디젤엔진 Solid SCR에 사용가능한 암모늄 카바메이트 분해 시 생성되는 가스의 재결합 방지를 위한 화학적 방법 및 물리적 방법의 기초연구 :Basic Study on Chemical Method and Physical Method for the Prevention of Recombination in Gas Produce from Decomposition of Ammonium Carbamate to the Solid SCR Application in Diesel Engine

천민우

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자료유형: 학위논문

저자정보: 천민우 (한남대학교, 한남대학교 대학원)

지도교수: 윤천석

발행연도: 2017

저작권: 한남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (5)

2017

디젤엔진 Solid SCR에 사용가능한 암모늄 카바메이트 분해 시 생성되는 가스의 재결합 방지를 위한 화학적 방법의 기초연구

천민우 , 윤천석 , 김홍석 대한기계학회 논문집 B권 2017.12 학술저널

암모니움 카바메이트 분해 시 생성된 가스의 재결합 방지를 위한 물리적 방법의 기초연구

천민우 , 윤천석 , 김홍석 대한기계학회 논문집 B권 2017.10 학술저널

디젤엔진 Solid SCR에 사용가능한 암모늄 카바메이트 분해 시 생성되는 가스의 재결합 방지를 위한 화학적 방법 및 물리적 방법의 기초연구

천민우 기계공학과 2017.01 학위논문

2016

암모늄 카바메이트 분해 시 생성된 가스의 재결합 방지를 위한 가스 희석 방법 기초연구

천민우 , 윤천석 , 이호열 외 2명 한국자동차공학회 춘계학술대회 2016.05 학술대회자료

2015

암모늄 카바메이트 분해 시 생성되는 이산화탄소 제거를 위한 물리적 방법의 타당성 연구

천민우 , 윤천석 , 이호열 외 2명 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2015.11 학술대회자료

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본 논문에서는 solid SCR에 사용 가능한 고체상 암모니아 저장물질인 암모늄 카바메이트의 분해 시 생성된 가스에 대하여 분해온도 이하 영역에서의 재결합 방지를 위해 화학적 방법 및 물리적 방법에 관하여 연구하였으며, 연구 구성은 다음과 같다.

첫째, 암모늄 카바메이트의 분해 시 생성된 가스를 모사하기 위하여, 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 MFC(Mass Flow Controller)를 이용해 공급하고 이산화탄소와 소다라임의 흡착특성, 흡착용량 등을 확인하고 암모니아 가스와 이산화탄소 가스의 상호작용에 따른, 소다라임의 이산화탄소 흡착특성을 고찰하였다.
둘째, 이산화탄소 제거를 위한 흡착제로 소다라임을 선정하여 이산화탄소 저감 현상을 검토하였다. 소다라임의 파우더(powder)와 펠렛(pellet) 상태, 반응기 형상, 가압상태와 free-flow 조건에 대한 TGA 분석을 통하여 이산화탄소 흡착량을 계산하였다.
셋째, 가스희석을 이용하여 재결합 방지에 대한 타당성 연구를 위하여 기초 가시화실험을 수행하였다. 암모늄 카바메이트의 열분해 현상을 모사할 수 있도록, 가스 봄베이를 통해 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 공급하고 있는 상태에서 희석 가스를 공급하여 희석 유량과 온도, 압력 등을 확인하여 그 영향을 관찰하였다.
넷째, 암모늄 카바메이트의 열분해 시 발생되는 가스의 조성비를 유지하도록 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 공급하여 튜브 내에 재응고를 발생시킨 후, 재응고 된 물질의 무게 변화로부터 가스의 재결합 여부를 계량화하였고, 자동차환경에서 흔히 쓰이는 SUS 재질의 다양한 튜브 사이즈에 대한 상관관계를 고찰하였다.
다섯째, 아크릴 튜브로 제작된 온도조절이 가능한 가시화 실험장치에, 암모니아 가스, 이산화탄소 가스, 희석기체인 질소 가스를 공급하며, 재결합 방지를 위한 온도, 압력, 희석유량과의 관계를 고찰하고, Chapman-Enskog Theory에서 파생된 Diffusivity를 사용하여 재결정 조건을 확인 할 수 있는 지표로 사용하고자 한다.

1. 서론 1
2. 이론적 배경 6
2.1 Solid SCR and Urea ? SCR 6
2.1.1 암모니아 저장물질 비교 7
2.1.2 Ammonium carbamate의 화학반응 8
2.2 화학적 방법을 이용한 재결합 방지 9
2.2.1 이산화탄소 흡착제 9
2.2.2 이산화탄소와 소다라임의 화학반응 11
2.2.3 소다라임 시료 분석 12
2.3 물리적 방법을 이용한 재결합 방지 13
3. 실험장치 및 방법 15
3.1 화학적 방법 실험장치 15
3.1.1 소다라임의 이산화탄소, 암모니아 가스 흡착 특성 15
3.1.2 이산화탄소 흡착성능 계량 시료 제조 실험장치 17
3.2 물리적 방법 실험장치 19
3.2.1 기초 가시화 실험 19
3.2.2 무게변화 측정실험 20
3.2.3 온도변화 가시화 실험 21
4. 실험결과 및 고찰 24
4.1 화학적 방법 실험장치 24
4.1.1 Soda Lime의 이산화탄소, 암모니아 가스 흡착 특성 24
㉠ 소다라임과 이산화탄소 간의 흡착 특성 24
㉡ 가스의 공급시기에 따른 소다라임의 흡착 특성 25
4.1.2 이산화탄소 흡착성능 계량 시료 제조 실험 29
4.2 물리적 방법 실험장치 34
4.2.1 기초 가시화 실험 34
4.2.2 무게변화 측정실험 36
4.2.3 온도변화 가시화 실험 39
5. 결론 46
참고 문헌 48

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