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KR100265369B1 - 디젤엔진 배출가스 정화장치 - Google Patents

디젤엔진 배출가스 정화장치 Download PDF

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KR100265369B1
KR100265369B1 KR1019980027203A KR19980027203A KR100265369B1 KR 100265369 B1 KR100265369 B1 KR 100265369B1 KR 1019980027203 A KR1019980027203 A KR 1019980027203A KR 19980027203 A KR19980027203 A KR 19980027203A KR 100265369 B1 KR100265369 B1 KR 100265369B1
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Abstract

본 발명은 디젤엔진 배출가스 정화장치에 관한 것으로, 세라믹여과재(12a)(12b)의 후방에 전기히터(11a)(11b)가 내설되어 엔진측에 연결설치된 두 개의 1차 여과재생부(10a)(10b)와, 상기 1차 여과재생부(10a)(10b)중 하나만이 엔진측에 연통되도록 배출가스 유입로(21a)(21b)를 개폐하는 밸브(20)와, 상기 세라믹여과재(12a)(12b)의 전후방에 각각 설치되어 배출가스의 유입압력과 유출압력을 감지하는 압력센서(P)와, 상기 압력센서(P)에 의해 감지되는 압력차가 설정치 이상이 되면 상기밸브(20)를 작동시키는 동시에 엔진측과 차단된 1차여과재생부(10a)(10b)의 전기히터(11a)(11b)에 전원을 인가하는 콘트롤부(30)와, 금속산화물이 피복된 허니콤(41)이 내설되어 상기 1차여과재생부(10a)(10b)와 연결된 2차 산화환원처리부(40)로 구성된 디젤엔진 배출가스 정화장치에 있어서, 상기 2차촉매 산화·환원처리부(40)에 내설된 허니콤(41)에 도포되는 금속산화물 피복에 사용되는 활성성분으로는 미세하게 분할된 크롬산화물이 사용하며, 여기에 부착된 백금그룹 금속중 백금과 조촉매로 Ni를 사용하며 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중 선택된 원소를 하나 이상 함유하는 촉매 조성물을 허니콤(40)에 도포하여 사용하는 것이다.
이와 같은 본 발명은 극한 조건하에서 사용되어도 뛰어난 내구성을 가지며 유해성분에 대하여 저온에서 높은 정화능력을 갖는 효과를 제공하는 것이다.

Description

디젤엔진 배출가스 정화장치
본 발명은 디젤엔진 배출가스 정화장치에 관한 것으로, 특히 미연소 탄화수소와 입자상물질들을 1차로 세라믹필터에서 포집하여 연소시키고 후단에 금속산화물이 피복된 허니콤을 설치하여 2차로 일산화탄소를 이산화탄소로, 탄화수소를 이산화탄소와 H2O로 산화시키며, 질소산화물을 질소로 환원시키는 디젤엔진 배출가스 정화장치에 관한 것이다.
종래에는 여과재만을 사용하여 여과된 입자상물질을 가열선이나 버너 등으로 재연소 하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 여과재 전후에 압력 센서를 적용하여 일정 압력 이상이 되면 버너 등으로 가열하고 송풍기로 공기를 공급하여 여과재에 퇴적된 입자상물질들을 태워버리는 방법이었다.
그러나, 이러한 방법은 일시에 미연탄화수소나 입자상물질들을 태움으로 인하여 온도가 급격히 상승하여 여과재의 수명을 단축시켰다. 또한 매연은 어느정도 제거가 가능하지만 입자상물질은 90 중량% 이상이 1μm 이하의 작은 미립자들이기 때문에 세라믹 여과재만으로는 약 40 중량% 이상 제거하기가 힘들었다. 그리고 탄화수소나 일산화탄소, 질소산화물은 전혀 제거하기 힘들었고, 세라믹필터의 배압에 의해 오히려 증가하는 현상을 나타내고 있었다.
한편, 이러한 문제를 해결하고자 기존의 세라믹 여과재(12a)(12b)에 촉매를 담지시켜 사용하는 방법들이 고안되었으나, 이들 방법은 재생하는 동안 온도가 상승하여 세라믹 여과재(12a)(12b)와 담지된 금속산화물들 간의 열팽창계수의 차이로 인하여 세라믹 여과재(12a)(12b)에 균열이 생겨 세라믹 여과재(12a)(12b)의 수명을 더한층 단축시켰고, 온도의 상승으로 인하여 담지된 촉매가 약 700℃ 이상에서 소결현상을 나타내어 촉매활성이 급격히 저하되며 매연여과 과정에서 촉매가 매연에 덮여버리는 Fouling 현상을 나타내게 되어 배출가스를 효율적으로 처리하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
이와같은 문제를 해결하기 위하여 도 1과와 같이 세라믹 여과재(12a)(12b)를 사용하고 그 후단에 촉매처리된 허니콤(41)을 연결하여 세라믹 여과재(12a)(12b)와 촉매의 수명을 단축시키지 않고 매연, 입자상물질을 1차로 세라믹 여과재(12a) (12b)에서 여과하여 처리하고 통과하는 미세한 입자상물질과 탄화수소, 일산화탄소등은 촉매처리된 허니콤에서 산화처리하며, 질소산화물도 촉매처리된 허니콤(41)에서 환원처리가 이루어지게 설계된 디젤엔진 배출가스 촉매 및 장치이다.
1차 여과재생부(10a)(10b)에서 전기히터(11a)(11b)에 의해 연소시키며 200℃∼450℃의 낮은 온도에서 2차촉매 산화·환원처리부(40)인 금속산화물이 피복된 허니콤(40)내에서 미연소 입자상물질과 탄화수소를 산화시켜 허니콤(41)에 입자상물질 침전 및 주기적인 청소없이 연속적으로 사용 가능하며 NOx 및 SO2에 대해 억제된 산화 작용 및 낮은 온도에서 일산화탄소와 탄화수소의 높은 전화율을 갖도록 한다. 전기히터(11a)(11b)의 전원은 디젤엔진 시동시 사용되는 12V용 또는 24V용 축전지가 사용되며 열선으로는 니크롬선, 칸탈선, 금속복합열선을 그대로 사용하거나 세라믹코팅 하여 사용하며, 지지대는 세라믹 또는 운모판 등을 사용한다.
그리고, 장치의 상세구조는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹여과재(12a)(12b)의 후방에 전기히터(11a)(11b)가 내설되어 엔진측에 연결설치된 두 개의 1차 여과재생부(10a)(10b)와, 상기 1차 여과재생부(10a)(10b)중 하나만이 엔진측에 연통되도록 배출가스 유입로(21a)(21b)를 개폐하는 밸브(20)와, 상기 세라믹여과재(12a)(12b)의 전후방에 각각 설치되어 배출가스의 유입압력과 유출압력을 감지하는 압력센서(P)와, 상기 압력센서(P)에 의해 감지되는 압력차가 설정치 이상이 되면 상기밸브(20)를 작동시키는 동시에 엔진측과 차단된 1차여과재생부(10a)(10b)의 전기히터(11a)(11b)에 전원을 인가하는 콘트롤부(30)와, 금속산화물이 피복된 허니콤(41)이 내설되어 상기 1차여과재생부(10a)(10b)와 연결된 2차 산화환원처리부(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치에 관한 것이다.
그리고, 상기 2차촉매 산화·환원처리부(40)에 내설된 허니콤(41)에 도포되는 금속산화물 피복에 사용되는 활성성분으로는 미세하게 분할된 크롬산화물(Cr2O3)을 사용하며, 여기에 부착된 백금그룹 금속중 백금과 조촉매로 Ni를 사용하며 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중 선택된 원소를 하나 이상 함유하는 촉매 조성물을 허니콤에 도포하여 사용하는 디젤엔진의 배출가스 후처리장치 제조방법이다. 종래의 귀금속을 함유하는 배출가스 정화용 촉매에 있어서는 사용량이 미량으로 한정된 귀금속을 유효하게 사용하여 활성알루미나 등의 고표면적 내화성 무기산화물상에 귀금속을 고분산으로 담지시키려고 노력하였다.
그러나, 귀금속을 고분산으로 담지시킨 촉매는 초기활성은 높으나 고온산화분위기와 같은 엄격한 조건에 놓이면 귀금속의 입자성장, 담체물질과 귀금속 및 조촉매들과의 반응이 일어나기 쉬우므로 활성의 내구성에 문제가 있었다. 그리하여 지르코니아 촉매의 비표면적 등 물성안정을 위하여 알루미나 및 지르코니아를 함유하는 피복층을 담체로 형성시킨 후 귀금속을 담지하는 방법은 일본 특공소 57-29215호 및 동특개소 57-153737호에 제안되어 있다.
그러나, 이들 방법은 귀금속이 대부분 알루미나에 고분산되므로 상기한 원인에 의해서 활성감소가 일어난다. 그리고 귀금속과 고온산화분위기에서 상호작용하지 않는 담체물질로서 지르코니아 (미국특허 제 4233189호) 또는 알파알루미나 (미국특허 제 41720407호)가 본 분야에서 제안되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 극한 조건하에서 사용되어도 뛰어난 내구성을 가지며 유해성분에 대하여 저온에서 높은 정화능력을 갖는 디젤엔진 배출가스 정화장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 기술적 과제는 백금 금속과 함께 Ni를 사용하고 기타 활성 금속을 크롬산화물에 담지시켜 형성된 금속담지 내화성 무기산화물을 모노리스 구조를 갖는 허니콤에 피복하며 이 피복 담체를 소성함을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치에 의해 달성된다.
도 1은 디젤엔진의 배출가스 정화장치의 개요도.
도 2는 전기 히터부의 상세도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10a,b : 1차 여과재생부 11a,b : 전기히터
12a,b : 세라믹 여과재 20 : 밸브
21a,b : 배출가스 유압료 30 : 타임 콘트롤부
40 : 2차촉매 산화·환원처리부 41 : 허니콤
P : 압력센서
이하, 본 발명 디젤엔진 배출가스 정화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
백금족화합물로는 백금만을 사용하며 이 금속은 산화크롬에 담지된다. Ni 금속과의 비율은 Ni/(Ni+백금) = 0.02∼0.2 으로 이루어지며 Ni 금속이 이 비를 초과하거나 백금 또는 Ni 중의 한 원소만 사용하면 입자상물질과 HC(탄화수소), CO의 산화전화율이 떨어지며 Pt와 Ni간의 상승효과를 얻기 힘들다. 만약 0.2를 넘어서는 범위에서는 산화전화율이 오래 지속하지 못하는 단점이 있고, 0.02보다 작은 경우에는 산화전화율이 낮아지는 단점이 있다. 백금과 Ni 금속산화물이 내화성 무기화합물과 크롬산화물에 담지되는데 이 비율은 0.05∼5중량%로 0.05%보다 작을 경우 원하는 활성을 얻기 힘들고 5중량%보다 높을 경우 금속 입자끼리의 입자성장이 촉진되어 활성 저하의 원인이 된다.
내화성 무기산화물로는 크롬산화물(Cr2O3)을 미세하게 분할된 유지물로서 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 사용되는 백금족금속에 사용되는 백금원으로서는 염화백금산, 디니트로디아민백금, 백금설페이드 착염, 백금테트라민클로라이드 등이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 Ni 원으로서는 니켈나이트레이트나 니켈클로라이드 등이 사용된다. 강한 활성을 유지하여 탄화수소와 입자상물질을 산화시키고 또한 질소산화물을 환원시키기 위하여 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중에서 선택된 원소를 하나 이상 함유한다. 이들 화합물은 금속담지 크롬산화물에 대하여 0.1∼20중량%로 하며 바람직하게는 0.5∼10중량%를 사용함으로써 충분한 발명효과가 발휘된다.
내화성 무기산화물과 크롬산화물의 혼합물을 보올밀 등을 사용하여 수성슬러리로 만들고 일체 구조를 갖는 허니콤 담체에 워시코오팅하고, 그후 120℃에서 6시간 이상 건조한후 위와 같이 얻어진 백금 금속과 Ni 조촉매 그리고 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중에서 선택된 원소를 하나 이상 함유하는 혼합수용액을 크롬산화물과 내화성무기 산화물인 알루미나가 워시코오팅된 허니콤에 담지시켜 120℃이상에서 6시간이상 건조시킨 후 400∼650℃에서 소성시킨다. 소성은 100∼650℃에서 바람직하게는 400∼600℃의 온도에서 1∼10시간, 바람직하게는 1∼4시간동안 행해진다.
본 발명에서 사용되는 모노리스구조를 갖는 허니콤은 코오데라이트, 뮬라이트, 모더나이트, 스피넬, α-알루미나, β-알루미나, 지르코니아, 티타니아, 인산티탄, 알루미늄티타네이트, 페라이트, 알루미노실리케이트, 규산마그네슘 등을 재료로 하는 담체가 바람직하며, 특히 코오데라이트(cordieritie)가 특히 디젤 내연기관용으로 바람직하다. 상기 활성유지물은 10∼350g/dm3(촉매용적) 적합하게는 30∼200g/dm3(촉매용적)의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 후처리 촉매 및 장치의 제조방법이다.
도 1에 도시된 밸브(20)에 의해 엔진측에 연통된 1차 여과재생부(10a)로 배출가스가 유입되며, 미연소 탄화수소와 입자상물질이 다수의 세라믹 여과재(12a)에 포집된다. 미연소 탄화수소와 입자상물질이 세라믹 여과재(12a)에 포집되는 과정이 진행되어 세라믹 여과재(12a)에 미연소 탄화수소와 입자상물질이 점착되어 압력센서(P)에서 감지되는 배출가스 입출입 압력차가 설정치보다 커지게 되면 타임 콘트롤부(30)는 밸브(20)를 작동시켜 1차 여과재생부(10b)가 엔진측에 연통되도록하는 동시에 전기히터(11a)에 전원을 인가하여 세라믹 여과재(12a)에 포집된 미연소 탄화수소와 입자상물질을 연소시켜 재생시킨다. 이때 엔진측에 연통된 1차 여과재생부(10b)의 세라믹여과재(12b)에는 배출가스중 미연소 탄화수소와 입자상물질이 포집된다. 즉 압력센서(P)의 신호에 따라 타임 콘트롤부(30)에 의해 제어되는 밸브(20)가 배출가스 유입로(21a)(21b)를 개폐하는데 따라 한쪽의 세라믹 여과재에는 미연소 탄화수소와 입자상물질이 포집되고, 다른쪽의 세라믹 여과재에서는 포집된 미연소탄화수소와 입자상물질이 전기히터(11a)(11b)에 의해 연소된다. 상기밸브(20)는 배출가스 입출입 압력차가 350 (mm bar)밀리바 정도일 때 절환되도록 하는 것이 바람직하며, 압력차가 너무 높으면 배압이 커져 엔진에 무리를 주게 되고 압력차가 너무 작을 때 절환하게 되면 전원의 소모가 많아진다. 전기히터(11a)(11b)에 전원이 인가되는 시간은 20분 정도가 바람직한데, 20분 이상이면 과열되어 세라믹 여과재에 손상을 가져다 주며, 20분 보다 적으면 포집된 미연소 탄화수소와 입자상물질이 완정히 연소하지 못하여 배압 상승을 일으킨다.
이러한 본 발명의 디젤엔진 정화촉매 및 장치는 디젤자동차 및 선박, 기관차, 산업용 내연기관 등에 사용할수 있다.
다음에 실시예에 의하여 본 발명을 더 상세히 설명하는데 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것이 아님은 더 말할 나위 없다.
실시예 1내지 11과 비교예 1내지 8은 디젤엔진 배출가스 후처리장치의 엔진 내구주행후에 있어서의 정화능력을 조사하였다. 내구엔진은 시판되는 직렬 직립 4행정 기관으로 연소방식은 직접분사식이며 실린더내경×행정은 123mm×155mm인 6기통, 11,051cc, 압축비 17.1:1, 최대토오크/엔진속도 = 81.5Kgm/1400rpm, 최대출력/엔진속도 = 780Nm/2,200rpm을 사용하였고, 디젤엔진 배출가스 후처리장치의 온도가 정상운전에서 450℃로 되는 조건에서 100시간 촉매정화재를 에이징하였다. SV = 약 30만 hr-1에서 TPM(총입자상물질), HC(탄화수소), VOF(휘발성 organic fraction), CO, NOx를 조사하였으며 신품시와 에이징후 50% 전환율을 조사하여 낮은 온도에서의 정화능과 전환율 지속성능을 측정하였다.
표 1에 촉매처리된 허니콤의 구성 성분을 나타내었고, 표 2에 매연후처리장치의 성능을 나타내었다.
실시예 1)
크롬산화물(Cr2O3) 400g을 혼합하여 보올밀로 20시간 동안 습식분쇄하여 수성슬러리로 조제하여, 단면적 1평방인치당 약 400개의 가스유통셀을 갖는 외경 5.66인치, 길이 6인치의 코오데라이트제 모노리스 담체 4개를 상기 슬러리에 침지하고 취출하여 셀내의 과잉슬러리를 압축공기에 의하여 블로잉하고, 그후 120℃에서 12시간 건조하고, 이것을 백금4.0g을 함유하는 염화백금수용액과 Ni를 0.4g 함유하는 니켈클로라이드와 Cu 0.4g을 함유하는 카파클로라이드 혼합수용액에 침지하여 함침시키고 120℃에서 12시간 동안 건조후 600℃ 에서 2시간동안 소성시켜 촉매처리된 허니콤을 얻었으며, 1차 여과재생부는 7.5인치 외경에 8인치 길이를 갖는 세라믹여과재를 사용하였으며, 도 1에서 밸브(20)는 압력센서(P)의 압력차가 350밀리바(mm bar)일 때 절환되며, 밸브(20)가 유입로(21b)방향으로 닫혀 1차 여과재생부(10b)의 한쪽 세라믹여과재(12a)로 매연을 포집하게되면 전기히터(11b)에 20분간 전원이 공급되어 세라믹여과재(12b)에 포집된 매연을 재생시키게 되며, 상기와 같은 과정을 반복하여 사용되는 디젤엔진 배출가스 정화장치이다.
실시예 2)
표 1의 (D) 성분이 Ag 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 3)
표 1의 (D) 성분이 Sn 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 4)
표 1의 (D) 성분이 Fe 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 5)
표 1의 (D) 성분이 Mn 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 6)
표 1의 (D) 성분이 V 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 7)
표 1의 (D) 성분이 Zn 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 8)
표 1의 (D) 성분이 Ba 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 9)
표 1의 (D) 성분이 Au 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 10)
표 1의 (D) 성분이 Ag 0.4g과 V 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
실시예 11)
표 1의 (D) 성분이 Ag 0.4g과 Cu 0.4g 인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 1)
표 1의 (B),(C),(D) 성분이 없는것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 2)
표 1의 (B) 성분이 0.5g인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 3)
표 1의 (C) 성분이 없는것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 후처리 촉매 및 장치
비교예 4)
표 1의 (C) 성분이 0.04g인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 5)
표 1의 (C) 성분이 1.0g인것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 6)
표 1의 (D) 성분이 없는것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 7)
표 1의 (C),(D) 성분이 없는것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
비교예 8)
세라믹 필터에 실시예 1의 성분을 워시코팅시키고 세라믹허니콤을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 디젤엔진 배출가스 정화장치
표 1. 촉매처리된 허니콤의 구성성분
구 성 (A) 성분 (B) 성분 (C) 성분 (D) 성분
실시예 1 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Cu0.4g
실시예 2 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Ag0.4g
실시예 3 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Sn0.4g
실시예 4 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Fe0.4g
실시예 5 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Mn0.4g
실시예 6 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 V0.4g
실시예 7 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Zn0.4g
실시예 8 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Ba0.4g
실시예 9 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Au0.4g
실시예 10 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Ag 0.4gV 0.4g
실시예 11 Cr2O340g Pt4g Ni0.4 Ag 0.4gCu 0.4g
비교예 1 Cr2O340g - - -
비교예 2 Cr2O30.5g Pt4g Ni0.4 Cu0.4g
비교예 3 Cr2O340g - Ni0.4 Cu0.4g
비교예 4 Cr2O340g Pt4g Ni0.04 Cu0.4g
비교예 5 Cr2O340g Pt4g Ni1.0 Cu0.4g
비교예 6 Cr2O340g Pt4g Ni1.0 -
비교예 7 Cr2O340g Pt4g - -
비교예 8 Cr2O340g Pt4g Ni0.4g Cu0.4g
표 2. 디젤엔진 후처리장치의 성능
구분 제 거 율 % 신품시 50% 전환 온도 (℃) 에이징후 50% 전환온도 (℃)
TPM HC VOF CO NOx TPM HC CO TPM HC CO
실시예 1 92 98 99 99 45 200 190 190 203 192 192
실시예 2 93 99 99 99 46 199 189 190 202 191 192
실시예 3 91 97 99 99 41 201 191 190 204 193 192
실시예 4 92 98 99 99 45 200 190 190 203 192 192
실시예 5 92 98 99 99 47 200 190 190 203 192 192
실시예 6 91 97 99 99 47 201 191 190 204 193 192
실시예 7 91 97 99 99 38 201 191 190 204 193 192
실시예 8 90 96 98 99 40 202 192 190 205 194 192
실시예 9 93 99 99 99 46 199 189 190 202 191 192
실시예 10 93 99 99 99 47 199 189 190 202 191 192
실시예 11 94 99 99 99 48 198 189 190 201 191 192
비교예 1 27 11 17 5 4 - - - - - -
비교예 2 90 97 98 98 12 202 191 190 205 194 192
비교예 3 72 73 85 85 15 245 238 231 248 241 234
비교예 4 89 94 97 96 17 215 195 194 218 198 197
비교예 5 90 97 98 98 29 202 191 191 194 195 194
비교예 6 90 97 98 98 11 202 191 191 194 195 194
비교예 7 78 80 88 88 4 237 229 226 240 231 229
비교예 8 87 94 95 97 40 221 195 198 224 198 201
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 디젤엔진 배출가스 정화장치에 있어서, 백금 금속과 함께 Ni를 사용하고 기타 활성 금속을 크롬산화물에 담지시켜 형성된 금속담지 내화성 무기산화물을 모노리스 구조를 갖는 허니콤에 피복하며 이 피복 담체를 소성하므로서, 극한 조건하에서 사용되어도 뛰어난 내구성을 가지며 유해성분에 대하여 저온에서 높은 정화능력을 갖는 효과를 제공한다.

Claims (8)

  1. 세라믹여과재(12a)(12b)의 후방에 전기히터(11a)(11b)가 내설되어 엔진측에 연결설치된 두 개의 1차 여과재생부(10a)(10b)와, 상기 1차 여과재생부(10a)(10b)중 하나만이 엔진측에 연통되도록 배출가스 유입로(21a)(21b)를 개폐하는 밸브(20)와, 상기 세라믹여과재(12a)(12b)의 전후방에 각각 설치되어 배출가스의 유입압력과 유출압력을 감지하는 압력센서(P)와, 상기 압력센서(P)에 의해 감지되는 압력차가 설정치 이상이 되면 상기밸브(20)를 작동시키는 동시에 엔진측과 차단된 1차여과재생부(10a)(10b)의 전기히터(11a)(11b)에 전원을 인가하는 콘트롤부(30)와, 금속산화물이 피복된 허니콤(41)이 내설되어 상기 1차여과재생부(10a)(10b)와 연결된 2차 산화환원처리부(40)로 구성된 디젤엔진 배출가스 정화장치에 있어서,
    상기 2차촉매 산화·환원처리부(40)에 내설된 허니콤(41)에 도포되는 금속산화물 피복에 사용되는 활성성분으로는 미세하게 분할된 크롬산화물이 사용하며, 여기에 부착된 백금그룹 금속중 백금과 조촉매로 Ni를 사용하며 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중 선택된 원소를 하나 이상 함유하는 촉매 조성물을 허니콤(40)에 도포하여 사용하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브(20)가 압력센서(P)의 압력차이가 350밀리바(mm bar)근처에서 작동하도록 하고, 전기히터(11a)(11b)에 전원이 인가되는 시간은 약 20분간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 백금과 Ni 금속과의 비율은 Ni/(Ni+백금) = 0.02∼0.2 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 백금과 Ni 금속산화물이 크롬산화물에 담지되는 비율은 0.05∼5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내화성 무기산화물로는 크롬산화물(Cr2O3)만이 사용되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 산화·환원 활성을 증가시키는 금속으로 Sn, Fe, Mn, Cu, V, Zn, Ba, Ag, Au 중에서 선택된 원소를 하나 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 금속들은 금속담지 크롬산화물에 대하여 0.1∼20중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 활성유지물은 10∼350g/dm3(촉매용적) 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배출가스 정화장치.
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