• 제목/요약/키워드: Temperature SCR

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Ag/$Al_2O_3$ 촉매하의 HC-SCR에서 수소 풍부 에탄올의 반응 특성 (Kinetics of Hydrogen Rich Ethanol as Reductant for HC-SCR over $Al_2O_3$ Supported Ag Catalyst)

  • 이주헌;박정환;김성수;유승준;김진걸
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.519-525
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    • 2010
  • Ethanol was used as reductant to remove $NO_x$ over Ag/$Al_2O_3$ catalyst via SCR from stationary emission source. Among the tested hydrocarbon reductants, ethanol showed highest de-$NO_x$ performance over the Ag/$Al_2O_3$ catalyst. De-$NO_x$ efficiency of about 83% was obtained in the condition of GHSV 20,000 $hr^{-1}$, $NO_x$ 200 ppm, CO 200 ppm, $O_2$ 13%, $H_2O$ 5% and mole ratio of ethanol/$NO_x$ = 2 between temperature of $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. While $SO_2$ presence in the $NO_x$ exhaust suppressed the catalytic activity, catalyst with acid (0.7% $H_2SO_4$) treatment of catalyst showed higher catalytic activity, where In-Situ DRIFT showed S presence over catalyst surface was increased after acid treatment of catalyst. From in-situ DRIFT and SCR results, it was concluded that sulfur presence over the surface of Ag/$Al_2O_3$ catalyst was the dominant factor to control the de-$NO_x$ reaction yield via HC-SCR from the exhausted gas including $SO_2$.

$NH_3$-SCR 방법에 의한 디젤기관의 $NO_x$ 저감과정의 모델링 및 $NO_2/NO_x,\;NH_3$/NO비에 따른 저감효율 변화 해석 (Modeling of $NH_3$-SCR Diesel $NO_x$ Reduction and Effects of $NO_2/NO_x,\;NH_3$/NO Ratios on the De-$NO_x$ Efficiency)

  • 정승채;윤웅섭
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.179-187
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    • 2008
  • A mathematical modeling of $NO_x$ reduction in $NH_3$-SCR process is conducted. The present deterministic model solves one-dimensional conservation equations of mass and species concentrations for channel flows and the catalytic reaction. NO and NO_2$ reactions by the vanadium catalyst in the presence of $NH_3$ are calculated with the rate expressions of Langmuir-Hinshelwood scheme. The modeling was validated with extensive empirical data regarding $NO_x$ reduction efficiency. Analysis of De-$NO_x$ sensitivity conducted with regard to oxygen and water yielded highly accurate prediction over a wide range of $NO_2/NO_x$ ratios from 0 to 1 in a temperature range of $200^{\circ}C{\sim}550^{\circ}C$. The $NO_x$ reduction largely depends on $NO_2/NO_x$ ratio at temperatures lower than $300^{\circ}C$. NO reduction efficiency is significantly augmented with increasing in $NH_3$/NO ratio at higher temperatures, whereas rather insensitive to the $NH_3$/NO ratio at lower temperatures.

디젤엔진의 $NO_X$ 저감을 위한 SCR $DeNO_X$ 촉매의 모델링 및 성능해석 (Modeling and Performance Analysis of SCR $DeNO_X$ Catalyst for Reducing $NO_X$ Emissions in Diesel Engine)

  • 김영득;김우승;이천환
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.137-145
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    • 2009
  • The steady-state kinetics of the selective catalytic reduction (SCR) of $NO_X$ with $NH_3$ has been investigated over a commercial ${V_2}{O_5}/TiO_2$ catalyst. In order to account for the influence of transport effects the kinetics are coupled with a fully transient two-phase 1D+1D monolith channel model. The Langmuir-Hinshelwood (L-H) mechanism is adopted to describe the steady-state kinetic behavior of the ${V_2}{O_5}/TiO_2$ catalyst. The reaction rate expressions are based on previously reported papers and are modified to fit the experimental data. The steady-state chemical reaction scheme used in the present mathematical model has been validated extensively with experimental data of selective $NO_X$ reduction efficiency for a wide range of inlet conditions such as space velocity, oxygen concentrations, water concentration, and $NO_2/NO$ ratio. The parametric investigations are performed to examine how the $NH_3$ slip from a SCR $DeNO_X$ catalyst and the conversion of $NO_X$ are affected by the reaction temperature, $NH_3/NO_X$ feed ratio, and space velocity for feed gas compositions with $NO_2/NO_X$ ratios of 0 and 0.5.

분리형 개질기를 이용한 고효율 일체형 개질기 개발에 관한 연구 (Research of High Efficiency Integrated Reforming System Using Separated Reforming System)

  • 박상현;김철민;손성효;장세진;김재동;방완근;이상용
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.11-18
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    • 2018
  • A high efficiency integrated reforming system for improving the efficiency of the 5 kW PEMFC system used as the back up power of building was studied. The separated reforming system consisted of three parts - A steam reformer with two stage concentric circular shape, a heat exchanger type steam generator and a CO shift reactor. Temperature and steam carbon ratio (SCR) were control variables during operation. The operating conditions were optimized based on the thermal efficiency of the steam reformer as reformate gas composition changes at different temperature. In experiments, water was fully vaporized in the steam generator up to SCR 3.5 and the maximum thermal efficiency was achieved at the operating temperature around $700^{\circ}C$ in the steam reforming reactor. With the results of the separated reforming system research, we improved the shape of high efficiency integrated reformer. The performance evaluation of the integrated reformer was based on optimized operating conditions in SCR 3.5. As a result, the developed integrated reforming system maintained an efficiency of 76% and constant performance over 3,000 hours.

냉각수 및 전기 가열 방식에 따른 요소수 해동 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Investigation on the Urea Melting Characteristics with Coolant and Electric Heaters)

  • 이승엽;김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 환원제를 이용하여 배기가스 내의 NOx를 질소로 환원시키는 요소수 SCR 시스템은 다른 후처리 장치들 중에서 가장 효율적인 장치로 알려져 있다. 차량에 적용되는 SCR 장치는 32.5wt%의 공융혼합물을 이용한다. 이러한 혼합물의 가장 큰 장점 중의 하나는 $-11.7^{\circ}C$에서 얼기 때문에 추운 환경에서 응고를 피할 수 있다는 것이다. 한편, 이러한 추운 환경에서 시동시 필요한 수용액을 충분히 공급하기 위해서는 고체상을 가열해야 한다. 따라서 본 연구에서는 Fluent 상용코드를 이용하여 3차원 비정상 전산해석을 통한 냉각수 및 전기가열 방식에 따른 고체상 요소수의 시간에 따른 액상비 및 온도분포와 같은 해동 및 열전달 특성을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 전기히터 가열 방식이 냉각수 방식보다 효율적임을 확인하였다.

망간산화물(NMO, MnO2, Mn2O3)을 이용한 저온에서의 NH3-SCR의 반응속도 연구 (A Reaction Kinetic for Selective Catalytic Reduction of NOx with NH3 over Manganese Oxide (NMO, MnO2, Mn2O3) at Low Temperature)

  • 김민수;홍성창
    • 청정기술
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    • 제24권4호
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    • pp.307-314
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    • 2018
  • 본 연구에서는 NMO (Natural Manganese Ore), $MnO_2$, $Mn_2O_3$ 촉매를 산소 존재 하에 저온에서 $NH_3$를 환원제로 이용하여 질소산화물(NOx)을 제거하는 선택적 촉매 환원법에 사용되었다. NMO의 경우, 안정성 실험에서 질소산화물 전환율이 423 K에서 100시간 후에도 변하지 않는 것을 확인하였다. 동력학 실험의 경우, 열 및 물질전달이 영향을 주지 않는 영역에서 수행하였다. 정상상태에서의 반응속도 연구는 저온 SCR반응에서 암모니아에 대하여 0차이고 일산화질소에 대해서는 0.41 ~ 0.57차였으며 산소에 대해서는 0.13 ~ 0.26차인 것을 확인하였다. 온도가 증가할 때, 암모니아와 산소 농도의 결과에 따라 반응차수가 감소함을 확인하였다. 촉매 표면에 해리흡착 된 암모니아와 가스상 일산화질소(E-R 모델)와의 반응 및 흡착 된 일산화질소(L-H 모델)와의 반응을 확인하였다.

SCR420H강의 미세조직과 결정립 조대화에 미치는 Ti 첨가 영향 (Effect of Ti Addition on the Microstructure and Grain Coarsening of SCR420H Steel)

  • 최정후;김성진;김민희;박재현;신재혁;류민환;신우철;김민욱;이석재;정재길
    • 열처리공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.163-171
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    • 2024
  • SCR420H steel is a low-carbon chromium alloy steel designed for carburizing heat treatment. Recently, research is being conducted on high-temperature carburization heat treatment to reduce costs and CO2 emissions by shortening the carburization time to meet the international carbon neutral policy. However, this high-temperature carburization heat treatment coarsens the steel grains and causes a decrease in mechanical properties. In this study, a large amount of Ti was added to increase the grain refinement effect in the high-temperature carburizing process. We investigated the microstructure and precipitates of SCR420H steel without Ti (Al steel) and with Ti (AlTi steel). Thermodynamic calculations showed that the AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitated in Al steel, while (Ti,Nb)(C,N) and Ti4C2S2 precipitated in AlTi steel. Addition of Ti increases the fraction of bainite after reheating process. Transmission electron microscopy analysis shows that small amounts of AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitates are formed in the Al steel. The addition of Ti increases the density of (Ti,Nb)(C,N) precipitates and induces the formation of Ti4C2S2 precipitates, increasing the grain coarsening temperature (GCT) under all heat treatment conditions. Higher reheating temperatures also resulted in higher GCT values due to increased precipitation.

천연가스 자열개질기를 위한 작동조건과 개질효율의 상관관계에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study on Correlation between Operating Parameters and Reforming Efficiency for a Methane Autothermal Reformer)

  • 박준근;이신구;임성광;배중면
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권8호
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    • pp.636-644
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    • 2008
  • The objective of this paper is to investigate characteristics of an autothermal reformer at various operating conditions. Numerical method has been used, and simulation model has been developed for the analysis. Pseudo-homogeneous model is incorporated because the reactor is filled with catalysts of a packed-bed type. Dominant chemical reactions are Full Combustion reaction, Steam Reforming(SR) reaction, Water-Gas Shift(WGS) reaction, and Direct Steam Reforming(DSR) reaction. Simulation results are compared with experimental results for code validation. Operating parameters of the autothermal reformer are inlet temperature, Oxygen to Carbon Ratio(OCR), Steam to Carbon Ratio(SCR), and Gas Hourly Space Velocity(GHSV). Temperature at the reactor center, fuel conversion, species at the reformer outlet, and reforming efficiency are shown as simulation results. SR reaction rate is improved by increased inlet temperature. Reforming efficiency and fuel conversion reached the maximum at 0.7 of OCR. SR reaction and WGS reaction are activated as SCR increases. When GHSV is increased, reforming efficiency increases but pressure drop from the increased GHSV may decrease the system efficiency.

음(陰)이온교환수지(交換樹脂)를 이용한 Ammonium Metavanadate로부터 바나듐 흡탈착(吸脫着) 특성(特性) (Adsorption/Desorption Characteristics of Vanadium from Ammonium Metavanadate using Anion Exchange Resin)

  • 전종혁;김영훈;황인성;이진영;김준수;한춘
    • 자원리싸이클링
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    • 제22권1호
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    • pp.55-63
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    • 2013
  • SCR 탈질 폐촉매 내에는 바나듐, 텅스텐 등 고가의 희유금속이 포함되어 있어 분리 및 회수가 필요하다. 본 연구에서는 바나듐 및 텅스텐 등의 희유금속을 함유하고 있는 SCR 탈질 폐촉매에서 바나듐을 회수하기 위하여 ammonium metavanadate를 사용하여 상용 음이온교환수지인 MP600에 의한 흡탈착실험을 실시하였다. 실험결과 초기 pH의 영향에 대해 pH 2 ~ 6에서 음이온화가 활발하여 높은 흡착율을 보였으며, 반응온도가 높아짐에 따라 흡착속도가 향상되는 경향을 보였으나 최대흡착량은 온도의 영향을 받지 않았다. 탈착에 대한 pH의 영향은 pH 1.0 이하의 강산성 및 pH 13.0 이상의 강염기성에서 높은 탈착율을 보였으나 pH 3.0 ~ 11.0 에서는 탈착율이 낮거나 거의 이루어지지 않았다. 흡착평형실험에 따른 흡착등온식은 Freundlich 흡착등온식에 적합하였으며, 반응 시간에 따른 흡착반응속도는 pseudo-second-order로 잘 모사되었다. 또한 Dubinin-Radushkevich, Temkin 흡착등온식을 통하여 흡착 에너지를 평가하였다.

Plate-type V2O5-WO3/TiO2 SCR 촉매의 열적 비활성화 특성 (Thermal Deactivation of Plate-type V2O5-WO3/TiO2 SCR Catalyst)

  • 차진선;박진우;정보라;김홍대;박삼식;신민철
    • 공업화학
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    • 제28권5호
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    • pp.576-580
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    • 2017
  • 본 연구에서는 plate-type의 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ SCR 촉매의 열적 비활성화 특성을 고찰하였다. 이를 위하여 plate type의 촉매를 $500{\sim}800^{\circ}C$의 온도에서 3 h 동안 열처리하였다. 촉매의 특성 변화를 고찰하기 위하여 XRD, $N_2$ adsorption-desorption에 의한 비표면적과 기공특성, SEM-EDS 등을 측정하였으며, 열처리 온도에 따른 NOx 전환율을 측정하였다. NOx 전환율은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였는데 $700^{\circ}C$ 이상인 경우에 크게 감소하였다. 이는 $TiO_2$의 결정상이 anatase에서 rutile로 변하고, $TiO_2$의 입성장 및 $CaWO_4$와 같은 결정상이 생성되어 촉매의 비표면적과 기공부피가 감소하였기 때문이다. 또한 $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 촉매 활성물질인 $V_2O_5$가 승화/기화되었으며, 촉매의 담지체로 사용되는 금속 지지체는 Cr 탄화물 형성에 따른 입계 부식과 산화가 발생하는 것으로 나타났다.