KR20060014706A - A 3way catalyst converter and its using exhaust gas remove method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 배기가스를 삼원촉매 변환기를 통하여 일차 환원 과정과 이차 산화 과정을 거치면서 배기가스를 현저하게 줄일 수 있도록 한 삼원 촉매 변환기 및 이를 이용한 배기가스 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-way catalytic converter for reducing the exhaust gas through the primary reduction process and the secondary oxidation process through the three-way catalytic converter for automobile exhaust gas and the exhaust gas removal method using the same.

본 발명은 페로크롬(Fe-Cr)망에 로듐을 전기 도금한 금속망을 통과한 후 환원용 천연 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 환원처리촉매과정과, 페로크롬망에 팔라디움을 전기도금한 금속망을 통과한 후 산화용 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 산화처리촉매과정을 통하여 자동차의 배기가스를 현저하게 줄 일 수 있는 것이다.The present invention provides a reduction treatment catalyst which passes through a metal network electroplated with rhodium on a ferrochrome (Fe-Cr) network, and then passes through a carrier having a honeycomb structure as a catalyst for reducing natural zeolite, and palladium in a ferrochrome network. After passing through the electroplated metal network through the oxidation treatment catalyst passes through the carrier of the honeycomb structure with the zeolite for oxidation it can significantly reduce the exhaust gas of the vehicle.

자동차, 배기가스, 삼원촉매, 환원, 산화, 유해물질, 전기도금Automobile, Exhaust Gas, Three-way Catalyst, Reduction, Oxidation, Hazardous Substances, Electroplating

Description

삼원 촉매 변환기 및 이를 이용한 배기가스 제거방법{A 3way catalyst converter and its using exhaust gas remove method}Three-way catalytic converter and its using exhaust gas remove method

도 1은 차량의 배기계통의 구성을 개략적으로 나타낸 도면1 is a view schematically showing the configuration of an exhaust system of a vehicle

도 2는 본 발명 삼원 촉매 변환기의 구성을 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the present invention three-way catalytic converter

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

30:삼원촉매 변환기 31:로듐도금망30: Three-way catalyst converter 31: Rhodium plating network

32:환원촉매 33,36:제오라이트 촉매담체32: reduction catalyst 33, 36: zeolite catalyst carrier

34:팔라디움 도금망 35:산화촉매34: palladium plating network 35: oxidation catalyst

본 발명은 자동차 배기가스를 삼원촉매 변환기를 통하여 일차 환원 과정과 이차 산화 과정을 거치면서 배기가스를 현저하게 줄일 수 있도록 한 삼원 촉매 변환기 및 이를 이용한 배기가스 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-way catalytic converter for reducing the exhaust gas through the primary reduction process and the secondary oxidation process through the three-way catalytic converter for automobile exhaust gas and the exhaust gas removal method using the same.

일반적으로 자동차에 있어서, 95%이상이 배기관을 통하여 배출되는 가스로서 연소된 가스상 물질이며, 오늘날 우리가 사용하는 화석연료의 대부분은 여러 종류의 HC로 이루어진 혼합물로, 완전연소가 이루어지기 위해서는 이 HC들이 산소와 결 합하여 수증기와 탄산가스만을 생성시켜야 한다.Generally in automobiles, more than 95% is a gaseous substance that is burned as a gas discharged through the exhaust pipe, and most of the fossil fuels we use today are a mixture of several types of HC. Must combine with oxygen to produce only water vapor and carbon dioxide.

그러나 현재의 기술수준으로는 기관의 작동상태가 최적연소라 할지라도 혼합기를 완전 연소시킬 수 없기 때문에 배기가스 중에는 유해물질이 포함될 수밖에 없다.However, at the present technical level, even if the engine is operating at optimum combustion, the exhaust gas cannot be completely burned, so the exhaust gas has no choice but to contain harmful substances.

이러한 유해물질 중 중부하 중속으로 휘발유엔진이 작동될 때 배기가스의 대부분은 질소(71%), 탄산가스(18.1%), 수증기(9.2%)이고 유해물질은 총배기가스의 약1% 정도가 되며, 여기에 포함되는 유해물질은 주로 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)이다.When the gasoline engine is operated at a heavy load among these harmful substances, most of the exhaust gases are nitrogen (71%), carbon dioxide (18.1%), water vapor (9.2%), and the harmful substances are about 1% of the total exhaust gas. The harmful substances included here are mainly carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx).

차량의 배기가스 저감을 위하여 CO와 HC를 산화반응으로 저감시키는 산화촉매(oxidation catalyst)가 초기에 사용되었으나 현재는 NOx까지 동시에 80%이상 저감시키는 삼원촉매가 사용되고 있다.In order to reduce the exhaust gas of vehicles, an oxidation catalyst that reduces CO and HC by an oxidation reaction was initially used, but a three-way catalyst that reduces 80% or more simultaneously to NOx is used.

삼원촉매는, 자동차의 엔진에서 배출되는 연소가스 중의 유해가스성분을 정화하는 배출가스처리장치로, 가솔린엔진의 경우 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물을 동시에 정화하는 삼원촉매를 사용하며, 디젤엔진의 경우는 입자상물질을 정화하기 위한 산화촉매를 주로 사용하고 있다.The three-way catalyst is an exhaust gas treatment device for purifying harmful gas components in the combustion gas emitted from an engine of a car. In the case of a gasoline engine, a three-way catalyst uses a three-way catalyst that simultaneously purifies hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides. The oxidation catalyst is mainly used to purify particulate matter.

이하, 삼원 촉매장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the three-way catalyst device will be described.

먼저, 촉매는 금속캔 속에 들어있는 담체(substrate)와 담체위의 중간층(wash-coat), 그리고 중간층 위에 도포된 촉매물질의 얇은 층으로 구성되어 있다.First, the catalyst is composed of a substrate in a metal can, a wash-coat on the carrier, and a thin layer of catalyst material applied on the intermediate layer.

담체의 종류로서는 구슬형(pellet type), 세라믹 허니컴형(ceramic honeycomb type), 금속와이어(metal wire)등이 있다.Examples of the carrier include a pellet type, a ceramic honeycomb type, a metal wire, and the like.

첫째, 구슬형 담체에 있어서는, 세라믹(ceramic)으로 된 작은 구슬 수천개를 금형으로 찍어서 금속캔 속에 넣어 그 사이로 배기가스가 통과하도록 하였으며, 허니컴형에 비하여 배기가스 압력이 많이 걸리며 거의 사용되지 않고 있다.First, in the bead-shaped carrier, thousands of small beads made of ceramic are taken into a metal can and placed in a metal can to allow the exhaust gas to pass through them, and the exhaust gas pressure is much higher than that of the honeycomb type and is rarely used. .

둘째로, 세라믹 허니컴형에 있어서, 세라믹담체의 재질은 내열성이 높은 마그네슘-알미늄 실리케이트 (2MgO 2Al2O3 5SIO2)가 주성분이며, 이 형식은 수천개의 벌집형 통로로 배기가스가 통과하도록 되어 있다.Secondly, in the ceramic honeycomb type, the main material of the ceramic carrier is magnesium-aluminum silicate (2MgO 2Al 2 O 3 5SIO 2 ), which has high heat resistance, and this type allows exhaust gas to pass through thousands of honeycomb passages. .

세라믹 담체는 진동이나 충격에 약하기 때문에 캔과 담체사이에는 금속섬유(metal wool)등과 같은 탄성물질의 패드를 싸고 있으며, 이 탄성물질은 자동차 운전중 담체와 캔의 팽창계수차를 보상해주며 기계적 응력을 흡수하는 것으로, 오늘날 가장 많이 사용되고 있는 형식이다.Because ceramic carriers are susceptible to vibration and shock, pads are wrapped between elastic cans such as metal wool between cans and carriers, which compensate for expansion coefficient differences between carriers and cans while driving. It is the most used form today.

셋째로, 금속와이어 담체(metallic wire substrate)에 있어서, 금속제 담체는 0.5mm∼1mm정도의 가는 내열, 내부식성의 철선으로 원통형으로 감거나 짠 그물망의 띠를 감아서 만든 것으로, 그 표면에 촉매물질을 도포하여 그곳을 배기가스가 통과하도록 하는 것이므로 세라믹 담체에 비해 작동온도에 도달하는 시간이 상당히 단축됨은 물론 열전도율이 높기 때문에 용융위험이 적다.Third, in the metallic wire substrate, the metallic carrier is made by winding a strip of cylindrical or woven mesh with a thin heat-resistant, corrosion-resistant iron wire of about 0.5 mm to 1 mm, and a catalytic material on the surface thereof. Since the exhaust gas passes through it by applying a, the time to reach the operating temperature is significantly shortened compared to the ceramic carrier, as well as the risk of melting because of the high thermal conductivity.

금속제 담체는 배압의 감소, 단위 체적당 표면적의 증대, 높은 열전도율, 낮은 비열 등이 장점이 되나, 가격이 비싸고, 고온 부식의 위험이 있으며(약1100℃부터), 정지 출발을 반복하는 경우엔 낮은 비열 때문에 촉매가 쉽게 냉각된다는 등의 단점이 있다.Metallic carriers have advantages such as reduced back pressure, increased surface area per unit volume, higher thermal conductivity, and lower specific heat, but they are expensive, risk of high temperature corrosion (from about 1100 ° C), and low when repeating stop start. There are disadvantages such as the easy cooling of the catalyst due to the specific heat.

한편, 구슬형 담체와 금속제 담체는 그 표면에 바로 촉매물질을 도포하지만 세라믹 일체형에서는 담체에 뚫린 수천 개의 작은 통로에 다공성의 중간층을 만들어 촉매의 유효 표면적을 약7000배 정도 확대하는 표과를 얻도록 하고 있으며, 이 중간층의 표면에 실제 촉매층으로서 백금(Pt)과 로듐(Rh),또는 파라듐(Pd)과 로듐(Rh)을 얇게 입힌다.On the other hand, bead and metal carriers apply the catalyst material directly to the surface, but in the ceramic integrated type, a porous intermediate layer is formed in thousands of small passages through the carrier to obtain a table that increases the effective surface area of the catalyst by about 7000 times. A thin layer of platinum (Pt) and rhodium (Rh), or paradium (Pd) and rhodium (Rh) is used as the actual catalyst layer on the surface of the intermediate layer.

촉매장치(catalytic converter)를 사용하는 공연비 제어방식은 지금까지는 가솔린엔진의 배기가스를 정화시키는 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다.The air-fuel ratio control method using a catalytic converter is known so far as the most effective method for purifying exhaust gas of a gasoline engine.

즉, 현재의 기술로는 이 방법보다 더 정화율이 좋은 후처리시스템이 없다. 배기가스 중의 유해물질, 특히 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 등은 촉매를 사용하여 더욱 저감시킬 수 있으며, 이러한 촉매장치로는 산화촉매장치(oxiadtion catalytic converter), 환원촉매장치(reduction catalyitic converter),또는 삼원 촉매장치(3-way catalytic converter)가 효과적이다.In other words, there are no post-treatment systems with better current purification than this method. Hazardous substances in the exhaust gas, in particular nitrogen oxides (NOx), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), etc. can be further reduced by using a catalyst, and such catalytic devices include an oxidation catalyst device and a reduction catalyst. Reduction catalyitic converters or three-way catalytic converters are effective.

삼원 촉매장치는 이론 공기과잉률(λ=1)부근의 좁은 영역(<1%)에서 작동할 경우에 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 및 질소산화물(NOx)등 유해물질을 90%이상 정화할 수 있다.The three-way catalytic system purges 90% or more of harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NOx) when operating in a narrow area (<1%) near the theoretical air excess (λ = 1). can do.

그러나 엔진의 모든 운전조건에서 λ=1 부근의 좁은 영역으로 공연비를 유지하는 것은 어려우므로 제어폭을 두어 공연비를 제어한다. 이 좁은 제어영역을 공연비 창 또는 촉매 창(Lamda window)이라고 한다.However, it is difficult to maintain the air-fuel ratio in a narrow area around λ = 1 under all the engine operating conditions, so the air-fuel ratio is controlled with a control width. This narrow control area is called an air-fuel ratio window or a Lambda window.

공연비를 λ=1 부근으로 유지하기 위해서는 배기가스 중의 산소농도를 측정하고 이 측정값에 근거하여 연료 분사량을 그 때마다 수정해야 한다.In order to maintain the air-fuel ratio near λ = 1, the oxygen concentration in the exhaust gas must be measured and the fuel injection amount must be corrected each time based on this measured value.

배기가스 중의 산소농도를 측정하는 데는 공연비 센서(λ-sensor)가 사용되며, 공연비 센서를 산소센서(O2-sensor)라고도 하는 것으로, 이 센서는 공연비λ=1을 기준으로 하여 공연비가 그 보다 높거나 낮을 경우에 출력 전압신호가 급격히 변화하는 특성을 가지고 있다.An air-fuel ratio sensor (λ-sensor) is used to measure the oxygen concentration in the exhaust gas, and the air-fuel ratio sensor is also called an oxygen sensor (O 2 -sensor), which has an air-fuel ratio based on the air-fuel ratio λ = 1. The output voltage signal changes rapidly when it is high or low.

공연비 제어도 중요하지만 촉매의 작동온도가 중요한 역할을 하는데 촉매 온도가 약250℃ 이상으로 가열되어야만 촉매작용을 시작한다.Control of the air-fuel ratio is also important, but the operating temperature of the catalyst plays an important role.

촉매 작용율을 높게 유지하면서도 촉매의 수명을 연장시킬 수 있는 작동온도는 약400∼800℃ 범위이며, 이 범위에서는 온도변화에 따른 열적 노화현상(thermal aging)이 적기 때문에 촉매의 수명이 길어지나 800∼1000℃ 범위에서는 열적 노화현상이 증대되어 촉매층과 담체의 산화알미늄 층이 녹게 되고, 이에 따라 촉매작용을 할 수 있는 유효 표면적이 크게 감소하게 된다.The operating temperature that can extend the catalyst life while maintaining the high catalytic action rate is in the range of about 400 ~ 800 ℃, in which the thermal life of the catalyst is longer due to less thermal aging due to temperature changes 800 In the range of ˜1000 ° C., thermal aging is increased to melt the catalyst layer and the aluminum oxide layer of the support, thereby greatly reducing the effective surface area capable of catalysis.

특히, 이 온도범위로 작동하는 기간이 길면 길수록 큰 영향을 받게 되고, 1000℃이상에서는 열적 노화현상이 극심하여 촉매로서의 기능을 상실하게 되므로 촉매의 부착위치가 중요하다.In particular, the longer the period of operation in this temperature range, the greater the impact, and at 1000 ° C. or more, the thermal aging phenomenon is severe and the function of the catalyst is lost, so the attachment position of the catalyst is important.

촉매의 설치위치는 엔진의 어떤 운전조건에서도 촉매가 임계온도(약950℃)이상으로 가열되지 않는 곳이어야 하며, 이상적인 운전조건에서라면 촉매는 보증기간에 따라 다르나 주행거리로 약100,000km정도를 사용할 수 있다.The location of the catalyst should be such that the catalyst is not heated above the critical temperature (about 950 ° C) under any engine operating conditions. Under ideal operating conditions, the catalyst varies depending on the warranty period. Can be.

엔진에서 실화(miss fire)가 발생하면 촉매온도를 순간적으로 약 1400℃이상까지 상승시킬 수 있으며, 이 온도에서는 촉매의 담체층이 녹아 촉매는 완전히 파손된다.When a fire occurs in the engine, the catalyst temperature can be raised to about 1400 ° C. or more instantaneously. At this temperature, the carrier layer of the catalyst melts and the catalyst is completely destroyed.

그리고 엔진을 무부하 상태에서 급가속시킬 경우에도 실화와 똑같은 현상을 유발 시킬 수 있으므로 엔진을 무부하 급가속시키는 일은 삼가야 한다.And even if the engine is accelerated under no load, it can cause the same phenomenon as misfire, so you should refrain from accelerating the engine with no load.

차량을 무부하 중속회전상태로 일정시간을 운전하여 촉매 내에 들어있는 미연 HC가 천천히 반응하면서 촉매를 빠져 나가도록 해야 한다.The vehicle must be operated for a certain period of time with no load at medium speed to allow the unburned HC contained in the catalyst to react slowly and to exit the catalyst.

그리고 엔진 윤활유가 연소실로 유입될 경우에도 윤활유에 의한 퇴적물이 촉매의 다공층의 구멍들을 막게 되어 촉매의 기능을 저하시키게 되고, 윤활유의 퇴적물이 촉매에 쌓이면 배압이 증가하여 엔진의 출력이 떨어지고 고속영역에서 배기가스의 온도가 상승하면 촉매 내에 연소가 일어나 용융현상(melting)이 일어난다.In addition, even when engine lubricating oil flows into the combustion chamber, sediment by lubricating oil blocks the pores of the catalyst's porous layer, thereby degrading the function of the catalyst. When the temperature of the exhaust gas rises, combustion occurs in the catalyst, causing melting.

종래 가솔린 엔진을 사용하는 차량 등으로부터 배출되는 오염물질(CO, NOx, CxHy)을 처리하기 위하여 삼원촉매를 사용하고 있으나, 디젤엔진이나 린번엔진의 경우, 배출가스내의 산소농도가 높아서 이러한 삼원촉매만으로는 CO와 CxHy를 산화시키는데 한계가 있으며, 질소산화물의 환원에도 어려움이 있다.Conventionally, three-way catalysts are used to treat pollutants (CO, NOx, CxHy) emitted from vehicles using gasoline engines, but diesel or lean burn engines have high oxygen concentrations in the exhaust gas. There is a limit in oxidizing CO and CxHy, and there is a difficulty in reducing nitrogen oxides.

디젤엔진을 사용하는 차량으로부터 나오는 배출가스를 처리하기 위해서 암모니아를 사용하는 선택적 촉매 환원법(SCR)이나 우레아(urea) 등이 사용되기도 하나, 이러한 기술의 문제점은 질소산화물을 효과적으로 환원시키기 위해서 200℃ 이상의 온도가 필요하다는 것이다.Selective Catalytic Reduction (SCR) or Urea (urea) using ammonia may be used to treat emissions from vehicles using diesel engines. Temperature is required.

또한, 효과적으로 NO를 NO2로 열적 전환(thermal conversion) 시키기에는 배 출시스템 내부의 배기가스 체류시간이 너무 짧다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the exhaust gas residence time inside the exhaust system is too short to effectively convert NO to NO2.

본 발명은 상기와 같은 종래 자동차의 삼원촉매의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 자동차 배기가스를 삼원촉매 변환기를 통하여 일차 환원 과정과 이차 산화 과정을 거치면서 배기가스를 현저하게 줄일 수 있도록 한 삼원 촉매 변환기 및 이를 이용한 배기가스 제거방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the three-way catalyst of the conventional vehicle as described above, an object of the present invention, through the three-way catalytic converter to reduce the exhaust gas while undergoing a primary reduction process and a secondary oxidation process. It is to provide a three-way catalytic converter and a method for removing exhaust gas using the same.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 삼원촉매변환기는, 전단에 페로크롬으로 된 로듐망과, 환원 촉매와, 제오라이트 촉매 담체가 차례로 형성되고, 후단에는 상기 제오라이트 촉매 담체와 일정거리를 두고 팔라디움 도금망과, 염화백금산 암모늄 용액을 연소시킨 백금해면으로 된 산화촉매와, 제오라이트 촉매 담체가 차례로 형성되어 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the three-way catalytic converter of the present invention includes a rhodium network made of ferrochrome, a reduction catalyst, and a zeolite catalyst carrier, which are sequentially formed at the front end, and at the rear end, a palladium plating is carried out at a predetermined distance from the zeolite catalyst carrier. And an oxidation catalyst consisting of a platinum, a sponge-plated sponge which burns an ammonium chloroplatinate solution, and a zeolite catalyst carrier are formed in this order.

또한, 본 발명의 삼원촉매변환기를 이용한 배기가스 제거방법은, 페로크롬망에 로듐을 전기 도금한 금속망을 통과한 후 환원용 천연 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 환원처리촉매과정과, 페로크롬망에 팔라디움을 전기도금한 금속망을 통과한 후 산화용 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 산화처리촉매과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the exhaust gas removal method using the three-way catalytic converter of the present invention, the reduction treatment catalyst passing through the carrier of the honeycomb structure with a natural zeolite for reduction after passing through a metal network electroplated with rhodium to the ferrochrome network And an oxidation treatment catalyst which passes through a metal network electroplated with palladium to ferrochrome network and then through a carrier of a honeycomb structure with zeolite for oxidation.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도로, 배기 매니폴드에서 연결되는 연결구(10)와 최종배출구(20)사이에 삼원촉매변환기(30), 서브 머플러(40), 메인 머플러(50)가 차례로 설치되어 구성된다.1 is a schematic diagram of the present invention, in which a three-way catalytic converter 30, a sub muffler 40, and a main muffler 50 are sequentially installed between a connector 10 connected to an exhaust manifold and a final discharge port 20. It is configured.

도 2는 상기 삼원촉매 변환기(30)의 상세도로, 전단에 페로크롬으로 된 로듐도금망(31)과, 환원 촉매(32)와, 제오라이트 촉매 담체(33)가 차례로 설치되고, 후단에는 상기 제오라이트 촉매 담체(33)와 일정거리를 두고 팔라디움 도금망 (34)과, 염화백금산 암모늄 용액을 연소시킨 백금해면으로 된 산화촉매(35)와, 제오라이트 촉매 담체(36)를 차례로 설치하여 구성된 것이다.FIG. 2 is a detailed view of the three-way catalytic converter 30, in which a rhodium plating network 31 made of ferrochrome, a reducing catalyst 32, and a zeolite catalyst carrier 33 are sequentially installed at the front end, and the zeolite at the rear end thereof. A palladium plating network 34, a platinum sponge surface oxidation catalyst 35 in which an ammonium platinum chloride solution is combusted at a predetermined distance from the catalyst carrier 33, and a zeolite catalyst carrier 36 are provided in this order.

상기 로듐망(31)은 전기도금으로 이루어지고, 망소재는 Fe+Cr을 사용한 것으로, 규격은 0.35

Figure 112004512704658-PAT00003
1m/m ×1m/m이다.The rhodium network 31 is made of electroplating, the net material is using Fe + Cr, the specification is 0.35
Figure 112004512704658-PAT00003
1 m / m x 1 m / m.

상기 환원촉매(32)는 백금흑으로 이루어진 것으로, 활성탄에 5%의 금속백금을 분말로 하여 연소한 후 백금흑을 제조사용하여 반영구적으로 사용가능하다.The reduction catalyst 32 is made of platinum black, it is possible to use semi-permanent by producing platinum black after burning 5% metallic platinum in activated carbon as a powder.

상기 제오라이트 촉매담체(33)는 알루미나로 된 기존제품보다 g당 표면적이 2-3배 크므로 배기가스의 흡입 및 유동시간을 증대시킬 수 있다.Since the zeolite catalyst carrier 33 has a surface area 2-3 times larger than a conventional product made of alumina, the zeolite catalyst carrier 33 may increase the intake and flow time of the exhaust gas.

상기 팔라디움 도금망(34)은 Fe+Cr로 이루어진 것으로, 규격은 0.35

Figure 112004512704658-PAT00004
1m/m ×1m/m이다.The palladium plating network 34 is made of Fe + Cr, the specification is 0.35
Figure 112004512704658-PAT00004
1 m / m x 1 m / m.

상기 산화촉매(35)는 백금해면으로 이루어져 염화백금산 암모늄 용액을 연소시킨 것으로, 기공률이 크고 반영구적인 산화촉매이다.The oxidation catalyst 35 is composed of platinum sponges to combust ammonium chloroplatinate solution, and has a large porosity and a semipermanent oxidation catalyst.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

본 발명에서는 가솔린 기관에서 배출되는 유해물질이 연결구(10)를 통해 삼원촉매변환기(30)로 유입되는데 먼저, 페로크롬(Fe -Cr)망에 로듐이 전기 도금된 로듐도금망(31)을 통과하게 된다.In the present invention, the harmful substances discharged from the gasoline engine are introduced into the three-way catalytic converter 30 through the connector 10. First, the rhodium-plated rhodium plating network 31 is passed through the ferrochrome (Fe-Cr) network. Done.

이렇게 로듐도금망(31)을 통과한 유해물질은, 환원촉매(32)를 통해 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 제오라이트 촉매 담체(33)를 통과하면서 환원처리촉매과정을 거치게 된다.Hazardous substances passed through the rhodium plating network 31 passes through a reduction treatment catalyst while passing through a zeolite catalyst carrier 33 having a honeycomb structure as a zeolite catalyst through a reduction catalyst 32.

다음에, 상기 환원처리촉매과정을 거친 유해물질은, 페로크롬망에 팔라디움을 전기도금한 팔라디움 도금망(34)을 통과하게 된다.Next, the harmful substances that have undergone the reduction treatment catalyst pass through the palladium plating network 34 electroplated with palladium on the ferrochrome network.

그리고 산화촉매(35)와, 제오라이트를 촉매로 한 하니콤구조의 제오라이트 촉매담체(36)를 통과하면서 산화처리촉매과정을 거치게 된다.Then, the oxidation catalyst 35 and the zeolite catalyst carrier 36 having a honeycomb structure as a zeolite are passed through the oxidation treatment catalyst.

따라서, 본 발명은 가솔린 기관에서 배출되는 유해물질을 환원처리과정을 먼저 거치게 한 후, 산화처리과정을 거치게 함으로써 배기가스의 탄화성분을 극소화 시킬 수 있으며 금속촉매의 기능과 수명을 연장시킬 수 있다.Therefore, the present invention is to reduce the carbonization component of the exhaust gas and to extend the function and life of the metal catalyst by subjecting the harmful substances discharged from the gasoline engine first through the reduction treatment process, and then subjected to the oxidation treatment process.

여기서, 페로크롬의 금속망을 본 제조방법에 적용한 것은 열전도율이 좋고 촉매로 쓰는 백금속의 물질은 저온 저압에서 촉매로서 유용하며 활성촉매로 최적의 물질이기 때문이다.Here, the metal network of ferrochrome is applied to this manufacturing method because the thermal conductivity is good and the white metal material used as a catalyst is useful as a catalyst at low temperature and low pressure and is an optimal material as an active catalyst.

또한, 염화백금산 암모늄을 처리한 백금스펀지(백금해면)는 산화촉매(35)로 최적의 조건과 효용을 갖고 있으며, 그 기공율이 크고 배기가스의 유동이 자유로우며 가스 흡입량이 크다.In addition, the platinum sponge (platinum sponge surface) treated with ammonium chloroplatinum has an optimum condition and utility as an oxidation catalyst 35, and its porosity is large, the flow of exhaust gas is free, and the amount of gas intake is large.

백금 혹은 활성탄과 백금을 연소한 물질이며 이는 환원촉매 물질로 효용과 효율을 증대시킬 수 있다.It is a material that burns platinum or activated carbon and platinum. It is a reduction catalyst material, which can increase its utility and efficiency.

또한, 제오라이트를 촉매 담체(33)(36)로 사용한 것은 기존 알루미나에 비하 여 그 표면적이 2-3배의 표면적과 기공을 갖고 있어 배기가스의 유동시간과 그 흡입량을 증대시킬 수 있기 때문이다.In addition, the zeolite is used as the catalyst carriers 33 and 36 because the surface area and the porosity of the alumina have 2-3 times the surface area and pores compared to the existing alumina, which can increase the flow time of the exhaust gas and its suction amount.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 자동차 배기가스를 삼원촉매 변환기를 통하여 일차 환원 과정과 이차 산화 과정을 거치면서 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention as described in detail above has an effect that can significantly reduce the vehicle exhaust gas through the primary reduction process and the secondary oxidation process through the three-way catalytic converter.

Claims (2)

차량용 삼원촉매변환기에 있어서,In the vehicle three-way catalytic converter, 상기 촉매변환기의 전단에, 망소재가 페로크롬으로 되고 로듐이 도금된 로듐도금망(31)과, 백금흑 환원촉매(32)와, 제오라이트 촉매 담체(33)가 차례로 형성되고,In front of the catalytic converter, a rhodium plating network 31 in which a network material is made of ferrochrome and plated with rhodium, a platinum black reduction catalyst 32, and a zeolite catalyst carrier 33 are sequentially formed, 상기 촉매변환기의 후단에는 상기 제오라이트 촉매 담체(33)와 일정거리를 두고 페로크롬으로 된 팔라디움 도금망(34)과, 염화백금산 암모늄 용액을 연소시킨 백금해면으로 된 산화촉매(35)와, 제오라이트 촉매 담체(36)가 차례로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 삼원촉매 변환기.At the rear end of the catalytic converter, a palladium plating network 34 made of ferrochrome at a predetermined distance from the zeolite catalyst carrier 33, an oxidation catalyst 35 made of platinum sponge surface obtained by burning an ammonium platinum chloride solution, and a zeolite catalyst Three-way catalytic converter, characterized in that the carrier 36 is formed in turn. 페로크롬망에 로듐을 전기 도금한 금속망을 통과한 후 환원용 천연 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 환원처리촉매과정과,A reduction treatment catalyst process of passing through a metal network electroplated with rhodium through a ferrochrome network and then through a carrier of a honeycomb structure with a natural zeolite for reduction; 페로크롬망에 팔라디움을 전기도금한 금속망을 통과한 후 산화용 제오라이트를 촉매로 한 하니콤 구조의 담체를 통과하는 산화처리촉매과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 삼원 촉매 변환기를 이용한 배기가스 제거방법.A method of removing exhaust gas using a three-way catalytic converter, characterized in that it consists of an oxidation treatment catalyst which passes through a metal network electroplated with palladium on a ferrochrome network, and then passes through a carrier having a honeycomb structure as a catalyst for oxidation zeolite.
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