• 제목/요약/키워드: Selective Catalytic Reduction (SCR)

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저온 플라즈마 및 암모니아 선택적 환원공정을 활용한 저온 탈질공정의 특성(II) (Characteristics of Low Temperature De-NOx Process with Non-thermal Plasma and NH3 Selective Catalytic Reduction (II))

  • 이재옥;송영훈
    • 공업화학
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    • 제17권4호
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    • pp.414-419
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    • 2006
  • 연소 배기가스 중의 수분, 탄화수소 및 CO가 저온 플라즈마 및 $NH_{3}$ SCR (Selective Catalytic Reduction)공정이 복합된 탈질공정에 미치는 영향에 대한 연구가 수행되었다. 실험결과 일반적인 SCR 반응에 비해 매우 빠른 반응속도를 갖는 fast SCR 반응은 $150{\sim}200^{\circ}C$의 저온조건에서 탈질율의 상승을 가져다주지만, 처리가스 중에 탄화수소가 있는 경우 fast SCR 반응의 역할이 상당히 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 저온 플라즈마 반응기에서 부분산화반응을 통해 탄화수소 중 일부가 알데히드로 전환되며, 알데히드는 fast SCR 반응에 있어 중요한 변수인 $NO_{2}/NO_{x}$ 비율에 영향을 주기 때문인 것으로 설명되었다. 한편, 수분 및 CO가 fast SCR 반응에 미치는 영향은 탄화수소에 비해 상대적으로 적음을 확인할 수 있었다.

파일럿규모의 선택적촉매환원장치에서 디젤유를 이용한 질소산화물 제거 (Reduction of Nitrogen Oxides with Diesel Oil In Pilot Scale SCR(Selective Catalytic Reduction) Process)

  • 이인영;류경옥
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권11호
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    • pp.1977-1983
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    • 2000
  • 천연가스를 사용하는 복합화력발전소에서 발생되는 질소산화물(NOx)에 대한 귀금속촉매(Pt/Zeolite)의 활성을 디젤유를 환원제로 사용하여 파일럿 규모의 선택적촉매환원장치(selective catalytic reduction)에서 환원제 주입량, 반응온도, 공간속도에 따라 고찰하였다. 시험결과, 디젤유의 주입량을 증가시킬수록 NOx의 전환율은 증가하였으며 C/N비(C/N비: 배기가스 중에 포함된 NOx의 분자수에 대한 환원제 탄소 원자수의 비) 5.5 이상에서는 일정한 전환율을 유지하였다. NOx 전환율에 대한 반응온도의 영향을 알아본 결과, 온도가 증가함에 따라 NOx의 전환율이 증가하여 $190^{\circ}C$의 온도에서 최고 50%의 전환율을 보였다. 7,200/hr~27,000/hr의 범위에서 NOx 전환율에 대한 공간속도의 영향은, 18,500/hr까지 일정한 전환율을 유지하였으며 그 이상에서는 감소하였다. 이상의 결과에서 디젤유를 환원제로 사용하는 질소산화물 제거를 위한 SCR 공정의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

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NOx 저감을 위한 SNCR 시스템의 전산해석연구 (Numerical Study of SNCR System for the NOx removal in a Municipal Soild Waste Incineratior)

  • 나혜령;박병수;주지선;서정대;김현진
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.229-232
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    • 2000
  • 산업 현장에서 연소 과정중 발생되는 NOx를 제거하기 위한 방법으로 현재 연구 및 상업 화 대상에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 SCR(Selective Catalytic Reduction)과 SNCR((Selective non-catalytic reduction)이다. 그러나, SCR의 경우 높은 장치비와 유지비 가 소요되어, 최근에는 로 내에 요소용액을 직접 분사하여 NOx를 질소와 수증기로 환원시켜 제거하는 방법인 SNCR에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다.(중략)

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$NH_3$-SCR 반응기 내에서의 $NH_3$/NOx 및 SCR 촉매 온도가 DeNOx 성능에 미치는 영향 (Effect of $NH_3$/NOx ratio and Catalyst Temperature on DeNOx Performance in the $NH_3$-SCR reactor)

  • 홍길화;공호정;황인구;박심수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.3096-3101
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    • 2008
  • Selective Catalytic Reduction (SCR) technology is well-known to be effective for the reduction of NOx emission. So car manufacturers has adopted Ures-SCR system to be satisfied with emission regulation. This paper discusses the effective of $NH_3/NOx$ ratio and SCR catalyst temperature in the $NH_3$-SCR reactor on DeNOx performance. So it is shown the characteristic of NOx conversion and ammonia slip using the $NH_3$ instead of Urea-Solution. From the result of this study, it is found to optimize $NH_3/NOx$ ratio to have the best case of high NOx conversion and low ammonia slip at variable SCR catalyst temperatures. Lastly, it is also found the characteristics of NOx conversion and ammonia slip with compared with Urea.

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Thermal Stability of $MnOx-WO_3-TiO_2$ Catalysts Prepared by the Sol-gel Method for Low-temperature Selective Catalytic Reduction

  • 신병길;이희수
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.28.2-28.2
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    • 2011
  • The selective catalytic reduction (SCR) of NOx by $NH_3$ is well known as one of the most convenient, efficient, and economical method to prevent NOx emission in flue gas from stationary sources. The degradation of the reactivity is the obstacle for its real application, since high concentrations of sulfur dioxide and thermal factor would deactivate the catalyst. It is necessary to develop high stability of catalysts for low-temperature SCR. Among the transition metal oxides, $WO_3$ is known to exhibit high SCR activity and good thermal stability. The $MnOx-WO_3-TiO_2$ catalysts prepared by sol-gel method with various $WO_3$ contents were investigated for low-temperature SCR. These catalysts were observed in terms of micro-structure and spectroscopy analyses. The $WO_3$ catalyst as a promoter is used to enhance the thermal stability of catalyst since it increases the phase transition temperature of $TiO_2$ support. It was found that the addition of tungsten oxides not only maintained the temperature window of NO conversion but also increased the acid sites of catalyst.

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MMO 촉매 하에서 N2O 분해에 대한 메탄 SCR 반응 및 CO 생성 효과의 비교 연구 (Comparative Reaction Characteristics of Methane Selective Catalytic Reduction with CO Generation Effect in the N2O Decomposition over Mixed Metal Oxide Catalysts)

  • 박선주;박용성
    • 공업화학
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    • 제19권6호
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    • pp.624-628
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    • 2008
  • $N_2O$는 주요 온실가스 성분의 하나로서 광화학 스모그의 유발, 산성비의 전구체 등 온실효과에 상당한 기여를 하고 있는 물질이다. 이러한 $N_2O$ 및 질소산화물을 제거하기 위하여 환원제를 이용한 Selective Catalytic Reduction (SCR) 반응 공정이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 Hydrotalcite 형태의 전구체로부터 Mixed Metal Oxide 촉매를 제조하고 그를 사용하여 $N_2O$ 분해를 위한 메탄 SCR 반응 및 CO의 생성효과를 비교 연구하였다. 실험결과 $CH_4$ 환원제의 첨가는 $N_2O$의 분해 반응에 긍정적인 영향을 미치며, 최적화된 $O_2/CH_4$ 비율의 조건에서 메탄의 부분산화에 의한 SCR 반응이 가장 높은 효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

바나듐계 촉매상에서 암모니아를 이용한 질소산화물의 환원반응속도에 수분이 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of Water on the Kinetics of Nitric Oxides Reduction by Ammonia over V-based Catalyst)

  • 김영득;정수진;김우승
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.73-82
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    • 2012
  • The main and side reactions of the three selective catalytic reduction (SCR) reactions with ammonia over a vanadium-based catalyst have been investigated using synthetic gas mixtures in the temperature range of $170{\sim}590^{\circ}C$. The three SCR reactions are standard SCR with pure NO, fast SCR with an equimolar mixture of NO and $NO_2$, and $NO_2$ SCR with pure $NO_2$. Vanadium based catalyst has no significant activity in NO oxidation to $NO_2$, while it has high activity for $NO_2$ decomposition at high temperatures. The selective catalytic oxidation of ammonia and the formation of nitrous oxide compete with the SCR reactions at the high temperatures. Water strongly inhibits the selective catalytic oxidation of ammonia and the formation of nitrous oxide, thus increasing the selectivity of the SCR reactions. However, the presence of water inhibits the SCR activity, most pronounced at low temperatures. In this study, the experimental results are analyzed by means of a dynamic one-dimensional isothermal heterogeneous plug-flow reactor (PFR) model according to the Eley-Rideal mechanism.

선박용 SCR 시스템의 촉매반응기 내부 유동특성에 관한 수치해석 (A Numerical Analysis on the Flow Characteristics inner Catalytic Reactor for Marine SCR System)

  • 이중섭;서정세;윤지훈;임병주;박창대;정경열
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2012년도 전기공동학술대회 논문집
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    • pp.125-126
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    • 2012
  • The key issues for the reduction technologies of the exhaust gas from diesel engine being developed are to reduce particulate matters and NOx. Performance of NOx removal in SCR process depends on such various factors as catalyst factors(catalyst composition, shape, velocity, etc.), exhaust gas temperature and velocity distribution. In this study checked flow uniformity with the flow characteristics in the SCR reactor by using STAR CCM+. The pressure drop of experiment and simulation had similar result more than 90% at catalytic Cell. Also, flow uniformity calculated about 0.9036 ant 1st catalytic ind SCR reactor.

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승용 디젤차량에서 Urea-SCR 시스템의 NOX 저감 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Characteristics of NOX Reduction with Urea-Selective Catalytic Reduction System in Diesel Passenger Vehicle)

  • 박승원;이성욱;조용석;강연식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권4호
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    • pp.269-275
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    • 2017
  • LNT(Lean $NO_X$ Trap), LNC(Lean $NO_X$ Catalyst), SCR(Selective Catalytic Reduction)과 같은 $NO_X$ 저감기술은 상용차뿐만이 아닌 승용차량 성능향상을 위해 지속적으로 개발이 진행되고 있다. 특히 Urea-SCR 시스템은 연료손실 없이 이론상 100%에 가깝게 $NO_X$를 저감하는 가장 효과적인 기술로 환원반응으로 배기가스를 $N_2$$H_2O$로 배출하기 위해 환원제인 요소수를 분사해야한다. 하지만 엔진에서와는 달리 실제차량에서의 적용은 SCR 효율이 떨어지게 된다. 따라서 실제차량에서의 SCR 효율을 극대화하는 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는, Post EURO-6 배기가스 규제에 대응하기 위한 디젤승용차량에서의 Urea-SCR의 $NO_X$ 저감 성능에 의한 저감효율의 극대화를 목적으로 실차용 Urea-SCR 시스템 위한 기초자료로 제시하고자 한다.

ARIMA를 활용한 실시간 SCR-HP 밸브 온도 수집 및 고장 예측 (Real-time SCR-HP(Selective catalytic reduction - high pressure) valve temperature collection and failure prediction using ARIMA)

  • 이수환;홍현지;박지수;염은섭
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.62-67
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    • 2021
  • Selective catalytic reduction(SCR) is an exhaust gas reduction device to remove nitro oxides (NOx). SCR operation of ship can be controlled through valves for minimizing economic loss from SCR. Valve in SCR-high pressure (HP) system is directly connected to engine exhaust and operates in high temperature and high pressure. Long-term thermal deformation induced by engine heat weakens the sealing of the valve, which can lead to unexpected failures during ship sailing. In order to prevent the unexpected failures due to long-term valve thermal deformation, a failure prediction system using autoregressive integrated moving average (ARIMA) was proposed. Based on the heating experiment, virtual data mimicking temperature range around the SCR-HP valve were produced. By detecting abnormal temperature rise and fall based on the short-term ARIMA prediction, an algorithm determines whether present temperature data is required for failure prediction. The signal processed by the data collection algorithm was interpolated for the failure prediction. By comparing mean average error (MAE) and root mean square error (RMSE), ARIMA model and suitable prediction instant were determined.