연소환경성 증대를 위한 역청탄 및 아역청탄 최적 혼소조건에 관한 연구
저자
발행사항
부산 : 부산대학교, 2018
학위논문사항
학위논문(석사)-- 부산대학교 : 발전연소전공 2018. 8
발행연도
2018
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
부산
형태사항
64 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 송주헌
UCI식별코드
I804:21016-000000136802
DOI식별코드
소장기관
본 연구의 주된 목적은 DTF를 활용해 등급이 다른 두 개의 석탄을 혼탄 비율과 입자크기 조건을 달리 하면서 연소반영률과 NOx 생성량을 분석하고, 각각의 단일탄 연소 결과값과 비교하여 연소성과 환경성에 대한 최적혼소 조건을 도출하고자 함에 있다. 샘플로 사용된 시료는 인도네시아 산 고휘발분 아역청탄인 SM 탄과 캐나다 산 저휘발분 역청탄인 Teck 탄이다.
실험에 앞서, 이 두 탄종의 혼소 시 연소성지수와 Fuel NOx 배출 예측식에 의하면 SM탄에 저휘발분의 Teck 탄의 혼소비율을 증가시킬수록 연소성과 Fuel NOx 배출량은 감소하는 것으로 예측되었다.
하지만, 이러한 선형적인 예측 결과와는 달리 실제 실험결과는 Teck 탄이 14% 혼소 비율에서 가장 높은 연소 반응률(Conversion rate)과 가장 적은 양의 NOx 배출결과를 얻었다. NOx 발생량의 경우 Teck 탄의 혼소비율을 14% 이상으로 증가시킬 경우에는 선형적으로 상승하였는데, 이는 예측값에 따른 Fuel NOx가 감소함에도 불구하고 Teck 탄의 쪼개짐(Fragmentation) 현상에 의해 휘발분 연소속도와 연소온도가 상승함으로서 Thermal NOx가 증가하여 전체 NOx 발생량이 증가한 것으로 사료된다.
또한, 석탄 입자 크기의 변경에 따른 혼소시험을 진행하였는데, 더 작은 입자크기에서 전반적으로 더 높은 연소 반응률(Conversion rate)과 NOx 발생량의 결과를 얻었다.
이러한 실험결과들로부터 기존의 주력으로 사용하던 Adaro 탄의 연소성과 환경성 범위 내에서 혼소비율과 입자 크기에 따른 4종류의 최적 혼소조건을 도출하였는데, 이것은 실제 발전소 연소 시 유용하게 참고할만한 결과라 할 수 있다.
Abstract
In this study, two types of coal outside the design specification were tested for blended coal combustion with DTF and optimal blended coal combustion conditions were derived. The samples used in this experiment are SM coal from which is a low rank coal, and Teck coal, which is a low volatile bituminous coal.
Prior to this experiment, the predicted results of the blending combustion from these two types of coal were that the conversion rate of the fixed carbon would decrease and the Fuel NOx emission would decrease as the ratio of Teck coal with low volatiles increased.
However, unlike these linear predictions, actual experimental results showed the best conversion rate of fixed carbon and the lowest NOx emission at 14% of Teck coal blending ratio. This seems to be due to the rapid burning of volatile matter by the fragmentation of Teck coal, resulting in increased combustion rate and thermal NOx production.
As the size of the pulverized coal particles was changed, the blended coal combustion experiment proceeded. The smaller the particle size, the higher the conversion rate of fixed carbon and the larger the NOx emission. It seems that the smaller the particle size, the faster the reaction speed and the higher the temperature, but the higher the total NOx emission because of the increase of the thermal NOx production.
From the above experimental results, four suitable blending coal combustion conditions were derived within the range of design coal specification.
This result will be actually useful reference in the power plant site
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