SCR (Selective Catalytic Reduction) 선택적 환원촉매 설비

SCR (Selective Catalytic Reduction) 선택적 환원촉매 설비

 

안녕하세요. 아이꾸준입니다.

 

지난번에 다뤄본 DPF, EGR 장치에 이어 이번 포스팅에서는 SCR에 대해 알아보겠습니다.

 

https://ikkujun.com/895 - EGR 장치

https://ikkujun.com/894 - DPF 장치

 

SCR: 선택적 환원촉매 설비

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Selective Catalytic Reduction

 

배기가스에 다량 함유된 질소산화물($NO_x$)을 요소수와 촉매를 통해 반응시켜 질소($N_2$)와 물($H_2O$)로 변환하는 장치

 

SCR 작동원리는 아래 그림처럼 나타낼 수 있습니다.

 

1번: 디젤(연료)과 공기가 혼합되어 엔진으로 유입되어 연소하게 됩니다. (이때 발생한 에너지로 자동차가 움직입니다.)

 

2번: 엔진에서 나온 배기가스가 배관을 따라 SCR 장치로 이동합니다. SCR 장치를 거치기 전에는 미세먼지의 원인 물질인 질소산화물($NO_x$)이 다량 함유되어 있습니다.

 

 

3번: 배기가스와 요소수를 촉매층에서 반응시켜 질소와 물로 변환시킨 후 차량 밖으로 배출시킵니다.

 

EGR 장치와는 다르게 SCR을 사용하면 엔진 출력과 연비가 나빠지는 현상을 막을 수 있습니다. 오히려 연비상승과 엔진출력이 더 좋아지게 됩니다.

 

엔진은 최적화된 상태로 연료를 연소할 수 있고 배기가스를 SCR로 보내주기만 하면 알아서 질소산화물을 반응시켜 질소와 물로 변환시켜 주기 때문에 EGR보다 훨씬 선호되는 배기가스 후처리 장치입니다.

 

그리고 SCR에 환원(Reduction)이 들어가는 이유는 질소산화물을 환원시켜주기 때문입니다.

질소산화물은 산소 때문에 산화된 상태입니다. ($N_2$ > $NO_x$)

이를 요소수와 촉매를 이용해 다시 질소 상태로 되돌려 놓기에 산화의 반대인 환원이라는 단어가 들어간 것입니다. ($NO_x$ > $N_2$ )

 

 

SCR 단점

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이런 SCR의 단점을 꼽자면 요소수의 사용 정도가 될 수 있습니다.

요소수를 정기적으로 보충해주어야 하기에 유지비가 추가로 들어가게 됩니다.

그리고 요소수 비용 아끼신다고 요소수를 넣지 않으면 차가 움직이지 않게 됩니다.

그리고 그럴 일은 없겠지만 일반 수돗물을 넣으신다면 SCR 장치가 망가져 더 큰 돈이 들어가게 됩니다.

 

그리고 추가적인 단점을 꼽자면 최근에 발생한 요소수 대란같은 일이 나타날 수 있다는 점도 있습니다.

 

SCR이 그나마 가장 이상적인 배기가스 후처리 장치라고 보입니다. 요소수를 지속적으로 채워주어야 하는 단점이 조금 걸리는 거 말고는 큰 단점은 없습니다.

 

현재는 SCR과 DPF를 결합한 장치도 개발되었다고 합니다. 아마 SCR을 마지막으로 배기가스 후처리 장치가 더 개발될 일은 없어보입니다.

앞으로 내연기관 자동차는 점점 사라질 추세이기 때문입니다.

 

이런 디젤자동차와 비교해 전기차는 이런 연료계통 문제가 없습니다.

왜냐하면 연료계통이 없기 때문입니다.

 

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앞으로 내연기관 자동차는 점점 시장에서 사라질 것으로 보입니다. 여러 자동차회사들도 이미 이를 알고 있기에 전기차 개발에 박차를 가하고 있습니다.

 

이상으로 배기가스 후처리 장치인 SCR에 대해 알아보았습니다.

 

도움이 되셨기를 바랍니다.

 

감사합니다.