• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.19-25
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• 2008

Selective Catalytic Reduction is effective in the reduction of NOx emission. This research focused to evaluate the performance of a urea-SCR system and was conducted in two procedures. One is SCR reactor test using model gas in order to provide an optimal injection condition itself. In this step, some parametric study on emission temperature, space velocity, aspect ratio and the formation of urea spray were made by using flow visualization and Computation Fluid Dynamics techniques. The basic simulation results contributed in determining the layout for an actual engine test. The other is an engine performance and emission test. The urea injector was placed at the opposite direction of exhaust gases emitted into an exhaust duct and an optimal amount of a reducing agent is estimated accurately under different engine loads and speeds. Furthermore, the variation of NOx emission and applied amount of urea was investigated in terms of modes under the condition of with and without SCR, and other emissions such as PM, CO and NMHC were evaluated quantitatively as well. This research may provide fundamental data for the practical use of urea-SCR in future.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권1호
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• pp.123-128
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• 2001

The function of SCR system in refuse incineration plant is to reduce the harmful combustion gases especially NOx which make serious environmental pollution. The SCR system normally have a NOx measurement system such as inlet NOx analyzer and outlet T.M.S.(Tele Monitoring System) to control the outlet NOx in stack. The NOx measurement system is very important, however there are frequently happened sensing problems and it need maintenance periodically. In this paper, we propose an estimation method of inlet NOx of SCR system by using general structured observer. The inlet NOx is considered as an input disturbance and it is modelled by applying FFT method in frequency domains. Through the design of general structured observer, the outlet NOx can be estimated by using observation error between real outlet NOx and estimated outlet NOx. The effectiveness of the proposed method is shown by comparing to a measured inlet NOx data.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.28.2-28.2
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• 2011

The selective catalytic reduction (SCR) of NOx by $NH_3$ is well known as one of the most convenient, efficient, and economical method to prevent NOx emission in flue gas from stationary sources. The degradation of the reactivity is the obstacle for its real application, since high concentrations of sulfur dioxide and thermal factor would deactivate the catalyst. It is necessary to develop high stability of catalysts for low-temperature SCR. Among the transition metal oxides, $WO_3$ is known to exhibit high SCR activity and good thermal stability. The $MnOx-WO_3-TiO_2$ catalysts prepared by sol-gel method with various $WO_3$ contents were investigated for low-temperature SCR. These catalysts were observed in terms of micro-structure and spectroscopy analyses. The $WO_3$ catalyst as a promoter is used to enhance the thermal stability of catalyst since it increases the phase transition temperature of $TiO_2$ support. It was found that the addition of tungsten oxides not only maintained the temperature window of NO conversion but also increased the acid sites of catalyst.

• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.496-507
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• 2022

For the selective catalytic reduction of NOx with ammonia (NH₃-SCR), a V₂O₅WO₃/TiO₂ (VW/nTi) catalyst was prepared using V₂O₅ and WO₃ on a nanodispersed TiO₂ (nTi) support by simple impregnation process. The nTi support was dispersed for 0~3 hrs under controlled bead-milling in ethanol. The average particle size (D₅₀) of nTi was reduced from 582 nm to 93 nm depending on the milling time. The NOx activity of these catalysts with maximum temperature shift was influenced by the dispersion of the TiO₂. For the V_0.5W₂/nTi-0h catalyst, prepared with 582 nm nTi-0h before milling, the decomposition temperature with over 94 % NOx conversion had a narrow temperature window, within the range of 365-391 ℃. Similarly, the V_0.5W₂/nTi-2h catalyst, prepared with 107 nm nTi-2h bead-milled for 2hrs, showed a broad temperature window in the range of 358~450 ℃. However, the V_0.5W₂/Ti catalyst (D₅₀ = 2.4 ㎛, aqueous, without milling) was observed at 325-385 ℃. Our results could pave the way for the production of effective NOx decomposition catalysts with a higher temperature range. This approach is also better at facilitating the dispersion on the support material. NH₃-TPD, H₂-TPR, FT-IR, and XPS were used to investigate the role of nTi in the DeNOx catalyst.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.308-311
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• 2011

하수슬러지 촤에 MnOx를 담지한 촉매를 사용하여 $NH_3$를 환원제로 하는 선택적 촉매 환원반응의 반응 메커니즘 분석을 수행하였다. XRD 분석 결과 활성 Mn phase는 $Mn_3O_4$인 것으로 여겨졌다. 또한 $150^{\circ}C$ 이하에서는 흡착반응이 주요한 질소산화물 저감 메커니즘으로 작동하였으나, $100{\sim}150^{\circ}C$에서는 환원반응도 질소산화물 저감에 관여하는 것으로 보여졌다. 실험결과에 기초하여 활성 촤와 여기에 MnOx를 담지한 촤에서의 반응속도상수를 비교하였다. MnOx 담지촤는 높은 충돌계수와 낮은 활성화 에너지에 기인하여 높은 반응속도 상수와 높은 NOx 제거 효율을 나타내었다. 두 가지 촤 모두 본 실험 조건하에서 활성화 에너지는 상대적으로 낮았다(10~12 kJ/mol).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.900-905
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• 2015

본 Mn-Cu-$TiO_2$ Civil 촉매를 이용하여 질소산화물을 제거하는 $NH_3$-SCR 공정에서 소성조건 및 산소농도에 대한 영향을 연구하였다. 소성된 촉매시료를 사용하여 $H_2$-TPR 시스템에서 반응온도에 따른 수소전환특성을 조사하였으며, 소성조건에 대한 비표면적변화도 측정하였다. 실험결과 적합한 소성온도는 약 $300^{\circ}C$이며, 소성온도가 $500^{\circ}C$이상일 경우 Mn, Cu 성분의 저온활성이 크게 감소함을 알 수 있었다. SCR반응에서 기상산소는 중요한 반응변수이며 반응에 적합한 농도는 약 8vol%이었다.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.485-489
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• 2012

바나듐 함량이 각기 다른 소각로 및 발전소에 사용된 6개의 국내외 상용촉매를 이용하여 바나듐 함량이 SCR활성 및 $SO_2$ 내구성에 미치는 영향을 조사하였다. XRD, Raman, ICP, BET 분석결과 6개 상용촉매 모두 아나타제 $TiO_2$에 바나듐이 고루 담지된 촉매이며, $WO_3$와 $SiO_2$가 포함되어 있었다. SCR활성에 있어서, 바나듐함량이 증가할수록 SCR활성은 증가하는 경향이 있고, $WO_3$가 초촉매로 첨가된 촉매가 더 높은 SCR 활성을 보인다. $SO_2$ 내구성에 있어서, 촉매의 바나듐함량이 증가할수록 부정적인 요소로 작용한다. 그러나 $WO_3$와 $SiO_2$첨가는 부정적인 요소를 억제한다. 특히, $SiO_2$가 첨가된 촉매는 $WO_3$이 첨가된 촉매 보다는 $SO_2$에 대한 내구성을 더욱 증가시킨다.

• 한국분무공학회지
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• 제24권4호
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• pp.178-184
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• 2019

Diesel engines have the advantages of higher thermal efficiency and lower CO2 emissions than gasoline engines, but have the disadvantages that particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx) emissions are greater than those of gasoline engines. In particular, nitrogen oxides (NOx) emitted from diesel engines generates secondary ultrafine dust (PM2.5) through photochemical reactions in the atmosphere, which is fatal to humans. In order to reduce nitrogen oxides (NOx), pre-treatment systems such as EGR, post-treatment systems such as LNT and Urea SCR have been actively studied. The Urea SCR consists of an injection device injecting urea agent and a catalytic device for reducing nitrogen oxides (NOx). The nitrogen oxide (NOx) reduction performance varies greatly depending on the urea uniformity in the exhaust pipe. In this study, spray characteristics according to the spray hole structure were confirmed, and the influence of spray uniformity on spray characteristics was studied through engine evaluation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권7호
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• pp.429-434
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• 2016

중대형 출력의 해상용 디젤엔진에서 여러 탈질 기술 중 요소(Urea)를 환원제로 사용하는 Urea-SCR 시스템이 가장 검증된 기술로 알려져 있다. 요소수의 경우 Urea-SCR 시스템의 노즐 특성 및 혼합기 유 무에 의한 분무거동 및 혼합특성이 시스템 효율에 지대한 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 SCR 시스템의 최적 설계를 위해 혼합기 적용에 따른 반응영역에서의 분무거동 특성 및 암모니아 균일도를 전산해석기법으로 분석하였다. 그 결과 혼합구간의 $NH_3$농도로 비춰 볼 때 SCR 시스템의 성능 향상을 보장하기 위해서는 환원제의 균일도를 고려한 특정 형상의 혼합기의 적용이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 특히 선박용 SCR 시스템은 설치 공간 제약에 따라 혼합구간 단축을 위해 혼합기 적용은 필수적임을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.18-23
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• 2010

$TiO_2$를 담체로 한 Pt계 촉매를 이용하여 저온($80{\sim}150^{\circ}C$) 영역에서 적용될 수 있는 $H_2$ SCR의 촉매 반응 특성을 조사하였다. 실험은 반응가스 중 수분, 산소, 촉매의 소성온도, $H_2$/NOx 몰비, 공간속도에 대하여 수행하였다. Pt/$TiO_2$를 이용한 $H_2$ SCR 반응에서 수분은 inhibition으로 작용하였으며, 배가스 중 산소 농도가 희박할수록 반응활성이 증가하는 경향을 나타내었다. 하지만 산소가 존재하지 않을 때에는 NOx와 $H_2$가 반응하여 $NH_3$ slip이 발생하였다. 또한 촉매의 상전이 문제에 의하여 $600^{\circ}C$ 이하에서 소성하는 것이 가장 유리하였으며, $H_2$/NOx 몰비가 증가할수록 반응 활성이 증가하였다. 하지만 $H_2$ slip은 몰비가 증가하여도 $H_2$가 $H_2O$로 산화되어 나타나지 않았다.