• 제목/요약/키워드: 질소산화물 배출물

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로터리 킬른용 Low-NOx 다공노즐버너 개발을 위한 수치해석적 연구 (Numerical Study to Develop Low-NOx Multi-nozzle Burner in Rotary Kiln)

  • 안석기;김진호;황민영;김규보;전충환
    • 에너지공학
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    • 제23권4호
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    • pp.130-140
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    • 2014
  • 공정효율 및 배기배출물 개선을 위해 로터리 킬른 버너 개발에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 COG(Coke Oven Gas)를 연료로 사용하는 철광석 소결용 로터리 킬른의 다공노즐버너 개발을 위해 일차공기 노즐 직경, 버너 당량비, 버너 중앙노즐과 주위노즐의 당량비 변화에 따른 화염 및 배기배출 특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 일차공기 노즐 직경이 증가함에 따라 각 동일 당량비에서 화염길이는 길어지고 $NO_x$ 배출도 증가하였으며, 버너 당량비가 증가함에 따라 화염길이와 $NO_x$ 배출이 증가하는 결과를 보였다. 버너 중앙노즐의 당량비 변화에 따라 $NO_x$ 배출에는 차이를 보였으며, 화염길이 및 킬른 내부 온도에는 큰 차이가 없었다. 본 연구를 통해 $D_2/D_1$가 1.33, 버너 당량비가 1.25이고 버너 중앙 노즐이 Rich인 조건이 킬른 내부 온도분포 및 $NO_x$ 배출량 기준을 만족하는 적절한 설계조건임을 제시하였다.

희박연소 상태에서 프로필렌 환원제에 의한 Pt-TiO2 이원기능 촉매의 NOx 제거 특성 (Lean Burn de-NOx Properties of Pt-TiO2 Bifunctioncal Catalyst by Propylene)

  • 정태섭;채수천
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.511-521
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    • 2000
  • 디젤자동차와 같이 희박연소 상태에서 많이 배출되는 질소산화물을 선택적 촉매환원(SCR)으로 제거하기 위하여 제올라이트와 금속산화물을 조합한 촉매를 석영 반응로에서 설험하였다. 환원제는 자동차 배출가스에 포함되어 있어 실용 가능성이 크다고 판단되는 탄화수소 중 안전성 및 환원효율이 좋은 올레핀계 탄화수소인 프로필렌을 사용하였다. 본 연구에서는 제올라이트 및 금속산화물계의 단일촉매 상태에서의 NOx 전환율을 파악하고, 저옹 및 고온에서 활성이 다른 촉매를 기계적으로 조합하여 NOx 전환 활성 온도창(Temperature Window)을 확대하고 내구성이 좋은 촉매를 찾고자 하였다 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt%Cu-ZSM-5 촉매와 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매 및 1.1 wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$ 촉매 모두 $400^{\circ}C$를 변곡점으로 저온과 고온에서 NOx 제거활성이 있었는데, 저온에서 활성이 가장 큰 것은 0.28wt%Pt-$TiO_2$/$Al_2O_3$ 촉매이었고, 고온에서는 1.1wt%Pt-$TiO_2$/$Mn_2O_3$(21) 촉매가 제일 높은 활성을 보였다. 그러나 수분 및 아황산가스 공존시와 열적 내구성 면에서는 0.55wt%Pt-$TiO_2$/5wt% Cu-ZSM-5 촉매가 가장 우수하게 나타났다.

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선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위한 습식 배기가스 처리기술 적용에 관한 실험적 연구 (Experimental study of NOx reduction in marine diesel engines by using wet-type exhaust gas cleaning system)

  • 류영현;김태우;김정식;남정길
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권3호
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    • pp.216-221
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    • 2017
  • 디젤엔진은 내연기관 중에 제동 열효율이 가장 높은 엔진이기 때문에 큰 동력을 필요로 하는 대형트럭과 같은 중 대형 운송 차량 및 선박 등의 수송분야 및 발전시스템 등의 다양한 분야에서 사용되어지고 있다. 하지만, 디젤엔진은 연소과정에서 질소산화물(이하 NOx) 발생량이 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위해서 습식 배기가스 처리 기술인 무격막식 해수 전기분해 방식을 이용하여 NOx 저감을 시도하였다. 실제 해수를 사용하여 디젤엔진에서 배출되는 유해가스에 전기 분해된 해수인 전해수를 분사하여 보았다. 전해수의 pH 농도 및 유효염소농도, 온도에 따른 NO 산화율 및 NOx 감소량을 조사하였다. 본 실험을 통해서 전해수의 pH가 약산성 영역일 경우가 중성일 경우보다 산화탑에서의 NO 산화율이 상승하였고, 유효염소농도가 높을수록 NO 산화율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전해수 온도는 NO 산화율에 영향이 없음을 추가적으로 확인할 수 있었으며 디젤엔진에서 생성된 배기배출물에 전해수를 분사함으로써 NOx가 저감됨을 확인할 수 있었다.

직접분사식 디젤기관에서 바이오디젤유와 함산소성분 혼합연료 적용시 배기배출물 특성 및 EGR의 적용 연구 (A Study on Emission Charncteristics and EGR Application of Blending Fuels with Biodiesel Fuel and Oxygenate Component in a D.I. Diesel Engine)

  • 최승훈;오영택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.43-48
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    • 2008
  • The exhaust emissions of diesel engine are recognized as a major cause influencing environment strongly. In this study, the possibility of biodiesel fuel and oxygenated fuel(dimethoxy methane; DMM) was investigated as an alternative fuel for a naturally aspirated direct injection diesel engine. The smoke emission of blending fuel(biodiesel fuel 90vol-%+DMM 10vol-%) was reduced approximately 70% at 2500rpm, full load, in comparison with the diesel fuel. But, power, torque and brake specific energy consumption showed no significant differences. But, NOx emission of biodiesel fuel and DMM blended fuel increased compared with commercial diesel fuel due to the oxygen component in the fuel. It was needed a NOx reduction counterplan that EGR method was used as a countermeasure for NOx reduction. It was found that simultaneous reduction of smoke and NOx emission was achieved with BDF(95 vol-%) and DMM(5 vol-%) blended fuel and cooled EGR method(15%).

연료성상 변화와 배기가스재순환 방법 적용에 의한 디젤기관의 성능 및 배기배출물 특성 연구 (A Study on Characteristics for Performance and Exhaust Emissions on Changes of Fuel Properties and Application of EGR Method in Diesel Engines)

  • 오영택;최승훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권4호
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    • pp.358-363
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    • 2006
  • In this study, the effects of oxygenated fuel such as ethylene glycol mono-normal butyl ether(EGBE) was investigated both DI and IDI diesel engine. Because EGBE includes oxygen content approximately 27.1 %, it is a kind of oxygenated fuel that the smoke emission of EGBE blending fuel is reduced remarkably compared with commercial diesel fuel. The focus of this study was to investigate the effects of the addition of oxygenated fuel to diesel fuel on the engine-out emissions and the performance. Smoke emissions of all EGBE blends were reduced substantially in comparison with conventional diesel fuel. This study showed that remarkable reduction of smoke with oxygenate blending fuels in diesel engines including DI and IDI combustion method. Besides, this study showed that simultaneous reduction of smoke and NOx emissions could be achieved by oxygenated fuel and EGR method that was applied to decrease NOx emissions increasing with smoke emissions reduction.

선박디젤기관용 SCR 시스템의 NOx 저감율에 관한 연구 (Investigation of NOx Reduction Ratio on SCR System for a Marine Diesel Engine)

  • 최재성;조권회;이재현;이진욱;김정곤;양희성;고준호;박기용;장성환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제27권7호
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    • pp.832-838
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    • 2003
  • IMO NOx levels are generally possible to meet by means of primary on-engine measures. Nevertheless further significant follow-on reductions are likely to require a secondary after-treatment technique. SCR system is currently the only available technology proven at full scale to meet the 90% NOx reduction levels. Accordingly, maybe the use of an SCR system on board ship provides the solution to minimize this primary pollutant without increasing fuel consumption. In order to develop a practical SCR system for marine application on board ship, a primary SCR system using urea was made. The SCR system was set up on the ship. employed a two-stroke diesel engine as a main propulsion. which is a training ship in KMU (Korea Maritime Univ.). The purpose of this paper is to report the results about the basic effects of the above system parameters which is investigated from practical application through its trial use. The degree of NOx removal depends on some parameters. such as the amount of urea solution added, space velocity. reaction gas temperature and activity of catalyst. The preliminary results from trial run are presented.

$\textrm{TiOSO}_4$$\textrm{TiO(\textrm{SO}_4)_2$용액으로부터 촉매 담체용 $\textrm{TiO}_2$합성에 관한 연구 (A Study on the Synthesis of $\textrm{TiO}_2$for Catalyst Carrier from $\textrm{TiOSO}_4$ and $\textrm{TiO(\textrm{SO}_4)_2$Solutions)

  • 유연태;최영윤;김병규;남철우;안병국
    • 한국재료학회지
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    • 제9권11호
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    • pp.1062-1068
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    • 1999
  • 고정원으로부터 배출되는 질소산화물의 저감 기술 중에서 선택적 촉매 환원법(SCR법)은 가장 경제적이고 효율적인 방법으로 알려져 있다. 이 SCR 촉매의 탈질능을 향상시키기 위하여,$ TiOSO_4$ 및 Ti($SO_4$)$_2$용액으로부터 비표면적이 넓은 $TiO_2$의 비표면적 및 결정구조에 미치는 영향과 이들의 상관관계에 대하여 조사하였다. $TiOSO_4$용액으로부터 합성한 $TiO_2$의 최대 비표면적은 $382\m^2$/g이었고, Ti($SO_4$)$_2$용액으로부터 합성한 $TiO_2$의 최대 비표면적은 $335\m^2$/g이었으며, $TiO_2$는 비정질 형태의 결정구조를 보였다. 하소처리에 의해 비정질 $TiO_2$는 결정화되었고, 결정 중에 함유되어 있는 불순물은 $TiO_2$의 결정화를 억제하였다.

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가스엔진과 디젤엔진의 혼합 EGR시스템이 배기배출물에 미치는 영향 (Effects on Exhaust Gas Emission in Combined EGR System of Gas Engine and Diesel Engine)

  • 유동훈;서전수신;임재근
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권6호
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    • pp.896-902
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    • 2009
  • EGR is applied in order to lower temperature of combustion chamber by using the specific heat of carbon dioxide in engine exhaust gas. However, the problem of EGR system in diesel engine is high PM concentration. Combined EGR system can be reduced it by mixing exhaust gas of gas engine into the intake air of diesel engine. This experimental study was designed for EGR system for both engines use. The results of EGR experimental study by using diesel engine and gas engine are as follows. 1) The pressure of combustion and rate of heat release decreased. 2) The specific fuel consumption increased. But, up to middle load, it little increased. 3) NO concentration has decreased up to 50% in almost all combustion area. 4) The variation of the PM concentration at low load is not so seen. But at high load, PM increased rapidly when concentration of oxygen is decreased and most of it caused the increasing of Dry Soot.

승용 디젤 엔진의 배기가스재순환 및 연료 분사 압력 제어전략에 따른 연소, 입자상 물질 및 질소 산화물 배출 특성에 관한 연구 (Experimental Evaluation of EGR and Fuel Injection Pressure on Combustion, Size-resolved Nano-particle and NOx Emissions Characteristics in an Advanced Light-duty Diesel Engine)

  • 유정빈;고아현;장원욱;백승하;진동영;명차리;박심수;한정원
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제22권7호
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    • pp.8-15
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    • 2014
  • In order to satisfy stringent future emission regulation in diesel engines, systematic approaches to mitigate the harmful exhaust emissions were developed, such as engine hardware, fuel injection equipment, engine control, and after-treatment system. In this study, to improve the nano-particle and NOx emissions from a state-of-the-arts diesel engine, effect of various EGR and fuel injection pressure with combustion analysis were evaluated. Size-resolved nano-particle and NOx emissions showed trade-off characteristics with various EGR rate and increment of fuel injection pressure.

바이오디젤유를 사용하는 직접분사식 디젤기관의 내구특성 (Durability Test of a Direct Injection Diesel Engine Using Biodiesel Fuel)

  • 유경현;오영택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.32-38
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    • 2004
  • To evaluate the durability of direct injection diesel engine using biodiesel fuel, a small D. I. diesel engine was operated on a blend(BDF 20) of 20% biodiesel fuel and 80% diesel fuel for 200 hours. Engine dynamometer test was performed at a load of 90% and a speed of 1900 rpm to monitor the engine performance and exhaust emissions. Engine performance parameters and exhaust emissions were sampled at 1 hour interval for analysis. The combustion maximum pressure and the crank angle at this maximum pressure as a combustion variation factor were considered to study the combustion characteristics of BDF 20 in diesel engine during durability test. As the results, the standard deviations and errors of combustion variation factors on BDF 20 were very little and combustion characteristics were very stable during the durability test. BDF 20 resulted in lower emissions of carbon monoxide, carbon dioxide, and smoke emissions with special increase of nitrogen oxides compared to diesel fuel. There was no also unusual change in engine oil composition from using BDF 20. Most of engine parts were clean and showed little wear, but soots were detected around the hole of fuel injector when BDF 20 was used in direct injection diesel engine for 200 hours.