KR101558675B1 - Ｌｎｔ촉매의 재생시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, NT촉매의 전단 및 후단에 설치된 제1람다센서 및 제2람다센서를 통해 제1람다값 및 제2람다값을 측정하는 측정단계; LNT촉매에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 농후조절단계; 및 상기 제1람다센서 및 제2람다센서에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 이용하여 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 정상조절단계; 를 포함하되, 상기 정상조절단계에서는, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값 이하인 경우, 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 것을 특징으로 하고, 상기 정상조절단계는, 상기 농후조절단계에서 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값들을 합친 누적값을 통해 LNT촉매의 열화 정도를 추정하여 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시간을 추가하는 추가단계;를 더 포함하며, 상기 추가단계는, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지, 상기 차이값을 계속하여 누적하여 누적값을 계산하는 계산단계; 상기 계산된 누적값에 따라, 상기 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 다르게 설정하는 설정단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 LNT촉매에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNT촉매를 이용한 유해 산화물 제거시, 환원제의 농도 조절시간을 최적화하여 NOx 및 SOx 정화성능을 향상시키고, 유해가스 배출량을 저감하도록 한 LNT촉매의 재생시스템 및 방법에 관한 것이다.
NOx Trap은 lean NOx Trap(LNT), NOx adsorber, NOx storage/reduction catalyst(NSRC), NOx adsorber catalyst(NAC) 등 다양한 명칭으로 불린다.
이러한, NOx Trap은 이론 공연비에서 기존의 삼원촉매 기능을 갖고 있으며, 희박(lean) 영역에서 NOx를 흡착하여 저장한다. 그리고, 연료를 분사하거나(rich spike) 공연비가 농후한 경우, 포집된 NOx를 정화시키고 동시에 NOx trap 기능을 복원한다.
NOx trap 물질로 Ba, Sr, K 등을 사용하며, 희박영역의 NO는 Pt에 의해 NO2로 변환시켜 NOx trap에 저장하고, 공연비 농후시 NOx trap에 저장되어 있는 NOx를 N2로 환원시킨다.
아울러, NOx trap은 고온내구성이 우수한 장점이 있으나 연료 중의 황성분에 피독되는 문제가 있는데, 현재 배기가스에 포함된 SOx 가스의 농도는 SOx센서가 없기 때문에 측정되지 않고 있다.
따라서, 현재에는 EU6 디젤유의 규정 황농도인 10ppm 이하로 판단하여 DeSOx 시점을 결정하고, DeSOx 제어를 수행하게 된다.
그러나, 종래의 NOx Trap은 촉매의 피독상태를 고려하지 않은 수동적인 재생 방법으로서, 촉매의 열화도가 높은 경우 NOx 및 SOx 등의 유해산화물 정화 성능이 저감됨은 물론, 배기가스 내의 CO/HC 등의 슬립량이 증대되는 문제도 있었다.
한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 10-2013-0017957호의 "질소산화물 흡장 촉매 시스템의 탈황 방법"이 소개된바 있다.
그러나, 이같은 방식에 의해서도 촉매의 피독 및 열화 정도에 따라 재생 제어를 적절하게 실시할 수 없어, 유해산화물 정화성능 향상에 한계가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, LNT촉매를 이용한 유해 산화물 제거시, 환원제의 농도 조절시간을 최적화하여 NOx 및 SOx 정화성능을 향상시키고, 유해가스 배출량을 저감하도록 한 LNT촉매의 재생시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 가진 본원발명은 LNT촉매의 전단 및 후단에 설치된 제1람다센서 및 제2람다센서를 통해 제1람다값 및 제2람다값을 측정하는 측정단계;
LNT촉매에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 농후조절단계; 및
상기 제1람다센서 및 제2람다센서에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 이용하여 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 정상조절단계;
를 포함하되,
상기 정상조절단계에서는, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값 이하인 경우, 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 것을 특징으로 하고,
상기 정상조절단계는, 상기 농후조절단계에서 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값들을 합친 누적값을 통해 LNT촉매의 열화 정도를 추정하여 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시간을 추가하는 추가단계;를 더 포함하며,
상기 추가단계는, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지, 상기 차이값을 계속하여 누적하여 누적값을 계산하는 계산단계; 상기 계산된 누적값에 따라, 상기 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 다르게 설정하는 설정단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 설정단계에서는, 상기 누적값이 클수록 추가시간을 짧게 설정하며, 상기 누적값이 작을수록 추가시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 추가시간은, 신품의 LNT촉매를 기준으로 하여 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지 걸리는 기준재생시간의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 한다.
LNT촉매에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 농후조절단계; 및
상기 제1람다센서 및 제2람다센서에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 이용하여 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 정상조절단계;
를 포함하되,
상기 정상조절단계에서는, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값 이하인 경우, 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 것을 특징으로 하고,
상기 정상조절단계는, 상기 농후조절단계에서 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값들을 합친 누적값을 통해 LNT촉매의 열화 정도를 추정하여 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시간을 추가하는 추가단계;를 더 포함하며,
상기 추가단계는, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지, 상기 차이값을 계속하여 누적하여 누적값을 계산하는 계산단계; 상기 계산된 누적값에 따라, 상기 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 다르게 설정하는 설정단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 설정단계에서는, 상기 누적값이 클수록 추가시간을 짧게 설정하며, 상기 누적값이 작을수록 추가시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 추가시간은, 신품의 LNT촉매를 기준으로 하여 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지 걸리는 기준재생시간의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, NOx 및 SOx 제거시, 환원제를 농후하게 조절하는 시간을 최적으로 조절하여 DeNOx 및 DeSOx 성능을 극대화하고, CO/HC의 슬립을 최소화하는 것은 물론, 연비를 향상시키는 효과가 있다.
특히, 전/후단 람다센서의 람다값의 차의 합으로 촉매의 열화도를 판단하여, 상기 열화도에 따라 재생시간을 추가하여 제어함으로써, 정밀도가 높은 재생 제어를 통해 Nox/CO 정화율을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 재생방법에 따른 람다값의 차이에 의한 재생종료 시점과, 촉매의 열화도를 고려한 재생종료 시점을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 의해 신품 LNT촉매와, 열화된 LNT촉매의 재생 누적값 및 재생시간을 비교하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법을 순차적으로 나열한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법의 재생 제어흐름을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 의한 LNT촉매의 추가 재생시간에 따른 NOx 및 CO정화율을 나타낸 도면.
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도 3은 본 발명에 의해 신품 LNT촉매와, 열화된 LNT촉매의 재생 누적값 및 재생시간을 비교하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법을 순차적으로 나열한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법의 재생 제어흐름을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 의한 LNT촉매의 추가 재생시간에 따른 NOx 및 CO정화율을 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생시스템을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 재생방법에 따른 람다값의 차이에 의한 재생종료 시점과, 촉매의 열화도를 고려한 재생종료 시점을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의해 신품 LNT촉매와, 열화된 LNT촉매의 재생 누적값 및 재생시간을 비교하여 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법을 순차적으로 나열한 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 LNT촉매의 재생방법의 재생 제어흐름을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 의한 LNT촉매의 추가 재생시간에 따른 NOx 및 CO정화율을 나타낸 도면이다.
본 발명의 LNT촉매의 재생시스템은 크게, LNT(Lean NOx Trap)촉매(1), 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5), 그리고 제어부(13)를 포함하여 구성된다.
도 1을 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 배기라인 상에 설치되는 LNT촉매(1); 상기 LNT촉매(1)의 전단 및 후단에 각각 설치되어 배기가스의 람다값을 측정하는 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5); 및 상기 LNT촉매(1)에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매(1)로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하며, 상기 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5)에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이가 기준값 이하인 경우, 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 제어부(13);를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 LNT촉매(1)에 흡장되는 유해산화물은 NOx 및 SOx일 수 있으며, 환원제로는 배기가스 내의 함유된 HC 및 CO일 수 있다. 그리고, 상기 제어부(13)에서 환원제의 농도를 제어하는 방식으로는 공연비를 조절하거나, LNT촉매(1)의 전단에서 환원제를 별도 공급하는 방식 등이 이용될 수 있으며, 이 외에도 알려진 또 다른 환원제 농도 제어방식이 적용될 수 있을 것이다.
즉, LNT촉매(1)를 이용한 NOx 및 SOx 제거시, LNT촉매(1)의 전단 및 후단에 설치된 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5)의 제1람다값 및 제2람다값이 서로 일치하는 지점을 기준으로 환원제 농도를 농후하게 조절하는 제어를 종료하게 되는 것이다.
따라서, NOx 및 SOx 제거시, 환원제를 농후하게 조절하는 시간을 최적으로 조절하여 DeNOx 및 DeSOx 성능을 극대화하고, CO/HC의 슬립을 최소화하는 것은 물론, 연비를 향상시키게 되는 것이다.
부연하면, 상기 LNT촉매(1)는 정상 작동시에는 환원제의 농도를 희박한(Lean) 조건으로 NOx를 LNT에 흡착/흡장을 하고, 주기적으로 환원제의 농도를 농후한 조건으로 만들어, LNT에 흡장/흡착된 NOx를 정화시킨다. 또한 LNT촉매(1)는 NOx만 흡착/흡장하는 것이 아니라 Sox(황산화물)도 흡착/흡장하므로 주기적으로 고온(500도 이상)에서 환원제의 농도를 반복적으로 조절하여 LNT에 흡장하였던, Sox를 제거시키는 DeSOx를 수행하게 된다.
아울러, 상기 LNT촉매(1)의 후단에는 DPF(Diesel Particulate Filter)(7)가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 LNT촉매(1)의 전단과 후단에는 온도센서(9,11)가 설치될 수 있다.
즉, LNT촉매(1)의 후단에 위치한 DPF(7)는 주행시 엔진에서 배출되는 PM(입자상 물질)을 포집하고, 엔진에서 주기적으로 후분사를 통해 배기가스를 고온으로 만들게 됨으로써, DPF(7)에 포집된 PM을 제거할 수 있게 되는바, 배출가스의 정화 성능을 더욱 향상시키게 된다.
한편, 본 발명의 LNT촉매(1)의 재생시스템을 이용하여 재생하는 방법으로서, LNT촉매(1)의 전단 및 후단에 설치된 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5)를 통해 제1람다값 및 제2람다값을 측정하는 측정단계(S10); LNT촉매(1)에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매(1)로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 농후조절단계(S20); 및 상기 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5)에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 이용하여 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 정상조절단계(S30);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 정상조절단계(S30)는, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값 이하인 경우, 환원제 농도를 정상상태로 조절할 수 있다.
그리고, 상기 정상조절단계(S30)에서는, LNT촉매(1)의 활성화를 위해 LNT촉매(1)의 온도가 기준온도 이상인 것이 바람직하다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, LNT촉매(1)를 향해 제공되는 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하면, 희박 조건에서 LNT촉매(1)에 흡장된 NOx 및 SOx가 환원되어 재생작용이 이루어진다. 이때, LNT촉매(1)의 전단에 마련된 제1람다센서(3)의 제1람다값은 상대적으로 농후한 값으로 측정되며, LNT촉매(1)의 후단에 마련된 제2람다센서(5)의 제2람다값은 촉매에 의한 재생작용을 통해 상대적으로 희박한 값으로 측정된다.
이어서, 일정 재생시간이 지난 후, LNT촉매(1)에 흡장된 유해산화물의 탈거가 상당부분 완료되면, LNT촉매(1)를 통과하는 환원제의 환원작용이 크게 줄어들게 되면서, 후단의 제2람다값이 전단의 제1람다값으로 수렴하여 제1람다값과 제2람다값의 차이가 기준값(예, 0.04) 이하로 줄어들게 되는데, 이때 환원제의 농도를 정상상태로 조절하여 재생을 종료하게 된다. 여기서, 환원제의 농도를 정상상태로 조절하는 것은, LNT촉매(1)에 NOx 및 SOx의 흡장을 위해 희박조건으로 조절하는 것이 적절할 것이다.
따라서, 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시간을 최적으로 조절하여, DeNOx 및 DeSOx 효율을 증대시키며, 높은 HC/CO 정화율을 유지시키는 동시에, HC/CO 슬립도 최소화시키고, 연료소비율을 낮춰 연비도 향상시키게 되는 것이다.
아울러, 상기 정상조절단계(S30)는, 상기 농후조절단계(S20)에서 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값들을 합친 누적값을 통해 LNT촉매(1)의 열화 정도를 추정하여 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시간을 추가하는 추가단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 추가단계는, 계산단계와, 설정단계를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 추가단계는, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지, 상기 차이값을 계속하여 누적하여 누적값을 계산하는 계산단계; 상기 계산된 누적값에 따라, 상기 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 다르게 설정하는 설정단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 설정단계에서는, 상기 누적값이 클수록 추가시간을 짧게 설정하며, 상기 누적값이 작을수록 추가시간을 길게 설정할 수 있다.
상기한 단계들에 대해 부연하면, 재생시간은 촉매의 열화정도와 반비례한다.
즉, 열화정도가 높은 촉매의 경우 재생시간은 짧아지게 되고, 열화정도가 낮은 촉매의 경우에는 재생시간이 상대적으로 길어지게 되는 것이다.
이 같은, 촉매의 열화인자는 주로 열과 황피독인데, 황피독에 의한 열화는 가역적으로 연료의 황 농도에 따라 황피독이 심하게 되었다가 DeSOx를 통해 피독이 제거되고 활성이 회복될 수 있다.
따라서, DeNOx 및 DeSOx를 위한 환원제 농도 제어시, LNT촉매(1)의 피독 상태를 파악하고, 환원제의 농도를 필요한 만큼으로 농후하게 시간을 조절하는 것이 필요하다 할 것이다.
LNT촉매(1)의 열화상태에 따라 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 추가시간은 가변되는 것이 바람직하며, 일정한 범위의 값이 선정되어야 할 것이다.(예, 0≤ 추가시간(t) ≤ 5)
도 3에서 상단의 그래프는 신품 LNT촉매(1)의 DeNOx 수행시를 나타낸 것으로, 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터, 제1람다값 및 제2람다값이 동일하게 되는 시점까지의 차이값을 누적한 누적값은 6.0으로 나타남을 확인할 수 있다.
Σ(후단의 제2람다값 - 전단의 제1람다값)= 6.0
그리고, 도 3에서 하단의 그래프는 열화된 LNT촉매(1)의 DeNOx 수행시를 나타낸 것으로, 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터, 제1람다값 및 제2람다값이 동일하게 되는 시점까지의 차이값을 누적한 누적값은 2.8로 나타남을 확인할 수 있다.
Σ(후단의 제2람다값 - 전단의 제1람다값)= 2.8
즉, LNT촉매(1)의 열화 정도가 큰 하단의 열화된 LNT촉매(1)의 경우, 신품 LNT촉매(1)와 동일한 추가시간(전/후단 람다센서 일치후 추가 재생시간)을 적용하는 것은 LNT촉매(1)의 NOx/CO/HC 정화 측면에서 효과적이지 못하다.
따라서, 도 3의 신품 LNT촉매(1)의 경우, 열화가 많이 되지 않은 상태이므로, 추가시간을 많이 부여할 필요가 없고, 반대로 하단 열화 LNT촉매(1)의 경우, 열화가 많이 진행된 상태이므로, 일정 수준의 NOx/CO/HC 정화 성능을 유지하기 위해서는 추가시간을 가능한 많이 부여하는 것이 필요하다. 즉, 열화도가 낮은 촉매일수록 추가시간을 상대적으로 적게 부여하고, 열화도가 높은 촉매일수록 추가시간을 상대적으로 많이 부여하는 것이다.
다만, 지나치게 길게 추가시간을 인가하면, NOx의 정화 성능 향상 없이, CO/HC의 슬립을 발생시키게 되는바, 촉매의 열화 정도에 따른 추가시간의 최적화가 제어가 필요한 것이다.
구체적으로, 상기 추가시간은, 신품의 LNT촉매(1)를 기준으로 하여 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지 걸리는 기준재생시간의 범위 내로 설정할 수 있다.
예를 들어, 신품 LNT촉매(1)의 재생시간이 10초이고, 사용하고 있는 열화된 LNT촉매(1)의 재생시간이 5초이면, 추가시간은 신품 LNT촉매(1)의 재생시간인 10초를 넘지 않도록 5초 이내로 설정될 수 있을 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 LNT촉매(1)의 재생방법의 재생 제어흐름을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, LNT촉매(1)를 이용한 DeNOx 및 DeSOx를 수행하기 위해 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절함으로써, LNT촉매(1)에 흡장된 NOx 및 SOx를 탈거한다.
이 경우 LNT촉매(1) 전후단에 설치된 제1람다센서(3) 및 제2람다센서(5)로부터 제1람다값 및 제2람다값을 측정하게 되는데, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 제1람다값과 제2람다값이 동일해지는 시점까지, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 누적하여 누적값을 계산한다.
그리고, 누적값과 설정된 값들을 비교하여 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 결정하게 된다.
도 5에 도시된 a,b,c,d,e는 양의 수이다. (단, a > b > c > d > e)
그리고, 추가시간인 t1, t2, t3, t4, t5는 0 이상의 수이며, 누적값이 클수록 추가시간은 짧아진다. (단, t5 > t4 > t3 > t2 > t1)
즉, 누적값이 b값을 초과하고, a값 이하이면, t1만큼의 재생시간을 추가하고, 누적값이 c값을 초과하고, b값 이하이며, t2만큼의 재생시간을 추가하며, 누적값이 d값을 초과하고, c값 이하이면, t3만큼의 재생시간을 추가하는 것이다.
이처럼, NOx/CO/HC의 높은 정화율을 확보하기 위해서는 제1람다값과 제2람다값이 동일해지는 재생시간 이후에, 추가적인 재생시간이 추가됨으로써, 촉매가 열화됨에 따라 증가되어야 하는 일정 수준의 NOx 정화율을 유지할 수 있다. 다만, 상대적으로 열화가 적은 촉매의 경우, 추가시간이 짧더라도 열화에 의한 정화성능의 저하 영향이 적으므로, 높은 정화성능을 나타내게 된다.
도 6은 본 발명에 의한 LNT촉매(1)의 추가 재생시간에 따른 NOx 및 CO정화율을 나타낸 도면으로, 160k 상당의 에이징된 LNT촉매(1)를 기준으로 하여 NOx/CO의 정화율을 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이, 3t~4t의 추가시간을 주는 조건이 높은 NOx/CO 정화성을 유지하는 최적의 조건임을 확인할 수 있다. 추가시간을 증대시킬수록 NOx 정화율은 증가하나, 일정 수준 이상이면 NOx 정화율은 포화상태(Saturation)가 되며, 이때 CO 정화율은 악화됨을 확인할 수 있다.
또한, 누적값이 큰 경우는 촉매의 활성이 높은 상태이므로, 적극적인 추가시간을 적용할 경우, NOx 정화율은 증가하나, 규제 만족 조건에서 추가 연료 분사를 하는 경우가 되므로, 연비에 악영향을 미치게 되다. 따라서, 촉매 열화가 진행된 정도를 누적값을 통해 파악한 후, LNT촉매(1)의 열화정도에 따라 추가시간을 설정하는 것이 NOx/CO 정화성능 및 연비 측면에서 보다 효과적임을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : LNT촉매 3 : 제1람다센서
5 : 제2람다센서 7 : DPF
S10 : 측정단계 S20 : 농후조절단계
S30 : 정상조절단계
5 : 제2람다센서 7 : DPF
S10 : 측정단계 S20 : 농후조절단계
S30 : 정상조절단계
Claims (10)
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- LNT촉매의 전단 및 후단에 설치된 제1람다센서 및 제2람다센서를 통해 제1람다값 및 제2람다값을 측정하는 측정단계;
LNT촉매에 흡장된 유해산화물의 탈거를 위해 상기 LNT촉매로 유입되는 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 농후조절단계; 및
상기 제1람다센서 및 제2람다센서에서 측정된 제1람다값 및 제2람다값의 차이값을 이용하여 배기가스 내의 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 정상조절단계;
를 포함하되,
상기 정상조절단계에서는, 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값 이하인 경우, 환원제 농도를 정상상태로 조절하는 것을 특징으로 하고,
상기 정상조절단계는, 상기 농후조절단계에서 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값들을 합친 누적값을 통해 LNT촉매의 열화 정도를 추정하여 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시간을 추가하는 추가단계;를 더 포함하며,
상기 추가단계는, 환원제의 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 시점부터 상기 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지, 상기 차이값을 계속하여 누적하여 누적값을 계산하는 계산단계; 상기 계산된 누적값에 따라, 상기 환원제 농도를 정상상태보다 농후하게 조절하는 추가시간을 다르게 설정하는 설정단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LNT촉매의 재생방법. - 삭제
- 삭제
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- 청구항 4에 있어서,
상기 설정단계에서는,
상기 누적값이 클수록 추가시간을 짧게 설정하며,
상기 누적값이 작을수록 추가시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 LNT촉매의 재생방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 추가시간은,
신품의 LNT촉매를 기준으로 하여 환원제의 농도를 농후하게 조절하는 시점부터 제1람다값 및 제2람다값의 차이값이 기준값에 도달하는 시점까지 걸리는 기준재생시간의 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 LNT촉매의 재생방법.
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