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      • 저 신장율 대향류 확산화염에서 화염 특성에 관한 버너 간격 효과

        윤진한(Jin-Han Yun),길상인(Sang-In Keel),황동진(Dong-Jin Hwang),윤진(Yun-Jin Choi),류정인(Jung-In Ryu),박정(Jeong Park) 한국연소학회 2008 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.-

        Experimental study is conducted to identify the existence of a shrinking flame disk and to clarify its flame characteristics through the inspection of critical mole fraction at flame extinction and edge flame oscillation at low strain rate flames. Experiments are made as varying global strain rate, velocity ratio, and burner distance. The transition from a shrinking flame disk to a flame hole is verified through gradient measurements of maximum flame temperature. The evidence of edge flame oscillation in flame disk is also provided through numerical simulation in microgravity. It is found at low strain rate flame disks in normal gravity that buoyancy effects are importantly contributing to lateral heat loss to burner rim, and is proven through critical mole fraction at flame extinction, edge flame oscillation, and measurements of flame temperature gradient along flame disk surface.

      • 순환유동층 연소에서 다단연소 및 연소가스재순환이 NOx 생성에 미치는 영향

        윤진한 ( Jin-han Yun ),전민규 ( Min-kyu Jeon ),이정규 ( Chung-kyu Lee ),김민수 ( Min-su Kim ),길상인 ( Sang-in Keel ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

        연소 반응장에서 질소산화물의 생성은 주로 분자 또는 원자 상태의 질소가 산소에 의해 산화되어 생성되는 Thermal NOx와 연료 중에 탄화수소 화합물로 결합되어 있는 질소가 고온 분위기에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx에 기인된다. 연소 반응장에서 사용될 수 있는 질소산화물 제어기술은 최적연소기법, 화염온도를 낮추고 높은 온도에서의 체류시간을 줄이는 방법, 저 과잉 공기 연소방법, 약품을 사용하는 방법 등이 있다. 연소장에서 질소산화물 생 성을 최소로 발생시킬 수 있는 조건을 만드는 것이 중요하며, 이러한 조건을 만들기 위해 최적연소기법(combustion optimization), 저과잉공기(less excess air), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 동시에 적용하여 최소발생을 유도하도록 하며, 발생된 질소산화물의 제거는 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 등을 활용한다. 본 연구에서는 순환유동층 반응로에서 저과잉공기연소(LEA), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 통해 질소산화물 발생을 제어하고 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 적용으로 질소산화물 배출 최적제어 연구를 수행하였다. 또한, 신재생에너지 상용화플랜트에 질소산화물 최적 제어방안에 대하여 제시하도록 한다. 순환유동층 반응기에서 질소산화물 제어특성에 대한 연구결과, 저과잉공기연소 및 다단연소를 통해 약 83% 정도 질소산화물 생성을 억제시켰으며, FGR 기술 적용을 통하여 53% 저감 효과가 나타났으며, 다단연소와 FGR 기술을 동시 적용했을 경우는 약 92%의 질소산화물 발생 저감 효과가 나타나는 것을 알 수 있었다. 이는 발생된 질소산화물을 잘 제거하는 것도 중요하지만, 발생 자체를 줄이는 것이 중요하다는 의미이다. 적게 발생되면 적은 약품량으로 제거가 가능하기 때문에 경제성과 암모니아 슬립 등 대기오염물질을 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

      • 고발열 의료폐기물 소각로 연소안정화 방안

        윤진한(Jin-Han Yun),이정규(Chung-Kyu Lee),신완호(Wan-Ho Shin),김진태,홍원석(Won-Seok Hong) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2

        최근 코로나-19 등 신종 전염병 발생으로 의료폐기물의 양은 최근 10년 동안 크게 증가하는 경향을 보이고 있고, 그 중 전염성이 강한 격리의료폐기물의 양은 2008년 243톤에 서 2017년 2,444톤으로 10배 이상 증가하였다. 또한, 환경부에서 2019년 10월 일회용 기저귀는 일반 의료폐기물에서 제외되어 감염우려 폐기물 비율이 높아지므로 인해 의료폐기물의 발열량이 높아질 것으로 판단된다. 선진 소각기술은 저과잉공기연소기술, 연소가스재순환기술, 고온공기 연소기술, 보일러 고온/고압(4MPa, 400°C) 기술, 저온촉매탈질(170°C 이하) 기술, 수냉화격자 적용 등 연소 및 열회수 효율을 향상시키기 위한 기술들이 적용되고 있다. 또한 정보통신기술(ICT), 인공지능AI) 기술의 급속한 발달로 다양한 운전데이터를 실시간 원격 이용이 가능하여, 운전감시 고도화 및 AI를 이용한 연소진단, 해석, 운전지원, 운영 최적화 등 폐기물 소각로의 하드웨어 및 소프트웨어 두 측면에서 기술이 적용되고 있다. 본 연구에서는 고발열량 의료폐기물 연소시 발생되는 연소장 불균형으로 인한 클링커 생성, 대기오염물질 발생, 화격자 내구성 저하 둥의 문제점 들을 저과잉공기연소 기술, 다단연소 기술, 연소가스재순환 기술 등을 적용하고, 폐기물의 간헐적 투입으로 인 해 연소 불안정성으로 인한 불균일성을 해소하기 위해 1, 2차 연소용 공기량과 배분, 연소가스재순환 가스량을 자동 조절할 수 있도록 자동 연소용 공기 제어 시스템을 적용 하여 의료폐기물 소각로 연소안정화를 이루도록 한다.

      • 연소반응장에서의 질소산화물 제어 특성

        윤진한(Jin Han Yun),길상인(Sang In Keel),전민규(Min Kyu Jeon),최영곤(Young Kon Choi),김민수(Min Su Kim) 한국열환경공학회 2020 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2020 No.춘계

        미세먼지는 우리 생활과 건강에 밀접한 관계가 있으며, 2013년에 세계보건기구 산하 국제암연구소에서 미세먼지(PM10, PM2.5)를 1군 발암물질로 지정하였다. 미세먼지를 이루는 성분은 대기오염물질이 공기 중에서 반응하여 형성된 덩어리(황산염, 질산염 등)와 연소과정에서 발생된 탄소류와 검댕과 흙먼지 등에서 생기는 광물 등으로 구성된다. 그중에서 질소산화물과 황산화물 그리고 암모니아 등에서 발생된 대기오염물질 덩어리가 58.3%로 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 본 연구에서는 연소반응장에서 발생되는 질소산화물 제어에 대한 것으로서 발생 자체를 최소화 할 수 있는 최적제어 방법들과 발생된 질소산화물의 최적 제거에 대한 방법들에 대해 조사하였다. 연소반응장에서 질소산화물의 생성은 분자 또는 원자 상태의 질소가 산소에 의해 산화되어 생성되는 Thermal NOx와 연료 중에 탄화수소 화합물로 결합되어 있는 질소가 고온 분위기에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx 그리고 연소 중에 탄화수소 라디칼과 질소의 농도에 비례하여 생성되는 Prompt NOx로 구별되는데, 폐기물 연소에서의 NOx는 주로 Fuel NOx와 Thermal NOx에 기인된다. 폐기물 연소에서 사용될 수 있는 질소산화물의 제어기술은 최적연소기법, 화염온도를 낮추고 높은 온도에서의 체류시간을 줄이는 방법, 저 과잉 공기 연소방법, 약품을 사용하는 방법 등이 있다. 연소장에서 질소산화물 생성을 최소로 발생시킬 수 있는 조건을 만드는 것이 중요하며, 이러한 조건을 만들기 위해 최적연소기법(combustion optimization), 저과잉공기(less excess air), 다단연소(Air Staging), 연소가스재순환(FGR) 방법을 동시에 적용하여 최소발생을 유도하도록 하며, 발생된 질소산화물의 제거는 선택적비촉매환원(SNCR) 기술과 선택적촉매환원(SCR) 기술 등을 활용한다. 연소반응장에서 과잉공기를 줄이고 공기배분의 최적화와 연소가스재순환 기술적용과 선택적비촉매환원(SNCR) 기술만으로도 30ppm 이내로 제어가 가능할 것으로 판단되며, 선택적촉매환원(SCR)을 추가하게 되면 한자리수의 매우 낮은 농도제어가 가능할 것이며, 최적제어에 의한 최소발생은 약품사용량과 암모니아 슬림(slip)을 최소화시킴으로서 경제성과 대기질 향상에도 기여할 것으로 판단된다.

      • KCI등재후보

        저 신장율 대향류 확산화염에서 화염 특성에 관한 배너 간격 효과

        윤진한(Jin-Han Yun),길상인(Sang-In Keel),황동진(Dong-Jin Hwang),윤진(Yun-Jin Choi),류정인(Jung-In Ryu),박정(Jeong Park) 한국연소학회 2008 한국연소학회지 Vol.13 No.4

        Experimental study is conducted to identify the existence of a shrinking flame disk and to clarify its flame characteristics through the inspection of critical mole fraction at flame extinction and edge flame oscillation at low strain rate flames. Experiments are made as varying global strain rate, velocity ratio, and burner distance. The transition from a shrinking flame disk to a flame hole is verified through gradient measurements of maximum flame temperature. The evidence of edge flame oscillation in flame disk is also provided through numerical simulation in microgravity. It is found at low strain rate flame disks in normal gravity that buoyancy effects are importantly contributing to lateral heat loss to burner rim, and is proven through critical mole fraction at flame extinction, edge flame oscillation, and measurements of flame temperature gradient along flame disk surface.

      • KCI등재

        고온(高溫) 수증기(水蒸氣)를 이용한 석탄(石炭) 가스화

        윤진한,김우현,길상인,민태전,노선아,Yun, Jin-Han,Kim, Woo-Hyun,Keel, Sang-In,Min, Tai-Jin,Roh, Seon-Ah 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.6

        예로부터 중요한 에너지원인 석탄은 화석연료 중 가장 풍부하며 세계 각지에 골고루 분포되어 있다. 저급연료인 석탄을 보다 효율적으로 활용하기 위하여서 직접 연소에 의한 에너지 획득뿐 아니라 열분해 및 가스화를 통한 청정 고부가 가치의 연료로 전환기술이 개발되고 있다. 석탄 가스화를 통하여 생성된 합성가스는 전기 생산 및 화학물질의 합성 등 여러 가지 방법으로 활용이 가능하며, 공해물질 발생저감 및 에너지 이용효율 증가를 위하여 석탄 가스화 기술이 계속적으로 발전되고 있다. 석탄의 가스화는 steam, 공기, 질소 등을 agent로 이용하게 되는데, 주로 steam이 gasification agent로 이용되고 있으며, 이 때 생성가스의 특성은 가스화기의 온도, 압력 그리고 steam/carbon 비에 의해서 결정되게 된다. 본 연구에서는 초고온의 steam을 이용하여 석탄의 가스화를 수행하고 steam/carbon 비에 따라 생성된 $H_2$, $CH_4$, Co 그리고 $CO_2$ 등의 가스특성 및 tar, ammonia, cyan과 같은 부산물의 생성에 대하여 연구를 수행하였다. Coal is the most abundant energy source and deposited in every area of world. Combustion process with lower efficiency has been mainly used. Therefore, implementation of more efficient technologies, involving gasification, combined cycles and fuel cells, would be a key issue in the plans for more efficient power generation. In these technologies, gasification has been studied for decades. However, coal gasification to high value combustible gas such as hydrogen and carbon monoxide is focused again due to high oil price. The gaseous product, called syngas, can be effectively utilized in a variety of ways ranging from electricity production to chemical industry (as feedstock). In this study, coal gasification with ultra high temperature steam has been performed. The effect of steam/carbon ratio on the produced gas concentrations, gasification rate and additional products like tar, ammonia and cyan compounds has been determined.

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