• 제목/요약/키워드: NOx 저감촉매

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대형디젤엔진 배출가스 저감을 위한 DPF의 재생특성 연구 (A Study on Characteristics of DPF for Heavy-duty Diesel Engine on Pollutant Emission Reduction)

  • 엄동섭;이승호;오상기
    • 동력기계공학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.34-39
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    • 2008
  • The combustion purpose of diesel engine is to reduce the emission of green gas and to produce high output. Generally, the regulation matter of emission gas is largely diveded by 'THC', 'NOx', 'CO' and 'PM'. Among those matters, the most problem is to disgorge into 'PM', the character of diesel combustion. Diesel PM can be controlled using Diesel Particulate Filter, which can effectively reduce the level of soot emissions to ambient background levels. $NO_2$ generated by the DOC is used to combust the carbon collected in the DPF at low temperature. To certificate DPF device that is suitable to domestic circumstances, it is necessary to exactly evaluate the DPF devices according to the regulation of DPF certificate test procedure fur retrofit. To do carry out the above-mentioned description the understanding of that regulation like the standard of PM reduction is needed. In this study the test procedure including test cycle and BPT test condition was examined, and also the test result for specific DPF was analyzed. In every test like field test, PM reduction efficiency test and Seoul-10 mode test, no defect was showed.

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De-NOx 저감장치가 온실가스 배출량에 미치는 영향 연구 (A Study on the Effect of De-NOx Device on GHG Emissions)

  • 김성우;김정환;김기호;오상기
    • 한국분무공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.212-220
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    • 2018
  • As increase the number of vehicles, the issue of greenhouse gas that was emitted by them became important. As a result, greenhouse gas (GHG) regulations are being strengthened and efforts are being actively made to reduce greenhouse gas emissions in the automotive industry. In the other hand, regulations for harmful emission of vehicles have been reinforced by step. Especially, the lastly applied step, so called Euro 6, not only decreased NOx limit down to half of Euro 5 but also introduced real driving emission limit for NOx and PN. It is a challenge for manufacturers to meet the recent GHG regulation as well as the latest emission regulation. To overcome these regulations a De-NOx after-treatment system is being applied to diesel vehicles that are known emitting the lowest GHG among conventional internal combustion engines. At the time of the introduction of Euro 6 emission standard in Korea, in the domestic fuel economy certification test, some diesel vehicles emitted more $CH_4$ than Euro 5 vehicles. As a result, it was confirmed that LNT-equipped vehicles emitted a high level $CH_4$ and the level exceeded the US emission standard. In order to determine the reason, various prior literature was investigated. However, it was difficult to find a detailed study on the methane increase with LNT. In this paper, to determine whether the characteristics of vehicles equipped with LNT the affects the above issue and other greenhouse gases, 6 passenger cars were tested on several emission test modes and ambient temperatures with a environment chamber chassis dynamometer. 2 cars of these were equipped with LNT only, other 2 cars had SCR only, and LNT + SCR were applied to remaining 2 cars. The test result shown that the vehicles equipped with LNT emitted more $CH_4$ than the vehicles with SCR only. Also, $CH_4$ tended to increase as the higher acceleration of the test mode. However, as the test temperature decreases, $CH_4$ tended to decreased. $CO_2$ was not affected by kinds of De-NOx device but characteristic of the test modes.

온실가스 아산화질소(N2O) 저감기술 및 CDM 사업의 현황과 전망 (Status and Trends of Emission Reduction Technologies and CDM Projects of Greenhouse Gas Nitrous Oxide)

  • 장길상
    • 공업화학
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    • 제19권1호
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    • pp.17-26
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    • 2008
  • 기후변화협약에 이은 교토의정서가 발효되면서 온실가스 저감은 세계적인 당면 문제가 되어 있는 가운데 청정개발체제(CDM) 및 공동이행(JI) 등을 통한 배출권 확보가 국가적인 경쟁이 되고 있다. 이산화탄소($CO_2$) 및 메탄가스($CH_4$)와 더불어 대표적인 온실가스의 하나인 $N_2O$는 온난화효과가 $CO_2$에 비해 310배에 이르며 120년의 분해기간이 소요될 만큼 대기 중에서 매우 안정하여 성층권에서 오존층을 파괴하는 물질로 알려져 있다. 또한 $N_2O$는 분해하기가 쉽지 않아 고온 열분해 시키는 방법 외에 $400^{\circ}C$ 이상에서 촉매에 의해 선택적으로 분해시키는 방법이 알려져 있으나 대개 NOx가 같이 존재하여 $N_2O$ 분해를 방해하는 역할을 한다. 본 보문은 국내외의 $N_2O$ 발생원에 대한 내역과 더불어 각종 온실가스 저감사업에 의한 배출권 거래현황과 탄소시장의 성장 및 $N_2O$ 저감사업의 위치, $N_2O$ 촉매 분해에 관한 기술개발의 현황과 방향, 그리고 CDM 사업으로서의 전망 등을 분석 집약하였다.

NH3-SCR 반응에서 스팀 처리된 zeolite BEA 촉매의 영향 (Effect of Steam-Treated Zeolite BEA Catalyst in NH3-SCR Reaction)

  • 박지혜;조광희;황라현;백정훈;이광복
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.145-150
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    • 2020
  • 아산화질소(N2O)는 6대 온실가스 중 하나로 이산화탄소(CO2)의 310배에 해당하는 지구온난화지수(global warming potential, GWP)를 나타내어 N2O를 저감하는 것은 필수적이다. 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)은 대기오염 물질의 하나인 NOx의 제거를 위해 암모니아를 환원제로 사용하여 무해한 N2 및 H2O로 전환하는 기술로 높은 탈질효율을 나타낸다. 본 연구에서는 NH3-SCR반응에서 스팀 처리된 Fe-BEA 촉매가 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Fe-BEA 촉매는 Fe를 이온교환하기 전, 고정층 반응기로 100 ℃에서 2 h 동안 스팀 처리 되었다. 제조된 촉매의 NH3-SCR반응 테스트는 고정층 반응기로 WHSV = 180 h-1, 370 ~ 400 ℃에서 수행되었다. 100 ℃에서 스팀 처리된 Fe-BEA(100) 촉매가 370 ~ 390℃에서 Fe-BEA 촉매보다 다소 높은 활성을 나타내었다. NH3-SCR 활성에 영향을 주는 원인을 파악하기 위하여 제조된 촉매는 BET, ICP, NH3-TPD, H2-TPR, 27Al MAS NMR을 통하여 특성분석 되었다. H2-TPR결과를 통해 Fe-BEA(100) 촉매가 Fe-BEA 촉매 보다 isolated Fe3+의 환원이 더 많이 일어난 것을 확인하였으며, 스팀 처리는 활성종인 isolated Fe3+의 양을 늘려주어 활성이 증가한 것으로 판단된다.

HCCI 엔진용 산화촉매의 반응특성 (Reaction Characteristics of Oxidation Catalysts for HCCI Engine)

  • 박성용;김화남;최병철
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.165-171
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    • 2010
  • HCCI 엔진은 배출가스 중 PM과 NOx 가 저감되나, 일반적으로 상용디젤 엔진보다 HC, CO 가 증가하는 특성을 보인다. 특히 과도한 HC 에서 발생하는 SOF 로 인해 total PM 에 영향을 미친다. 이는 HCCI 엔진에서 DOC 를 통한 HC 저감이 중요하며 HC 의 정화성능이 우수한 OC 의 개발이 필요하다. 실험은 모델가스를 이용하여 2Pt/1Pd 의 충전량이 다른 3 종의 OC(600cpsi cordierite)를 가지고 수행하였다. OC 에서 HC, SV, $H_2O$, $O_2$의 조건을 달리하여 OC 성능특성을 $LOT_{50}$에서 평가하였다. 그 결과 CO 는 $170^{\circ}C$에서 3 종의 촉매 모두 90% 이상의 정화특성을 나타내었고 Pd 가 충전 된 OC 는 열화 된 후 Pt 만충전 된 OC 보다 우수한 내구특성을 나타내었다. Fresh 와 aged 된 OC 에서 SV 의 증가 및 $H_2O$의 반응참여는 $LOT_{50}$성능이 낮아지는 결과를 나타내었다.

운전조건 변화가 HCNG 엔진용 삼원촉매 전환효율에 미치는 영향 (Effect of Operating Condition Change on the Conversion Efficiency of TWC with HCNG Engine)

  • 김창기;이성원;이의형;박철웅;이선엽;최영;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.40-46
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    • 2015
  • 이론공연비방식 엔진은 삼원촉매를 이용하여 유해배기가스를 매우 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 삼원촉매는 높은 정화효율을 보이는 공연비범위가 좁기 때문에 엔진에서의 공연비 제어가 매우 중요하다. 본 연구에서는 삼원촉매 성능을 평가하기 위하여 다양한 운전영역에서 삼원촉매의 전환효율을 비교 분석하였다. 최적의 전환효율을 보이는 당량비를 확인하기 위하여 당량비 제어값 변화에 의한 전환효율을 살펴보았다. 실험결과 당량비 제어를 통하여 각 운전조건에서 NMHC, CH4, CO 및 NOx의 전환효율이 95%이상 나타내는 최적 운전조건을 찾을 수 있었다. 동등한 배기가스 온도 조건에서는 출력이 증가할수록 최적당량비가 선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

Urea 수용액 분사용 인젝터의 분무 특성과 배기관내 분무 거동 특성 (The Spray Characteristics and Spray Behavior Characteristic in Exhaust Gas Flow of Urea Solution Injector)

  • 오정모;한영덕;김기범;이기형
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권11호
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    • pp.999-1004
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    • 2010
  • 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 열효율이 높고 이산화탄소 배출량이 적다. 그러나 입자상물질(PM)과 질소산화물(NOx)의 배출량이 가솔린 엔진보다 많은 단점을 가지고 있다. 디젤 엔진의 연소 배출물 중 질소 산화물을 저감시키기 위하여 LNT와 Urea-SCR과 같은 후처리 시스템이 최근 활발히 연구되고 있다. Urea-SCR은 Urea 수용액을 공급하기 위한 2차 분사 시스템이 필요하고, 분사된 Urea 수용액의 분무 거동 특성과 균일도에 따라서 촉매의 효율이 크게 달라진다. 본 연구에서는 배기관에 분사된 Urea 수용액의 분무균일도를 향상시키기 위하여 인젝터의 기초 분무 특성을 파악하였고, 모사배기관 시스템과 가시화 장비를 이용하여 배기관내에서의 분무 거동 특성을 파악하였다.

환원제로 우레아를 사용하는 SNCR 공정에서 첨가제 적용에 따른 탈질효율 향상 연구 (Improvement of DeNOx efficiency of SNCR Process with Chemical Additives in Urea Soution)

  • 유경선;박성우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.663-668
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    • 2017
  • 염색 산업에서 발생하는 염색폐수는 적절한 처리가 필요한 유해 폐수로 분류된다. 파이롯트 규모의 선택적 무촉매 환원반응 (SNCR) 실험 장치에서 염색폐수를 연소 배가스에 포함된 질소산화물을 효과적으로 저감할 수 있는 첨가제로 사용하는 연구를 수행하였다. 염색 산업에서 배출되는 염색폐수는 환원제의 첨가제로 사용되기 위해서는 표준화된 제제 형태이어야 하며 이를 위해 여러 단계의 정제과정을 거쳤다. 엄격하게 처리되어야 할 염색폐수는 적어도 유용성 면에서 약 87%의 NO 저감 효율을 보일 정도로 만족할 만한 효율을 보이나, CO 제거에서는 거의 효과가 없는 것으로 나타났다. 첨가제 첨가효과는 $750-1150^{\circ}C$ 구간에서 처음에는 온도가 증가함에 NO 제거 효율이 증가하다가 그 다음에는 감소하는 형태를 보인다. 최적의 온도조건에서 최대의 NO 제거 효율은 87% 이었다. 염색폐수에 포함된 약 1000ppm의 Na 화합물의 영향으로 NO 저감 효율 면에서 약 10%의 효율 향상이 있었으며, 이와 더불어 첨가제를 첨가하지 않은 경우에 비해 $N_2O$ 저감 효율과 SNCR 반응의 반응온도 확장 면에서 뚜렷한 효율 증진을 얻을 수 있었다.

High Level O2배가스중 NO 저감에 대한 선택적비촉매환원 반응특성에 관한 연구 (A Study on Characteristic of NO Reduction by High Level O2Gas in Selective Non-Catalystic Reaction)

  • 이강우;정종현;오광중
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.577-582
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    • 2002
  • Selective catalytic reduction and selective non-catalytic reduction processes are mainly used to treat nitrogen oxidants generated from fossil-fuel combustion. Especially, the selective non-catalytic reduction process can be operated more economical and designed more simply than the selective catalytic reduction. For this reason, many researchers carried out to increase the removal efficiency of nitrogen oxidants in the condition of low oxygen concentration by using the selective non-catalytic reduction process. However, this study was flue gas contained high oxygen concentration of 20(v/v%) with ammonia as a reducing agent. Moreover, it carried out experiment with many factors that are reaction temperature, retention time, initial NO concentration, NSR(normalized stoichiometric ratio). It was determined optimal operating conditions to improve NO removal efficiency with SNCR process. The De-NOx efficiency was increased with NSR, initial NO concentration and retention time increasement. This study has NO removal efficiency over 80% in the high oxygen concentration as well as low oxygen concentration. The injection of reducing agent may be considered for SNCR process and facility operation in 850$\^{C}$ of optimal condition.

소형디젤엔진용 산화촉매에 의한 미 규제 배출가스 저감특성에 관한 연구 (A Study of Unregulated Emission Reduction Characteristics by Diesel Oxidation Catalyst (DOC) for Light-Duty Diesel Engine)

  • 김기호;안균재;강금원;이성욱;엄동섭;이태영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.145-150
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    • 2006
  • Recently emission regulation on diesel vehicles is getting stringent and research on aftertreatment technology such as DPF and DOC has been carried out actively. Even though PM(Particulate matters) reduction efficiency in DOC is relatively low but the structure is simpler and very effective in the reduction of gas materials and unregulated materials. Therefore it has been applied to smaller diesel vehicles. The aims of this research is to investigate the emission reduction characteristics of DOC; DOC performance of regulated and unregulated material emission reduction. It results a Pt based catalyst demonstrated higher emission reduction efficiency than a Pt-V based catalyst in CVS-75 mode, and also the reduction efficiency of unidentified material was excellent.