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본 연구에서는 온도가 큰 폭으로 변화하는 배기가스에 대응하기 위하여 플라즈마 촉매 공정을 이용하여 넓은 온도범위($150{\sim}500^{\circ}C$)에서 질소산화물($NO_x$)의 전환효율을 향상시키고자 하였다. 촉매 자체의 활성이 높은 고온에서는 $NO_x$저감이 효과적으로 일어나므로 고온 영역에서는 플라즈마 발생을 중지한 채 운전하고, 저온영역에서는 촉매상에 플라즈마를 발생시켜 $NO_x$ 전환효율을 증가시켰다. 촉매의 종류, 반응온도, 환원제(n-헵테인)의 농도 및 에너지 밀도의 변화가 $NO_x$ 전환효율에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 촉매를 비교분석한 결과, 고온에서 촉매에 의한 $NO_x$ 전환효율은 $Ag-Zn/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 경우가 90% 이상으로 가장 우수하였다. 저온 영역에서는 탄화수소 선택적 환원 공정에 의해 $NO_x$가 거의 제거되지 않았으나, 플라즈마를 촉매상에서 발생시킬 경우 약 90%의 높은 $NO_x$ 전환효율을 나타내었다. 배기가스의 온도변화에 대응하여 플라즈마를 촉매상에 생성시켜 운전할 경우 $150{\sim}500^{\circ}C$에서 $NO_x$ 전환효율을 높게 유지할 수 있다.
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M. Z. Jacobson / 2012 / Air Pollution and Global Warming: History, Science, and Solutions, 2nd Ed / Cambridge University Press
L. Schill / 2014 / Low-temperature $NH_3$ -SCR of NO on mesoporous $Mn_{0.6}Fe_{0.4}$ /$TiO_2$ prepared by a hydrothermal method / Catal. Lett. 144:395~402
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S. Brandenberger / 2011 / Hydrothermal deactivation of Fe-ZSM-5 catalysts for the selective catalytic reduction of NO with $NH_3$ / Appl. Catal. B 101:649~659
P. S. Metkar / 2013 / Experimental and kinetic modeling study of $NH_3$ -SCR of $NO_x$ on Fe-ZSM-5, Cu-chabazite and combined Fe- and Cu-zeolite monolithic catalysts / Chem. Eng. Sci. 87:51~66
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