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선박배기가스 유해물질 저감을 위한 선박용 SCR 시스템 요소기술에 관한 소개 원문보기

한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회, 2015 Oct. 21, 2015년, pp.77 - 78  

박윤용 (목포대학교 조선공학과) ,  송하철 (목포대학교 조선공학과) ,  심천식 (목포대학교 조선공학과) ,  안기주 ((주)S&K 중공업) ,  박기영 ((주)S&K 중공업)

초록
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산업화로 인하여 토지의 사막화, 물부족, 오존층 파괴, 지구 온난화 등 많은 환경문제가 발생되었으며 아직 진행 중에 있다. 이에 UN에서는 환경 규제를 강화하였으며 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 선박의 배기가스 규제 강화를 위하여 NOx(질소산화물) 및 SOx(황산화물)의 배기량을 줄이도록 하고 있으며 2016년부터는 본격적으로 규제하려 하고 있다. 상기의 규제 물질 중 NOx를 제거하는 선택적환원촉매(SCR:Selectivity Catalytic Reduction) 시스템은 선박의 배기가스가 지나가는 통로에 요소수(Urea)를 분무하여 $260^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응, 결합함으로서 NOx를 질소와 산소로 분리, 제거하는 방식이다. 하지만 선박의 경우 대부분 엔진이 2행정으로 배기가스 온도가 일반적으로 $180^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$이기 때문에 요소수에 있는 암모니아가 배기가스에 있는 NOx와 반응하지 않아 환원률이 높지 않다. 이에 우리는 초미세기포를 이용하여 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 요소수 및 요소수 활성화 기기를 개발하여 상기의 문제점들을 최소화 할 수 있도록 하였다. 또한 SCR 시스템의 점성유동해석을 통하여 보다 효율적인 SCR 시스템의 개발을 할 수 있도록 기여하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 따라 본 연구는 선박용 SCR의 크기를 줄이면서도 효율을 극대화 할 수 있는 방향에서 연구를 시작했으며 효율이 낮은 요소수를 선박엔진에 맞게 활성화 시킬 수 있는 방안을 모색하게 되었고, 초미세기포를 이용한 활성화 요소수 에 초점을 맞추고 이를 개발하였다. 또한, 효율성 향상을 위하여 점성 유동해석을 수행하였다.

가설 설정

  • 촉매의 공극률은 0.76을, 벽면은 점착조건인 No-Slip 조건을 적용하였 으며, 난류 모델은 정상상태의 난류유동으로 가정하여 K-ε 모델 사용하였다.
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