KR101776730B1 - 배출 가스 정화 장치 - Google Patents

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Abstract

배출 가스 정화 장치는 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생산하고, 연소 과정에서 발생한 배출 가스를 배기 파이프를 통하여 외부로 배출하는 엔진; 상기 엔진 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제1린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT); 상기 제1LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제2LNT; 그리고 상기 제2LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 제1LNT 또는 제2LNT에서 생성된 암모니아를 일시적으로 흡장하고, 상기 흡장된 암모니아와 배출 가스에 포함된 질소산화물을 반응시켜 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화하는 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매;를 포함하며, 배출 가스의 평균 온도를 기준으로 상기 제2LNT의 평균 온도는 상기 제1LNT의 평균 온도보다 100℃ ~ 150℃ 낮은 곳에 위치할 수 있다.

Description

배출 가스 정화 장치{APPARATUS OF PURIFYING EXHAUST GAS}
본 발명은 배출 가스 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급가속이나 고부하 운전 조건에서 배출 가스에 포함된 질소산화물의 정화 성능을 극대화하는 배출 가스 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에서 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배출 가스는 배기 파이프에 설치된 촉매 컨버터(Catalytic Converter)로 유도되어 정화되고, 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 테일 파이프를 통해 대기 중으로 배출된다. 상기한 촉매 컨버터는 배출 가스에 포함되어 있는 오염물질을 정화한다. 그리고 배기 파이프 상에는 배출 가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matters: PM)을 포집하기 위한 매연 필터가 장착된다.
질소산화물 저감 촉매(Denitrification Catalyst; DeNOx Catalyst)는 배출 가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 정화시키는 촉매 컨버터의 한 형식이다. 우레아(Urea), 암모니아(Ammonia), 일산화탄소 및 탄화수소(Hydrocarbon; HC) 등과 같은 환원제를 배출 가스에 제공하면 질소산화물 저감 촉매에서는 배출 가스에 포함된 질소산화물이 상기 환원제와의 산화-환원 반응을 통해 환원되게 된다.
최근에는, 이러한 질소산화물 저감 촉매로 LNT(Lean NOx Trap)가 사용되고 있다. LNT는 엔진의 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 작동되면 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡착하고, 엔진의 공연비가 농후(rich)한 분위기에서 작동되면 흡착된 질소산화물을 탈착하며, 탈착된 질소산화물과 배출 가스에 포함된 질소산화물을 환원시킨다.
그런데, LNT는 배출 가스의 온도가 높으면(예를 들어, 배출 가스의 온도가 400℃보다 높으면), 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화하지 못한다는 문제점이 있다. 특히, 차량이 급가속되거나 고부하 운전 조건에서 운행을 하면, 배출 가스의 온도가 높아 엔진에 가깝게 배치된 LNT가 배출 가스 중의 질소산화물을 정화하지 못할 수 있다. 또한, 상기 조건에서는 배출 가스의 유량도 많아 정화되지 못하고 차량 외부로 배출되는 질소산화물의 양이 증가할 수 있다. 따라서, 질소산화물의 정화 성능이 크게 악화될 수 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엔진에 가까운 곳에제1LNT(Lean NOx Trap; LNT)를 배치하고, 엔진에서 먼 곳에 제2LNT를 배치하며, 배출 가스 정화 장치의 최후단부에 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매를 배치하여 각각의 질소산화물 저감 촉매가 배출 가스의 서로 다른 온도 영역을 담당하도록 함으로써 차량의 전체 운전 영역에서 배출 가스의 정화 성능을 향상시킬 수 있는 배출 가스 정화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 배출 가스 정화 장치는 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생산하고, 연소 과정에서 발생한 배출 가스를 배기 파이프를 통하여 외부로 배출하는 엔진; 상기 엔진 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제1린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT); 상기 제1LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제2LNT; 그리고 상기 제2LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 제1LNT 또는 제2LNT에서 생성된 암모니아를 일시적으로 흡장하고, 상기 흡장된 암모니아와 배출 가스에 포함된 질소산화물을 반응시켜 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화하는 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매;를 포함하며, 배출 가스의 평균 온도를 기준으로 상기 제2LNT의 평균 온도는 상기 제1LNT의 평균 온도보다 100℃ ~ 150℃ 낮은 곳에 위치할 수 있다.
제2LNT의 탈황 시작 온도는 제1LNT의 탈황 시작 온도보다 낮을 수 있다.
상기 제2LNT의 탈황 시작 온도는 제1LNT의 탈황 시작 온도보다 100℃ ~ 150℃ 낮을 수 있다.
상기 제1, 2LNT는 각각 바륨(Ba)을 포함하고, 상기 제2LNT에 포함된 바륨의 양은 상기 제1LNT에 포함된 바륨의 양의 75% 이하일 수 있다.
상기 제1, 2LNT는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 세슘(Cs)을 포함하는 알칼리 금속, 바륨(Ba), 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 토금속, 이리듐(Ir), 란탄(La)을 포함하는 희토류 금속, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)을 포함하는 귀금속 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있을 수 있다.
상기 SCR 촉매는 제올라이트 촉매와 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있을 수 있다.
상기 제올라이트 촉매는 구리(Cu), 백금(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 세슘(Cs), 갈륨(Ga) 중 하나 이상의 원소가 이온 교환되어 있을 수 있다.
상기 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag) 중 하나 이상의 금속이 다공성 알루미나에 담지될 수 있다.
상기 배출 가스 정화 장치는 상기 제1LNT와 제2LNT 사이의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 배출 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 더 포함할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 엔진에 가까운 곳에제1LNT를 배치하고, 엔진에서 먼 곳에 제2LNT를 배치하며, 배출 가스 정화 장치의 최후단부에 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매를 배치하여 각각의 질소산화물 저감 촉매가 배출 가스의 서로 다른 온도 영역을 담당하도록 함으로써 차량의 전체 운전 영역에서 배출 가스의 정화 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 배기 매니폴드의 출구에서 배출 가스의 온도를 기준으로 저온의 배출 가스에 포함된 질소산화물은 제1LNT가 제거하고, 고온의 배출 가스에 포함된 질소산화물은 제2LNT가 제거하며, 제1, 2LNT에서 제거되지 못한 질소산화물은 SCR 촉매가 제거하도록 함으로써 질소산화물 정화 성능이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 차량이 급가속되거나 고부하 운전 조건에서 운행을 하더라도 질소산화물 저감 성능이 저하되지 아니한다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배출 가스 정화 장치의 구성도이다.
도 2는 차량이 급가속되거나 고부하 운전 조건에서 운행할 때 제1, 제2LNT의 온도를 도시한 그래프이다.
도 3은 온도에 따른 LNT 내 질소산화물의 흡장량을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배출 가스 정화 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배출 가스 정화 장치는 엔진(10), 배기 파이프(20), 제1린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT)(30), 매연 필터(Particulate Filter)(40), 제2LNT(50), 그리고 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매(60)를 포함한다.
엔진(10)은 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(10)은 흡기 매니폴드(16)에 연결되어 연소실(12) 내부로 공기를 유입받으며, 연소 과정에서 발생된 배출 가스는 배기 매니폴드(18)에 모인 후 엔진 밖으로 배출되게 된다. 상기 연소실(12)에는 인젝터(14)가 장착되어 연료를 연소실(12) 내부로 분사한다.
여기에서는 디젤 엔진을 예시하였으나 희박 연소(lean burn) 가솔린 엔진을 사용할 수도 있다. 가솔린 엔진을 사용하는 경우, 흡기 매니폴드(16)를 통하여 혼합기가 연소실(12) 내부로 유입되며, 연소실(12) 상부에는 점화를 위한 점화플러그(도시하지 않음)가 장착된다. 또한, 가솔린 직접 분사(Gasoline Direct Injection; GDI) 엔진을 사용하는 경우, 디젤 엔진과 마찬가지로 인젝터(14)가 연소실(12)의 상부에 장착된다.
배기 파이프(20)는 상기 배기 매니폴드(18)에 연결되어 배출 가스를 차량의 외부로 배출시킨다. 상기 배기 파이프(20) 상에는 제1LNT(30), 매연 필터(40), 제2LNT(50), 그리고 SCR 촉매(60)가 장착되어 배출 가스 내에 포함된 입자상 물질 그리고 질소산화물 등을 제거한다.
제1LNT(30)는 상기 엔진(10) 하류의 배기 파이프(20)에 장착되어 있다. 상기 제1LNT(30)는 연한(lean) 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 흡장하고, 농후한(rich) 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 환원시키거나 암모니아를 생성한다. 또한, 제1LNT(30)는 배출 가스에 포함된 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC)를 산화시킨다.
여기에서, 탄화수소는 배출 가스와 연료에 포함된 탄소와 수소로 구성된 화합물을 모두 지칭하는 것으로 이해하여야 할 것이다.
상기 제1LNT(30)는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 세슘(Cs)을 포함하는 알칼리 금속, 바륨(Ba), 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 토금속, 이리듐(Ir), 란탄(La)을 포함하는 희토류 금속, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)을 포함하는 귀금속 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있을 수 있다. 특히, 상기 제1LNT(30)는 바륨을 포함할 수 있다.
상기 매연 필터(40)는 상기 제1LNT(30) 하류의 배기 파이프(20)에 장착되어 있으며, 배출 가스에 포함된 입자상 물질을 포집한다. 통상적으로 매연 필터(40)는 복수개의 입구 채널과 출구 채널을 포함한다. 입구 채널은 그 일단이 개구되고 그 타단이 막혀 있어 제1LNT(30)로부터 배출 가스를 유입받는다. 또한, 출구 채널은 그 일단이 막혀 있고 그 타단이 개구되어 매연 필터(40) 내부의 배출 가스를 배출한다. 입구 채널을 통해 매연 필터(40)에 유입된 배출 가스는 입구 채널과 출구 채널을 분할하는 다공성의 격벽을 통해 출구 채널로 들어간 후, 출구 채널을 통해 매연 필터(40)로부터 배출된다. 배출 가스가 다공성의 격벽을 통과하는 과정에서 배출 가스에 포함된 입자상 물질이 포집된다.
한편, 상기 배기 파이프(20)에는 차압센서가 장착되어 있다. 차압센서는 상기 매연 필터(40)의 전단부와 후단부의 압력 차이를 측정하고 이에 대한 신호를 제어기에 전달한다. 제어기는 상기 차압센서에서 측정된 압력 차이가 설정 압력 이상인 경우 상기 매연 필터(40)를 재생하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 인젝터(14)에서 연료를 후분사함으로써 매연 필터(40) 내부에 포집된 입자상 물질을 연소시킬 수 있다.
제2LNT(50)는 상기 매연 필터(40) 하류의 배기 파이프(20)에 장착되어 있다. 상기 제2LNT(50)는 연한(lean) 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 흡장하고, 농후한(rich) 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 환원시키거나 암모니아를 생성한다. 또한, 제2LNT(50)는 배출 가스에 포함된 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC)를 산화시킨다.
상기 제2LNT(50)는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 세슘(Cs)을 포함하는 알칼리 금속, 바륨(Ba), 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 토금속, 이리듐(Ir), 란탄(La)을 포함하는 희토류 금속, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)을 포함하는 귀금속 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있을 수 있다. 특히, 상기 제2LNT(50)는 바륨을 포함할 수 있다.
상기 SCR 촉매(60)는 상기 제2LNT(50)의 하류 배기 파이프(20)에 장착된다. 상기 SCR 촉매(60)는 제1LNT(30) 또는 제2LNT(50)에서 생성된 암모니아를 일시적으로 흡장하고, 상기 흡장된 암모니아와 배출 가스에 포함된 질소산화물을 반응시켜 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화한다. 이러한 타입의 SCR 촉매(60)를 패시브(passive) SCR 촉매(60)라고 부르기도 한다.
상기 SCR 촉매(60)는 제올라이트 촉매와 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있을 수 있다. 상기 제올라이트 촉매는 구리(Cu), 백금(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 세슘(Cs), 갈륨(Ga) 중 하나 이상의 원소가 이온 교환된 것일 수 있다. 상기 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag) 중 하나 이상의 금속이 다공성 알루미나에 담지된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 배출 가스 정화 장치의 작동을 설명하기로 한다.
도 2는 차량이 급가속되거나 고부하 운전 조건에서 운행할 때 제1, 제2LNT의 온도를 도시한 그래프이다. 도 2에서 실선은 제1LNT(30)의 온도를 나타내고 점선은 제2LNT(50)의 온도를 나타낸다.
앞에서 설명한 바와 같이, 제1LNT(30)는 엔진(10)에 가까운 배기 파이프(20)에 배치되고, 제2LNT(50)는 엔진(10)에서 먼 배기 파이프(20)에 배치되어 있다. 이에 따라, 일부 감속 운행을 제외하고는 제1LNT(30)의 온도는 제2LNT(50)의 온도보다 높다. 본 실시예에서는 배출 가스의 온도를 기준으로 상기 제2LNT(50)의 평균 온도는 제1LNT(30)의 평균 온도보다 100℃ ~150℃ 낮은 곳에 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 제2LNT(50)의 탈황 시작 온도는 제1LNT(30)의 탈황 시작 온도보다 100℃ ~150℃ 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1LNT(30)의 탈황 시작 온도는 550℃이고, 상기 제2LNT(50)의 탈황 시작 온도는 650℃일 수 있다. 만일 제1LNT(30)의 탈황 시작 온도가 제2LNT(50)의 탈황 시작 온도와 동일하다면, 제1LNT(30)가 탈황을 시작할 때 제2LNT(50)는 탈황을 시작하지 못할 수 있다. 또한, 제2LNT(50)가 탈황을 시작하면, 제1LNT(30)는 열화될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 제2LNT(50)의 탈황 시작 온도는 제1LNT(30)의 탈황 시작 온도보다 100℃ ~150℃ 낮게 제작된다. 이러한 목적으로, 상기 제2LNT(50)에 포함된 바륨의 양은 상기 제1LNT(30)에 포함된 바륨의 양의 75% 이하일 수 있다.
도 3은 온도에 따른 LNT 내 질소산화물의 흡장량을 도시한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, LNT는 250℃ 부근에서 가장 많은 질소산화물을 흡장하고, 250℃보다 온도가 올라가면 질소산화물 흡장 능력이 떨어져 400℃ 이상이 되면 질소산화물을 거의 흡장하지 못한다.
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 제2LNT(50)의 평균 온도는 제1LNT(30)의 평균 온도보다 100℃ ~150℃ 낮은 곳에 위치하므로, 배기 매니폴드(18)의 출구에서 배출 가스의 온도가 350℃ 이하이면, 제1LNT(30)가 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화하고, 배기 매니폴드(18)의 출구에서 배출 가스의 온도가 300℃ ~ 500℃이면, 제2LNT(50)가 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화한다. 또한, SCR 촉매(60)는 배기 매니폴드(18)의 출구에서 배출 가스의 온도가 150℃ ~ 500℃일 때 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화한다. 또한, 상기 SCR 촉매(60)는 제1, 제2LNT(30, 50)에서 정화되지 못한 질소산화물을 보충적으로 제거한다. 특히 차량이 급가속되거나 고부하 운전 조건에서 운행을 하여 배출 가스의 온도가 올라가더라도, 엔진(10)에서 멀리 떨어진 제2LNT(50)와 SCR 촉매(60)가 질소산화물을 정화하게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (9)

  1. 공기와 연료의 혼합기를 태워 동력을 생산하고, 연소 과정에서 발생한 배출 가스를 배기 파이프를 통하여 외부로 배출하는 엔진;
    상기 엔진 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박(lean)한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제1린 녹스 트랩(Lean NOx Trap; LNT);
    상기 제1LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 공연비가 희박한 분위기에서 배출 가스에 포함된 질소산화물을 흡장하고, 농후한 분위기에서 흡장된 질소산화물을 탈착하며 배출 가스에 포함된 질소산화물 또는 탈착된 질소산화물을 배출 가스에 포함된 탄소 또는 수소를 포함한 환원제를 이용하여 환원시키거나 암모니아를 생성하는 제2LNT; 그리고
    상기 제2LNT 하류의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 제1LNT 또는 제2LNT에서 생성된 암모니아를 일시적으로 흡장하고, 상기 흡장된 암모니아와 배출 가스에 포함된 질소산화물을 반응시켜 배출 가스에 포함된 질소산화물을 정화하는 선택적 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 촉매;
    를 포함하며,
    배출 가스의 평균 온도를 기준으로 상기 제2LNT의 평균 온도는 상기 제1LNT의 평균 온도보다 100℃ ~ 150℃ 낮은 곳에 위치하며,
    상기 제2LNT의 탈황 시작 온도는 제1LNT의 탈황 시작 온도보다 100℃ ~ 150℃ 낮고,
    상기 제1, 2LNT는 각각 바륨(Ba)을 포함하고,
    상기 제2LNT에 포함된 바륨의 양은 상기 제1LNT에 포함된 바륨의 양의 75% 이하인 것을 특징으로 하는 배출 가스 정화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2LNT는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 세슘(Cs)을 포함하는 알칼리 금속, 바륨(Ba), 칼슘(Ca)을 포함하는 알칼리 토금속, 이리듐(Ir), 란탄(La)을 포함하는 희토류 금속, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)을 포함하는 귀금속 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배출 가스 정화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 SCR 촉매는 제올라이트 촉매와 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배출 가스 정화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제올라이트 촉매는 구리(Cu), 백금(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 세슘(Cs), 갈륨(Ga) 중 하나 이상의 원소가 이온 교환된 것을 특징으로 하는 배출 가스 정화 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 다공성 알루미나에 담지된 금속 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 아연(Zn), 은(Ag) 중 하나 이상의 금속이 다공성 알루미나에 담지된 것을 특징으로 하는 배출 가스 정화 장치.
  9. 제1항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1LNT와 제2LNT 사이의 배기 파이프에 장착되어 있으며, 배출 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 매연 필터를 더 포함하는 배출 가스 정화 장치.
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