• 제목/요약/키워드: Aftertreatment

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250℃ 이하 배기관에서 우레아 수용액의 암모니아 전환율 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Characteristics of Ammonia Conversion Rate of Urea Aqueous Solution in 250℃ Exhaust Pipe)

  • 구건우;박홍민;홍정구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권2호
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    • pp.177-182
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    • 2015
  • 디젤 엔진과 산업용 보일러에서의 질소산화물(NOX) 배출은 환경오염을 유발시키는 주요물질 중의 하나이다. 이러한 질소산화물 발생을 저감시키기 위한 방법으로 후처리 기술 중의 하나인 우레아 선택적 촉매 환원(Urea-SCR)기술이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 선박용 디젤엔진의 배기가스 조건을 모사한 실험실 스케일의 실험장치를 통해 우레아 수용액의 열분해 특성에 대해 고찰하였다. 40 wt. %의 우레아 농도를 가진 우레아 수용액을 사용하였고, 모사가스의 온도와 유속변화, 우레아 수용액의 유량에 따른 총 전환율 뿐만 아니라 암모니아($NH_3$)와 이소시안산(HNCO)의 전환율 차이를 알아보았다. $210^{\circ}C$$250^{\circ}C$ 모사가스 온도에서 체류시간에 따라 암모니아의 전환율이 이소시안산의 전환율보다 높게 나타남을 확인하였다.

이축연신 PTFE 막 제조 공정에 관한 연구(I) (A Study of Bi-Axial Stretching Process for the PTFE Membrane(I))

  • 신홍철;김성철;조을룡
    • Elastomers and Composites
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    • 제42권2호
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    • pp.86-92
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    • 2007
  • 이축 연신에 의한 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 막을 제조하기 위한 공정 조건을 확립하기 위하여 상용화되는 PTFE 막 및 PTFE 미세 분말을 선택하였다. 막 제조공정에 사용 되기 위해 PTFE 미세 분말은 전처리 되었고, 첨가제와 혼합되었으며, 혼합물의 숙성, 페이스트 압출 공정, 칼렌더 가공 공정 등이 수행되었고 막의 두께 및 기공크기와 다공성을 측정하였다. 기계적 물성을 강화하기 위하여 시료의 후처리가 실시되었고, PTFE 막 제조공정을 위한 페이스트 압출 공정에서의 PTFE 분말과 첨가제의 혼합비, 숙성 시간, 숙성 온도, 압력 등에 관한 공정 조건이 확립되었고, 기공크기(pore size)와 다공성(porosity)을 조절할 수 있는 이축연신 공정에 대한 최적공정 조건도 확립하였다.

배리어 유전체 방전형 2단 전기집진기의 나노입자 집진 및 잔류 오존 제거 특성 (Characteristics of Nano Particle Precipitation and Residual Ozone Decomposition for Two-Stage ESP with DBD)

  • 변정훈;지준호;윤기영;황정호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1678-1683
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    • 2003
  • DBD(Dielectric Barrier Discharge) plasma in air is well established for the production of large quantities of ozone and is more recently being applied to aftertreatment processes for HAPs(Hazardous Air Pollutants). Although DBD high electron density and energy, its potential use as nano and sub-micron sized particle charging are not well known. Aim of this work is to determine design and operating parameters of a two-stage ESP with DBD. DBD and ESP are used as particle charger and precipitator, respectively. We measured particle precipitation efficiency of two-stage ESP and estimated ozone decomposition of both pelletized $MnO_2$ catalyst and pelletized activated carbon. To examine the particle precipitation efficiency, nano and sub-micron sized particles were generated by a tube furnace and an atomizer. AC voltage of $7{\sim}10$ kV(rms) and 60 Hz is used as DBD plasma source. DC -8 kV is applied to the ESP for particle precipitation. The overall particle collection efficiency for the two-stage ESP with DBD is over 85 % under 0.64 m/s face velocity. Ozone decomposition efficiency with pelletized $MnO_2$ catalyst or pelletized activated carbon packed bed is over 90 % when the face velocity is under 0.4 m/s in dry air.

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냉각수 및 전기 가열 방식에 따른 요소수 해동 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Investigation on the Urea Melting Characteristics with Coolant and Electric Heaters)

  • 이승엽;김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 환원제를 이용하여 배기가스 내의 NOx를 질소로 환원시키는 요소수 SCR 시스템은 다른 후처리 장치들 중에서 가장 효율적인 장치로 알려져 있다. 차량에 적용되는 SCR 장치는 32.5wt%의 공융혼합물을 이용한다. 이러한 혼합물의 가장 큰 장점 중의 하나는 $-11.7^{\circ}C$에서 얼기 때문에 추운 환경에서 응고를 피할 수 있다는 것이다. 한편, 이러한 추운 환경에서 시동시 필요한 수용액을 충분히 공급하기 위해서는 고체상을 가열해야 한다. 따라서 본 연구에서는 Fluent 상용코드를 이용하여 3차원 비정상 전산해석을 통한 냉각수 및 전기가열 방식에 따른 고체상 요소수의 시간에 따른 액상비 및 온도분포와 같은 해동 및 열전달 특성을 고찰하였다. 본 연구를 통하여 전기히터 가열 방식이 냉각수 방식보다 효율적임을 확인하였다.

직접분사식 디젤기관에서 EGBE 첨가에 의한 배기가스 배출특성과 분석에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Analyses and Exhaust Emission Characteristics with EGBE Addition in D.I. Diesel Engine)

  • 오영택;최승훈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권3호
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    • pp.498-506
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    • 2002
  • Improvements of fuel properties have become essential for exhaust emission reduction as well as for optimization of directly-related design factors and exhaust gas aftertreatment. In this study, the potential possibility of oxygenated fuel such as ethylene glycol mono-n-butyl ether(EGBE) was investigated for the sake of smoke reduction from diesel engine. Because EGBE include oxygen content approximately 27%, it is a kind of effective oxygenated fuel that the smoke emission of EGBE is reduced remarkably in comparison with commercial diesel fuel, that is, it can supply oxygen component sufficient at high load and speed in diesel engine. And, it was tried to analyze the quantities of the low and high boiling point hydrocarbon among the exhaust emissions in diesel engine. It have been investigated by the quantitative analysis of the hydrocarbon $C_1$~ $C_{6}$ using the gas chromatography. This study was carried out by comparing the chromatogram with diesel fuel and diesel fuel blended EGBE 20vo1-%. The results of this study show that the hydrocarbon $C_1$~C$_{6}$ among the exhaust emission of the mixed fuels are exhausted lower than those of the diesel fuel at the all load and speed. In particular, high boiling point hydrocarbons such as $C_{5}$ and $C_{6}$ were reduced remarkably at high speed and load.d.

바나듐 기반의 Urea-SCR과 DOC가 결합된 Heavy-Duty 디젤 배출가스 후처리 시스템의 SCR De-NOx 성능 향상에 관한 수치해석 연구 (Numerical Modeling of Vanadia-based Commercial Urea-SCR plus DOC Systems for Heavy-duty Diesel Exhaust Aftertreatment Systems)

  • 윤병규;김종민;김만영;조규백;김홍석;정용일
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.24-30
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    • 2010
  • In this study, numerical experiments were carried out to estimate the SCR De-NOx performance in DOC plus SCR systems. The SCR De-NOx phenomena are described by Langmuir-Hinshelwood reaction scheme. After validating the present approach by comparing the present results with the experimental results, such various parameters as space velocity, $H_2O$ concentration, $NO_2$/NOx ratio and relative volume of DOC are explored to increase the SCR De-NOx performance. The results indicate that SCR De-NOx performance largely depends on space velocity and $NO_2$/NOx ratio, especially below $200^{\circ}C$. SCR De-NOx performance is seriously affected by relative volume of DOC with SCR due to increasing in $NO_2$/NOx ratio at below $250^{\circ}C$.

암모니아를 환원제로 이용한 NOx 저감 촉매 기술 (Catalytic Technology for NOx Abatement using Ammonia)

  • 박순희;이관영;조성준
    • 청정기술
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    • 제22권4호
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    • pp.211-224
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    • 2016
  • 가솔린 자동차의 내연기관 배기가스 처리를 위한 촉매로 삼원촉매가 널리 사용되고 있다. 반면 디젤 자동차의 배출 오염 물질 처리를 위해서는 다양한 기술들이 연구개발되고 있다. 디젤 자동차의 특징인 희박연소 조건에서 발생하는 질소산화물의 저감과 제거를 위해 티타니아에 담지된 바나듐 촉매가 상용화되어 있다. 바나듐 촉매를 이용한 질소산화물 저감기술은 암모니아를 환원제로 이용함으로써 대형 디젤 차량에 효과적으로 적용할 수 있다. 최근 활발하게 연구개발이 이루어지고 있는 구리가 이온 교환된 제올라이트 촉매는 초고연비 자동차 개발의 필수 기술로 인식되고 있다. 본 총설에서는 디젤 엔진의 배기가스 중 질소산화물을 효과적으로 제거하기 위한 후처리 기술 중 하나인 암모니아를 이용한 선택적 촉매 환원 반응의 촉매로 사용되는 구리가 이온 교환된 제올라이트 촉매와 관련한 최근 연구개발 동향을 소개하고자 한다.

수소-CNG 혼소연료 차량에서의 메탄 저감을 위한 산화촉매에 관한 연구 (Studies of Methane Oxidation Catalyst on H2-CNG Mixed Fuel Vehicles)

  • 이웅재;심경실;양재춘;김태민
    • 한국가스학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.22-27
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    • 2013
  • 수소와 CNG를 혼합한 HCNG는 CNG에 비해 연소효율이 높고 보다 친환경적인 연료로 CNG 엔진의 다음 단계의 엔진으로 각광받고 있으며, 수소시대로의 가교역할을 할 것이라 전망된다. 2014년 EURO-6의 도입으로 CNG 및 HCNG 차량에서 발생되는 메탄가스에 대해서도 규제가 이루어질 전망이다. 본 연구에서는 HCNG 엔진의 배기가스 중 메탄가스를 저감하기 위한 메탄산화촉매를 다루었다. 메탄산화촉매의 장시간 운전에 따른 내구성 및 메탄산화 양상 등에 대해 연구했으며, 이 때 촉매의 화학적인 현상을 분석하기 위해 촉매의 중요한 인자인 귀금속 분산도, 비표면적 변화 등을 촉매 활성과 연계하여 연구하였다.

NOX 및 NH3 Slip 저감을 위한 Urea-SCR 제어기반 모델 개발 및 검증 (Development and Validation of Urea- SCR Control-Oriented Model for NOX and NH3 Slip Reduction)

  • 이승근;이성욱;강연식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권1호
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    • pp.1-9
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    • 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.

Bacillus licheniformis 단백질 분해 효소에 의한 정연 견사의 특성 I. 정연 견사의 이화학적 특성 (Physicochemical Characteristics of Silk Fibroin Degummed by Protease in Bacillus licheniformis I. Physicochemical Characteristics of Degummed Silk Fiber)

  • 김영대;남중희
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.41-51
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    • 1992
  • 견사의 정연 방법으로는 알카리 용액에서 열을 이용하는 방법과 단백질 분해 효소를 이용하는 방법으로 크게 나눌 수 있는데 본 실험은 Bacillus licheniformis 단백질 분해 효소로 정연한 견사의 이화학적 특성과 열 처리 영향 및 효소 정연 견 피브로인 수용액의 특성을 비누 정연 견사와 비교하여 실험한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정연 견사의 표면을 주사 전자현미경으로 관찰한 결과 정연 방법에 따른 뚜렷한 차이가 없었으며 정연 견사의 아미노산 조성을 분석한 결과에서도 정연 방법에 따른 큰 차이가 없었다. 2. 효소 정연 견사는 비누 정연 견사에 비하여 강력과 신도가 약간 저하되었고 점도도 비누 정연 견사의 0.59에 비하여 효소 정연 견사는 0.56으로서 저하된 반면 ($\alpha$$\varepsilon$) amino group content는 비누 정연견사의 49.5$\mu$mo1/g보다 효소 정연 견사는 53.6 $\mu$mol/g로서 증가되었으므로 효소 정연 견사는 비누 정연 견사보다 degradation이 더 일어난 것으로 추측된다. 3. 효소 정연 견사는 비누 정연 견사에 비하여 복굴절도가 높았으며 DSC thermogram에서 열 분해 온도도 약 1$0^{\circ}C$ 높았다. 또 효소 정연 견사의 IR 및 X-ray crystallinity도 각각 0.70과 0.53으로서 비누정연 견사의 0.67과 0.50에 비하여 약간 높았으므로 효소 정연 견사의 경우 결정성 및 배향성이 비누 정연 견사보다 높은 것으로 판단된다.

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