HCNG 엔진의 배출가스 특성에 따른 상용화 타당성 연구

Abstract

<TEX>$NO_x$</TEX> 배출허용기준이 강화되는 배출가스 규제에 대응하기 위한 대안으로서 제시되는 천연가스-수소 혼합연료 (HCNG)는 수소의 빠른 화염속도와 넓은 가연범위를 이용하여 후처리 장치 없이 규제치를 만족할 수 있어 디젤엔진에 비해 저공해성이나 가격경쟁력 측면에서 유리한 장점이 있다. 열효율 측면에서도 우수성을 인정받는 HCNG 연료는 수소 혼합율은 물론 운전영역별 운전전략에 따라 연소특성이 달라진다. 본 연구에서는 대형 천연가스 엔진에 수소혼합율 30%의 HCNG 연료를 적용하여 운전영역별 안정적인 연소특성 및 배출가스 특성을 살펴봄으로써 상용화 가능성과 운전전략을 포함한 기술 개발방향에 대해 검토하고자 하였다. Using natural gas-hydrogen blended fuel (HCNG) in a heavy duty vehicle is regarded as an alternative to meet reinforced emission regulation compared to a recent direct injection (DI) diesel engine. Hydrogen can lead stable lean combustion even under leaner mixture condition than natural gas, so that improving not only thermal efficiency but also <TEX>$NO_x$</TEX> emissions. In the present study, the feasibility of HCNG engine's commercialization was accessed with HCNG fuel (30% <TEX>$H_2$</TEX> and 70% natural gas) in aspect to the reliability and possibility to reduce <TEX>$NO_x$</TEX> emissions by the level of EURO-VI under various operating conditions.