| 초록 |
축방향 2단 다공체 연소기에서 N2로 과다 희석된 CH4-O2 초과 엔탈피 화염 특성에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서 배출되는 지구온난화 가스인 PFCs 및 NF3 (Non-CO2가스)의 처리를 위해 사용되는 가스 스크러버의 연소기로 응용이 목적이다. 에너지 사용량 비교를 위해 연료와 처리가스(N2)의 비로 표현되는 FCI(Fuel Consumption Index)를 도입하였고 기존 스크러버에서 사용되는 연소기의 FCI는 평균 0.25정도이다. N2와 연료의 유량, 그리고 당량비 변화에 따라 직접가시화를 통해 화염 거동을 관찰하였고 이를 토대로 화염안정화 선도가 도출되었다. 도출된 화염안정화 선도는 화염상태에 따라 네 가지 영역으로(Stable, Flashback, Blow-out, Sudden extinction)구분 되었다. 한편, PFCs 및 NF3의 분해처리의 척도로서 화염온도를 측정하였다. 또한, 운전조건에 따른 배기가스(CO, CO2, O2, NOx) 배출 특성을 분석하였다. 결과적으로 다공체내 초과엔탈피 화염의 최대온도는 CF4의 열분해 온도인 1600℃ 보다 높은 약 1700℃였다. 모든 조건에서 NOx는 20ppm정도로 매우 낮게 배출되었다. 또한, 본 연구에서 고안된 가공체 연소기의 FCI는 0.09정도로 기존 스크러버에서 운전되는 연소기보다 최대 60%까지 에너지 절약이 가능하다고 판단된다. |
