• 대한기계학회논문집B
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• 제33권12호
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• pp.952-960
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• 2009

Selective Catalytic Reduction (SCR) system is a high-effective NOx reduction technology in diesel engines. As the emission standard of diesel engines is more stringent, vehicle manufactures makes efforts on emission technologies. This paper discusses the performance of Urea-SCR system according to the engine operating conditions in a passenger diesel engine. Engine test results in this paper show that it is important to consider the catalyst temperature and space velocity to obtain high NOx conversion efficiency. In condition of high catalyst temperature, over 90% NOx conversion efficiency is indicated. However, when catalyst temperature is low, NOx conversion efficiency was decreased. Also, it was shown that space velocity mainly effects on the DeNOx performance under 220 degree celsius of SCR catalyst temperature. As the urea injection pressure was decreased, NOx conversion efficiency was declined. It is concerned about urea droplet atomization. This work shown in this paper can lead to improved overall NOx conversion efficiency.

• 한국분무공학회지
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• 제24권2호
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• pp.51-57
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• 2019

In this study, the spray atomization characteristics of urea injector used in SCR system for construction machinery was analyzed, and the uniformity index at the front of mixer and NOx conversion efficiency were evaluated through numerical analysis. Spray visualization and droplet size/velocity measurement were performed and the measured results were used to verify the spray analysis model to calculate the uniformity index in the exhaust gas after-treatment system. For the flow analysis, STAR-CCM, a three-dimensional CFD, was used and the uniformity index of the SCR system at the front of the mixer was calculated using the droplet dissociation model and the wall collision model. Finally, the DeNOx performance for the average condition of the NRTC driving mode was calculated to understand the NOx conversion efficiency reflecting the exhaust gas temperature. The simulation results show that the uniformity index at the front of mixer was calculated as 0.862 and DeNOx efficiency was 75.9%.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권3호
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• pp.876-885
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• 2018

폐 RHDM(Residue Hydrodemetallation) 촉매상에 침적된 비활성화 성분인 탄소, 황 을 고온배소 처리하여 제거한 후, 과량 침적되어 있는 바나듐은 초음파 교반기에서 5~15wt% 옥살산 수용액을 이용하여 $50^{\circ}C$, 5분 조건하에 바나듐 추출량을 조절함으로써 NOx 저감을 위한SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매로의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 폐촉매와 단계별 처리된 RHDM 촉매를 대상으로 상압반응기상에서 NOx 저감 효율을 측정하였고, 촉매의 성분분석은 ICP, C & S analyzer 및 XRF를 이용하여 분석하였다. 10wt% 옥살산 수용액으로 바나듐을 침출한 촉매가 가장 안정적이었으며 높은 NOx 저감 효율을 보였다. 이를 메탈폼 형태의 지지체에 워시코팅한 촉매는 상용 SCR 촉매와 동등 수준의 NOx 저감 효율을 나타내었다. 따라서 폐 RHDM 촉매의 처리 조건 조정에 관한 후속 연구를 통하여 각 적용처에 적합한 SCR 촉매로의 이용 가능성은 충분할 것으로 사료된다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1093-1101
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• 2010

In this study, the indirect correlation of degradation characteristic and flow behavior in the de-NOx catalyst is investigated experimentally. The inner flow behavior in the de-NOx catalyst is varied from turbulent flow to laminar flow and the degradation of the de-NOx catalyst is remarkably affected by the inner flow. The degradation of the catalyst is increased in the upstream region near the inlet because injected turbulent flow enhances the adhesion of ash particle on the catalyst surface. The degradation of the catalyst near the inlet also governs the overall efficiency of the catalyst. The amount of adhered ash particles on the catalyst surface decreases as they progress downstream. This is due to the inner flow transition from turbulent flow to laminar flow.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.332-340
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• 2021

최근 사업장 질소산화물(NOx) 배출허용기준 강화(2019년 1월 적용)에 따라 다량 배출사업장에서 배출되는 질소산화물을 배출허용기준 이하로 만족하기 위한 노력이 필요하다. 대표적인 질소산화물 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 일반적으로 세라믹 허니컴(ceramic honeycomb) 촉매를 사용하고 있다. 본 연구에서는 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가지는 금속지지체 탈질 코팅촉매를 적용하여 제철소에서 배출되는 질소산화물를 저감하기 위한 연구를 수행하였다. 금속지지체 코팅촉매는 최적화된 촉매슬러리(catalyst slurry) 코팅방법을 통해 제조하였고, 내마모 시험과 굽힙 시험을 통해 코팅된 촉매가 균일하고 강건하게 부착되어 있음을 확인하였다. 금속지지체가 가지는 우수한 열전도 특성으로 인해 저온영역(200 ~ 250 ℃)에서 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 탈질효율을 보였다. 또한 경제적인 촉매 설계를 위해 금속지지체 표면 상에 코팅되는 촉매의 최적 코팅량을 확인하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 제철소 배기가스 모사환경에서 상용급 금속지지체 코팅촉매에 대한 준파일럿 탈질 성능평가를 수행하였고, 저온영역(220 ℃)에서도 배출허용기준치(60 ppm 이하)을 만족하는 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 물리화학적 특성이 우수한 금속지지체 코팅촉매가 최소량의 촉매 사용으로도 우수한 탈질 성능을 나타내었으며, 넓은 비표면적을 가지는 고밀도 금속지지체 적용을 통해 배연 탈질 촉매 반응기의 콤팩트화 및 소형화가 가능하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 본 연구에서 사용된 금속지지체 코팅촉매는 제철소뿐만 아니라 화력발전, 소각장, 선박, 건설기계 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 새로운 형태의 촉매가 될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.671-678
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• 2000

열중량분석기와 관형 고정층 반응기에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 SOx와 NOx 동시제거 반응특성에 대하여 고찰하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 아황산가스 제거능은 반응온도 $450^{\circ}C$와 담지량 6wt% 이상에서 담체인 알루미나의 반응참여에 의하여 급격히 증가하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 탈질 효율은 반응온도, $370^{\circ}C$에서 최대값을 보였으며 그 이상의 온도에서는 $NH_3$가스의 산화반응에 의하여 반응온도가 증가할수록 제거효율은 감소하였다. 흡수제/촉매 표면에 sulfate가 존재하는 경우 최대 탈질 효율을 보이는 반응온도는 증가하였다. SOx와 NOx 동시 제거반응에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 NO제거 활성은 $NH_4HSO_4$와 같은 암모늄염의 생성으로 인하여 크게 감소하였다. SOx와 NOx 동시제거 반응에 있어서 최대의 탈질 효율을 보이는 반응온도는 $SO_2$ 가스의 존재로 인하여 $400^{\circ}C$로 증가하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.117-124
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• 2011

Automotive engines require strategies to fulfill the emission regulations in terms of NOx and PM. A dramatic reduction in NOx and PM emissions could be achieved with high pressure injection, innovative combustion strategies and EGR. Recently, Lean NOx Trap (LNT) and Urea-SCR are considered as more practical strategy to suppress the engine-out emissions substantially for copying with severe regulation. These systems need to reduce the reducing agent injection system which has a huge impact on NOx purification efficiency. In this paper, different three injectors have been used to investigate spray characteristics and engine emission test was conducted to clarify the effect of these injectors on the NOx reduction.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제28권4호
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• pp.379-385
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• 2011

One of main catalysts for De-NOx in SCR is a $V_2O_5/TiO_2$, and this work formulated powdery catalysts focusing ultimately on corrugate catalytic support. The prepared catalyst consisted of anatase $TiO_2$. Amount of the added vanadium oxide determined the viscosity of catalyst slurry, which is important for washcoat for a final corrugate type catalytic reactor. The test showed a proportional relation between adsorption amount of ammonia and specific surface area. De-NOx efficiency could be obtained up to 96.3 % at $400^{\circ}C$ with a spacial velocity of $4,000hr^{-1}$.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권3호
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• pp.451-460
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• 2013

NOx from the thermal power plants are NO and $NO_2$. This work investigated the chemical/physical characteristics and SCR efficiency of newly prepared catalysts including tungsten ($WO_3$), molybdenum ($MoO_3$) and antimony ($SbO_3$) based on vanadia($V_2O_5$) over titania($TiO_2$). As a result of the examination, the surface area of the catalysts promoted with additional metals was larger and the de-NOx efficiency also was enhanced with temperature. The most efficient catalytst was $V_2O_5/TiO_2-WO_3$(10%) at $200^{\circ}C$. Such a high efficiency could contribute to reduce the ammonia slip.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.89-94
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• 2011

하이브리드 SNCR-SCR 공정의 질소산화물 저감특성을 파일럿 규모의 흐름반응기를 이용하여 고찰하였다. SNCR 공정의 질소산화물 저감효율은 $970^{\circ}C$에서 80% 수준이었으며 하이브리드 SNCR-SCR 공정은 NSR = 2.0, $940{^{\circ}C}$에서 92%의 저감율을 보였다. SNCR 단일 공정과 비교할 때, 하이브리드 SNCR-SCR 공정은 $940^{\circ}C$보다 낮은 저온영역에서 보다 효과적이었다. 암모니아 유출농도는 비교적 높은 공간속도조건에서 1 ppm 이하로 유지되었으며 요구되는 촉매양은 SCR 단일공정과 비교할 때 2/3 수준으로 감소하였다. 질소산화물 저감을 위한 하이브리드 SNCR-SCR 공정의 주요인자는 SNCR 공정에 분사되는 요소용액의 질소산화물에 대한 선택도와 생성되는 암모니아 농도로 조사되었다.