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암모니아 전환 및 배가스 재순환에 따른 MILD 연소 특성 및 NOx 생성에 대한 예측 연구
유지호,홍종섭,이영재 한국연소학회 2023 한국연소학회지 Vol.28 No.2
Many researchers are encouraging efforts to reduce greenhouse gas emissions. To achieve this, it is necessary to reduce the use of hydrocarbon-based fuels or switch to carbon-free fuels. Ammonia can be one of transport methods of hydrogen. Transported ammonia can be used to extract hydrogen through decomposition or directly as a fuel. The purpose of this study is to nummerically analyze the MILD combustion characteristics and NOx emission of hydrogen-ammonia-nitrogen mixtures. Numerical simulations were performed by 0D Homogeneous model and 1D OPPDIF model of Chemkin. The target fuel was assumed to be the tail gas generated by the ammonia decomposition, and the composition of fuels was defined through the ammonia conversion rate(CR) of 0-100%. The results showed that MILD combustion was achieved when the flue gas recirculation rate was increased or the ammonia content was high. As the recirculation rate increased, the region of maximum heat release rate merged into one. Moreover, the NO emission decreased while the N2O emission increased. This means that NO and N2O are formed by the routes of Thermal NOx and Fuel NOx, respectively. A future work will include experimental studies of MILD combustion characteristics in terms of ammonia content in a lab-scale MILD combustion system.
고온 역수성가스전환 (RWGS) 반응을 위한 촉매 연구
최성준,상병인,홍종섭,김병국,김형철 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
지난 수십 년 동안 이산화탄소의 증가로 인한 지구온난화와 기후변화로 인해 탄소 중립 기술에 대한 요구는 계속해서 증대되어 왔다. 이산화탄소를 줄이고 더 나아가 산업에 유용한 물질로 전환할 수 있는 많은 해결책들이 제시되고 있다. 그 중에서 역수성가스전환(reverse water gas shift, RWGS)반응은 이산화탄소 전환기술 중 하나로서, 고온에서 열역학적으로 유리하고 직접적인 가스 전환반응이라는 장점을 가지고 있다. 이번 연구에서는 RWGS 반응을 위한 다양한 촉매를 합성하여 800°C를 중심으로 온도와 가스 분위기에 따른 RWGS 반응의 거동을 살펴보았다. 또한 촉매에서 금속과 지지체의 종류에 따른 반응의 영향과 차이점을 관찰하였으며 그 원인을 규명하기 위해 다양한 분석기법을 이용하였다. 특별히, in-situ IR 실험을 통하여 RWGS 반응의 중간물질을 확인하였고, 추가로 제일원리계산을 통하여 금속 표면에서 반응 메커니즘을 예측하였다.