• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권3호
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• pp.283-288
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• 2007

This paper presents the static characteristics of a urea-SCR system. The static characterization of the urea-SCR system was generated by sweeping urea flow rates at common engine torque/speed operating points. Several experiments were performed using engine operating points at different raw NOx emission levels, space velocities, and SCR catalyst temperatures. The recorded NOx emissions from the engine exhaust outlet and engine tailpipe are then compared. The urea-SCR static system results indicated that a $50{\sim}60%$ NOx conversion is achievable at most engine operating points using the stoichiometric $NH_3/NOx$ ratio, and a high 98% NOx conversion is possible by exceeding the stoichiometric $NH_3/NOx$ ratio. The effect of the pre-oxidation catalyst volume was also investigated and found to have a profound impact on experimental results, particularly the static NOx conversion.

• 동력기계공학회지
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• 제19권6호
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• pp.26-32
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• 2015

The purpose of this study is to investigate the de-NOx performance characteristics according to the $TiO_2$ crystal structures ratio of $V_2O_5$ SCR catalysts. The anatase(100%) SCR catalyst showed the highest desorption peak of 80ppm at about $250^{\circ}C$, and $NH_3$ was not desorbed at $500^{\circ}C$. It can be confirmed that there was many $NH_3$ desorbed at a high temperature among other various crystal structures, which is because the catalyst was more acidized to increase the intensity of acid sites as the content of subacid sulfate ions($NH_2SO_4$) in the rutile phase increases. The anatase/rutile(7%/93%) SCR had the smallest width of de-NOx performance drop according to thermal aging, and had strong durability against thermal aging.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.172-180
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• 2017

HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응에 대한 열역학적 검토 결과 수십 ppm 수준의 HCl이 존재하는 경우에 SCR 반응 온도범위에서 원소수은의 염화수은으로의 전환은 100% 가능한 것으로 확인하였다. SCR공정 운전 온도범위에서 Cu, Fe, Mn의 염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 우수한 NO 제거 활성을 보였다. $NH_3-TPD$ 측정결과 $NH_3$의 흡착강도를 나타내는 탈착온도가 높은 촉매가 우수한 NO 제거활성을 나타내었다. 반응가스에 HCl을 공급할 경우 원소수은의 산화반응이 촉진되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, NO와 함께 $NH_3$가 존재하는 SCR반응 조건에서는 촉매표면에 강하게 흡착되는 $NH_3$에 의해 촉매표면에 HCl의 흡착이 방해를 받기 때문에 HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응 활성이 억제되는 것으로 나타났다. SCR반응 조건에서 금속염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 금속염화물이 담지되지 않은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에 비해 우수한 수은 산화활성을 보이는데 이는 촉매 표면에 존재하는 금속염화물의 염소기가 수은 산화반응에 참여하여 활성을 증가시키기 때문으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.76-83
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• 2010

Recently, as the current and future emission regulations go stringent, the research of NOx reduction has become a subject of increasing interest and attention in diesel engine. Selective Catalytic Reduction (SCR) is one of the effective technology to reduce NOx emission from diesel engine. Especially, Urea-SCR that uses urea as a reductant is becoming increasingly popular as a cost effective way of reducing NOx emissions from heavy duty vehicles. In this research, we designed urea injector and DCU (Dosing Control Unit) specially developed for controlling the Urea-SCR process onboard vehicles. As passenger and commercial diesel engine experiment, we grasped characteristics of NOx emission and SCR catalyst temperature level in advance. As a result, highest NOx emission level was shown in condition of low engine speed and high load. On the other hand, SCR catalyst temperature was highest at high engine speed and load. On the basis of these result, we conducted the NOx reduction test at steady engine operating conditions using the urea injector and DCU. It was shown that 74% NOx conversion efficiency on the average and 97% NOx conversion efficiency was obtained at high SCR catalyst temperature.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6575-6580
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• 2013

가혹한 조건에서도 사용할 수 있도록 촉매의 강도세기를 증진시키기 위해 다양하게 촉매를 개질하였다. SCR촉매는 바인더와 분산제를 이용하여 개질하였으며 고정층반응기에서 실험하였다. 개질된 촉매에 대한 수소이용정도, 암모니아 흡착정도를 FT-IR과 $H_2$-TPR을 이용하여 측정하였다. 2.3g의 바인더, 4.7g의 에탄올 그리고 0.1g의 분산제가 SCR촉매에 적절하게 침지된 경우 촉매 강도세기에 있어 약 12%의 증가가 있었다. 그러나 촉매의 강도세기가 증가하는 것에 반해 SCR촉매의 효율은 2~10% 감소하는 경향을 보였다. 그리고 바인더, 분산제, $SiO_2$용액으로 구성된 혼합용액을 촉매에 침지시킬 경우, 촉매의 질소산화물 전환율은 다소 감소하였다. 이는 SCR 반응에 있어 활성점 역할을 하는 Bronsted 산점과 Lewis 산점이 $SiO_2$에 의해 감소하기 때문인 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.119-123
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• 2012

본 연구는 Mn/$TiO_2$ 촉매를 이용한 저온 $NH_3$-SCR 반응에서 산소의 역할에 대한 영향을 기술하였다. 촉매의 격자산소는 저온 SCR 반응에 참여하며, 기상의 산소는 환원된 촉매를 재산화 시키는 역할을 한다. 이러한 산소의 redox 특성은 SCR 반응활성에 중요한 요소로 작용하며, 격자산소의 이용능력은 표면에 노출된 망간의 산화상태에 큰 영향을 받는다. $TiO_2$ 담체 표면에 존재하는 Mn이 $MnO_2$의 망간산화물 형태로 존재할 때가 $Mn_2O_3$의 형태로 존재할 때보다 우수한 redox 특성을 가지며, 이러한 망간의 산화상태는 $TiO_2$의 비표면적에 큰 영향을 받는다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권6호
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• pp.65-73
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• 2012

탈질용 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매는 화력발전소의 탈질 시스템에서 발생한다. 폐 SCR 촉매로부터 바나듐 및 텅스텐과 같은 유가금속을 회수하기 위한 공정은 소다배소 및 수침출 법으로 이루어진다. 본 연구에 사용된 폐 SCR 촉매는 $V_2O_5$ 1.23 %, $WO_3$ 7.73 %를 함유하고 있다. 소다배소 공정은 바나듐과 텅스텐 화합물을 수용성의 물질로 전환시켜 주는 역할을 하며, 실험은 $Na_2CO_3$ 첨가량 5 당량, 배소온도 $850^{\circ}C$, 배소시간 120 분, 폐촉매 입자크기 $54{\mu}m$의 조건에서 수행하였다. 소다배소 실험 이후 배소산물을 사용하여 수침출 실험을 수행하였다. 침출실험을 위한 배소산물은 $-45{\mu}m$의 입자크기로 분쇄하였으며, 수침출 실험조건은 침출온도 $40^{\circ}C$, 침출시간 30 분, 광액밀도 10 %이다. 소다배소 및 수침출 실험결과, 바나듐 46 %, 텅스텐 92%의 침출율을 얻었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.519-525
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• 2010

Ethanol was used as reductant to remove $NO_x$ over Ag/$Al_2O_3$ catalyst via SCR from stationary emission source. Among the tested hydrocarbon reductants, ethanol showed highest de-$NO_x$ performance over the Ag/$Al_2O_3$ catalyst. De-$NO_x$ efficiency of about 83% was obtained in the condition of GHSV 20,000 $hr^{-1}$, $NO_x$ 200 ppm, CO 200 ppm, $O_2$ 13%, $H_2O$ 5% and mole ratio of ethanol/$NO_x$ = 2 between temperature of $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. While $SO_2$ presence in the $NO_x$ exhaust suppressed the catalytic activity, catalyst with acid (0.7% $H_2SO_4$) treatment of catalyst showed higher catalytic activity, where In-Situ DRIFT showed S presence over catalyst surface was increased after acid treatment of catalyst. From in-situ DRIFT and SCR results, it was concluded that sulfur presence over the surface of Ag/$Al_2O_3$ catalyst was the dominant factor to control the de-$NO_x$ reaction yield via HC-SCR from the exhausted gas including $SO_2$.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.859-869
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• 2005

소각장 off gas에 장기간 노출이 되어 활성이 저하된 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ aged 촉매를 물리화학적 방법으로 재생 처리를 수행한 후, 재생 처리에 따른 촉매의 물성 변화를 확인하고 이에 따른 촉매 활성변화를 고찰하였다. 촉매의 특성분석은 XRD(x-ray diffractometer), BET, POROSIMETER, EDX(energy dispersive x-ray spectrometer), ICP(inductively coupled plasma), TGA(thermogravimetric Analyze,), SEM(scanning electron microscopy)등을 이용하여 수행하였고 NOx 전환반응실험은 소각장 off gas를 모사하여 $NH_3$에 의한 SCR 반응을 통해 수행하였다. 본 연구에서 수행된 재생처리 방법 중, 열처리 방법으로 재생처리를 수행 할 경우 fresh 촉매환성의 95% 이상을 회복하였으며, 화학적 재생 처리 방법으로는 산성용액의 경우는 pH가 5인 용액으로 재생 처리된 촉매가, 염기성 용액의 경우는 pH가 12인 용액으로 재생 처리된 촉매가 fresh 촉매활성의 90% 이상의 촉매 활성을 회복 하였다. 촉매 특성 분석 결과, 상기와 같은 방법으로 재생 처리된 촉매의 경우 비표면적은 fresh 촉매의 $85{\sim}95%$ 수준으로 회복 되었으며, aged 촉매 표면에 축적되어 있던 촉매 비활성 물질로 잘 알려진 황(S)이나 칼슘(Ca)등은 최대 99%이상 제거 되었다. Aged 촉매 표면상의 인(P), 크롬(Cr), 아연(Zn) 등과 같은 중금속의 경우는 최대 95% 이상 제거 되었으나 납(Pb)의 경우는 제거율이 $10{\sim}30%$ 수준으로 매우 미흡한 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.313-320
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• 2023

대표적인 비암모니아성 선택적 촉매환원반응기인 H₂-SCR의 활용성을 높이기 위하여 Ce를 조촉매로 활용한 PtNi/CeO₂-W-TiO₂의 촉매 분말을 합성하고 다공성 금속 구조(porous metal structure, PMS)에 코팅하여 선택적 촉매 환원에 의한 NOx 제거 특성을 평가하였다. CeO₂를 조촉매로 사용한 H₂-SCR은 CeO₂를 사용하지 않은 경우에 비해 더 높은 NOx 제거 효율을 나타내었으며, CeO₂ 담지율 10 wt%에서는 반응온도 90℃에서 가장 높은 제거효율을 보였다. 한편, 촉매구조체인 PMS의 촉매 코팅량이 증가함에 따라 NOx 제거효율은 90℃ 이하에서는 향상되었으나, 120℃ 이상에서는 감소하는 경향을 보였고 공간속도를 4,000 h^-1에서 20,000 h^-1로 변경한 경우, 120℃이상의 온도에서 NOx 제거 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.