• 제목/요약/키워드: 디젤 입자상물질 필터

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선박용 저속디젤엔진 적용을 위한 PM-NOx 동시저감 배출저감설비 해상실증 연구 (Study on the On-Board Test of After-Treatment Systems to Reduce PM-NOx in Low-Speed Marine Diesel Engine)

  • 고동균;정석영;김인섭;안계원;남연우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.497-504
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    • 2023
  • 본 연구에서는 소형선박용 중·고속 디젤엔진에 적용하여 연구 중인 SCR+DPF 기술을 저속엔진이 설치된 선박에 탑재하여 해상 실증 시험을 수행하였다. 대상 선박(총 톤수 2,881 톤, 정격출력 1,470kW@240rpm ×1)은 국내 연해를 운항하는 일반화물선으로 배출저감설비의 선박 탑재를 위해 도면 개발, 승인 및 선박 임시검사를 수행하였다. 저감성능 확인을 위해서 가스상물질 측정장비는 NOx technical code 및 ISO-8178의 분석방법을 준용하는 장비를 사용하였으며, 입자상물질 측정장비는 국제해사기구(IMO)에서 논의하고 있는 블랙카본 측정 방법 중 하나인 스모크미터를 사용하였다. 시험은 황 함유량 따라 MGO(0.043%), LSFO(0.42%) 2종의 연료를 사용하였으며 실제 운항하는 엔진회전수(130, 160 및 180 rpm)를 고려하여 시험 조건을 설정하였다. 시험 조건에 따라 배출저감설비의 전·후단에서 가스상 및 입자상(매연) 물질을 측정하여 배출저감설비의 저감효율을 확인하였으며 모든 시험 조건에서 NOx의 경우 90% 이상, 입자상물질(매연)의 경우 95% 이상의 저감효율을 확인하였고 엔진 성능의 영향을 줄 수 있는 배기가스 압력은 허용배압 기준인 50mbar 이하를 만족하였다. 본 연구를 통해 해상실증 연구의 중요성과 중소형 저속엔진 선박의 질소산화물 및 입자상물질의 동시 저감을 위한 대응 기술로 SCR+DPF 설비 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

디젤입자상물질필터의 기하학적 형상변화가 재생과정 중 활성화 특성 및 비정상 온도거동에 미치는 영향에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on the Effect of Changes of Geometric Shape of Diesel Particulate Filter on Light-Off Characteristics and Transient Thermal Behavior during Regeneration)

  • 정수진;이상진;김우승;이춘범
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.68-76
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    • 2006
  • The minimization of maximum DPF wall temperature and the fast Light-off during regeneration are the targets for the high durability of the DPF system and the high efficiency of regeneration. In order to predict transient thermal response of DPF, one-channel numerical modeling has been adopted. The effect of the ratio of length to diameter(L/D), cell density, the amount of soot loading on temporal thermal response and regeneration characteristics has been numerically investigated under two different running conditions: city driving mode and high speed mode. The results indicate that the maximum wall temperature of DPF increase with increasing 'L/D' in 'High speed mode'. For 'City driving mode', the maximum wall temperature decreases with increasing 'L/D' in the range of $'L/D{\geq}0.6'$. The maximum temperature decreases with increasing cell density because heat conduction and heat capacity are increased. It is also found that the effect of amount of soot loading on light-off time is negligible.

CI기관에서 디젤산화촉매장치에 의한 배출가스 저감에 관한 연구 (A Study on Emission Reduction by Diesel Oxidation Catalyst in Diesel Engine)

  • 김경배;한영출;강호인
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.164-170
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    • 1996
  • Among after treatment devices which reduce exhaust gas of diesel engine, diesel oxidation catalyst(DOC) with high reduction efficiency for gaseous matter and particulate matter is now being studied actively. In this study, an experiment was conducted to analyze the effects on factors of oxidaton characteristics and conversion efficiency of DOC. We tested to estimate change of engine performance whether a 11,000cc diesel engine equipps with DOC or not. We conducted test to estimate the reduction efficiency of exhaust gas in P-5 mode, in D-13 mode of heavy duty diesel regulation mode and in somoke opacity mode for two samples and also we conducted test to analyze the effects about both exhaust gas velocities 1,100rpm and 2,200rpm

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전기집진 기제를 조합시킨 DPF용 금속 폼 필터의 여과 특성 (Filtration Characteristics of Metal Foam Filters for DPF Combined with Electrostatic Precipitation Mechanism)

  • 박석주;이동근;김진현;조규백;김홍석;정용일
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.151-158
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    • 2007
  • Filtration studies, using simulated test nanoparticles or diesel nanoparticles, have been performed about Inconel foam filters for DPF combined with electrostatic precipitation. The simulated test particles were synthesized by laser ablation in the nitrogen atmosphere at the standard condition. The diesel particles were exhausted from the diesel engine driven on the condition of idle or load mode. Filtration efficiency of the metal foam filter is very low because most of particles are penetrated through the large pores of filter. However, the efficiency was considerably improved by applying the electric field to the filter and/or charging the nanoparticles. Nevertheless, the pressure drop of filter hardly increased because the filter-pores were not clogged by deposited particles and kept open.

DOC-DPF-SCR 시스템에 의한 디젤 배기 내 $NO_x$, 입자상 물질 저감 과정의 일관 모델링 및 성능 예측 (Unified Modeling and Performance Prediction of Diesel $NO_x$ and PM Reduction by DOC-DPF-SCR System)

  • 정승채;윤웅섭
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.110-119
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    • 2008
  • Computer methods with simplified mathematical models in conjunction with empirical model parameters can be efficiently practiced into an optimization of a diesel aftertreatment system. Components of prime interests are diesel particulate filter, diesel oxidation catalyst and de-$NO_x$ catalytic converter. de-$NO_x$, de-PM, and de-HC processes in each part are individually modeled, formulated and then combined into an integrated analysis procedure for a unified simulation of the diesel emission aftertreatment. The model is empirically tuned and validated with comprehensive engine and laboratory data. The effects of emission species and space velocity on the $NO_x$ and soot reductions are parametrically investigated. A lowered $NO_2/NO_x$ ratio due to PM oxidation in DPF contributes to promote the $NO_x$ reduction by SCR at intermediate gas temperatures. $NO_x$ reduction is inert to the PM oxidation at high temperatures. Rate of PM trapping strongly depends on temperature and $NO_x$ concentration.

디젤 매연 필터에서 퇴적되는 입자상 물질의 퇴적량 예측 (Prediction of Particulate Matter Being Accumulated in a Diesel Particulate Filter)

  • 유준;전제록;홍현준
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.29-34
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    • 2009
  • Diesel particulate filter (DPF) has been developed to optimize engine out emission, especially particulate matter (PM). One of the main important factors for developing the DPF is estimation of soot mass being accumulated inside the DPF. Evaluation of pressure drop over the DPF is a simple way to estimate the accumulated soot mass but its accuracy is known to be limited to certain vehicle operating conditions. The method to compensate drawback is adoption of integrating time history of the engine out PM and burning soot. Present study demonstrates current status of the soot estimation methods including the results from the engine test benches and vehicles.

ULSD, CR-DPF와 EGR을 적용한 디젤기관의 배출가스에 관한 연구 (A Study on Exhaust Gas of Diesel Engine with a ULSD, CR-DPF and EGR)

  • 문병철;오용석
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.85-90
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    • 2006
  • Since air pollution has become a globally critical issue and exhaust emissions from automobiles cause a major source of air pollution, many countries including advanced countries have stipulated stringent emission regulations. This test was conducted on the effect of continuous regeneration diesel particulate filter and cooled-EGR, and 15ppm low sulfur diesel was used as a test fuel. Exhaust emissions, PM, NOx, CO, HC and Soots were measured and compared under D-13modes. Through durability test on diesel particulate filter, regeneration characteristics and control technology on PM were investigated in overall.

선박 및 육상 디젤 엔진용 연료유에서 발생하는 입자상물질에 대한 무차원 광소멸계수 계측에 관한 연구 (A Study on the Measurement of the Dimensionless Light Extinction Constant for Particulate Matter from Fuel Oil for Marine and Land Diesel Engines)

  • 노범석;최재혁;조권회;박설현;이원주
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.275-281
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    • 2018
  • 선박용 연료유가 연소하는 과정에서 배출되는 오염물질은 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그에 따라, IMO에서는 선박에서 배출되는 오염물질을 규제하고 있다. 하지만 입자상물질(Particulate matter: PM)에 대한 규제는 아직 논의단계에 있으므로 선제적인 대응이 필요하다. 그러기 위해서는 입자상물질에 대한 기초적인 연구가 필수적이다. 이번 연구에서는 해상용 연료유에서 발생하는 입자상물질의 기초 데이터 구축을 위해 선박 디젤 엔진에 사용되는 연료유의 무차원 광소멸계수($K_e$)를 계측하여 분석하였다. 특성 비교를 위해 육상 디젤 엔진에 사용되는 연료유를 같은 방법으로 측정하였다. 두 연료유는 황함유량과 밀도에서 차이가 난다. 무차원 광소멸계수($K_e$)는 633 nm의 레이저를 이용하여 광학적인 방법으로 측정하고 중력식 필터법에 의해 채집된 입자상물질의 체적분율을 이용하여 결정하였다. 선박용 연료유에서 배출되는 입자상물질의 무차원 광소멸계수($K_e$)는 8.28이고, 육상용 연료유는 8.44이다. 두 연료유의 무차원 광소멸계수($K_e$)는 측정 불확도 범위내에서 거의 유사하였다. 하지만 Rayleigh limit 해법에서 구한 값과의 비교를 통해 광산란 비중이 클 수 있는 부분과 광투과율과 채집질량과의 관계를 통해 광소멸 특성이 상이할 수 있음을 확인하였다.

디젤기관에서 전기 히터 재생 여과 트랩의 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Electric Heater Regeneration Filter Trap in Diesel Engine)

  • 류규현;박만재
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.10-15
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    • 2001
  • Urgent increasing of the vehicles influence air pollution and the damage of the plants and animals. Particularly, exhaust-ing particulate of diesel vehicles give serious effect to human life. Therefore, this study aim to reduce amount of particulate and to contribute developing after-treatment in diesel engine. Through the experimental and theoretical study about charac-teristics of the electric heat regeneration, various results are obtained.

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