NOx/미세먼지 동시저감을 위한 SCR 촉매 세라믹필터의 제조

The Preparation of SCR Catalyst Ceramic Filter for Simultaneous Reduction of NOx/Fine Particulates

일반적으로 화력발전이나 폐플라스틱 열분해가스화와 같이 분진과 NOx를 동시에 배출하는 발생원에서는 대기오염방지시설로 질소산화물을 제거하기 위한 선택적 촉매환원장치 (SCR)와 미세먼지 제거를 위한 집진장치를 설치하고 있다. 그러나, 300°C ~ 400°C 의 배가스 내에 포함되어 있는 질소산화물과 미세먼지를 동시에 저감하기 위해서는 SCR 촉매 세라믹 필터의 개발이 필요하다. 이러한 SCR 촉매 세라믹 필터는 먼저 winding 공법에 의해 제작된 세라믹 필터에 SCR 촉매 분말을 담지시켜 준비하였다. 제조된 촉매 세라믹 필터를 300 'C 의 반응 온도로 가열하고, 0.825 %의 요소수를 촉매 세라믹 필터에 공급하였다. 이때, 공급된 NOx의 농도는 800 ~ 1200ppm 이었다. N02의 저감율은 약 90% 이 상으로 나타났다. 그러 나 NO 의 저감율은 동일한 조건에서 30 % 미만으로 나타났다. 한편 NO의 공급유량을 감소시킴에 따라 NO 의 저감율은 80 % 이상으로 증가하였다. NO 의 저감율을 높이기 위해서는 SCR 촉매의 세라믹필터 담지량이 증가가 필요하였지만, 세라믹 필터에 SCR 촉매 분말을 담지하는데는 한계가 있다. 따라서, 세라믹 필터 제조시 촉매 지지체 분말을 혼합하여 세라믹 필터를 제조하고 여기에 촉매 전구체 물질을 담지시키고자 하였다. 촉매 지지체로 사용되는 Ti아를 950°C에서 4 시간 열처리한 다음 활성물질을 담지시켜 반응 실험을 수행한 결과, 기존 분말 촉매에 비해 약 10 % 정도 NOx 저감 효율이 낮아졌다. 그러므로, 세라믹 필터 제조시 촉매 지지체 분말을 혼합함으로써, SCR 촉매 세라믹 필터 제조 공정을 단순화하고 촉매의 담지량을 극대화 할 수 있을 것으로 판단되었다.