• 제목/요약/키워드: 디젤 입자상 물질

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전기집진기와 사이클론을 응용한 디젤 입자상 물질의 후처리장치 기초연구 (Basic Study on an Aftertreatment System of Diesel Particulate Matters with Electrostatic Precipitator and Cyclone)

  • 최인수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.8-15
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    • 2001
  • An aftertreatment system of diesel exhaust gas was attempted to extract particulate matters. The system consisted of a corona-less electrostatic precipitator to agglomerate soot particles and a counter-flow cyclone to collect them. When the effect of high voltage was examined at different configuration of electrode plates, the case of positive 15kV at both plates showed the maximum reduction of 38% in diesel smoke level. However, the back pressure became quite high as engine speed increased, so that minimizing pressure drop in cyclone should be studied with improving collection efficiency of soot particles.

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과급에 의한 디젤 및 바이오디젤의 저온연소 운전영역 확장에 관한 연구 (Extension of Low Temperature Combustion Regime by Turbocharging Using Diesel and Biodiesel Fuels)

  • 장재훈;오승묵;이용규;이선엽
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권11호
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    • pp.1065-1072
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    • 2012
  • 바이오디젤 연료는 그 안에 포함된 산소성분으로 인해 압축착화엔진에 사용했을 때 일반디젤 연료보다 더 적은 입자상 물질을 배출한다. 따라서 이 연료를 저온연소 기법에 적용하는 경우 보다 효과적으로 $NO_x$-PM을 동시 저감할 수 있고 그로부터 저온연소 운전영역의 확장을 기대할 수 있다. 이번 연구에서는 일반디젤과 대두유 기반의 바이오디젤 연료를 이용하여 산소농도 5~7%의 Dilution controlled regime에서 저온연소 운전을 구현하고 성능 및 배기 특성을 조사하였다. 엔진 실험 결과로부터 바이오디젤 연료의 경우 디젤에 비해 약 14% 낮은 발열량에도 불구하고 높은 세탄가 및 함산소 성질로 인한 연소효율 증가로 동일 연료량 분사 시 이보다 더 낮은 약 10~12% 정도의 출력이 감소함을 볼 수 있었다. 배기 측면에서도 바이오디젤 내 산소원자가 입자상물질의 산화반응을 촉진하여 최대 90%의 smoke 저감이 가능함을 관찰하였다. 또한 엔진 과급 실험으로부터 과급을 사용하여 저온연소 및 바이오디젤 사용으로 인한 출력 저하를 개선할 수 있음을 확인하였으며 과급과 바이오디젤 연료의 동시 적용을 통해 산소농도 11~12%의 EGR 가스 투입으로도 저온연소에 상응하는 PM-$NO_x$ 동시 저감이 가능함을 보여주었다. 이런 결과는 결국 이와 같은 과급 및 바이오디젤 연료의 적절한 조합으로부터 엔진 출력 향상과 배기특성 개선이 동시에 달성할 수 있고 이로부터 운전영역의 확대가 가능함을 의미한다.

이동형 배출가스 측정시스템(MEL)을 이용한 디젤 및 가솔린 차량에서 배출되는 입자상 물질 평가 (On-Road Investigation of PM Emissions of Passenger Vehicles Fuelled with Diesel and Gasoline Using Mobile Emission Laboratory)

  • 이석환;김홍석;박준혁;우세종
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권7호
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    • pp.737-744
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    • 2012
  • 차량에 의한 대기오염을 실제 주행 조건에서 시간과 공간에 구애받지 않고 실시간으로 측정하기 위하여 이동형 배출가스 측정장치(MEL)가 제작되었다. 미니밴 차량에 CO, NOx, $CO_2$와 같은 배출가스 측정 장비와 입자의 수농도 및 입경별 개수농도 분포 측정을 위한 FMPS, CPC가 탑재되었다. 차량 전단에 장착되는 흡입 샘플링 포트를 사용하여 여러 종류의 차량 추적 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 MEL의 상세 사양 및 이를 이용하여 디젤 및 가솔린 연료를 사용하는 승용차량들을 추적 실험한 결과를 나타내었다. 디젤 차량에서 배출되는 입자의 수농도는 가솔린 차량에서 배출되는 입자의 수농도보다 높았으며 다량의 극미세입자를 포함하고 있었다. 하지만, 직접분사식 가솔린 차량은 DPF가 장착된 디젤 차량에 비하여 50 nm 이상의 입경 영역에서 입자의 농도가 높은 경향을 보였다.

디젤기관차 엔진에서 배출되는 대기오염물질의 특성 및 배출량 추정 (Characterization of Particulate Matters and Estimation of Emission Rates Exhausted from Diesel Locomotive Engines)

  • 박덕신;정우성;김동술
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.109-110
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    • 2003
  • 우리나라에서의 철도는 도로교통에 비해 수송분담율이 상대적으로 낮지만, 2001년을 기준으로 1년 동안 824만 명을 수송하여 전체 여객 수송량의 약 6.2 %를 차지하고 있다. 최근 연구결과 비도로용으로 사용되고 있는 디젤엔진이 NOx와 입자상 오염물질 배출의 주요한 오염원으로 밝혀졌다. 국내외적으로 대기오염원 중 자동차나 트럭 등 도로용 차량에서 배출되는 오염물질에 대해서는 오래 전부터 관심을 기울여 왔지만, 디젤기관차, 선박 및 경작, 건설, 벌목, 채굴 장비 등을 포함하는 비도로용 이동오염원에 의한 오염물질 배출제어에 관해서는 논의가 거의 이루어진 적이 없었다. (중략)

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GPF 종류에 따른 직접분사식 가솔린 엔진의 입자상 물질 저감특성 (PM Reduction Characteristics of Gasoline Direct Injection Engines with Different Types of GPFs)

  • 이의형;박철웅;이선엽;임종한
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권4호
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    • pp.351-358
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    • 2015
  • 세계적인 배출가스 규제의 강화와 함께 화석 연료의 매장량 감소와 유가 상승은 새로운 엔진 기술 개발을 촉진시켰다. 가솔린 직접 분사(GDI; Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 공연비가 희박한 혼합 상태에서도 연소가 가능하게 하였는데, 이러한 방식은 기존 포트 분사 엔진보다 연비와 출력을 모두 향상시킬 수 있다. 하지만 GDI엔진은 디젤 엔진의 경우와 마찬가지로 soot 발생률이 높아짐에 따라 입자상 물질의 배출이 증대되는 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 가솔린 입자상 물질 필터(GPF; Gasoline Particulate Filter)를 개발하여 입자상 물질의 배출정도를 저감시키고자 하였다. 필터의 설계 효율에 따라 3가지의 Metal foam 필터와 단일 Metal fiber 필터를 실험에 적용하여 PM과 PN의 저감률을 비교하였다.

선박용 저속디젤엔진 적용을 위한 PM-NOx 동시저감 배출저감설비 해상실증 연구 (Study on the On-Board Test of After-Treatment Systems to Reduce PM-NOx in Low-Speed Marine Diesel Engine)

  • 고동균;정석영;김인섭;안계원;남연우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.497-504
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    • 2023
  • 본 연구에서는 소형선박용 중·고속 디젤엔진에 적용하여 연구 중인 SCR+DPF 기술을 저속엔진이 설치된 선박에 탑재하여 해상 실증 시험을 수행하였다. 대상 선박(총 톤수 2,881 톤, 정격출력 1,470kW@240rpm ×1)은 국내 연해를 운항하는 일반화물선으로 배출저감설비의 선박 탑재를 위해 도면 개발, 승인 및 선박 임시검사를 수행하였다. 저감성능 확인을 위해서 가스상물질 측정장비는 NOx technical code 및 ISO-8178의 분석방법을 준용하는 장비를 사용하였으며, 입자상물질 측정장비는 국제해사기구(IMO)에서 논의하고 있는 블랙카본 측정 방법 중 하나인 스모크미터를 사용하였다. 시험은 황 함유량 따라 MGO(0.043%), LSFO(0.42%) 2종의 연료를 사용하였으며 실제 운항하는 엔진회전수(130, 160 및 180 rpm)를 고려하여 시험 조건을 설정하였다. 시험 조건에 따라 배출저감설비의 전·후단에서 가스상 및 입자상(매연) 물질을 측정하여 배출저감설비의 저감효율을 확인하였으며 모든 시험 조건에서 NOx의 경우 90% 이상, 입자상물질(매연)의 경우 95% 이상의 저감효율을 확인하였고 엔진 성능의 영향을 줄 수 있는 배기가스 압력은 허용배압 기준인 50mbar 이하를 만족하였다. 본 연구를 통해 해상실증 연구의 중요성과 중소형 저속엔진 선박의 질소산화물 및 입자상물질의 동시 저감을 위한 대응 기술로 SCR+DPF 설비 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

디젤 입자상물질 후처리 장치에서 입자상물질의 연소에 미치는 재생 인자의 영향 (Effects of Regeneration Parameters on Oxidation of Particulate in a Diesel Particulate Trap System)

  • 김재업;조훈;김형욱;박동선;유천;김응서
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.168-177
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    • 1998
  • The effects of the regeneration parameters such as inlet gas temperature, space velocity, oxygen concentration of the exhaust gas, and initial particulate loading on the oxidation of the particulate inside ceramic cordierite filter have been investigated through an engine experiment. As the inlet gas temperature increases, the remarkable filter temperature occurs owing to the rapid combustion rate. Though the higher space velocity affirms the safe regeneration, it also requires much fuel consumption of the burner. For that reason, the space velocity should be compromised considering the fuel economy. The excessive accumulation of the particulate may cause undesirable regeneration temperatures inside filer even under the optimized regeneration condition. The inlet gas temperature should be selected to overcome the variation of the oxygen concentration which is inherent feature of the diesel engine. It is the most important factor in the regeneration control techniques.

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