SCR(Selective Catalytic Reduction)은 우리 말로 선택적 환원 촉매를 의미한다. 강화 EURO6 배출가스 규제를 만족시키기 위하여 개발된 후처리 기술 중 하나라고 볼 수 있다. SCR은 디젤 엔진의 배기가스 중 질소산화물 NOX를 암모니아 성분(NH3)의 환원제와 반응시켜 N2와 H2O로 분해하여 NOX를 저감하고 기능을 한다.
환원제인 요소수는 우레아(Urea, (NH2)2CO) 라는 물질을 물에 희석한 수용액이다. 구성비는 우레아 32.5%, 물 67.5%이다. 주기적으로 보충을 해줘야하는 단점이 있지만 차량의 연비에는 영향을 끼치지 않는다.
요소수가 SCR 전단에서 도징 밸브로부터 분사될 때 요소수는 배기가스의 열에 의하여 아래와 같은 가수 분해 과정을 거친다.
(NH2)2CO → NH3 + HNCO (흡열 반응)
HNCO + H2O → NH3 + CO2 (가수분해 반응)
이렇게 생성된 암모니아 NH3 는 SCR 촉매의 담체에 입혀지게 되며 이를 흡장이라고 한다. 이렇게 흡장이 된 촉매로 NOX 를 포함하고 있는 배기가스가 촉매를 통과하면서 NH3 와 화학반응을 일으킨다. 이를 통해서 NOX 를 N2 질소로 환원시킨다.
화학반응은 크게 3가지로 나타난다.
1) 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (가장 빠른 반응)
3) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
낮은 온도(300℃ 이하)에서는 주로 2) 반응이 일어난다. NO 와 NO2의 비율이 1:1일 때 가장 큰 변화 효율을 얻을 수 있다. DOC(디젤 산화 촉매, Diesel Oxidation Catalysts)는 NO를 NO2로 산화시키는 역할을 하므로 DOC를 SCR의 전치에 위치시키면 2)반응을 촉진시킬 수 있어 반응온도를 낮춤과 동시에 정화율이 높아지는 효과가 나타나게 된다.
출처:
https://insight79.tistory.com/104
NOx 저감을 위한 SCR 시스템 개요
SCR 시스템에서 SCR은 우리말로 표현하면 선택적 환원 촉매를 의미한다. Selective Catalytic Reduction에서 머리 글자를 따서 SCR로 표현한 것이다. 강화 EURO 6 배출가스 규제를 만족시키기 위하여 개발된
insight79.tistory.com
관련 문항: (차량기술사 2022년 126회차 1교시 5번 문제)
선택환원촉매(SCR: Selective Catalyst Reduction) 장치에서 요소수와 NOx가 반응하여 환원되는 현상을 화학반응식을 이용하여 설명하시오.
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