Technology
무화염연소란?
기존연소와 무엇이 다른가
무화염연소(Flameless Combustion, FLOX/MILD)는 연소 후 배출되는 배가스를 다량 재순환시켜 신선한 연료·공기와 미리 희석·예열한 뒤 반응시키는 연소 기술입니다. 산소농도를 낮춰 반응 속도를 늦추고 반응 영역을 챔버 전체로 분산시킴으로써, 눈에 보이는 화염과 국부 고온 없이 낮고 균일한 온도로 연소가 이루어집니다. 그 결과 열적 NOx 생성이 크게 줄고, 소음·진동이 적으며, 노내 온도 분포가 균일해져 설비 수명에도 유리합니다.
연소 방식 비교 다이어그램
연소실 위치별 온도 분포 (개념도)
기존연소
무화염연소
* 개념도이며 실측 데이터가 아닙니다. 실제 값은 연료·설비 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
표로 보기
| 연소실 위치 | 기존연소 (°C) | 무화염연소 (°C) |
|---|
개조식 비교 정리
기존연소 (Conventional Combustion)
- 정의 — 연료와 공기(O₂ 약 21%)가 국소 지점에서 직접 반응, 좁은 화염면(Flame Front) 형성
- 반응 형태 — 얇고 뚜렷한 화염, 육안으로 관찰 가능
- 온도 분포 — 화염 중심부에 국부적 초고온(약 1,900~2,000°C) 발생
- NOx 생성 — 고온 영역에서 열적 NOx(Thermal NOx) 다량 생성, 온도에 지수적으로 비례
- 연소 안정성 — 화염 진동·맥동, 연소 소음 발생 가능
- 내구성 — 국부 열충격으로 노벽·전열관 손상 위험
- 적용 — 일반 산업용 보일러, 버너 등 범용 설비
무화염연소 (Flameless Combustion, FLOX/MILD)
- 정의 — 배가스를 재순환시켜 연료·공기를 미리 희석, 산소농도 약 3~15%로 낮춘 뒤 반응
- 반응 형태 — 뚜렷한 화염면 없이 챔버 전체에 분산(Distributed Reaction Zone)
- 온도 분포 — 국부 고온 없이 챔버 전체가 균일하고 낮은 온도(약 1,300°C 이하) 유지
- NOx 저감 — 최고온도 저하로 열적 NOx 생성 70~90% 이상 억제
- 연소 안정성 — 진동·소음이 거의 없는 매우 안정적인 연소
- 내구성 — 균일한 온도분포로 노내 내구성 및 열전달 효율 향상
- 적용 — 산업로, 소각로, 저녹스 버너, 가스터빈 연소기 등
| 구분 | 기존연소 | 무화염연소 |
|---|---|---|
| 반응 형태 | 좁은 화염면(Flame Front) | 분산 반응영역(Distributed Reaction Zone) |
| 최고 온도 | 약 1,900~2,000°C (국부) | 약 1,300°C 이하 (균일) |
| 화염 가시성 | 육안으로 보이는 화염 존재 | 육안상 화염 없음(Flameless) |
| 산소 농도 | 약 21% (공기 그대로 반응) | 약 3~15% (배가스 재순환 희석) |
| NOx 배출 | 열적 NOx 다량 발생 | NOx 70~90% 이상 저감 |
| 소음·진동 | 연소 진동·소음 발생 가능 | 저소음, 안정적 연소 |
| 온도 균일성 | 국부 열충격 위험 | 균일한 온도분포, 내구성 향상 |
| 주요 적용분야 | 일반 보일러·버너 | 산업로, 소각로, 저녹스 버너, 가스터빈 |
70~90%
NOx 저감 효과
균일 저온
노내 온도 분포, 국부 고온 없음
저소음
연소 진동·소음 감소