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대기환경 기사 필기/연소공학

■ 연소공학(2)

by 시원한 수박 2021. 5. 20.
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1. 옥탄가

- n-Patafiine에서는 탄소수가 증가 할 수록 옥탄가는 저하하여 C7에서 옥탄가는 0이다

- 방향족 탄화수소의 경우 벤젠고리의 측쇄가 C3까지는 옥탄가가 증가하지만 그 이상이면 감소

- Naphthene계는 방향족 탄화수소보다는 옥탄가가 작지만 n-Pataffine계 보다는 큰 옥탄가를 가짐

- iso-Paraffine에서는 methyl 가지가 적을 수록, 주앙에 집중하지 않고 분산될 수록 옥탄가가 감소

- 시험 가솔린의 노킹 정도를 iso-octane과 n-heptane의 혼합표준연료의 노킹정도와 비교했을 때, 공급 가솔린과

  동등한 노킹정도를 나타내는 혼합표준연료 중의 iso-octane%를 말한다

 

2. 기체연료

- 장점

(1) 저발열량의 것으로 고온을 얻을 수 있고, 전열효율을 높일 수 있다

(2) 연소효율이 높고 검댕이 거의 발생하지 않는다

(3) 회분이나 황성분이 거의 없어 매연이나 SO2 발생량이 거의 없다

(3) 부하의 변동범위가 넓고 연소의 조절이 용이하며 점화 및 소화가 간단하다

(4) 적은 과잉공기로 완전연소 가능하다

- 단점

(1) 저장 및 수송이 곤란하고 시설비가 많이 든다

(2) 누설에 의한 역화, 폭발 등의 위험이 크다

(3) 배관공사비 등 설비비가 많이 들고 가격이 비쌈

 

3. 연료

- 연료비는 탄화도의 정도를 나타내는 지수로서, 고정탄소/휘발분 으로 계산

- 석유계 액체연료는 고위발열량이 10000~12000 kcal/kg 정도이고, 메탄올과 같이 산소를 함유한 연료의

   경우 발열량은 일반 석유계 액체연료바도 낮아 진다

- 일산화탄소의 고위발열량은 3000kcal/S㎥ 정도이며, 프로판과 부탄보다는 발열량이 낮다

- LPG는 상온에서 입력을 주면 용이하게 액화되는 석유계의 탄화수소를 말한다

 

4. 기체연료의 고위발열량

- 탄소나 수소의 수가 많을 수록 증가하고, 적을 수록 감소한다

- 고위발열량이 낮은 것은 메탄이다

 

5. 그을음(=매연) 발생원인

- 연료의 C/H비율이 클수록 매연이 발생하기 쉽다

- 매연의 발생빈도 순서

(1) 천연가스 < LPG < 제조가스 < 석탄가스 < 코크스 순서로 증가

(2) 휘발유 < 등유 < 경유 < 중유 순서로 증가

- 중합 및 고리화합물 등과 같이 반응이 일어나기 쉬운 탄화수소일 수록 매연 발생이 ㅁ낳다

- 분해하기 쉽거나 산화하기 쉬운 탄화수소는 매연발생이 적다

- 탄소결합을 절단하기보다는 탈수소가 쉬운 쪽이 매연이 발생하기 쉽다

- 방향족 생성반응이 일어나기 쉬운 탄화수소 일수록 발생하기 쉽다

 

6. 매연발생 탄화수소

- 올레핀계 > 나프텐계 > 아세틸렌 > 프로필렌 > 프로판 > 메탄(파라핀계)

 

7. 탄수소비(C/H)

- 클수록 이론공연비가 감소한다

- 클수록 방사율이크다

- 중질연료일수록 크다

- 클수록 비교적 점성이 높은 연료이며, 매연이 발생하기 쉽다

 

8. 저온부식

- 원인 : 150도 이하에서 주로 황산에 의해 발생된다

- 대책

(1) 연소가스 온도를 산노점 온도보다 높게 유지해야 한다

(2) 예열공기를 사용하거나 보온시공을 한다

(3) 금속표면을 내식재료로 피복해준다

(4) 과잉공기를 줄여서 연소한다

(5) 연료를 전처리하여 유황분을 제거한다

(6) 유황분이 적은 연료를 사용한다

 

9. 액화석유가스(=LPG)

- 비중이 공기보다 1.5~2배 크고, 상온에서 액화가 용이하다

- 누출 시 건물의 바닥에 모여 인화 폭발의 위험성이 크다

- 액체에서 기체로 될 때 증발열이 발생

- 프로판, 부탄을 주성분(탄소수가 3~4개 까지 포함)

- 발열량이 20000~30000kcal/S㎥ 정도

- 발열량이 높고 증기압이 낮으며 유황성분이 적고 유독성분이 없다

- 대부분 석유정제 시 부산물로 얻어진다

- 황함량이 가장 낮다

- 연료가 비싸다

- 증발열이 90~100kcal/kg로 커서 취급이 위험하고 열손실이 크다

 

10. 기체연료 중 고위발생량이 가장 큰 것은 > N-pentane.

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