예혼합화염과 확산화염에서의 NOx발생차이, NOx발생 방지대책을 열거하라.

소개

예혼합화염과 확산화염에서의 NOx발생차이, NOx발생 방지대책을 열거하라.

목차

예혼합화염의 정의
예혼합화염에서의 NOx발생
확산화염(Diffusion flame)
질소화합물 생성에 따른 당량비(Ф)와의 관계
NOx의 발생
발생을 줄이는 방법

본문내용

예혼합화염
-연료와 공기의 예혼합기에 점화했을 때 형성되는 화염을 예혼합화염이라 한다. 이 경우 전파하고 있는 화염의 전방은 아직 반응하고 있지 않은 미연혼합기이고, 후방은 이미 반응을 완료한 기연가스이다. 화염의 두께는 화염전체의 공간현상과 비교하면 대부분의 경우 매우 얇아 면으로 취급한다. 이것을 화염면이라 하며, 화염면이 미연 혼합기 중을 전파하는 것을 화염전파라 한다. 예혼합기에 있어서 화염전파가 가능한 것은 혼합기 중의 가스상 연료의 혼합비율이 일정의 범위내에 있는 경우에 한한다. 이비율을 가연범위의 공기연료비 또는 연료공기비의 상한 및 하한이라 부르며, 가연범위의 혼합기를 가연성 혼합기라 부른다. 연료가 액상의 경우는 화염전파시 연료의 기화비율에 따라 가연범위의 상하한이 변한다. 또한, 혼합기의 가연범위는연료의 종류, 혼합기의 온도, 압력, 혼합기 중의 잔류가스 비율 및 난류강도 등에 따라서도 변하기 때문에 복잡하다.
-장단점: 예혼합연소는 미리 연료와 산소를 혼합하여 쓰기 때문에 효율이 매우 좋다. 하지만 연소하면서 화염전파가 구형으로 일어나는데 이런 화염전파면이 연료가 공급되는 속도에 비해 빠르면 붕뜨는 듯한 blow off 현상이 일어나고 느리면 거꾸로 타게 되는 역화현상이 일어나는 위험이 있다. 또한 혼합기가 너무 농후하거나 너무 희박하면 불이 잘 붙지 않는다는 단점이 있다. 이런 현상으로 인해 예혼합 화염을 조절하는 것은 매우 힘들다는 것을 알 수 있다. )

예혼합화염에서의 NOx발생
- 당량비의 증가에 따라 NO전환율이 감소하게 되고 반면에 HCN이나 NH3로의 전환율이 증가하게 된다.
- 질소함유율의 증가는 NO농도의 상승 및 NO전환율을 감소시킨다.
- 연료의 산화반응이 함유 질소분의 분해 반응보다도 빠를 경우 연료 과농측에서 NO전환율이 격감하지만, 반대의 경우에는 본체 반응이 O2잔존량이 많은 영역에서 일어나므로 NO전환율의 감소는 완만하다

확산화염(Diffusion flame)
-연료와 산화제(공기)가 미리 혼합되어 있지 않은 경우에는 연료와 공기의 경계영역에 화염이 형성되며 이 화염을 확산화염이라 한다. 확산화염에 있어서는 미연쪽과 기연쪽의 구별이 없고 반응대를 사이에 두고 연료쪽과 공기쪽으로 구별된다. 연료쪽에서는 연료와 연소생성물이 공존하고 있고 또한 산화제쪽에서는 공기와 연소생성물이 공존하고 있다. 반응대에서 관찰되는 가스의 최고온도를 확산화염온도라 하는데, 이 확산화염온도는 예혼합화염의 경우와는 달리 연료의 종류나 초기온도에 따라 변화한다. 또한 확산화염에 있어서는 반응대를 사이에 두고 연료와 공기가 존재하기 때문에 확산화염에는 전파성이 없는 것이 예혼합과 다른 특징이다.

참고자료

· 없음