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학위논문 상세정보

로켓 엔진 기반 소각로에서 미분탄의 연소에 관한 실험적 연구 원문보기
An Experimental Study on Burning of Pulverized Coal in a Rocket-Engine-Based Incinerator

  • 저자

    이인호

  • 학위수여기관

    세종대학교 일반대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    기계공학과 열유체공학

  • 지도교수

    손채훈

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    vii, 49 p.

  • 키워드

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13541094&outLink=K  

  • 초록

    상용 소각로보다 최대 10배 이상의 효율을 낼 수 있는 소각로를 개발하기 위하여 로켓 엔진을 기반으로 소각로를 설계, 제작하여 실험을 통해 소각률을 알아보았다. 실험에는 미분탄을 사용하였고, 실험 중 미분탄을 정량 공급할 수 있도록 coal feeder도 직접 설계하여 제작하였다. 미분탄의 경우 체(sieve)를 이용해 원하는 입자 크기로 분류하여 사용하였고, 실험에 사용된 입자의 크기는 150㎛ 이하의 미분탄이다. Coal feeder의 경우 모터와 스크루 그리고 hopper를 설계하여 실험에 맞게 제작하였는데 모터의 회전속도를 결정하고 스크루가 1회전 할 때 이송할 수 있는 양을 결정하면 된다. Hopper의 경우 실험에 사용될 미분탄을 저장하는 곳으로 실제 실험에 필요한 양보다 2~3배 많게 저장할 수 있게 설계하여 추후에 유량조건이 증가하더라도 설계변경 없이 사용할 수 있게 제작하였다. 한번 실험에 많은 양의 공기가 필요하므로 고압압축기를 사용하여 실험 전 공기를 미리 압축, 저장 해놓았고 공기 유량을 조절하기 위하여 총 8 EA의 로터미터(rotameter)가 사용되었다. 각각의 분사기의 유량을 조절할 수 있다는 장점이 있으며 실험에 중요한 swirl 형성을 용이하게 할 수 있다. 미분탄의 소각률 향상을 위해 연소실에 편향각의 보조 공기 분사기와 하향각의 주 공기 분사기를 통해 swirl을 형성하고 연료와 산화제가 잘 혼합되도록 하였으며 체류시간을 증가시켰다. 총 두 가지 연소실이 있는데 이론을 바탕으로 제작된 ver.1 연소실이 있고, 이론과 실험을 바탕으로 소각률 향상을 위해 분사기의 편향 각, 하향 각, 연소실 출구직경, 분사기의 개수 등을 변경하여 제작된 ver.2 연소실이 있다. 두 가지의 연소실을 통해 연소율을 비교해 보았다. 연소실 주변에는 냉각수가 흐를 수 있도록 2중벽으로 제작되었으며 고온의 연소가스를 냉각시키고 완전연소가 되지 않은 미 연탄을 집진하기 위하여 연소실 출구에 스크러버(scrubber)를 설치하였다. 물 분사를 통해 냉각 및 1차 집진을 하였고 스크러버 내부에 swirl이 형성되도록 하여 원심력에 의한 2차 집진을 유도하였다. 소각률을 계산하기 위하여 가스분석기의 CO2의 농도를 측정하였으며 소각률은 burnout ratio라는 인자를 통해 나타내었다.


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