초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

디젤 자동차 배기가스에서 나오는 오염 물질인 입자상 물질(Particulate Matter, PM)과 질소산화물(Nitrogen Oxide, NOx)에 대한 배기규제가 미국과 유럽을 중심으로 날이 갈수록 엄격해지고 있다. 배기가스에서 나오는 PM과 NOx를 저감하기 위하여 PM은 ...

디젤 자동차 배기가스에서 나오는 오염 물질인 입자상 물질(Particulate Matter, PM)과 질소산화물(Nitrogen Oxide, NOx)에 대한 배기규제가 미국과 유럽을 중심으로 날이 갈수록 엄격해지고 있다. 배기가스에서 나오는 PM과 NOx를 저감하기 위하여 PM은 DPF(Diesel Particulate Filter)를 NOx는 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)나 Urea를 이용한 NH3-SCR(Selective Catalytic Reduction) 등의 상용화를 위해 국내외에서 많은 연구가 진행 중에 있다. 강화되는 규제에 만족시키기 위해서는 이들 저감 장치들 간의 조합에 의한 복합 저감장치가 필요하다.PM은 DPF 내부에서 포집과 재생을 통해서 저감이 이루어진다. DPF는 벌집 모양의 채널 사이에 기공으로 구성된 다공성 벽이 있는 벽 유동 방식의 필터로 되어 있다. PM이 포집되면서 유동의 유효면적이 줄어들어 엔진 배압을 높이는 작용을 하므로 적절한 시기에 재생을 해주지 않으면 배기 유동에 문제를 일으킬 수 있다. 또한 PM이 산화하면서 발생하는 DPF 내 비정상적인 온도 증가는 DPF 내구성에 치명적인 영향을 미친다. NOx 저감장치는 NH3를 이용한 SCR이다. 이 방법에서는 NH3를 물로 희석시킨 Urea로써 디젤 배기가스와 직접적으로 반응 하여 NOx저감효율이 90% 이상 된다. 하지만 주기적으로 Urea를 보충시켜야 하며 Urea탱크를 가져야 하는 단점이 있다. DOC는 일산화탄소, SOF나 유기물들을 줄임과 동시에 NO를 NO2로 변환 시켜주는 산화장치로써 단독으로 쓰이기보다는 DOC+Urea-SCR 또는 DOC+DPF와 같이 다른 저감장치와 함께 쓰여 PM과 NOx 저감의 효율을 더욱 높여준다.유해 물질 저감을 위한 실험과 시뮬레이션에 대한 1차원 모델링은 저감과정의 시간적, 공간적 과정을 정확히 모사할 수 없으므로 다차원 해석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구자에 의한 검증된 1차원 모델을 기반으로 하여 상용프로그램인 Fluent와 그 내부프로그램인 C++기반의 UDF를 연계하여 다차원 해석하였다. 다차원 모델링을 통해서 배기가스 온도와 유동분포에 따른 각 후처리 장치들의 공간 분포에 대한 저감 현상을 모사할 수 있다. DPF 내부의 압력 강하에 따른 PM 포집과 PM 산화 시에 발생되는 온도를 예측하고, 열 재생시 PM의 산화반응으로 인해 DPF 내부의 열이 DPF 전단에서 후단으로 이동하는 것을 확인하였다. DOC의 NO2 생성에 따른 PM의 NO2 재생 및 Urea-SCR에서의 NOx 저감을 해석할 수 있었다. DOC로 들어가는 유속 분포에 따라 DOC에 NO가 오래 머물수록 NO2가 많이 생성되었으며 또한 배기온도가 증가함에 따라 NO2 생성이 많았다. 생성된 NO2에 의한 DPF에서의 PM 저감이 증가하는 것을 확인하였다. NO/NOx 비율 및 배기 온도에 따라 NOx 저감이 이루어졌으며 배기온도 300℃ 이상에서는 SCR 중간부터 90% 이상의 저감 효율이 나타났다.

Keyword