선박용 디젤엔진의 배기가스 및 NOx후처리 시스템(DOC+DPF+SCR) 최적화에 관한 실험적 연구 An experimental investigation on the reduction of Marine An experimental investigation on the reduction of Marine원문보기
대기오염 문제를 해결하기 위한 선박 배기가스규제와 관련하여 국제해사기구 및 미국, 캐나다, 유럽, 중국 등 규제가 강화되면서 그 중에서도 NOx의 배출억제에 대한 대책은 시급한 과제이며, 2016년부터 건조되어 국제적으로 항해를 하는 선박에 대한 질소산화물(NOx) 규제는 대기오염방지 3차 규제인 Tier 3 emission standards에 만족해야 한다. 현제 국내에서는 질소산화물(NOx)만 Tier 2 규제 중이어서 국내 선박용 후처리 시스템 개발이 미비한 대책을 문제점으로 파악하였고, 향후 선박 후처리 시스템을 연안 선박에 적용하기 위하여 이 실험을 진행하게 되었다.
연안선박의 Tier 3 emission standards 질소산화물(NOx) 규제에 따라 저감을 위한 ...
대기오염 문제를 해결하기 위한 선박 배기가스규제와 관련하여 국제해사기구 및 미국, 캐나다, 유럽, 중국 등 규제가 강화되면서 그 중에서도 NOx의 배출억제에 대한 대책은 시급한 과제이며, 2016년부터 건조되어 국제적으로 항해를 하는 선박에 대한 질소산화물(NOx) 규제는 대기오염방지 3차 규제인 Tier 3 emission standards에 만족해야 한다. 현제 국내에서는 질소산화물(NOx)만 Tier 2 규제 중이어서 국내 선박용 후처리 시스템 개발이 미비한 대책을 문제점으로 파악하였고, 향후 선박 후처리 시스템을 연안 선박에 적용하기 위하여 이 실험을 진행하게 되었다.
연안선박의 Tier 3 emission standards 질소산화물(NOx) 규제에 따라 저감을 위한 Urea-SCR 성능 및 적용 가능을 평가하고, SCR에서 반응하지 못하고 나오는 ammonia slip 의 농도를 측정을 위하여 선박E3 cycle 테스트를 수행하여 배기특성을 분석하고자 한다. 또한, IMO 규정이 전 세계 모든 해역에서 선박 연료의 황 함유량이 0.5%로 규제함에 따라 선박 연료 MGO와 디젤을 이용하여 후처리 장치에 황이 미치는 영향과 두 연료의 사용하였을 때 저감효율을 비교 분석 하고자 한다.
NOx 배출량은 SCR시스템에서 Urea 분사량을 결정짓는 α(NH3/NOx) 값에 의하여 저감율이 달라지며, α = 1 분사하였을 때 1.63445 g/kWh가 배출되었고 Tier 3 NOx emission standards 1.99 g/kWh보다 낮은 수치이기 때문에 규제에 만족할 수 있다고 판단된다. α 값이 1일 때 배기가스에서 반응하지 못하고 남은 ammonia slip이 최대 691 ppm 배출되었다. 디젤과 비교해 황의 비율이 높은 MGO(황의 비율 0.5%)는 Urea-SCR시스템에서 황이 촉매독을 형성하여 촉매에 강하게 흡착하거나 결합하여 활성을 방해, 10% 이상의 NOx 저감율을 감소시키는 것으로 사료된다.
대기오염 문제를 해결하기 위한 선박 배기가스규제와 관련하여 국제해사기구 및 미국, 캐나다, 유럽, 중국 등 규제가 강화되면서 그 중에서도 NOx의 배출억제에 대한 대책은 시급한 과제이며, 2016년부터 건조되어 국제적으로 항해를 하는 선박에 대한 질소산화물(NOx) 규제는 대기오염방지 3차 규제인 Tier 3 emission standards에 만족해야 한다. 현제 국내에서는 질소산화물(NOx)만 Tier 2 규제 중이어서 국내 선박용 후처리 시스템 개발이 미비한 대책을 문제점으로 파악하였고, 향후 선박 후처리 시스템을 연안 선박에 적용하기 위하여 이 실험을 진행하게 되었다.
연안선박의 Tier 3 emission standards 질소산화물(NOx) 규제에 따라 저감을 위한 Urea-SCR 성능 및 적용 가능을 평가하고, SCR에서 반응하지 못하고 나오는 ammonia slip 의 농도를 측정을 위하여 선박E3 cycle 테스트를 수행하여 배기특성을 분석하고자 한다. 또한, IMO 규정이 전 세계 모든 해역에서 선박 연료의 황 함유량이 0.5%로 규제함에 따라 선박 연료 MGO와 디젤을 이용하여 후처리 장치에 황이 미치는 영향과 두 연료의 사용하였을 때 저감효율을 비교 분석 하고자 한다.
NOx 배출량은 SCR시스템에서 Urea 분사량을 결정짓는 α(NH3/NOx) 값에 의하여 저감율이 달라지며, α = 1 분사하였을 때 1.63445 g/kWh가 배출되었고 Tier 3 NOx emission standards 1.99 g/kWh보다 낮은 수치이기 때문에 규제에 만족할 수 있다고 판단된다. α 값이 1일 때 배기가스에서 반응하지 못하고 남은 ammonia slip이 최대 691 ppm 배출되었다. 디젤과 비교해 황의 비율이 높은 MGO(황의 비율 0.5%)는 Urea-SCR시스템에서 황이 촉매독을 형성하여 촉매에 강하게 흡착하거나 결합하여 활성을 방해, 10% 이상의 NOx 저감율을 감소시키는 것으로 사료된다.
In order to reduce nitrogen oxides (NOx) emissions after-treatment system has to be developed due to the increasingly Strengthening emission regulations for marine engine. In this study, we installed the device for reducing exhaust gas and NOx through DOC (diesel oxidation catalyst), DPF...
In order to reduce nitrogen oxides (NOx) emissions after-treatment system has to be developed due to the increasingly Strengthening emission regulations for marine engine. In this study, we installed the device for reducing exhaust gas and NOx through DOC (diesel oxidation catalyst), DPF (diesel particulate filter) and SCR (selective catalytic reduction). Also, Marine diesel engine was applied to the R2 bench to measure three different experiments. Firstly, Urea-SCR performance and applicability for NOx abatement are evaluated. Secondly, ammonia slips concentration to be discharged when Urea-SCR system is used. And lastly, the comparison of reduction efficiency of aftertreatment system using MGO and diesel is examined. As a result, when the αvalue was 1, although the Tier 3 NOx emission standards were satisfied, a device was necessary to reduce the amount of ammonia slips, which was maximum of 691 ppm. Meanwhile, When MGO was used, the efficiency of the after-treatment system was reduced by more than 10% due to the sulfur poisoning.
In order to reduce nitrogen oxides (NOx) emissions after-treatment system has to be developed due to the increasingly Strengthening emission regulations for marine engine. In this study, we installed the device for reducing exhaust gas and NOx through DOC (diesel oxidation catalyst), DPF (diesel particulate filter) and SCR (selective catalytic reduction). Also, Marine diesel engine was applied to the R2 bench to measure three different experiments. Firstly, Urea-SCR performance and applicability for NOx abatement are evaluated. Secondly, ammonia slips concentration to be discharged when Urea-SCR system is used. And lastly, the comparison of reduction efficiency of aftertreatment system using MGO and diesel is examined. As a result, when the αvalue was 1, although the Tier 3 NOx emission standards were satisfied, a device was necessary to reduce the amount of ammonia slips, which was maximum of 691 ppm. Meanwhile, When MGO was used, the efficiency of the after-treatment system was reduced by more than 10% due to the sulfur poisoning.
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