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선박용 디젤엔진의 전기집진기 효율 개선을 위한 평판형 집진 챔버에 대한 연구
방일호(Il-Ho Bang),염정국(Jeong-Kuk Yeom) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
Objective: 본 연구의 목적은 선박용 디젤엔진의 미세먼지 저감장치 연구와 선박 배기 후처리 장치를 통해 대기 오염 저감 실현을 위한 선박용 디젤엔진의 전기집진기 챔버의 연구를 하는 것이다. Background: 국내 해양대기 규제가 엄격해지고 규제에 대응할 수 있는 선박용 미세먼지 저감을 위한 후처리 기술이 전무한 상황에서 정부의 이동 오염원에 대한 미세먼지 관리 대책은 육상 차량과 산업체에서 발생하는 미세먼지에 집중되어 있다. 정부의 미세먼지 저감 종합대책인 미세먼지 배출량 30% 감축을 실현하기 위해서는 선박에서 배출되는 대기오염 물질을 저감하기 위한 연구가 반드시 필요하다. Method: 선박용 디젤엔진의 배기 특성을 분석하여 챔버 설계를 수행하고, ISO8178 E3 Mode의 실험 조건을 통해 수치해석과 엔진실험의 챔버 검증을 수행한다. Results: 전기집진기 챔버는 엔진유량 실험 조건에서 균일한 유동장을 형성했고, 엔진 실험 조건 11Case에대한 챔버 내부 온도 변화와 속도장 변화에 대해서 수치해석 결과와 엔진실험 결과를 도출했다. 이를 통해 전기집진기의 최적 챔버 형상과 엔진 유량에 따른 내부 유속 값을 확인했다. Conclusion: 본 연구에서 제시된 챔버 설계 기술의 체계화와 설계변수 인자가 확인되었으며, ISO8178 E3 Mode에 따른 챔버 유속 변화를 통해 최적 조건의 챔버 개발 기술을 확보할 수 있었다. 추가적으로 미세먼지 포집 성능 및 코로나 방전 특성에 대한 연구가 필요하다. Application: IMO MEPC 75차에서 규정된 블랙카본의 중장기 감축 목표 실현을 위해 고온 배기가스의 미세먼지 저감 기술의 챔버 성능을 확인했으며, 선박용 스크러버 및 SCR 시스템과 호환이 되는 장치 개발로 이어져 국내 해양대기 오염 방지 기술 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.