안녕하세요 공정설계 담당하고 있는 현업 실무자입니다.

제가 드릴 질문은 공정설계 관점에서 버너의 용량과 연소가스의 온도를 어떻게 설정하는 것이 좋은지 조언을 얻고자 합니다.

이번에 공정을 upscaling하면서 반응기 에너지 공급방법을 기존 전기히터에서 연소로 변경하려고 하고 있습니다.
반응기의 운전온도와 필요 에너지량을 알고 있기 때문에, 버너의 연소가스 온도에 따라서 연료가스의 용량이 결정될 것으로 생각 됩니다. (반응기를 하나의 열교환기로 취급 시, Q=mCpdT가 결정이 되어야 연료의 유량이 결정?)

버너에 들어가는 연료가스의 조성은 대략적으로 메탄 60%, 수소22% 외의 비활성가스들로 구성되어있습니다.  이 조건에서 HYSYS로 버너 모사를 할 경우 이론 연소가스 온도는 약 2,254 'C가 나옵니다.

저의 일천한 지식에 따르면 열적 NOx를 피하기 위해서 통상적으로 버너 연소 온도는 1,600'C 정도가 max로 알고 있는데, 2,254'C를 연소 온도로 설정할 경우 NOx도 문제고, 재질 선정 등등의 여러가지 엔지니어링 문제가 발생할 것으로 생각 됩니다. 다만, 연소 온도를 낮추자니, 연료가 너무 많이 들어 갈 것으로 생각 되고요.

질문은 연소온도로 문의 드렸지만, 통상적으로 버너를 사이징하는 방법에 대해서 조언을 구하고, 설계 관련 문헌이 있으면 추천해주시면 대단히 감사하겠습니다.

코로나로 인한 건강 유의하시기를 소망합니다.

감사합니다.