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선택적 촉매환원조절의 방법과 시스템

전문가 제언: ○ 선택적 촉매로 작용하는 환원(SCR) 촉매는 환원 조절 시스템 내에서 엔진 배기가스 및 환원제와 촉매 사이의 화학적 반응을 통하여 엔진 배기가스에서 가장 많이 나오는 공해 성분인 질소산화물(NOx)을 제거하는 작용을 한다. 이 시스템구성 및 조절 방법은 특허 청구 내용으로 배기가스에 의한 환경관리의 관점에서 개선된 NOx 감소 시스템으로서 우리 내연기관 산업에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

○ 환원제의 주입량은 NH3 slip이 되는 과잉 암모니아를 낮게 유지하면서 최대 NOx 전환 효율을 얻을 수 있도록 조정된다. SCR 촉매는 NOx 양이 많이 발생되고 주로 정상상태의 운전조건이 유지되는 대형차량에 사용된다. 정상운전 상태에서 SCR은 일반적으로 속도와 부하에 따라 NOx 대 NH3의 일정 비율로 조절한다. 이 조절 방법은 특허 청구 내용으로 자동차 배기가스의 질소산화물의 감소가 가능하다고 판단된다.

○ SCR 촉매의 조절은 카르바미드[(NH2)2CO]인 전형적인 환원제로서, 이 요소를 적당량 주입하는 것으로 조절이 가능해진다. 요소는 물, 산소 열의 존재 하에서 암모니아(NH3)와 이산화탄소로 분해된다. 암모니아는 이후 NOx 가스와 반응하여 질소와 물을 만들어 NOx을 제거한다. 적용되는 장치와 모델화된 자동 환원 조절 시스템은 특허 청구 범위로 특히 우리 자동차산업의 도입에 검토할 필요가 있다고 본다.

○ 주로 도심에서 과도기 운전 조건이 많이 일어나는 승용차에 대형차량의 운전 조건을 적용할 때는 과도기 상태에 대한 보정이 필요하다. 또한 바나듐 계의 촉매가 대형 화물차량에 사용되고 이 기술은 승용차 또는 경차량에 응용에 사용되는 새로운 제올라이트 계의 촉매(Fe, Cu)에 비하여 환원 완충 효과가 나타나는 것으로 알려졌다. 촉매 조성은 특허 청구 범위로서 연소 관련 산업에서 NOx 제거 기술에 반영되길 바란다.

저자: Delphi Technology Inc.
자료유형: 특허정보