본 연구는 자동차 폐촉매의 재활용 가능성을 검토하기 위하여 촉매의 물리화학적 특성 및 acetaldehyde의 연소활성에 관하여 조사하였다. 자동차 폐촉매의 물리화학적 특성을 조사하기 위하여 EA(Elemental analysis), ICP-AES (Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer), XRD(X-ray diffraction) 분석을 수행하였다. Carbon 침적량은 촉매의 전반부가 후반부보다 많았으며, 주행거리에 따라 증가하는 경향을 보였다. Pt, Pd, Rh 함유량은 제작사에 따라 구성성분의 차이를 보였다. 모델 VOC로서 acetaldehyde를 선택하였으며, 상압유통식 반응장치를 이용하여 촉매의 연소활성을 조사하였다. 자동차 폐촉매의 후반부가 전반부보다 촉매 활성이 우수하였다. 또한 주행거리의 증가에 따라 촉매활성은 감소하는 경향을 나타내며, 주행거리와 촉매활성은 매우 우수한 상관성을 보였다. 자동차 폐촉매의 acetaldehyde 연소활성은 매우 우수하였으며, 소규모의 배출원 제어에 활용 가능한 것으로 평가된다.
본 연구는 자동차 폐촉매의 재활용 가능성을 검토하기 위하여 촉매의 물리화학적 특성 및 acetaldehyde의 연소활성에 관하여 조사하였다. 자동차 폐촉매의 물리화학적 특성을 조사하기 위하여 EA(Elemental analysis), ICP-AES (Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer), XRD(X-ray diffraction) 분석을 수행하였다. Carbon 침적량은 촉매의 전반부가 후반부보다 많았으며, 주행거리에 따라 증가하는 경향을 보였다. Pt, Pd, Rh 함유량은 제작사에 따라 구성성분의 차이를 보였다. 모델 VOC로서 acetaldehyde를 선택하였으며, 상압유통식 반응장치를 이용하여 촉매의 연소활성을 조사하였다. 자동차 폐촉매의 후반부가 전반부보다 촉매 활성이 우수하였다. 또한 주행거리의 증가에 따라 촉매활성은 감소하는 경향을 나타내며, 주행거리와 촉매활성은 매우 우수한 상관성을 보였다. 자동차 폐촉매의 acetaldehyde 연소활성은 매우 우수하였으며, 소규모의 배출원 제어에 활용 가능한 것으로 평가된다.
The physico-chemical characteristics and the combustion activities of a waste automotive catalyst were carried out in this study. The physico-chemical characteristics of waste automotive catalyst was examined by EA(Elemental analysis), ICP-AES (Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophoto...
The physico-chemical characteristics and the combustion activities of a waste automotive catalyst were carried out in this study. The physico-chemical characteristics of waste automotive catalyst was examined by EA(Elemental analysis), ICP-AES (Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer), and XRD(X-ray diffraction) analysis. Carbon deposit amount was higher in front brick than rear brick of catalyst, and increased with mileage. The content of Pt. Pd and Rh in waste automotive catalyst was different from the car manufacturing company. The combustion activities of waste automotive catalyst were investigated for acetaldehyde as a model VOC in a fixed bed reactor at atmospheric pressure. The catalytic activity of rear brick for acetaldehyde combustion was better than front brick of waste automotive catalyst. The catalytic activity of waste automotive catalyst for acetaldehyde combustion decreased with mileage. The linear relationship between catalytic activity and mileage was negative and has a very excellent correlation. Finally, the waste automotive catalyst has a good catalytic activity for acetaldehyde combustion. and can be used to control of small emission source.
The physico-chemical characteristics and the combustion activities of a waste automotive catalyst were carried out in this study. The physico-chemical characteristics of waste automotive catalyst was examined by EA(Elemental analysis), ICP-AES (Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer), and XRD(X-ray diffraction) analysis. Carbon deposit amount was higher in front brick than rear brick of catalyst, and increased with mileage. The content of Pt. Pd and Rh in waste automotive catalyst was different from the car manufacturing company. The combustion activities of waste automotive catalyst were investigated for acetaldehyde as a model VOC in a fixed bed reactor at atmospheric pressure. The catalytic activity of rear brick for acetaldehyde combustion was better than front brick of waste automotive catalyst. The catalytic activity of waste automotive catalyst for acetaldehyde combustion decreased with mileage. The linear relationship between catalytic activity and mileage was negative and has a very excellent correlation. Finally, the waste automotive catalyst has a good catalytic activity for acetaldehyde combustion. and can be used to control of small emission source.
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문제 정의
VOC의 촉매연소 특성에 대한 자동차 폐촉매의성능평가률 수행하기 위하여. 전보(2)와 같은 상압유통식 반응장치를 이용하였다.
국내 제작차(휘발유 자동차)의 경우 중대되는 대기오염 을 줄이기 위한 목적으로, 1987년부터 자동차 배기가스 정화용 촉매 전환기의 장착을 의무화하였다.배기가스 정화용 촉매 도입후 10년 이상이경과된 시점에서.
따라서 본 연구에서는 자동차 폐촉매의 형태 그대로 재활용하기 위한 가능성 검토를 목적으로 촉매의믈리화학적 특성에 관하여 연구하였다. 촉매의 물리화학적 특성 조사는, EA(Elemental analysis).
매년 다량 발생되고 있는 자동차 폐촉매의 재활용가능성을 검토하기 위하여 촉매의 물리화학적 특성및 acetaldehydes] 촉매연소 성능을 조사한 결과다음과 같은 결론을 얻었다.
차종별. 주행거리별 및 열화(sintering)된 촉매들에 대한 결정구조의 변화를 조사하기 위하여. 동일한 분석 조건하에서의 XRD 분석결과를 Fig.
제안 방법
Italy) 분석을 통하여 촉매상에 침적된 carbon 량을. ICP-AES (ICPS-lOOOm. Shimadzu. Japan) 분석을 통하여 자동차 페촉매중의 귀금속 함량을 조사하였다. ICP-AES 분석을 위한 페촉매는 가압~70psi)이 가능한 시료용기 (Teflon Vessel.
Japan) 분석을 통하여 자동차 페촉매중의 귀금속 함량을 조사하였다. ICP-AES 분석을 위한 페촉매는 가압~70psi)이 가능한 시료용기 (Teflon Vessel. Savillex. USA)를 이용하여 다음과 같은 방법으로 전처리 하였다. a) 시료 0.
Shimadzu, Japan)를 이용하였다. TCD 검출기를 이용하였으며 . column 온도는 120t.
e) 건고된 시료롤 2% HCL로 40g 정도로 만들어 ICP-AESe 측정용 시료로 사용하였다. XRD(Geiger-flex, Rigaku Co.. Japan) 분석을 퉁하여 차 종별촉매와 sintering된 촉매의 결정구조 변화를 조사하였다.
ICP-AES( Inductively coupled plasma-atomic emission spectrophotometer). XRD(X-ray diffraction) 분석을 통하여 수행하였다. 또한.
또한. 석유화학공업지역에서 주로 발생되는 VOCs 중에서 acetaldehyde를 선정하여 폐촉매의 연소활성을 검토하였다.
자동차 페촉매의 물리화학적 특성을 조사하기 위하여 몇 가지 기기분석을 수행하였다. EA(1110.
자동차 폐촉매의 표면에 침적된 carbon의 상대적인 양을 조사하기 위하여 EA(Elemental analysis) 분석을 수행하였으며. 그 결과를 Fig.
촉매명의 알파볫온 차종을, 다음 숫자는 만 km 단위의 주행거리를, 그 다음의 F와 R은 각각 촉매의 전반부 (front brick) 와 후반부(rear brick)룔 나타낸다. 촉매에 침적된 carbon의 영향을 최소화하기 위하여, 반옹전 400P에서 공기로 Ihr 동안 전처리하여 침적 carbon을 제거하였다.
대상 데이터
3754. 100.072대이고. 1997년은 각각 10.
페촉매의 처리 및 재활용에 많은 관심이 집중되고 있다.1998년에 한국자동차퍼차업협회에서 제공한 자료를 보면. 년간 평균 폐차율은 5.
위하여 동일 제작사의 A4-F, E12-F. E14-F 촉매를 이용하였다. 반응온도별 주행거리에 따론 촉매 활성을 Fig.
또한. Porapak T(ID:3mm, SS, 2m, 50~80mesh)와 Molecular sieve 5A(ID:3mm. SS, 3m. 60~80mesh) column을 이용하였으며. acetaldehyde의 연소반웅에 대한 전화을(X)과 각생성물의 선택을(S)은 각각 다음과 같이 정의하여사용하였다.
USAX 선택하였다. 반응물과 생성물의 분석은 GC(GC-8A. Shimadzu. Japan) 와 Data processor(C-R6A. Shimadzu, Japan)를 이용하였다. TCD 검출기를 이용하였으며 .
본 실험에 사용한 자동차 페촉매는 희사별. 차종별 및 주행거리별로 촉매를 선택하였으며, 그 종류를 Table 1에 나타내었다.
검출기 온도는 1601C. 운반가스로는 헬륨을이용하였다. 또한.
후반부 촉매룔 대상으로 하였으며. 표준물질로는 BBOT(2.5^-Bis(5-tert-butylbenzoxazol-2-yl) thiophene〕틀 사용하였다. 촉매의 전반부와 후반부를 비교해 보면.
P 및 E type 의 전 . 후반부 촉매룔 대상으로 하였으며. 표준물질로는 BBOT(2.
성능/효과
1) 폐촉매 상의 carbon 침적량은 촉매의 전반부가 후반부보다 많았으며. 주행거리에 따라 증가하는 경향을 보였다.
3) 폐촉매의 후반부가 상대적으로 열화가 심한전반부보다 acetaldehyde의 촉매연소 활성이휠씬 우수하였으며. 주행거리의 증가에 따른촉매연소 활성은 감소하는 경향을 보였다.
4) 동일 제작사의 경우 주행거리와 촉매연소 활성은 매우 우수한 상관성(7=0.99 이상)을 보였다.
주행거리가 가장 짧은 A2-F 촉매의 활성이 가장 우수하였으며 . 동일한 차종일 경우 주행거리가 길어질수록 촉매의 활성온 감소하는 경향을 보였다. E12-F 촉매는 P8-F 촉매에비하여 주행거리는 더 길지만.
최대 회절강도도 크게감소되고 있다. 따라서 폐촉매는 주행거리의 증가에 따라 촉매의 구조가 서서히 변화되고 있음을 확인하였다.
후반부에 따라 3원 촉매의 귀금속 함량은 약간의 차이를 보이고 있다. 전반부보다는 후반부의 촉매가 일반적으로 귀금속 함량이 약간 높았으며, 주행거리 증가에 따라 귀금속 함량은 감소하는 경향을 보였다. E type 촉매의 경우는 자동차 촉매의 주요 3원소인 Pt, Pd 및 Rh 중.
5에 나타내었다. 주행거리가 가장 짧은 A2-F 촉매의 활성이 가장 우수하였으며 . 동일한 차종일 경우 주행거리가 길어질수록 촉매의 활성온 감소하는 경향을 보였다.
E12-F 촉매는 P8-F 촉매에비하여 주행거리는 더 길지만. 촉매성능은 훨씬 우수하였으며, 주행거리별 촉매성능온 차종에 따라 달랐다. 각각의 촉매에 대한 상대적인 성능을 비교하기 위하여, 100%의 전화율을 나타내는 반응온도를 기준으로 보면.
후속연구
5) 폐촉매는 acetaldehyde의 연소 활성이 우수하였으며, 소규모 VOCs 배출원 제어에 활용 가능할 것으로 평가된다.
이러한 상관관계의 자료를 이용하여 주행거리에 따른 촉매활성을 추산할 수 있으며. 향후 자동차 퍼촉매를 이용한 VOCs 처리장치를 설계할 경우 소요 촉매량의 산정 등에 매우 중요한 자료로 활용될 수 있다.
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