KR100296702B1 - 자동차 배기가스 제거방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 소음기에 오존발생기(2)를 TSO 촉매접촉기(4) 하류에 장착하고 600㎐ 고정 주파수에서 시간당 3그램으로 발생된 오존이 TSO 촉매접촉기 하류의 오존접촉기(5)에서 TSO 촉매접촉기를 통과한 300 내지 400℃의 배기가스와 반응하게 한후 결과의 생성물이 물안개 방출기(3)에서 방출된 수분과 오존접촉기 하류에서 접촉하게 하여 자동차 배기가스중의 CO, NOX, SOX및 CH를 제거하는 방법에 관계한다.

Description

자동차 배기가스 제거방법
본 발명은 엔진 배기가스중 NOX, CO, SOXHC와 같은 대기오염물질을 제거하는 방법에 관계한다.
배기가스중 NOX(질소산화물), 미연탄화수소(HC), SOX(황산화물) 및 일산화탄소(CO)와 같은 유독가스는 도시 대기오염의 주범이며 호흡기 질환, 광화학 스모그 등의 원인이므로 오랫동안 이들을 감소 또는 제거할 연구가 진행되어 왔다.
상기 유독가스 방출을 방지하기 위해서 연료를 완전연소시키는 방법이 제안되었으나 연료의 옥탄가를 높이고 엔진구조를 최적으로 개선하더라도 최초에 엔진을 가동시키는 경우 완전연소를 기대할 수 없다.
또한 휘발유 자동차의 배기가스에서 유독가스를 제거하는 방법으로 백금(Pt), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce)을 포함한 소위 삼원촉매를 사용하는 방법이 공지된바 있다. 상기 촉매에서 백금은 일산화탄소 및 탄화수소를 산화할 수 있으며 로듐은 질소산화물을 환원시킬 수 있으며 세륨은 산소의 방출 또는 저장을 하는 작용을 하고 있지만 산소농후 조건하에서 연료를 연소하는 경우에 로듐이 촉매로서의 기능을 거의 하지 못하는 단점을 가지고 있다.
V2O5-TiO2촉매를 사용하고 암모니아 환원제에 의해 NOX를 선택적으로 환원하는 암모니아 환원법이 공지되나 이 방법으로는 배기가스내의 NOX의 농도 변동에 의해 유독한 암모니아가 다량 배출할 위험이 있으며 취급이 곤란하다.
이러한 결함을 갖지 않는 환원제로서 암모니아 대신에 탄화수소를 환원제로서 사용할 수 있는 방법이 일본특허공개소 63-100919 호에 제안된다. 이 방법에서는 동을 알루미나, 실리카, 제올라이트 등의 다공질성 담체에 담지시킨 촉매를 사용한다. 그러나 이 방법에서는 촉매성능이 충분치 않다. 또한 동촉매는 SOX에 의해 촉매활성이 저하되기 쉽고 제올라이트에 담지시켰을 경우 물의 공존에 의해 NOX제거능력이 저하되는 문제가 존재한다(SHOKUBAI/촉매, Vol. 33. No 6. P448-451. 1991 참조).
본 발명은 자동차에 설치된 소음기에서 배출되는 배기가스(CO, CH, NOX, SOX등)를 산화 또는 분해시켜서 공기오염을 방지하고자 강력한 산화력을 갖는 오존을 소음기내에 주입시켜 배기가스를 산화시킴으로써 배기가스가 공기중에 배출되는 것을 방지한다.
도 1 은 본 발명에 따라 자동차 배기가스를 제거하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
* 부호 설명
1...공기 필터 2...오존 발생기
3...물안개 방출기 4...TSO 촉매 접촉기
5...오존 접촉기 6...소음기
도 1 에 도시된 바와 같이 기존의 자동차 소음기에 오존접촉기(5)를 장착하고 오존발생기(강한용, 특허공고번호 92-9810)(2)에서 발생한 오존을 오존 접촉기에 주입하고 오존에 의해 산화된 배기가스를 물안개 방출기(3)에서 방출된 물안개와 결합시킴으로써 TSO 촉매를 통과한 배기가스가 처리된다.
오존발생기(2)는 I.G.B.T(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 권선비 1:10의 승압변압기를 갖는 인버터를 사용하여 고정주파수 600㎐에서 시간당 3그램의 오존을 발생하며 물안개 방출기(3)는 응축수:수증기 = 4:1 의 비율로 응축수와 수증기를 내뿜는다. 오존발생기에 사용되는 I.G.B.T 회로는 예컨대 국내의 국제전기사로 부터 구매가능하다.
본 발명을 실시하기 위한 실시예는 아래와 같으며 본 실시예는 본 발명을 국한시키지 않고 본 발명을 설명하기 위해 제시된다.
실시예
기존의 자동차 소음기에 오존발생기(2)를 TSO 촉매 접촉기(4) 하류에 장착하여 시간당 3그램으로 발생된 오존이 TSO 촉매 접촉기를 통과한 300℃ 내지 400℃의 배기가스와 TSO 촉매접촉기 하류의 오존접촉기(5)에서 반응하게 한후 결과의 생성물이 물안개 방출기(3)에서 방출된 수증기와 응축수와 오존접촉기 하류에서 접촉하게 한다. 그후 배출된 가스를 공지의 측정장치로 5회 테스트한 평균치는 표 1 에 열거된다.
구분 허용농도 본 발명의 방법으로 처리된후 농도
CO 4.5% 무
CH 220ppm 이하 17ppm
매연(NOX, SOX포함) 35% 6%
상기 표 1 에서 알 수 있듯이 300 내지 400℃의 TSO 촉매접촉기를 통과한 배기가스는 오존에 의해 CH(탄화수소류)는 CO2로, NOX는 NO3 -로, SOX는 SO3 2-, CO는 CO2로 산화되며 소음기에서 NO3 -와 SO3 2-는 물안개 방출기에서 방출된 수분을 흡수하여 용해되어 공기중에는 CO2만이 배출된다고 할 수 있다.
비교실시예
기존의 소음기에 TSO 촉매접촉기(4)만을 장착한 경우에 배출된 가스를 공지의 측정장치로 5회 테스트한 평균치가 표 2 에 열거된다.
구분 허용농도 배출농도
CO 4.5% 7.4%
CH 220ppm 이하 310ppm
매연(NOX, SOX포함) 35% 47%
본 발명의 방법에 따라 기존의 소음기에 오존발생기(2)와 물안개 방출기(3)를 추가로 장착하면 오존에 의한 산화 분해 반응과 수분에 의한 NO3 -와 SO4 2-의 흡수로 인해 유독한 CO, CH, SOX및 NO3가 대기중에 방출되는 것을 크게 감소할 수 있다.

Claims (1)

  1. 자동차 소음기에 오존발생기(2)를 TSO 촉매접촉기(4) 하류에 장착하고 600㎐ 고정 주파수에서 시간당 3그램으로 발생된 오존이 TSO 촉매접촉기 하류의 오존접촉기(5)에서 TSO 촉매접촉기를 통과한 300 내지 400℃의 배기가스와 반응하게 한후 결과의 생성물이 물안개 방출기(3)에서 방출된 수분과 오존접촉기 하류에서 접촉하게 하여 자동차 배기가스중의 CO, NOX, SOX및 CH를 제거하는 방법.
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KR960003787A (ko) * 1994-07-21 1996-02-23 이헌조 가스 제거장치
KR970058767A (ko) * 1996-01-20 1997-08-12 최은학 분진 및 악취 유해 가스 제거 장치

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