촉매 변환기 - 디젤 산화 촉매 대부분의 응용에서 디젤 산화 촉매는 서브스트레이트 또는 촉매 지지체라고 불리는 허니콤 구조를 포함하는 스테인리스 스틸 캐니스터로 구성됩니다. 이들은 이동 부품 없이 내부 표면적이 많습니다. 내부 표면은 백금 또는 팔라듐과 같은 촉매 금속으로 코팅되어 있습니다. 화학적 산화 과정을 통해 배기 가스 오염물질을 무해한 기체로 변환하는 것을 산화 촉매라고 합니다. 디젤 배기 가스의 경우, 촉매는 CO, HC 및 탄소 입자에 흡착된 액체 탄화수소를 산화합니다. 모바일 원천 배기 가스 제어 분야에서는 엔진 배기 가스 내 탄소 입자에 흡착된 액체 탄화수소를 가능한 조직 물질(SOF)이라고 합니다. 디젤 산화 촉매는 디젤 입자 물질의 용해성 유기 물질을 이산화탄소와 물로 변환하는 데 효과적입니다.

산화 촉매 후 retrofit은 오래된 차량에서 입자 및 연기 배출을 줄이는 데 효과적으로 증명되었습니다. 미국 환경 보호국(EPA)의 도시 버스 재건 및 재설계 프로그램에서는 5개 제조업체가 사용 중인 도시 버스의 PM 배출량을 최소 25% 감소시키는 것으로 인증한 디젤 산화 촉매을 인증하였습니다. 인증 데이터에 따르면 산화 촉매은 CO 및 HC 배출량도 상당히 줄일 수 있습니다. 현재 ARB 및 EPA 재평가 기술 검증 과정에서는 여러 기술 제조업체들이 PM 배출량을 최소 25% 줄이는 디젤 산화 촉매을 검증하였습니다.

Catalytic Converters - SCR System

SCR 시스템 선택적 촉매환원(SCR) 시스템은 금속 또는 세라믹으로 워시 코팅된 촉매화된 서브스트레이트 또는 균일하게 압출된 촉매 및 화학환원제를 사용하여 디젤 엔진과 같은 산소 풍부한 배기 스트림에서 질소 산화물을 분자 질소와 산소로 변환합니다. 모바일 원천 응용에서는 수용성 요소 우레아 용액이 주로 사용됩니다. 배기 가스 내에서 열 분해 과정을 통해 우레아는 암모니아로 분해되어 환원제 역할을 합니다. 일부 경우에는 암모니아가 모바일 원천 retrofit 응용에서 환원제로 사용되기도 합니다. 배기 가스와 환원제가 SCR 촉매 위를 지나가면서 NOx 배출을 질소와 물로 환원시키는 화학 반응이 발생합니다. SCR 촉매는 PM 및 NOx의 복합 감소를 위해 입자 필터와 결합될 수 있습니다.

Open 루프 SCR 시스템은 NOx 배출을 75%에서 90%까지 감소시킬 수 있습니다. 정착기 엔진에서의 폐쇄형 시스템은 95% 이상의 NOx 감소를 달성할 수 있습니다. SCR 시스템은 또한 CO 배출을 최대 80%까지, PM 배출을 20%에서 30%까지 줄이는 데 효과적입니다. 모든 촉매 기반 배기 가스 제어 기술과 마찬가지로, SCR 성능은 저황 연료 사용에 의해 향상됩니다.

촉매 변환기 - Lean NOx 촉매 

디젤 엔진에서 NOx 배출을 제어하는 것은 본질적으로 어렵습니다. 왜냐하면 디젤 엔진은 저공소비로 작동되도록 설계되었기 때문입니다. 디젤 배기 가스의 산소 풍부 환경에서는 화학적으로 NOx를 분자 질소로 환원하는 것이 어렵습니다. 배기 스트림에서 NOx를 분자 질소로 변환하려면 환원제 (HC, CO 또는 H2)가 필요하며, 전형적인 엔진 운전 조건에서는 충분한 양의 환원제가 존재하지 않아 NOx를 질소로 변환시키기가 어렵습니다.

일부 Lean NOx 촉매(LNC) 시스템은 촉매 상류에서 소량의 디젤 연료나 다른 환원제를 주입합니다. 연료나 다른 탄화수소 환원제는 NOx를 N2로 촉매 환원하는 데 환원제 역할을 합니다. 다른 시스템들은 추가 환원제 없이 줄어든 NOx 변환률로 수동으로 작동합니다. Lean NOx 촉매는 주로 제올라이트 (정렬된 미세 구조의 미세 다공질 물질)와 귀금속 또는 기초 금속 촉매로 만들어진 다공성 재료를 포함합니다. 제올라이트는 연료/탄화수소가 풍부한 미세한 사이트를 제공하여 환원 반응이 발생할 수 있습니다. 추가된 연료와 촉매 없이는 배출 가스 내의 과도한 산소 때문에 NOx를 N2로 변환하는 환원 반응이 일어나지 않습니다. 현재 최대 NOx 변환 효율은 일반적으로 디젤 연료 환원제 소비가 합리적인 수준에서 약 10%에서 30% 범위에 있습니다.