• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.19-25
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• 2008

Selective Catalytic Reduction is effective in the reduction of NOx emission. This research focused to evaluate the performance of a urea-SCR system and was conducted in two procedures. One is SCR reactor test using model gas in order to provide an optimal injection condition itself. In this step, some parametric study on emission temperature, space velocity, aspect ratio and the formation of urea spray were made by using flow visualization and Computation Fluid Dynamics techniques. The basic simulation results contributed in determining the layout for an actual engine test. The other is an engine performance and emission test. The urea injector was placed at the opposite direction of exhaust gases emitted into an exhaust duct and an optimal amount of a reducing agent is estimated accurately under different engine loads and speeds. Furthermore, the variation of NOx emission and applied amount of urea was investigated in terms of modes under the condition of with and without SCR, and other emissions such as PM, CO and NMHC were evaluated quantitatively as well. This research may provide fundamental data for the practical use of urea-SCR in future.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권3호
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• pp.306-312
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• 2005

IMO $NO_x$ levels are generally possible to meet by means of primary on-engine measures. Further significant follow-on reductions are likely to require a secondary after-treatment technique. SCR(Selective Catalytic Reduction) technology is used almost exclusively for $NO_x$ removal in stationary combustion systems. In order to develop a practical SCR system for marine application on board ship, a primary SCR system using urea was made. The SCR system was set up on the ship, 'HANNARA' as a test vessel. employed a two-stroke cycle diesel engine as main propulsion, which is a training ship of Korea Maritime University. The purpose of this paper is to report the results about the basic effects of the below system parameters, The degree of $NO_x$ removal depends on some parameters, such as the amount of urea solution added, space velocity, reaction gas temperature and activity of catalyst.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제7권3호
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• pp.75-80
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• 2021

NOx의 배출저감 방법으로 선박용 디젤엔진의 최적화만으로는 배기가스의 NOx 배출량 제한을 만족시킬 수 없기 때문에 반드시 배기가스를 후처리하여 NOx를 저감할 수 있는 방안이 요구된다. 본 연구에서는 현재 개발 중에 있는 선박용 SCR 촉매 유닛 일체형 덕트용 오일 버너 시스템에서 요소수를 NH3로 효과적으로 변환하기 위한 이류체 노즐과 믹싱 챔버 덕트에 관한 설계 타당성 여부를 속도분포 및 온도분포에 대한 전산열유동 해석을 통해 검토하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.73-82
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• 2012

The main and side reactions of the three selective catalytic reduction (SCR) reactions with ammonia over a vanadium-based catalyst have been investigated using synthetic gas mixtures in the temperature range of $170{\sim}590^{\circ}C$. The three SCR reactions are standard SCR with pure NO, fast SCR with an equimolar mixture of NO and $NO_2$, and $NO_2$ SCR with pure $NO_2$. Vanadium based catalyst has no significant activity in NO oxidation to $NO_2$, while it has high activity for $NO_2$ decomposition at high temperatures. The selective catalytic oxidation of ammonia and the formation of nitrous oxide compete with the SCR reactions at the high temperatures. Water strongly inhibits the selective catalytic oxidation of ammonia and the formation of nitrous oxide, thus increasing the selectivity of the SCR reactions. However, the presence of water inhibits the SCR activity, most pronounced at low temperatures. In this study, the experimental results are analyzed by means of a dynamic one-dimensional isothermal heterogeneous plug-flow reactor (PFR) model according to the Eley-Rideal mechanism.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.74-79
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• 2021

본 연구는 SCR 시스템 내에서 믹서 형상에 따른 배기가스와 요소수의 혼합 효율을 분석하기 위하여 진행되었다. 실험을 위하여 SCR 모사시스템을 제작하였으며, 균일도 측정을 위하여 균일도 측정기를 촉매 위치에 부착하였다. 실험변수는 배기가스의 유량, 온도, 믹서의 타입, 촉매의 거리를 변수로 두어 실험을 진행하였다. 실험결과로는 스월각 분석, 요소수 분포 형태, 균일도 등을 확인하였으며, 모델 A와 B의 스월각 실험결과 모델 A의 스월각이 전체 RPM영역에서 약 7~8도 높게 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 요소수 균일도 실험결과 SCR 시스템 내에 믹서가 없는 경우에는 요소수가 한쪽으로 편중되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 믹서 모델 A는 전체적으로 고른 분포를 나타내었고 모델 B는 짧은 거리에 균일도 감지기를 설치하였을 때는 약간의 편중이 있지만 점차 거리가 멀어질수록 안정적인 요소수 분포를 나타내었다. 균일도 목표타겟인 혼합 효율 90%는 모델 A와 모델 B에서 만족할 수 있었으며, 특히 모델 A의 경우가 촉매 위치 10cm에서 이미 90%의 효율을 만족하는 우수한 결과를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.135-144
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• 2021

본 논문에서는 LNG 추진선박에서 발생하는 BOG(boil-off gas)를 이용하여 수소를 생산하고 수소 연료전지 시스템을 보조엔진으로 적용한 개질공정의 특성에 대한 연구를 수행했다. 연구를 위해 BOG 수증기 개질공정을 UniSim R410 프로그램을 이용해 공정설계하고, 개질기의 출구온도와 압력, SCR(steam carbon ratio)에 따른 생성물의 분율과 반응물의 소모량을 산출하였다. 연구 결과 개질온도가 890℃일때 메탄의 반응률이 100 %였으며, 최대 수소 생산량을 보였다. 또한 개질압력이 낮을수록 반응 활성도가 높았다. 하지만 그 이상의 온도가 되면 역반응의 우세로 인해 수소의 생산량은 감소하게 되고, 물과 이산화탄소의 양은 증가했다. 또한 SCR이 증가할수록 수소 생산량도 증가했으나 요구되는 에너지 소비량도 비례하여 증가했다. SCR이 1.8일 때 수소분율이 가장 높았으나 코킹방지를 위해 SCR이 3에서 운전하는 것이 최적 운전범위임을 확인했다. 그리고 개질압력이 낮을수록 발생되는 이산화탄소의 양은 증가했으며, 냉각 및 액화를 위해서는 이산화탄소 발생량을 기준으로 42.5 %의 LNG 냉열이 요구됨을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권4호
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• pp.5-10
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• 2009

Urea-SCR system, the selective catalytic reduction using urea as reducing agent, is a powerful technique to reduce nitrogen oxides(NOx) emitted from diesel engines. However, a tank of urea(32.5 wt%)-water solution can be frozen in low ambient temperature levels of below $-11^{\circ}C$. The purpose of this study is to understand freezing and melting phenomena of the urea-water solution, and its can be applied to get the urea-water solution from frozen it within 5 minutes after cold start. Factors considered were the type of heater and the urea tank shape. From the results, it was found that melting volume of cartridge heater B during 5 minutes of heating period was 83ml when supplying electric power of 150W. Horizontal heater B, which was put in the narrow bottom space of the tank T1, had fast melting characteristics.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.35-41
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• 2021

NH3-SCR에서 상용촉매로 사용되고 있는 VWTi (VOx/WO3-TiO2)는 300~400 ℃에서 우수한 탈질성능을 나타내지만 300℃ 이하 저온에서는 효율이 저하되는 문제가 있다. 저온 탈질효율을 높이기 위하여 promoter를 첨가한 촉매 연구는 꾸준히 진행되고 있으나 촉매의 저온 탈질효율 증진원인과 촉매특성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 VWTi에 Sb(antimony)를 첨가함으로써 300 ℃ 이하의 NH3-SCR 반응에서 탈질 성능이 10% 이상 증진되는 것을 확인하였고, 이 때 외부확산/내부확산에 의한 영향을 배제하고자 공간속도와 촉매입자 크기를 제어하였다. 또한 Sb의 첨가 유·무에 따른 촉매특성을 BET, TEM/EDS, O2-TPD, H2-TPR, DRIFTs 분석을 수행하여 고찰하였다. Sb의 첨가는 촉매의 표면 흡착 산소 종을 증가시켰으며, 이에 따라 저온에서 촉매의 산화·환원(redox) 특성이 증진되어 우수한 탈질성능을 나타내는 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제9권2호
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• pp.71-79
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• 2003

화력발전소에서 배출되는 질소산화물 제어를 위한 선택적 촉매 환원 공정은 안정적이며 고효율 설계가 가능하여 범용적으로 사용되고 있는 기술이다. 선택적 촉매 환원 공정의 최적 설계를 위해서는 촉매 특성에 따른 설계기술이 정립되어야 하며, 다양한 조건에 대한 설계경험이 필요하다. 본 연구에서는 SCR 공정의 설계자료 도출을 위해 설계/제작된 $1,000Nm^3/hr$급 SCR 파일럿 플랜트를 이용하여 반응온도, $NH_3/NO$ 몰비, 공간속도, 선속도 및 압력손실 등의 설계변수에 대한 성능실험을 수행하고, 도출된 실험 결과를 통한 설계과정을 기술하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.85-90
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• 2010

As the environmental regulation of vehicle emission is strengthened, investigations for $NO_x$ and PM reduction strategies are popularly conducted. Two current available technologies for continuous $NO_x$ reduction onboard diesel vehicles are Selective Catalytic Reduction (SCR) using aqueous urea and lean $NO_x$ trap (LNT) catalysts. The experiments were conducted to investigate the $NO_x$ reduction performance of SCR system which can control the ratio of $NO/NO_2$, temperature and SV(space velocity), and the model gas was used which is similar to a diesel exhaust gas. The maximum reduction efficiency is indicated when the $NO:NO_2$ ratio is 1:1 and the SV is 30,000 $h^{-1}$ in $300^{\circ}C$. Generally, ammonia slip from SCR reactors are rooted to incomplete conversion of $NH_3$ over the SCR. In this research, slip was occurred in 6cases (except low SV and $NO:NO_2$ ratio is 1:1) after SCR. Among 6 case of slip occurrence, the maximum conversion efficiency is observed when SV is 60,000 $h^{-1}$ in $400^{\circ}C$.