• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.577-583
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• 2011

비도로 차량용 디젤엔진의 Tier 4 interim 규제를 만족하기 위하여 입자상물질과 질소산화물 배출량은 현행 규제 대비 각각 95%, 30% 저감되어야 하며, 입자상 물질을 저감하기위한 방법으로 디젤산화촉매, 부분유량 매연 여과장치 및 매연여과장치가 비도로 차량용 디젤엔진에 적용될 수 있다. 또한 질소산화물을 저감하기위해 배기가스 재순환방법, 선택적 환원촉매와 희박 질소산화물 포집장치 등이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 56kW급 off-road 차량에서의 입자상물질과 질소산화물을 저감하기위해 매연여과장치와 고압루프 배기가스재순환 시스템이 연구되었다. 실험결과로서 디젤산화촉매와 매연여과장치는 입자상물질을 저감하는데 매우 효과적이었으며 낮은 배압과 함께 출력손실도 5%이내였다. 고압루프 배기가스재순환을 적용한 결과 중 저부하 조건에서 효과적으로 질소산화물을 저감하였으며 배기가스재순환율이 높을수록 질소산화물의 저감율도 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.474-481
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 디젤엔진은 이산화탄소 배출량이 적고 강력한 파워와 연료의 경제성을 가지고 있으며, 상용차뿐만 아니라 승용차에서도 시장의 수요가 증가하고 있다. 디젤 연료 특성으로 인하여 질소산화물은 국부적인 고온연소 영역에서 생성되며, 입자상물질은 확산연소 영역에서 생성된다. 희박한 LNT(질소산화물 흡장촉매)와 urea-SCR(선택적인촉매환원장치)는 디젤엔진에서 질소산화물을 저감시키기 위한 후처리장치로 개발되어져왔다. 이 연구는 가혹해지고 있는 배기가스 규제 대응을 위해 선택적인촉매환원장치의 촉매에 포함됨 조촉매의 영향을 파악하는 것이다. 망간-선택적인촉매환원장치의 질소산화물 저감 성능이 가장 우수하였으며, 망간 이온과 Zeolyst의 Al과의 이온교환이 잘 되었고, 활성화 에너지가 낮아 반응 속도가 빨라짐에 따라 질소산화물 저감 성능이 향상되었다. 7Cu-15Ba/78Zeolyst SCR 촉매의 질소산화물 저감 성능은 200도에서 32%, 500도에서 30%를 나타내며 가장 높은 성능을 나타내었고, 조촉매로 첨가된 산화바륨의 질소산화물의 흡장 물질이 Cu-SCR 촉매에 잘 분산되어 있고 Cu-SCR 촉매의 환원 반응과 더불어 산화바륨의 추가적인 질소산화물 저감 성능이 영향을 끼쳤기 때문이다. 7Cu-15Ba/Zeolyst SCR 촉매는 3종 촉매 중 열적 열화에서 내구성이 강하였다. 열적 열화에 따른 동종 성분 산화구리가 이동하여 응집되는데, 산화바륨이 주촉매 산화구리 입자의 응집을 감소시켰기 때문이다.

• 기계와재료
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• 제24권2호
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• pp.28-36
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• 2012

IMO의 해양오명 방지협약(MARPOL 73/78)에 의하면 선박 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 배출 제한을 강화한 IMO Tier III 기준이 2010년에 발효되어 2016년부터 신조선에 적용되며, NOx는 85% 이상 저감할 것을 요구하고 있다. 국제적으로 적용되는 선박배출가스 기준을 국내에 적용하고, 검증하기 위해서는 이를 시험할 수 있는 시험/검증 절차와 방법을 개발하는 것 또한 시급한 문제이다. 선진국들은 이미 오염물질 배출 저감 장비를 채택하고 대기 중 오염물질 측정 장치 도입을 추구하는 추세이며, 친환경 선박 기자재 개발로 차세대 녹색선박기술 선점을 주력하고 있다. 대한전기협회에서는 독일 VGB사의 "VGB-R 302 He 1998 $2^{nd}$ Revised edition" 2010년 판을 참고하여 발전소에 대한 SCR 시스템의 성능시험 및 진단 권장지침을 만들어 이용하고 있지만, 선박 SCR 시스템에 대한 내용은 정해진 바 없으며, 이를 개발하는 것 또한 중요하다.

• 토지주택연구
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• 제13권2호
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• pp.117-123
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• 2022

본 연구는 대표적인 미세먼지와 실내유해물질인 질소산화물의 저감을 위해 이산화티탄 광촉매를 환기장치에 적용한 것으로 그 내용은 다음과 같다. 기존 연구는 실내에 자외선 적용의 한계로 인해 주로 건축자재에 광촉매 혼입을 통해 실외 자재를 대상으로 진행되었다. 자외선 실내 적용 한계를 극복하고자 기존 선행연구를 통해 확인된 이산화티탄 광촉매의 오염물질 분해 효과를 실내에 적용이 가능하도록 자외선램프의 설치가 가능한 반응장치를 설계 및 제작하였다. 해당 반응장치를 실내 환기장치에 적용하여 Mock-Up에 적용하였다. Mock-Up 실험은 그 체적을 시간당 1회, 5회 환기하는 풍량을 변화시켜 NOx 저감 성능을 확인하였다. 그 결과, 환기 풍량이 증가함에 따라 NOx 저감시간이 비례하여 감소되어 그 성능이 증가하는 것을 확인하였다. 해당 연구를 통해 오염물질 저감 효과를 가진 이산화티탄 광촉매의 실내 활용 방안과 그 성능을 확인할 수 있는 기초적인 연구 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.689-696
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• 2010

디젤엔진은 높은 열효율과 우수한 연비 성능 등의 장점을 가지고 있으나, 기화된 연료와 주변 공기가 혼합된 후 착화되는 과정을 거치기 때문에 이론 공연비 영역에서는 질소산화물(NOx) 배출이 증가되는 문제점을 가지고 있다. 최근 활발히 연구되고 있는 높은 정화 효율을 가진 LNT 촉매는 희박 분위기 조건에서는 NOx를 흡장하게 되고 과농한 분위기에서는 환원 분위기 형성을 통하여 NOx를 저감시키게 된다. 희박 공연비에서 동작하는 디젤 엔진에서는 이러한 환원 과정을 이루기 위해 주기적으로 과농한 분위기를 형성해주어야만 하는데, 이러한 연구는 NOx 저감을 위해 HC를 포함한 환원제의 농도를 제어하는 기술로서 본 연구에서는 디젤을 연료로 하는 수소농후가스 발생장치를 이용하여 LNT 촉매에 환원제로서 수소농후가스를 직접 공급하는 방식으로 LNT 촉매의 NOx 저감 특성을 파악하였다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.63-73
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• 2019

연소공정 내에서 질소산화물 배출을 저감하는 선택적 무촉매 환원장치 내부의 화학반응 및 저감효율에 대한 수치해석이 실행되었다. 선택적 무촉매 환원장치에서 저감된 질소산화물은 질소뿐만 아니라 아산화질소로도 전환된다. 아산화질소는 온실가스로써 지구온난화에 영향을 끼치기 때문에 선택적 무촉매 환원장치 내의 질소산화물 제어와 동시에 아산화질소 생성제어가 요구되어진다. 본 연구에서는 선행연구에서 실행된 실험과 온도조건과 가성소다의 첨가량이 동일한 선택적 무촉매 환원장치 내의 전산해석을 실시하고 비교하여 전산해석의 신뢰성을 확인하고, 가성소다 첨가량을 추가적으로 조절하여 질소산화물의 저감 효율과 아산화질소 생성량을 예측하였다. 전산해석은 후단의 측정점을 설정하여 각 물질의 질량분율을 확인하였다. 세부적으로는 측정점에서 유동방향에 수직한 면을 설정하여 온도 조건과 가성소다 첨가량에 따른 각 물질의 평균 질량분율을 비교하였다. 실험값과 전산해석에 의한 모사값은 최대 18.9%의 오차를 보이며 대체적으로 잘 예측됨을 확인하였으며 가성소다 첨가량을 증가시켰을 땐 70% 이상의 제거율의 온도 범위가 넓어지는 것을 확인하였다. 따라서 반응온도의 낙차가 크고 잦은 폐기물 소각시설 등에서 효과적일 것으로 예상된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.484-489
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• 2012

본 논문은 선박의 주 추진기관으로 사용가능한 육상 운송수단에 탑재되어있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질과 질소산화물의 배출특성을 ESC mode에 적용시켜 분석하는데 초점을 두었다. 입자상 물질은 엔진의 고부하 영역에서 다량으로 배출되는 특성을 확인 할 수 있었으며 질소산화물의 경우 배기가스 온도 측정형태와 동일한 경향으로 배출되었다. 매연여과장치를 부착하여 입자상 물질의 배출특성을 분석한 결과 mode별 1/100~1/1,000배까지 저감되었다. 그러나 급격한 엔진 부하 변동 시 저감효과는 떨어졌으며 고속-고부하 영역에서는 매연여과장치내부의 온도상승으로 일부 재생현상이 발생하여 입자상 물질의 배출 증가 결과를 초래하는 현상이 발생하였다. 시험엔진에서 배출되는 입자상 물질의 입경분포를 분석한 결과 대부분 100nm 이하의 크기를 가지는 나노 입자가 배출되었으며 매연여과장치를 부착 및 탈착하여 측정한 결과 배출수준에는 차이가 있지만 입자상 물질의 입경분포는 비슷한 경향으로 분석되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권11호
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• pp.83-89
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• 2008

The Effect of Space Velocity(SV) on NOx conversion rate was performed to develop NOx reduction after-treatment system. SV is calculated from engine exhaust gas volume and SCR catalyst volume. Found the Urea injection duty of maximum efficiency for NOx conversion if increase SV, NOx Conversion rate is down. Especially, when SV is more than $110,000h^{-1}$, NOx conversion rate decrease suddenly. Same case, if SV is lower than $40,000h^{-1}$, NOx conversion rate is down. Also, the characterization of Urea-SCR system was performed. Three candidate injectors for injecting Urea were tested in terms of 속 injection rate and NOx reduction rate. The performances of SCR catalytic converter on temperature were investigated. The performance of Urea-SCR system was estimated in the NEDC test cycle with and without EGR. It was found that nozzle type injector had high NOx conversion rate. SCR catalytic converter had the highest efficiency at the temperature of $350^{\circ}C$. EGR+Urea-SCR system achieved NOx reduction efficiency of 73% through the NEDC test cycle.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.373-380
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• 2003

According to the NOx regulations of annex Vi to IMO MARPOL 73/78, all diesel engines with a power output of more than 130 kW should be delivered so as to comply with the IMO speed dependent NOx limit. It is inevitable to adopt this regulations for marine engines Therefore, most of diesel engines which are being currently built should be designed and tested in accordance with the NOx technical code In this study, NOx concentrations of 4 type engines were measured with portable NOx measuring system recommended by ISO-8178. As the results NOx concentrations of each engine by variation of engine speed and engine load were visualized Also these results can be utilized for the basic design and development of diesel engine for NOx reduction.

• 기계와재료
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• 제24권2호
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• pp.6-17
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• 2012

최근 산업구조의 고도화에 따라 다양한 산업분야에서 화석연료 등의 에너지소모가 급증하면서 환경문제의 심각성이 대두되고 있다. 그중 질소산화물(NOx)은 산성비와 광화학 스모그의 원인이 되며 눈과 호흡기를 자극하고 식물을 고사시키는 등 주요 대기오염물질로 규제되고 있다. 이와 관련하여 국제해사기구(IMO)에서는 선박대기오염물질의 배출을 규제하는 규정을 만들었으며, 최근에는 배출규제를 강화하는 등 적극적인 규제활동을 벌이고 있다. 따라서 본 논문에서는 선박배기가스 질소산화물의 배출규제 현황과 배출 규제안에 대응하기 위해 본 연구원에서 연구개발 중인 배기가스 오염물질 저감장치의 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)시스템에 관하여 간략히 기술한다.