A Study for SCR Catalyst Reduction in Fast SCR Using Oxidation Catalyst

Experimental investigation to estimate the feasibility of fast selective catalytic reduction (SCR) or oxidation catalyst combined ammonia SCR system to abate NOx in low temperature condition ($150{\sim}250^{\circ}C$) is reported. Because the conversion of NO to $NO_2$ is pre-requisite of the fast SCR process, the effect of the amount of oxidation catalyst to NO conversion to $NO_2$ was tested. 37, 45 and 51% of conversion rates were obtained for the OCV of 563000, 375000 and 281000 h, respectively. $De-NO_x$ performance in the case of $NO_2/NO_x$ ratio of 45% showed the best result in all tested temperature conditions. Comparison of the fast SCR and standard SCR with the condition of $NO_2/NO_x$ ratio of 45%, $200{\sim}250^{\circ}C$ and space velocity of 10000~30000 h showed that the fast SCR does not show much difference according to the variance of space velocity. Also it was shown that using the fast SCR, the volume of SCR catalyst can be reduced less than half of the standard SCR condition by increasing space velocity without the loss of $De-NO_x$ performance.

산화촉매를 이용한 Fast SCR에서의 SCR 촉매 저감 연구

산업현장에서 배출되는 저온($150{\sim}250^{\circ}C$)의 배기가스에 포함된 질소산화물($NO_x$)을 제거하기 위한 공정으로써 산화 촉매와 암모니아 SCR 공정을 복합시킨 fast SCR 탈질공정에 대한 실험적인 연구가 수행되었다. Fast SCR 탈질공정을 위해서는 산화촉매를 이용 NO를 $NO_2$로 전환하는 것이 요구된다. 산화촉매 부피(Oxidation Catalyst Volume, OCV)에 따른 NO 전환율을 실험적으로 확인하였다. OCV 563000 h, 375000 h, 281000 h 각 경우에 NO 전환율은 37% : 45% : 51%이었다. 온도에 따른 fast SCR 탈질효율은 $NO_2/NO_x$ 비율 45%일 때 가장 높았다. $NO_2/NO_x$ 비율 45%, 온도 $200{\sim}250^{\circ}C$ 및 공간속도 $10000{\sim}30000h^{-1}$에서 standard SCR과 fast SCR 탈질효율을 비교한 결과, standard SCR은 공간속도 에 따라 온도별로 차이를 보였으나 fast SCR은 차이를 보이지 않았다. Fast SCR 반응을 고려한 탈질운전에서 공간속도 $10000h^{-1}$에서의 촉매부피와 비교하여 공간속도 $30000h^{-1}$으로 운전할 경우, NH3 SCR 촉매부피를 50% 이상 줄일 수 있음을 알 수 있었다.