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본 논문에서는 고유황 연료를 사용하는 선박에서 매연여과장치를 사용하기 위하여 연료 첨가제를 이용한 재생에 대한연구를 진행하였다. 연료 첨가제 재생방식은 포집된 입자상 물질의 재생온도를 500℃이하로 낮춘다. 선박은 주기적인 엔진의고부하 운전으로 추가적인 연료의 소비 없이 500℃의 재생온도를 얻을 수 있다. 실험을 통해 연료 첨가제의 활성물질, 매연여과장치의 구성 및 연료 내 황 함유량에 따른 연료 첨가제 재생방식의 BPT(balance point temperature) 및 매연 재생 효율을 측정하였다. 재생특성평가는 279kW급 D6CB엔진의 후단에 매연여과장치를 장착하여 진행하였다. 매연여과장치는 22L SiC 필터를 사용하였다. 활성물질이 다른 3가지 연료 첨가제를 연료에 혼합하여 공급하였으며, 활성물질이 Ce인 연료 첨가제가 가장낮은 BPT를 보였다. 초저황 경유에서는 모든 첨가제가 370℃ 이하에서 BPT를 보였다. 반면, BPT가 황 함유량이 216ppm인MGO(marine gas oil)를 연료로 사용하면 BPT가 401℃ 이상으로 증가하였다. 재생특성의 향상을 위하여 디젤 산화 촉매와 Vd 코팅을 적용하면 MGO를 사용하여도 BPT가 278℃로 감소하며, 63%의 매연 재생 효율을 보였다. 황 함유량이 484ppm 이상인연료에서는 디젤 산화 촉매와 Vd 코팅을 적용하여도 BPT가 증가하고 매연 재생 효율이 14% 이하로 감소하였다.

In this study, diesel particular filter (DPF) regeneration with a fuel-borne catalyst (FBC) is investigated for application in ships using high sulfur fuels. The FBC lowers regeneration temperature to less than 500℃. This regeneration temperature can be obtained without additional fuel consumption owing to the high load operation of marine engines. In our study, the balance point temperature (BPT) and regeneration efficiency were measured with a variety of active materials, filter configurations, and sulfur contents in fuels. Regeneration characteristics tests were conducted using a 279-kW class D6CB engine with a 22L silicon carbide (SiC) DPF. Among three active materials, Ce had the lowest BPT. All FBCs had BPT of less than 370℃ when ultra-low sulfur diesel was used. However, BPT was greater than 401℃ when marine gas oil (MGO) containing 216 ppm of sulfur was used. Diesel oxidation catalyst and Vd coating resulted in a BPT of 278℃ and a regeneration efficiency of 63%, even when MGO was used. BPT increased and a low regeneration efficiency of less than 14% was observed when sulfur contents increased to greater than 484 ppm.

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
선박 좌현 전타 조건에서 프로펠러 편심추력이 추진축계에 미치는 영향 연구 = Effects of propeller eccentric forces on propulsion shafting system under hard port turning conditions 김부기, 이재웅, 김정렬 p.682-689

폴리우레탄 폼의 기계적 성능에 미치는 방사선의 영향에 대한 연구 = Effect of irradiation on the mechanical performance of polyurethane foam 손영무, 김태욱, 이제명 p.719-725

정상 동작조건에서 잭업 바지선의 레그에 작용하는 파랑하중 해석 = Analysis of wave load acting on the legs of a jack-up barge under normal operating conditions 양영준, 박동우 p.675-681

유속변화에 따른 선체구조용 알루미늄 합금에 부착된 해양생물 제거 효과 = Effect of flow rate on the removal of marine organisms attached to a ship's hull made of aluminum alloy 박일초, 정광후, 한민수, 김성종 p.726-734

자이로 파력 발전기용 전력 변환기의 제어 알고리즘에 관한 연구 = A study on the control algorithm of power converter for gyro wave power generator 김성안, 권혁주, 홍경표, 이선권, 강규홍 p.755-760

어선 부가물의 저항성능에 관한 실험적 연구 = An experimental study on the resistance performance of fishing vessel appendages 박동우 p.668-674

고유황 연료 사용 디젤 엔진에서 연료 첨가제를 이용한 매연여과장치의 재생에 관한 연구 = Study on DPF regeneration using a fuel-borne catalyst in a diesel engine with high sulfur fuel 이상호, 조규백, 김홍석, 이선엽, 최원빈, 안영모, 이의성, 이경열 p.690-696

디젤엔진에서 Urea-SCR 촉매의 바나디아 전구체에 따른 질소산화물 저감에 관한 기초 연구 = Preliminary study on reducing nitrogen oxide emissions according to vanadia precursorof Urea-SCR catalyst in diesel engines 안영모, 박대성, 남정길, 류영현 p.697-701

섬유 첨가에 따른 하드코어 패널의 물성 변화 연구 = Study on the physical properties of hardcore panels according to fiber addition 이동욱, 김영훈, 김명환, 문명준 p.702-707

해수 유출입 시스템을 적용한 ballast-free 선형의 저항 및 추진 성능에 관한 연구 = A study on resistance and propulsion performances of a ballast-free ship with inlet and outlet system for sea water 이순현, 백광준, 김상현, 이영길 p.747-754

DC 마그네트론 스퍼터링법으로 제조된 TiNi 형상기억합금 박막의 상변태 거동 특성 = Phase transformation behavior of TiNi shape-memory-alloy thin films deposited using DC magnetron sputtering 배주현, 허선철, 최병근, 정효민, 노정필 p.715-718

글라스버블/폴리우레탄 폼 복합재료의 기계적 및 열적 특성평가 = Development and mechanical and thermal performance evaluation of polyurethane foam composites reinforced with glass bubbles 안재혁, 김정현, 김정대, 박성균, 박강현, 변준석, 이제명 p.708-714

자이로 파력발전기 운전 특성 개선 설계 = Design improvement for operation characteristics of gyro wave power generator 홍경표, 이선권, 김성안, 백상현, 강규홍 p.761-766

해수에서 정전류 가속 부식시험법에 의한 선박용 5000계열과 6000계열 알루미늄 합금의 내식성 비교 = Comparison of corrosion resistance of 5000 series and 6000 series aluminum alloys in seawater using galvanostatic acceleration corrosion technique 김영복, 김성종 p.735-741

다공성 매질의 투과성 계수와 유체 거동에 대한 연구 = Study on permeability coefficient and fluid behavior of porous materials 최성웅, 양정현, 김범수, 권재성 p.742-746

수중 가시화 구명줄 시스템의 설계 및 제작 = Design and fabrication of an underwater visualization rescue-rope 김우현, 왕국명, 길경석, 김도정, 서봉원, 김수영, 김영문 p.767-771

참고문헌 (15건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

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번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 Ministry of Environment, http://www.me.go.kr/home/ web/policy_data/read.do?menuId=10262&seq=7053, Accessed September 27, 2018. 미소장
2 Comparison of removal efficiency of diesel particulate filter with different measurement methods in a high-speed marine diesel engine 소장
3 The evaluation of fuel borne catalyst (FBC’s) for DPF regeneration 네이버 미소장
4 A Low Ash and Highly Stable Formulated Fuel Borne Catalyst with Injection System Deposit Prevention Properties 네이버 미소장
5 Influence of an iron-based fuel-borne catalyst on physicochemical and toxicological characteristics of particulate emissions from a diesel engine 네이버 미소장
6 K. Schrewe, C. Belcour, and P. Richards, “A study of the parameters ensuring reliable regeneration of a sintered metal particulate filter using a fuel borne catalyst,” SAE Technical Papers, Paper no. 2008-01-2485, 2008. 미소장
7 S. Choi, A Study on the Development of Air Pollutants and Greenhouse Gases Emission Factor and Emission Estimation from the Domestic Coastal Shipping, 11-1480523-001909-01, Korea First Environment & Energy, Korea, 2014. 미소장
8 S. Park, K. Chun, G. Cho, and Y. Jeong, “A study on the characteristics of balance point temperature for the Fe-based fuel additive type DPF system,” Proceedings of the Korean Society Of Automotive Engineers Fall Conference, pp. 431-437, 2001. 미소장
9 V. Harlé, C. Pitois, L. Rocher, and F. Garcia, “Latest development and registration of fuel borne catalyst for DPF regeneration,” SAE Technical Papers, Paper no. 2008-01-0331, 2008. 미소장
10 K. Johansen, “Multi-catalytic soot filtration in automotive and marine applications,” Catalysis Today, vol. 258, pp. 2-10, 2015. 미소장
11 A. Lacarriere, T. Seguelong, D. Spivey, and A. Das, “The Fuel-Borne Catalyst Approach: A Cost-Effective and Robust Solution to Address the Requirements of BS-VI for Diesel Vehicles,” SAE Technical Papers, Paper no. 2017-26-0127, 2017. 미소장
12 Comparison of Raman analysis values for particulate matter emitted from combustion process of marine gas oil and ultra low-sulfur diesel oil 소장
13 The enhancement of low-temperature combustion of diesel PM through concerted application of FBC and perovskite 네이버 미소장
14 D. Lamotte, P. Neumann, and K. Schrewe, “Additive Based Regeneration Adjusted for Indian Low Load Driving Profiles,” SAE Technical Papers, Paper no. 2017-26-0144, 2017. 미소장
15 R. Dallanegra and R. Caprotti, “Validation of fuel borne catalyst technology in advanced diesel applications,” SAE Technical Papers, Paper no. 2014-01-1401, 2014. 미소장

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