• 공업화학
• /
• 제33권6호
• /
• pp.600-605
• /
• 2022

V₂O₅-WO₃-TiO₂ 촉매를 담지하여 그래핀(graphene) 기반 세라믹필터를 제조하였으며, 이를 활용하여 질소산화물(NO_x)의 제거실험을 수행하였다. 산화그래핀(graphene oxide, GO)은 흑연(graphite)을 이용하여 Hummer's method에 의해 제조하였고 환원제로 히드라진(N2H4)을 통해 환원 산화그래핀(reduced graphene oxide, rGO)을 제조하였다. 제조된 그래핀을 세라믹필터 표면에 유-무기 하이브리드 원리를 이용하여 코팅하였으며, 여기에 광촉매물질을 담지하였다. 광촉매물질은 바나듐(V), 텅스텐(W), 티타늄(Ti)를 사용하여 sol-gel법에 의해 코팅 후 350 ℃ 소성 공정을 통하여 광촉매담지 세라믹필터를 제조하였다. UV광을 제조된 필터에 조사하여 NO_x의 제거 실험을 수행하였으며, NO_x의 제거 효율은 기존의 세라믹필터보다 GO 및 rGO가 코팅된 경우가 우수하였다. 이는 코팅된 그래핀에 의한 흡착성의 향상 때문으로 판단되며, 그래핀의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 NO_x의 제거효율을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제12권9호
• /
• pp.997-1004
• /
• 2003

The objective of this research was to test whether, under controlled laboratory conditions, hybrid SNCR/SCR process improves N $O_{x}$ removal efficiency in comparison with the SNCR only. The hybrid process is a combination of a redesigned existing SNCR with a new downstream SCR. N $O_{x}$ reduction experiments using a hybrid SNCR/SCR process have been conducted in simple NO/N $H_3$/ $O_2$ gas mixtures. Total gas flow rate was kept constant 4 liter/min throughout the SNCR and SCR reactors, where initial N $O_{x}$ concentration was 500 ppm in the presence of 5% or 15% $O_2$. Commercial catalysts, $V_2$ $O_{5}$ -W $O_3$-S $O_4$/Ti $O_2$, were used for SCR N $O_{x}$ reduction. The residence time and space velocity were around 1.67 seconds and 2,400 $h^{-1}$ or 6000 $h^{-1}$ in SNCR and SCR reactors, respectively. N $O_{x}$ reduction of the hybrid system was always higher than could be achieved by SNCR alone at a given value of N $H_{3SLIP}$. Optimization of the hybrid system performance requires maximizing N $O_{x}$ removal in the SNCR process. An analysis based on the hybrid system performance in this lab-scale work indicates that a equipment with N $O_{xi}$ =500 ppm will achieve a total N $O_{x}$ removal of about 90 percent with N $H_{3SLIP}$ $\leq$ 5 ppm only if the SNCR N $O_{x}$ reduction is at least 60 percent. A hybrid SNCR/SCR process has shown about 26∼37% more N $O_{x}$ reduction than a SNCR unit process in which a lower temperature of 85$0^{\circ}C$ turned out to be more effective.be more effective.

• 대한환경공학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.169-178
• /
• 2000

알루미나 상에 페롭스카이트 산화물 촉매를 구연산 용액에서 제조하였다. 고온 배가스 처리에 페롭스카이트 촉매의 적용가능성을 평가하기 위해 충진 촉매 반응기내에서 조업온도와 $CO/NO_x$ 몰비를 변화시키면서 CO에 의한 $NO_x$의 환원특성을 실험하였다. 본 연구에서 제조한 촉매를 분석한 결과 알루미나 상에 $La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_3$, $SrAl_{12}O_{19}$, $LaAl_{11}O_{18}$의 복합산화물이 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다. $CO/NO_x$ 몰비가 1보다 높은 조건에서 $NO_x$의 전환율은 온도가 높아짐에 따라 $700^{\circ}C$ 근방까지는 급격히 증가하였고, 그 이상에서는 100%에 근접하였다. 또한 조업온도 $800^{\circ}C$, 공간속도 $10700hr^{-1}$에서 23시간 연속조업한 결과 $NO_x$의 전환율은 98% 이상으로 유지됨을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권4호
• /
• pp.620-629
• /
• 2022

가열 속도, 몰 공간속도, 질화반응온도 등 다양한 실험 조건을 변화하며 바나디움 산화물과 암모니아와의 승온 질화반응을 통하여 바나디움 산화질화물을 제조하여 특성분석을 수행하였으며 제조된 바나디움 산화질화물 상에서 암모니아 분해반응의 촉매 활성을 검토하였다. 제조된 촉매의 물리·화학적 특성을 알아보기 위하여 N₂ 흡착분석, X-선 회절분석(XRD), 수소 승온환원(H₂-TPR), 산소 존재 하 승온산화 (TPO), 암모니아 탈착 (NH₃-TPD), 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였다. 340 ℃에서 5 m² g^-1의 낮은 비표면적을 갖는 V₂O₅의 환원에 의하여 V₂O₃ 으로의 변환은 미세 기공 형성에 의해 115 m² g^-1 높은 비표면적 값을 보여주었으며 그 이상의 질화반응 온도가 증가함에 따라 소결현상에 의해 지속적인 비표면적의 감소를 초래하였다. 비표면적에 가장 큰 영향을 미치는 질화반응 변수는 반응온도였으며, 단일 상의 VN_xO_y의 x + y 값은 질화반응온도가 증가함에 따라 1.5에서 1.0으로 근접하였으며 680 ℃의 높은 반응온도에서 입방 격자상수 a는 VN 값에 근접하였다. 본 실험 조건 중에 질화반응온도가 가장 높았던 680 ℃에서 암모니아 전환율은 93%로 나타났으며 비활성화는 관찰되지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권5호
• /
• pp.539-545
• /
• 2011

맥동연소기술을 적용한 산업용 복사관버너의 연소특성을 살펴보기 위해 실규모 (120,000 kcal/h) 산업용 복사관버너 설비를 사용하여 실험실 및 현장 테스트를 수행하였다. 제철부생가스를 사용하는 산업용 복사관버너의 3 가지 종류를 하나의 W 형 복사관이 장착된 실험설비에서 실험하였다. W 형 복사관이 다수 사용되는 대형 설비를 이용하여 장기운영 실험을 실시하였다. 맥동연소기술을 적용한 기실험설비들을 대상으로 성능향상 및 배가스조절 측면에서 다양한 실험조건으로 테스트를 진행 하였다. 맥동연소기술의 적용가능성 평가를 위해 NOx 저감 및 효율향상을 분석하였다. 맥동연소기술의 적용결과 에너지 절감, 복사관 수명 향상 및 생산성 향상 등이 얻어짐을 확인할 수 있었다. 최고의 성능 및 배가스 조절을 얻기 위한 최적의 운전조건이 각 버너별로 결정되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제30권9호
• /
• pp.842-849
• /
• 2006

An experimental study has been conducted to investigate the effects of a multi air-staged burner on NOx formation and heat transfer in a 15kW large-scale laboratory furnace adopted the reburning process. The reburn fuel as well as burnout air was injected from each nozzle attached at the wall of the cylindrical furnace. Fuel in both main burner and reburn nozzle was LPG (Liquefied Petroleum Gas). The paper reports the influences on NOx reduction of reburn fuel fraction in reburning zone. Temperature distribution inside the overall region as well as total heat flux at the wall of the furnace has been measured to examine the heat transfer characteristics due to the reburning process. For comparison, the reburning effects were examined for a combustor with two types of burner; a regular single staged burner and a multi-air staged burner. A gas analysis was also performed to evaluate an appropriate condition for NOx emission in a primary zone for the excess air ratio of 1.1. As a result, combustion efficiency expected to become more efficient due to the reduction of heat loss in burnout zone decrease when multi air-staged burner in furnace adopted reburning technology was used.

• 공업화학
• /
• 제22권4호
• /
• pp.433-438
• /
• 2011

본 연구에서는 SNCR 공정에서 온도, NSR, 산소 농도가 질소산화물 제거 효율에 미치는 영향을 실험과 CHEMKIN-II 프로그램을 사용하여 수치적으로 조사하였다. 산소가 없는 조건에서 NO 제거 효율은 반응기 온도에 따라 증가하였다. 반면 산소농도가 4%일 때, NO 제거 효율은 $900{\sim}950^{\circ}C$에서 최대를 나타내었다. 산소의 존재는 저온에서 NO 제거를 증가시키는 것으로 나타났다. 산소농도와 무관하게 NO 제거 효율은 NSR에 따라 증가하였다. CHEMKIN-II에 의해 예측된 NO 제거 효율의 온도와 NSR-의존성은 실험결과와 유사하였다.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제50권3호
• /
• pp.201-205
• /
• 2012

The effects of various manganese precursors for the low-temperature selective catalytic reduction (SCR) of $NO_x$ were investigated in terms of structural, morphological, and physico-chemical analyses. $MnO_x/TiO_2$ catalysts were prepared from three different precursors, manganese nitrate, manganese acetate(II), and manganese acetate(III), by the sol-gel method. The manganese acetate(III)-$MnO_x/TiO_2$ catalyst tended to suppress the phase transition from the anatase structure to the rutile or the brookite after calcination at $500^{\circ}C$ for 2 h. It also had a high specific surface area, which was caused by a smaller particle size and more uniform distribution than the others. The change of catalytic acid sites was confirmed by Raman and FT-IR spectroscopy and the manganese acetate(III)-$MnO_x/TiO_2$ had the strongest Lewis acid sites among them. The highest de-NOx efficiency and structural stability were achieved by using the manganese cetate(III) as a precursor, because of its high specific surface area, a large amount of anatase $TiO_2$, and the strong catalytic acidity.

• 산업기술연구
• /
• 제19권
• /
• pp.331-341
• /
• 1999

We analyzed theoretically the removal efficiency and the particle growth inside the pulse corona discharge reactor to remove $NO_x$ and investigated the effects of process variables such as the NO and $NH_3$ input concentrations. Most of NO is converted into $NO_2$ and $HNO_3$ and the $HNO_3$ reacts with $NH_3$ to form the $NH_4NO_3$ particles. About 6.4% of NO is converted into $HNO_2$ which form the $NH_4NO_2$ particles by reaction with $NH_3$. Some of $NO_2$ follows the reaction pathway to form $NO_3$ and $N_2O_5$. The amount of particles formed inside the reactor is basically determined by the input $NH_3$ concentration. The ratio of NO to $NH_3$ affects the reactor length for particle formation significantly. The higher the input concentrations of NO and $NH_3$ are, the faster the particles grow.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.111-120
• /
• 2014

The aim of this study is to develop an integrated urea-SCR catalytic filter system for reducing soot and $NO_X$ emissions simultaneously in diesel engines. In this study, the characteristics of exhaust emissions relative to reactive activation temperature under four kinds of engine loads are experimentally investigated by using a four-cycle, four-cylinder, direct injection type, water-cooled turbo intercooler ECU common-rail diesel engine with the integrated urea-SCR $MnO_2-V_2O_5-WO_3/TiO_2/SiC$ catalytic filter system operating at three kinds of engine speeds. The urea-SCR reactor is used to reduce $NO_X$ emissions, and the catalytic filter system is used to reduce soot emissions. The reactive activation temperature is very important for reacting a reducing agent with exhaust emissions. The reactive activation temperatures in this experiment is applied to 523, 573 and 623 K. The fuel is sprayed by the pilot and main injections at the variable injection timing between BTDC $15^{\circ}$ and ATDC $1^{\circ}$ according to experimental conditions. It is found that the $NO_X$ conversion rate is the highest as 83.9% at the reactive activation temperature of 523 K in all experimental conditions of engine speed and load, and the soot emissions shown by the average reduction rate of approximately 93.3% are almost decreased below 0.6% in all experimental conditions regardless of reactive activation temperatures. Also, the THC and CO emissions by oxidation reaction of Mn, V and Ti are shown in the average reduction rates of 70.3% and 38% regardless of all experimental conditions.