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문제 정의
이로 인해 대기환경의 유해물질인 질소산화물을 제거하는 것이 중요한 당면과제가 되고 있으며, 미국, 일본, 유럽 등의 선진국에서는 질소산화물의 저감을 위해 질소산화물 제거기술의 개발과 함께 질소산화물 배출규제 를 한층 강화해 나가는 노력을 기울이고 있다. 본 논고에서 는 대기 오염의 중요한 원인 물질인 질소산화물을 제거하기 위한 기술에 대하여 설명 하고, 향후 기술개발의 방향에 대하여 논하고자 한다.
성능/효과
셋째로, 연소후 제어는 NOx 제거를 위한 산화, 흡수, 환원 등의 공정 에서 용액 을 사용하는 습식 법과, 용액을 사용하지 않는 건식법으로 나눌 수 있다. 습식 법 은 NOx와 SOx를 동시에 처리하는 공정으로 SOx 제거 효율은 높지 만, NOx 제거에는 비 능률적이며 장치비가 많이 들고 장치 개선에 문제점이 많아 연구 개발이 요망된다.
후속연구
과거에는 탈질반응 제어를 위해 반응기의 출구 혹은 입구의 구성, 온도, 가스 유량 등을 실측하여 이것들을 일정범위에서 이루어지도록 반응 조건을 제어하였지만, 과도상태에서는 각 시점에서의 상황을 보완하면서 반응조건을 제어 할 필요가 있다.3 따라서 비정상 요소를 포함한 과도상태에서도 적용 가능한 탈질 반응 공정의 동특성을 파악하여 최적화를 이루어야 할 것이다.
이와 같이 질소산화물 배출규제에 대응키 위한 연소 조정 및 배기 가스 후처리 등의 연구가 활발하 게 진행되고 있으나, 국내에서는 촉매 및 NOx 저감 기술의 연구가 실험실 수준이거나 실험 테스트 단계에 있으며, 이를 제어하는 장치 및 기술은 현재 외국 기술에만 전적으로 의존하고 있는 실정이다. 그러므로 질소산화물 배출 규제에 따른 질소산 화물 저감 설비와 제어장치의 국산화를 위한 연구가 조속히 이루어져야 할 것이다.
따라서 배출원의 동적특성 및 이에 따른 배기가스의 조건을 명확히 하고, 이를 토대로 지금까지 단위 기술로서 개발되어 온 암모니아 SCR 기술, 플라즈마기술, 플라즈마 촉매기술을 운전조건이 열악한 상태에서도 적용할 수 있는 상용화 기술로서 개발을 추진하여 탈질공정의 성능평가를 통한 기술의 신뢰도를 확보하고, 이를 토대로 상용화 할 수 있는 공정 기술을 개발하는 것이 당면과제라고 할 수 있을 것이다.
이러한 기술들이 선박용 엔진에 적용될 경우, 운전부하 변동에 따른 촉매의 성능 운전의 동적 특성에 대응하는 내구성이나 엔진과 후처리 설비가 시스템으로서 연계된 운전기술 등에 대한 기초적인 자료조차 마련되고 있지 않다. 따라서 선박엔진/동력계가 설치된 성능 평가 설비를 구축하고, 엔진의 부하 변동에 대응하는 운전기술을 개발(환원제 Slip 방지, 저온영역 에서의 성능유지, 동적 특성에 따른 운전 Logic 개발 등)하여 실제 선박용 엔진에 암모니아 SCR 또는 플라즈마/촉매 장치를 장착할 수 있도록 개발하여야 할 것이다.
이와 같은 환경오염 방지를 위한 국제적인 압력의 강화는 우리 나라와 같이 에너지 다소비 형 산업구조의 국가들에게 막대한 지장을 초래하게 된다. 따라서 지구환경보전기술, 청정기술 등의 새로운 환경영역의 개척이나 환경친화경영을 위한 연구개발이 조속히 이루어져야 할 것이다.
또한 환원제 주입량 제어의 최적화를 위해서는 배기가스 조건이 급격히 변하는 경우에도 대응할 수 있고, 촉매의 특성을 살린 새로운 제어 알고리즘의 개발이 요구된다. 과거에는 탈질반응 제어를 위해 반응기의 출구 혹은 입구의 구성, 온도, 가스 유량 등을 실측하여 이것들을 일정범위에서 이루어지도록 반응 조건을 제어하였지만, 과도상태에서는 각 시점에서의 상황을 보완하면서 반응조건을 제어 할 필요가 있다.
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