초록 ▼

본 연구는 총 2단계 6년간의 연구기간중 최종 2단계 3년간 수행한 결과이며, 국내 철강공정용 열설비 기술수준의 경쟁력 강화와 철강산업에서의 $CO_2$ 배출저감을 위해서 1차적으로 구조 및 운전이 비교적 단순한 단조용 가열로에 대하여 화염의 고온화, 가열성능 향상 및 생산성 향상이 기대되는 산소연소기술을 적용하여 고성능화 설계 및 운전기술을 개발하고 그 효과를 입증함으로써 유사 열설비로의 확대적용 기반을 구축하는데 목적이 있다.
$\bullet$ 1차년도 : - $CO_2$

본 연구는 총 2단계 6년간의 연구기간중 최종 2단계 3년간 수행한 결과이며, 국내 철강공정용 열설비 기술수준의 경쟁력 강화와 철강산업에서의 $CO_2$ 배출저감을 위해서 1차적으로 구조 및 운전이 비교적 단순한 단조용 가열로에 대하여 화염의 고온화, 가열성능 향상 및 생산성 향상이 기대되는 산소연소기술을 적용하여 고성능화 설계 및 운전기술을 개발하고 그 효과를 입증함으로써 유사 열설비로의 확대적용 기반을 구축하는데 목적이 있다.
$\bullet$ 1차년도 : - $CO_2$ 재순환형 10톤/charge 산소 연소가열로 시스템 설계(Remodeling)
- $CO_2$ 농도 및 $O_2$ 혼합율에 따른 가열특성 도출($O_2/CO_2$ 제어)
- 합성가스 순산소 연소특성 해석
- 중/경질유 분무 및 연소특성 해석
$\bullet$ 2차년도 : - 배가스(고농도 $CO_2$) 재순환량에 따른 가열로 운전 특성 도출
- 가열패턴 및 분위기 제어 운전-가열부하에 따른 피열물 승온특성 도출
- 합성가스 순산소 연소특성 향상기술
- 중/경질유 분무 및 순산소 연소특성 향상기술
$\bullet$ 3차년도 : - $CO_2$ 재순환형 0.2톤/hr 연속식 순산소 연소가열로 운전제어기술-ASU 연계기술
- 순산소 연소 연속식 가열로를 이용한 zone 가열패턴 운전제어기술 개발
- 합성가스 저 $NO_x$ 순산소 연소성능실험 및 수치해석
- 중/경질유 저 $NO_x$ 순산소 연소성능실험 및 수치해석

Abstract ▼

In this research 재사, it is progress for 3 years by setting up the gola of technology development in each year.
For the first year, a flue gas recycle oxy-fuel combustion heating simulator was remodelled and retrofitted for 10ton-steel/charge and the combustion heating experiments were conducted f

In this research 재사, it is progress for 3 years by setting up the gola of technology development in each year.
For the first year, a flue gas recycle oxy-fuel combustion heating simulator was remodelled and retrofitted for 10ton-steel/charge and the combustion heating experiments were conducted for various $CO_2$ concentrations and $O_2$ mixture fractions. Numerical analysis of combustion characteriatics for syngas-oxygen and light/heavy oil-oxygen were performed.
During the second year, performance tests with variation of flue gas recycle rate were carried out, and temperature rise characteristics were performed for various heating patterns and combustion loads. Improvements of combustion characteristics for syngas-oxygen and light/heavy oil-oxygen were investigated experimentally and numerically.
The objective for the final year is to perform a joint operation of $CO_2$ recycle 0.2ton-steel/hr continuous oxy-fuel combustion furnace(rotary hearth furnace) with PVSA oxygen generator(ASU) in order to find out the most efficient control methodology. Low NOx combustion characteristics for syngas-oxygen and light/heavy oil-oxygen were investigated experimentally and numerically.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...7
• CONTENTS...11
• 목차...12
• 그림목차...13
• 표목차...19
• 제1장 연구개발과제의 개요...20
• 제2장 국내외 기술개발 현황...22
• 제1절 산소연소기술 분석...22
• 제2절 국내기술개발 현황...41
• 제3절 국외기술개발 현황...41
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...51
• 제1절 합성가스의 순산소 연소특성...51
• 1. 순산소 연소 기초특성 해석...51
• 2. 합성가스 순산소 연소특성 실험...56
• 3. 레이져 진단 기술 개발...60
• 4. 순산소 NOx 생성 특성 해석...64
• 5. 합성가스 저 NOx 연소성능 해석...70
• 6. 저 NOx 연소기술 개발...76
• 7. NOx 저감성능 최적화...92
• 제2절 중질/경질유 분무 순산소 연소 특성...100
• 1. 중질/경질유의 미립화 및 분무특성...100
• 2. 중질/경질유의 순산소 연소 화염특성...121
• 제3절 순산소 연소가열시스템...160
• 1. 실험장치 및 방법...160
• 2. 실험결과 및 고찰...164
• 가. 1톤/뱃치 CO₂재순환 산소연소실험...164
• 나. 1톤/뱃치 산소연소 가열실험...171
• 다. 10톤/뱃치 산소연소 가열실험...179
• 라. 0.2톤/hr 연속식 산소연소 가열실험...192
• 마. 선형 산소유량 조절장치...198
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...199
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...204
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...206
• 1. Ovako- 철강 생산부분의 선두자...207
• 2. 가열능력 향상 및 연료 및 배출물 저감...209
• 3. 가열시간 단축, 균일가열 및 스케일 손실 저감...209
• 4. NOx 저감...210
• 5. 무화염 산소연소기술의 적용 현황...211
• 6. 순산소 연소기술 적용 효과 인자...211
• 7. 정리...215
• 제7장 참고문헌...216