• 제목/요약/키워드: Nitrogen oxides (NOx)

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소각시설에서 질소산화물 환원처리를 위한 반응제의 영향 연구 (Study of Additive Effects on Nitrogen Oxides Reduction for Combustion Emission Gas)

  • 동종인;박정희;장주호;강경희;이종길
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.145-146
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    • 2003
  • 질소산화물은 천연가스, 석유, 석탄과 같은 화석연료 연소 시에 배출되는 대표적 오염물질로 산성비를 유발시키며, 오존, PAN, aldehyde와 같은 광화학 산화물을 형성하여 광화학 스모그를 유발한다. 따라서 NOx 제어의 필요성은 더욱 강조되고 있다. NOx 처리 공정 중 대표적인 SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)공정은 N-계열 시약(환원제)을 노내의 온도가 90$0^{\circ}C$에서 110$0^{\circ}C$인 구역으로 주입하여 NOx가 복잡한 단위반응들을 거쳐서 N2와 $H_2O$로 분해되는 저감기술의 하나로서 초기 설치비가 저렴하고 단기간에 쉽게 설치 가능한 기술이지만, 대부분 외국기술의 도입에 의존하고 있는 실정이므로 국내개발을 필요로 한다. (중략)

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직접 분사식 디젤엔진에서 EGR이 배기배출물에 미치는 영향에 관한 연구 (The Effect of EGR on Exhaust Emissions in a Direct Injection Diesel Engine)

  • 장세호
    • 동력기계공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.18-23
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    • 2004
  • The direct injection diesel engine is one of the most efficient thermal engines. For this reason DI diesel engines are widely used for heavy-duty applications. But the world is faced with very serious problems related to the air pollution due to the exhaust emissions of diesel engine. So, that is air pollution related to exhaust gas resulted from explosive combustion should be improved. Exhaust Gas Recirculation(EGR) is a proven method to reduce NOx emissions. In this study, the experiments-were performed at various engine loads while the EGR rates were set from 0% to 20%. The emissions trade-off and combustion of diesel engine are investigated. Hot and cooled EGR are achieved without cooling and with cooling respectively. It was found that the exhaust emissions with the EGR system resulted in a very large reduction in oxides of nitrogen at the expense of higher smoke emissions. Also, the reduction rates of NOx emissions for hot and cooled EGR are similar at load 20%.

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125 MW급 우드펠릿 발전소에서 탈질설비 운전조건이 질소산화물 발생량에 미치는 영향 (Effect of the De-NOx Facility Operating Condition on NOx Emission in a 125 MW Wood Pellet Power Plant)

  • 전문수;이재헌
    • 플랜트 저널
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    • 제18권3호
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    • pp.52-61
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    • 2022
  • 본 연구는 실제 운영중인 영동에코발전본부 1호기 125 MW 우드펠릿 발전소를 대상으로 탈질설비 운전조건이 NOx 발생량에 미치는 영향을 시험하였다. SNCR 요소 유량 증가에 따라 NOx 농도는 점차 감소하였으나 SCR 후단 암모니아 슬립은 상승하였다. 시험대상 보일러는 고온의 내부온도로 인해 SNCR 운영에 불리한 구조이며 노즐의 최적위치 검토가 필요할 것이다. SCR 희석공기 온도변화는 NOx 발생량에 영향을 미치지 않았다. SCR 암모니아 유량 증가는 SCR 후단 NOx 농도를 감소시켰고 NOx 제거효율도 증가시켰다. 다만 암모니아 슬립 자체 기준치를 초과하지 않는 암모니아 유량 111 kg/h가 최대 운전기준으로 추정된다. SCR 믹서 압력 상승은 NOx 농도를 감소시키고 제거효율도 최대로 측정되어 NOx 생성을 가장 효과적으로 억제하는 변수로 파악되었다.

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위성 기반 HCHO/NO2 비율을 통한 국내 대류권 오존 민감도 특성 분석 (Characteristic Analysis of Tropospheric Ozone Sensitivity from the Satellite-Based HCHO/NO2 Ratio in South Korea)

  • 장진아;이윤곤;유정아;성경희;김상민
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권5_1호
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    • pp.563-576
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    • 2023
  • 본 연구에서는 대류권 오존과 전구체인 nitrogen oxides (NOx), volatile organic compounds (VOCs)의 광화학반응 관계를 살펴보고자, Ozone Monitoring Instrument (OMI)와 TROPOspheric Monitoring Instrument(TROPOMI)의 nitrogen dioxide (NO2), formaldehyde (HCHO), OMI/Microwave Limb Sounder (MLS) tropospheric column ozone (TCO), Airkorea 지상측정 ozone (O3) 자료를 분석하였다. OMI 위성자료를 이용하여 2006년부터 2020년까지 장기 변화 경향을 살펴보면 TCO는 동북아시아 지역 전체적으로 증가하는 추세를 보였으며, NO2는 꾸준히 감소하고 HCHO는 계속해서 증가하는 경향성을 보였다. 또한 오존 민감도의 지표인 formaldehyde nitrogen dioxide ratio (FNR)은 점점 증가하고 있으며, 이는 VOC-limited 영역이 감소하고 있음을 의미한다. 본 연구는 한국 지역 오존의 지속적인 증가 원인을 밝히기 위해서 최근 4년 기간(2019~2022년)의 TROPOMI FNR과 지상 측정 O3를 이용하여 국내 오존 생성 민감도 분석을 진행하였다. 기존 선행연구들과 동일하게 국내 대도시 지역에서 VOC-limited 및 Transitional 영역이 나타났으며, 그 외에도 국내 주요 발전소가 위치한 지역에서 VOC-limited 영역이 나타났다. VOC-limited 영역, 즉 NOx가 과도하게 포화되어 있는 영역에서는 NOx 배출 감소가 오히려 적정 반응을 약화시켜 국내 오존 농도 증가를 유도했을 것으로 판단된다. 따라서 VOC-limited 영역이 나타나는 지역에서 오존 농도를 감소시키기 위해서는 NOx의 배출보다 단기적으로 VOC 배출을 감소시켜야 함을 시사한다.

Bench-Flow Reactor System을 이용한 Lean NOx Trap 촉매의 특성 연구 (Study of Characterization for Lean NOx Trap Catalysts Utilizing a Bench-Flow Reactor System)

  • 윤천석;김학용
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.179-189
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    • 2008
  • The performance of Lean NOx Trap (LNT) based on the catalysts of Pt/K/Ba/$\gamma-Al_2O_3$ with proprietary washcoat formulation is studied using a bench flow reactor system. To investigate the effect of temperature and gas hourly space velocity (GHSV) on the nitrogen oxides (NOx) trapping capacity as well as NOx breakthrough time and final ratio of $NO_2$ to NO of LNT, series of adsorption isotherms are carried out with simulated exhaust gases of the lean burn engines. Since typical operation of LNT requires periodic regeneration with a short rich excursion, where the stored or trapped NOx is released and subsequently reduced to $N_2$, the effect of the duration of lean and rich phase and type of reductants on the NOx conversion is investigated. NOx storage capacity and breakthrough time obtained from adsorption isotherms shows a volcano-type dependence on the temperature with a maximum NOx storage capacity occurring $350^{\circ}C$ and with a maximum breakthrough time occurring $400^{\circ}C$ at all GHSVs investigated in this study. Also, maximum ratio of $NO_2$ to NO is obtained at $400^{\circ}C$ with a GHSV of $75,000\;hr^{-1}$ Lean/rich cycle of 100 s lean and 5 s rich used with a concentration of 1.33% of $H_2$ and 4% of CO in the rich phase is found to be optimum at operating temperature of $350^{\circ}C$ and a GHSV of $50,000\;hr^{-1}$.

생활폐기물 소각시 요구되는 요소수의 대체물질로 음식물 폐수 속의 암모니아 적용에 관한 연구 (A Study on Investigate the Suitability of ${NH_4}^+$ Applications of Food Waste Water Instead of Urea in the Incineration of Municipal Solid Waste)

  • 고성규;조용균;이영신
    • 유기물자원화
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    • 제20권4호
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    • pp.97-105
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    • 2012
  • 본 연구는 음식물류 폐기물의 처리과정에서 발생하는 음식물류 폐수를 생활폐기물 소각시설에서 생활폐기물과 음식물류폐수를 혼합하여 소각처리 방법과 소각시 음식물류 폐수를 이용한 질소산화물 제거 및 배출가스의 영향등을 조사하였다. 해양투기용으로 발생된 음식물류폐기물 폐수는 성상이 94-96%의 함수율을 갖고 있다. 음식물류폐기물 폐수를 주입하였을 때 소각로 출구 온도는 $897^{\circ}C$이였으며, 평상시는 $925^{\circ}C$로 약 $28^{\circ}C$도 떨어졌다. 음식물류폐기물 폐수를 각각 $200{\ell}/hr$, $300{\ell}/hr$ 투입시 질소산화물의 평균배출농도는 각각 50ppm, 46ppm 이었다. 연관식 폐열보일러는 음식물류 폐수의 투입량이 많을수록 튜브 막힘 현상이 있었으며, 막힘 튜브는 압축공기를 이용한 튜브 청소로 원상태를 유지 할 수 있어 연속적 소각에는 방해가 되지 않았다. 유기성 폐기물인 음식물류 폐수의 자원화 처리방법과 더불어 기존 소각시설을 이용한 소각처리가 육상처리의 한 방법으로 자리매김 할 수 있으며, 소각시 배출가스의 질소산화물이 제거됨으로써 질소산화물 제거용 암모니아, 요소수 등 화학약품비용 절감하는 효과도 있는 것으로 나타났다.

후처리 시스템을 장착한 디젤엔진의 EGR 밸브 작동에 따른 성능 분석 (Analysis of Performance Characteristics on Diesel Engine with Aftertreatment and EGR System)

  • 박철웅;최영;임기훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.124-129
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    • 2010
  • The direct injection (DI) diesel engine has become a prime candidate for future transportation needs because of its high thermal efficiency. However, nitrogen oxides (NOx) increase in the local high temperature regions and particulate matter (PM) increases in the diffusion flame region within diesel combustion. Therefore, the demand for developing hybrid system consist of exhaust gas recirculation (EGR) and aftertreatment system as well as diesel particulate filter (DPF) or lean NOx trap (LNT) should be applied. The variation of EGR rate due to the malfunction of EGR valve can affect not only the combustion stability of engine but also the performance of aftertreatment system. In this research, 2.0 liter 4-cylinder turbocharged diesel engine was used to investigate the combustion and emission characteristics for various operating conditions with EGR. While the fuel consumption was increased with increase of EGR rate, NOx emission was improved by maximum 90% at low speed, low load operating condition. To achieve combustion stability and reliability of aftertrearment system with minimum penalty in fuel consumption and emissions, the fault diagnosis of EGR malfunction must be employed.

$N_{2}/O_{2}$ 혼합가스에서 펄스코로나 방전을 이용한 NOx 제거 모델링에 관한 연구 (DeNOx modeling in $N_{2}/O_{2}$ gas by pulsed corona discharge)

  • 박광서;이형상;전배혁;신현호;윤웅섭;전광민
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 1999년도 제19회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.117-128
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    • 1999
  • The removal of nitrogen oxides(NOx) from $N_{2}/O_{2}$ gas using a pulsed corona discharge was investigated as a function of the reduced electric field(E/N) and the energy density(J/L). A kinetic model was developed to characterize the chemical reactions taking place in a pulsed corona discharge reactor. The model calculates the fractional concentrations of radical species at each pulse-on period and utilizes the radicals to remove NOx for the subsequent pulse-off period. Electron collision reaction data are calculated using ELENDIF program to solve Boltzmann equation for electron energy distribution function, and the subsequent chemical reactions are calculated using CHEMKIN-II program to solve stiff ODE(ordinary differential equation) problems for species concentrations. The corona discharge energy per pulse and the time-space averaged E/N were obtained by fitting the model to experimental data. The model calculation shows good agreement with the experimental data, and predicts the formation of other species such as $NO_{2}$, $O_{3}$ and $N_{2}O$.

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중유 화염 연소로에서 LNG와 왕겨분말의 재연소 효과 비교 (The Comparison Study on Reburning Effects of LNG and Rice Husk in Heavy Oil Flamed Furnace)

  • 신명철;김세원;이창엽
    • 한국연소학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.25-32
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    • 2009
  • In commercial combustion systems, heavy oil is one of main hydrocarbon fuel because of its economical efficiency. Regarding heavy oil combustion, due to increasing concerns over environmental pollutants such as carbon monoxide, unburned hydrocarbon and nitrogen oxides, development of low pollutant emission methods has become an imminent issue for practical application to numerous combustion devices. Also a great amount of effort has been tried to developed effective methods for practical using of biomass. It is also an important issue to reduce carbon tax. In this paper, an experimental study has been conducted to evaluate the effect of biomass reburning on NOx formation in a heavy oil flamed combustion furnace. Experiments were performed in flames stabilized by a multi-staged burner, which was mounted at the front of the furnace. Experimental tests were conducted using air-carried rice husk powder and LNG as the reburn fuel and heavy oil as the main fuel. The paper reports data on flue gas emissions and temperature distribution in the furnace for several kinds of experimental conditions. NOx concentration in the exhaust has decreased considerably due to effect of reburning. The maximum NOx reduction rate was 62% when the rice husk was used by reburn fuel, however it was 59% when the LNG was used by reburn fuel. The result shows the positive possibility of biomass reburning system for optimal NOx reduction.

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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 $250^{\circ}C$.