경유자동차 후처리기술 현황과 전망

소개

가솔린엔진에서 삼원촉매가 개발되기 이전에 사용되던 산화촉매(이원촉매) 기술과 기본적으로 동일한 기술이기 때문에 기술효과나 성능은 이미 입증되어 있는 기술이다. 배기가스 중 HC와 CO를 80% 이상 감소시키고 PM의 용해성유기물질인 SOF(soluble organic fraction) 성분도 50-80%를 제거한다. 그러나 전체 PM 중 SOF 비율이 적어 TPM의 20-40% 정도를 저감시킨다. DOC의 PM 저감율이 높지 못하기 때문에 PM 규제의 안전율을 확보하기 위해 주로 사용되며 PM 저감율이 80% 이상 되는 기술이 개발되기 이전의 임시 또는 과도기 기술 역할을 하고 있다.

목차

경유자동차 후처리기술 현황과 전망


1. 디젤산화촉매 (Diesel Oxidation Catalyst; DOC)

시스템 및 작동원리
미국의 시내버스 저공해 프로그램과 DOC 적용 현황
인증 및 사용현황

2. 매연여과장치(Diesel Particulate Filter Trap; DPF)
디젤엔진에서의 매연발생과정
필터종류

3. DPF 기술의 발전
1세대 DPF 기술
2세대 DPF 기술
3세대 DPF 기술

문제점과 대책

DPF의 nanoparticle 저감효과

매연여과장치의 고려사항

4. 향후 기술 전망

본문내용

1. 디젤산화촉매 (Diesel Oxidation Catalyst; DOC)

시스템 및 작동원리
가솔린엔진에서 삼원촉매가 개발되기 이전에 사용되던 산화촉매(이원촉매) 기술과 기본적으로 동일한 기술이기 때문에 기술효과나 성능은 이미 입증되어 있는 기술이다. 배기가스 중 HC와 CO를 80% 이상 감소시키고 PM의 용해성유기물질인 SOF(soluble organic fraction) 성분도 50-80%를 제거한다. 그러나 전체 PM 중 SOF 비율이 적어 TPM의 20-40% 정도를 저감시킨다. DOC의 PM 저감율이 높지 못하기 때문에 PM 규제의 안전율을 확보하기 위해 주로 사용되며 PM 저감율이 80% 이상 되는 기술이 개발되기 이전의 임시 또는 과도기 기술 역할을 하고 있다. DOC는 또한 디젤악취와 흑연도 감소시키며 촉매로는 백금(Pt)이나 팔라듐(Pd)을 사용한다. 배기가스 온도가 300oC 이상의 고온이 되면 배출가스중의 산소와 반응하여 SO2가 SO3와 H2SO4를 생성하는 산화반응을 일으키며 이는 특히 인체에 유해하기 때문에 문제시 된다. 이를 방지하기 위한 가장 중요한 조치로는 연료에 유황 함유율 0.05%(중량) 이하의 저유황화가 선행되어야 하며 향후 0.01% 까지 요구할 것으로 예상되고 있다.

미국의 시내버스 저공해 프로그램과 DOC 적용 현황
시내버스 저공해프로그램 개요
1990년 미국의 대기환경보전법 개정시 도시 대기질 개선을 위해 시내버스 저공해 프로그램을 제정하였으며 1995년 1월 1일 발효하였다. 1994년에 중량자동차의 PM 허용기준치가 0.25g/bhp·h에서 0.1g/bhp·h으로 강화됨에 따라 1994년 이전에 제작되어 운행되는 시내버스의 저공해화 대책으로 시행되고 있다. 1980년말 인구 75만명 이상인 도시(74개)에서 1994년 이전에 제작·운행중인 모든 도시버스는 엔진교체나 또는 보완(retrofit)기술로 PM을 개선할 수 있는 장치가 발표되면 이를 의무적으로 부착하여야 하며 약 5만대가 대상이 되고 있다.

참고자료

· 없음