample conditioner(우리환경 기술, Model: We-GSC4p)에서 수분과 분진이 제거된 후 분석장치로 보내어 진다.

성능/효과

그림 3은 O₂ 농도에 따른 CaSO₄의 분해반응 결과를 나타낸 것으로 유입유량 8 L/min에서 O₂ 농도 0~20%로 변화시키며 SO₂ 농도 2,400 ppm, CO₂=80%, 반응온도는 1,200~1,250℃로 O₂ 농도 20%에서 농도가 감소할수록 CaSO₄의 반응속도가 증가됨을 확인할 수 있다. O₂의 농도의 감소는 CaSO₄의 분해에 긍정적인 영향을 미치며 따라서 탈황반응시 O₂의 농도가 감소하게 되면 탈황효율에도 부정적인 영향을 미친다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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