디젤자동차에서 질소산화물을 제거하기 위해, Lean Nox Catalyst, Lean NOx Trap, Hydrocarbon 또는 요소를 환원제로 하는 SCR 기술들이 개발되었으나, 이중 가장 효과적으로 질소산화물 제거를 만족시키는 방법중의 하나는 요소를 환원제로 사용하는 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction)이 기술로 알려져 있다. 또한 강화된 배기가스규제를 만족하기 위해 요소 ...
디젤자동차에서 질소산화물을 제거하기 위해, Lean Nox Catalyst, Lean NOx Trap, Hydrocarbon 또는 요소를 환원제로 하는 SCR 기술들이 개발되었으나, 이중 가장 효과적으로 질소산화물 제거를 만족시키는 방법중의 하나는 요소를 환원제로 사용하는 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction)이 기술로 알려져 있다. 또한 강화된 배기가스규제를 만족하기 위해 요소 SCR system에서의 DeNOx 성능을 향상시키기 위한 여러 가지 인자들이 고려되어지고 있으며, 특히 Urea dosing unit, SCR 촉매의 위치 및 SCR 촉매가 질소산화물 제거성능을 향상시키기 위한 중요한 요소로 알려져 있다. 이에, 본 연구에서는 Urea dosing unit, SCR 입구온도, SCR 촉매 위치에 따른 입구 농도, SCR 촉매 종류에 따른 SCR 촉매의 분석을 실시하였다, 본 연구 결과를 통해 SCR의 질소산화물 제거 성능 향상은 요소를 분사하는 인젝터의 특성에 맞는 배기계 설치 최적화 설계와 암모니아 유동 및 배압 확보에 적합한 혼합기(Mixer)의 선택이 필수적이며, 시스템 레이아웃 측면에서 요소 분해 특성이 좋고 안정적인 시스템1인 DOC + DPF + SCR이 필요함을 알 수 있었다. 또한, 배기 온도는 SCR의 질소산화물 정화 성능에 많은 영향을 주며, SCR시스템별로 SCR 전단 온도 영향도를 평가한 결과, 평균적인 배출가스 온도는 산화촉매(DOC) 발열 반응에 의한 영향으로 시스템2 DOC + SCR + DPF가 가장 높음을 알 수 있었다. 배출가스 중의 HC 농도와 NO2/NOx 비율등 조성 특성은 SCR의 질소산화물 정화 효율에 크게 기여함을 알 수 있었다, 또한 공간속도(Space velocity)에 따른 질소산화물 정화율 영향 평가 결과, 엔진의 배출가스 유량과 SCR 촉매의 열화에 따른 질소산화물 정화율등을 고려한 적절한 SCR 내 공간속도가 유지 되는 볼륨 선정이 필요함을 알 수 있었다. SCR 촉매의 종류에 따른 질소산화물 정화 성능은 고온 노출 후 암모니아 흡착량 변화가 적은 Cu-Zeolite가 Fe-Zeolite보다 고온 내구성이 우수하며, 또한 질소산화물 정화율에 영향을 미치는 NO2 effect 가 Fe-Zeolite에 비해 상대적으로 적어 귀금속의 함량을 줄일 수 있을 것이라 사료되며, SCR 촉매로서의 가능성이 높다고 할 수 있다.
디젤자동차에서 질소산화물을 제거하기 위해, Lean Nox Catalyst, Lean NOx Trap, Hydrocarbon 또는 요소를 환원제로 하는 SCR 기술들이 개발되었으나, 이중 가장 효과적으로 질소산화물 제거를 만족시키는 방법중의 하나는 요소를 환원제로 사용하는 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction)이 기술로 알려져 있다. 또한 강화된 배기가스규제를 만족하기 위해 요소 SCR system에서의 DeNOx 성능을 향상시키기 위한 여러 가지 인자들이 고려되어지고 있으며, 특히 Urea dosing unit, SCR 촉매의 위치 및 SCR 촉매가 질소산화물 제거성능을 향상시키기 위한 중요한 요소로 알려져 있다. 이에, 본 연구에서는 Urea dosing unit, SCR 입구온도, SCR 촉매 위치에 따른 입구 농도, SCR 촉매 종류에 따른 SCR 촉매의 분석을 실시하였다, 본 연구 결과를 통해 SCR의 질소산화물 제거 성능 향상은 요소를 분사하는 인젝터의 특성에 맞는 배기계 설치 최적화 설계와 암모니아 유동 및 배압 확보에 적합한 혼합기(Mixer)의 선택이 필수적이며, 시스템 레이아웃 측면에서 요소 분해 특성이 좋고 안정적인 시스템1인 DOC + DPF + SCR이 필요함을 알 수 있었다. 또한, 배기 온도는 SCR의 질소산화물 정화 성능에 많은 영향을 주며, SCR시스템별로 SCR 전단 온도 영향도를 평가한 결과, 평균적인 배출가스 온도는 산화촉매(DOC) 발열 반응에 의한 영향으로 시스템2 DOC + SCR + DPF가 가장 높음을 알 수 있었다. 배출가스 중의 HC 농도와 NO2/NOx 비율등 조성 특성은 SCR의 질소산화물 정화 효율에 크게 기여함을 알 수 있었다, 또한 공간속도(Space velocity)에 따른 질소산화물 정화율 영향 평가 결과, 엔진의 배출가스 유량과 SCR 촉매의 열화에 따른 질소산화물 정화율등을 고려한 적절한 SCR 내 공간속도가 유지 되는 볼륨 선정이 필요함을 알 수 있었다. SCR 촉매의 종류에 따른 질소산화물 정화 성능은 고온 노출 후 암모니아 흡착량 변화가 적은 Cu-Zeolite가 Fe-Zeolite보다 고온 내구성이 우수하며, 또한 질소산화물 정화율에 영향을 미치는 NO2 effect 가 Fe-Zeolite에 비해 상대적으로 적어 귀금속의 함량을 줄일 수 있을 것이라 사료되며, SCR 촉매로서의 가능성이 높다고 할 수 있다.
To remove NOx emission in diesel vehicle, Lean NOx Catalyst, Lean NOx Trap, and Hydrocarbon or Urea(NH3) SCR technologies were developed. However, it is well known that the most effective way of NOx reduction is SCR technology which used Urea(NH3) as a reducing agent. And also, to improve DeNOx perf...
To remove NOx emission in diesel vehicle, Lean NOx Catalyst, Lean NOx Trap, and Hydrocarbon or Urea(NH3) SCR technologies were developed. However, it is well known that the most effective way of NOx reduction is SCR technology which used Urea(NH3) as a reducing agent. And also, to improve DeNOx performance of Urea SCR system, there are some factors which we have to consider. Especially, it is well known that urea dosing unit (including urea decomposition and injector nozzle in urea dosing unit, mixer), the position of SCR cayalyst, SCR catalyst itself are very important factors to improve DeNOx performance in SCR catalytic system. This study is investigated and analyzed on factors which are urea dosing unit , inlet SCR temperature and inlet gas composition in SCR depend on the position of SCR catalyst in SCR catalytic system and analyzed characteristics of SCR catalyst depending upon types of SCR catalyst. From this study, it is necessary for optimized mixer to reduce back pressure, optimized NH3 flow and optimized exhaust system layout design which well matched with characteristic of urea injector to improve DeNOx performance of SCR. And, we knew that Sytem 1 DOC+DPF+SCR is good for urea decomposition and stability as a system layout point of view. And also, the exhaust temperature have an affect on the DeNOx performance. As a results of SCR inlet temperature measurement, System 2 DOC+SCR+DPF had higher average exhaust gas temperature than that of other systems due to the exothermic reaction of DOC. And, we found that the HC concentration of exhaust gas and NO2/NOx ratio are very important to improve NOx conversion. And , as a results of NOx conversion depend on Space Velocity, it is necessary for optimum volume to maintain the NOx conversion with proper Space Velocity. We knew that Cu-Zeolite had higher thermal durability than that of Fe-Zeolite because the NH3 adsorption amount of Cu-Zeolite was stable even after high temperature aging compare to Fe-Zeolite. And also, the Cu-Zeolite can reduce the PGM loading amount because Cu-Zeolite have less NO2 effect which have an affect on NOx conversion than that of Fe-Zeolite. From this results, we knew that the Cu-Zeolite SCR catalyst is most candidated SCR catalyst to meet strengthen diesel legislation.
To remove NOx emission in diesel vehicle, Lean NOx Catalyst, Lean NOx Trap, and Hydrocarbon or Urea(NH3) SCR technologies were developed. However, it is well known that the most effective way of NOx reduction is SCR technology which used Urea(NH3) as a reducing agent. And also, to improve DeNOx performance of Urea SCR system, there are some factors which we have to consider. Especially, it is well known that urea dosing unit (including urea decomposition and injector nozzle in urea dosing unit, mixer), the position of SCR cayalyst, SCR catalyst itself are very important factors to improve DeNOx performance in SCR catalytic system. This study is investigated and analyzed on factors which are urea dosing unit , inlet SCR temperature and inlet gas composition in SCR depend on the position of SCR catalyst in SCR catalytic system and analyzed characteristics of SCR catalyst depending upon types of SCR catalyst. From this study, it is necessary for optimized mixer to reduce back pressure, optimized NH3 flow and optimized exhaust system layout design which well matched with characteristic of urea injector to improve DeNOx performance of SCR. And, we knew that Sytem 1 DOC+DPF+SCR is good for urea decomposition and stability as a system layout point of view. And also, the exhaust temperature have an affect on the DeNOx performance. As a results of SCR inlet temperature measurement, System 2 DOC+SCR+DPF had higher average exhaust gas temperature than that of other systems due to the exothermic reaction of DOC. And, we found that the HC concentration of exhaust gas and NO2/NOx ratio are very important to improve NOx conversion. And , as a results of NOx conversion depend on Space Velocity, it is necessary for optimum volume to maintain the NOx conversion with proper Space Velocity. We knew that Cu-Zeolite had higher thermal durability than that of Fe-Zeolite because the NH3 adsorption amount of Cu-Zeolite was stable even after high temperature aging compare to Fe-Zeolite. And also, the Cu-Zeolite can reduce the PGM loading amount because Cu-Zeolite have less NO2 effect which have an affect on NOx conversion than that of Fe-Zeolite. From this results, we knew that the Cu-Zeolite SCR catalyst is most candidated SCR catalyst to meet strengthen diesel legislation.
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