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고온 불활성 기체 분위기에서 아산화질소 열분해 및 반응속도에 관한 연구

A Study of Nitrous Oxide Thermal Decomposition and Reaction Rate in High Temperature Inert Gas

  • 이한민 (경북대학교 기계공학과) ;
  • 윤재근 (경북대학교 기계공학과) ;
  • 홍정구 (경북대학교 기계공학과)
  • 투고 : 2020.08.18
  • 심사 : 2020.09.04
  • 발행 : 2020.09.30

초록

N2O is hazardous atmosphere pollution matter which can damage the ozone layer and cause green house effect. There are many other nitrogen oxide emission control but N2O has no its particular method. Preventing further environmental pollution and global warming, it is essential to control N2O emission from industrial machines. In this study, the thermal decomposition experiment of N2O gas mixture is conducted by using cylindrical reactor to figure out N2O reduction and NO formation. And CHEMKIN calculation is conducted to figure out reaction rate and mechanism. Residence time of the N2O gas in the reactor is set as experimental variable to imitate real SNCR system. As a result, most of the nitrogen components are converted into N2. Reaction rate of the N2O gas decreases with N2O emitted concentration. At 800℃ and 900℃, N2O reduction variance and NO concentration are increased with residence time and temperature. However, at 1000℃, N2O reduction variance and NO concentration are deceased in 40s due to forward reaction rate diminished and reverse reaction rate appeared.

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참고문헌

  1. 전상구, "$N_2O$ 저감 기술 및 촉매 연구 개발 동향", 공업화학 전망 제19권 5호, 2016, pp. 33-44.
  2. 장길상, "온실가스 아산화질소(N2O) 저감기술 및 CDM 사업의 현황과 전망", 공업화학 제19권 1호, 2008, pp. 17-26.
  3. 최상현, 고재철, "고형연료 소각시설의 N2O 배출특성 및 배출계수 조사", 대한환경공학회지 제41권 2호, 2019, pp. 82-88.
  4. R. O'Driscoll, H. M. ApSimon, T. Oxley, N. Molden, M. E. J. Stettler, and A. Thiyagarajah, "A Portable Emissions Measurement System (PEMS) study of NOX and primary NO2 emissions from Euro 6 diesel passenger cars and comparison with COPERT emission factors", Atmospheric Environment, Vol. 145, 2016, pp. 81-91. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.09.021
  5. 두현욱, "MARPOL73/78 부속서 VI 개정", 한국마린엔지니어링학회지 제31권 5호, 2007, pp. 486-493. https://doi.org/10.5916/jkosme.2007.31.5.486
  6. 김종민, 동종인, "Urea-SNCR 공정에서 NOX 및 $N_2O$생성 메카니즘 연구", 서울시립대학교 대학원, 2012.
  7. 정문식, 동종인, "첨가제를 이용한 Urea-SNCR 공정에서 $N_2O$ 생성특성 연구", 서울시립대학교 대학원, 2011.
  8. 유동훈, "디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 아산화질소 배출에 미치는 영향", 한국마린엔지니어링학회지 제38권 9호, 2014, pp. 1045-1050. https://doi.org/10.5916/jkosme.2014.38.9.1045
  9. L. Liang, S. Hui, S. Pan, T. Shang, C. Liu, and D. Wang, "Influence of mixing, oxygen and residence time on the SNCR process", Fuel, Vol. 120, 2014, pp. 38-45. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.11.050
  10. 유경선, 박성우, "환원제로 우레아를 사용하는 SNCR 공정에서 첨가제 적용에 따른 탈질효율 향상 연구", 한국산학기술학회논문지 제18권 10호, 2017, pp. 663-668. https://doi.org/10.5762/KAIS.2017.18.10.663
  11. G. Loffler, V. J. Wargadalam, F. Winter, and H. Hofbauer, "Decomposition of Nitrous Oxide at Medium Temperatures", Combustion and flame, Vol. 120, 2000, pp. 427-438. https://doi.org/10.1016/S0010-2180(99)00106-6
  12. 이승재, "$N_2O$ 발생을 억제하기 위한 유동매체 및 유동층 소각공정 개발", 한국에너지기술연구원, 2014.
  13. CHEMKIN-PRO, Reaction Design Inc, San Diego, CA 92121, USA, https://www.ansys.com/.
  14. G. P. Smith, D. M. Golden, M. Frenklach, N. W. Moriarty, B. Eiteneer, M. Goldenberg, C. T. Bowman, R. K. Hanson, S. Song, W. C. Gardiner, Jr., V. V. Lissianski, and Z. Qin, http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/.