2. SCR(Selective Catalytic Reduction) 자동차 배기 가스 선택 촉매기의 원리

2. SCR(Selective Catalytic Reduction) 자동차 배기 가스 선택 촉매기의 원리

1. 개요

배기 가스 중의 Nox를 알모니아 성분(NH3)의 환원제인 NH3와 반응시켜 N2와 H2O로 분해하여 NOx를 저감하고, Nox를 저감하는 과정에서 NH3와 SO2의 산화 반응올 황산물에 의한 피독 또는 성능 저하되는 현상을 최소화 하기 위한 반응을 병행하여 진행하는 것이 SCR이다.

 즉 ‘선택적(Selective)’의 의미는 촉매 반응시에 NOx+NH3의 반응과 더불어 NH3+SO2의 산화반응을 촤소화 시킨다는 것을 의미한다. 여기서 SCR의 주 포인트는 NH3와 SO2의 산화 반응로 황산화의 진행이 다른 촉매에 비해 현저히 최소화 한다는 것이다.

2. SCR 반응 메커니즘

배출가스의 SO2는 촉매에 의해 SO3로 산화반응이 진행되며, 이때 유레아 장치의 Ammonia slip이 발생되면 상호 반응로 암모니아 황산화물(Ammonium Sulfate(NH4)2SO4)혹은 암모니아 황산염(Ammonia Bisulfate(NH4HSO4))이 생성되며, 이러한 황산화물이 촉매의 표면에 붙어 피독 현상이 발생하게 된다. 이런 피독에 의해 촉매와 배출가스가 접촉이 불량하여 촉매의 성능이 저하되고, 촉매의 막힘 및 부식의 원인 된다. SCR 촉매의 활성화 온도는 250~400℃로, 촉매의 활성도가 높을 수록 NOx의 환원 효율은 높아진다. 그러나 활성도가 높을수록 SO2의 산화 반응으로 촉매의 효율이 반감되므로 SCR 촉매 설계시 활성도와 사용 온도의 상관 관계를 결정하는 것이 매우 중요하다. SCR의 활성도는 촉매의 NOx 처리효율 및 SO2/SO3의 전환 Rate로 측정하여 일정기간 운행 후 Sampling하여 활성도를 측정 후 계속 사용 여부를 결정한다.