• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.670-678
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• 1996

방사성 폐기물 소각로의 배기가스 중에 포함되어 있는 NOx를 제거하기 위하여 선택적 촉매 환원법에 활용되는 촉매들의 특성을 조사하였다. 촉매는 $V_2O_5$, $MoO_3$, 그리고 $SnO_2$를 하니컴 형태의 $TiO_2$ 담체에 담지시켜 제조하였으며 촉매의 종류, 반응온도, feed의 조성, $NH_3$/NO 몰비의 영향 등이 반응특성에 미치는 영향을 실험실 규모의 반응기에서 조사하였다. 10% $V_2O_5/TiO_2$ 촉매가 $350^{\circ}C$에서 94.4%의 높은 $NO{\rightarrow}N_2$ 전환율을 보였으며 열적 안정성이 좋은 $MoO_3$의 첨가는 높은 전환율을 보이는 온도범위를 확장시켜 주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.2015-2020
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• 2009

상압, $200^{\circ}C - 500^{\circ}C$ 조건에서 연소후 배기가스중의 질소산화물 감소 연구가 금속 담지 ZSM-5 촉매에서 수행되었다. 제조된 촉매의 특성은 XRD, SEM, EDX, ICP, ITR 분석 장치를 사용하여 분석하였다. EDX와 ICP 결과로부터 전이 금속이 촉매 표면에 분산된 것을 확인하였다. 금속 담지 ZSM-5 촉매중 Fe/ZSM-5가 최대 NOx 제거율을 보이는 온도 범위($380^{\circ}C-400^{\circ}C$)는 ITR 결과의 최대 환원 속도를 나타내는 온도 $400^{\circ}C$와 일치하므로, 환원 속도가 HC-SCR 반응 속도를 조절하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.207-216
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• 2021

석탄화력발전소로부터 배출되는 질소산화물(NO + NO₂ = NO_x)은 NH₃를 환원제로 사용하여 선택적으로 환원시키는 SCR(selective catalytic reduction) 탈질촉매시스템에서 효과적으로 제거될 수 있다. 이 SCR 촉매공정에서 원소수은을 산화시켜 후속공정에서 제거하기 위하여 수많은 산화촉매들이 제안되었으나 MW급 석탄연소시설이나 상업운전 중인 석탄발전소 탈질시스템에서 원소수은 산화성능을 실증한 사례들은 매우 드물다. 실배가스에서 수행한 실증연구들을 심층적으로 조사·분석한 바는 기존 SCR 탈질촉매뿐 아니라 수은산화능을 향상시킨 신촉매의 원소수은 산화활성은 석탄연소, 실배가스 등의 특성에 따라 매우 복잡한 양상을 띤다는 점이다. 그럼에도 불구하고 석탄연소시설에 사용하는 원료탄, 탈질시스템과 실증조건이 원소수은 산화능에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 요소이다. 특히, 원료탄에 함유된 할로겐 함량은 탈질촉매공정의 중요성을 넘어서는 것으로 보여진다. 석탄에 존재하는 대표적인 할로겐 성분은 Cl, Br과 F이고 이들 중에서 Cl이 지배적이며 다른 할로겐계처럼 염으로 존재하지만 석탄연소 과정에서 미량의 Cl₂와 함께 HCl로 전환된다. 이러한 HCl은 원소수은 산화에 있어서 강력한 산화제로 작용하지만 석탄마다 Cl 함량이 다르기 때문에 HCl 농도 또한 강하게 의존한다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제18권E1호
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• pp.29-36
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• 2002

The selective catalytic reduction (SCR) reaction of promoter catalysts was investigated in this study. A pure anatase type of TiO$_2$ was used as support. Activation measurement of prepared catalysts was practiced on a fixed reactor packing by the glass bead after filling up catalysts in 1/4 inch stainless tube. The reaction temperature was measured by K-type thermocouple and catalyst was heated by electric furnace. The standard compositions of the simulated flue gas mixture in this study were as follows: NO 1,780ppm, NH$_3$1,780ppm, $O_2$1% and $N_2$ as balance gas. In this study, gas analyzer was used to measure the outgassing gas. Catalyst bed was handled for 1hr at 45$0^{\circ}C$, and the reactivity of the various catalyst was determined in a wide temperature range. Conversion of NH$_3$/NO ratio and of $O_2$ concentration was practiced at 1,1.5 and 2, respectively. The respective space velocity were as follows . 10,000, 15,000 and 17,000 hr-1. It was found that the maximum conversion temperature range was in a 5$0^{\circ}C$. It was also found toi be very sensitive at space velocity, $O_2$ concentration, and NH$_3$/NO ratio. We also noticed that the maximum conversion temperature of (W, Mo, Sn) -V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ catalysts was broad. Specially WO$_3$-V$_2$O$_{5}$TiO$_2$2 catalyst appeared nearly 100% conversion at not only above 30$0^{\circ}C$ ut also below 25$0^{\circ}C$. At over 30$0^{\circ}C$, NH$_3$ oxidation decreased with decrease of surface excess oxygen. In addition, WO$_3$-V$_2$O$_{5}$TiO$_2$ catalyst did not appear to affect space velocity, $O_2$ concentration, and NH$_3$/NO ratio.ratio.

• 한국연소학회지
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• 제12권3호
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• pp.16-23
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• 2007

Employing an after-treatment system has almost become a mandatory requirement for Diesel vehicles, which results from a reinforced exhaust regulations as the number of vehicles powered by a Diesel engine increases. The Diesel Particulate Filter (DPF) system is considered as one of the most efficient method to reduce particulate matter (PM); however, the improvement of a regeneration performance at any engine operation point presents a considerable challenge by itself. Temperature, gas composition and flow rate of exhaust gas are important parameters in DPF evaluation processes, especially during a regeneration process. Engine dynamometer and segment tester are generally used in DPF evaluation so far. These test methods, however, could not completely evaluate the effect of various parameters on real DPF, such as oxygen concentration, amount of soot and exhaust gas temperatures. The evaluation of DPF systems using a dump combustor has been verified experimentally and this dump combustor system is likely to be appropriate for the DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and SCR (Selective Catalytic Reduction) assessments test, too.

• 한국분말재료학회지
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• 제18권6호
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• pp.510-516
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• 2011

In the present study, potassium and caesium doped Ag/$Al_2O_3$ catalysts were synthesized by simple wet impregnation method and evaluated for selective catalytic reduction (SCR) of NOx using methane. TEM analysis and diffraction patterns demonstrated the finely dispersed Ag particles. BET surface measurements reveal that the prepared materials have moderate to high surface area and the metal amount found from ICP analysis was well matching with the theoretical loadings. The synthesized K-Ag/$Al_2O_3$ and Cs-Ag/$Al_2O_3$ catalysts exhibited a promotional effect on deNOx activity in the presence of $SO_2$ and $H_2O$. The long-term isothermal studies at $550^{\circ}C$ under oxygen rich condition showed the superior catalytic properties of the both alkali promoted samples. The crucial catalytic properties of materials are attributed to NO adsorption properties detected by the NO TPD.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.94-94
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• 2014

본 연구는 탈질용 폐 SCR 촉매로부터 유가금속인 바나듐과 텅스텐을 회수하기 위하여 고온 소다배소, 수침출, 침전 및 용매추출 실험 순으로 진행하였다. 소다배소는 $Na_2CO_3$ 첨가량 5당량, 폐촉매 평균 입자크기 $54{\mu}m$, 배소온도 $850^{\circ}C$, 배소시간 120분의 조건이 적절하였고, 소다배소 산물의 수침출 실험은 배소산물 입자크기 $-45{\mu}m$, 침출온도 $40^{\circ}C$, 침출시간 30분 및 광액밀도 10%의 조건이 적절하였다. 이와 같은 조건하에서 소다배소 및 수침출 실험을 수행한 결과, 바나듐 성분 약 46%와 텅스텐 성분 약 92%가 침출 되었다. 수침출 공정에서 얻어진 바나듐과 텅스텐이 함께 침출된 침출용액으로부터 바나듐 성분을 선택적으로 침전시키기 위하여 MgCl2를 사용하여 침전실험을 수행하였으나, 바나듐 성분이 침전될 때 텅스텐 성분이 함께 침전되어 큰 손실율을 나타내었다. 또한, 침출용액 내의 바나듐과 텅스텐 성분을 분리하기 위하여 용매추출 실험을 수행하였다. 아민계열의 추출제인 Alamine 336 및 Aliquat 336을 사용한 용매추출 실험에서 바나듐과 텅스텐 성분 모두 90% 이상 추출되었다. 이후 수행된 탈거실험에서 대부분의 역추출제에 의해 바나듐과 텅스텐은 동시에 탈거되었다. 그러나 Alamine 336을 추출제로 사용한 유기상의 탈거실험에서 NaCl 및 NH4Cl 용액을 탈거용액으로 사용하였을 경우에 바나듐과 텅스텐이 선택적으로 탈거될 수 있는 가능성을 나타내었다. 반면에 Aliquat 336을 추출제로 사용한 유기상의 탈거실험의 경우, NaOH 용액이 가장 선택적인 탈거용액임을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제12권4호
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• pp.421-428
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• 1996

In this study, in order to make up its draw-back in Cu-ZSM-5 catalytic system, some of transition metals or alkaline earth metals were cocation-exchanged in Cu-ZSM-5. Among various cocation-ion-exchanged ZSM-5 catalysts, Mg/Cu-ZSM-5 has been found the most active and durable in NOx reduction even at high oxygen content as well as at the presence of water vapor. The role of Mg in ZSM-5 is supposed to prevent the dealumination of aluminum ions in super-cage even at harsh hydro-thermal conditions, and also it seems to stabilize the Cu ions in the structure. In order to prepare commercially available catalysts, Mg/Cu-ZSM-5 catalysts were wash-coated on the surface of honeycomb type monolith, and tested in terms of catalytic activities. As a result, it was found that the catalyst prepared bt the wash-coating showed satisfactorily high NOx conversion for the practical use in SCR process.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.713-719
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• 2016

암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법에서 Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매와 $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매를 사용하여 반응 조건에 따른 질소 산화물 전환 특성을 연구하였다. 반응 온도와 공간 속도를 변경시키면서 촉매의 질소 산화물 전환 효율 변화를 측정하였다. Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 질소 산화물 제거 활성은 반응 온도와 공간 속도가 증가할수록 감소하였으나, $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매의 경우 반응 온도 증가에 따라 촉매의 질소 산화물 제거 활성 또한 증가하였다. Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 경우 $200^{\circ}C$ 이하의 온도에서 저온 활성이 우수하였으며, 이를 $H_2$-TPR 및 XPS 분석 실험을 통해 확인할 수 있었다. 초기 반응 온도의 변경 실험을 통해 Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 경우 고온에서 열적 쇼크를 일부 받으나, $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매의 경우는 거의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 공간 속도에 따른 질소 산화물 전환 효율 변화는 C 촉매의 경우 전 구간에 걸쳐 공간 속도가 증가할수록 질소 산화물 전환 효율도 감소하는 경향을 보였다. 그러나 D 촉매의 경우 공간 속도가 증가할수록 질소 산화물 전환 효율은 감소하였으나, 감소 정도가 C 촉매 보다는 훨씬 적었다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.27-33
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• 2016

본 연구의 목적은 실제 산업현장에서 사용되는 수소 개질로 내 개질가스의 수증기-메탄 혼합비에 따른 튜브 내 온도 및 화학반응 특성을 수치 해석하는 것이다. 탄화수소의 수증기 개질반응은 800 K - 1000 K 이상의 고온에서 발생하기 때문에 대류, 전도 및 복사 열전달을 고려한 복합 열전달을 고려해야 한다. 수치해석은 상용 전산유체역학(CFD) 코드(ANSYS Fluent V.13.0)를 사용하였다. 본 연구에서 해석을 위해 Reynolds-Averaged Navier-Stokes, 운동량 및 에너지 방정식을 사용하고, 화학반응이 발생하는 튜브 내부는 니크롬 재질의 다공성 영역으로 가정하였다. 개질 튜브 내 온도 및 화학반응 특성을 비교하기 위해 메탄과 수증기의 혼합비를 1-6으로 증가시켜 비교 분석하였다. 수치해석 결과, 메탄에 대한 수증기 비율이 높을수록 튜브 내부의 온도가 증가하고, 메탄의 전화율이 증가한다. 그러나 수소 개질량은 수증기와 메탄의 비율이 5일 때 가장 많은 것을 알 수 있다.