초록 ▼

본 1단계 연구에서는 노온의 균일화와 저NOx화가 가능한 산소부화 연소기술의 개발과 산소부화 축열연소의 기반기술 개발을 목표로 하였다. 연구개발 대상 핵심 요소 기술로는 고온연소시의 NOx 저감 및 노온 균일화 기술, 고온용 버너의 설계기술, 연소제어 기술, 산소부화연소와 축열연소와의 매칭 및 최적화 기술, 연소용량 및 부화율별 시스템 설계기술 등이다. 1차년도 연구에서는 산소부화율에 따른 NOx 생성특성 등 산소부화연소의 기본연소특성을 정립하고 저산소부화(공기 중 산소농도 30%까지) 연소시를 주대상으로 하여 NOx 저감방안을 도

본 1단계 연구에서는 노온의 균일화와 저NOx화가 가능한 산소부화 연소기술의 개발과 산소부화 축열연소의 기반기술 개발을 목표로 하였다. 연구개발 대상 핵심 요소 기술로는 고온연소시의 NOx 저감 및 노온 균일화 기술, 고온용 버너의 설계기술, 연소제어 기술, 산소부화연소와 축열연소와의 매칭 및 최적화 기술, 연소용량 및 부화율별 시스템 설계기술 등이다. 1차년도 연구에서는 산소부화율에 따른 NOx 생성특성 등 산소부화연소의 기본연소특성을 정립하고 저산소부화(공기 중 산소농도 30%까지) 연소시를 주대상으로 하여 NOx 저감방안을 도출하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 소형 및 중형 실험장치를 제작하고 다양한 종류의 버너를 설계제작하여 설계인자의 영향을 파악하였으며, 공기의 고속분사에 의해 산소농도 30%시 100ppm 이하의 NOx 발생과 노온 균일화 가능성을 확인하였다. 2차년도에는 고산소부화(산소농도 50%까지)연소시 연소특성을 파악하고 저NOx 산소부화 연소방법 및 연소기 구조의 최적화를 위한 연구와 산소부화율 제어기술 개발 및 산소부화연소와 축열연소 조합시의 기본연소특성을 도출하였다. 공기 2단연소를 기본으로 하고 로내가스의 흡인율 증대가 가능한 고유모델의 저NOx 산소부화연소 버너를 개발하고 부화율별 버너 설계기준을 정립하였다. 또한 소규모 실험장치를 이용하여 산소부화 축열연소시의 로온분포 변화와 NOx 발생량 변화에 미치는 버너구조의 영향을 파악하였다. 3차년도에는 산소부화 축열연소의 기반기술 개발을 위하여 중형규모의 설비를 제작하여 산소부화 축열연소 시스템을 구현하였으며 다양한 모델의 버너를 대상으로 고온공기 산소부화 연소시의 NOx 저감과 연소제어 최적화를 위한 연구를 수행하였다.

Abstract ▼

The major contents of this research are abatement of NOx emission and enhancement of temperature uniformity in the furnace, combustion control, matching and optimization of regenerative oxygen enriched combustion, and establishment of burner design criteria. In the first year research, basic combust

The major contents of this research are abatement of NOx emission and enhancement of temperature uniformity in the furnace, combustion control, matching and optimization of regenerative oxygen enriched combustion, and establishment of burner design criteria. In the first year research, basic combustion characteristics of oxygen enriched combustion were investigated using small and medium scale experimental facilities. Various types of burners were prepared and tested to derive low NOx measures for low level of oxygen enrichment up to 30%. In the second year, development and optimization of low NOx burners for the oxygen enriched level of up to 50% were performed. Control of air and oxygen flow rates according to the enrichment level and the air ratio were investigated and a trial apparatus was fabricated to test the control performance. Small scale experiments to examine the combustion characteristics in the case of incorporating oxygen enrichment combustion and regenerative combustion. In the third year, a medium scale oxygen enriched regenerative combustion system were designed and installed to verify the technical feasibility of the proposed combustion system. Combustion experiments to examine the performance of the system and to develop low NOx burners were performed. Design guidelines of the regenerative oxygen enriched combustion system were reviewed on the basis of the experimental results.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...15
• 제 1 절 축열연소기술...15
• 1. 기술의 개요...15
• 2. 국내외기술동향...17
• 제 2 절 산소부화연소기술...28
• 1. 기술의 개요...28
• 2. 국내외기술동향...34
• 제 3 절 축열식 산소부화연소기술...38
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...42
• 제 1 절 산소부화 연소기술개발...42
• 1. 소형 실험장치에서의 산소부화 연소...42
• 2. 중형 실험장치에서의 산소부화 연소...53
• 3. 산소부화율 제어기술 개발...83
• 제 2 절 산소부화 축열연소 기술개발...87
• 1. 소형실험장치에서의 산소부화 축열연소...87
• 2. 중형 실험장치에서의 산소부화 축열연소...114
• 제 3 절 결론...144
• 제 4 장 연구목표 달성도 및 대외기여도...146
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...147
• 제 6 장 참고문헌...148