순산소 연소와 배가스 재순환(FGR : Flue Gas Recirculation) 기술은 $CO_2$ 저감 목적으로 많은 연구자들의 관심을 받아왔다. 본 연구는 다공 동축 버너를 이용하여 산소 공급비(OFR : Oxygen Feeding Ratio)에 따른 순산소 연소 특성과 동일 조건에서 FGR 시스템을 모사하기 위하여 공급 위치에 따른 $CO_2$ 첨가 효과의 특성을 비교하는 데에 초점을 맞추었다. 순산소 연소는 당량비 0.93 에 해당하는 연료 유량 15lpm 일 때 OFR 전 영역에서 안정적이었고, 화염 구조와 길이는 OFR 에 따라 변동하였다. 순산소 연소에 $CO_2$ 를 첨가할 때, 안정, 천이, 준평형, 불안정 그리고 날림 등의 다양한 안정화 모드가 관찰되었으며, 연소로 내의 전반적인 온도분포가 감소하였고, 특히 case 4 에서 1800 K 이하로 떨어져 최대 감소 효과를 보였다. 노즐 끝단으로부터 높이에 따른 $CO_2$ 농도는 첨가된 $CO_2$ 의 체적 비율에 따라 변동하였다.
The use of oxy-fuel combustion and flue gas recirculation (FGR) for $CO_2$ reduction has been studied by many researchers. This study focused on the characteristics of oxy-fuel combustion and the effects of $CO_2$ addition from the point of view of oxygen feeding ratio (OFR) and the position of $CO_2$ addition in order to reproduce an FGR system with a triple concentric multi-jet burner. Oxy-fuel combustion was stable at all OFRs at a fuel flow-rate of 15 lpm, which corresponds to an equivalence ratio of 0.93; however, the structure and length of the flame varied at different OFRs. When $CO_2$ was added in oxy-fuel combustion, various stability modes such as stable, transient, quasistable, unstable, and blow-out were observed. The temperature in the combustion chamber decreased upon $CO_2$ addition in all conditions, and the maximum reduction in temperature was below 1800 K. $CO_2$ concentration with respect to height varied with the volume percent of $CO_2$ at the nozzle tip.
