본 연구는 향후 산업적으로 질소산화물 규제가 중요한 문제로 대두될 만한 산업용 보일러를 대상으로 수행하였다. 일반적으로 SNCR 방법의 산업용 보일러로의 적용은 혼합을 위한 충분한 체류시간을 제공하지 못한다는 점에서 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 SNCR 장치의 산업용 보일러 적용가능성을 조사하기 위한 것이다. 구체적으로 연료로 중유를 사용하는 시간당 스팀 발생량 40톤 규모의 산업용 보일러를 연구 대상으로 하였다. 사업용 보일러의 수치 해석을 위한 3-D 직교좌표계 프로그램에는 난류 유동, 난류 연소반응, NOx의 생성과 환원제와의 반응을 통한 소멸반응 등을 포함하고 있다. 또한 개발된 코드에는 Lagrangian 방법에 의한 입자궤적 프로그램이 포함되어 있고, 주입구에서 접선방향으로의 선회효과를 계산에 의해 고려하였다. 선회버너 효과를 고려한 결과 단화염이 생성되었으며 NOx 환원반응에 적합한 온도 영역의 증가로 인해 NOx 제거효율도 향상되었다. 실험결과와의 비교를 통하여 프로그램을 검증하였으며, 계산결과 혼합용 공기 주입을 통한 환원제와의 혼합 향상을 통해서 SNCR 방법의 산업용 보일러 적용가능성을 확인하였다.
This study is to investigate the industrial boiler which can be significantly affected by the restriction of NOx. Note that the application of SNCR method to industrial boiler is usually blown as not feasible due to the insufficient residence time for proper mixing. The purpose of this study is to investigate the applicability of the SNCR system application to the industrial boiler, which produces 40 tons of steam per hour using heavy oil. For the industrial boiler with 3-D rectangular coordinate, the general coding are made fur various turbulence modeling such as turbulent flow, turbulent fuel combustion, thermal NO formation and destruction together with the NO reaction with reducing agents. Further, the incorporation of drop trajectory model is successfully made in 3-D rectangular coordinate with Lagrangian frame and the main swirl burner effect on the characteristics of flame is considered. As expected a short flame was created and thereby NOx is removed more efficiently by increasing the proper region of temperature for NO reduction reaction. The validation of program was made successfully by the comparison of experimental data. Based on the reliable calculation results, the SNCR method in a industrial boiler shows the possibility as one of viable NO reduction method by the use of well designed mixing air of reducing agent.
