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본 연구는 프로판탈수소(PDH) 공정의 배가스내에 포함되어 있는 탄화수소(HC)를 이용하여 질소산화물(NOx)을 저감하는 Metal Corrugated HC-SCR 촉매 개발을 목적으로 하였다. 산성도(Si/Al 비) 가 다른 제올라이트계 Chabazite 3종을 Metal Corrugated에 워시코팅하였고, 가장 우수한 NOx 저감 성능을 나타낸 Chabazite에 구리 함량을 1.5%, 3.0%, 4.5%, 6.0%로 함침하여 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매의 NOx 저감 성능은 실험실 규모의 마이크로 상압반응기상에서 측정하였으며, 촉매 특성분석은 BET, XRF, ICP를 이용하여 분석하였다. 측정 결과, 산성도가 가장 낮은 A-Chabazite가 가장 높은 NOx 저감성능을 보였고, 구리 함량이 높을수록 Total NOx 저감 성능은 증가되었지만 NO2 저감 성능은 감소되는것으로 확인되었다. 3.0-A-CHA 촉매는 NO2가 완전 저감되었고, Total NOx 저감에도 큰 효과를 나타내상용 PDH 공정에서 NO2를 중점적으로 저감하고자 한다면 충분히 적용 가능할 것으로 보인다.
This study aims to develop a Metal Corrugated HC-SCR catalyst for the reduction of NOx emissions generated in the PDH(Propane De-Hydrogenation) process, using hydrocarbons (HC) present in the exhaust gases. Three types of zeolite-based Chabazite with different acidity (Si/Al ratio) were wash-coated onto Metal Corrugated substrates, and the A-Chabazite demonstrating the best NOx reduction performance was selected. Then, the catalysts were prepared by impregnating the selected A-Chabazite with copper at various loading contents (1.5%, 3.0%, 4.5%, and 6.0%). The NOx reduction performance of the synthesized catalysts was evaluated in a laboratory-scale micro-atmospheric reactor, and catalyst characteristics were analyzed using BET, XRF, and ICP. The results showed that among the three Chabazite types (A, B, C), Chabazite A exhibited the highest NOx reduction performance, and it was found that as the copper content increased, the total NOx reduction performance increased, but the NO2 reduction performance decreased. The 3.0-A-CHA catalyst completely reduced NO2 and also showed significant improvement in total NOx reduction, suggesting its potential for application in industrial PDH processes, especially for targeted NO2 reduction.권호기사
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