초록 ▼

유동층 연소법은 다른 연소방법에 비해 층내 혼합효과가 크고 공기와 연료간의 접촉효과가 양호하며, 높은 열전달율을 얻을 수 있어 저열량 무연탄이나 각종 저품위 연료를 운전상의 큰 어려움없이 연소시킬 수 있다. 그러나 유동층 연소로에서 무연탄이나 고형 폐기물을 연소시킬 경우, 유동화 공기에 의해 미연소분을 함유한 미세입자가 다량 비산유출되므로 인해 연소효율이 낮아지는 등의 문제점을 해결해야 할 과제중의 하나이다.
최근에 유동층 연소로에서 미세입자의 비산유출량을 감소시키고 연소효율을 증진시키기위해 새로운 개념의 2단 선회류 유동층

유동층 연소법은 다른 연소방법에 비해 층내 혼합효과가 크고 공기와 연료간의 접촉효과가 양호하며, 높은 열전달율을 얻을 수 있어 저열량 무연탄이나 각종 저품위 연료를 운전상의 큰 어려움없이 연소시킬 수 있다. 그러나 유동층 연소로에서 무연탄이나 고형 폐기물을 연소시킬 경우, 유동화 공기에 의해 미연소분을 함유한 미세입자가 다량 비산유출되므로 인해 연소효율이 낮아지는 등의 문제점을 해결해야 할 과제중의 하나이다.
최근에 유동층 연소로에서 미세입자의 비산유출량을 감소시키고 연소효율을 증진시키기위해 새로운 개념의 2단 선회류 유동층 연소법이 개발되었다. 본 연구에서는 새로이 고안된 2단 선회류 유동층 연소로의 기본적인 연소 특성을 파악하기위해 저열량 무연탄 연소실험을 행하였으며, 또한 고형 폐기물 연소에의 적용가능성 검토를 위한 기초자료를 얻기위해 paper sludge와 폐 페놀수지분말의 연소실험을 행하였다.
본 연소실험에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 하단 유동층으로부터 비산유출되는 미연 미세입자의 일부는 상단 freeboard부에서 발생되는 선회류 효과에 의해 연소가스로 부터 분리되어 상단 유동층내로 떨어져 재연소가 일어나고, 연소가스에 함유되어 비산유출되는 미세입자는 선회기류를 따라 움직이므로 로내 체류시간이 길어진다.
2) 2단 선회류 유동층 연소로는 단단 유동층 연소로에 비해 미세입자의 비산유출량이 낮으며, 연소들의 각 부분에서 배출된 회재중의 가연성분 함량 역시 감소하였다. 따라서 2단 선회류 유동층 연소로에서는 동일 크기의 단단 유동층 연소로보다 높은 연소효율을 나타냈다.
3) paper sludge의 연소에 있어, paper sludge 입자와 층매질간의 밀도차에 의한 층내 분급현상이 나타나므로 인해 유동층내의 온도분포는 균일하지 않았다.
4) 무연탄과 paper sludge의 연소시 CO 배출농도는 각각 350ppm, 100ppm 이하로 낮았으며, 폐 페놀수지분말의 연소시 배기가스중의 페놀 가스는 검출되지 않았다.

Abstract ▼

It is well known that fluidized bed combustions are capable of burning extremely low grade coal and various fuels owing to intensive mixing, effective air-fuel contact and high heat trasfer rates. However, some problems still remain in high ash anthracite coal and solid \\astes combustion. One of th

It is well known that fluidized bed combustions are capable of burning extremely low grade coal and various fuels owing to intensive mixing, effective air-fuel contact and high heat trasfer rates. However, some problems still remain in high ash anthracite coal and solid \\astes combustion. One of the most important problems is that a large amount of fine particles containing high quantities of unburnt fuel is elutriated from the combustor, therefore resulting in a decreased combustion efficiency.
A new combustion technique, called the Tow-Stage Swirl-Flow Fluidized Bed Combustion Process, has been recently developed to improve the combustion efficiency and to reduce the elutriation of fines. In this study, in order to investigate the combustion characteristics of a Tow-Stage Swirl-flow Fluidized Bed Combustor(TSSF-FBC), combustion experiments of low-grade anthracite coal are performed. Combustion experiments are also carried out to obtain the fundamental data for application of the TSSF-FBC to the incineration of solid wastes.
The experimental results obtained from the study are as follows.
l) A part of unburnt fines entrained from the loner bed are separated from the gas stream due to the swirling effect in the upper stage freeboard of the combustor, and eventually settled down on the upper bed and burnt by secondary air. Further, the non-separated remainder has a long residence time as it moves along the swirling flow.
2) The elutriation rates of fines in the TSSF-FBC are lower than those in the single-stage FBC. Further, the combustible contents of the ash in the outflow streams are also reduced. Therefore, the combustion efficiency of the TSSF-FBC is enhanced compared with that of the single-stage FBC under the same operating conditions.
3) In the combustion of paper sludge wastes, temperature distribution within the fluidized bed is not uniform due to the segregation by density difference between bed materials and paper sludge.
4) CO emission levels for anthracite coal and paper sludge combustion are lowered to less than 350ppm and 100ppm, respectively. Gaseous phenol is not detected in the gas outlet stream during the combustion of phenol resin san dust.

목차 Contents

• 1. 서론...10
• 1.1 연구배경 및 목적...10
• 1.2 연구내용 및 범위...13
• 1.2.1 연료특성 조사...14
• 1.2.2 2단 선회류 유동충 연소장치의 연소특성...14
• 1.2.3 2단 선회류 유동충 연소장치에서 고형폐기물의 연소특성...14
• 2. 2단 선회류 유동충 연소장치내에서 입사 제류시간 및 연소효율...15
• 2.1 선회류내의 입자 체류시간...15
• 2.2 연소효율...18
• 3. 실험장치 및 방법...19
• 3.1 실험장치...19
• 3.1.1 유동충 연소로...19
• 3.1.2 상단 분산판...22
• 3.1.3 연료 주입장치...24
• 3.2 실험방법...24
• 3.2.1 무연탄 연소실험...24
• 3.2.2 paper sludge 연소실험...25
• 3.2.3 폐 폐놀수지분말 연소실험...25
• 3.3 실험조건...26
• 4. 결과 및 고찰...29
• 4.1 연료특성...29
• 4.2 2단 선회류 유동충 연소장치의 연소특성...30
• 4.2.1 단단 유동충과 2단 선회류 유동층 연소장치의 연소특성 비교...33
• 4.2.2 2단 선회류 유동층 연소장치의 연소특성...36
• 4.2.3 2단 선회류 유동층 연소장치에서 대기오염 물질 배출특성...36
• 4.3 2단 선회류 유동층 연소장치에서 paper sludge 의 연소...39
• 4.3.1 paper sludge 의 단단 유동층 연소특성...49
• 4.3.2 paper sludge 의 2단 선회류 유동층 연소특성...55
• 4.3.3 paper sludge 의 연소에 따른 대기오염 물질 배출특성...62
• 4.4 2단 선회류 유동층 연소장치에서 폐 폐놀수지분말 연소...64
• 4.4.1 폐 폐놀수지분말과 무연탄의 혼합비 변화에 따른 연소특성...64
• 4.4.2 폐 폐놀수지분말의 공급위치 변화에 따른 연소특성...66
• 5. 결론...73
• REFERENCES...77
• 6. 논문 발표 실적 및 계획...79
• 7. 학위 배출 실적...79