KR20220075000A - Diesel particulate filter device comprising composite catalyst layer and method for forming composite catalyst layer of diesel particulate filter device - Google Patents

Diesel particulate filter device comprising composite catalyst layer and method for forming composite catalyst layer of diesel particulate filter device Download PDF

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박수만
김준한
이효진
이가영
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치 및 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 디젤분진필터 장치는 일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널; 상기 유입채널과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 상기 배기가스로부터 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분이 제거된 처리가스가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널; 및 상기 유입채널 및 배출채널 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽;을 포함하며, 상기 유입채널의 내벽 표면에는 제1 촉매층이 형성되고, 상기 배출채널의 내벽 표면에는 제2 촉매층 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매층이 형성되고, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소한다.The present invention relates to a diesel dust filter device including a composite catalyst layer and a method for forming a composite catalyst layer in the diesel dust filter device. In one embodiment, the diesel dust filter device includes: a plurality of inlet channels having one end opened to introduce exhaust gas discharged from the diesel power generation facility, the other end being plugged in, and extending in the longitudinal direction; a plurality of discharge channels formed adjacent to the inlet channel and having one end plugged and the other end open to discharge a process gas from which harmful components including particulate matter and nitrogen oxides are removed from the exhaust gas, and extending in a longitudinal direction; and a porous wall defining a boundary between the inlet channel and the outlet channel and extending in the longitudinal direction, the porous wall fluidly communicating with the inlet channel and the outlet channel, wherein a first catalyst layer is formed on the inner wall surface of the inlet channel A second catalyst layer and a first catalyst layer are formed on the surface of the inner wall of the discharge channel, and the coating amount of the first catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer The amount of silver coating is reduced.

Description

복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치 및 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법 {DIESEL PARTICULATE FILTER DEVICE COMPRISING COMPOSITE CATALYST LAYER AND METHOD FOR FORMING COMPOSITE CATALYST LAYER OF DIESEL PARTICULATE FILTER DEVICE}DIESEL PARTICULATE FILTER DEVICE COMPRISING COMPOSITE CATALYST LAYER AND METHOD FOR FORMING COMPOSITE CATALYST LAYER OF DIESEL PARTICULATE FILTER DEVICE

본 발명은 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치 및 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a diesel dust filter device including a composite catalyst layer and a method for forming a composite catalyst layer in the diesel dust filter device.

디젤발전기에서 등에서 배출되는 배기가스는, 탄화수소(hydrocarbon), 질소 산화물(NOX) 및 입자상 물질(particulate matter, PM) 등을 포함한다. 이러한 배기가스는 인체와 환경에 유해하기 때문에 세계적으로 배기가스의 배출 규제가 강화되고 있는 추세이며, 규제 요건을 충족하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Exhaust gas discharged from a diesel generator, etc. includes hydrocarbons, nitrogen oxides (NOX) and particulate matter (PM). Since these exhaust gases are harmful to the human body and the environment, regulations on emission of exhaust gases are being strengthened around the world, and research to satisfy regulatory requirements is being actively conducted.

도 1은 종래의 배기가스 정화장치를 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 배기가스 정화장치(10)는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 유닛(1), 열원(4), 디젤분진필터(Diesel Particulate Filter, DPF) 유닛(2) 및 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 유닛(3)이 순차적으로 구비되어 있다.1 shows a conventional exhaust gas purification apparatus. 1, the exhaust gas purification device 10 is a diesel oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) unit (1), a heat source (4), a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter, DPF) unit (2) and Selective Catalytic Reduction (SCR) units 3 are sequentially provided.

상기 도 1을 참조하면 디젤발전기의 배기가스는 디젤산화촉매 유닛(1)의 전단으로 유입되어 배기가스 중 산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시키고, 유기성용해물질(SOF, Soluble Organic Fraction)을 산화시켜, 후단에 배치된 디젤분진필터 유닛(2) 및 선택적 환원 촉매유닛(3)의 검댕(soot) 및 질소산화물의 제거 효율성을 증가시킨다. 디젤분진필터 유닛(2)은 배기가스 내 검댕을 포집하기 위하여 허니컴 월-플로우(Honeycomb wall-flow) 필터 등의 방식을 통해 포집하고, 버너 또는 히터 등의 열원(4)을 이용하여 필터에 쌓인 입자상 물질을 강제 재생(active regeneration) 시킨다. 선택적 환원 촉매 유닛(3)은, 환원제인 암모니아 또는 요소를 사용하여 하기 식 1 및 2와 같은 환원 반응을 통해 질소산화물을 제거한다:Referring to FIG. 1, the exhaust gas of the diesel generator flows into the front end of the diesel oxidation catalyst unit 1 to oxidize nitrogen oxide (NO) in the exhaust gas to nitrogen dioxide (NO 2 ), and SOF (Soluble Organic) Fraction) to increase the removal efficiency of soot and nitrogen oxides of the diesel dust filter unit 2 and the selective reduction catalyst unit 3 disposed at the rear end. The diesel dust filter unit 2 collects soot in the exhaust gas through a method such as a honeycomb wall-flow filter, and uses a heat source 4 such as a burner or heater to collect the soot accumulated in the filter. Active regeneration of particulate matter. The selective reduction catalyst unit 3 uses ammonia or urea as a reducing agent to remove nitrogen oxides through a reduction reaction as shown in Equations 1 and 2:

[식 1][Equation 1]

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O

[식 2][Equation 2]

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O.2NO 2 + 4NH 3 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O.

종래의 DPF 유닛은, 복수 개의 배출가스 통로를 갖는 다공질 격벽으로 구성되어 있다. 다공질의 격벽은 입구측 및 출구측이 상호 지그재그 방식으로 말단이 플러깅(plugging) 되거나 개방된 셀로 형성되어 있다.A conventional DPF unit is composed of a porous partition wall having a plurality of exhaust gas passages. The porous partition wall is formed as an open cell in which the inlet side and the outlet side are plugged at the ends in a zigzag manner.

종래의 DPF 유닛은 크게 격벽에 산화촉매 코팅층이 형성된 코팅 방식과, 격벽에 코팅층이 형성되지 않은 비코팅 방식으로 나눌 수 있다. 비코팅 방식에서는 버너를 이용하여 DPF 유닛을 재생하였고, 코팅 방식에서는 산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시켜 자연 재생 방식을 통해 DPF 유닛을 재생하였다.The conventional DPF unit can be largely divided into a coating method in which an oxidation catalyst coating layer is formed on the partition wall, and a non-coating method in which a coating layer is not formed on the partition wall. In the uncoated method, the DPF unit was regenerated using a burner, and in the coated method, nitrogen oxide (NO) was oxidized to nitrogen dioxide (NO 2 ) and the DPF unit was regenerated through a natural regeneration method.

종래 DPF는 지그재그 방식의 셀 양쪽 벽면이 동일한 촉매로 코팅하여 전체 반응이 DPF 유닛의 입구측 셀에서만 이루어진 후, 월-플로우(Wall-flow) 방식으로 빠져나가게 되므로 출구측 셀에서의 반응은 대부분 무의하게 진행되어 비효율적이었다. 또한 SCR 유닛은 산화질소를 환원 방법에 의해 질소(N2) 및 물(H2O)로 분해하는 역할을 하는데, 공간이 협소하거나 설치/운영비용 문제로 상기 DPF 유닛 및 SCR 유닛을 모두 설치하기 어려운 곳에서는, 한 종류의 유닛 만을 설치하거나, 별도의 후처리 장치를 이용하여 불완전하게 배기가스를 처리하였다.In the conventional DPF, both wall surfaces of the zigzag cell are coated with the same catalyst, so that the entire reaction takes place only in the inlet cell of the DPF unit, and then exits in a wall-flow method, so the reaction in the outlet cell is mostly meaningless progressed and was ineffective. In addition, the SCR unit serves to decompose nitrogen oxide into nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) by a reduction method. In difficult places, exhaust gas was incompletely treated by installing only one type of unit or using a separate after-treatment device.

한편 SCR 유닛에서 반응을 위해 주입되는 암모니아 또는 요소 환원제 사용에 따라 DPF의 후단에서는 미반응 암모니아의 배출됨에 따라 환경 유해성 문제도 발생할 수 있다. 또한 미반응 암모니아의 배출 문제를 해결하기 위해 별도의 암모니아 산화촉매 설비가 요구되어 운전 및 유지 비용이 증가하는 문제가 있었다.On the other hand, depending on the use of ammonia or urea reducing agent injected for reaction in the SCR unit, unreacted ammonia is discharged from the rear end of the DPF, which may cause environmental hazards. In addition, a separate ammonia oxidation catalyst facility is required to solve the problem of discharging unreacted ammonia, and thus there is a problem in that operation and maintenance costs are increased.

본 발명과 관련한 배경기술은 일본 공개특허공보 특개2007-092627호(2007.04.12. 공개, 발명의 명칭: 배기가스 정화 장치)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-092627 (published on April 12, 2007, title of the invention: exhaust gas purification apparatus).

본 발명의 하나의 목적은 산화 반응 및 환원 반응을 통해 디젤 배기가스에 포함된 오염 물질의 처리 효율성이 우수한 디젤분진필터 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a diesel dust filter device having excellent treatment efficiency of pollutants contained in diesel exhaust gas through oxidation and reduction reactions.

본 발명의 다른 목적은 산화촉매 및 환원촉매의 사용량을 최소화하여 경제성이 우수하고, 환원 반응을 위해 투입되는 환원제의 미반응을 최소화할 수 있는 디젤분진필터 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a diesel dust filter device that is excellent in economic feasibility by minimizing the amount of oxidation catalyst and reduction catalyst used, and capable of minimizing unreacted reaction of a reducing agent input for reduction reaction.

본 발명의 또 다른 목적은SCR 장치의 배제가 가능하여 배기가스 정화장치의 컴팩트화 및 소규모화가 가능한 디젤분진필터 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a diesel dust filter device capable of reducing the size and compactness of the exhaust gas purification device by eliminating the SCR device.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for forming a composite catalyst layer of the diesel dust filter device.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 디젤분진필터 장치를 포함하는 배기가스 정화장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device including the diesel dust filter device.

본 발명의 하나의 관점은 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치는 일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널; 상기 유입채널과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 상기 배기가스로부터 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분이 제거된 처리가스가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널; 및 상기 유입채널 및 배출채널 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽;을 포함하며, 상기 유입채널의 내벽 표면에는 제1 촉매층이 형성되고, 상기 배출채널의 내벽 표면에는 제2 촉매층 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매층이 형성된 복합촉매층을 포함하고, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소한다.One aspect of the present invention relates to a diesel dust filter device including a composite catalyst layer. In one embodiment, the diesel dust filter device including the composite catalyst layer includes: a plurality of inlet channels having one end open, exhaust gas discharged from the diesel power generation facility, and plugging the other end, extending in the longitudinal direction; a plurality of discharge channels formed adjacent to the inlet channel and having one end plugged and the other end open to discharge a process gas from which harmful components including particulate matter and nitrogen oxides are removed from the exhaust gas, and extending in a longitudinal direction; and a porous wall defining a boundary between the inlet channel and the outlet channel and extending in the longitudinal direction, the porous wall fluidly communicating with the inlet channel and the outlet channel, wherein a first catalyst layer is formed on the inner wall surface of the inlet channel and a second catalyst layer on a surface of the inner wall of the discharge channel and a composite catalyst layer having a first catalyst layer formed on the surface of the second catalyst layer, and the first catalyst layer of the composite catalyst layer has a coating amount from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end. increases, and the coating amount of the second catalyst layer decreases.

한 구체예에서 상기 유입채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer may increase or decrease from one end to the other end of the inner wall of the inflow channel.

한 구체예에서 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer has at least one of a thickness, a specific surface area, and a density. can decrease.

한 구체예에서 상기 제1 촉매층은 지지체에 담지된 제1 활성성분을 포함하며, 상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함하며, 상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the first catalyst layer includes a first active ingredient supported on a support, and the first active ingredient includes at least one of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) and cerium (Ce). And, the support may include at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite.

한 구체예에서 상기 제2 촉매는 지지체에 담지된 제2 활성성분 및 조촉매를 포함하며, 상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함하고, 상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함하며, 상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the second catalyst includes a second active ingredient and a cocatalyst supported on a support, and the second active ingredient is one of vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe) and titanium (Ti). It includes at least one, the cocatalyst includes at least one of magnesium (Mg) and tungsten (W), and the support includes at least one of titanium dioxide (TiO 2 ), zeolite, and zirconia.

한 구체예에서 상기 제1 촉매 및 제2 촉매의 비표면적은 각각 70m2/g 초과일 수 있다.In one embodiment, the specific surface areas of the first catalyst and the second catalyst may each be greater than 70 m 2 /g.

한 구체예에서 상기 다공질 벽은 실리콘카바이드(silicon carbide), 알루미늄 티타네이트(aluminum titanate) 및 코디어라이트(codierite) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the porous wall may include one or more of silicon carbide, aluminum titanate, and cordierite.

본 발명의 다른 관점은 상기 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법은 상기 디젤분진필터 장치의 배출채널의 내벽 표면에 제2 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제2 촉매층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제1 촉매층을 형성하여 복합촉매층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소한다.Another aspect of the present invention relates to a method for forming a composite catalyst layer of the diesel dust filter device. In one embodiment, the method for forming the composite catalyst layer of the diesel dust filter device includes: forming a second catalyst layer by applying and curing a second catalyst coating agent on the inner wall surface of the exhaust channel of the diesel dust filter device; and applying and curing a first catalyst coating agent on the surface of the second catalyst layer to form a first catalyst layer to form a composite catalyst layer; the first catalyst layer of the composite catalyst layer from one end to the other end of the inner wall of the discharge channel The amount of silver coating increases, and the coating amount of the second catalyst layer decreases.

한 구체예에서 상기 유입채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer may increase or decrease from one end to the other end of the inner wall of the inflow channel.

한 구체예에서 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer has at least one of a thickness, a specific surface area, and a density. can decrease.

한 구체예에서 상기 제1 촉매코팅제는 제1 활성성분, 지지체 및 용제를 포함하고, 상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함하고, 상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the first catalyst coating agent includes a first active ingredient, a support and a solvent, and the first active ingredient is at least one of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) and cerium (Ce). Including, the support may include at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite.

한 구체예에서 상기 제2 촉매코팅제는 제2 활성성분, 조촉매, 지지체 및 용제를 포함하고, 상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함하고, 상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함하며, 상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the second catalyst coating agent includes a second active ingredient, a promoter, a support and a solvent, and the second active ingredient is vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe) and titanium (Ti). one or more of, the promoter includes one or more of magnesium (Mg) and tungsten (W), and the support includes one or more of titanium dioxide (TiO 2 ), zeolite, and zirconia.

한 구체예에서 상기 제1 촉매코팅제 및 제2 촉매코팅제는 각각 300~600℃에서 경화할 수 있다.In one embodiment, the first catalyst coating agent and the second catalyst coating agent may be cured at 300 to 600°C, respectively.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 디젤분진필터 장치를 포함하는 배기가스 정화장치에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to an exhaust gas purification device including the diesel dust filter device.

본 발명에 따른 디젤분진필터 장치를 적용시 산화 반응 및 환원 반응을 통해 디젤 배기가스에 포함된 오염 물질의 처리 효율성이 우수하며, 산화촉매 및 환원촉매의 사용량을 최소화하여 경제성이 우수하고, 환원 반응을 위해 투입되는 환원제의 미반응을 최소화하며, SCR 장치의 배제가 가능하여 배기가스 정화장치의 컴팩트화 및 소규모화가 가능할 수 있다.When the diesel dust filter device according to the present invention is applied, the treatment efficiency of pollutants contained in diesel exhaust gas through oxidation and reduction reactions is excellent, and the use of oxidation catalysts and reduction catalysts is minimized to provide excellent economic efficiency and reduction reaction. For this purpose, it is possible to minimize the non-reaction of the reducing agent input, and it is possible to exclude the SCR device, so that it is possible to make the exhaust gas purification device compact and small-sized.

도 1은 종래의 배기가스 정화장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 디젤분진필터 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 디젤분진필터 장치의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 배기가스 정화장치를 나타낸 것이다.
1 shows a conventional exhaust gas purification apparatus.
2 is a view showing a diesel dust filter device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a diesel dust filter device according to an embodiment of the present invention.
4 shows an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of a user or operator, and thus definitions should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.

복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치Diesel dust filter device including a composite catalyst layer

본 발명의 하나의 관점은 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 디젤발전기 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로, 종래 디젤발전기 배기가스 중 탄화수소(HC), 검댕(Soot, 미연탄소분 및 입자상물질(PM) 등) 및 질소산화물(NOx)를 처리하기 위한 배기가스 정화 시스템에서 디젤분진필터 장치(이하 DPF)의 개선된 방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a diesel dust filter device including a composite catalyst layer. Specifically, the present invention relates to a diesel generator exhaust gas post-treatment device, and conventional diesel generator exhaust gas for treating hydrocarbons (HC), soot (Soot, unburned carbon and particulate matter (PM), etc.) and nitrogen oxides (NOx) It relates to an improved method of a diesel dust filter device (hereafter DPF) in an exhaust gas purification system for

또한 본 발명은 종래 기술이 갖는 문제를 해결하기 위해 DPF 장치의 양쪽 셀에 상이한 조합의 산화촉매 및 환원촉매를 코팅하고, 출구측에는 환원촉매의 상단에 산화촉매를 이중층으로 코팅하여, SCR 장치를 사용하지 않고, 산화-환원-산화 반응을 동시에 진행시키는 DPF 장치를 완성하였다.In addition, in order to solve the problems of the prior art, different combinations of oxidation catalyst and reduction catalyst are coated on both cells of the DPF device, and the oxidation catalyst is coated in a double layer on the top of the reduction catalyst on the outlet side, using an SCR device A DPF device that simultaneously proceeds the oxidation-reduction-oxidation reaction was completed.

도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 디젤분진필터 장치(DPF 장치)를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 디젤분진필터 장치의 단면을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a diesel dust filter device (DPF device) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a cross-section of a diesel dust filter device according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2 및 도 3을 참조하면, 복합촉매층을 포함하는 디젤분진필터 장치(1000)는 일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스(A)가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널(100); 유입채널(100)과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 처리가스(B)가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널(200); 및 유입채널(100) 및 배출채널(200) 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽(300);을 포함한다.2 and 3, the diesel dust filter device 1000 including a composite catalyst layer has one end opened, exhaust gas (A) discharged from the diesel power generation facility is introduced, and the other end is plugged, extending in the longitudinal direction. a plurality of inlet channels 100 being; a plurality of discharge channels 200 formed adjacent to the inlet channel 100, one end of which is plugged and the other end of which is opened to discharge the process gas (B), extending in the longitudinal direction; and a porous wall 300 that defines a boundary between the inlet channel 100 and the outlet channel 200 and extends in the longitudinal direction, and fluidly communicates the inlet channel and the outlet channel.

상기 도 2를 참조하면 유입채널(100)과 배출채널(200)은 교대로 배열될 수 있다. 상기와 같이 배열시 디젤발전기 배기가스의 입자 성분을 용이하게 제거할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the inlet channel 100 and the outlet channel 200 may be alternately arranged. When arranged as described above, it is possible to easily remove the particle component of the exhaust gas of the diesel generator.

상기 도 3을 참조하면, 유입채널(100)의 내벽 표면에는 제1 촉매층(110)이 형성되고, 배출채널(200)의 내벽 표면에는 제2 촉매층(120) 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매층(110)이 형성된 복합촉매층(210)을 포함한다. 상기와 같이 복합촉매층을 형성시 DPF 장치 내부에서 질소산화물의 환원을 통한 배기가스 처리가 가능하며, SCR 장치를 삭제 가능하여 유지 보수 비용을 최소화 할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the first catalyst layer 110 is formed on the inner wall surface of the inlet channel 100 , the second catalyst layer 120 is formed on the inner wall surface of the outlet channel 200 , and the first catalyst layer is formed on the surface of the second catalyst layer. It includes a composite catalyst layer 210 on which the catalyst layer 110 is formed. When the composite catalyst layer is formed as described above, it is possible to treat the exhaust gas through the reduction of nitrogen oxides inside the DPF device, and it is possible to minimize the maintenance cost by eliminating the SCR device.

상기 도 3을 참조하면, 복합촉매층(210)은 이중층으로 형성되며, 배출채널(200) 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 복합촉매층(210)의 제1 촉매층(110)은 코팅량이 증가하고, 제2 촉매층(120)은 코팅량이 감소한다. 상기와 같이 제1 촉매층 및 제2 촉매층을 형성시, 배출채널에서의 배기가스의 산화 및 환원 반응성이 우수하며, 고가의 촉매 사용량을 최소화할 수 있어 경제성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 제1 촉매층의 두께는 복합촉매층 전체 두께에 대하여 0~100%로 선형적으로 증가하며, 제2 촉매층의 두께는 100~0%로 선형적으로 감소할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the composite catalyst layer 210 is formed as a double layer, and the coating amount of the first catalyst layer 110 of the composite catalyst layer 210 increases from one end of the inner wall of the discharge channel 200 to the other end, and the second The catalyst layer 120 has a reduced coating amount. When the first catalyst layer and the second catalyst layer are formed as described above, the oxidation and reduction reactivity of the exhaust gas in the exhaust channel is excellent, and the use of expensive catalysts can be minimized, thereby improving economic efficiency. For example, from one end to the other end of the inner wall of the discharge channel, the thickness of the first catalyst layer linearly increases from 0 to 100% of the total thickness of the composite catalyst layer, and the thickness of the second catalyst layer linearly increases from 100 to 0%. can decrease.

예를 들면, 배출채널(200) 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 복합촉매층(210)의 제1 촉매층(110)은 코팅량이 선형적으로 증가하고, 제2 촉매층(120)은 코팅량이 선형적으로 감소할 수 있다. 상기와 같이 복합촉매층을 형성시 별도의 SCR 장치를 사용하는 것 보다 배기가스 처리 효율성은 더욱 우수한 반면, 촉매 사용량을 최소화할 수 있다.For example, the coating amount of the first catalyst layer 110 of the composite catalyst layer 210 increases linearly from one end of the inner wall of the discharge channel 200 to the other end, and the coating amount of the second catalyst layer 120 linearly decreases. can do. When forming the composite catalyst layer as described above, the exhaust gas treatment efficiency is more excellent than using a separate SCR device, while the amount of catalyst used can be minimized.

한 구체예에서 유입채널(100) 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 제1 촉매층(110)은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소할 수 있다. 상기 조건에서 배기가스의 산화반응 효율성과, 비용 절감효과가 우수할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer 110 may increase or decrease from one end to the other end of the inner wall of the inflow channel 100 . Under the above conditions, the oxidation reaction efficiency of the exhaust gas and the cost reduction effect may be excellent.

한 구체예에서 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층(200)의 제1 촉매층(110)은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 제2 촉매층(120)은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소할 수 있다. 상기 조건에서 배기가스의 산화반응 및 환원반응 효율성과, 비용 절감효과가 우수할 수 있다.In one embodiment, one or more of the thickness, specific surface area and density of the first catalyst layer 110 of the composite catalyst layer 200 increases from one end to the other end of the inner wall of the discharge channel, and the second catalyst layer 120 has a thickness, One or more of specific surface area and density may decrease. Under the above conditions, the efficiency of the oxidation reaction and reduction reaction of the exhaust gas and the cost reduction effect may be excellent.

한 구체예에서 상기 유입채널과 배출채널은 각각 종단면이 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. 예를 들면, 사각형일 수 있다.In one embodiment, each of the inlet channel and the outlet channel may have a circular, elliptical or polygonal longitudinal cross-section. For example, it may be a rectangle.

상기 도 3을 참조하면, 배기가스는 제1 촉매층, 복합촉매층 및 다공질 벽을 통과하여 이동하며, 산화 반응 및 환원 반응이 진행되어 입자상 물질과 질소 산화물이 용이하게 제거될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the exhaust gas moves through the first catalyst layer, the composite catalyst layer, and the porous wall, and oxidation and reduction reactions proceed so that particulate matter and nitrogen oxides can be easily removed.

한 구체예에서 다공질 벽(300)은 실리콘카바이드(silicon carbide), 알루미늄 티타네이트(aluminum titanate) 및 코디어라이트(codierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the porous wall 300 may include one or more of silicon carbide, aluminum titanate, and cordierite (2MgO·2Al 2 O 3 ·5SiO 2 ).

한 구체예에서 상기 다공질 벽은 5㎛~80㎛ 크기의 기공이 형성될 수 있다. 본 명세서에서 상기 기공의 “크기”는 상기 기공의 직경 또는 최대 길이를 의미하는 것으로 정의하도록 한다. 상기 기공크기 조건에서 DPF 장치의 설비 부하를 방지하면서, 상기 배기가스 중 포함된 입자상 물질이 다공질 벽을 통과하지 못하여, 배기가스 처리 효율성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the porous wall may have pores having a size of 5 μm to 80 μm. In the present specification, the “size” of the pores is defined as meaning the diameter or the maximum length of the pores. In the pore size condition, while preventing equipment load of the DPF device, particulate matter contained in the exhaust gas does not pass through the porous wall, so that the exhaust gas treatment efficiency may be excellent.

한 구체예에서 상기 다공질 벽은 기공율이 20~90% 일 수 있다. 상기 조건에서 배기가스 처리 효율성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the porous wall may have a porosity of 20 to 90%. Exhaust gas treatment efficiency may be excellent under the above conditions.

한 구체예에서 상기 제1 촉매층은 제1 촉매를 포함하며, 상기 제1 촉매는 지지체에 담지된 제1 활성성분을 포함할 수 있다. 상기 제1 촉매층은 상기 배기가스에 포함된 탄화수소, 입자상 물질, 일산화질소 및 일산화탄소 등의 오염물질 성분을 산화시킬 수 있다.In one embodiment, the first catalyst layer may include a first catalyst, and the first catalyst may include a first active ingredient supported on a support. The first catalyst layer may oxidize pollutant components such as hydrocarbons, particulate matter, nitrogen monoxide and carbon monoxide included in the exhaust gas.

예를 들면 상기 제1 촉매층은 제1 활성성분 5~70 중량% 및 지지체 30~95 중량%를 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시, 고온의 배기가스와의 산화 반응 효율성이 우수하면서, 비용 효율성과, 제1 촉매의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다.For example, the first catalyst layer may include 5 to 70% by weight of the first active ingredient and 30 to 95% by weight of the support. When included in the above weight ratio, the oxidation reaction efficiency with the high-temperature exhaust gas may be excellent, and the cost-effectiveness, durability and thermal stability of the first catalyst may be excellent.

한 구체예에서 상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 제1 활성성분은 상기 제1 촉매층 전체중량에 대하여 5~70 중량% 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 고온의 배기가스와의 산화 반응 효율성이 우수하면서, 비용 효율성과, 제1 촉매층의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다. 예를 들면 5~30 중량% 포함될 수 있다.In one embodiment, the first active ingredient may include one or more of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), and cerium (Ce). The first active ingredient may be included in an amount of 5 to 70% by weight based on the total weight of the first catalyst layer. When included in the above content, the oxidation reaction efficiency with the high-temperature exhaust gas may be excellent, and the cost-effectiveness, durability and thermal stability of the first catalyst layer may be excellent. For example, 5 to 30% by weight may be included.

한 구체예에서 상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 지지체를 포함시, 제1 촉매층의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the support may include at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite. When the above type of support is included, durability and thermal stability of the first catalyst layer may be excellent.

한 구체예에서 상기 지지체는 상기 제1 촉매층 전체중량에 대하여 30~95 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제1 촉매층의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다. 다른 예를 들면 70~95 중량% 포함될 수 있다.In one embodiment, the support may be included in an amount of 30 to 95% by weight based on the total weight of the first catalyst layer. When included in the above range, durability and thermal stability of the first catalyst layer may be excellent. For another example, 70 to 95% by weight may be included.

한 구체예에서 상기 제1 촉매는 비표면적이 70m2/g 초과일 수 있다. 상기 조건에서 상기 DPF 장치의 설비 부하를 방지하면서, 배기가스와의 반응 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 제1 촉매는 비표면적이 75~300 m2/g 일 수 있다.In one embodiment, the first catalyst may have a specific surface area greater than 70 m 2 /g. In the above condition, while preventing the equipment load of the DPF device, the reaction efficiency with the exhaust gas may be excellent. For example, the first catalyst may have a specific surface area of 75 to 300 m 2 /g.

한 구체예에서 상기 복합촉매층의 제2 촉매층은 상기 배기가스 중 질소산화물을 포함하는 오염물질과 반응하여 환원시킬 수 있다.In one embodiment, the second catalyst layer of the composite catalyst layer may be reduced by reacting with pollutants including nitrogen oxides in the exhaust gas.

한 구체예에서, 상기 DPF 장치에 환원제가 유입되는 환원제 투입부(미도시)가 더 구비되어, 상기 제2 촉매층에 환원제를 투입할 수 있다. 상기 환원제를 DPF 장치 내부로 유입시, 상기 배기가스 중 질소산화물을 상기 환원제와 반응시켜 질소 및 수증기로 환원하여 제거할 수 있다. 한 구체예에서 상기 환원제는 암모니아(NH3) 및 우레아(urea) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, a reducing agent input unit (not shown) through which the reducing agent is introduced into the DPF device is further provided, so that the reducing agent can be introduced into the second catalyst layer. When the reducing agent is introduced into the DPF device, nitrogen oxides in the exhaust gas may be reacted with the reducing agent to reduce and remove nitrogen and water vapor. In one embodiment, the reducing agent may include at least one of ammonia (NH 3 ) and urea.

본 발명에서 상기 복합촉매층은 제1 촉매층을 포함하여, 상기 배기가스의 일산화질소를 이산화질소로 산화시킴으로서, 제2 촉매층의 환원 반응 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.In the present invention, the composite catalyst layer includes the first catalyst layer, and by oxidizing nitrogen monoxide in the exhaust gas to nitrogen dioxide, the reduction reaction efficiency of the second catalyst layer can be further improved.

한 구체예에서 상기 제2 촉매는 지지체에 담지된 제2 활성성분 및 조촉매를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second catalyst may include a second active ingredient and a co-catalyst supported on a support.

한 구체예에서 상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 성분을 포함시 상기 배기가스 중 질소산화물과의 반응성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the second active ingredient may include one or more of vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe), and titanium (Ti). When the component is included, reactivity with nitrogen oxides in the exhaust gas may be excellent.

한 구체예에서 상기 제2 활성성분은 상기 제2 촉매층 전체중량에 대하여 10~60 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제2 촉매층의 내구성이 우수하면서, 상기 배기가스 중 질소산화물과의 반응성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the second active ingredient may be included in an amount of 10 to 60% by weight based on the total weight of the second catalyst layer. When included in the above range, the durability of the second catalyst layer may be excellent, and reactivity with nitrogen oxides in the exhaust gas may be excellent.

한 구체예에서 상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 조촉매를 포함시 상기 제2 촉매의 내구성과, 제2 활성성분의 반응 효율성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the co-catalyst may include at least one of magnesium (Mg) and tungsten (W). When the type of cocatalyst is included, durability of the second catalyst and reaction efficiency of the second active ingredient may be excellent.

한 구체예에서 상기 조촉매는 상기 제2 촉매층 전체중량에 대하여 1~15 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제2 촉매층의 내구성과 제2 활성성분의 반응 효율성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the cocatalyst may be included in an amount of 1 to 15% by weight based on the total weight of the second catalyst layer. When included in the above range, durability of the second catalyst layer and reaction efficiency of the second active ingredient may be excellent.

한 구체예에서 상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아(ZrO2) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 지지체를 포함시, 제2 촉매의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the support may include one or more of titanium dioxide (TiO 2 ), zeolite, and zirconia (ZrO 2 ). When the above type of support is included, durability and thermal stability of the second catalyst may be excellent.

한 구체예에서 상기 지지체는 상기 제2 촉매층 전체중량에 대하여 30~80 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 제2 촉매층의 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the support may be included in an amount of 30 to 80% by weight based on the total weight of the second catalyst layer. When included in the above range, durability and thermal stability of the second catalyst layer may be excellent.

한 구체예에서 상기 제2 촉매는 비표면적이 70m2/g 초과일 수 있다. 상기 조건에서 상기 DPF 장치의 설비 부하를 방지하면서, 배기가스와의 반응 효율성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 제2 촉매는 비표면적이 75~300 m2/g 일 수 있다.In one embodiment, the second catalyst may have a specific surface area greater than 70 m 2 /g. In the above condition, while preventing the equipment load of the DPF device, the reaction efficiency with the exhaust gas may be excellent. For example, the second catalyst may have a specific surface area of 75 to 300 m 2 /g.

디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법A method for forming a complex catalyst layer in a diesel dust filter device

본 발명의 다른 관점은 상기 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법은 상기 디젤분진필터 장치의 배출채널의 내벽 표면에 제2 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제2 촉매층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제1 촉매층을 형성하여 복합촉매층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소한다.Another aspect of the present invention relates to a method for forming a composite catalyst layer of the diesel dust filter device. In one embodiment, the method for forming the composite catalyst layer of the diesel dust filter device includes: forming a second catalyst layer by applying and curing a second catalyst coating agent on the inner wall surface of the exhaust channel of the diesel dust filter device; and applying and curing a first catalyst coating agent on the surface of the second catalyst layer to form a first catalyst layer to form a composite catalyst layer; the first catalyst layer of the composite catalyst layer from one end to the other end of the inner wall of the discharge channel The amount of silver coating increases, and the coating amount of the second catalyst layer decreases.

예를 들면 상기 제1 촉매층 및 복합촉매층은 워시 코팅 후 건조 및 경화되어 형성될 수 있다.For example, the first catalyst layer and the composite catalyst layer may be formed by drying and curing after wash coating.

상기와 같이 제1 촉매층 및 제2 촉매층을 형성하여 복합촉매층을 형성시, 배출채널에서의 배기가스의 산화 및 환원 반응성이 우수하며, 고가의 촉매 사용량을 최소화할 수 있어 경제성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 배출채널(200) 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 복합촉매층(210)의 제1 촉매층(110)은 코팅량이 선형적으로 증가하고, 제2 촉매층(120)은 코팅량이 선형적으로 감소할 수 있다.When the composite catalyst layer is formed by forming the first catalyst layer and the second catalyst layer as described above, the oxidation and reduction reactivity of the exhaust gas in the exhaust channel is excellent, and the use of expensive catalysts can be minimized, so that the economy can be excellent. For example, the coating amount of the first catalyst layer 110 of the composite catalyst layer 210 increases linearly from one end of the inner wall of the discharge channel 200 to the other end, and the coating amount of the second catalyst layer 120 linearly decreases. can do.

한 구체예에서 상기 유입채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer may increase or decrease from one end to the other end of the inner wall of the inflow channel.

한 구체예에서 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소할 수 있다. 또한, 상기 복합촉매층의 두께는 일정할 수 있다.In one embodiment, one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer has at least one of a thickness, a specific surface area, and a density. can decrease. In addition, the thickness of the composite catalyst layer may be constant.

한 구체예에서 상기 제1 촉매코팅제는 제1 활성성분, 지지체 및 용제를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first catalyst coating agent may include a first active ingredient, a support and a solvent.

한 구체예에서 상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the first active ingredient may include one or more of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), and cerium (Ce).

한 구체예에서 상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one embodiment, the support may include at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite.

한 구체예에서 상기 용제는 물 및 알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 알코올은 에탄올, 메탄올, 부탄올, 이소부탄올 및 이소프로필알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 용제를 포함시 상기 제1 촉매코팅제의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the solvent may include at least one of water and alcohol. For example, the alcohol may include one or more of ethanol, methanol, butanol, isobutanol, and isopropyl alcohol. When the solvent is included, dispersibility and miscibility of the first catalyst coating agent may be excellent.

한 구체예에서 상기 용제는, 상기 제1 활성성분 및 지지체의 합 100 중량부에 대하여 50~300 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 상기 제1 촉매코팅제의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the solvent may be included in an amount of 50 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the first active ingredient and the support. When included in the above content, dispersibility and miscibility of the first catalyst coating agent may be excellent.

한 구체예에서 상기 제2 촉매코팅제는 제2 활성성분, 조촉매, 지지체 및 용제를 포함할 수 있다. In one embodiment, the second catalyst coating agent may include a second active ingredient, a co-catalyst, a support, and a solvent.

상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함할 수 있다. The second active ingredient may include at least one of vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe), and titanium (Ti).

상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함할 수 있다.The promoter may include at least one of magnesium (Mg) and tungsten (W).

상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아 중 하나 이상 포함할 수 있다.The support may include at least one of titanium dioxide (TiO 2 ), zeolite, and zirconia.

한 구체예에서 상기 용제는 물 및 알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 알코올은 에탄올, 메탄올, 부탄올, 이소부탄올 및 이소프로필알코올 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 용제를 포함시 상기 제2 촉매코팅제의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the solvent may include at least one of water and alcohol. For example, the alcohol may include one or more of ethanol, methanol, butanol, isobutanol, and isopropyl alcohol. When the solvent is included, dispersibility and miscibility of the second catalyst coating agent may be excellent.

한 구체예에서 상기 용제는, 상기 제2 활성성분, 조촉매 및 지지체의 합 100 중량부에 대하여 50~300 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 상기 제2 촉매코팅제의 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.In one embodiment, the solvent may be included in an amount of 50 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the second active ingredient, the cocatalyst and the support. When included in the above content, dispersibility and miscibility of the second catalyst coating agent may be excellent.

한 구체예에서 상기 제1 촉매코팅제 및 제2 촉매코팅제는 각각 300~600℃에서 경화할 수 있다. 상기 조건에서 제1 촉매층 및 제2 촉매층이 용이하게 형성되며, 내구성이 우수할 수 있다. In one embodiment, the first catalyst coating agent and the second catalyst coating agent may be cured at 300 to 600°C, respectively. Under the above conditions, the first catalyst layer and the second catalyst layer are easily formed, and durability may be excellent.

예를 들면, 상기 배출채널의 내벽 표면에 제2 촉매코팅제를 도포하고 80~200℃에서 건조한 다음, 300~600℃에서 경화시켜 제2 촉매층을 형성한 다음, 상기 제1 촉매코팅제를 도포하고 80~200℃에서 건조한 다음, 300~600℃에서 경화시켜 제1 촉매층을 형성할 수 있다. 상기 조건에서 제1 촉매층 및 제2 촉매층이 용이하게 형성되며, 내구성과 열안정성이 우수할 수 있다. For example, a second catalyst coating agent is applied to the inner wall surface of the discharge channel, dried at 80 to 200° C., and cured at 300 to 600° C. to form a second catalyst layer, and then the first catalyst coating agent is applied 80 The first catalyst layer may be formed by drying at ~200°C and then curing at 300~600°C. Under the above conditions, the first catalyst layer and the second catalyst layer are easily formed, and durability and thermal stability may be excellent.

디젤분진필터 장치를 포함하는 배기가스 정화장치Exhaust gas purification device including diesel dust filter device

본 발명의 또 다른 관점은 상기 디젤분진필터 장치를 포함하는 배기가스 정화장치에 관한 것이다. 도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 배기가스 정화장치를 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 배기가스 정화장치(2000)는 가스 유입부를 통해 유입된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOX)을 이산화질소(NO2)로 전환하는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 장치(1100); 및 상기 DOC 장치 후단에 구비되며, 상기 DOC 유닛에서 배출된 배기가스가 유입되어 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분을 제거하는 디젤입자필터(DPF) 장치(1000);를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention relates to an exhaust gas purification device including the diesel dust filter device. 4 shows an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment of the present invention. 4, the exhaust gas purification device 2000 is a diesel oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst, DOC) for converting nitrogen oxide (NOX) contained in the exhaust gas introduced through the gas inlet to nitrogen dioxide (NO 2 ) device 1100; and a diesel particle filter (DPF) device 1000 provided at the rear end of the DOC device, through which the exhaust gas discharged from the DOC unit is introduced to remove harmful components including particulate matter and nitrogen oxides.

한 구체예에서 상기 DOC 장치 및 DPF 장치 사이에는, 열원(1200)이 더 구비될 수 있다. 한 구체예에서 상기 열원은 버너 또는 히터를 포함할 수 있다.In one embodiment, a heat source 1200 may be further provided between the DOC device and the DPF device. In one embodiment, the heat source may include a burner or a heater.

본 발명에 따른 디젤분진필터 장치를 적용시 산화 반응 및 환원 반응을 통해 디젤 배기가스에 포함된 오염 물질의 처리 효율성이 우수하며, 산화촉매 및 환원촉매의 사용량을 최소화하여 경제성이 우수하고, 환원 반응을 위해 투입되는 환원제의 미반응을 최소화하며, SCR 장치의 배제가 가능하여 배기가스 정화장치의 컴팩트화 및 소규모화가 가능할 수 있다.When the diesel dust filter device according to the present invention is applied, the treatment efficiency of pollutants contained in diesel exhaust gas through oxidation and reduction reactions is excellent, and the use of oxidation catalysts and reduction catalysts is minimized to provide excellent economic efficiency and reduction reaction. For this purpose, it is possible to minimize the non-reaction of the reducing agent input, and it is possible to exclude the SCR device, so that it is possible to make the exhaust gas purification device compact and small-sized.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense. Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예 1Example 1

(1) 제1 촉매코팅제 준비: 제1 활성성분(백금(Pt) 5~30 중량% 및 지지체(산화알루미늄) 70~95 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부와 용제(알코올) 300 중량부를 혼합하여 제1 촉매코팅제를 제조하였다.(1) Preparation of the first catalyst coating agent: 100 parts by weight of a mixture containing 5 to 30% by weight of the first active ingredient (platinum (Pt) and 70 to 95% by weight of the support (aluminum oxide)) and 300 parts by weight of a solvent (alcohol) are mixed Thus, a first catalyst coating agent was prepared.

(2) 제2 촉매코팅제 준비: 제2 활성성분(바나듐(V) 10~35 중량%, 조촉매(산화텅스텐(WO3)) 1~10 중량% 및 지지체(산화알루미늄) 60~85 중량%를 포함하는 혼합물 100 중량부와 용제(알코올) 300 중량부를 혼합하여 제2 촉매코팅제를 제조하였다.(2) Preparation of second catalyst coating agent: second active ingredient (vanadium (V) 10 to 35 wt%, cocatalyst (tungsten oxide (WO 3 )) 1 to 10 wt% and support (aluminum oxide) 60 to 85 wt% A second catalyst coating agent was prepared by mixing 100 parts by weight of a mixture containing and 300 parts by weight of a solvent (alcohol).

(3) DPF 장치 제조: 상기 도 2 및 도 3과 같이, 일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널(100), 유입채널(100)과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 상기 배기가스로부터 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분이 제거된 처리가스가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널(200) 및 유입채널(100) 및 배출채널(200) 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽(300)을 형성하였다. 상기 다공질 벽은 실리콘카바이드를 공지된 방법으로 압출 성형하여 제조하였다.(3) DPF device manufacturing: As shown in FIGS. 2 and 3, one end is opened to let the exhaust gas discharged from the diesel power generation facility flow in, and the other end is plugged in, and a plurality of inlet channels 100 extending in the longitudinal direction, the inflow A plurality of discharge channels that are formed adjacent to the channel 100, have one end plugged in and the other end open to discharge a process gas from which harmful components including particulate matter and nitrogen oxides are removed from the exhaust gas, and extend in the longitudinal direction. A porous wall 300 was formed to define a boundary between 200 and the inlet channel 100 and the outlet channel 200 and extend in the longitudinal direction, and fluidly communicate the inlet and outlet channels. The porous wall was manufactured by extrusion molding silicon carbide by a known method.

그 다음에 유입채널(100) 내벽 표면에 상기 제1 촉매코팅제를 도포(워시코트)하고, 100~200℃에서 건조한 다음, 200~600℃에서 경화하여 제1 촉매층(비표면적 70m2/g)을 형성하였다. 또한, 배출채널(200) 내벽 표면에 상기 제2 촉매코팅제를 도포(워시코트)하고 100~200℃에서 건조한 다음, 200~600℃에서 경화하여 제2 촉매층(비표면적 130m2/g)을 형성하였다. 그 다음에 상기 제2 촉매코팅제의 표면에 상기 제1 촉매코팅제를 도포(워시코트)하고 100~200℃에서 건조한 다음, 200~600℃에서 경화하여 제1 촉매층(비표면적 130m2/g)을 형성하였다. 이때 배출채널(200)의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께가 선형적으로 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께가 선형적으로 감소하도록 형성하여, 디젤분진필터(DPF) 장치(1000)를 제조하였다.Then, the first catalyst coating agent is applied to the inner wall surface of the inlet channel 100 (wash coat), dried at 100 to 200° C., and cured at 200 to 600° C. to form a first catalyst layer (specific surface area of 70 m 2 /g) was formed. In addition, the second catalyst coating agent is applied (wash coat) to the inner wall surface of the discharge channel 200, dried at 100 to 200° C., and cured at 200 to 600° C. to form a second catalyst layer (specific surface area 130 m 2 /g) did Then, the first catalyst coating agent is applied (wash coat) to the surface of the second catalyst coating agent, dried at 100 to 200 ° C., and cured at 200 to 600 ° C. to obtain a first catalyst layer (specific surface area 130 m 2 /g). formed. At this time, the thickness of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases linearly from one end to the other end of the discharge channel 200, and the thickness of the second catalyst layer is formed to decrease linearly, so that the diesel dust filter (DPF) device (1000) was prepared.

실시예 2Example 2

상기 복합촉매층의 제1 촉매층 및 제2 촉매층을 각각 비표면적 250m2/g 조건으로 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 DPF 장치를 제조하였다. 상기 제1 촉매층 및 제2 촉매층의 비표면적은, 비표면적 측정기(Micromeritics社, 제품명: ASAP-2020)를 사용하여 측정하였다.A DPF device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the first catalyst layer and the second catalyst layer of the composite catalyst layer were respectively formed with a specific surface area of 250 m 2 /g. The specific surface areas of the first catalyst layer and the second catalyst layer were measured using a specific surface area measuring device (Micromeritics, product name: ASAP-2020).

비교예 1Comparative Example 1

상기 DPF 장치의 배출채널 내벽 표면에 제2 촉매층 만을 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 DPF 장치를 제조하였다. A DPF device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that only the second catalyst layer was formed on the surface of the inner wall of the discharge channel of the DPF device.

비교예 2Comparative Example 2

배출채널 내벽 표면에 제2 촉매층 및 제1 촉매층을 순차적으로 형성하여 복합촉매층을 형성하되, 상기 제2 촉매층 및 제1 촉매층을 배출채널의 길이 방향을 따라 균일한 두께로 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 DPF 장치를 제조하였다.A composite catalyst layer is formed by sequentially forming a second catalyst layer and a first catalyst layer on the surface of the inner wall of the discharge channel, except that the second catalyst layer and the first catalyst layer are formed to have a uniform thickness along the length direction of the discharge channel, A DPF device was manufactured in the same manner as in Example 1.

비교예 3Comparative Example 3

배출채널 내벽 표면에 제2 촉매층 만을 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 DPF 장치를 제조하였다.A DPF device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that only the second catalyst layer was formed on the surface of the inner wall of the discharge channel.

시험예test example

상기 실시예 및 비교예 1~3의 DPF 장치의 전단에 통상적으로 사용되는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 장치를 연결하여 배기가스 정화장치를 각각 제조하였다. 디젤 발전기의 후단에 상기 실시예 및 비교예 배기가스 정화장치를 각각 연결하고, 디젤 발전시 발생하는 온도 350℃의 배기가스를 DOC 장치를 거쳐 상기 DPF 장치에 유입하고, 환원제(암모니아)를 DPF 장치에 유입하여, 공지된 방법에 의해 상기 배기가스를 처리하였으며, 상기 DPF 장치 운전시 전단과 후단 사이의 차압(mbar) 변화와, 질소산화물 제거율 및 환원제 미반응율을 측정하였다.Exhaust gas purification devices were manufactured by connecting a diesel oxidation catalyst (DOC) device commonly used in the front end of the DPF devices of Examples and Comparative Examples 1 to 3, respectively. The exhaust gas purification devices of the above examples and comparative examples are respectively connected to the rear end of the diesel generator, exhaust gas having a temperature of 350° C. generated during diesel power generation is introduced into the DPF device through the DOC device, and a reducing agent (ammonia) is applied to the DPF device. The exhaust gas was treated by a known method, and the differential pressure (mbar) change between the front end and the rear end during operation of the DPF device, the nitrogen oxide removal rate, and the reducing agent unreacted rate were measured.

(1) 질소산화물 제거율(%): 상기 DPF 장치에 유입되는 배기가스 중 질소산화물의 초기 농도(ppm)와, 상기 DPF의 배출채널을 통해 배출되는 처리가스의 질소산화물 농도(ppm)를 측정하고, 질소산화물의 제거율(%)을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.(1) nitrogen oxide removal rate (%): the initial concentration (ppm) of nitrogen oxide in the exhaust gas flowing into the DPF device and the nitrogen oxide concentration (ppm) of the processing gas discharged through the discharge channel of the DPF are measured, , the nitrogen oxide removal rate (%) was calculated and shown in Table 1 below.

(2) 환원제 미반응율(%): 상기 DPF 장치에 유입되는 환원제(암모니아)의 초기 농도(ppm)와, 상기 DPF의 배출채널을 통해 배출되는 처리가스의 환원제 농도(ppm)를 측정하고, 암모니아의 미반응율(%)을 계산하여 하기 표 1에 나타내었다.(2) Reductant unreacted rate (%): The initial concentration (ppm) of the reducing agent (ammonia) flowing into the DPF device and the reducing agent concentration (ppm) of the processing gas discharged through the discharge channel of the DPF are measured, and ammonia The unreacted rate (%) was calculated and shown in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1에서, 배출채널 촉매량은 실시예 1의 배출채널 내벽에 형성된 복합촉매층의 함량을 기준으로 하여, 실시예 2 및 비교예 1~3의 사용량을 상대적으로 나타낸 것이다.In Table 1, the amount of catalyst in the exhaust channel is relative to the amount of use in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 3 based on the content of the composite catalyst layer formed on the inner wall of the exhaust channel in Example 1.

상기 표 1의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~2는 비교예 1~3에 비해 배기가스 중 질소산화물 제거효율이 우수하고, 환원제의 미반응율을 최소화함을 알 수 있었다.Referring to the results in Table 1, it can be seen that Examples 1 and 2 of the present invention have superior nitrogen oxide removal efficiency in exhaust gas and minimize the unreacted rate of the reducing agent, compared to Comparative Examples 1 and 3.

반면, 배출채널 내부에 제1 촉매층을 형성하지 않은 비교예 1의 경우, 상기 실시예 1~2에 비해 제2 촉매층의 사용량을 증가하였음에도 환원제의 반응 효율성이 감소하였고, 배출채널 내부에 제1 촉매층과 제2 촉매층을 균일한 두께로 적용한 비교예 2의 경우, 실시예 1~2 보다 제1 촉매층 및 제2 촉매층 사용량을 증가하였음에도 질소산화물 제거율과 환원제 반응효율성이 감소하였으며, 제1 촉매층을 형성하지 않은 비교예 3의 경우 실시예 1~2에 비해 질소산화물 제거 효과가 저하됨을 알 수 있었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1 in which the first catalyst layer was not formed inside the discharge channel, the reaction efficiency of the reducing agent was reduced even though the amount of the second catalyst layer was increased compared to Examples 1 and 2, and the first catalyst layer was formed inside the discharge channel. In the case of Comparative Example 2, in which the and second catalyst layers were applied to a uniform thickness, the nitrogen oxide removal rate and reducing agent reaction efficiency decreased even though the amount of the first catalyst layer and the second catalyst layer was increased compared to Examples 1 and 2, and the first catalyst layer was not formed. In the case of Comparative Example 3, which was not, it was found that the nitrogen oxide removal effect was lowered compared to Examples 1-2.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on examples. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

1: DOC 유닛 2: DPF 유닛
3: SCR 유닛 4: 열원
10: 배기가스 정화장치 100: 유입채널
110: 제1 코팅층 120: 제2 코팅층
200: 배출채널 210: 복합코팅층
300: 다공성 벽 1000: DPF 장치
1100: DOC 장치 1200: 열원
2000: 배기가스 정화장치
1: DOC unit 2: DPF unit
3: SCR unit 4: heat source
10: exhaust gas purification device 100: inlet channel
110: first coating layer 120: second coating layer
200: discharge channel 210: composite coating layer
300: porous wall 1000: DPF device
1100: DOC device 1200: heat source
2000: exhaust gas purification device

Claims (14)

일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널;
상기 유입채널과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 상기 배기가스로부터 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분이 제거된 처리가스가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널; 및
상기 유입채널 및 배출채널 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽;을 포함하며,
상기 유입채널의 내벽 표면에는 제1 촉매층이 형성되고,
상기 배출채널의 내벽 표면에는 제2 촉매층 및 상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매층이 형성된 복합촉매층을 포함하고,
상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
a plurality of inlet channels having one end open and exhaust gas discharged from the diesel power generation facility introduced therein, the other end being plugged in, and extending in the longitudinal direction;
a plurality of discharge channels formed adjacent to the inlet channel and having one end plugged and the other end open to discharge a process gas from which harmful components including particulate matter and nitrogen oxides are removed from the exhaust gas, and extending in a longitudinal direction; and
a porous wall defining a boundary between the inlet channel and the outlet channel and extending in the longitudinal direction, the porous wall fluidly communicating the inlet channel and the outlet channel;
A first catalyst layer is formed on the inner wall surface of the inlet channel,
a second catalyst layer on a surface of the inner wall of the discharge channel and a composite catalyst layer in which a first catalyst layer is formed on the surface of the second catalyst layer;
The diesel dust filter device, characterized in that the coating amount of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end to the other end of the inner wall of the discharge channel, and the coating amount of the second catalyst layer decreases.
제1항에 있어서, 상기 유입채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
The diesel dust filter device according to claim 1, wherein at least one of a thickness, a specific surface area and a density of the first catalyst layer increases or decreases from one end of the inner wall of the inlet channel to the other end.
제1항에 있어서, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
The method according to claim 1, wherein at least one of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer has one of a thickness, a specific surface area, and a density. Diesel dust filter device, characterized in that the abnormality is reduced.
제1항에 있어서, 상기 제1 촉매층은 지지체에 담지된 제1 활성성분을 포함하며,
상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함하며,
상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
According to claim 1, wherein the first catalyst layer comprises a first active ingredient supported on a support,
The first active ingredient includes at least one of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) and cerium (Ce),
The support is a diesel dust filter device, characterized in that it comprises at least one of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite (zeolite).
제1항에 있어서, 상기 제2 촉매는 지지체에 담지된 제2 활성성분 및 조촉매를 포함하며,
상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함하고,
상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함하며,
상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
According to claim 1, wherein the second catalyst comprises a second active ingredient and a cocatalyst supported on a support,
The second active ingredient includes at least one of vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe) and titanium (Ti),
The promoter includes at least one of magnesium (Mg) and tungsten (W),
The support is titanium dioxide (TiO 2 ) Diesel dust filter device, characterized in that it comprises at least one of zeolite (zeolite) and zirconia.
제1항에 있어서, 상기 제1 촉매 및 제2 촉매의 비표면적은 각각 70m2/g 초과인 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
The diesel dust filter device according to claim 1, wherein the specific surface areas of the first catalyst and the second catalyst each exceed 70 m 2 /g.
제1항에 있어서, 상기 다공질 벽은 실리콘카바이드(silicon carbide), 알루미늄 티타네이트(aluminum titanate) 및 코디어라이트(codierite) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치.
The diesel dust filter device according to claim 1, wherein the porous wall comprises at least one of silicon carbide, aluminum titanate and codierite.
일단이 개구되어 디젤 발전설비에서 배출되는 배기가스가 유입되고 타단이 플러깅되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 유입채널, 상기 유입채널과 인접하여 형성되며, 일단이 플러깅되고 타단이 개구되어 상기 배기가스로부터 입자상 물질 및 질소산화물을 포함하는 유해 성분이 제거된 처리가스가 배출되며, 길이 방향으로 연장되는 복수 개의 배출채널 및 상기 유입채널 및 배출채널 사이의 경계를 정의하고 길이 방향으로 연장되며, 상기 유입채널 및 유출채널을 유체적으로 연통하는 다공질 벽을 포함하며, 상기 유입채널 내벽 표면에는 제1 촉매층이 형성되는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법이며,
상기 배출채널의 내벽 표면에 제2 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제2 촉매층을 형성하는 단계; 및
상기 제2 촉매층 표면에 제1 촉매코팅제를 도포 및 경화하여 제1 촉매층을 형성하여 복합촉매층을 형성하는 단계;를 포함하되,
상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 코팅량이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 코팅량이 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
A plurality of inlet channels extending in the longitudinal direction are formed adjacent to the inlet channel, one end being opened to introduce exhaust gas discharged from the diesel power generation facility, and the other end being plugged in, one end being plugged in and the other end being opened to open the exhaust gas A process gas from which harmful components including particulate matter and nitrogen oxides have been removed is discharged, a plurality of discharge channels extending in the longitudinal direction and a boundary between the inlet and outlet channels are defined and extended in the longitudinal direction, the inlet A method for forming a composite catalyst layer in a diesel dust filter device comprising a porous wall fluidly communicating a channel and an outlet channel, wherein a first catalyst layer is formed on a surface of the inner wall of the inlet channel,
forming a second catalyst layer by applying and curing a second catalyst coating agent on the inner wall surface of the discharge channel; and
Forming a composite catalyst layer by applying and curing a first catalyst coating agent on the surface of the second catalyst layer to form a first catalyst layer;
The method for forming a composite catalyst layer for a diesel dust filter device, characterized in that the coating amount of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end to the other end of the inner wall of the exhaust channel, and the coating amount of the second catalyst layer decreases.
제8항에 있어서, 상기 유입채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
The method according to claim 8, wherein at least one of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer increases or decreases from one end of the inner wall of the inlet channel to the other end.
제8항에 있어서, 상기 배출채널 내벽의 일단에서 타단으로 갈수록 상기 복합촉매층의 제1 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 증가하고, 상기 제2 촉매층은 두께, 비표면적 및 밀도 중 하나 이상이 감소하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
The method according to claim 8, wherein one or more of a thickness, a specific surface area, and a density of the first catalyst layer of the composite catalyst layer increases from one end of the inner wall of the discharge channel to the other end, and the second catalyst layer has one of a thickness, a specific surface area, and a density. A method for forming a composite catalyst layer of a diesel dust filter device, characterized in that the abnormality is reduced.
제8항에 있어서, 상기 제1 촉매코팅제는 제1 활성성분, 지지체 및 용제를 포함하고,
상기 제1 활성성분은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 및 세륨(Ce) 중 하나 이상 포함하고,
상기 지지체는 산화알루미늄(Al2O3) 및 제올라이트(zeolite) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
The method of claim 8, wherein the first catalyst coating agent comprises a first active ingredient, a support and a solvent,
The first active ingredient includes at least one of platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) and cerium (Ce),
The support is aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and zeolite (zeolite), characterized in that it comprises at least one of the composite catalyst layer forming method of a diesel dust filter device.
제8항에 있어서, 상기 제2 촉매코팅제는 제2 활성성분, 조촉매, 지지체 및 용제를 포함하고,
상기 제2 활성성분은 바나듐(V), 구리(Cu), 철(Fe) 및 티타늄(Ti) 중 하나 이상 포함하고,
상기 조촉매는 마그네슘(Mg) 및 텅스텐(W) 중 하나 이상 포함하며,
상기 지지체는 이산화티타늄(TiO2), 제올라이트(zeolite) 및 지르코니아 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
The method of claim 8, wherein the second catalyst coating agent comprises a second active ingredient, a co-catalyst, a support and a solvent,
The second active ingredient includes at least one of vanadium (V), copper (Cu), iron (Fe) and titanium (Ti),
The promoter includes at least one of magnesium (Mg) and tungsten (W),
The support is titanium dioxide (TiO 2 ), zeolite (zeolite), and a method for forming a composite catalyst layer of a diesel dust filter device, characterized in that it comprises at least one of zirconia.
제8항에 있어서, 상기 제1 촉매코팅제 및 제2 촉매코팅제는 각각 300~600℃에서 경화되는 것을 특징으로 하는 디젤분진필터 장치의 복합촉매층 형성방법.
The method of claim 8, wherein the first catalyst coating agent and the second catalyst coating agent are each cured at 300 to 600°C.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 디젤분진필터 장치를 포함하는 배기가스 정화장치.

An exhaust gas purification device comprising the diesel dust filter device of any one of claims 1 to 7.

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