요소수(Urea water) 大亂(대란) ^ 1 - SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원법) - SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction, 선택적 무촉매 환원법)

원래는 요소수 없이도 차량을 운행할 수 있다.

 

하지만

정부가 미세먼지 저감을 위해

2015년 9월 ‘유로6’라고 불리는 환경 규제를 시행하면서

경유차에 요소수 투입을 의무화했다.

 

Nox 제거의 원리

 

유로6 적용 차량은

요소수가 없으면 아예 시동도 걸리지 않게 설계됐다.

 

정부가 요소수 없이 경유차를 사용할 수 있게 허용하면

차량 운행도 원칙적으로는 가능하다.

다만 이를 위해서는 두 가지 선결 과제 필요하다.

 

"최악땐 요소수 없이 車운행"…미·일 괜찮은데 유독 한국만 왜 | 중앙일보 (joongang.co.kr)

2013년에 무슨 일 있었나...한국만 '요소수 대란' 난 이유

 

우리나라도 1961년 충주비료를 시작으로

호남비료(남해화학)‧영남화학(동부화학)·한국비료(롯데케미컬) 등에서

연간 상당한 양의 요소를 생산했다.

 

그러나

값싼 중국산 때문에

경제성을 상실하면서 2012년부터는 요소 생산을 포기했다.

 

한 해 고작 8만 톤이 필요한 경유차용 요소수를 위해

요소 생산을 재개해야 한다는 주장은 설득력이 없다.

 

세금 먹는 하마가 필요하다면 또 모를 일이다.

 

그럼에도 불구하고

중국의 석탄 대란이 요소 생산 감소에 직접적인 원인이 되었을 수는 있다.

 

요소 생산의 ‘원료’가 부족해서가 아니라,

요소 생산에 꼭 필요한 ‘전기’가 부족하기 때문이다.

 

높은 압력을 만들어내는 압축기에 반드시 전기가 필요하다.

물론 전기가 요소 공장에만 필요한 것은 아니다.

 

현대의 모든 생산 공장은 전기가 없으면 무용지물이다. 

중국의 전력 생산 설비의 49.1%가 석탄화력이다.

실제 발전량의 60.8%가 석탄화력에서 나온다.

석탄화력의 가동 중단이 전력난을 악화시킬 수밖에 없는 상황이다.

 

그러나 20여 개 성‧시에 대정전을 발생시킨 중국의 전력난은

석탄이 아니라 태양광‧풍력에서 촉발된 것으로 알려져 있다.

 

북해 연안과 호주의 경우처럼

지난 여름 중국에서도 유난히 바람이 불지 않았고,

비도 많이 내렸다.

 

결국

중국 발전설비의 12.8%를 차지하는 풍력과

11.5%의 태양광도 제 역할을 하지 못했다. 

 

https://m.dongascience.com/news.php?idx=50423 

[이덕환의 과학세상] 어처구니없는 요소수 대란

 

 

https://www.donga.com/news/Inter/article/all/20211103/110067644/1

中, 앞으로 15년간 원전 150기 추가 건설…서해 건너편에 ‘최대 원전 벨트’

 

中核폐수*니(You)들이나 먹어라! - 우리(We)는 日核오염 처리수 먹을께! (tistory.com)

中核폐수*니(You)들이나 먹어라! - 우리(We)는 日核오염 처리수 먹을께!

 

덤프트럭, 레미콘, 굴삭기 등 건설기계 노동자들이 9일 정부서울청사 앞에서 요소수 품귀 사태로 생계를 위협받고 있다며 문제 해결을 촉구하고 있다. 연합뉴스

 

https://m.hankookilbo.com/News/Read/A2021110916530001821

靑 "요소수, 비료인 줄"... '요소수 대란'은 정부 부실 합작품

 

요소수(尿素水.Urea water) 또는 디젤배기유체(DEF; Diesel exhaust fluid)

또는 AUS 32(Aqueous Urea Solution 32%)는

디젤 엔진에서 SCR을 통해 질소산화물(NOX)을 질소로 환원시켜

대기오염 물질 배출의 양을 절감하기 위해 쓰이는

표준화된 농도의 요소의 수용액이다.

 

ISO 22241에 의해 32.5%의 요소((NH2)2CO)와

67.5%의 탈이온수(정제수의 일종)를 쓰도록 정해졌다.

 

 

180℃ 이상의 배기 가스에, 요소수가 분사된다.

 

그러면

요소수에 포함된 탈이온수가 배기가스의 열에 의해 증발하고,

요소가 암모니아(NH3)와 이소시안산(HNCO)로 열 분해된다.

 

(NH2)2CO → NH3 + HNCO

 

이소시안산은 수증기와 반응하여

이산화탄소와 암모니아로 가수분해가 된다:

 

HNCO + H2O → CO2 + NH3

 

지금까지 화학식 정리:

 

(NH2)2CO + H2O → 2 NH3 + CO2

 

암모니아는 산소와 촉매(바나듐 또는 티타늄 외)가 있는 상태에서

두 가지 다른 질소 산화물을 감소시킨다.

 

4 NO + 4 NH3 + O2 → 4 N2 + 6 H2O

 

그리고

 

6 NO2 + 8 NH3 → 7 N2 + 12  H2O

 

지금까지 화학식 총 정리

 

2 (NH2)2CO + 4 NO + O2 → 4 N2 + 4 H2O + 2 CO2 

 

그리고

 

4 (NH2)2CO + 6 NO2 → 7 N2 + 8 H2O + 4 CO2

 

요소수 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 (wikipedia.org)

요소수 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

최후의 방법으로 요소수를 쓰지 않는 방안도 나오고 있다.

 

현행 유로6 기준 경유 차량은 요소수가 없으면 시동 자체가 걸리지 않는데,

차량의 컴퓨터 제어 시스템인 ECU를 조작해

요소수가 없어도 차량이 작동하도록 하자는 것이다.

 

하지만

ECU를 재설정해 각 차량에 재설치하는데만 한달 이상이 걸리는 것으로 알려졌다.

 

여기에 대부분의 SCR 장치는 보쉬 등 해외 업체들이 만든 것이어서

국내 완성차 업체가 단독으로 조정하기도 쉽지 않다.

 

또한 환경 관련 법규도 사실상 위반하는 셈이어서

이 방식을 채택하는데 부담이 적지 않다.

 

만들기는 쉬운데 만들 수는 없다…요소수 사태, 시간과의 싸움 - 노컷뉴스 (nocutnews.co.kr)

만들기는 쉬운데 만들 수는 없다…요소수 사태, 시간과의 싸움

 

전 세계 자동차 기업은

요소수가 반드시 필요한 경유차를 포함해 

내연기관차 생산량을 점차 줄일 예정이다.

 

그 자리를

전기차나 수소차 등의 친환경 자동차로 메운다는 계획이다.

 

그럼에도 허일정 센터장은

“요소수 국내 생산과 대체물질 개발이 필요하다”고 말했다.

 

그는

“연간 생산하는 신규 차량 수보다

이미 생산돼 도로를 달리는 차량이 훨씬 많다”며

“당장 모든 차량이 전기차로 바뀌지 않는 한

앞으로 10년, 20년 동안의 미세먼지 절감을 위해서는

우수한 성능의

환원제 확보가 반드시 필요하다”고 말했다.

 

https://www.dongascience.com/news.php?idx=50319 

[요소수 수급 위기]요소수 대체 물질 없어…산업용 요소수 전환 이론적으론 가능

 

NOx의 제거 처리기술 

 

1) 산화 흡수방식 

 

ㅇ 질소산화물을 O3으로 산화시킨 후 알칼리로 중화 처리하여 무해화 

- 2NO + O3 +H2O → 2HNO3 

- 6NO2 + O3 + 3H2O → 6HNO3 

- HNO3 +NaOH → NaNO3 + H2O 

 

2) SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction, 선택적 무촉매 환원법) 

 

ㅇ 배출가스 중에 환원제로 암모니아나 요소를 분사하여 고온에서 NOx와 선택적으로 반응을 일으키게 하여 N2와 H2O로 분해 

 

ㅇ 반응온도 영역은 750℃～950℃이고 반응효율이 높은 온도는 800℃～900℃로서 로 출구온도의 안정화가 중요하다. 

 

ㅇ 분무노즐은 질소산화물과 최적으로 반응할 수 있는 온도영역인 850℃ 부근의 로벽에 2개의 분무노즐을 설치하여 분무하는데 질소산화물과 암모니아 Slip을 고려하여 화학 양론비로 1:5를 적용 

 

ㅇ 약품을 과량 사용하면 미반응, 미분해의 암모니아가 배출가스의 HCl과 반응하여 NH4Cl의 백연이 발생 

 

ㅇ 반응식 

- 2NO + 2NH4OH + O2 → N2 + H2O 

- 2NO2 + 4NH4OH + O2 → 3N2 + 10H2O 

- 2(NH2)2CO + 4NO + O2 → 4N2 + 2CO2 + 4H2O 

- 4(NH2)2CO + 3NO2 + 3O2 → 11N2 +4CO2 + 8H2O 

3) SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원법) 

 

ㅇ 암모니아를 환원제로 사용하여 NOx의 화학반응을 촉매에 의하여 촉진시키는 방법으로 촉매로는 TiO2 등이 사용 

 

ㅇ 반응온도는 270～350℃가 적당 

 

ㅇ 연소가스 중의 NOx를 N2와 H2O로 환원 

 

ㅇ 질소산화물과 같은 당량의 암모니아를 주입시키면 촉매 하에서 선택적으로 반응 

 

ㅇ 연소가스는 SCR을 거치면서 200℃로 냉각되어 연돌을 통하여 대기로 방출함으로써 백연발생 방지 

 

ㅇ 반응식 

- 6NO + 4NH3 → 5N2 + 6H2O 

- 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O 

 

4) 기타 처리방법 

 

가) 건식법 

 

ㅇ 흡착법 : 활성탄, Silica gel에 의한 흡착으로서 NO2는 흡착되나 NO의 흡착은 어렵다. 

 

ㅇ 전자선 조사법 : 배 가스중에 암모니아를 첨가하고 α, β, γ, χ선을 조사하여 SOx, NOx 등을 고상으로 포집 제거 

 

ㅇ 용융염 흡수법 : 가스중의 NO를 용윰염에 흡수하는 방법 

- 6NO2 + 2M2CO2 → 3N2 + 2CO2 + 4MNO3 

- 6NO + M2CO3 → 3N2 + 2CO3 + MNO3 

 

ㅇ 접촉 환원법 

- CO에 의한 접촉 환원법 : 반응속도가 크고 SO2의 제거도 가능 

2NO + 2CO → N2 + 2CO2 

NO2 + CO → NO +CO2 

- HC에 의한 환원법 : Acetylene계, Olefin계, 방향족, Paraffin계 

4NO2 + CH4 → 4NO + CO2 + 2H2O 

4NO + CH4 → 2N2 +CO2 + 2H2O 

- H2에 의한 환원법 

2NO + 2H2 → N2 + 2H2O 

2NO + 5H2 → 2NH3 + H2O 

 

나) 습식법 

 

ㅇ 직접 흡수법 : 물, Alkali 흡수법, 황산 흡수법 

- 물, Alkali 흡수법 : NO2는 제거, NO는 불가능 

- 황산 흡수법 : NO + H2SO4 → H2SO4・NO 

 

ㅇ 산화 흡수법 : NO가 대부분이므로 산화제나 촉매를 이용하여 흡수 

- 산화제 : O3, ClO2, NaOCl, NaClO2, KMnO4, H2O2, Cl2, HNO3 

- 문제점 : 산화제의 가격이 비싸고 2차 오염이 문제 

 

ㅇ 산화 흡수 환원법 : NOx가 N2까지 분해 

- 환원제 : Na2S2O3, Na2S, 요소 등 

 

ㅇ 액상 흡수 환원법 

- 환원제 : Na2SCO3 

 

ㅇ 착염 흡수 환원법 : NO를 산화하지 않고 흡수 

- NO + FeSO4 → Fe(NO)SO4 

 

https://rtocare.tistory.com/entry/NOx-%EC%B2%98%EB%A6%AC%EA%B8%B0%EC%88%A0

NOx 처리기술

 

배기가스 질소산화물 제거를 위한 선택적촉매환원법(SCR) 기술동향.pdf

2.70MB

 

촉매(catalyst, 觸媒)란

반응 도중에 소모되지 않고 단지 반응속도만을 증가시키는 물질을 말한다.

 

일반적으로 촉매작용은

촉매와 반응물 사이에 화학반응이 일어나 중간물질을 형성해

서로 간 또는 다른 반응물과 쉽게 반응하도록 하여 원하는 최종 생성물을 만든다.

 

화학반응의 중간물질과 반응물 사이에 반응이 일어나면 촉매는 재생산된다.

촉매와 반응물 사이의 반응 형태는 매우 다양하며,

고체 촉매에서는 종종 복잡하다.

 

이러한 반응의 전형적인 예로는

산-염기 반응,

산화환원반응,

배위착물형성반응,

자유 라디칼 형성반응이 있다.

 

일반적으로

SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적촉매환원법)에 사용되는 촉매는

촉매 허니컴(honeycomb)타입과 플레이트(plate)타입의 두 가지 형태의 촉매가 있다.

 

대개의 경우

허니컴(honeycomb)타입의 촉매가 기하학적인 표면적이 넓기 때문에 더 경제적인데,

촉매의 형상을 유지하는 기본적인 원료는

이산화티타늄(TiO2)이며,

활성원료로 오산화바나듐(V2O5)과

삼산화텅스텐(WO3)이 첨가된다.

SCR 촉매의 특성 및 기술개발 동향.pdf

0.29MB

 

SCR 탈질촉매 자료-SCR Reaction Mechanism.pdf

2.31MB

 

NOx가 환경적으로 미치는 영향은

N2O에 의한

온실효과,

시정장애 및 산성비 원인으로 작용한다.

 

1차 오염물질로서의 NOx는 자외선에 의해 산소 와 반응하여

O3 및 PAN (Peroxy Acetyl Nitrate) 등의 광화학 smog인

2차 오염물질을 발생시키기 때문에 대기오염의 원인으로 알려져 있다.

 

중국의 경우,

2010년 산성비 조사 결과에 따르면

전체 443개 도시 가운데 189개 도시가 이에 해당된다.

 

물론 산성비의 원인으로

이산화황(SO2)이 60%,

NOx가 40% 정도 기여하기 때문에

산성비의 원인 이 모두 NOx에 의한 것이라고는 할 수 없으나,

산 성비 생성에 있어 NOx는 상당히 많은 부분 기여했 을 것으로 보인다.

 

대기중의 NOx는

광화학반응을 통해 광화학 smog와 같은 대기 유해물질을 생성하 기 때문에

NOx 제거는 환경문제에 있어 중요한 과 제이다.

 

특히, NOx는 미세먼지 발생 원인물질에 포 함된다.

 

미세먼지는

발생원에서부터 고체 상태로 나오는 경우와 같은 1차적 발생 및 발생원에서

가스 형태로 나온 물질이 대기 중의 물질과 화학반응 을 통해 형성된

미세먼지가 되는 2차적 발생으로 구분된다.

 

NOx는

대기 중의 수증기, 암모니아 및 오존 등과

결합하는 화학반응을 통해 미세먼지가 생성되며,

이것은 2차적 발생에 속한다.

 

미세먼지 의 2차적 발생은

수도권 PM 2.5 전체 발생량의 약 2/3 정도에 해당하는 매우 높은 수치이다

 

배기가스 질소산화물 제거를 위한 선택적촉매환원법(SCR) 기술동향.pdf

2.70MB

 

SCR-NOx 저감, SNCR-NOx 저감 제거 기술 [대기오염방지기술] (tistory.com)

SCR-NOx 저감, SNCR-NOx 저감 제거 기술 [대기오염방지기술]

 

NOx 저감기술 : 네이버 블로그 (naver.com)

NOx 저감기술

 

[KEFA] 질소산화물 (NOx) 저감기술 소개, 장점, 단점, 특징 (SCR, SNCR, 저녹스버너) (낙스) (질소산화물이란?) [한국환경기계분석연구원] : 네이버 블로그 (naver.com)

[KEFA] 질소산화물 (NOx) 저감기술 소개, 장점, 단점, 특징 (SCR, SNCR, 저녹스버너) (낙스) (질소산화물

 

디젤차 6000대 분량 오염물질 단숨에 제거하는 기술 개발 (msn.com)

디젤차 6000대 분량 오염물질 단숨에 제거하는 기술 개발

 

 

https://insight79.tistory.com/104

NOx 저감을 위한 SCR 시스템 개요

 

 

디젤엔진에서는

연소온도를 올려 매연을 저감시키면 대신 질소산화물이 증가하고

연소온도를 낮추면 질소산화물은 감소하지만 매연은 증가하는 상관관계가 있다.

 

이 문제 해결을 위해 연소과정에서 한쪽을 해결하고

나머지 한쪽은 후처리 기술로 처리하는 방식을 취해왔다.

 

예를 들면

EGR(Exhaust-Gas Recirculation; 배기가스 순환장치)에 의해 연소온도를 낮춰

엔진으로부터 배출되는 질소산화물을 저감시키고

DPF(Diesel Particulate Filter)를 장착함으로써 매연 배출을 줄인다는 얘기이다.

그리고 최근에는 역으로 연소온도를 높여 매연을 줄이고

요소SCR(Selective Catalytic Reduction: 선택 환원촉매)로

질소산화물을 저감하는 방식을 많이 사용하고 있다.

그런데 이 두 방식은 모두 일장일단이 있다.

 

전자의 방식은

연소온도를 낮추면 연소가 나빠지는 점을 해결해야 한다.

 

후자는 정기적으로 뇨소수를 보충하지 않으면 안된다.

 

연료 사용량 대비 약 5%의 뇨소수가 필요한데

그만큼의 비용도 들고 필요할 때마다 보충해야 한다는 번거로움이 있다.

 

뿐만 아니라 그에 필요한 인프라도 있어야 한다.

 

이 때문에 현대자동차는

지난 가을 대형 트럭용 디젤엔진을 개발하면서

SCR이 아닌 EGR방식을 채용했다고 밝혔었다.

오늘날처럼 디젤엔진으로부터의

유해 배기가스의 배출이 획기적으로 저감된 것은

커먼레일방식이 지대한 역할을 했다.

 

메르세데스 벤츠가

1997년 커먼레일 시대를 연 이래 연료 분사의 자유도가 높아졌다.

 

그로 인해 연료 배관에 항상 고압의 연료를 넣어둘 수 있어

엔진회전수가 낮아도 고압분사가 가능하기 때문에 연료를 미립화하기 쉽다.

 

또 연료의 분사시기는

인젝터의 솔레노이드에서 자유로이 설정할 수 있기 때문에

분사회수를 복수회로 나누어 소음이 줄고 배기가스도 줄어든다.

오늘날의 디젤엔진은 소음을 억제하기 위해

사전 분사,

메인 분사,

타다남은 매연 발생을 억제하는 애프터 분사 등을 행하며

사전 분사와 메인 분사의 간격을 좁힘으로써

매연과 질소산화물을 저감시키고 있다.

특히 기존의 솔레노이드보다 분사간격이 짧은 피에조식 인젝터를

독일 보쉬(Bosch)와 덴소 등이 실용화해냈다.

 

보쉬사의 로드맵을 보면 분사압력은 앞으로 더욱 높아질 것으로 보이며

2006년에는 180MPa(Mega Pascal)를 달성했고

2007년에는 200MPa를 달성해 실용화를 앞두고 있다.

 

특히 커멘레일 내부의 압력을 증폭해

250 MPa의 분사압으로 하는 방식도 개발하고 있는데

실제로 실용화될지는 아직 미지수라고 한다.

어쨌거나 규제가 강화되면서 비용은 더 많이 들지만

세계적인 추세는

EGR+DPF에 더해 요소SCR 등을 동시에 채용하는 추세로 가고 있다.

 

그 과정에서 초점이 되고 있는 것은

후처리 장치를 통해 질소산화물을 억제하는 것이다.

그런데 SCR방식도 세 가지로 크게 나뉜다.

우선은 보쉬사가 사용하는 시스템으로

정화율이 50~80% 정도에 이르는 요소 SCR.

안정적으로 정화시킬 수 있는 것이 장점인데

정기적인 뇨소수의 보급이 필요하며

요소수의 비용이 연료비의 약 5%정도 든다는 단점이 있다.

또 하나는

가솔린의 희박연소 엔진에도 사용되고 있는 질소산화물 흡장환원촉매다.

 

요소SCR과 같은 정도의 정화율을 보이며

뇨소수와 같은 환원제를 사용하지 않기 때문에

사후관리가 필요없다는 장점이 잇다.

 

하지만

장기간 사용하면 정화율이 떨어지며

또한 질소산화물환원시에 연료를 많이 공급할 필요가 있고

연비가 나빠진다는 단점이 있다.

마지막으로

배기가스중의 HC(탄화수소)와 반응해

질소산화물을 환원하는 HC-SCR이 있다.

 

하지만

정화율이 낮고

질소산화물을 대폭 저감시키는데는 한계가 있다는 단점이 있다.

자동차회사들은

이미 이중 한 가지를 선택해 채용한 경우도 있고

아직 검토 단계에 있는 메이커도 있다.

 

결국

보쉬와 델파이, 덴소 등 부품 업체들의 기술력이

어떻게 발전하느냐에 따라 달라질 수밖에 없다는 얘기이다.

하지만

어떤 형태로든 유럽의 대부분 메이커들과 일본의 혼다 등은

이미 클린 디젤 개발을 완료해

규제가 가장 엄격한 미국과 일본시장 진출을 추진하고 있다.

 

이미 2001년부터 2005년까지 미국시장에서는

하이브리드카의 증가율보다 디젤차의 증가율이 높다는 점에서

긍정적인 견해를 피력하고 있기도 하다.

 

물론

그를 위해서는 그만큼의 비용이 많이 들어갈 수밖에 없다.

그것을 여하히 해결해 내느냐가 관건이다.

하지만

이산화탄소의 급증으로 인해 갈수록 심각해져 가는 상황에서

디젤차의 수요는

증가할 수밖에 없다는 것이 전문가들의 일반적인 견해다.

 

어쨌거나

디젤 엔진의 기술발전은 하이브리드와

스파크 플러그가 없는 가솔린 엔진 등의 등장과 맞물려

새로운 장이 펼쳐질 것으로 보인다.

 

http://global-autonews.com/bbs/board.php?bo_table=bd_008&wr_id=568 

디젤 배기가스 저감 기술의 종류와 발전

 

 

 

 

 

 

[오토저널] 경유자동차 배출가스 후처리 시스템 > | Auto Journal | 글로벌오토뉴스 (global-autonews.com)

[오토저널] 경유자동차 배출가스 후처리 시스템

 

 

선택적촉매환원(Selective Catalytic Reduction; SCR)용 촉매

 

디젤엔진에서 배출되는 NOx 성분을 저감시키기 위한 SCR 기술은

나노촉매를 사용하여

인체에 유해한 산화질소인 NOx(NO와 NO2가 대부분임)를

무해한 질소와 물로 전환하는 촉매기술로 NOx를 환원시키기 위해

환원제로 암모니아(NH3)나 요소수(urea)를 사용하는데 이

환원제들은 촉매 앞단에서 분사되어

배기가스와 함께 SCR 촉매로 들어가게 된다.

 

요소수를 사용하는 경우는 반응생성물로 CO2가 생기게 된다.

 

통상적으로는

암모니아의 유독성 때문에 환원제로 urea를 사용한다.

 

통상 NOx 저감율은 80% 이상으로

아주 우수하나 수송기기에 적용하기 위해

장치의 compact화 및 고성능 나노촉매기술 개발이 지속적으로 요구된다.

대표적인 SCR 촉매로는

백금(platinum, Pt),

바나디아(vanadium oxide, V2O5),

제올라이트(zeolite)계 촉매를 들 수 있으며

각 촉매는

서로 다른 활성 온도 대역(operating temperature window)을 가지고 있으므로

사용하고자 하는 목적에 맞는 시스템을 알맞게 선정해야 한다.

 

경유 자동차의 경우 대부분 제올라이트계 촉매를,

플랜트나 선박의 경우에는 바나디아계 촉매를 사용한다.

 

 

Lean NOx Trap(LNT)용 촉매

 

산소가 많은 희박(lean) 구간에서 NOx를 포집하였다가

농후(rich) 영역에서 흡착된 NOx를 배출(release)하여

나노촉매에 의해 질소와 이산화탄소로 변환된다.

 

NOx를 흡착하는 trap 물질로 Ba, Sr, K 등이 포함된 화합물을 사용하며,

희박영역의 NO는 Pt에 의해 NO2로 전환되어 NOx trap에 저장되고,

추가적인 탄화수소나 수소 등의 환원제 공급에 의한 공연비 농후(rich)시

NOx trap에 저장되어 있는 NOx가 N2로 환원된다.

 

디젤엔진의 경우

가솔린엔진과 달리 rich spike를 만들기가 쉽지 않기 때문에

NOx trap을 적용하기에 용이하지 않다.

 

또한,

NOx trap은 고온 내구성이 우수한 장점이 있으나

연료 중의 황성분에 피독되는 문제점을 안고 있다.

 

따라서

연료 중 유황성분을 30ppm 이하로 낮추도록 요구하고 있다.

 

 

탄화수소 SCR(HC-SCR) 촉매

 

NOx 환원제로

NH3 대신 탄화수소를 사용하여 선택적으로 NOx를 저감하는 촉매로

환원제인 HC는 NOx와 선택적으로 반응하여 N2, CO2, H2O를 생성한다.

 

Cu-exchanged zeolite(Cu-ZSM5)와 Pt/Al2O3의

두 종류의 촉매가 가장 연구가 많이 되어왔다.

 

디젤엔진의 배출가스 온도는

대부분 250∼350℃의 낮은 범위에 있는데

HC-SCR 촉매는

이 온도구간에서 NOx 전환성능이 낮아 실용화에 어려움을 갖고 있다.

 

http://amenews.kr/skin/news/basic/view_pop.php?v_idx=38063 

http://amenews.kr/skin/news/basic/view_pop.php?v_idx=38063

 

 

 

 

https://rtocare.tistory.com/m/entry/NOx-%EC%A0%9C%EA%B1%B0%EC%9A%A9-SCR-%EA%B8%B0%EC%88%A0-%ED%98%84%ED%99%A9

NOx 제거용 SCR 기술 현황

 

https://news.nate.com/view/20210906n08465

SK하이닉스, '대기 오염 물질 저감 시스템' 사업장 적용 가속화 | 네이트 뉴스

 

 

요소수(Urea water) 大亂(대란) ^ 2 - 암모니아(NH3) ^ 요소(Urea) 합성 기술 (tistory.com)

요소수(Urea water) 大亂(대란) ^ 2 - 암모니아(NH3) ^ 요소(Urea) 합성 기술