본 논문에서는 solid SCR에 사용 가능한 고체상 암모니아 저장물질인 암모늄 카바메이트의 분해 시 생성된 가스에 대하여 분해온도 이하 영역에서의 재결합 방지를 위해 화학적 방법 및 물리적 방법에 관하여 연구하였으며, 연구 구성은 다음과 같다. 첫째, 암모늄 카바메이트의 분해 시 생성된 가스를 모사하기 위하여, 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 MFC(Mass Flow Controller)를 이용해 공급하고 이산화탄소와 소다라임의 흡착특성, 흡착용량 등을 확인하고 암모니아 가스와 이산화탄소 가스의 상호작용에 따른, 소다라임의 이산화탄소 흡착특성을 고찰하였다. 둘째, 이산화탄소 제거를 위한 흡착제로 소다라임을 선정하여 이산화탄소 저감 현상을 검토하였다. 소다라임의 파우더(powder)와 펠렛(pellet) 상태, 반응기 형상, 가압상태와 free-flow 조건에 대한 TGA 분석을 통하여 이산화탄소 흡착량을 계산하였다. 셋째, 가스희석을 이용하여 재결합 방지에 대한 타당성 연구를 위하여 기초 가시화실험을 수행하였다. 암모늄 카바메이트의 열분해 현상을 모사할 수 있도록, 가스 봄베이를 통해 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 공급하고 있는 상태에서 희석 가스를 공급하여 희석 유량과 온도, 압력 등을 확인하여 그 영향을 관찰하였다. 넷째, 암모늄 카바메이트의 열분해 시 발생되는 가스의 조성비를 유지하도록 암모니아 가스와 이산화탄소 가스를 공급하여 튜브 내에 재응고를 발생시킨 후, 재응고 된 물질의 무게 변화로부터 가스의 재결합 여부를 계량화하였고, 자동차환경에서 흔히 쓰이는 SUS 재질의 다양한 튜브 사이즈에 대한 상관관계를 고찰하였다. 다섯째, 아크릴 튜브로 제작된 온도조절이 가능한 가시화 실험장치에, 암모니아 가스, 이산화탄소 가스, 희석기체인 질소 가스를 공급하며, 재결합 방지를 위한 온도, 압력, 희석유량과의 관계를 고찰하고, Chapman-Enskog Theory에서 파생된 Diffusivity를 사용하여 재결정 조건을 확인 할 수 있는 지표로 사용하고자 한다.
This study is focused on the chemically removal method and physically removal method of carbon dioxide from the decomposition of ammonium carbamate, in order to prevent reformation of ammonium salts. Soda lime which has been widely used as medical, military, and safety purpose is selected to absorbent of carbon dioxide. Using ammonia gas and carbon dioxide gas to simulate the phenomena of decomposition for ammonium carbarmate, the effects of CO2 adsorption characteristics for soda lime are investigated in this study. To calculate CO2 adsorption performance in detail, several samples under powder and pellet state with normal, free-flow and pressurized condition are made for TGA(Thermal-gravimetric analysis). In physical method of carbon dioxide removal from decomposition of ammonium carbamate, a gas dilution method is considered. Visual experimental set-up was designed and fabricated to observe recombination phenomena from the proper composition of ammonia gas, carbon dioxide gas, and dilution gas as nitrogen gas. To quantify the recombination phenomena, simple device for the measurement of weight change under the severe cases was designed for the three different tube sizes To apply real conditions of automobile environment, gas supply temperature and temperature around visual tube can be controlled with proper heater and chiller. Temperatures and pressures in visual tube and volumetric flow rates of dilution gases are studied and conditions to avoid recombination are reviewed with mean free path theory. Diffusivity based on Chapman-Enskog theory were calculated from the experimental data and these value might be used as an index for the prevention of recombination.