대한환경공학회지 (Journal of Korean Society of Environmental Engineers)

  • 제22권3호
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  • Pages.511-521
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  • 2000
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  • 1225-5025(pISSN)
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  • 2383-7810(eISSN)
대한환경공학회 (Korean Society of Environmental Engineers)
권호 표지

희박연소 상태에서 프로필렌 환원제에 의한 Pt-TiO2 이원기능 촉매의 NOx 제거 특성

Lean Burn de-NOx Properties of Pt-TiO2 Bifunctioncal Catalyst by Propylene

  • 정태섭 (전북대학교 토목환경공학부) ;
  • 채수천 (전라북도보건환경연구원 대기보전과)
  • Jeong, Tae-Seop (Faculty of Civil and Environmental Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Chae, Soo-Cheon (Chonbuk Institute of Health-Environment Research, Air Preservation Section)
  • 투고 : 1999.10.11
  • 심사 : 1999.12.10
  • 발행 : 2000.03.31
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초록

디젤자동차와 같이 희박연소 상태에서 많이 배출되는 질소산화물을 선택적 촉매환원(SCR)으로 제거하기 위하여 제올라이트와 금속산화물을 조합한 촉매를 석영 반응로에서 설험하였다. 환원제는 자동차 배출가스에 포함되어 있어 실용 가능성이 크다고 판단되는 탄화수소 중 안전성 및 환원효율이 좋은 올레핀계 탄화수소인 프로필렌을 사용하였다. 본 연구에서는 제올라이트 및 금속산화물계의 단일촉매 상태에서의 NOx 전환율을 파악하고, 저옹 및 고온에서 활성이 다른 촉매를 기계적으로 조합하여 NOx 전환 활성 온도창(Temperature Window)을 확대하고 내구성이 좋은 촉매를 찾고자 하였다 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 촉매와 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매 및 1.1 wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$ 촉매 모두 $400^{\circ}C$를 변곡점으로 저온과 고온에서 NOx 제거활성이 있었는데, 저온에서 활성이 가장 큰 것은 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매이었고, 고온에서는 1.1wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) 촉매가 제일 높은 활성을 보였다. 그러나 수분 및 아황산가스 공존시와 열적 내구성 면에서는 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt% Cu-ZSM-5 촉매가 가장 우수하게 나타났다.

Investigation was carried out lean burn de-NOx properties of Pt-$TiO_2$ bifunctional catalyst by propylene in order to get the high de-NOx activity and the wide temperature window under coexistence of $SO_2$ and $H_2O$. Only noncatalyst and carrier catalyst themselves had NOx conversion activity at high temperature over $400^{\circ}C$. NOx conversion activity of catalysts exchanged copper ion resulted in Cu-$TiO_2$>Cu-ZSM-5>Cu-$Al_2O_3$>CU-YZ>Cu-AZ. Catalysts impregnated with platinum based on titania gave the results of high NOx conversion activity at low temperature. $250^{\circ}C$. Bifunctional catalysts based on Pt-$TiO_2$ showed high NOx conversion activity both at a low zone of $300^{\circ}C$ and a high zone of $500^{\circ}C$. Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ catalyst gave the highest NOx conversion activity at a low temperature zone. and Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) catalyst gave the highest NOx conversion activity at a high temperature zone. Under the coexistence of $SO_2$ and $H_2O$. NOx conversion activities of 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 catalyst was high both at a low and high temperature zone, and increased depending on oxygen concentration. 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 catalyst showed the best correlation between de-NOx activities and the propyl ere conversion rates to CO on the log function.

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