• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.92-99
• /
• 2011

To measure the traffic pollutants with high temporal and spatial resolution under real conditions, a mobile emission laboratory (MEL) was designed. The equipment of the mini-van provides gas phase measurements of CO, NOx, $CO_2$, THC (Total hydrocarbon) and number density & size distribution measurements of fine and ultra-fine particles by a fast mobility particle sizer (FMPS) and a condensation particle counter (CPC). The inlet sampling port above the bumper enables the chasing of different type of vehicles. This paper introduces the technical details of the MEL and presents data from the car chasing experiment of diesel bus equipped with aftertreatment system. The dilution ratio was calculated by the ratio of ambient NOx and tail-pipe NOx. Most particles from the diesel bus were counted under 300 nm and the peak concentration of the particles was located between 30 and 60 nm. The total PM number emission from diesel bus equipped with DPF was 10 orders of magnitude lower compared to those emitted from base diesel bus. And the total PM number emission from diesel bus equipped with SCR was comparable to the particle emission from base diesel bus.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.192-199
• /
• 2008

The key issues for the reduction technologies of the exhaust gas from diesel engine being developed are to reduce particulate matters and NOx. The SCR system is known to be one of the most efficient and stable technologies to remove NOx through the mixing of NOx and urea solution. In the present research, the effects of mixer configurations of SCR system have been investigated to enhance the SCR performance. First, a Schlieren technique is employed to visualize the mixing characteristics of urea solution and exhaust gas. The results show that a mixer is essential to obtain proper fluid mixing. In addition, numerical studies have been made to understand the mixing characteristics through the comparison of the mal-distribution index of concentration at the several locations of the diffuser. In particular, the effects of number of blade and mixer angles on mixing characteristics were studied. The results show that the blade angle has a larger effect on the mixing characteristics than the number of blades.

• 한국분무공학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.130-136
• /
• 2016

NOx and PM are important air pollutants as vehicle management policy aspect. Medium-duty truck is the main source of the pollutants although the vehicle market share is only 3.5%. National emission portion of NOx and PM form the mobile sourece are 14% and 16% respectively. In this study it was investigated that characteristics of air pollutants emission on medium duty truck equipped with EGR and SCR system. Vehicle's test reflected driving cycle on the chassis dynamometer, and applied test cycle was WHVC(World Harmonized Vehicle Cycle) mode. The test cycle include three segments, represent urban, rural and motorway driving. Based on the test results NOx, PM, HC were less emitted form SCR vehicle than EGR vehicle. And CO was less emitted form EGR vehicle than SCR vehicle due to CO oxidation reaction on DPF surface. And most air pollutants reduced as average vehicle speed increased. Pollutants were less emitted on motorway section than urban and rural sections. But highly NOx emission on motorway section was verified according to increased EGR ratio on fast vehicle speed. HC and CO additional emission was identified as 68%, 58% respectively during SCR vehicle's cold engine start emission test. NOx additional emission was detected by 24% on SCR vehicle's condition of engine cold start while not detected on vehicle equipped with EGR. SCR vehicle's additional NOx emission was derived from low reaction temperature during engine cold start condition. medium-duty truck emission characteristics were investigated in this study and expected to used to improve air pollutants management policy of medium-duty truck equipped with SCR & EGR.

• 청정기술
• /
• 제25권4호
• /
• pp.324-330
• /
• 2019

선택적 촉매환원법은 산업 설비에서 분사되는 배기가스의 탈질 과정에 유용한 방법이다. 촉매 층 입구에서의 암모니아-질소산화물의 혼합비 분포는 탈질 과정에서 중요하다. 본 연구에서는 전산해석 기법을 이용하여 탈질설비의 입구 배기가스 내 질소산화물의 유동 분포에 따른 암모니아 분사 노즐의 유량을 조절하여 NH₃/NO 몰 비의 균일도를 개선하였다. 출구 X/H = 3 지점에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 균일, 포물선, 상향 솔림, 임의 등 4가지 입구 유동 형태에 대해 8개의 분사 노즐의 암모니아 분사 유량을 도출하였다. 정상상태의 비압축성 점성 이차원 유동장 해석을 위해 상용 소프트웨어인 ANSYS-FLUENT에 k-𝜖 난류모델을 적용하였다. 본 해석의 결과, 입구 배기가스의 유동 형태 별로 9.58%에서 80.0% 의 몰 비 개선 효과를 나타내었다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.20-27
• /
• 2012

The $NH_3$-SCR characteristics of $NO_X$ over a V-based catalyst are experimentally examined over a wide range of operating conditions, i.e., $170-590^{\circ}C$ and $30,000-50,000h^{-1}$, with a simulated diesel exhaust containing $NH_3$, NO, $NO_2$, $O_2$, $H_2O$, and $N_2$. The influences of the space velocity and oxygen concentration on the standard-SCR reaction are analyzed, and it is shown that the low space velocity and high oxygen concentration promote the SCR activity by ammonia. The best $deNO_X$ efficiency is obtained with a $NO_2/NO_X$ ratio of 0.5 because of an enhanced chemical activity induced by the fast-SCR reaction, while at the $NO_2/NO_X$ ratios above 0.5 the $deNO_x$ activity decreases due to the slow-SCR reaction. The oxidation of ammonia begins to take place at about $300^{\circ}C$ and the reaction products, such as $N_2$, NO, $NO_2$, $N_2O$, and $H_2O$, are produced by the undesirable oxidation reactions of ammonia, particularly at high temperatures above $450^{\circ}C$. Also, $NO_2$ decomposes to NO and $O_2$ at temperatures above $240^{\circ}C$. Therefore, $NO_2$ decomposition and ammonia oxidation reactions deteriorate significantly the SCR catalytic activity at high temperatures.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.1092-1099
• /
• 2022

대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가되었다.

• 공업화학
• /
• 제10권2호
• /
• pp.237-241
• /
• 1999

니켈을 알루미나와 실리카 담체에 담지 한후 CFC-113 ($CF_2Cl$-$CFCl_2$)을 수소 기류 중에서 3FCl ($CF_2$=CFCl, CFC-1113)로 하는 환원반응을 실시하였다. 실리카나 알루미나의 경우 모두 활성이 급격히 저하하였으며 니켈의 함량이 증가할수록 저하속도는 현저하였다. 그러나 선택성은 80% 수준을 유지하면서 변하지 않았다. 알루미나 상에 동과 리티움을 니켈과 동시에 담지 시켰을 시는 활성과 선택성이 크게 개선되었다. 그러나 과량의 리티움의 증가는 활성과 선택성을 모두 저하시켰다. 담체로 실리카를 사용한 경우에는 활성이 급격히 저하되었는데, 이는 반응중 생성 된 HF가 Silica와 반응, $SiF_4$로 증발됨으로서 표면적이 큰 실리카 담체의 손실 또는 알카리 금속의 첨가로 인한 활성점의 감소에 의한 것으로 보여 진다.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.49-55
• /
• 2022

강화되는 환경 규제에 따라 석탄 화력발전소에서는 암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법을 이용하여 질소산화물의 발생량을 감소시키고 있다. 본 연구에서는 전산유동 해석을 수행하여 암모니아 혼합 관에서 희석 공기와 암모니아를 효과적으로 혼합하기 위한 혼합 장치를 도출하는 것을 목적으로 수행하였다. 혼합 장치가 없는 기존 혼합 관 형상인 Case 1-1 형상을 기준으로 혼합 관내의 후류 단면과 16개 출구에서 암모니아 농도의 %RMS를 비교하여 혼합 효과를 비교하였다. 혼합 장치는 암모니아 공급 관 후류에 사각 판과 혼합 관 벽면에 원호 모양의 판의 위치를 변경하여 수행하였다. 기존 형상의 경우(Case 1-1)에 16개 출구에서 암모니아 농도의 %RMS는 29.50%로 나타났다. 혼합 장치 형상이 암모니아 공급 관 후류에 사각 판이 있는 것과 인접한 곳에 원호 판을 설치한 Case 3-2 형상의 16개 출구에서 암모니아 농도의 %RMS는 2.08%로 나타났으며 암모니아 혼합에 가장 효과적인 혼합 형상임을 알 수 있었다.

• 한국항만경제학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.21-38
• /
• 2020

최근들어 항만도시에서의 대기오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 그러나 항만의 하역기계에서 배출되는 온실가스는 선박, 트럭 등 타 수단에 비해 상대적으로 주목받지 못하였다. 본 연구에서는 인천항에서 디젤엔진으로 가동되는 하역기계로부터 배출되는 대기오염물질 배출량을 산정하였다. 이를 위해 각 항만하역사로부터 2017년 기준 하역장비의 대수, 제원, 가동시간 등 활동자료를 수집하였다. 분석 결과, CO 105.6톤, NOX 243.2톤, SOX 0.005톤, PM 22.8톤, VOC 26.0톤, NH3 0.2톤이 발생한 것으로 나타났다. CO와 NOX의 배출은 하역기계 전체 배출량의 87.71%를 차지하였으며, 크레인, 지게차, 트랙터, 로더의 배출량이 하역기계 전체 배출량의 84.79%를 차지하였다. 또한 노후화된 디젤엔진을 장착한 하역기계가 주 배출원임을 규명하였다. 분석된 대기오염물질 배출량 수치는 하역기계에 의한 항만 대기 오염의 심각성을 나타내며, 다음과 같은 친환경장비 도입이 시급함을 시사한다. 첫째, 오래된 디젤 장비의 LNG연료 또는 전기장비로의 교체가 필요하다. 둘째, NOX의 배출을 감소시킬 수 있는 선택적환원촉매(SCR)와 같은 후처리장비의 사용이 필요하다. 향후 체계적이고 공식적인 국가 대기오염배출 인벤토리 정립 방법을 설정하고, 매년 하역기계에서 배출되는 대기오염물질 배출량을 모니터링 및 평가하는 것이 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2015

디젤 자동차의 점점 강화되는 $NO_X$ 배기가스 규제를 만족하기 위해서는 화학공학 기반의 SCR 반응모델을 사용한 모델기반 제어 알고리즘 개발이 필요하다. 본 연구에서는 소형 경유차량을 대상으로 $NO_X$ 를 저감하기 위한 배기 후처리 시스템 모델을 설계하기 위하여 SCR 시스템 모델링과 Rig 실험 및 Matlab 을 이용하여 시뮬레이션 및 검증을 하였다. SCR Rig 실험은 디젤엔진에서 배출되는 배기가스와 같은 성분의 모사가스를 생성하여 공간속도와 온도의 변화에 의한 SCR 의 $NO_X$ 저감효율에 대한 실험 조건 및 데이터를 획득하였다. 또한, 제안된 모델은 Rig 실험에서 사용한 실험조건과 결과데이터를 이용하여 Matlab 을 통해 검증하였으며 시뮬레이션 시 필요한 모델의 파라미터 값들은 실험데이터를 기반으로 최적화하였다.