KR200293252Y1 - 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체 - Google Patents
질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 허니컴 지지체와 상기 허니컴 지지체 위에 NO를 NO₂로 산화시키기 위한 귀금속 촉매층을 형성한 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체에 있어서, 상기 귀금속 촉매층 위에 산화된 NO₂를 환원제와 반응시키기 위한 제올라이트층이 형성되도록 구성되어진 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체를 제공하기 위한 것으로, 본 고안 촉매환원용 촉매지지체는 환원제를 이용하여 NOx를 저감하므로써 운전비용을 저렴하게 할 수 있으며, 효과적인 NOx저감 기술에 대한 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 매우 유용한 고안인 것이다.
Description
본 고안은 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체에 관한 것으로, 특히 허니컴 지지체 위에 귀금속과 제올라이트를 2개층으로 코팅하여 질소화합물을 효과적으로 저감하기 위한 촉매환원용 촉매지지체에 관한 것이다.
종래 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매로는 특허출원 10-1995-0049115호에 기재된 바와같이 담체기재 표면에 형성된 제1 다공질 담지층과 상기 제1 다공질 담지층 표면에 적층되며 적어도 백금을 담지한 제22 다공질 담지층으로 이루어지는 산소를 과잉으로 함유한 배기가스로부터 질소 산화물을 정화하기 위한 배기가스 정화용 촉매에 있어서 상기 제1 다공질 담지층을 알칼리 금속, 알칼리 토류금속 및 희토류 원소에서 선택되는한 종류 이상의 NOx 흡장재와, 팔라듐만을 담지한 것이 안출되어있다.
상기와 같은 배기 가스 정화용 촉매는 배기가스중의 NOx를 정화하기 위한 것으로, 담체기재와 담체기재 표면에 형성되는 NOx 흡착재인 Ba과 Pd을 담지한 제 1다공질 담지층과 제 1다공질 담지층표면에 적층되며 Pt을 담지한 2다공질 담지층으로 이루어지는 것을 특징으로 하며 Pt이 NO를 효율좋게 산화하여 NO₂로 하고, Pd는 사용 후에도 고분산으로 담지되며, NO₂등의 Ba으로의 출입구로서 가능하기 때문에 NOx의 흡수방출이 원활히 실행되며, 그 결과 NOx정화기능이 향상되는 효과를 갖는다.
그러나, 최근 SCR촉매 개발에 있어서, 환원제를 이용한 NO의 환원반응으로 연구가 진행되고 있는 실정임을 감안할 때에, 상기된 배기 가스 정화용 촉매는 NOx흡착효과가 낮아 NO의 제거효율이 떨어지고, 이로인해 운전비용이 증가하여 경쟁력이 약화될 수 밖에 없는 단점을 갖는 것이다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로, 허니컴 지지체 위에 귀금속과 제올라이트를 2개층으로 코팅하여 탄화수소에 의해 NO를 질소와 물로 환원시켜 질소화합물을 효과적으로 저감할 수 있도록 하기 위한 촉매환원용 촉매지지체를 제공하기 위한 것이다.
도 1 - 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 선택적 촉매환원용 촉매지지체의 일부단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 본 고안 촉매환원용 촉매지지체
10: 허니컴 지지체
20: 귀금속촉매층
30: 제올라이트층
본 고안의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안 촉매환원용 촉매지지체(1)는 허니컴 지지체(10) 위에 귀금속(20)과 제올라이트(30)를 2개층으로 코팅한 구성을 갖는 것으로, 산소 존재하에서 탄화수소에 의한 NOx의 환원반응에서는 허니컴 지지체(10)의 상부, 제 1층에 코팅된 귀금속촉매층(20)은 제올라이트층(30)을 통과한 NO를 NO₂로 산화시키는 산화기능을 하게 되며, 제 2층에 코팅된 제올라이트는 환원제로 사용된 탄화수소를 흡착하여 NO₂를 환원시키게 된다. 상기 본 고안 촉매환원용 촉매지지체(1)의 허니컴 지지체(10)에는 금속산화물이 코팅되어질 수도 있다.
도 1은 본 고안에 따른 바람직한 실시예의 선택적 촉매환원용 촉매지지체의 일부단면도를 도시한 것으로, 허니컴 지지체(10)와 그 상부에 형성되는 귀금속 촉매층(20), 그리고 상기 귀금속 촉매층(20) 위에 형성되는 탄화수소 흡착층, 즉 제올라이트층(30)으로 이루어져 있다.
이때 허니컴(Honeycomb) 지지체는 세라믹 구조체를 사용하였으며, 귀금속 촉매로는 Pt 또는 Au 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용하였고, 제올라이트는 H-mordenite(HM) 또는 Cu-mordenite(CuM)를 사용하였다.
본 고안을 실시예에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
본 고안 촉매환원용 촉매지지체(1)는 400cell/in2의 세라믹 구조체의 허니컴과 귀금속 촉매로는 Pt를 사용하였으며, 제올라이트는 H-mordenite(HM)를 사용하여 제조하였으며, 상기 세라믹 구조체에는 Al₂O₃를 담지하여 NOx저감효과를 조사하였다.
이와같이 허니컴 지지체 위에 Al₂O₃, Pt, HM 순으로 담지 또는 코팅하여 HM//Pt/Al₂O₃/H 촉매를 제조하였다. 이때 프로필렌을 NO의 환원에 사용하였다.
이때 NOx저감효과의 조사결과 허니컴 지지체(10)의 제 1층에 코팅된 귀금속층(20)인 Pt/Al₂O₃에 의해 NO가 NO₂로 산화되어지고, 제 2층에 코팅된 제올라이트(30)는 프로필렌을 흡착하여 NOx를 환원시키므로써 NOx가 저감되어짐을 알 수 있었다.
실시예 2
본 고안 촉매환원용 촉매지지체(1)는 400cell/in2의 세라믹 구조체의 허니컴과 귀금속 촉매로는 Au를 사용하였으며, 제올라이트는 Cu-mordenite(CuM)를 사용하여 제조하였으며, 상기 세라믹 구조체에는 Co₃O₄를 담지하여 NOx저감효과를 조사하였다.
이와같이 허니컴 지지체 위에 Al₂O₃, Au , CuM순으로 담지 또는 코팅하여 CuM/Au/Co₃O₄/H 촉매를 제조하였다. 이때 프로필렌을 NO의 환원에 사용하였다.
이때 NOx저감효과의 조사결과 허니컴 지지체(10)의 제 1층에 코팅된 귀금속층(20)인 Au/Co₃O₄에 의해 NO가 NO₂로 산화되어지고, 제 2층에 코팅된 제올라이트(30)는 프로필렌을 흡착하여 NOx를 환원시키므로써 NOx가 저감되어짐을 알 수 있었다.
특히 CuM/Pt/Al₂O₃/H 촉매는 NOx의 제거효율은 높으면서도, 높은 효율을 나타내는 온도영역(temperature window)이 넓게 나타나며, NOx의 저감에 효과적이었다.
상기한 실시예 1과 2에 기재된 바와 같이 본 고안 촉매(1)는 제 1층에 코팅된 Pt/Al₂O₃나 Au/Al₂O₃가 NO를 NO₂로 산화시키는 산화기능을 하고, 제 2층에 코팅된 제올라이트는 프로필렌을 흡착하여 NOx를 환원시키는 환원기능을 하게 됨으로써 산소존재하에서 NOx를 현저하게 저감시킬 수 있는 효과적인 선택적 촉매환원용(SCR) 촉매지지체를 제공할 수 있는 것이다.
이처럼 본 고안 촉매환원용 촉매지지체는 제올라이트를 이용하여 NOx를 효과적으로 흡착하여 제거할 수 있게 되므로 효율적인 NOx의 저감이 가능하게 되고 이로인해 운전비용을 감소시킬 수 있어 제품경쟁력을 강화할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
Claims (3)
- 허니컴 지지체와 상기 허니컴 지지체 위에 NO를 NO₂로 산화시키기 위한 귀금속 촉매층을 형성한 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체에 있어서,상기 귀금속 촉매층 위에 산화된 NO₂를 환원제와 반응시키기 위한 제올라이트층이 형성되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체.
- 제 1항에 있어서, 상기 허니컴 지지체는 세라믹 구조체를 사용하는 것을 특징으로 하는 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체.
- 제 1항에 있어서, 상기 제올라이트층은 H-mordenite(HM) 또는 Cu-mordenite(CuM) 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용함을 특징으로 하는 질소화합물의 저감을 위한 선택적 촉매환원용 촉매지지체.
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