코로나 방전의 탈질 특성에 관한 연구

Abstract

질소산화물은 선진국형 대기오염물질로서 제어기술을 개발하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 실험실적 선행연구 결과를 바탕으로 코로나 방전을 이용해 대용량 적용하기 위해 고려해야 할 변수들을 도출하였고 최적화 방법을 제시하였다. 또한 질소산화물 제거효율 및 경제성을 고려해 촉매 상승효과에 대한 폭넓은 활용을 목적으로 복합시스템에 대한 코로나 탈질 특성도 함께 연구하였다. ▶ 대용량 실배기가스 연구 1. 산업용 엔진의 무부하 운전조건에서의 코로나 방전의 탈질특성은 펄스형 음의 코로나를 산소조건에서 적용하였을 경우 최대 99%에 이르는 탈질효율을 나타냈으며, 이때의 실험변수는 에너지 밀도와 펄스 에너지와 임피던스가 각각 34.4 J/L, 11.7 J/pulse, 110.37 Ohm으로 매우 안정한 상태에서 탈질효율을 확보 하였다. 2. 산업용 엔진의 부하 조건에서의 탈질특성은 최대 43 %의 제거효율을 보였으며, 이때의 실험변수는 에너지 밀도와 펄스 에너지와 임피던스가 각각 26.4 J/L, 12.79 J/pulse, 94.16 Ohm이였다. ▶ 촉매 혼합형 하이브리드 시스템에 대한 탈질 특성 1. 모의가스를 이용한 연구결과에서의 탈질효율은 최대 95 %로 비교적 높았으며, 탄화수소를 첨가하여 그 환원특성을 알아본 실험에선 많은 양의 NO₂를 생성시켜 하이브리드 시스템의 시너지 효과에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2. Pt 촉매와 Pd 촉매를 사용한 연구에선 약 20~30% 이상의 시너지 효과가 발생하였으며 특히 고온 보다는 상온에서 그 효과가 좋은 것으로 나타나 촉매를 복합 사용할 경우 기존의 고온 반응 조건에서의 조업을 피할 수 있어 경제적이라는 결론을 얻었다.