KR100405478B1 - 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용 - Google Patents

자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 산화반응에 의해 제거가 어려운 탄소수 5 이상의 파라핀계열 탄화수소를 탄화수소 분해촉매를 이용하여 탄소수가 적은 파라핀 및 올레핀으로 분해시킴으로써 배기가스의 정화효율은 높인 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 관한 것이다. 따라서, 이러한 본 발명에 따르면, 자동차 배기가스에 대한 삼원촉매의 정화성능을 향상시킴은 물론, 배기가스로부터 탄화수소를 보다 효율적으로 정화시킬 수 있어 환경오염을 줄일 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용{Catalytic aftertreatment method for the automotive emission control and its applications}
본 발명은 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 산화반응에 의해 제거가 어려운 탄소수 5 이상의 파라핀계열 탄화수소를 탄화수소 분해촉매를 이용하여 탄소수가 적은 파라핀 및 올레핀으로 분해시킴으로써 배기가스의 정화효율은 높인 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 관한 것이다.
오늘날 가솔린 자동차의 배기가스는 엔진후방에 장착된 귀금속 삼원촉매에 의하여 정화되고 있다(참조: 도 1). 즉, 탄화수소와 일산화탄소는 산화반응에 의해 정화되고 질소산화물은 환원반응으로 정화된다.
그런데, 이러한 탄화수소가 삼원촉매에서 산화반응을 거쳐 정화되는 반응성은 개별 탄화수소의 탄소수와 종류에 따라 영향을 받는다.
그러나, 현재 삼원촉매에서의 배기가스 정화방법은 엔진으로부터 유입되는 탄화수소의 조성에 대한 아무런 재조정없이 곧바로 배기가스가 삼원촉매에 유입되므로 상대적으로 산화반응에 대한 반응성이 낮은 탄소수 5 이상의 파라핀계열의 탄화수소를 제거하기에는 매우 어려운 문제점이 있어왔다(참조: 도 3 및 도 4).
따라서, 자동차 배기가스로부터 탄소수 5 이상의 파라핀계열의 탄화수소를 제거하기 위한 새로운 방법의 개발 필요성이 절실히 대두되고 있는 실정이었다.
이에, 본 발명의 별명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 엔진으로부터 유입된 탄소수 5 이상의 파라핀계열 탄화수소를 올레핀과 기타 저급의 파라핀으로 분해할 수 있는 탄화수소 분해촉매를 엔진과 삼원촉매시스템 사이에 위치시킴으로써 배기가스의 정화효율을 높일 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 엔진과 삼원촉매시스템 사이에 탄화수소 분해촉매를 위치시킨 자동차 배기가스 정화방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 상기 자동차 배기가스 정화방법을 이용한 자동차 배기가스 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 삼원촉매 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄화수소 분해촉매가 장착된 삼원촉매 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 종래 엔진의 출구에서 조사된 탄화수소의 종류 및 탄소수 분포를 나타낸 것이다.
도 4는 종래 삼원촉매시스템의 출구에서 조사된 탄화수소의 종류 및 탄소수 분포를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 엔진과 삼원촉매시스템 사이에 탄화수소 분해촉매를 위치시킨 자동차 배기가스 정화방법을 그 특징으로 한다. 상기 탄화수소 분해촉매는 종래 통상의 원통형 구조로 성형된 다공성 담체에 제올라이트 또는 실리카알루미나를 코팅하여 이루어져 있으며, 이러한 탄화수소 분해촉매(C)는 도 2에 나타난 바와 같이 엔진(A)과 삼원촉매시스템(B) 사이에 장착되어 엔진으로 부터 유입된 배기가스를 통과시킨다. 즉, 엔진으로부터 유입된 배기가스 중에 포함된 탄소수 5 이상의 고급 파라핀계열 탄화수소는 산화반응에 대한 반응성이 낮기 때문에 통상의 삼원촉매 시스템에서는 산화반응을 통해 이들을 제거하기가 용이하지 않다. 따라서, 본 발명에서는 이들 탄소수 5 이상의 고급 파라핀계열 탄화수소를 1차적으로 탄화수소 분해촉매를 이용해 올레핀과 보다 저급의 탄화수소로 분해시킨 후 이를 통상의 삼원촉매에 의한 산화반응을 통해 정화하고자 하는 것이다. 여기서, 탄화수소 분해촉매는 상기와 같이 제올라이트 또는 실리카알루미나 단독 또는 이들의 조합을 이용하여 통상의 원통형 구조로 성형된 다공성 담체에 코팅시켜 이루어져 있다.
또한, 본 발명은 상기의 자동차 배기가스 정화방법을 이용한 자동차 배기가스 정화장치를 포함한다. 이러한 본 발명의 자동차 배기가스 정화장치는 원통형 구조로 성형된 다공성 담체에 제올라이트 또는 실리카알루미나를 코팅하여 이루어진 탄화수소 분해촉매(C)가 삼원촉매시스템(B)의 전단부에 장착되어 하나의 촉매시스템으로 이루어져 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예:
탄화수소 분해촉매로서 제올라이트를 담체에 코팅한 촉매를 엔진 후반부 및 삼원촉매시스템 전단부 사이에 도 2와 같이 추가장착한 다음, 불꽃이온화 검출기를 사용하는 탄화수소 분석기로 탄화수소 배출량을 측정하였다. 그리고, 그 결과를 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.
비교예:
종래의 삼원촉매시스템을 엔진후반부에 통상의 방법대로 장착한 뒤, 상기 실시예와 동일한 방법으로 탄화수소 배출량을 측정하였다. 그리고, 그 결과를 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 자동차 배기가스 정화방법 및 이의 이용에 관한 것이다. 따라서, 이러한 본 발명에 따르면, 자동차 배기가스에 대한 삼원촉매의 정화성능을 향상시킴은 물론, 배기가스로부터 탄화수소를 보다 효율적으로 정화시킬 수 있어 환경오염을 줄일 수 있는 효과를 나타낸다.

Claims (3)

  1. 통상의 원통형 구조로 성형된 다공성 담체에 제올라이트 또는 실리카알루미나를 코팅하여 이루어진 탄화수소 분해촉매(C)를 엔진(A)과 삼원촉매시스템(B) 사이에 장착시켜 배기가스를 통과시키는 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화방법.
  2. 삭제
  3. 통상의 원통형 구조로 성형된 다공성 담체에 제올라이트 또는 실리카알루미나를 코팅하여 이루어진 탄화수소 분해촉매(C)가 삼원촉매시스템(B)의 전단부에 장착되어 하나의 촉매시스템으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 배기가스 정화장치.
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