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Clean Technology, Vol.20, No.1, 80-87, March, 2014
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폐기물 고열분해 동력 보일러의 운전 조건에 따른 연소 및 배출가스 특성에 관한 수치적 연구
Numerical Study on the Combustion and Exhausted Gases for Operating Conditions in a Fast Pyrolysis Power Boiler
임호, 황민영, 김규보1, 박성룡2, 전충환3, †
  • 부산대학교 기계공학부 대학원, 609-735 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길2
  • 1부산대학교 화력발전에너지분석기술센터, 609-735 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길2
  • 2한국에너지구술연구원 열에너지변환연구실, 305-343 대전광역시 유성구 가정로152
  • 3부산대학교 기계공학부, 화력발전에너지분석기술센터, 609-735 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길2
Ho Lim, Min-Young Hwang, Gyu-Bo Kim1, Seong-Ryong Park2, and Chung-Hwan Jeon3, †
  • Graduate school of Mechanical Engineering, Pusan National University, 2, Busandaehak-ro 63beon-gil, Geumjeong-gu, Busan 609-735, Korea
  • 1Pusan Clean Coal Center(PC3), Pusan National University, 2, Busandaehak-ro 63beon-gil, Geumjeong-gu, Busan 609-735, Korea
  • 2Thermal Energy Conversion Laboratory, Korea Institute of Energy Research, 152 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
  • 3Department of Mechanical Engineering,Pusan Clean Coal Center(PC3), Pusan National University, 2, Busandaehak-ro 63beon-gil, Geumjeong-gu, Busan 609-735, Korea
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초록
전 세계적으로 환경 및 자원 위기로 인해 신재생 에너지원으로 폐기물의 에너지화에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 폐기물 에너지화 기술 중 연소 기술인 동력 보일러 대상으로 연소 안정성과 고효율을 확보할 수 있는 고열분해 방식의 보일러에 대한 기술 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 비성형 플라스틱 폐기물을 연소 시킬 수 있는 고속 열분해 건류 보일러 개발에 앞서 수치해석을 통해 연소성과 환경성을 평가하고 안정적 운전 조건을 도출하여 고속 열분해 보일러의 기술 개발을 위한 설계 및 운전 에 대한 기초 자료를 제공함에 있다. 이를 위해 약 100만개 격자로 구성된 3차원 형상 모델링을 진행하였으며 연료의 상태량 분석을 실시하여 수치해석의 입력 값으로 활용하였다. 또한 상태량을 바탕으로 하여 해석 조건을 수립하였으며, 연료의 발열량과 투입량 변화에 따른 보일러 내 온도 및 연소 및 배출가스 특성을 분석하여 안정적 운전 조건을 제안하였다.
Numerical study was investigated to obtain the database for developing a fast pyrolysis power boiler by waste fuel. The studies with various conditions were performed using ANSYS FLUENT. Also, the fuel properties was experimentally analyzed to utilize the input parameters for numerical analysis, that were proximate and ultimate analysis, reaction kinetics included pyrolysis and combustion. The results showed that temperature, combustion and exhausted gases was changed with heating value of fuel and feeding rate. Finally, the stable operating condition by analyzing results was proposed.
Keywords:Renewable energy;Fast pyrolysis;Power boiler;Boiler simulation;FRDF
  1. Hong JS, Kim HG, J. Energy Eng., 22(3), 112 (2013)
  2. New & Renewable Energy Center, New & Renewable Energy Statice 2012 (2013 Edition), KEMCO, Dec. (2013)
  3. Korea Boiler Engineering Association, J. Boiler, 122, 116 (2004)
  4. Al-Salem SM, Lettieri P, Baeyens J, Waste Manage., 29, 2625 (2009)
  5. Park SI, Cho KB, Park KH, Ko CB, “Study on Commercialization Technology Support for Waste Heat Boiler with Similar Circulating Fluidized Bed,” MKE, Final report, Nov. (2008)
  6. Nho NS, Kim KH, Shin DH, Kim DC, Lee KH, Jeon GG, Ohm TI, “A Study on Development of High-Efficiency Combustion Boiler for RDF,” MKE, Final Report, Dec. (2002)
  7. Lee BH, Song JH, Kim RG, Kim SG, Kim YG, Chang YJ, Jeon CH, Energy Fuels, 24, 4333 (2010)
  8. Ansys Inc., Ansys Fluent User's Guide, Nov. (2011)
  9. Othman N, Mohd Sidek L, Ahmed Basri NE, Muhd Yunu MN, Othmans NA, “Electronic Plastic Waste Management in Malaysia: The Potential of Waste To Energy Conversion,” Proceedings of ICEE, Dec. 7-8, Malacca, Malaysia (2009)
  10. Felder RM, Rousseau RW, Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd ed., Wiley, New York (2000)
  11. Coats AW, Redfern JP, J. Polym. Sci., 3(11), 917 (1965)