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배연탈황설비의 에너지 절약형 트레이 흡수탑에 대한 수치 해석적 연구
Numerical Analysis of the Energy-Saving Tray Absorber of Flue-Gas Desulfurization Systems

황재민    (고려대학교 기계공학부   ); 최쌍석    (하나 에버텍   ); 정진택    (고려대학교 기계공학부  );
  • 초록

    본 연구는 대형 석탄 화력 발전소 탈황설비 내 흡수탑의 성능향상을 위하여 Tray 설치 가능성을 검토하기 위한 연구로 전산 유체역학(CFD) 기법을 이용하여 탈황설비 내 흡수탑의 내부유동을 전산해석 하였다. 흡수탑 내의 Gas와 Slurry의 거동에 대한 사실적 묘사를 위해 Euler-Lagrangian 기법을 이용한 전산해석을 수행하였다. 기존 흡수탑 내에 Tray를 설치함에 따라 탈황설비 내에서 Slurry의 체공시간 증가로 인한 펌프동력 절감과 압력강하 증가로 인한 Fan의 소요동력 증가에 대하여 중점적으로 비교 및 고찰하였다. 그 결과 Tray를 설치함에 따라 흡수탑 내에 Slurry의 체공시간과 배기가스의 압력강하가 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 체공시간 증가로 인하여 절약된 동력이 압력강하에 의한 동력 소모량 증가보다 더 큰 것으로 확인되었다.


    This study is performed to study the effect of the tray in the absorber of a flue-gas desulphurization (FGD) system by using a computational fluid dynamic (CFD) technique. Stagnant time of slurry and the pressure drop in the FGD absorber increase when a tray is used in the absorber. Stagnant time of slurry results in an increase in the desulfurization effect and a decrease in the power of the absorber recirculation pump; however, increased pressure drop requires more power of booster fan in the FGD system should be increased. The gas and slurry hydrodynamics inside the absorber is simulated using a commercial CFD code. The continuous gas phase has been modeled in an Eulerian framework, while the discrete liquid phase has been modeled by adopting a Lagrangian approach by tracking a large number of particles through the computational domain. It was observed that the power saved upon increasing the stagnant time of slurry was more than increased power with pressure drop.


  • 주제어

    배연탈황 .   탈황설비 .   전산유체역학 .   흡수탑 .   트레이 .   배기가스.  

  • 참고문헌 (14)

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    3. Kim, K. H., Ahn, H. S., Park, S. S. and Park, K. K., 2005, "Enhancement of $SO_2$ Removal by DBA in FGD Plant," Trans. of the KOSAE, pp. 419-420. 
    4. Choi, C. R., 2007, "Numerical Analysis on the Flue Gas Flow and Slurry Behavior in the Absorber of a Flue Gas Desulphurization (FGD) System," Trans. of the KOSAE, Vol. 23, No. 4, pp. 478-486.     
    5. An, H. S., Kim, K. H., Park, S. S., Park, K. K. and Kim, Y. H., 2008, "Operating Characteristics of 0.4MW-Scale Gas Dipersion Type FGD Absorber," Trans. of the KOSAE, Vol. 24, No. 4, pp. 415-422.     
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    10. Hinze, J. O., 1975, Turbulence, McGraw-Hill Publishing Co., New York. 
    11. Lee, B. K., Jeon S. K. and Cho, S. K., 2001, "Improvement of the Sox Removal by Adding Dibasic Acids into the JBR FGD Processes," Trans. of the KOSAE, Vol. 17 No. E4, pp. 157-162. 
    12. Lee, H, K., 2004, "A Study on the Gas Distribution Improvement in $SO_2$ Scrubber Using CFD," M.S. Thesis, ChangWon University. 
    13. Patankar, S.V., 1980, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Hemisphere, Washington, D.C. 
    14. "FLUENT 6 User's Guide," FLUENT INC. 2001.12. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Hwang, Woo-Hyeon ; Lee, Kyung-Ok 2014. "Computational Fluid Dynamic Analysis for Improving the Efficiency of Desulfurization System for the Wet Flue Gas" 韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, 19(2): 161~171     

 저자의 다른 논문

  • 정진택 (35)

    1. 1996 "유속 센서의 실리콘 브리지 주위의 유동 및 열전달 수치해석에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 20 (4): 1376~1384    
    2. 2000 "친수성 표면처리가 수평관 외벽의 증발열전달에 미치는 영향" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 12 (5): 525~532    
    3. 2001 "대체냉매 공기조화기용 로터리 압축기의 성능향상을 위한 최적 토출계에 관한 실험적 연구" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 13 (2): 96~105    
    4. 2001 "회전 피스톤형 로터리 압축기 내의 열전달이 성능특성에 미치는 영향에 관한 연구" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 13 (8): 763~770    
    5. 2002 "가스·스팀터빈 분야 연구동향" 유체기계저널 = Journal of fluid machinery 5 (1): 86~90    
    6. 2002 "Effects of Gas Composition on the Performance and Emissions of Compressed Natural Gas Engines" KSME international journal 16 (2): 219~226    
    7. 2002 "분산형 열병합 발전의 필요성 및 기술동향" 기계저널 : 大韓機械學會誌 42 (2): 30~36    
    8. 2002 "The Characteristics of Pulverized Coal Combustion in the Two Stage Cyclone Combustor" KSME international journal 16 (9): 1112~1120    
    9. 2002 "블레이드 앞전 3차원 형상 변형에 의한 터빈 캐스케이드 내의 이차유동 제어" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 26 (11): 1552~1558    
    10. 2003 "가스·스팀터빈 분야 연구동향" 유체기계저널 = Journal of fluid machinery 6 (1): 90~96    

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