SCR 촉매는 무엇을 합니까?
출시일 : 2024-05-17
SCR 촉매의 역할: 질소산화물(NOx)은 대기 오염에 크게 기여하여 스모그, 산성비 및 건강에 부정적인 영향을 미치는 유해한 입자입니다.
선택적 촉매 환원(SCR)은 NOx 배출을 줄이기 위해 고안된 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 이 기술이 정확히 어떻게 작동하고 실제로 무엇을 하는지는 이 기사에서 배우게 될 것입니다.
SCR 기술에 관한 모든 것
선택적 촉매 환원(SCR)은 디젤 엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)을 줄이는 정교한 오염 제어 기술입니다.
이는 DEF(디젤 배기 유체)라고도 알려진 액체 환원제 화학 물질을 디젤 엔진의 배기 흐름에 주입하여 작동합니다. DEF는 배기 가스에서 기화 및 분해될 때 암모니아(NH3)를 생성하는 요소 수용액입니다.
SCR 촉매 작동 기술은 유해 NOx를 질소(N2) 및 물(H2O)과 같은 무해한 분자로 변환하여 디젤 엔진이 엄격한 환경 요구 사항을 준수하도록 돕는 데 매우 중요합니다.
NOx 배출 감소는 대기 질과 공중 보건을 개선하는 데 매우 중요합니다. NOx 배출은 햇빛이 있는 상태에서 휘발성 유기 화합물(VOC)과 반응하여 스모그의 주요 구성 요소인 지상 오존을 생성하기 때문에 특히 해롭습니다.
SCR 기술을 사용하는 디젤 엔진은 NOx 배출을 획기적으로 줄여 환경에 미치는 영향을 낮추고 환경 보호국(EPA)과 같은 당국이 부과한 규제 기준을 충족하는 데 도움이 됩니다.
SCR 촉매는 무엇을 합니까?
SCR 촉매는 위험한 질소산화물(NOx)을 질소(N2) 및 물(H2O)과 같은 안전한 분자로 변환하는 화학적 공정을 촉진하기 때문에 선택적 촉매 환원 공정에 필수적입니다.
이러한 변환으로 인해 NOx 배출이 감소하여 대기 오염과 스모그에 크게 기여합니다. 촉매는 표면 역할을 하여 화학 반응이 다른 경우보다 더 효과적으로 낮은 온도에서 일어날 수 있도록 해줍니다. 이를 통해 SCR 촉매는 환원 프로세스가 효율적이고 지속 가능하도록 보장합니다.
SCR에서 "선택적"이라는 단어를 보셨나요? 이는 실제로 이러한 프로세스가 다른 배기 구성 요소가 있는 경우에도 NOx 분자만을 대상으로 한다는 것을 의미합니다. 촉매는 이러한 과정의 속도를 높여 NOx를 더 순한 화합물로 변환하는 효율이 높아집니다. 제조 과정에서 더 높은 품질의 SCR 촉매 물질을 사용할수록 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
SCR 촉매의 응용
NOx 배출을 최소화하는 탁월한 성능을 갖춘 선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 이러한 응용 분야에는 산업, 자동차, 오프로드 장비, 해양, 철도 및 발전 산업이 포함됩니다.
1. 발전소
발전소는 전기를 생산하기 위해 화석 연료를 태워서 NOx 배출의 주요 원인 중 하나입니다. 이러한 오염 물질은 산성비, 스모그, 호흡 곤란 등 환경 문제를 야기합니다. SCR 시스템은 일반적으로 발전소에서 NOx 배출을 획기적으로 줄이기 위해 사용됩니다.
석탄 연소 공장은 상당한 NOx 배출을 발생시킵니다. SCR 시스템을 추가함으로써 이러한 시설은 NOx 배출을 최대 90%까지 줄여 환경 요구 사항을 준수하고 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
가스 화력발전소는 석탄 화력발전소보다 적은 NOx를 배출하지만 여전히 SCR 기술의 이점을 누리고 있습니다. SCR 시스템을 사용하면 이러한 시설이 매우 효율적인 상태를 유지하면서 엄격한 배출 규정을 충족할 수 있습니다.
2. 정유소
정유소에서는 원유를 휘발유, 디젤, 항공유 등 다양한 제품으로 전환합니다. 정제 공정에는 NOx를 배출하는 고온 공정이 포함됩니다. SCR DeNOx 촉매 기술은 정유소에서 배출량을 줄이기 위해 사용됩니다.
FCC(유체 촉매 분해) 기계 장치는 정유소에서 NOx 배출의 주요 원인입니다. SCR 시스템을 설치하면 NOx 수준이 감소하고 규정 준수가 보장되며 정유소의 전체 환경 발자국이 줄어듭니다.
정유소는 운영을 위해 많은 수의 히터와 보일러를 사용합니다. SCR 시스템은 NOx 배출을 최소화하기 위해 이러한 장치에 장착되어 더 깨끗한 작동과 더 나은 공기 품질을 제공합니다.
3. 화학물질 처리시설
화학 처리 공장은 비료 생산, 화학 및 의약품 제조를 포함한 광범위한 공정을 담당합니다. 이러한 절차에서는 종종 NOx 배출을 초래하는 고온 반응이 수반됩니다.
암모니아 제조 공정에서 NOx 배출이 클 수 있습니다. SCR 시스템은 배출을 최소화하여 공정을 더욱 친환경적으로 만드는 데 사용됩니다.
질산 시설은 NOx 배출의 또 다른 중요한 원인입니다. 이러한 시설은 SCR 기술을 사용하여 NOx 배출을 크게 줄여 더 깨끗하고 안전한 운영을 가능하게 합니다.
4. 상업용 트럭 및 버스
상업용 트럭, 버스 등 대형 차량은 거대한 엔진과 긴 작동 시간으로 인해 많은 양의 NOx를 배출합니다. SCR 시스템은 엔진 성능과 연비를 유지하면서 높은 NOx 수준을 견딜 수 있기 때문에 이러한 자동차에 특히 유용합니다.
SCR 시스템은 NOx 배출을 최대 90%까지 줄여 환경 보호국(EPA)과 유럽 연합이 부과한 엄격한 오염 규정을 충족할 수 있습니다.
SCR 기술은 엔진을 보다 효율적으로 작동시켜 연비를 향상시킬 수 있으며, 이는 운영 비용 절감을 원하는 상업용 차량 소유자에게 중요한 고려 사항입니다.
SCR 시스템을 사용하면 제조업체와 차량 운영자가 기존 및 향후 배출 법률을 준수하여 벌금과 처벌을 피할 수 있습니다.
5. 승용차
디젤 엔진은 상업용 트럭에 비해 승용차에 덜 널리 사용되지만 일부 자동차, 특히 유럽에서는 여전히 사용되고 있습니다. SCR 기술을 통해 이러한 자동차는 성능을 유지하면서 엄격한 배출 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
승용차의 SCR 시스템은 NOx 배출을 크게 줄여 이러한 차량이 자주 활용되는 대도시 지역의 공기 질을 향상시킵니다.
6. 오프로드 장비
건설 기계, 농업용 차량, 광산 장비를 포함한 오프로드 장비는 배기가스 배출이 대기 질에 상당한 영향을 미칠 수 있는 지역에서 자주 작동합니다. SCR 기술은 방출을 제어하고 규정 준수를 보장하므로 이러한 응용 분야에 매우 중요합니다.
오프로드 장비는 온로드 차량과 유사한 배기가스 배출 규정을 준수해야 합니다. SCR 시스템은 EPA의 Tier 4 지침과 같은 요구 사항 준수를 보장합니다.
7. 해양 및 철도
디젤 엔진은 에서 널리 활용 해상 보트와 기관차는 모두 상당한 양의 NOx를 배출합니다. 이러한 애플리케이션에 SCR 기술을 구현하는 것은 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 중요합니다.
그 중 상당한 양의 NOx가 배출됩니다. 이러한 애플리케이션에 SCR 기술을 구현하는 것은 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 중요합니다.
NOx 배출을 최대 90%까지 줄이면 까다로운 해양 기준을 충족하는 데 도움이 됩니다. 환경에 미치는 영향을 줄이면서 엔진이 효과적으로 작동하도록 보장합니다.
기관차, 특히 화물 및 승객 운송에 사용되는 기관차는 대기 오염에 상당한 영향을 미칩니다. SCR 기술을 통해 이러한 엔진은 출력과 효율성을 유지하면서 배기가스 배출 제한을 충족할 수 있습니다.
전력 수요와 환경 고려 사항의 균형을 맞추는 동시에 엔진 성능을 향상할 수 있습니다.
8. 발전
디젤 발전기는 고립된 현장과 중요한 인프라를 위한 비상 백업 시스템을 비롯한 다양한 상황에서 필수적인 전력원입니다. 이 업계의 광범위한 수요로 인해 많은 SCR 촉매 제조업체는 발전 부문을 염두에 두고 촉매를 설계합니다.
그러나 다른 디젤 엔진과 마찬가지로 이들 발전기도 위험한 오염물질인 질소산화물(NOx)을 대량으로 배출합니다. 선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 이러한 오염 물질을 줄이는 데 매우 중요하며, 디젤 발전기가 더욱 깨끗하게 작동하고 엄격한 환경법을 준수하도록 보장합니다.
디젤 발전기는 신뢰할 수 있고 효율적이기 때문에 일반적으로 활용됩니다. 그리드 전기를 사용할 수 없거나 정전 중에 중요한 전력을 공급합니다.
그러나 디젤 엔진의 연소 과정에서는 NOx가 생성되어 대기 오염과 건강상의 위험을 초래합니다. 디젤 발전기에 SCR 시스템을 구현하면 이러한 오염 물질이 상당히 줄어들어 환경에 미치는 영향이 낮아집니다.
SCR 촉매 구조
벌집형, 판형, 주름형 등 다양한 촉매 구조는 고유한 방식으로 환원 공정의 효능과 효율성에 영향을 미칩니다.
1. 벌집형 SCR 촉매
세라믹 벌집형 촉매는 특히 금속 산화물과 제올라이트 촉매를 사용하는 SCR 시스템에서 널리 사용되는 구조입니다. 이 모양은 여러 개의 작은 구멍이 있는 벌집 모양의 구조로 되어 있어 표면적이 넓습니다.
이 디자인은 촉매 반응을 위한 더 많은 수의 활성 부위를 허용하여 질소 산화물의 감소를 촉진합니다. SCR 벌집형 촉매 구조의 높은 표면적 대 부피 비율은 촉매와 반응물 간의 상호 작용을 최적화하여 반응 속도와 전반적인 효율성을 높입니다.
2. 판형 SCR 촉매
플레이트 구조는 SCR 촉매 설계의 또 다른 일반적인 종류로 나타납니다. 판촉매는 블록형 구조를 가지며 수많은 금속판으로 구성됩니다. 넓은 표면적은 촉매 활동에 이상적입니다. 플레이트 촉매는 반응물 접근을 제한하고 촉매 성능을 저하시킬 수 있는 벌집 디자인보다 차단 가능성이 낮습니다. 플레이트 구조의 본질적인 개방성과 접근성은 환원 반응을 촉진하는 동시에 장기적인 성능을 보장하는 데 도움이 됩니다.
3. 골판지 SCR 촉매
주름진 촉매 구조는 빈도는 낮지만 매우 효과적인 설계 선택입니다. 이 구조는 평평한 세그먼트 사이에 끼워진 세라믹 또는 금속의 홈이 있는 비트로 구성되어 표면적을 늘릴 수 있는 구성입니다. 벌집 모양이나 판형 구조와 같은 주름진 모양은 촉매와 반응물 사이의 접촉을 더 좋게 하여 더 효과적인 NOx 감소 효과를 가져옵니다. 상대적인 희소성에도 불구하고 주름진 구조는 최대 표면적이 필요한 상황에 적합한 선택을 제공합니다.
SCR 촉매의 장점
SCR 촉매 시스템은 특히 유해 배출물을 줄이고 공기 질을 개선하는 등 여러 가지 환경적 이점을 가지고 있습니다. SCR 촉매의 몇 가지 주요 환경 이점은 다음과 같습니다.
1. NOx 저감
SCR 기술은 디젤 엔진의 NOx 배출을 줄이는 데 매우 성공적입니다. SCR 촉매는 NOx를 무해한 질소와 물로 변환하는 화학 공정을 촉진하여 배기 가스의 NOx 수준을 낮추는 데 크게 기여합니다.
이러한 NOx 촉매 환원은 스모그 생성, 산성비, 호흡기 문제 등 NOx가 인간 건강과 환경에 미치는 부정적인 영향을 제한하는 데 적합합니다.
2. 기타 오염물질 저감
DeNOx 촉매 외에도 SCR 촉매는 디젤 엔진에서 방출되는 기타 위험한 오염 물질을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이들은 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 미립자(PM)입니다. SCR 기술은 보다 완전한 연소를 장려하고 오염물질을 덜 위험한 화학물질로 전환함으로써 디젤 엔진 배기가스의 전반적인 환경 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.
3. 공기질 개선
SCR 촉매 벌집형의 가장 주목할만한 장점 중 하나는 도시 및 산업 환경 모두에서 공기 질을 향상시키는 것입니다. SCR 기술은 NOx 및 기타 오염 물질 배출을 줄여 대기 중 위험한 오염 물질의 농도를 낮추는 데 기여합니다.
결과적으로 지역 사회, 야생 동물 및 생태계는 더 깨끗하고 건강한 공기의 혜택을 받습니다. 개선된 대기질은 또한 가시성 향상, 식생 피해 감소, 기후 변화 결과 감소 등 더 광범위한 이점을 제공합니다.
4. 연료 효율성
선택적 촉매 환원(SCR) 기술의 가장 큰 경제적 이점 중 하나는 디젤 엔진의 연비를 향상시키는 능력입니다. 제조업체는 SCR 시스템을 사용하여 배기가스 제어에 집중함으로써 환경 규제를 유지하면서 엔진 성능을 향상시킬 수 있습니다. SCR을 사용하면 배출 제한을 충족하기 위해 엔진 튜닝을 희생해야 하는 요구 사항을 제거함으로써 디젤 엔진이 최대 효율로 작동할 수 있습니다.
이러한 미세 조정을 통해 특히 연료 비용이 운영 비용의 상당 부분을 차지할 수 있는 대형 상용차의 경우 운전자가 실제 연료를 절약할 수 있습니다. 연구에 따르면 SCR이 장착된 자동차는 4% 이상의 연비 이점을 제공하여 차량 수명 전반에 걸쳐 비용을 절감할 수 있는 것으로 나타났습니다.
5. 규제 준수
SCR 기술은 디젤 구동 자동차와 장비가 규제 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 중요합니다. 전 세계적으로 점점 더 엄격해지는 배기가스 배출 표준을 준수하려면 제조업체는 효과적인 배기가스 제어 기술을 사용해야 합니다.
SCR 벌집형 촉매 시스템은 NOx 배출을 거의 0 수준으로 줄이는 검증된 기술을 제공하여 EPA Tier 4 및 Euro 6와 같은 배출 요구 사항을 준수할 수 있습니다. SCR 기술을 배포함으로써 운영자는 벌금, 처벌 및 처벌을 피할 수 있습니다. 규정 위반과 관련된 제한 사항을 적용하여 규제 문제로부터 기업을 보호합니다.
6. 운영 유연성
SCR 기술은 디젤 구동 자동차와 장비가 규제 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 중요합니다. 전 세계적으로 점점 더 엄격해지는 배기가스 배출 표준을 준수하려면 제조업체는 효과적인 배기가스 제어 기술을 사용해야 합니다.
SCR 시스템은 SCR NOx 촉매 배출량을 거의 0 수준으로 줄이기 위한 검증된 기술을 제공하여 EPA Tier 4 및 Euro 6와 같은 배출 요구 사항을 준수할 수 있습니다. SCR 기술을 배포함으로써 운영자는 벌금, 벌금 및 벌금을 피할 수 있습니다. 규정 위반과 관련된 제한 사항을 적용하여 규제 문제로부터 기업을 보호합니다.
결론
SCR 촉매는 NOx 배출을 무해한 질소, 물, CO2로 변환하는 SCR(선택적 촉매 환원) 시스템의 핵심입니다. 이러한 화학 공정을 촉진함으로써 SCR 촉매는 NOx 배출이 환경에 미치는 영향을 줄여 더 깨끗한 공기와 더 나은 공중 보건을 제공합니다.