• 제목/요약/키워드: $NO_x$(Nitrogen Oxides)

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기체상 질소산화물을 포함한 2012~2014년도 대한민국 질소수지 연구 (Nitrogen Budget of South Korea Including Gaseous Nitrogen Oxides from 2012 to 2014)

  • 이한욱;어세연;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제22권4호
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    • pp.49-59
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    • 2017
  • This study estimated the nitrogen budget, including gaseous nitrogen oxides ($NO_x$), of South Korea in 2012~2014. The nitrogen budget was classified into three categories: agricultural and livestock, forest, and city. To estimate the nitrogen budget, several input and output parameters were investigated, including deposition, fixation, irrigation, chemical fertilizer use, compost, fuel, denitrification, volatilization, runoff, crop uptake, leaching, and $NO_x$ emissions. The annual nitrogen inputs from 2012 to 2014 were 6,202,828, 6,137,708, and 6,022,379 ton/yr, respectively. The corresponding annual nitrogen outputs were 1,393,763, 1,380,406, and 1,360,819 ton/yr, respectively, signifying a slight decrease from 2012 to 2014. $NO_x$ was the parameter contributing to the nitrogen budget to the greatest extent. The annual ratios of $NO_x$ emissions by vehicles, power plants, and businesses were 0.31, 0.31, and 0.30 in 2012, 2013, and 2014, respectively. A change in government policy that prohibited the disposal of livestock manure and sewage sludge in the ocean from 2012 affected nitrogen budget profile. As a result, the ocean disposal ratio completely diminished, which differs from previous studies.

금속 산화물 촉매의 크기와 형태에 따른 질소산화물의 탄화수소 선택적 촉매환원 특성 (Size and Shape Effect of Metal Oxides on Hydrocarbon Selective Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides)

  • 임태헌;조진오;현영진;목영선
    • 한국가스학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.20-28
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    • 2015
  • 탄화수소 선택적 촉매환원공정에서 ${\gamma}$-알루미나에 지지된 금속 산화물 촉매의 크기 및 형태에 따른 질소산화물 ($NO_x$) 저감 특성에 대해 조사하였다. 환원촉매로는 Ag, Cu 및 Ru를 사용하였으며, n-heptane을 환원제로 사용하였다. Ag/${\gamma}$-$Al_2O_3$ 촉매의 경우 온도범위 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 20 nm>50 nm>80 nm 순으로 Ag의 크기가 작을수록 $NO_x$ 전환효율이 높게 나타났다. 금속 산화물 촉매의 형태에 따른 영향은 구형과 선형에 대해 살펴보았다. Ag와 Cu는 동일한 조건에서 선형이 구형보다 $NO_x$ 전환효율이 높은 것으로 나타났으나, Ru의 경우에는 형태에 따른 영향이 거의 관찰되지 않았다. 사용된 금속산화물 촉매 중에서 Ag를 사용했을 때 $NO_x$ 저감효율이 가장 높았으며, 선형의 Ag를 사용했을 때 $300^{\circ}C$의 반응온도에서 대부분의 $NO_x$를 제거할 수 있었다. Cu와 Ru 촉매상에서는 NO가 환원되기보다는 $NO_2$로의 산화반응이 우세하여 전체적으로 $NO_x$ 저감효율이 낮게 나타났다.

Adsorption of Nitrogen Oxides on Manufactured Impregnated Activated Carbon Fibers with Potassium Hydroxide

  • Kim, Hyun-Jin;Lee, Young-Whan;Choi, Dae-Ki;Lee, Eun-Il
    • Carbon letters
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    • 제3권4호
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    • pp.198-204
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    • 2002
  • In this paper, impregnated activated carbon fiber (IACF) was manufactured to pitch-based activated carbon fibers (ACF) with potassium hydroxide (KOH) by using wet impregnation method to raise nitrogen oxides ($NO_x$) adsorptivity. The properties of IACF were observed using EPMA, TGA and DSC and $NO_x$ adsorptivity was observed at high and low temperature. Before and after adsorption was analyzed using ToF-SIMS for examine surface characterization of adsorbed $NO_x$. The results showed that the better adsorptivity appeared for increasing KOH ratio. So, $NO_x$ adsorptivity showed result that is proportional between KOH and the adsorbed amount. On the other hand, adsorbent that manufactured without washing was better $NO_x$ adsorptivity than adsorbent that manufactured with washing. The behavior of adsorption show that crossing time of NO and $NO_2$ delayed for a rising adsorptivity. And NO ratio increased but $NO_2$ ratio decreased according as KOH ratio increases. $NO_x$ was confirmed through surface analysis that remain in $NO_2^-$ and $NO_3^-$ form on IACF surface.

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간헐적 플라즈마 방전이 질소산화물의 탄화수소 선택적 촉매환원에 미치는 영향 (Effect of Intermittent Plasma Discharge on the Hydrocarbon Selective Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides)

  • 윤경환;목영선
    • 공업화학
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    • 제34권5호
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    • pp.507-514
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    • 2023
  • 촉매(Ag/γ-Al2O3) 충진형 유전체 장벽 방전 플라즈마 반응기를 이용한 질소산화물(NOx)의 선택적 촉매 환원을 조사하였다. 촉매 상에서 간헐적으로 플라즈마를 발생시킬 때 NOx의 환원제인 탄화수소가 부분 산화되어 알데하이드류를 생성하였으며, 알데하이드류의 높은 환원력으로 인해 촉매를 단독으로 사용한 경우에 비해 높은 NOx 전환율을 보여주었다. 동일한 운전 조건(온도: 250 ℃; C/N: 8)에서 비교한 NOx 저감 효율은 탄화수소(n-헵테인), 프로피온알데하이드, 뷰티르알데하이드에 대해 각각 47.5%, 92%, 96%로 나타났으며, 알데하이드류의 높은 질소산화물 환원 성능이 확인되었다. 간헐적 플라즈마 발생시 적정 조건을 파악하기 위하여, 고전압 on/off 주기를 0.5~3 min으로 조절하였고, 연속적인 플라즈마 발생의 경우와 동일한 에너지밀도에서 NOx 저감 성능을 비교하였다. 고전압을 2 min 간격으로 on/off 하여 간헐적으로 플라즈마를 생성시켰을 때 연속적인 플라즈마 발생 대비 가장 높은 질소산화물 저감 효율이 얻어졌다. 동일한 에너지밀도에서도 간헐적 플라즈마 방전의 경우가 연속 플라즈마에 비해 높은 NOx 저감 효율을 보이는 것은, 탄화수소가 분해되어 생성되는 알데하이드류 등의 중간생성물들이 NOx 저감 반응에 보다 효율적으로 이용되었기 때문이다.

수원시 대기 중 오존과 질소산화물의 장기변동 특성 (1991 ~ 2012) (The Long-term Variations of Ozone and Nitrogen Oxides in Suwon City during 1991 ~2012)

  • 안현진;한지현;이미혜;강은하
    • 한국대기환경학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.378-384
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    • 2015
  • The long-term variations of ozone and nitrogen oxides in Suwon city, the capital of Gyeong-gi province, were examined from 1991 to 2012. In this period, the annual average $O_3$ concentration increased from 13.8 ppbv to 22.7 ppbv and that of $99^{th}$ percentile increased from 58.0 ppbv to 80.0 ppbv. The monthly average and $99^{th}$ percentile of $O_3$ concentrations were the highest in June. The increase in $O_3$ concentration was the greatest in early summer (May and June) before monsoon season began. While the concentrations of NO and NOx have gradually decreased since 2000, $NO_2$ remained unchanged. As a result, $NO_2/NO_x$ ratio increased from 0.5 to 0.73 in 2012. The monthly $NO_2/NO_x$ ratio was the highest in early summer, when monthly average $O_3$ concentration was the highest. It suggests that the enhanced $NO_2/NO_x$ ratio is intimately coupled with increase in $O_3$ for the last two decades in Suwon.

배기가스중 질소산화물의 신속측정법과 그 제거에 관한 연구 (제 2 보). 암모니아에 의한 $NO_x$의제거 (Method for Rapid Determination and Removal of Nitrogen Oxides in Flue Gas (II). Removal of Nitrogen Oxides Using Ammonia)

  • 이용근;팽기정;황규자
    • 대한화학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.207-215
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    • 1986
  • 본 연구는 대기중의 질소산화물($NO_x$)을 효율적으로 제거하기 위하여 기존의 방법을 개선한 것으로서, $NH_3$를 이용한 환원법을 개량하였다. 상대습도 60%에서 50 ppm의 $NO_x$는 1% hr-1의 분해율을 나타낸 반면 5배 이상의 $NH_3$를 첨가함으로써 50 ppm $NO_x$인 경우에는 6% $hr^{-1}$, 20ppm인 경우는 10% $hr^{-1}$의 제거율을 나타내었다. 그러나 실제 배기기체에서는 과량의 수분과 탄화수소나 일산화탄소같은 환원성 기체가 포함되고 미량의 금속이온들이 공존되므로 최고 15% $hr^{-1}$까지 $NO_x$의 제거가 촉진되었다. 또한 SO_2와 같은 산성기체의 공존은 분해율을 감소시켰다. 이 $NO_x$의 분해현상은 주로 계에 가해진 수증기의 응축으로 생긴 수막에 NO_x가 용해되는 동시에 염기성인 $NH_3$기체도 용해되어 이루어진 이들 이온들의 환원반응에 기인된다고 생각된다.

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피트(peat) 혼합담체를 이용한 저농도 질소산화물(NOx) 제거특성 (Removal Characteristics of Nitrogen Oxides (NOx) in Low Concentration using Peat-Mixed Media)

  • 강영현;김덕우;강선홍;권필주;김달우;황필기;심상보
    • 한국대기환경학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.330-338
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    • 2010
  • In this study, removal characteristics of nitrogen oxides $(NO_x)$ from road transport by using peat as the packing media for biodegradation have been investigated in the long term. Physicochemical and biological treatment of peatmixed media eliminates any requirement to use chemical substances and also facilitates the biodegradable actions of microorganism. Safe biodegradation of pollutants, no need to apply additional microbes owing to their active growth, and no generation of secondary pollutants were found in this experiment. It was concluded that average removal efficiencies of nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide $(NO_2)$ were 80% and 97% respectively with respect to the linear velocity 35~40 mm/s and 0.3 ppm ozone concentration in the long period operation. Inflow concentration of nitric oxide over 0.05 ppm was suitable when pretreated with ozone. Non-ozone stage was performed with linear velocity 20~100 mm/s and then the average removal efficiency of nitric oxide and nitrogen dioxide were 38% and 94% respectively. Other results showed that the apparent static pressure was raised with increases in applied water content and aerial velocity in mixed media during fan operation.

배기가스중 질소산화물의 신속측정법과 그 제거에 관한 연구 (제1보). NO$_x$의 신속 정량법 (Method for Rapid Determination and Removal of Nitrogen Oxides in Flue Gases (Ⅰ). Rapid Determination on Nitrogen Oxides)

  • 이용근;서동오;팽기정;김만구;황규자
    • 대한화학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.52-60
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    • 1985
  • 본 연구는 대기중의 질소산화물(이하 NO$_x$로 약기)을 신속 정확하게 측정하기 위해 현 방법을 개선한 것으로써, 대기중의 NO$_x$를 0.03${\%}$ 과산화수소(H$_2$O$_2$)를 함유한 0.1N수산화나트륨의 알칼리성 흡수액에 흡수 시킴으로써, 정량이 가능했다. 완전한 흡수를 위해서는 100ppm정도의 NO$_x$인 경우 흡수액과 2분간의 진탕이 필요했으나, 고농도의 NO$_x$ (>200 ppm 이상)인 경우에는 산화제로 공기나 산소기체를 첨가시켜 반응물을 맹렬히 진탕시켜 줌으로써 30분이내에 완전한 산화흡수가 가능했다. 남아있는 여분의 H$_2$O$_2$는 흡광도에 미치는 영향이 매우 크지만 아연분말 0.5g으로서 완전히 분해할 수 있었으며, 시료용액은 질산이온에서 아질산이온으로의 환원이 가능하도록 완충용액으로 액성이 pH 6.1~6.6으로 조정되어야 했다. 흡수된 NO$_x$는 sulfanilamide와 NEDA로서 diazo coupling 반응시켜 비색 정량하였다. 이상의 방법은 몰흡광계수가 크며(4.48 ${\times}$ 10$^4$), 한국공업규격에 채택된 O$_3$산화-아연 환원 NEAD 법보다 훨씬 신속, 간편할 뿐 아니라. 측정값의 재현성이 우수한 배기가스중의 NO$_x$분석법임이 확인되었다.

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촉매 공정의 배기가스 질소산화물 저감 성능에 미치는 오존주입의 영향 (Effect of Ozone Injection into Exhaust Gas on Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides)

  • 윤은영;목영선;신동남;고동준;김경태
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.330-336
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    • 2005
  • 본 연구에서는 촉매공정의 질소산화물 제거 성능을 향상시키기 위하여 배기가스에 오존을 주입하였다. 배기가스에 오존을 주입하면 배기가스에 포함되어 있는 NO의 일부가 $NO_2$로 빠르게 산화되며, NO와 $NO_2$ 혼합물은 촉매반응기에서 $N_2$로 환원된다. 오존의 발생을 위해 유전체 장벽 방전 반응기가 사용되었고 촉매로는 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 사용되었다. 질소산화물의 환원제는 암모니아였다. 촉매반응기 전단의 $NO_2$ 함량은 오존 주입량에 의해 변화될 수 있었으며, $NO_2$ 함량 변화가 촉매의 질소산화물 저감성능에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. $NO_2$ 함량이 촉매반응기의 성능에 미치는 영향은 다양한 조건에서 수행되었는데, 주요 변수로 선정한 것은 반응온도, 초기 $NO_x$ 농도, 암모니아 농도, 그리고 배기가스 유량이었다. 오존주입에 의한 $NO_2$ 함량 증가는 촉매공정의 질소산화물 제거 성능을 크게 향상시킬 수 있었으며, 이러한 성능 향상 효과는 반응온도가 낮을수록 두드러졌다. 본 연구의 오존 주입 방법은 기존 촉매 공정의 개선에 크게 유용할 것으로 판단된다.

A Study on Production of Nitrogen Oxides in Plasma Reactors

  • Lim, Gye-Gyu
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제17권E3호
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    • pp.91-99
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    • 2001
  • Plasma reactor was used to generate a high potential difference between two surfaces of concentric pyrex tubes by electrical current. The annular gap of the reactor was calculated by trial and error from the breakdown voltage equation and set at 0.45 cm. The overall objective of this research was to know the effects of the frequency, humidity, and residence time on the formation of nitrogen oxides in a plasma reactor. The primary voltage varied from 50 to 90 volts and the frequency was varied in increments of 10 Hz from 60 to 650 Hz at the primary voltage of 90. The increase in the secondary voltage was not linear but exponential at high frequencies. At a maximum concentration of about 745 ppm, the frequency and secondary voltage was 600 Hz and 4,200 volts, respectively. All tests for the effects of humidity on NO$_{x}$ production were performed at the optimal setting of 90 colts and 600 Hz frequency. Since the NO$_{x}$ production was not an one dimensional phenomenon, competing reactions were assumed to occur in the discharge chamber. The sharp peak concentration of 1,810 ppm was observed at 38% of relative humidity, The enhanced production was choked off, and the production rate rapidly dropped to 3 ppm at above 40% of relative humidity. It is assumed that the corona attacks the most vulnerable molecules in the reaction chamber before attacking other more lightly bonded molecules, possibly at humidities above 38% and the optimized 90 volt setting. Thus, there was not enough energy left after attacking all water molecules to decompose an appreciable amount of $N_2$. If nitrogen breakdown does not occur, then oxides of nitrogen are not likely to be produced.ced.

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