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연도나 배기가스로부터 일산화탄소와 질소산화물을 동시에 제거하는 방법과 촉매

전문가 제언: ○ 청구범위는 두 층으로 된 촉매를 이용해서 최소한 350℃ 이하에서는 CO와 VOC를 산화시키지만 NH3는 산화시키지 않고 온전히 NH3-SCR 층으로 흘러들어가서 효율적으로 NOx를 제거하는 방법과 산화 촉매 및 SCR 촉매들을 포함하고 있다.

○ 일산화탄소(CO)와 질소산화물(NOx)은 인체 및 환경에 아주 유해한 성분으로 화석 연료의 연소에서 배출을 피하기가 쉽지 않다. 배출가스에서 이들 성분을 제거하기 위해서는 CO는 산화, NOx는 환원을 필요로 하여 동일 조건에서는 동시 제거가 어렵지만 모든 배기가스 처리 시스템에서 반드시 포함돼야 하는 부분이다.

○ 소개된 발명은 NH3-SCR 촉매에 특별히 NH3를 제외한 CO 및 VOC 산화 기능의 촉매를 얇게 코팅 첨가하여 유해한 CO 및 NOx를 동시에 제거하는 다기능 촉매로서 매우 스마트한 발상이고 효과적인 촉매로 인정된다.

○ NOx를 제거하는 방법으로는 산소가 없는 경우 CO를 환원제로 사용하면 효과적으로 가솔린 자동차의 삼원촉매가 대표적이라 할 수 있다. 그러나 산소가 공존하는 경우에는 NH3를 이용하는 SCR 방법을 사용하며 공연비가 높은 디젤 엔진이나 보일러 등의 배기가스 처리에 사용한다. 이때 남은 CO나 슬립 암모니아 처리를 위해서는 추가로 산화촉매를 필요로 하지만 이 발명의 경우 추가 설비가 필요 없을 것으로 보여 효율성과 경제성에 이점이 있다.

○ CO와 VOC는 저온 연소나 산소가 충분치 않을 때 불완전 연소로 생기고 NOx는 주로 고온 연소 때 생기는 성분이다. 이들의 산화 과정에서 NH3에 대한 활성이 나타나지 않는 산화촉매를 가스 흐름 방향의 윗단에 두고 다음에 SCR 촉매를 배치하는 일반적인 방법에서 탈피하여 가스 흐름 방향과 나란히 모노리스 SCR 촉매 위에 코팅하는 그림 1의 방법은 매우 재치 있는 착상이지만 확산 속도가 공간 속도 대비 충분히 빠를 경우에만 효과적일 것으로 생각한다.

저자: HALDOR TOPSOE A/S
자료유형: 니즈특허정보