KR102083851B1

KR102083851B1 - 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법

Info

Publication number: KR102083851B1
Application number: KR1020157005223A
Authority: KR
Inventors: 토마스 함머; 아르노 룀프케; 랄프 지글링
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2020-05-27
Also published as: WO2014019756A1; CN104519981A; JP6174143B2; EP2861326A1; KR20150039811A; CN104519981B; JP2015531671A; US20150202570A1; US9403124B2

Abstract

본 발명은 연소되지 않은 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 산화에 의해 이산화질소를 환원하기 위한 촉매의 이용 하에 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법과, 연소되지 않은 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 산화에 의해 이산화질소를 환원하기 위한 촉매의 이용 하에 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치와, 이러한 장치를 포함하는 설비에 관한 것이다.

Description

이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법{METHOD FOR REDUCING THE CONCENTRATION OF NITROGEN DIOXIDE}

본 발명은 연소되지 않은 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 산화에 의해 이산화질소를 감소시키기 위한 촉매의 이용 하에 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기(함량 감소) 위한 방법, 연소되지 않은 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 산화에 의해 이산화질소를 감소시키기 위한 촉매의 이용 하에 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치, 및 이러한 장치를 포함하는 설비에 관한 것이다.

최근에는, 세계적으로 증가하는 에너지 수요로 인해, 다양한 설비들에서 효율적이고 청결하게 에너지를 생성하는 것이 점점 더 요구되고, 이때 이는 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 연소에 의해 작동되는, 에너지를 생성하기 위한 종래의 설비에도 적합하다.

여기서, 가스터빈으로 작동되는 제너레이터들은 공공 에너지 공급뿐만 아니라 산업상의 이용을 위해서도 전기 에너지를 생성하기 위한 청결하고 효율적인 조치이다. 오늘날에는, 고급 세라믹 보호층들과 정교한 냉각 콘셉들의 이용 덕택으로, 가스터빈들이 부분적으로 1500℃가 넘는 평균의 터빈 유입 온도에 의해 작동될 수 있어서, 열회수 없는 40%의 순효율이 달성되고, 증기 터빈과의 결합에 의한 열회수에 의한 60%가 넘는 엑서지 효율이 달성된다.

최적화된 버너의 이용에 의해 천연가스에 의한 작동 중에 25ppm (체적) 미만의 (NO_x= 총 질소산화물, 즉 NO 및 NO₂를 합한 것) 평균 질소산화물 이미션과 10ppm 미만의 일산화탄소(CO) 이미션이 보장될 수 있고, 이때 결정된 테스트 주기가 이미션 검출을 위한 기초가 된다. 이로 인해, 예컨대 독일과 같은 많은 산업 국가들에서, 각각의 추가의 배기가스 후처리 없이도, 발전소 이미션에 대한 국가의 한계값은 준수될 수 있다.

가스터빈은 적은 이미션과 높은 효율에 의해서 뿐만 아니라, (100%부터 30%미만의 값들까지의 부하 유연성의) 매우 상이한 부하들에서의 작동과 같은 성능들과 (30분 미만에서의 기초 부하의 달성과 같은) 신속한 시동까지의 신속한 부하 변경들에 의해서도 구별된다. 전기 공급망 내로 공급된 전력의 시간상 큰 변동들을 특징으로 하는, (바람, 태양 등의) 재생 가능한 원천들로부터의 에너지의 비율 상승으로 인해, 가스터빈의 부하 유연성에 의한 이용이 증대된다. 그러나, 이로 인해, 실질적으로 테스트 주기 내에 검출된 평균값들과는 다른 오염물질 이미션이 초래된다: 버너 출력이 낮은 경우에 터빈의 기초 부하에 요구되는 값들보다 훨씬 하위에 존재하는 당량비들(다시 말해, 화학양론적 연소에 요구되는 값들에 기초한 연료-공기-비율들)에서 가스터빈-버너가 작동될 수 있다.

이러한 당량비들은 완전히 사전 혼합된 연소를 위한 희박 연소 한계의 훨씬 하위에도 존재하기 때문에, 연소되지 않은 탄화수소 및/또는 탄화수소 혼합물(UHC)과, 일산화탄소(CO)와, 빈번하게 마찬가지로 질소산화물의 이미션의 증가가 초래되고, 이때 질소산화물은 우세한 비율로 이산화질소(NO₂)로 배출되는 특수성이 존재한다. 이는 하층 대기 내로의 유입의 관점에서 볼 때, 일산화질소도 대기 내에서 몇 분 안에 이산화질소로 산화되기 때문에, 실제적으로는 문제가 되지 않는다. 그러나, NO₂가 청색 스펙트럼 영역과 자외선 근처의 스펙트럼 영역 내의 광을 흡수하는 불편한 성향을 가지므로, 오염물질 이미션이 모든 법적 규정들을 준수하는 가스터빈이라도 [영어로 "황색 기둥(yellow plume)"으로 지칭되는] 발전소의 연통으로부터 배출되는 배기가스 기둥의 일광에서의 황변으로 인해 허가 문제를 초래할 수 있다.

게다가, 가스터빈들의 경우 대체 연료로서 기름을 이용하는 조치가 빈번하게 제공된다. 이때, 천연가스에 의한 작동에 비해 질소산화물 이미션의 증가가 빈번하게 발생하고, 가시적 농도의 NO₂의 형성이 부하들의 더 넓은 영역에 걸쳐 관찰된다.

가스터빈 발전소들은, 전기 에너지의 생성으로부터 가능한 한 높은 이득을 달성하기 위해, 석탄 화력 발전소와 마찬가지로 지금까지 일반적으로 기초 부하에서 운영되었던 장기적 투자이다. 이때, 질소산화물 이미션은 거의 100%가 일산화질소(NO)로 구성된다. 그러므로, 황색 배기가스 기둥은 드물게 발생하는 가스터빈의 시동의 경우를 제외하고는 관찰되지 않았다. 이로 인해, 에너지 시장에서 급격하게 증가하는 재생 에너지들의 비율에 의해서야 비로소 개시되는, 가시적 이미션에 의한 어떠한 문제도 지금까지 도출되지 않았다.

마찬가지로, 이산화질소 이미션과 이로 인한 황변은, 예컨대 가스로 작동되는 압축기, 가스 및 기름으로 작동되는 보일러, 가스 엔진, 또는 디젤이나 중유로 작동되는 선박과 같이, 특정한 작동 요건들 하에서 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물을 불완전 연소시키는 여타 설비들의 배기가스 내에서 발생할 수 있다.

"MORIO HORI, NAOKI MATSUNAGA, NICK MARINOV, WILLIAM PITZ and CHARLES WESTBROOK: AN EXPERIMENTAL AND KINETIC CALCULATION OF THE PROMOTION EFFECT OF HYDROCARBONS ON THE NO-N02 CONVERSION IN A FLOW REACTOR; Twenty-Seventh Symposium (International) on Combustion/The Combustion Institute; 1998; 389-396쪽"에 제시되듯이, 일반적으로 이러한 NO₂-이미션의 발생과 이러한 현상의 연료에 대한 의존성은 특정한 온도 범위들에서 일산화질소(NO)와 UHC 또는 CO 사이에서, 불완전 연소에 따르는 화학적 기체상 반응들 때문이다. 그러나, 가스터빈의 안정적인 작동 거동을 보장할 수 있기 위해, 예컨대 가스터빈의 시동 단계 동안 뿐만 아니라 낮은 부분 부하에서의 작동 중에도, 이용된 연료의 불완전 연소는 감수된다.

그러나, NO₂의 형성은 상황들에 따라 NO₂-이미션 감소를 위한 다른 조치들을 요구하는 다른 원인들도 가질 수 있다: 그러므로, 폐열 증기 발생기와, 암모니아(NH₃)-주입에 따른 상류에 위치한 CO-산화 촉매와 하류에 위치한 SCR-촉매(SCR, "selective catalyitic reduction" 선택적 촉매 환원)로 구성되는 통합된 다단식 배기가스 후처리 장치를 구비한 가스터빈의 경우, 가시적 NO₂-이미션의 형성이 관찰되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 공보 EP 2 223 733 A1호에는 적합한 온도 구역에서의 CO-산화 촉매의 배치가 제안되었다. 그러나, 이러한 배기가스 정화는 절차상 복잡하고 비용이 많이 들어서, 임의로 개량 불가하거나, 현존하는 설비들에서 상당한 비용 하에서만 개량될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 과제는, 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 이러한 방법이나 장치는 간단하고 효율적인 방식으로 배기가스로부터 이산화질소를 제거할 수 있다.

게다가, 본 발명의 과제는, 환원제로서 NH₃에 의한 질소산화물의 선택적 촉매 환원(SCR)을 위한 시스템이 아직 제공되지 않은 설비들을 위한, 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 NO₂-이미션을 감소시키기 위한 개량 가능한 해결책을 제공하는 것으로서, 이때 바람직하게, 예컨대 암모니아와 같은 임의의 환원제의 저장, 계량 및 주입이 생략된다. 이때, 환원제 주입을 요구하는 해결책과 비교하여, 투자 비용의 감소, 환원제와 정비를 위한 운영 비용의 감소, 및 그 자체로서 오염 물질일 수 있는, 구현되지 않거나 불완전하게 구현되는 환원제의 이미션 방지로부터 장점들이 도출된다.

이러한 과제들은 청구범위 제1항에 따른 방법과 제10항에 따른 장치에 의해 해결된다. 이 외에도, 본 발명에 따른 장치가 제공되는 설비가 제공된다. 본 발명의 추가의 바람직한 실시예들이 종속 청구항들에서 구현된다.

가스터빈 배기가스 내의 NO₂-이미션을 감소시키기 위한, 본원에 제안되는 해결책은, 산소에 의한 탄화수소의 산화를 위해 충분히 낮게 선택된 촉매 활성의 경우 NO₂의 연소되지 않은 탄화수소와의 촉매 반응에 의해 배기가스 조성이 유도될 수 있고, 상기 배기가스 조성에서는 질소산화물(NO_x)의 전체 농도가 변하지 않더라도 NO₂농도는, 각각의 촉매-온도에 대해 NO₂와 NO 사이의 열역학적 평형 관계에 의해 제공되는 값보다 훨씬 하위에 존재하는 값이 될 수 있다는 놀랄만한 지식에 기초한다.

하기에서 본 발명은, 어떠한 방식으로든 제한되지 않으면서, 본 발명의 더 나은 이해를 위해 이용되는 도면들에 의해 예시로서 설명된다.

도 1에는 배기가스 처리 장치가 없는 종래의 터빈 발전소가 도시된다.
도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 NO₂-환원을 위한 촉매 처리 장치를 갖는 가스터빈 발전소가 도시된다.
도 3에는 하기 발명의 추가 실시예에 따른 폐열 증기 발생기 및 촉매 배기가스 정화 장치를 갖는 가스터빈 발전소가 도시된다.
도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 장치가 도시된다.
도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 추가의 장치가 도시된다.
도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 상대적인 열적 평형 상태의, 가스터빈의 배기가스 내의 NO 및 NO₂의 농도 추이와, NO₂ 환원 촉매의 하류의 NO 및 NO₂의 농도가 도시된다.
도 7에는 도 7a의 예시 2의 NO 및 NO₂의 농도들과, 도 7b의 예시 2의 공간 속도(SV) 및 온도 추이와, 도 7c의 C1-분획으로 측정된, 예시 2의 탄화수소의 농도 추이가 도시된다.

첨부된 도면들에는 본 발명의 실시예들이 도시되고, 이러한 실시예들의 추가의 이해가 전달된다. 상기 설명부와 관련하여, 이러한 실시예들은 본 발명의 콘셉들과 원리들의 설명에 이용된다. 다른 실시예들과 상기에 언급된 많은 장점들은 도면들과 관련하여 도출된다.

상기 도면들의 부재들은 서로에 대해 반드시 척도에 맞게 도시되는 것은 아니다. 동일하고, 기능이 동일하며, 동일하게 작용하는 부재들, 특징부들, 및 부품들에는, 다르게 구현되지 않는 한, 각각 동일한 도면 부호들이 도면들에 제공된다.

본 발명의 상세한 설명

탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 본 발명에 따른 방법이며, 이때, 이산화질소(NO₂)와 연소되지 않은 탄화수소(UHC)를 포함하는 배기가스가, UHC와의 반응에 의해 NO₂를 환원시키면서 UHC를 산화시키는, NO₂-환원을 위한 촉매(1)를 통해 이송되는 본 발명에 따른 방법은, 촉매(1)에서 배기가스 내에 포함된 이산화질소는 UHC의 산화에 의해 적어도 일산화질소(NO)로 환원되는 것을 특징으로 하고, 이때, 촉매(1)는,

(i) 저장 온도(T_UHCabs)를 갖고, 상기 저장 온도의 상위에서 촉매는 UHC 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 저장하고,

(ii) 활성화 온도(T_red)를 갖고, 상기 활성화 온도의 상위에서 촉매는 UHC의 산화에 의해 NO₂에서 적어도 NO로의 환원을 촉진시키며,

(iii) 이용 온도(T_ox)를 갖고, 상기 이용 온도에서 배기가스 내의 UHC의 산소(O₂)와의 산화가 이용되고,

이때, 방정식(I)에 설명되듯이, UHC의 저장을 위한 저장 온도(T_UHCabs)는 NO₂의 환원을 위한 활성화 온도(T_red)보다 낮다:

(I) T_UHCabs< T_red,

그리고,

방정식(II)에 설명되듯이, UHC의 O₂와의 산화를 위한 이용 온도(T_ox)는 (T_red)보다 높다:

(II) T_ox> T_red.

탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 본 발명에 따른 장치는 NO₂-환원을 위한 촉매(1)를 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 촉매는,

(i) 저장 온도(T_UHCabs)를 갖고, 상기 저장 온도의 상위에서 촉매는 연소되지 않은 탄화수소, UHC, 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 저장하고,

(ii) 활성화 온도(T_red)를 갖고, 상기 활성화 온도의 상위에서 촉매는 UHC의 산화에 의해 NO₂에서 적어도 일산화질소(NO)로의 환원을 촉진시키며,

(I) T_UHCabs< T_red,

그리고,

(II) T_ox>T_red.

본 발명에 따른 방법과 본 발명에 따른 장치에서 촉매의 이용 온도(T_ox)가 활성화 온도(T_red)보다 높음으로써, 현존하는 UHC에 의해 NO₂ 농도의 감소가 적어도 부분적으로 보장되는 것이 보장될 수 있다. 특정한 적용예들과 실시예들에서, 이산화질소의 농도는 100ppm보다 낮은 값, 바람직하게 50ppm, 특히 20ppm(예컨대 디젤 유닛을 위해) 또는 10ppm, 바람직하게 8ppm, 특히 6ppm(예컨대 가스터빈을 위해)의 값으로 감소될 수 있다.

특정한 실시예들에서, NO₂-농도의 가능한 한 완전한 감소가 보장될 수 있도록, 본 발명에 따른 방법은 (T_ox)보다 낮은 온도에서 작동될 수 있다. 그러나, 이러한 실시예들에서, 작동 온도는 단시간 동안, 예컨대 1시간 미만의, 바람직하게 30분 미만의, 더 바람직하게 20분 미만의, 그리고 특히 바람직하게 10분 미만의 시간 동안 이용 온도(T_ox)를 초과할 수 있는 것도 가능하다. 이러한 실시예들에서, 온도가 더 신속하게 다시 온도(T_ox)의 하위로 돌아갈 수 있을수록, 더 신속하게 NO₂ 농도의 감소의 개선이 달성될 수 있다. 게다가, 이러한 실시예들에서, 예컨대 배기가스를 생성하는 연소가 완전히 진행되어서, NO₂가 전혀 형성되지 않거나, 환원이 필요하지 않을 정도로 낮은 농도들로만 형성될 경우에, 작동 온도는 비교적 오랜 시간 동안 이용 온도(T_ox)를 초과할 수 있는 것이 가능할 수 있다.

마찬가지로, 특정한 실시예들에서, 이산화질소가 가능한 한 환원될 수 있도록, 활성화 온도(T_red) 이상의 온도에서 본 발명에 따른 방법을 실행하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 방법을, 단시간 동안, 예컨대 30분 미만의, 바람직하게 20분 미만의, 더 바람직하게 10분 미만의, 그리고 특히 바람직하게 5분 미만의 시간 동안 (T_red) 미만의 온도에서 실행하는 것도 가능하지만, 다시 온도(T_red) 이상의 온도로 신속하게 온도를 되돌리는 것이 바람직할 수 있다.

특정한 실시예들에서, 주로, 예컨대 지속 시간의 95% 초과 동안 (T_red)와 (T_ox) 사이의 온도 범위에서 본 발명에 따른 방법을 운영하는 것이 가능할 수 있다. 특정한 실시예들에서, (T_red)와 (T_ox) 사이의 온도 범위에서의 온도에서 시간상 평균으로 본 발명에 따른 방법을 작동하는 것이 가능할 수 있다.

그러나, 특정한 실시예들에서, 예컨대, NO₂를 저장하기 위한 저장부의 저장 용량이 소진된 경우에 온도가 (T_red) 이상의 값으로 상승되는 한, (T_red)보다 낮은 온도에서 NO₂를 저장하는, NO₂를 저장하기 위한 저장부가 존재하는 경우에, (T_red)보다 낮은 온도에서 더 오랜 시간에 걸쳐 본 발명에 따른 방법을 실행하는 것이 가능할 수도 있다. 여기서는, NO₂를 저장하기 위한 저장부가, 촉매(1) 또는 추가 촉매, 예컨대 NO₂를 저장하기 위한 촉매(3)일 수 있거나, NO₂를 저장하기 위한 다른 저장부, 예컨대 흡수 액체일 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 촉매에서 NO₂의 농도는 완전히 감소될 뿐만 아니라 부분적으로만 감소될 수도 있다. 또한, NO₂-이미션에 의한 황색 배기가스 기둥의 발생을 방지하기 위해, NO₂도 추가로 질소(N₂)로 환원될 수 있지만, 이때 적어도 일산화질소(NO)로 환원된다. 특정한 실시예들에서, UHC에 의한 NO₂의 NO로의 환원은 바람직할 수 있는데, 그 이유는 여기서 N₂에 대한 완전한 환원과 비교할 때 더 낮은 활성화 에너지가 요구되기 때문이다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 촉매(1)를 위해 필요한 요건들이 보장되는 한, 정제된 배기가스의 배출 이후에 대기 내에서 NO로부터 NO₂의 재형성을 방지하기 위해, 환경기술적 관점에서 NO₂의 N₂로의 완전한 환원이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 특정한 실시예들에서, NO 및 NO₂를 포함하는 NO_x의 총량은 감소될 수 있는 것이 가능할 수 있다.

추가로, 본 발명에 따른 방법에서, UHC의 산화는 UHC의 부분적인 산화뿐만 아니라 완전한 산화일 수 있다. 특정한 실시예들에서, 산화는 완전한 산화일 수 있는데, 그 이유는 이로 인해, 대기 및/또는 환경에 손상을 끼칠 수 있는, 예컨대 알데히드와 일산화탄소(CO)와 같은 UHC의 부분적인 산화 생성물의 연속적 산화가 방지될 수 있기 때문이다. 그러므로, 특정한 실시예들에서, 바람직하게 UHC로부터 이산화탄소(CO₂)로의 완전한 산화가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, UHC로서, 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 얻어지는, 연소되지 않은 탄화수소뿐만 아니라 연소되지 않은 탄화수소 혼합물도 고려된다. 본 발명의 방법에서, 연소 시 탄화수소와 탄화수소의 혼합물 뿐만 아니라 연소되지 않은 탄화수소와 탄화수소 혼합물도 특히 제한되지는 않는다.

예컨대, 연소되는 탄화수소와 탄화수소 혼합물은 석유, 천연가스, 디젤, 중유, 원유, 메탄, 에탄, 또는 메탄올이나 에탄올과 같은 부분적으로 치환된 탄화수소를 포함할 수 있다. 여기서, 탄화수소는 예컨대 1 내지 40개의 C-원자와 같은 임의의 수의 탄소를 포함할 수 있고, 분지형 또는 비분지형, 포화된 상태 또는 비포화 상태, 치환된 상태 또는 비치환된 상태, 방향족 또는 고리형일 수 있다. 여기서, 연소를 위한 탄화수소 혼합물은 마찬가지로 예컨대 탄소, 황, 메탈, 또는 여타의 불순물들과 같은 추가의 물질뿐 아니라, 예컨대 티올, 알코올, 알데히드, 케톤, 아민, 니트로 화합물 등과 같이 치환된 탄화수소도 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 이러한 추가의 물질들이 배기가스 내에서 발견될 수 있지만, 특정한 실시예들에서 촉매(1) 및/또는 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)의 상류에서 필터링될 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 촉매(1) 및/또는 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)의 상류에 예컨대 촉매 독소로서, 촉매(1) 및/또는 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)에 부정적으로 영향을 끼치는 물질을 제거하는 것이 바람직하다.

본 발명의 범주에서 연소를 위해 제공된 탄화수소와 탄화수소 혼합물은 상기 관계에서 어떠한 다른 것이 도출되지 않은 채로 연료로도 표시될 수 있다.

예컨대, 연소되지 않은 탄화수소는, 예컨대 메탄, 에탄, 프로판, 프로펜, 부탄, 1-부탄, 2-부탄, 펜탄, 펜텐, 씨클로펜탄, 헥산, 벤젠, 또는 톨루엔과 같이, 1 내지 20개의, 바람직하게 1 내지 10개의, 더 바람직하게 1 내지 4개의 탄소 원자일 수 있다. 마찬가지로, 연소되지 않은 탄화수소와 연소되지 않은 탄화수소 혼합물은 탄화수소와 탄화수소 혼합물의 연소로부터의 부분적으로 산화된 예컨대 알데히드와 케톤과 같은 반응 생성물일 수 있고, 상기 반응 생성물은 추가 산화를 가능하게 한다. 여기서는, 탄화수소가 포화된 상태 또는 비포화된 상태, 그리고 분지형 또는 비분지형, 뿐만 아니라 고리형 또는 방향족일 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 탄화수소는 치환될 수도 있다. 특정한 바람직한 실시예들에서, 촉매(1) 및/또는 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)에는 바람직하게 탄화수소가 공급되고, 상기 탄화수소는 이러한 촉매(들)에 부정적인 영향을 끼치지 않는다.

본 발명에 따른 방법에서, 배기가스 내의 높은 NO₂-이미션은 특히 가스터빈의 작동 또는 천연가스 또는 기름에 의한 설비의 작동 시에 낮은 부분 부하의 영역(<50%)에서 그리고 시동 또는 여타의 부하 변경 시에, 바람직하게 2개 이상의 조치들의 조합에 의해, 배기가스 기둥의 가시적 변색이 더 이상 발생하지 않는 동시에 모든 법적 한계값들이 준수되도록 감소될 수 있다. 부하 변경 또는 낮은 부분 부하는 예컨대, 에너지망 내로 전류를 공급하는 설비의 경우 또는 부하가 지속적으로 동일해야 하는 설비의 경우 또는 속도를 조절해야 하는 선박과 같이, 예컨대 본 발명에 따른 다른 설비의 경우에서도 발생할 수 있다. 높은 양의 에너지가 예컨대 풍력 및/또는 태양력과 같이 변동하는 재생 가능 에너지로부터 에너지망으로 공급됨으로써, 이러한 발전소들로부터 더 적은 에너지가 요구되면, 예컨대 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 연소에 기초하는 발전소의 경우에 낮은 부하가 발생할 수 있다.

특정한 실시예들에서, 배기가스가, 예컨대 가스터빈 배기가스가 하기의 특성들을 갖는 촉매(1)를 통해 이송될 수 있다: 활성화 온도(T_red)의 상위에서 상기 촉매는 가스터빈의 연소되지 않은 탄화수소 이미션(UHC)과 NO₂를 반응시키고 적어도 NO로 환원시키며, 이때 상기 UHC는 산화된다. 이용 온도(T_ox>T_red)의 상위에서 UHC의, 배기가스 내의 소비되지 않은 산소(O₂)와의 산화가 이용된다.

바람직한 실시예들에서, NO₂-농도가 원하는 이미션 한계값의 상위에 존재하는 한, O₂와의 산화를 위한 반응속도는 NO₂와의 산화를 위한 반응속도보다 느릴 수 있다. 예시로서, 본 발명에 따른 방법을 위한 이미션 한계값은 100ppm, 바람직하게 50ppm, 더 바람직하게 20ppm, 특히 바람직하게 10ppm, 그리고 특히 8ppm, 더 특히 6ppm일 수 있다. 이러한 방식으로, NO₂-농도의 개선된 감소가 달성될 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 방법에서, 촉매(1)는, 낮은 온도(T_UHCabs< T_red)의 상위에서, 예컨대 알데히드와 같은 UHC의 부분적인 산화의 반응 생성물과 UHC를 저장하고, 방정식(III)에 설명되듯이, 특히 산화(T_ox)를 위한 이용 온도의 훨씬 상위에서야 비로소, 온도(T_UHCdes)에서 다시 상기 반응 생성물을 배출시키는 특성을 가질 수 있다.

(III) T_UHCdes > T_ox

예컨대, 바람직한 실시예들에서, 촉매(1)는, (T_ox)의 상위의 20℃, 바람직하게 50℃, 그리고 더 바람직하게 100℃의 온도에서 UHC와 UHC의 부분적인 산화의 반응 생성물을 배출시킬 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 본 발명에 따른 방법에서 설비의 작동 중에 NO₂에 비해 UHC의 부족이 존재하더라도, 낮은 온도에서도 NO₂-환원을 위한 촉매(1) 내에 UHC의 저장이 존재하는 것이 특히 보장될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 온도가 (T_red)로 상승되어서 NO₂의 환원된 양이 증가될 수 있는 경우에, 낮은 온도들에서 UHC를 저장함에 따라 더 많은 UHC가 제공될 수도 있다.

게다가, 바람직한 실시예들에서, 방정식(Ⅳ)에 설명되듯이, 촉매(1)는, (T_red)보다 낮은,마찬가지로 낮은 온도(T_NO2abs)의 상위에서 NO₂도 저장하고, 방정식(Ⅴ)에 설명되듯이, 온도(T_NO2des)에서 환원을 위한 활성화 온도의 상위에서야 비로소 이러한 NO₂를 다시 배출시키고/제거시키는 특성을 갖는다.

(Ⅳ) T_NO2abs < T_red

(Ⅴ) T_red < T_NO2des

이러한 예시적인 실시예들에서, -40℃ 부터 +40℃까지의 범위 내, 선택적으로 10 내지 35℃의 범위 내, 선택적으로 20 내지 30℃의 범위 내의 주변 온도들에서 예컨대 본 발명에 따른 설비의 경우 예컨대, 탄화수소의 연소의 시작 시와 같이, 낮은 온도에서의 NO₂-농도의 추가 감소가 가능하다. 이러한 실시예들에서, NO₂의 제거/배출 시에 NO₂-환원을 위한 UHC가 충분히 존재하는 것을 보장하기 위해, 온도(T_NO2des)가 (T_ox)보다 낮은 경우가 바람직할 수 있다. 바람직한 실시예들에서, (T_NO2abs)는 배기가스가 촉매(1)를 통해 이송되는 온도보다 낮다.

특정한 실시예들에서, 예컨대 연소의 시작 시에 온도에 의한 방법의 제어도 불가능할 수 있으므로, 이러한 실시예들에서, 시작 시에 더 많은 UHC를 생성하는 것이 바람직할 수 있고, 상기 UHC는 온도가 상승할 경우 NO₂-환원을 위해 제공되기 위해 저장될 수 있다. 그리고 나서, 적합한 NO₂-환원이 달성된 이후에, 생성된 UHC의 양은 다시 감소될 수 있다.

게다가, 특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 방법에서의 연소는 예컨대 시작 단계 중에 그리고 낮은 부분 부하의 단계들 중의 UHC-농도가 시간상 평균적으로특정 계수(γ)만큼 NO₂-이미션의 시간상 평균의 상위에 존재하도록 제어될 수 있고, 이러한 계수는 방정식(Ⅵ)에 따라 UHC의 농도 X_UHC와 NO₂의 농도 X_NO2로부터 산출될 수 있다.

(Ⅵ) γ = X_UHC/X_NO2> 1

여기서, 이러한 계수의 값은, 예컨대 천연가스나 기름과 같은 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 연소 시에 이용된 연료에, 예컨대 이의 조성, 결정 구조 및/또는 특유의 표면과 관련하여 촉매 재료에, 그리고/또는 촉매 온도에 좌우될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 계수(γ)는 예컨대 공기와 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물과 같이 연소를 위해 첨가된 재료들의 양/비율에 의해 그리고/또는 예컨대 공기의 공급 온도에 의해 그리고/또는 예컨대 연소 챔버(BK) 내의 연소 시 온도의 제어에 의해 이루어질 수 있다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 상기 계수(γ)가 다시 1보다 큰 값으로 설정된다면, 단시간 동안, 예컨대 1분 내지 30분의 범위 내에서, 바람직하게 5분 내지 10분까지의 범위 내에서 1보다 작은 값을 취하는 것도 가능하다.

특정한 실시예들에서, 촉매(1)의 하류의 배기가스는 UHC의 산화를 위한 촉매(2)를 통해 이송될 수 있고, 상기 촉매는 UHC 및/또는 예컨대 산소에 의한 UHC의 산화 생성물을 산화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 환경을 손상시킬 수도 있는 UHC의 산화 생성물 또는 UHC의 배출은 저하되거나 감소될 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 촉매(2)는 촉매(1)를 통한 통과 이후의 배기가스가 갖는 온도에서 UHC의 및/또는 UHC의 산화 생성물의 산화를 촉진시킬 수 있다. 특정한 실시예들에서, 촉매(2)는 (T_red) 이하의 온도에서 UHC의 산화 생성물 및/또는 UHC의 산화를 실행할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 촉매(2)는 바람직하게 추가로 일산화탄소(CO)로, 적어도 부분적으로 이산화탄소(CO₂)로 산화시킬 수도 있다. 이러한 촉매(2)에 적합한 촉매 재료들은 당업자에 의해 적합하게 이용될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 실시예들에서, 촉매(1)의 상류의 배기가스는 NO₂-저장을 위한 촉매(3)를 통해 이송되는 것이 가능할 수 있고, 바람직한 실시예들에서 상기 촉매는 온도(T_NO2abs)에서 이산화질소를 저장하고 온도(T_NO2des)에서 배출한다. 이러한 실시예들에서, 추가의 NO₂-저장이 가능하여서, 배기가스 내의 NO₂의농도는 추가로 감소될 수 있다. 특정한 실시예들에서, (T_red)보다 높은 온도(T_NO2des)에서의 NO₂의 배출에 의해 NO₂-농도를 추가로 낮추는 것이 가능할 수 있는데, 그 이유는, 이러한 실시예들에서, (T_red)보다 높은 온도에서야 비로소 NO₂가 촉매(1)로 이송되기 때문이다. 바람직한 실시예들에서, (T_ox)보다 낮은 온도에서 NO₂가 촉매(1)로 이송되는 것을 보장하기 위해 (T_NO2des)는 (T_ox)보다 낮다. 특정한 실시예들에서, 촉매(1)의 상류에서의 배기가스는 하나 또는 복수의 추가 NO₂-저장 매체를 통해, 추가로 또는 촉매(3) 대신에, 예컨대 NO₂-흡수 매체 또는 고체의 저장 매체를 통해 이송될 수도 있고, 이때 특정한 실시예들에서, 추가의 저장 매체는 온도(T_NO2abs) 및 온도(T_NO2des)와 관련하여 촉매(3)의 온도 특성들을 가질 수 있다. 바람직한 실시예들에서, (T_NO2abs)는 배기가스가 촉매(3) 및/또는 추가의 저장 매체를 통해 이송되는 온도보다 낮다. 특정한 실시예들에서, 촉매(3)와 추가의 NO₂-저장 매체가 제공될 수도 있다. 촉매(3)에 적합한 촉매 재료들은 당업자에 의해 예컨대 측정 시스템들에서의 더 간단한 실험들에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 이 외에도, 특정한 실시예들에서 배기가스 정화를 위한 추가의 저장 촉매들 및/또는 다른 촉매들이 제공될 수도 있다.

특정한 실시예들에서, 예컨대 촉매(1) 및/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)의 촉매 온도를, (T_max)보다 낮은 온도로 설정하기 위한 조치들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다: 예컨대 UHC 및/또는 NO₂를 위한 양호한 저장 용량을 갖는 촉매들이 임계값(T_max)의 상위의 온도들에서 촉매 작용 및/또는 저장 용량의 손실과 반응하고, 상기 임계값은 예컨대 가스터빈의 최대 배기가스 온도의 하위에 존재할 수 있다. 이로써, 이러한 바람직한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 촉매들의 손상이 방지되는 것이 가능할 수 있고, 그렇지 않으면 상기 촉매들은 NO₂-농도의 감소의 저하를 초래할 수 있을 것이다.

특정한 실시예들에서, 특정한 온도를 하회할 경우 소정의 시간 동안 촉매(1) 및/또는 촉매(1 및/또는 3) 및/또는 추가의 저장 촉매들 및/또는 저장 매체들의 저장 용량을 이용하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 온도 및/또는 압력 및/또는 물질 유동 및/또는 배기가스 내의 물질 농도의 상응하는 제어에 의해 상기 방법의 특정한 요건들 내에서 상기 방법을 제어하여서, 저장부가 더 작게 구성될 수 있는 것이 바람직하다.

그러므로, 특정한 실시예들에서, 예컨대 가스터빈 발전소들에서, 촉매 내 배기가스 온도가 (T_max)보다 낮은 것을 보장하기 위해, 예컨대 촉매 반응 장치인, 촉매들의 상류의 증기 생성기와 같이 열회수/열교환기를 위한 조치들이 취해지거나 이용될 수 있다. 열회수를 위한 조치들이 제공될 수 없거나 제공되지 않으면, 특정한 실시예들에서, 탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 연소 이후에 최대 배기가스 온도까지 바람직하게 작용의 손실 없이 운영될 수 있는 덜 민감한 촉매들을 이용하는 것이 바람직할 수 있으므로, 이러한 조치들에서 (T_max)는 최대의 배기가스 온도보다 높다.

특정한 실시예들에서, 하나 또는 복수의 촉매들의 상류에서 규정된 값으로, 예컨대, 촉매(1)의 경우에 예컨대 (T_red)와 (T_ox) 사이의 값으로 그리고/또는 촉매(3)의 경우에 (T_NO2abs)와 (T_NO2des) 사이의 값으로 온도를 상승시키거나 감소시키는 조치를 취하는 것도 가능하다.

특정한 실시예들에서, 온도 상승을 위한 조치들은 하나 또는 복수의 열교환기들에 의해 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 열교환기의 유형은 전혀 제한되지 않는다. 예컨대, 촉매(1) 및/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)를 포함한 본 발명에 따른 장치에서 각각 하나 또는 복수의 열교환기가 촉매(1)의 상류 및/또는 하류에 그리고/또는 경우에 따라 촉매(2)의 상류 및/또는 하류에 그리고/또는 경우에 따라 촉매(3)의 상류 및/또는 하류에 제공될 수 있다. 이와 같이, 예컨대 0 내지 30개, 바람직하게 4 내지 20개, 그리고 특히 바람직하게 10 내지 15개의 열교환기들이 제공될 수 있다.

특정한 실시예들에서, 촉매들의 상류 및/또는 하류의 온도들은 추가로 또는 단독으로 촉매들의 상류 및/또는 하류의 압력 설정에 의해 적합하게 설정될 수 있다.

특정한 실시예들에서, 배기가스가 이송되는 각각의 촉매의 상류와 마지막 촉매의 하류에 각각 하나 이상의 열교환기들이 존재한다.

특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 장치에서 온도 전제 조건들 및/또는 반응속도 전제 조건들은 촉매/촉매들의 적합한 재료 선택에 의해 설정될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 온도 및/또는 반응속도의 요건들은 촉매들의 상이한 재료 선택에 의해 보장될 수 있다.

NO₂ 저장을 위한, 촉매(1) 내의 UHC와 경우에 따라 NO₂의 저장 및/또는 경우에 따라 촉매(3) 내의 NO₂의 저장은, 특정한 실시예들에 따라 촉매에서의 흡수뿐만 아니라 제거에 의해서도 이루어질 수 있고, 상기 흡수 및 제거는 각각 화학적인 과정들 그리고/또는 물리적인 과정들에 기초할 수 있다. 바람직하게, 저장에 이용된 촉매들(1 및/또는 3)의 조성과 결정 구조는, 본 발명에 따른 방법에서 저장과 복원이 저장된 물질의 반응이 없거나 반응이 있는 배출에 의해 가역식으로 이루어지도록 설정될 수 있다. 특히, 재료 특성들은, 촉매(1) 또는 다른 저장 촉매들, 예컨대 NO₂-저장을 위한 촉매(3)도 본 발명에 따른 방법에서 저장된 물질들의 반응이 없거나 반응이 있는 배출에 의한 저장과 복원에 의해 손상되지 않도록 설정될 수 있다.

본 발명의 범주에서, 촉매(1) 및/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)에 대한 관계가 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)에 대한 관계에 의해, 상기 도시로부터 어떠한 다른 것도 도출되지 않는 것으로 설명될 수 있다.

특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 장치에서 하나 또는 복수의 촉매들(1) 및/또는 하나 또는 복수의 촉매들(2) 및/또는 하나 또는 복수의 촉매들(3) 및/또는 하나 또는 복수의 열교환기들이 제공될 수 있다. 이때, 촉매들 및/또는 열교환기들은 동일하거나 상이할 수 있다.

추가로, 특정한 실시예들에서, 예컨대 하나의 측면 및/또는 대향하는 측면들 상에 촉매(1)가 촉매 재료(2 및/또는 3)의 용액 및/또는 에멀젼 및/또는 현탁액에 의해, 전체 촉매(1)가 촉매(2) 및/또는 촉매(3)의 촉매 재료에 의해 덮이지 않도록 스며들게 되고 나서, 열적으로 처리됨으로써, 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)이 지지부 상에 일치되는 것이 가능하다. 예컨대, 이러한 방식으로 코르디어라이트-지지부 상에 상이한 제올라이트들이 적층될 수 있다. 그리고 나서, 이러한 실시예들에서, 촉매가 각각 촉매(1) 및/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)에 상응하는 상이한 구역들을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 장치에서 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)을 위한 촉매 재료들은, 이러한 재료들이 요구된 온도 규정들을 충족시키는 한 특히 제한되지 않는다. 적합한 촉매 재료들 및 저장 재료들은, 예컨대 조성, 결정 형태, 및/또는 표면 상태에 의해 특성화되어, 온도 프로그램화된 반응, 온도 프로그램화된 흡수, 및 온도 프로그램화된 제거, 응력 테스트 및 장기 연구들과 같이 알려진 실험 방식들에 따라 당업자에 의해 결정될 수 있다. 이러한 연구들은 예컨대 측정 시스템들에서 실행될 수 있고, 상기 측정 시스템들에서 제어되어 설정 가능한 조성, 제어되어 설정 가능한 가스 체적 유량, 및 제어되어 설정 가능한 온도를 갖는 가스 혼합물은 제어되어 설정 가능한 온도를 갖는, 재료 표본들을 포함하는 반응 장치를 통해 이송되고, 적합한 가스 분석 기술에 의해 조성물의 변화에 대해 정량적으로 분석될 수 있다.

예컨대, 촉매의 NO₂-저장 특성들 및/또는 UHC 저장-특성들은 상기 촉매의 산성 및/또는 공극 구조를 통해 영향을 받을 수 있다. 또한, 저장 특성들은 예컨대 제올라이트의 경우에서처럼 결정 공극의 구조에 의해 설정될 수도 있다.

예컨대, 이산화티탄(TiO₂)은 양호한 UHC-저장을 나타내고, 상기 이산화티탄은 추가로 예컨대 3산화 텅스텐(WO₃)에 의해, 가스터빈의 전체 배기가스 온도 범위에서 이용될 수 있도록 안정화될 수 있다. 이와 동시에, 이러한 재료가 NO₂를 위한 저장 용량도 나타낸다. 추가로 WO₃의 더 높은 함량에 의해, 예컨대 650℃가 넘는 온도까지의 비교적 높은 온도에서의 적용을 위한 촉매 재료들이 얻어질 수 있다. 예컨대 TiO₂/ZrO₂ 또는 TiO₂/Al₂O₃와 같은 이산화지르코늄 또는 3산화 알루미늄을 갖는 이산화티탄의 추가의 혼합 산화물은 촉매 제조를 위한 기초로서 당업자에게 알려져 있고, 물론 마찬가지로 이용될 수 있다.

이러한 기초 재료가 예컨대 5산화 바나듐(V₂O₅)과 혼합되면, UHC에 의한 NO₂의 환원과 UHC의 산화가 발생할 수 있다. 이러한 반응들의 활성화 온도(T_red) 및 이용 온도(T_ox)는 일반적으로 촉매의 V₂O₅-함량 증가에 의해 감소된다. V₂O₅-함량이 너무 높게 선택되면, NO₂-환원에 비해 UHC-산화가 우세하므로, 넓은 온도 영역에서 UHC-이미션의 양호한 감소가 달성될 수 있기는 하지만, NO₂-이미션의 충분한 감소는 더 이상 달성될 수 없다. 예컨대, 특정한 실시예들에서, 1.7 중량%의 V₂O₅ 함량의 경우 비교적 높은 온도들에서도 양호한 NO₂-환원이 보장될 수 있는 반면에, 특정한 실시예들에서, 3 중량%의 V₂O₅ 함량의 경우 400℃가 넘는 온도들에서 NO₂-환원의 감소가 이미 발생할 수 있다.

이로 인해, 예컨대 ZSM5 타입의 제올라이트는 UHC를 위한 우수한 흡수 능력을 나타내며, [예컨대, 상응하는 염에 의한 침투(impregnation)를 통한] 예컨대 Cu, Fe, Pt, W, In, 또는 Ag와 같이 촉매에 의해 활성화된 구성요소들에 의한 상응하는 도핑 시에 NO에 대한 NO₂의 양호한 변환비와, 부분적으로 심지어는 N₂에 대한 질소산화물의 완전한 환원을 포함하기도 한다. 특히, 더 넓게 확장된 Na-ZSM5가 이러한 적용에 덜 바람직한 반면에, H-ZSM5는 NO₂-환원 촉매의 기본 구성요소로서 바람직하다. 일반적으로 제올라이트는 예컨대 650℃가 넘는 비교적 높은 온도에서의 적용에도 적합하다.

또한, 상이한 촉매 재료들은 UHC를 상이한 생성물들로 산화시킬 수 있다. 이 같이, 예시 1에 이용된 Fe-NaZSM5-촉매 또는 예시 2에 이용된 촉매도 UHC를 일산화탄소로 산화시키는 반면에, 예컨대 예시 1에 이용된 Pt-NH₄ZMS5-촉매는 UHC를 CO₂로 산화시킬 수 있다.

특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 장치 및/또는 본 발명에 따른 설비의 제어는 1분 내지 30분의 범위 내에, 바람직하게는 3분 내지 10분까지의 범위 내에 존재할 수 있다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 더 신속한 제어가 이루어질 수도 있다.

탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 본 발명에 따른 장치는 NO₂-환원을 위한 하나 이상의 촉매(1)를 갖고, 상기 촉매는,

(i) 저장 온도(T_UHCabs)를 갖고, 상기 저장 온도의 상위에서 촉매는 UHC와 UHC의 부분적인 산화 생성물을 저장하고,

이때, 방정식(I)에서 설명되듯이, UHC의 저장을 위한 저장 온도(T_UHCabs)는 NO₂의 환원을 위한 활성화 온도(T_red)보다 낮다:

(I) T_UHCabs< T_red,

그리고,

방정식(II)에 설명되듯이, UHC의 O₂와의 산화를 위한 이용 온도(T_ox)는 (T_red)보다 높다.

(II) T_ox>T_red.

이 외에도, 특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 장치가 하나 또는 복수의 촉매들(1) 및/또는 하나 또는 복수의 촉매들(2) 및/또는 하나 또는 복수의 촉매들(3) 및/또는 하나 또는 복수의 열교환기들을 구비할 수 있다.

예컨대, 특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 장치가, 가스터빈의 배기가스 라인 내로 통합된, 배기가스 정화를 위한 촉매 반응 장치일 수 있고, 상기 반응 장치는 하나 이상의 촉매(1)를 포함한다.

특정한 실시예들에서, 촉매(1) 및/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)는 벌집형 촉매, 플레이트형 촉매 등으로 구성될 수 있고, 이때 예컨대 촉매의 세포 밀도나 플레이트 간격 및 길이가, 특정한 실시예들에서 관련된 작동 요건들 하에서 배기가스 체류 시간이 30ms를 초과하고, 촉매(1) 내에서 NO₂의 UHC와의 촉매의 변환은 이송을 제한하지 않고 촉매의 변환 빈도수에 의해 주목할 정도로 제한되지도 않도록 선택되지만, 다른 한편으로 배기가스 배압(counterpressure)은 전체 부하 하에 가스터빈의 효율에 허용될 수 있는 값의 하위, 전형적으로는 5 내지 10mbar이다.

특정한 실시예들에서, 촉매(1) 및/또는 촉매들(1 및/또는 2 및/또는 3)은 얇은 세포벽들을 갖는 압출된 고체 촉매이거나, 촉매 재료에 의해 코팅된, 얇은 벽두께의 세라믹 지지부 또는 금속 지지부이다.

특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 장치는 설비들에서 이용될 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 장치를 포함하는 설비들이 개시된다.

이러한 설비들의 예시들은 가스터빈 발전소, 하나 또는 복수의 가스터빈들에 의해 작동되는 압축기, 가스 또는 기름에 의해 작동되는 보일러, 가스 엔진, 또는 디젤 또는 중유의 연소에 의해 작동되는 선박 엔진일 수 있다.

특정한 실시예들에서, 이러한 설비들의 경우 설비의 배기가스 라인 내에서 열회수 및/또는 열교환을 위한 하나 또는 복수의 장치들이 제공될 수 있다.

특정한 실시예들에서, 열회수 및/또는 열교환을 위한 이러한 장치들은, 배기가스와 접촉하는, 적어도 일체인 열교환기들을 포함할 수 있다. 특정한 실시예들에서, 예컨대 열회수를 위한 이러한 장치가 폐열 증기 발생기일 수 있다.

특정한 실시예들에서, 본 발명에 따른 설비들은 힘-열-결합에 의한 지역 열 발전소들일 수도 있고, 이때 이러한 실시예들에서, 다른 촉매들 및 공정과의 주의 깊은 매칭이 필요할 수 있다.

도 1에 도시되듯이, 본 발명에 따른 장치가 제공될 수 있는 예시적인 설비가 가스터빈 발전소이고, 상기 발전소는 제너레이터(G), 공기(L)를 압축하기 위한 압축기(KP), 및 연료(B), 탄화수소 또는 탄화수소의 혼합물에 의해 가스터빈(G)을 작동하기 위한 연소 챔버(BK)를 구비할 수 있다. 가스터빈(GT)으로부터 흘러나오는 배기가스가 이러한 설비에서 디퓨저(D)를 통해 굴뚝(K) 내로 이송된다.

도 2에 도시되듯이, 본 발명의 특정한 실시예들에서, 디퓨저(D)의 하류에서 촉매 반응 장치(KR)를 포함하는 장치가 이러한 설비 내로 삽입될 수 있다.

예컨대 도 2에도 도시되듯이, 바람직한 실시예들에서, 촉매 반응 장치(KR)를 구비한 장치는 굴뚝(K) 내에 장착되지 않거나, 적어도 굴뚝(K) 내에서, 촉매 재료가 비에 노출될 수 있도록 장착되지 않는데, 그 이유는 예컨대 증발하는 비에 의한 폭발 압력으로 인해, 비가 촉매 또는 촉매들을 손상시키거나 파괴할 수 있기 때문이다. 특정한 실시예들에서, 강한 온도 변화에 의해서도 손상이 발생할 수 있는데, 그 이유는 촉매들이 온도 충격에 민감하기 때문이다.

디퓨저의 하류에 폐열 증기 발생기(AD)가 제공되는, 본 발명에 따른 추가의 실시예가 도 3에 도시되고, 상기 디퓨저는 촉매(1)와 4개의 열교환기들(WT1, WT2, WT3, 및 WT4)을 구비한다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 폐열 증기 발생기가 예컨대 하나 또는 복수의 촉매들, 예컨대 촉매(1 및/또는 2 및/또는 3)와 하나 또는 복수의 열교환기들도 구비할 수 있고, 이때 열교환기들은 상이한 방식으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 예시적인 실시예가 도 4에 도시되고, 상기 장치 내에서 배기가스는 좌측에서 우측으로 연속하여 촉매(3), 촉매(1), 및 촉매(2)를 통해 흐른다. 도 5에는, 본 발명에 따른 장치의 추가의 예시적인 실시예가 도시되는데, 상기 장치 내에는 추가로 열교환기들(WTA, WTB, WTC, 및 WTD)이 촉매들(1, 2 및 3)의 상류와 중간과 하류에 제공된다. 그러나, 특정한 실시예들에서, 복수의 촉매들, 예컨대 촉매들(1, 2 및 3) 및/또는 복수의 또는 소수의 열교환기들이 제공될 수 있고, 그리고/또는 촉매(2) 및/또는 촉매(3)가 생략될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 도 5에 도시된 장치는 설비의 시작/런닝-업(running-up) 또는 비정적 작동 시에 장점들을 가질 수 있는데, 그 이유는 이산화질소가 저장될 수 있기 때문이다. 또한, 촉매들 내의 온도는 열교환기들에 의해 더 양호하게 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 특정한 실시예들에서, 촉매의 하류의 NO 농도 및 NO₂ 농도에 대한, 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 장치의 적용 효과는, 가스터빈 내의 양 물질들의 평형 농도들과 비교하여 도 6에 예시로서 도시되지만, 이때 이러한 도면은 본 발명을 제한하지 않는다.

상기의 실시예들, 구성들, 및 개선예들은, 유용하다면, 임의로 서로 조합될 수 있다. 본 발명의 추가의 가능한 구성들, 개선예들, 그리고 구현예들은 실시예들과 관련하여 상기 또는 하기에 설명된, 본 발명의 특징들의 명확하게 언급되지 않은 조합들도 포함한다. 특히, 당업자는 본 발명의 각각의 기본 형태에 대한 개선들 또는 보완들로서 개별 관점들도 추가할 것이다.

본 발명은 이제 실시예들에 의해 더 구체적으로 도시되고, 이때 이러한 실시예들은 본 발명을 전혀 제한하지 않는다.

예시 1

측정 시스템에서 공급 가스(feed gas)는 하기의 표 1과 표 2에 따른 불순물들(NO 및 NO₂)과 탄화수소의 전체 농도(HC_tot)(total hydrocarbon concentration)를 갖는 질소의 조성(N₂/O₂/H₂O = 82/8/10 Vol.%)의 배기가스 모델로서 상이한 2개의 촉매 재료들(Pt-NH₄ZMS5 및 Fe-NaZSM5)을 통해 이송되고, 상기 촉매 재료들은 코디어라이트 지지부 상으로 평방인치 당(cpsi) 400셀의 세포 밀도로 코팅되었다. 여기서, Pt-NH₄ZMS5는 백금에 의해 도핑되고 암모니아 교환된 ZSM5-제올라이트이고 Fe-NaZSM5는 철로 도핑된 나트륨 이온 교환된 ZSM5-제올라이트이다.

모든 실험들에서 공간 속도는 표준 가스 밀도와 관련하여 시간당 50,000이었다.

탄화수소의 전체 농도(HC_tot)는 불꽃 이온화 검출기(flame-ionization detector)에 의해 측정되었고, 농도는 ppm C1-분획 내에서 체적 부분들로 제시된다.

NO 및 NO₂의 농도들은 전자 화학 센서들에 의해 검출되었다.

가스 조성의 측정들은 표 1과 표 2에 인용된 상이한 온도들에서 실행되었다. 촉매 당, 100℃에서 600℃로 균일하게 상승하는 온도(램프 업)와 600℃에서 100℃로 균일하게 감소하는 온도(램프 다운)의 2개의 측정 열들이 각각 실행되었고, 이때 온도 변화는 +/- 10 K/Min.였다. 여기서, 상승 온도 및 감소 온도에 의한 측정 열들은 연소되지 않은 탄화수소(UHC)를 위한 촉매 재료들의 저장 용량의 검출에도 이용된다. 추가로, 표들에서 촉매를 통한 통과 이후에 공급 가스와 관련하여 제거되었던 이산화질소의 비율은 deNO₂로서 퍼센트로 제시되고, 공급 가스 내의 NO₂-농도에 의해 나뉘어지는 촉매 하류의 각각의 NO₂-농도와, 공급 가스 내의 NO₂-농도의 차이로서 계산될 수 있다.

	공급 가스			Pt-NH₄ZSM5 (증가)				Pt-NH₄ZSM5 (감소)
T(℃)	NO	NO₂	HC_tot	NO	NO₂	HC_tot	deNO₂	NO	NO₂	HC_tot	deNO₂
100	98	172	1457	102	102	1238	41%	126	98	1148	43%
200	63	207	1310	111	23	882	89%	140	28	246	86%
300	61	209	915	152	49	98	77%	163	65	113	69%

	공급 가스			Fe-NaZSM5 (증가)				Fe-Na₄ZSM5 (감소)
T(℃)	NO	NO₂	HC_tot	NO	NO₂	HC_tot	deNO₂	NO	NO₂	HC_tot	deNO₂
100	98	172	1457	24	145	1410	16%	35	141	1430	18%
200	63	207	1310	155	61	1610	71%	133	52	1387	75%
300	61	209	915	213	7.7	1102	96%	199	3	590	99%
400	97	173	64	160	0	128	100%	174	0	108	100%

표 1과 표 2에 제시되듯이, 양 촉매들(Pt-NH₄ZMS5 및 Fe-NaZSM5)의 이용에 의해 배기가스 내의 이산화질소 농도는 각각의 촉매를 통한 통과 이후에 감소될 수 있다.

양 표들의 비교로부터, Fe-NaZSM5-촉매가 400℃에서야 비로소 자신의 온도 최적 조건에 도달하는 반면에, Pt-NH₄ZMS5-촉매는 대략 200℃에서 이미 이산화질소에 대한 자신의 온도 최적 조건에 도달하는 것이 나타난다. 이는, 백금을 포함하는 촉매가 이미 더 낮은 온도들에서 UHC의 산소와의 산화를 촉진시켜서, 더 높은 온도들에서 주로 UHC는 산소와의 산화에 의해 혼합물로부터 제거되고, 대부분 NO₂의 환원을 위해 더 이상 이용될 수 없기 때문이다. 또한, NO_x의 총량의 감소는 몇몇의 경우들에서 관찰될 수 있다.

게다가, 표 1과 표 2로부터 볼 때, 100℃에서의 Pt-NH₄ZMS5-촉매와 모든 온도들에서의 Fe-NaZSM5-촉매에서, 온도가 감소할 경우보다 온도가 상승할 경우에 더 많은 NO₂가 제거될 수 있고, 다시 말해 촉매를 통한 통과 이후에 더 적은 NO₂가 유지되고, 이는 온도가 상승할 경우(T_UHCabs < T_red)에 UHC를 위한 촉매들의 특별한 저장 작용에서 기인할 수 있다. 여기서는, 온도가 더 낮은 경우에 촉매들이 UHC를 저장할 수 있고, 이때 이러한 촉매들은 활성화 온도(T_red)에서 제공된다. 그러나, 온도가 감소할 경우에 UHC는 저장될 수 없는데, 그 이유는 이러한 UHC는 우선 더 높은 온도들에서 산화될 수 있거나 NO₂-환원에 의해 소비될 수 있어서, 더 낮은 온도들에서 더 적은 UHC가 유지될 수 있다.

예시 2

부분 부하로 작동된 가스터빈의 배기가스가, V₂O₅ 3중량%를 포함하는TiO₂/WO₃/V₂O₅에 기초하는 촉매에 의한 촉매 NO₂-환원의 측류에 속해 있다. 종래의 SCR-촉매들의 경우에 일반적인 것처럼, 암모니아는 NO₂-환원에 첨가되지 않았다. NO₂-환원에 대한 가스 체류 시간의 영향을 조사하기 위해, 측류에 안내된 배기가스 질량 유량은 체계적으로 변경됨으로써, 배기가스의 공간 속도(SV)(space velocity)의 변화가 도출된다. 여기서는, 촉매의 상류[NO(유입) 및 NO₂(유입)]와 하류[NO(배출) 및 NO₂(배출)]에서 배기가스 내의 NO 및 NO₂ 농도들(X)(ppm)과, 배기가스의 온도(T)와 공간 속도(SV)와, C1 분획에 기초한 배기가스 내의 UHC의 농도(X)[ppmC1]는, 질량 유량, 온도, 가스 조성, 및 촉매 체적에 대한 측정값들로부터 측정되거나 계산되어 검출되었고, 도 7a, 도 7b, 및 도 7c에 도시된다.

도 7a에는, 가스터빈의 (처음 10분 이내의) 시동 중에 촉매 상류의 NO₂-농도는 거의 90ppm의 최고값에 도달했고, NO₂는 부분적으로 촉매 작용으로 NO로 환원된 것이 도시된다: 이로 인해, NO-농도가 거의 10ppm에서 70ppm으로 증가하는 반면에, 촉매 하류의 NO₂-농도는 거의 30ppm의 최고값으로 감소되었다. 이는 67%의 NO₂-감소에 상응한다. 여기서, NO₂-농도의 추가 감소는 예컨대 추가의 NO₂-저장 촉매에 의해 달성될 수 있을 것이다. 상기 실험의 52분까지의 추가의 추이에서 100%까지의 감소율이 달성되었고, 촉매 하류의 NO₂-농도들은 항상 가시성 한계의 아래에 머물렀다. 그리고 나서, 촉매 하류의 NO₂-농도의 상승이 거의 15ppm으로 이루어졌다는 것은, 배기가스 내의 UHC-농도가 이미 거의 30분부터 평균적으로 촉매 상류의 NO₂-농도의 미만이었던 것에 기인한다. 그리고 나서, 58분부터 가스터빈 배기가스 내의 UHC-농도의 증가는 단 4분간 약간 시간 지연되어 다시 3ppm 미만으로 NO₂-이미션 감소의 개선을 가져왔다. 이로 인해 NO₂-농도의 감소에 대한, 가스터빈 연소의 적합한 제어와 연관된 UHC-저장의 영향에 대한 근거가 명확히 제시된다. 도면들로부터 도시되듯이, 가스터빈과 설비의 적합한 제어에 의해 그리고 예컨대 가스터빈 배기가스 내의 충분한 양의 UHC의 제공에 의해 촉매 상류의 농도와 비교하여, 촉매 하류의 NO₂-농도는 분명히 감소되고, 이에 따라 배출된 배기가스의 황변의 발생도 명확히 감소될 수 있다. 또한, 촉매 내의 UHC의 저장 과정들 및 배출 과정들이 도면들로부터 도시되고, 상기 과정들은 촉매의 하류에서 배기가스 내의 NO₂및 NO의 양의 변화를 초래한다.

예컨대, 공보 EP 2 223 733 A1호에 설명되듯이, 종래의 방법들에서는, NO와 NO₂사이의온도에 따른 열역학적 평형비까지의 농도들로의 NO의 촉매 산화에 의해 형성되는 NO₂-이미션들로부터 출발한다. 예컨대 가스터빈 배기가스 내의 NO₂-이미션을 감소시키기 위해 여기서 제안된 해결책은, 산소에 의한 탄화수소의 산화를 위해 충분히 낮게 선택된 촉매 작용의 경우에, 예컨대 가스터빈에 대해 도 6에 예시적으로 도시되듯이 각각의 온도에 대해 NO₂와 NO 사이의 열역학적 평형비에 의해 제공된 온도의 훨씬 하위에 존재하는 값으로 NO₂-농도가 제공될 수 있는 배기가스 조성이 유도될 수 있는 놀랄만한 지식에 기초한다. 300℃ 미만의 온도들에서, 질소산화물은 대부분 NO₂로 제공되는 것이 기대될 수 있을 것이다.

이와 반대로, 도 7에서의 테스트 결과들이, 촉매 처리에 의해 NO₂가 대부분 NO로 환원될 수 있는 것에 대한 근거로 제시된다.

종래의 방법에 비해, 여기서 설명된 해결책은 NH₃-SCR 방법에 기초하지 않기 때문에, 환원제 저장과 주입(암모니아 또는 요소)을 요구하지 않는다. 게다가, 예컨대 가스터빈을 위해 가장 바람직한 경우에 배기가스 라인 내의 촉매 선택만이 요구될 수 있고, 상기 선택은 추가로 종래 방법에서의 선택들 중 각각의 선택보다 훨씬 더 컴팩트할 수 있는데, 그 이유는 NO₂-환원에 요구되는 가스 체류 시간들은 SCR 또는 CO-산화에 요구되는 가스 체류 시간들의 단지 25-50%이기 때문이다.

그러므로, 대개의 경우들에서 구조 공간상 원인들로 인해 완전한 SCR-시스템이 개량될 수 없는 반면에, 본원에 제안된 해결책은 기본적으로 개량될 수 있다.

Claims

탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소(NO₂)의 농도를 낮추기 위한 방법이며,
이때, 이산화질소와 연소되지 않은 탄화수소(UHC)를 포함하는 배기가스가, UHC와의 반응에 의해 NO₂를 감소시키고, 이때 UHC를 산화시키는, NO₂-환원을 위한 촉매(1)를 통해 이송되며, 배기가스 내에 포함된 이산화질소는 촉매(1)에서 적어도 일산화질소(NO)로 환원되고,
이때, 촉매(1)는,
(i) 저장 온도(T_UHCabs)를 갖고, 상기 저장 온도의 상위에서 촉매는 UHC 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 저장하고,
(ii) 활성화 온도(T_red)를 갖고, 상기 활성화 온도의 상위에서 촉매는 UHC의 산화에 의해 NO₂에서 적어도 NO로의 환원을 촉진시키며,
(iii) 이용 온도(T_ox)를 갖고, 상기 이용 온도에서 배기가스 내의 UHC의 산소(O₂)와의 산화가 이용되고,
이때, 방정식(I)에 설명되듯이, UHC의 저장을 위한 저장 온도(T_UHCabs)는 NO₂의 환원을 위한 활성화 온도(T_red)보다 낮으며:
(I) T_UHCabs< T_red,
그리고,
방정식(II)에 설명되듯이, UHC의 O₂와의 산화를 위한 작동 온도(T_ox)는 활성화 온도(Tred)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
(II) T_ox> T_red.
제1항에 있어서, 촉매(1)에서의 환원 이후의 이산화질소의 농도가 이미션 한계값의 상위에 존재하는 한, UHC의 산소와의 산화를 위한 반응속도는 이산화질소의 UHC와의 환원을 위한 반응속도보다 느린, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 방정식(III)에 설명되듯이, 촉매(1)는 추가로 온도(T_UHCdes)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 저장된 UHC, 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 다시 배출하며, 상기 온도는 (T_ox)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
(III) T_UHCdes > T_ox.
제1항 또는 제2항에 있어서, 방정식(Ⅳ)에 설명되듯이, 촉매(1)는 온도(T_NO2abs)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 이산화질소를 저장하고, 상기 온도는 온도(T_red)보다 낮으며,
(Ⅳ) T_NO2abs < T_red,
방정식(Ⅴ)에 설명되듯이, 온도(T_NO2des)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 이산화질소를 배출하고, 상기 온도는 온도(T_red)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
(Ⅴ) T_red < T_NO2des.
제1항 또는 제2항에 있어서, UHC-농도(X_UHC)는 시간상 평균적으로, 방정식(Ⅵ)에 설명되는 계수(γ)만큼 이산화질소-농도(X_NO2)의 시간상 평균의 상위에 존재하는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
(Ⅵ) γ = X_UHC/X_NO2> 1.
제1항 또는 제2항에 있어서, 배기가스가 촉매(1)를 통해 이송될 시에 최대 온도(T_max)보다 낮은 온도를 갖기 위해, 촉매(1)를 통해 이송되기 전에 배기가스로부터 열이 빼내지고, 상기 온도의 상위에서 NO₂-환원을 위한 촉매에 UHC 및/또는 NO₂를 위한 저장 용량은 감소되며, 그리고/또는 상기 온도의 상위에서 이산화질소 환원의 경우 촉매 작용이 감소되는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매(1) 하류의 배기가스는 UHC-산화를 위한 촉매(2)를 통해 이송되고, 상기 촉매(2)는 UHC 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 산화시키는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매(1) 상류의 배기가스는 NO₂-저장을 위한 촉매(3)를 통해 이송되고, 상기 촉매(3)는 온도(T_NO2abs)에서 이산화질소를 저장하며, 온도(T_NO2des)에서 이산화질소를 배출하는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
제7항에 있어서, 촉매(2)의 상류 및/또는 하류에서 그리고/또는 촉매(3)의 상류 및/또는 하류에서 배기가스로부터 열이 빼내지는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 방법.
탄화수소 또는 탄화수소 혼합물의 불완전 연소로부터 배기가스 내의 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치이며, 이때, 상기 장치는 NO₂-환원을 위한 촉매(1)를 구비하고, 상기 촉매(1)는,
(i) 저장 온도(T_UHCabs)를 갖고, 상기 저장 온도의 상위에서 촉매는 연소되지 않은 탄화수소(UHC) 및 UHC의 부분적인 산화 생성물을 저장하고,
(ii) 활성화 온도(T_red)를 갖고, 상기 활성화 온도의 상위에서 촉매는 UHC의 산화에 의해 NO₂에서 적어도 일산화질소(NO)로의 환원을 촉진시키며,
(iii) 이용 온도(T_ox)를 갖고, 상기 이용 온도에서 배기가스 내의 UHC의 산소(O₂)와의 산화가 이용되고,
이때, 방정식(I)에 설명되듯이, UHC의 저장을 위한 저장 온도(T_UHCabs)는 NO₂의 환원을 위한 활성화 온도(T_red)보다 낮고:
(I) T_UHCabs< T_red,
그리고,
방정식(II)에 설명되듯이, UHC의 O₂와의 산화를 위한 이용 온도(T_ox)는 (T_red)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
(II) T_ox>T_red.
제10항에 있어서, 촉매(1)는 추가로 온도(T_UHCdes)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 저장된 UHC와 UHC의 부분적인 산화 생성물을 다시 배출하고, 방정식(III)에 설명되듯이, 상기 온도는 (T_ox)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
(III) T_UHCdes> T_ox.
제10항 또는 제11항에 있어서, 촉매(1)는 온도(T_NO2abs)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 이산화질소를 저장하고, (Ⅳ)에 설명되듯이, 상기 온도는 (T_red)보다 낮으며:
(Ⅳ) T_NO2abs < T_red,
촉매(1)는 온도(T_NO2des)를 갖고, 상기 온도의 상위에서 촉매(1)는 이산화질소를 배출하고, (Ⅴ)에 설명되듯이, 상기 온도는 (T_red)보다 높은, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
(Ⅴ) T_red < T_NO2des.
제10항 또는 제11항에 있어서, 추가로 UHC-산화를 위한 촉매(2)를 갖고, 상기 촉매(2)는 촉매(1)의 하류에서 배기가스와 접촉하도록 장착되는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 추가로 NO₂-저장을 위한 촉매(3)를 갖고, 상기 촉매(3)는 촉매(1)의 상류에서 배기가스와 접촉하도록 장착되는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 촉매(1)를 통과하는 가스 유동의 방향으로, 촉매(1)의 상류 및/또는 하류에, 그리고/또는 촉매(2)의 상류 및/또는 하류에 그리고/또는 촉매(3)의 상류 및/또는 하류에 하나 이상의 열교환기를 구비하는, 이산화질소의 농도를 낮추기 위한 장치.
제10항 또는 제11항에 따른 장치를 포함하는 설비.
제16항에 있어서, 상기 설비는 가스터빈 발전소, 가스터빈에 의해 작동되는 압축기, 가스 또는 기름에 의해 작동되는 보일러, 가스 엔진, 또는 디젤이나 중유의 연소에 의해 작동되는 선박 엔진인, 설비.