• 플랜트 저널
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• 제18권3호
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• pp.52-61
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• 2022

본 연구는 실제 운영중인 영동에코발전본부 1호기 125 MW 우드펠릿 발전소를 대상으로 탈질설비 운전조건이 NOx 발생량에 미치는 영향을 시험하였다. SNCR 요소 유량 증가에 따라 NOx 농도는 점차 감소하였으나 SCR 후단 암모니아 슬립은 상승하였다. 시험대상 보일러는 고온의 내부온도로 인해 SNCR 운영에 불리한 구조이며 노즐의 최적위치 검토가 필요할 것이다. SCR 희석공기 온도변화는 NOx 발생량에 영향을 미치지 않았다. SCR 암모니아 유량 증가는 SCR 후단 NOx 농도를 감소시켰고 NOx 제거효율도 증가시켰다. 다만 암모니아 슬립 자체 기준치를 초과하지 않는 암모니아 유량 111 kg/h가 최대 운전기준으로 추정된다. SCR 믹서 압력 상승은 NOx 농도를 감소시키고 제거효율도 최대로 측정되어 NOx 생성을 가장 효과적으로 억제하는 변수로 파악되었다.

• 플랜트 저널
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• 제17권1호
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• pp.58-66
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• 2021

최근 미세먼지 등 대기오염물질 배출에 대한 전국민적 우려로 정부는 대기오염물질 배출규제 강화정책을 내놓고 있다. 국내 석탄화력발전소는 대기환경설비 성능개선에 박차를 가하고 있으며, 이 논문에는 500 MW급 표준석탄화력 탈질설비에 촉매단을 추가하는 성능개선사례를 다루고 있으며, 촉매단 추가 전·후 성능시험시험과 NOx제거효율에 따른 탈질설비 핵심성능 인자의 변화를 살펴보았다. 연구결과 촉매단 추가 전·후 탈질설비 효율은 80%에서 88%로 상승했고, 핵심성능인자인 미반응 암모니아, SO2/SO3 전환율은 설계보증치를 만족하였으나, 차압의 경우 설계보증치를 초과하였다. 동시에, NOx 제거효율에 따른 핵심성능인자 변화는, 미반응 암모니아 농도, 차압 항목은 NOx 제거효율이 증가에 따라 같이 증가하는 양상을 보여 관리 및 개선이 필요하다는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.50-56
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• 2011

To meet the NOx limit without a penalty of fuel consumption, Urea-SCR system is currently regarded as promising NOx reduction technology for diesel engines. SCR system has to achieve maximal NOx conversion in combination with minimal $NH_3$ slip. In this study, map based open loop control for urea injection was developed and assessed in the European Transient Cycle (ETC) for heavy duty diesel engine. The basic urea quantity set-value which was calculated using the look up tables of engine out NOx, exhaust flow rate and optimum NSR resulted in NOx reduction of 80% and the average $NH_3$ slip of 24 ppm and maximum of 79 ppm. In order to reduce $NH_3$ slip, $NH_3$ storage control algorithm was applied to correct the basic urea quantity and reduced $NH_3$ slip levels to the average 15 ppm and maximum 49 ppm while keeping NOx reduction of 76%. With high and increasing SCR temperature, the $NH_3$ storage capacity decreases, which leads to $NH_3$ slip. The resulting $NH_3$ slip peak can be avoided by stopping or significantly reducing the urea injection during the SCR temperature gradient is over $30^{\circ}C/min$.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.85-90
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• 2010

As the environmental regulation of vehicle emission is strengthened, investigations for $NO_x$ and PM reduction strategies are popularly conducted. Two current available technologies for continuous $NO_x$ reduction onboard diesel vehicles are Selective Catalytic Reduction (SCR) using aqueous urea and lean $NO_x$ trap (LNT) catalysts. The experiments were conducted to investigate the $NO_x$ reduction performance of SCR system which can control the ratio of $NO/NO_2$, temperature and SV(space velocity), and the model gas was used which is similar to a diesel exhaust gas. The maximum reduction efficiency is indicated when the $NO:NO_2$ ratio is 1:1 and the SV is 30,000 $h^{-1}$ in $300^{\circ}C$. Generally, ammonia slip from SCR reactors are rooted to incomplete conversion of $NH_3$ over the SCR. In this research, slip was occurred in 6cases (except low SV and $NO:NO_2$ ratio is 1:1) after SCR. Among 6 case of slip occurrence, the maximum conversion efficiency is observed when SV is 60,000 $h^{-1}$ in $400^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제22권6호
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• pp.658-663
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• 2011

SNCR-SCR hybrid system은 SNCR에서 NOx를 제거한 뒤, SCR로 NOx를 추가 제거하는 시스템으로 NOx 제거 효율을 향상시키는 경제적인 시스템이다. 본 연구에서는 SNCR-SCR hybrid system에서 운전 변수가 질소산화물 저감 효율에 미치는 영향을 고찰하였다. SNCR을 optimum temperature ($900{\sim}950^{\circ}C$)보다 낮은 온도에서 운전할 경우, 추가적인 암모니아 주입 없이도 $NH_3$ slip을 이용한 NO의 추가적인 제거의 효과가 있었으나 $NH_3$ slip이 높은 것으로 나타났다. 그러나 그 이상의 온도에서는 고온에 의한 암모니아의 분해로 SCR에 의한 추가 제거의 효과를 얻지 못했다. 따라서 SNCR 공정을 optimum temperature에서 운전하는 것이 NO 제거 효율과 $NH_3$ slip 농도를 고찰하였을 때 가장 적절하였으며, $SR_{RES}$가 적정 수준으로 유지되도록 NSR을 조절하는 것이 중요한 운전 변수인 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.302-309
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• 2016

Urea-SCR system is currently regarded as promising NOx reduction technology for diesel engines. SCR system has to achieve maximal NOx conversion in combination with minimal $NH_3$ slip. In this study, model based open loop control for urea injection was developed and assessed in the European Transient Cycle (ETC) for heavy duty diesel engine. On the basis of the transient modeling, the kinetic parameters of the $NH_3$ adsorption and desorption are calibrated with the experimental results performed over the zeolite based catalyst. $NH_3$ storage or surface coverage of SCR catalyst can not be measured directly and has to be calculated, which is taken into account as a control parameter in this model. In order to reduce $NH_3$ slip while maintaining NOx reduction, $NH_3$ storage control algorithm was applied to correct the basic urea quantity. If the actual $NH_3$ surface coverage is higher than the maximal $NH_3$ surface coverage, the urea injection quantity is significantly reduced in the ETC cycle. By applying this logic, the resulting $NH_3$ slip peak can be avoided effectively. With optimizing the kinetic parameters based on standard SCR reaction, it suggests that a simplified, less accurate model can be effective to evaluate the capability of model based control in the ETC cycle.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.1-7
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• 2015

지구온난화와 화석연료 고갈 문제의 해결을 위하여 대체 연료 개발에 많은 노력을 하고 있다. 암모니아(NH3)는 수소와 마찬가지로 탄소를 포함하고 있지 않으면서 대표적인 수소 캐리어이다. 또한, 상온에서 0.6 MPa 정도의 압력을 가하면 액상을 유지할 수 있어 LPG 충전인프라를 그대로 사용가능한 장점이 있다. 본 연구는 암모니아를 가솔린과 함께 혼소시켰으며, 혼소 비율에 따른 엔진 성능을 비교하였다. 암모니아와 가솔린의 혼소를 위하여 가솔린 인젝터와 암모니아용 인젝터를 각각 사용하였으며, 암모니아는 액상으로 분사시켰다. 암모니아-가솔린 혼소 엔진의 최대 장점은 가솔린 대체량에 비례하여 이산화탄소 배출량을 크 게 감소시킬 수 있다는 것이다. 하지만 암모니아-가솔린 혼소율에 따라 연소가 불안정한 구간이 있었으며, 암모니아 혼소 비율 0.7 이상에서는 연소 불안정성 증가로 인해 토크와 NOx 배출량이 감소하고, THC 배출량이 급증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.41-48
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• 2014

Urea-SCR 시스템은 주로 열해리와 증발시간의 부족으로 인해 발생하는 암모니아 슬립 현상과 관련된 몇 가지 문제점들을 가지고 있으며, 이러한 문제점들은 분사된 요소수용액의 불균일한 분포를 초래한다. 따라서 본 연구에서는, 배기가스와 요소수용액 사이의 증발 및 혼합특성을 강화시키기 위해 인젝터 장착 각도 그리고 믹서의 장착 및 설치 각도와 같은 다양한 매개변수들을 바꾸며 전산해석 연구를 수행하였다. 그 결과, 이와 같은 매개변수들이 배기가스와 요소수용액의 증발 및 혼합특성에 상당한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었으며, 이 매개변수들의 최적화가 요구된다. 또한, 본 논문은 Urea-SCR 분사 시스템의 DeNOx 성능을 증가시키고 암모니아 슬립을 감소시키기 위한 최적 설계 시 유용한 기준을 제안할 것이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.3096-3101
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• 2008

Selective Catalytic Reduction (SCR) technology is well-known to be effective for the reduction of NOx emission. So car manufacturers has adopted Ures-SCR system to be satisfied with emission regulation. This paper discusses the effective of $NH_3/NOx$ ratio and SCR catalyst temperature in the $NH_3$-SCR reactor on DeNOx performance. So it is shown the characteristic of NOx conversion and ammonia slip using the $NH_3$ instead of Urea-Solution. From the result of this study, it is found to optimize $NH_3/NOx$ ratio to have the best case of high NOx conversion and low ammonia slip at variable SCR catalyst temperatures. Lastly, it is also found the characteristics of NOx conversion and ammonia slip with compared with Urea.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2762-2770
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• 2000

The refuse incineration plant has an important role in saving the combustion energy for local heating system. But harmful combustion gas(NOx etc.) leads to some serious environmental problem. To reduce the gas, a SCR(Selective Catalytic Reduction)system is installed and it is controlled by adjusting the flow of ammonia gas(NH3) . In this paper, we apply a repetitive control method to reduce NOx by adjusting the flow of ammonia gas for SCR system in a refuse incineration plant which is located in Haeundae, Pusan, Firstly, we analyze the inlet NOx period by FFt method, and verify its periodic variations. Secondly, we design a repetitive control system by using state space model method. Lastly, the effectiveness of repetitive control system is shown by comparing to a conventional PID control in simulation and experimental results.