연소공학 - 기체연료 연소장치

1. 확산연소

: 기체연료와 연소용 공기를 연소실로 보내 연소하는 방식

 

- 확산연소시 연료류와 공기류의 경계에서 확산과 혼합이 발생

 

- 연소형태는 연소기의 위치에 따라 달라지며 화염이 긴 형태이다.

 

- 역화의 위험이 없으며 가스와 공기를 예열할 수 있다.

 

- 연료 분출속도가 클 경우 그을음이 발생하기 쉽다.

 

- 주로 탄화수소가 적은 발생로가스, 고로가스에 적용되는 연소방식이며 천연가스에도 사용 가능

 

- 포트형과 버너형이 있다.

 

 

※ 확산형 가스버너 중 포트형

 - 버너 자체가 로벽과 함께 내화벽돌로 조립되어 로 내부에 개구된 것이며, 가스와 공기를 함께 가열할 수 있다.

 

 - 고발열량 탄화수소를 사용할 경우는 가스압력을 이용하여 노즐로부터 고속으로 분출케 하여 그 힘으로 공기를 흡인하는 방식 사용

 

 - 밀도가 큰 공기는 출구 상부에, 밀도가 작은 가스 출구는 하부에 배치한다.

 

 - 포트입구가 작으면 슬래그가 부착해서 막힐 우려가 존재

 

 

 

 

2. 예혼합연소

: 기체연료와 연소용 공기를 버너내에서 혼합하여 공급하는 방식

 

 - 연소가 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 균일하게 연소됨

 

 - 화염온도가 높아 연소부하가 큰 경우 사용 가능

 

 - 연소조절이 쉽고 화염의 길이가 짧다.

 

 - 혼합기의 분출속도가 느릴 경우 역화의 위험이 있다.

 

 - 기체연료의 압력을 2kg/cm2 이상으로 공급하므로 연소실 내의 압력은 정압이다.

 

 - 분젠버너, 저압버너, 송풍버너, 고압버너 등

 

 

cf. 저압버너

 - 1차공기량을 이론공기량의 약 60%정도만 흡인

 

 - 2차 공기는 로내의 압력을 부압(-)으로 하여 공기를 흡인

 

 - 가정용 및 소형 공업용으로 사용

 

 

 

 

 

3. 부분예혼합연소

 : 연소용 공기의 일부를 미리 기체연료와 혼합하고 나머지 공기는 연소실 내에서 혼합하여 확산연소하는 방법

 

 - 소형이나 중형버너로 많이 사용된다.

 

 - 기체연료나 공기의 분출속도에 의해 생기는 흡인력을 이용하여 공기와 연료를 흡인함

 

 - 절충식 방식이다.

 

 

 

 

 

cf. 기체상 요염물질에 대한 소각공정을 설계하기 위해 파악해야 할 인자

 1. 오염물질의 화학적 조성과 농도

 

 2. 배기가스의 온도와 유량

 

 3. 오염물질 배출허용기준