추가 장치로 가정용 화로를 더 깨끗하고 안전하며 오래 사용할 수 있습니다.

[아름이]

추가 장치로 가정용 화로를 더 깨끗하고 안전하며 오래 사용할 수 있습니다.
날짜:
2023년 2월 15일
원천:
DOE/오크 리지 국립 연구소
요약:
천연 가스 용광로는 집을 데울 뿐만 아니라 많은 공해를 일으킵니다. 현대식 고효율 응축로에서도 상당량의 부식성 산성 응축과 유해한 수준의 질소 산화물, 일산화탄소, 탄화수소 및 메탄이 생성됩니다. 이러한 배출물은 일반적으로 대기로 배출되어 토양, 물 및 공기를 오염시킵니다. 과학자들은 산성 가스 및 기타 배출물을 99.9% 이상 제거하여 매우 깨끗한 천연 가스 용광로를 생산하는 저렴한 추가 기술을 개발했습니다. 이 산성 가스 감소(AGR) 기술은 온수기, 상업용 보일러 및 산업용 용광로와 같은 다른 천연 가스 구동 장비에도 추가할 수 있습니다.

전체 이야기
천연 가스 용광로는 집을 데울 뿐만 아니라 많은 공해를 일으킵니다.

현대식 고효율 응축로에서도 상당량의 부식성 산성 응축과 유해한 수준의 질소 산화물, 일산화탄소, 탄화수소 및 메탄이 생성됩니다. 이러한 배출물은 일반적으로 대기로 배출되어 토양, 물 및 공기를 오염시킵니다.

이제 미국 에너지부의 Oak Ridge 국립 연구소의 과학자들은 산성 가스 및 기타 배출물의 99.9% 이상을 제거하여 매우 깨끗한 천연 가스 용광로를 생산하는 저렴한 추가 기술을 개발했습니다. 이 산성 가스 감소(AGR) 기술은 온수기, 상업용 보일러 및 산업용 용광로와 같은 다른 천연 가스 구동 장비에도 추가할 수 있습니다.

ORNL의 에너지 과학 및 기술 연구원 Zhiming Gao는 "촉매 변환기가 전 세계적으로 수십억 대의 차량에서 나오는 배기 가스를 줄이는 데 도움이 되는 것처럼 새로운 AGR 기술은 오늘날의 신규 및 기존 주거용 가스 용광로에서 생성되는 문제가 있는 온실 가스와 산성 응결을 사실상 제거할 수 있습니다"라고 말했습니다. 이사. "환경 친화적인 응축수는 가열로 열교환기에 부식에 강한 스테인리스 스틸 소재를 사용할 필요가 없으므로 제조 비용이 절감됩니다."

용광로에서 산성 가스 감소의 효과를 입증하기 위해 연구원들은 AGR 촉매를 제작하고 금속 하우징에 넣은 다음 상업적으로 이용 가능한 표준 고효율 응축로에 장치를 설치했습니다. 400시간의 신뢰성 및 내구성 테스트 결과 AGR이 연도 가스에서 유해한 배출물을 거의 완전히 제거하고 중성 pH 수준의 비산성 응축물을 생성한 것으로 나타났습니다.

장치의 가스 흐름 채널을 손상시키지 않고 테스트 후 AGR의 내부 상태와 그을음 분포를 조사하기 위해 과학자들은 ORNL의 고 플럭스 동위 원소 반응기(HFIR)에서 중성자 컴퓨터 단층 촬영을 사용했습니다. X-레이와 달리 중성자는 금속 하우징을 통과하여 이미지를 기록한 다음 사용된 장치의 2D 및 3D 표현을 생성하는 데 사용할 수 있습니다.

Gao는 "이러한 통찰력을 통해 AGR 장치 설계를 개선하여 보다 균일하고 자체 청소가 가능한 가스 흐름 패턴을 만들 수 있습니다."라고 말했습니다. "이는 또한 과도한 그을음 축적을 완화하여 AGR 사용 용광로 성능을 향상시키는 데 도움이 될 것입니다."

일반적으로 탄화수소의 불완전 연소로 인해 형성되는 그을음 입자에는 상당한 양의 수소가 포함되어 있습니다. 중성자는 특히 수소 및 기타 가벼운 원소를 감지하고 매핑하는 데 능숙합니다.

HFIR의 중성자 기기 과학자인 ORNL의 Yuxuan Zhang은 "AGR 테스트 후 중성자 이미징 및 매핑은 연도 가스가 AGR을 통해 흐르는 방식에 대한 세부 정보를 제공했으며, 이는 촉매 중간에 그을음 입자가 많이 축적되었음을 드러냈습니다."라고 말했습니다.

AGR 기술을 사용하면 용광로 제조업체가 대부분의 열교환기에 사용되는 스테인리스강보다 저렴한 재료를 사용할 수 있습니다. 이 증가된 경제성으로 용광로 제조업체는 주거용 및 상업용 용광로 배출에 대해 캘리포니아에서 제안한 새로운 기준을 충족하는 더 많은 고효율 용광로를 판매할 수 있습니다.

Gao는 "현재 AGR 지원 용광로는 정상적인 사용 조건에서 약 3년에 한 번씩 장치의 오프라인 재생이 필요합니다."라고 말했습니다. "AGR 장치는 집주인이나 기술자가 제거하여 재생 및 재활용 장소로 운반할 수 있습니다. 이것은 소비자가 야외 그릴용 빈 천연 가스 탱크를 딜러에게 가져와 가득 찬 탱크로 교환하는 방법과 유사합니다."

2022년 ORNL AGR 기술은 탐나는 R&D 100 상을 받았으며 ORNL의 기술 혁신 프로그램을 통해 대상 투자 대상으로 선정되었습니다.

이 연구는 DOE 빌딩 기술 사무소의 후원을 받았으며 ORNL의 빌딩 기술 연구 및 통합 센터, HFIR 및 나노상 재료 과학 센터(CNMS)의 리소스를 사용했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/