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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정용원
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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요 약 문
대기오염물질의 발생량은 점차 감소하는 추세이나 대기오염물질 발생량의 다수를 차지하는 자동차의 등록현황은 증가하고 있다. 이에 따라 자동차에서 발생하는 인체 유해한 물질의 심각성이 대두되고 있다.
특히 국내 자동차 등록대수의 43.5%를 점유하는 경유 자동차의 배출물질은 기관지 등에 침투하여 장기간 잔존함으로써 폐암의 원인이 되는 입자상 물질과 산성비 유발 및 광화학 반응을 일으켜 2차 오염물질을 유발하는 질소산화물(NOx)과 VOCs등의 가스상 물질이 있다.
본 연구에서는 경유자동차에서 배출되는 입자상 물질과 가스상 물질의 배출특성에 대해 연구하기 위해, 후처리 저감장치 DPF가 장착된 경유자동차를 선정하여 경유자동차 인증 모드인 ECE15+EUDC를 이용하여 실험하였다. 가스상 물질은 MEXA-7200H, CVS-7100 분석기를 이용하여 THC, CO, CO2, NOx, CH4를 분석하였고, 또한 PTR-MS 분석기를 이용하여 VOCs (Benzene, Toluene, Ethylbenzen, Xylene)를 분석하였다. 입자상 물질 (Particulate Matter)은 불소탄화로 코팅된 유리섬유 재질 필터의 무게 전후차를 이용하여 측정하였고, 입자개수(Particle Number)를 측정하기 위해 CPC를 사용 하였다. 또한 AMS 분석기를 사용하여 Sulfate, Nitrate, Organic을 측정하였다. 이렇게 함으로써 DPF 재생 전·후에 따른 가스상 및 입자상 물질들의 배출특성의 차이를 확인 하였다.
실험 결과 경유자동차 DPF 재생전과 재생과정 시 발생되는 가스상 물질인 THC, CO, CO2, NOx, CH4는 DPF 재생과정 시 모두 높게 배출되었고, 입자상 물질인 PM, PN 결과도 재생과정 시 모두 높게 배출되는 것으로 나타났다. 또한 연비는 재생과정 시 약 30% 감소되는 것으로 나타났다.
AMS 분석기를 이용하여 Sulfate, Nitrate, Organic 성분들의 농도 분석결과, DPF 재생 전 농도는 매우 낮아 거의 검출되지 않았지만, 재생과정 시 발생되는 이 들 성분들의 최고 농도는 Sulfate 100㎍/㎥, Nitrate 20㎍/㎥, Organic 15㎍/㎥으로 나타났다.
또한 PTR-MS 분석기를 이용하여 VOCs (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) 농도를 분석한 결과, 배출특성의 변화가 거의 없는 가장 고농도로 배출되는 Benzene과 Toluene의 농도는 DPF 재생 전?후의 차이가 거의 없었으나 비교적 소량이 배출되는 Ethylbenzene과 Xylene의 농도는 그 크기의 순서가 변화된 것으로 나타났다. 즉, DPF 재생 전에는 Toluene > Benzene > Ethylbenzene > Xylene 순으로 많이 배출되었으나, 재생과정에서는 Toluene > Benzene > Xylene > Ethylbenzene 순으로 나타났다.
대기오염물질의 발생량은 점차 감소하는 추세이나 대기오염물질 발생량의 다수를 차지하는 자동차의 등록현황은 증가하고 있다. 이에 따라 자동차에서 발생하는 인체 유해한 물질의 심각성이 대두되고 있다.
특히 국내 자동차 등록대수의 43.5%를 점유하는 경유 자동차의 배출물질은 기관지 등에 침투하여 장기간 잔존함으로써 폐암의 원인이 되는 입자상 물질과 산성비 유발 및 광화학 반응을 일으켜 2차 오염물질을 유발하는 질소산화물(NOx)과 VOCs등의 가스상 물질이 있다.
본 연구에서는 경유자동차에서 배출되는 입자상 물질과 가스상 물질의 배출특성에 대해 연구하기 위해, 후처리 저감장치 DPF가 장착된 경유자동차를 선정하여 경유자동차 인증 모드인 ECE15+EUDC를 이용하여 실험하였다. 가스상 물질은 MEXA-7200H, CVS-7100 분석기를 이용하여 THC, CO, CO2, NOx, CH4를 분석하였고, 또한 PTR-MS 분석기를 이용하여 VOCs (Benzene, Toluene, Ethylbenzen, Xylene)를 분석하였다. 입자상 물질 (Particulate Matter)은 불소탄화로 코팅된 유리섬유 재질 필터의 무게 전후차를 이용하여 측정하였고, 입자개수(Particle Number)를 측정하기 위해 CPC를 사용 하였다. 또한 AMS 분석기를 사용하여 Sulfate, Nitrate, Organic을 측정하였다. 이렇게 함으로써 DPF 재생 전·후에 따른 가스상 및 입자상 물질들의 배출특성의 차이를 확인 하였다.
실험 결과 경유자동차 DPF 재생전과 재생과정 시 발생되는 가스상 물질인 THC, CO, CO2, NOx, CH4는 DPF 재생과정 시 모두 높게 배출되었고, 입자상 물질인 PM, PN 결과도 재생과정 시 모두 높게 배출되는 것으로 나타났다. 또한 연비는 재생과정 시 약 30% 감소되는 것으로 나타났다.
AMS 분석기를 이용하여 Sulfate, Nitrate, Organic 성분들의 농도 분석결과, DPF 재생 전 농도는 매우 낮아 거의 검출되지 않았지만, 재생과정 시 발생되는 이 들 성분들의 최고 농도는 Sulfate 100㎍/㎥, Nitrate 20㎍/㎥, Organic 15㎍/㎥으로 나타났다.
또한 PTR-MS 분석기를 이용하여 VOCs (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) 농도를 분석한 결과, 배출특성의 변화가 거의 없는 가장 고농도로 배출되는 Benzene과 Toluene의 농도는 DPF 재생 전?후의 차이가 거의 없었으나 비교적 소량이 배출되는 Ethylbenzene과 Xylene의 농도는 그 크기의 순서가 변화된 것으로 나타났다. 즉, DPF 재생 전에는 Toluene > Benzene > Ethylbenzene > Xylene 순으로 많이 배출되었으나, 재생과정에서는 Toluene > Benzene > Xylene > Ethylbenzene 순으로 나타났다.
목차
제1장 서론 1제2장 문헌연구 32.1 DPF 재생이 경유승용차의 미세입자 배출에 미치는 연구사례 32.2 디젤 승용차량 시험모드별 극미세 입자 배출 특성 연구사례 52.3 자동차 VOCs 배출 특성 연구사례 8제3장 실험분석 장치 및 방법 113.1 실험분석 장치 113.1.1 차대동력계 배출가스 측정 시스템 113.1.2 배출가스 VOCs 분석기(PTR-MS) 173.1.3 배출가스 입자 성분 분포 분석기(AMS) 243.2 실험 방법 283.2.1 시험모드 283.2.2 실험차량 293.2.3 배출가스 저감 장치 301) Diesel Oxidation Catalyst(DOC) 302) Diese Particulate Filter(DPF) 30제4장 결과 및 고찰 324.1 DPF 재생에 따른 대기오염물질 비교 324.1.1 가스상 물질 비교 324.1.2 입자상 물질 비교 374.1.3 연비 394.2 DPF 재생 전후 실시간 비교 404.3 DPF 재생 전후에 따른 입자성분 배출특성 434.4 DPF 재생 전후에 따른 VOCs 배출특성 454.5 문헌 연구 결과 비교 48제5장 결론 51참고문헌 53
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