[논문]플라즈마 촉매 복합공정에서 질소산화물 저감 연구

정원석; 이용환; 최유리; 정재우; 조무현; 남궁원

플라즈마 촉매 복합공정에서 질소산화물 저감 연구
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산성비의 원인이자 주요 대기오염물질로 규제되고 있는 질소산화물은 주로 이동오염원, 발전소 및 산업시설에서 배출되고 있으며 전 세계적으로 배출 기준이 점차 강화되고 있는 추세이다. 따라서 질소산화물을 효과적으로 제어하기 위한 기술도 다양하게 연구되고 있는데, 이중 플라즈마와 촉매를 동시에 이용할 경우 상승효과가 있음이 보고된 이후 복합공정에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. (중략)

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문제 정의

플라즈 마 공정은 NO를 NOz로 매우 효율적으로 전환시켜주며, 대부분의 NOx용 촉매는 NOz의 형태로 유입될 때 전환률이나 수명이 증가한다. 본 연구에서는 플라즈마 공정의 하나인 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge : DBD)공정과 SCR촉매(VzO/WOLriCM를 결합하여 플라즈마와 촉매의 복합공정이 NOx 전환에 미치는 영향올 알아보고자 하였다.

제안 방법

반응기로 고전압 을 인가하기 위해 220 V, 60 Hz의 교류전압을 슬라이닥스와 네온트랜스를 이용해 승압하였다. 교류 고 전압과 전류는 P6015A 1000X 고전압 프로브와 1 /J capacitor에 연결된 100X 프로브를 통해 측정되는 신호를 디지털 오실로스코프(TDS 744A)로 측정하여 방전특성을 분석하였다. 촉매 밑변과 높이가 각각 4.
09% 의 봄베기체를 사용하였으며 MFC를 이용하여 유입 농 도를 조절하였고 건조공기를 포함한 전체 유입 가스 유량은 10 LPM으로 고정하였다. 반응기로 고전압 을 인가하기 위해 220 V, 60 Hz의 교류전압을 슬라이닥스와 네온트랜스를 이용해 승압하였다. 교류 고 전압과 전류는 P6015A 1000X 고전압 프로브와 1 /J capacitor에 연결된 100X 프로브를 통해 측정되는 신호를 디지털 오실로스코프(TDS 744A)로 측정하여 방전특성을 분석하였다.

대상 데이터

직경이 40 mm인 스테인레스 스틸로 만들어진 봉올 중심전극으로 사용하여 반응기내 gap distance가 2 mm 가 되 게 하였다. N。와 NHs gas는 각각 9.98%, 4.09% 의 봄베기체를 사용하였으며 MFC를 이용하여 유입 농 도를 조절하였고 건조공기를 포함한 전체 유입 가스 유량은 10 LPM으로 고정하였다. 반응기로 고전압 을 인가하기 위해 220 V, 60 Hz의 교류전압을 슬라이닥스와 네온트랜스를 이용해 승압하였다.
전체 장치는 기체유입부, 전원공급부, DBD 반응기와 촉매부 및 분석장치로 이루어져 있다. 파이렉스로 만들어진 반응기의 내경과 두께는 각각 44 mm, 3 mm이고 반응기 외벽에 400 mm 길이의 구리테이프를 부착하여 접지전극으로 사용하였다. 직경이 40 mm인 스테인레스 스틸로 만들어진 봉올 중심전극으로 사용하여 반응기내 gap distance가 2 mm 가 되 게 하였다.

성능/효과

가 동시에 제거되었다. 약 40 J/L 의 주입에너지밀도에서 80 %의 NOx 가 제거되었는데, 그림 3에 나타났듯이 복합공정에서 NOx 저감올 위한 최적의 에너지밀도가 존재함올 알 수 있었다. 낮은 에너지밀도영역에서는 에너지밀도가 증가함에 따라 NOx 농도가 감소하였다.

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