디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 아산화질소 배출에 미치는 영향
Effect of fuel component on nitrous oxide emission characteristics in diesel engine
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아산화질소(N2O, Nitrous Oxide)는 이산화탄소(CO2, Carbon Oxide), 메탄(CH4, Metane)이어 세 번째로 지구온난화에기여하는 물질로 알려져 있다. N2O의 지구온난화 계수는 대기 중에서 안정하고, 성층권에서 광분해 된 후 이차적인 오염의 원인이 되기 때문에 CO2의 310배에 이른다. N2O의 생성에 대한 조사는 보일러와 같은 연속적인 연소를 갖는 동력원에 대하여 몇몇의 연구자들에 의한 보고가 있었다. 하지만, 디젤엔진에 있어서 연료의 성분이 N2O 배출에 미치는 영향에 대한 조사는 실시되어지지 않은 상태이다. 그러므로 본 연구에서는 디젤엔진에서 연료 중에 질소와 황 농도에 의해 변화되는 N2O 배출율에 대하여 조사하였다. 실험에 사용한 엔진은 12kW/2400rpm의 4행정 직접분사식 디젤엔진이고, 실험엔진의 운전조건은 75% 부하에서 이루어졌다. 연료 중의 질소와 황 농도는 Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol, Propionitrile, Di-tert-butyl-disulfide의 6 종류 첨가제를사용하여 증가시켰다. 결과에 의하면, 질소성분 0.3% 이하를 갖는 디젤연료는 첨가제의 종류와 농도와 관계없이 N2O 배출률에 영향을 미치지 않았다. 하지만, 연료 중 황 첨가제의 증가는 배기가스 중의 N2O 농도를 증가시켰다.
Abstract
N2O(Nitrous Oxide) is known as the third major GHG(Green House Gas) following CO2(Carbon Oxide) andCH4(Methane). The GWP(Global Warming Potential) factor of N2O is 310 times as large as that of CO2 because N2O in theatmosphere is very stable, and it becomes a source of secondary contamination after photo-degradation in the stratosphere. Investigation on the cause of the N2O formation have been continuously reported by several researchers on power sourceswith continuous combustion form, such as a boiler. However, in the diesel engine, research on N2O generation which has effectedfrom fuel components has not been conducted. Therefore, in this research, author has investigated about N2O emissionrates which was changed by nitrogen and sulfur concentration in fuel on the diesel engine. The test engine was a 4-stroke direct injection diesel engine with maximum output of 12 kW at 2600rpm, and operating conditionof that was set up at a 75% load. Nitrogen and sulfur concentrations in fuel were raised by using six additives : nitrogenadditives were Pyridine, Indole, Quinoline, Pyrrol and Propionitrile and sulfur additive was Di-tert-butyl-disulfide. In conclusion,diesel fuels containing nitrogen elements less than 0.5% did not affect N2O emissions in the all concentrations and kinds of theadditive agent in the fuel. However, increasing of the sulfur additive in fuel increased N2O emission in exhaust gas.
참고문헌 (16)
- 임재근, "디젤기관에서 바이오디젤 연료가 배기배출물 특성에 미치는 영향 (대두유를 중심으로)", 한국마린엔지니어링학회지, 32(1), pp.27~32 (2008), 한국마린엔지니어링학회
- 임재근, "디젤기관에 있어서 에멀젼연료가 배기배출물 특성에 미치는 영향", 한국마린엔지니어링학회지, 31(1), pp.44~50 (2007), 한국마린엔지니어링학회
- IPCC, "Climate Change 2007 Synthesis Report", 1~52 (2007)
- A. F. Bouwman, "Testing hypotheses on global emissions of nitrous ox-ide using atmospheric models", Chemosphere - Global Change Science, 2, pp.475~492 (2000)
- M. Prather, "Radiative Forcing of Climate Change: Other Trace Gases and Atmospheric Chemistry" (1996), Cambridge University Press
- J. C. Kramlich, "Mechanisms of nitrous oxide formation in coal flames", Combustion and Flame, 77(3-4), pp.375~384 (1989)
- H. Molinari, "Conversion of fuel nitrogen through HCN and NH 3 to nitrogen oxides at elevated pres-sure", Journal of Fuel, 75, pp.1377~1386 (1996)
- K. Koji, "Study of N 2 O formation characteristics in char combustion", The Society of Chemical Engineers, 20(4), pp.482~488 (1994)
- A. Ots, "Formation and emission of compounds affect-ing environment", Journal of Oil Shale, 22(4), pp.499~535 (2005)
- P. Glarborg, "Kinetic of homogeneous nitrous oxide decomposition", Journal of Combustion and Flame, 99 (1994)
- H. Chang, "The influ-ence of mineral matters in coal on NO-char reaction in the presence of SO 2", Journal of Fuel, 83(6), pp.679~683 (2004)
- G. W. Mushrusha, "Nitrogen compound distribution in middle distillate fuels derived from petroleum, oil shale, and tar sand sources", Fuel Processing Technology, 61(3), pp.197~210 (1999)
- IMO, "NOx Technical Code", ~ (2008)
- Japan Standard Association, "Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measure-ment", 1~111 (2009)
- Suk-Heon An, "Emissions of Marine Heavy Fuel Oil in the Spray Flame", 한국마린엔지니어링학회지, 32(7), pp.1030~1035 (2008), 한국마린엔지니어링학회
- 안숙헌, "평면예혼합화염중의 N2O 농도변화에 관한 실험연구", 한국마린엔지니어링학회지, 33(2), pp.267~271 (2009), 한국마린엔지니어링학회