연료희박 재연소 시스템에서 NOx 저감과 CO 발생에 관한 연구

Abstract

연료희박 재연소 기법은 새로운 재연소 기술로 총 공급 열량의 5~10%의 연료를 사용하여 질소 산화물을 줄일 수 있는 매우 유용한 기술이다. 빠른 속도로 공급된 적은 양의 재연소 연료가 주연소 영역의 후류 지역에서 부분적 연료 농후 지역을 생성하게 된다. 이렇게 생선된 연료 농후 지역에서 NOx 저감 반응이 일어나게 된다. 연료희박 재연소 기법은 기존의 재연소 기법에 비교하여 연료 양을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 일산화탄소나 미연 탄화수소를 완전 연소시키기 위하여 추가로 산화제를 공급 할 필요가 없다. 본 실험을 위하여 15kW 급의 실험실 규모의 연소로와 연소기가 설계 제작 되었다. 또한 다양한 형태의 노즐을 제작하여 알맞은 형태의 연료농후 지역을 만드는 연구를 진행하였다. 주 연소 영역의 연료와 재연소 연료는 모두 LPG를 사용 하였고 산화제로는 공기와 산소가 사용되었다. 재연소 연료를 사용하지 않는 초기 산소 농도 와 재연소 연료의 양 그리고 재연소 연료가 분사되는 지점이 재연소 시스템의 효율에 미치는 영향이 연구 되었다. 또한 연료희박 재연소 기법의 열전달 특성을 알아보기 위하여 연소로 벽면의 온도와 내부 온도가 측정 되었다. 실험 결과 재연소 연료와 연소 후 가스와의 적절한 혼합으로 인해 생성된 연료농후 지역으로부터 NOx 가 저감 되는 것을 관찰 할 수 있었다.