KR100799306B1 - Nox reduction system of engine - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 실시예를 나타낸 개략도이고,1 is a schematic view showing an embodiment of a nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 2는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 다른 실시예를 나타낸 개략도이며,Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 3은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이고,Figure 3 is a schematic diagram showing another embodiment of the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 4는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이며,Figure 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 5는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이며,Figure 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 6은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템에 사용되는 플라즈마 반응기의 실시예를 나타낸 단면도이고,6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a plasma reactor used in the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 7은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템에 사용되는 플라즈마 반응기의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며,7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the plasma reactor used in the nitrogen oxide reduction system of the present invention engine,
도 8은 도 6과 도 7의 주요부분에 대한 부분상세도이다.8 is a partial detailed view of the main part of FIG. 6 and FIG.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]
1 : 연료탱크 2 : 엔진1: fuel tank 2: engine
3 : 배기가스 재순환장치 4 : 배기관3: exhaust gas recirculation apparatus 4: exhaust pipe
5 : 플라즈마 반응기 6 : WGS 반응기5: plasma reactor 6: WGS reactor
본 발명은 천연가스, LPG 및 Heavy hydrocarbon(HHC)연료를 사용하는 가솔린, 디젤엔진이 장착된 자동차의 배기가스 중 질소산화물(NOx)이 저감시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 저감의 목적으로 사용되는 배기가스 재순환장치(EGR : Exhaust gas recirculation)의 효율을 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스를 엔진에 공급하여 높임으로써 질소산화물(NOx)을 저감시키는 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of a vehicle equipped with natural gas, LPG and heavy hydrocarbon (HHC) fuel, and a diesel engine, and more particularly, nitrogen oxide in exhaust gas. Engine nitrogen that reduces nitrogen oxides (NOx) by increasing the efficiency of exhaust gas recirculation (EGR) used for the purpose of reducing (NOx) by supplying hydrogen or syngas containing hydrogen to the engine An oxide (NOx) reduction system.
산업의 발달에 의하여 환경오염은 날로 심각해지고 있으며, 환경오염을 줄이고자 인류는 환경오염을 발생시키는 것에 대한 규제를 하고 있다.Due to the development of industry, environmental pollution is getting serious day by day, and to reduce environmental pollution, mankind regulates the generation of environmental pollution.
본 발명은 인류에게 기동성을 주는 장치에는 비행기와 자동차들이 있으며, 자동차에는 보통 가솔린, 디젤 과 같은 탄화수소계 연료가 사용되어 지고 있으며, 환경오염에 대한 규제에 의하여 수소 자동자와 하이브리드 자동차들이 개발되고 있다. According to the present invention, there are airplanes and automobiles in a device that gives mankind mobility, and hydrocarbon-based fuels such as gasoline and diesel are usually used in automobiles, and hydrogen autonomous vehicles and hybrid vehicles are being developed by regulations on environmental pollution.
상기 탄화수소계 연료를 사용하는 자동차는 사용하는 연료에 따라 인류에게 심각한 피해를 주는 배기가스 성분들을 배출 하고 있으며 특히 디젤 자동차의 경우 입자상 물질(PM)과 질소산화물(NOx)을 다량으로 배출함으로써 디젤 자동차의 규제는 날로 심각해지고 있으며, 이를 극복하고자 종래에는 여러가지 기술들이 제안되고 있다.The vehicle using the hydrocarbon-based fuel emits exhaust gas components that seriously damage mankind according to the fuel used, and in particular, diesel vehicles emit a large amount of particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx). The regulation of is getting serious day by day, various techniques have been proposed in the past to overcome this.
일반적으로 배기가스 중 입자상 물질(PM)은 배기가스가 배출되는 배기관에 DPF 재생장치를 설치하여 입자상 물질(PM)를 재생시켜 입자상 물질(PM)을 저감시키며,In general, particulate matter (PM) in the exhaust gas is provided with a DPF regeneration device in the exhaust pipe from which exhaust gas is discharged to reduce particulate matter (PM) by regenerating particulate matter (PM),
질소산화물(NOx)은 배기관을 통하여 배출하는 배기가스의 일부를 회수하여 엔진에 공급하는 배기가스 재순환장치(EGR : Exhaust gas recirculation)를 이용하여 배출되는 배기가스를 줄이고 질소산화물(NOx)의 발생을 줄인다.NOx is reduced by using exhaust gas recirculation (EGR) that recovers a part of the exhaust gas discharged through the exhaust pipe and supplies it to the engine and reduces the generation of NOx. Reduce
종래에는 질소산화물(NOx)의 발생을 줄이고자 배기가스 재순환장치(EGR : Exhaust gas recirculation)를 이용하여 배기가스의 량을 엔진에 많이 공급함으로써 질소산화물(NOx)의 발생량을 줄였으나, 이로 인하여 배기가스에 CO와 미연 탄화수소가 증가하고, 엔진의 출력이 저하되는 등의 문제점을 야기시켰다.Conventionally, in order to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx) to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx) by supplying a large amount of exhaust gas to the engine by using an exhaust gas recirculation (EGR: Exhaust gas recirculation), but because of this CO and unburned hydrocarbons increased in the gas, and the output of the engine was lowered.
또한, 종래에 제시된 기술 대부분은 자동차의 엔진을 컨트롤(control)하여 배기가스의 줄이고자 하는 기술들이며,In addition, most of the technologies proposed in the related art are technologies for reducing exhaust gas by controlling an engine of a vehicle.
입자상 물질(PM)의 발생을 줄이고자 엔진으로 공급된 연료가 희박 연소에 가까워지게 연소할 수 있도록 제어를 하나, 이 경우처럼 엔진으로 공급된 연료를 희박 연소시키면 질소산화물(NOx)의 발생이 증가 되는 단점을 가지고, In order to reduce the occurrence of particulate matter (PM), the fuel supplied to the engine is controlled to burn close to lean combustion, but in this case, lean burning of the fuel supplied to the engine increases the generation of NOx. Has the disadvantage of being
질소산화물(NOx)의 발생을 줄이고자 엔진으로 공급된 연료가 농후 연소를 할 수 있도록 제어를 하나, 이 경우처럼 엔진으로 공급된 연료가 농후 연소를 하면 CO, HC 등이 증가하며 특히 디젤 엔진의 경우 입자상 물질(PM)이 과도하게 발생하는 단점이 있다.In order to reduce the generation of NOx, the fuel supplied to the engine is controlled for rich combustion.However, in this case, when the fuel supplied to the engine is richly burned, CO and HC are increased. In this case, there is a disadvantage in that excessive generation of particulate matter (PM).
즉, CO, HC 혹은 입자상 물질(PM)을 줄이고자 할 경우에는 질소산화물(NOx)의 발생이 증가하고, 질소산화물(NOx)을 줄이고자 할 경우에는 입자상 물질(PM)이 증가하는 것으로, 자동차의 엔진을 컨트롤(control)하여 입자상 물질(PM)과 질소산화물(NOx) 등을 동시에 저감하기는 많은 어려움이 있는 것이다.That is, the generation of nitrogen oxides (NOx) increases when the CO, HC, or particulate matter (PM) is to be reduced, and when the nitrogen oxides (NOx) are to be reduced, the particulate matter (PM) is increased. It is difficult to simultaneously control the engine of the particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx) to reduce the same.
또한, 희박, 농후 연소 조건을 조절하기 위해 자동차의 엔진을 추가적으로 컨트롤(control)하여 연비 및 효율의 저하와 같은 부가적인 문제점들을 야기하게 되었다.In addition, additional control of the engine of the vehicle to control lean, rich combustion conditions has resulted in additional problems such as reduced fuel economy and efficiency.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 질소산화물(NOx)의 억제를 위하여 배기가스 재순환장치(EGR)가 이용되는 엔진에 수소 혹은 수소를 포함하는 합성가스를 공급하여 디젤엔진의 질소산화물을 저감시키는 시스템을 제시하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to reduce the nitrogen oxides of the diesel engine by supplying a synthesis gas containing hydrogen or hydrogen to the engine using the exhaust gas recirculation device (EGR) to suppress the nitrogen oxides (NOx) The purpose is to present a system to
상기 목적을 달성하고자 실시예로 제시된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.It will be described in detail with reference to the drawings presented as an embodiment to achieve the above object.
도 1은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 실시예를 나타낸 개략도 이고, 도 2는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 다른 실시예를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템에 사용되는 플라즈마 반응기의 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명인 엔진의 질소산화물 저감시스템에 사용되는 플라즈마 반응기의 다른 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 5와 도 6의 주요부분에 대한 부분상세도이다.1 is a schematic view showing an embodiment of a nitrogen oxide reduction system of the engine of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of a nitrogen oxide reduction system of the engine of the present invention, Figure 3 is a nitrogen oxide reduction system of the engine of the
도 1과 같이 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템인 본 발명은,The present invention is a nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine as shown in Figure 1,
일반적으로 이용되는 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(2)에서 배기관(4)으로 배출되는 배기가스 중 일부를 환수하여 엔진(2)으로 재공급하여 질소산화물(NOx)을 줄이는 배기가스 재순환장치(EGR)(3)가 설치되어 있는 시스템에 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스를 엔진(2)에 공급하는 것이다.A part of the exhaust gas discharged to the
상기와 같이 엔진(2) 내에 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스를 공급하면 배기가스 재순환장치(EGR)의 deNOx의 효과는 유지하면서 엔진(2) 내의 연소 안전성을 높이게 되어 CO, HC 등 부산물의 발생량을 감소시킬 수 있는 긍정적 효과가 발생한다.By supplying hydrogen or a synthesis gas containing hydrogen into the
이와 같은 방법을 상용할 경우 엔진에서 발생하는 NOx 량을 감소시키게 되어 기존에 deNOx를 위해 배기관에 설치하던 촉매 기반의 다양한 오염 저감장치들을 감 소 혹은 제거할 수 있는 대체 효과가 발생하게 된다. The use of this method reduces the amount of NOx generated in the engine, resulting in an alternative effect that can reduce or eliminate various catalyst-based pollution reduction devices that were previously installed in exhaust pipes for deNOx.
도 2는 본 발명의 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템의 실시예를 나타낸 것으로, 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템은,Figure 2 shows an embodiment of a nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine of the present invention, the nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine,
일반적으로 이용되는 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(2)에서 배기관(4)으로 배출되는 배기가스 중 일부를 환수하여 엔진(2)으로 재공급하여 질소산화물(NOx)을 줄이는 배기가스 재순환장치(EGR)(3)가 설치되어 있는 시스템에 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 공급받아 촉매반응을 일으키는 촉매반응기에서 생성되는 생성물을 엔진(2)에 공급하도록 한 것으로, 상기 촉매반응기에서 생성되는 생성물은 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스이다. A part of the exhaust gas discharged to the
상기 촉매 반응기는 일반적으로 선행기술로서 다양하게 제시되어 있으며, 본 발명에서는 기재하지 않는다.Such catalytic reactors are generally presented in various prior art and are not described in the present invention.
상기와 같이 엔진(2) 내에 촉매반응기에서 생성되는 생성물을 공급하면 배기가스 재순환장치(EGR)의 deNOx의 효과는 유지하면서 엔진(2) 내의 연소 안전성을 높이게 되어 CO, HC 등 부산물의 발생량을 감소시킬 수 있는 긍정적 효과가 발생한다.By supplying the product generated by the catalytic reactor in the
이와 같은 방법을 사용할 경우 엔진에서 발생하는 NOx 량을 감소시키게 되어 기존에 deNOx를 위해 배기관에 설치하던 촉매 기반의 다양한 오염 저감장치들을 감소 혹은 제거할 수 있는 대체 효과가 발생하게 된다. Using this method reduces the amount of NOx generated in the engine, and has an alternative effect of reducing or eliminating various catalyst-based pollution reduction devices that were previously installed in exhaust pipes for deNOx.
도 3은 본 발명의 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템은,Figure 3 shows another embodiment of a nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine of the present invention, the nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine,
일반적으로 이용되는 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(2)에서 배기관(4)으로 배출되는 배기가스 중 일부를 환수하여 엔진(2)으로 재공급하여 질소산화물(NOx)을 줄이는 배기가스 재순환장치(EGR)(3)가 설치되어 있는 시스템에 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 공급받아 플라즈마 반응을 일으키는 플라즈마 반응기(5)에서 생성되는 생성물을 엔진(2)에 공급하도록 한 것이다.A part of the exhaust gas discharged to the
상기와 같이 엔진(2) 내에 플라즈마 반응기(5)에서 생성되는 생성물을 공급하면 배기가스 재순환장치(EGR)의 deNOx의 효과는 유지하면서 엔진(2) 내의 연소 안전성을 높이게 되어 CO, HC 등 부산물의 발생량을 감소시킬 수 있는 긍정적 효과가 발생한다.As described above, when the product generated in the
이와 같은 방법을 상용할 경우 엔진에서 발생하는 질소산화물(NOx) 량을 감소시키게 되어 기존에 deNOx를 위해 배기관에 설치하던 촉매 기반의 다양한 오염 저감장치들을 감소 혹은 제거할 수 있는 대체 효과가 발생하게 된다. The use of this method reduces the amount of nitrogen oxides (NOx) generated in the engine, resulting in a replacement effect that can reduce or eliminate various catalyst-based pollution reduction devices previously installed in exhaust pipes for deNOx. .
상기 플라즈마 반응기(5)는 첨부된 도 6과 같이 형성되는 것으로,The
상기 플라즈마 반응기(5)는,The
상측으로 개방되도록 배출구(40)가 형성된 원통 형상의 반응로(11)와, 상기 반응로(11)를 지지하는 베이스(12)로 몸체(10)가 형성된다.The
상기 반응로(11)의 일측에 형성된 유입구(50)로부터 유입되는 가스가 예열 되도록 반응로(11)에 흡열로(13)가 형성되며, 상기 흡열로(13)는 반응기(11)의 열을 오랜 시간 동안 머물러 흡수할 수 있도록 반응기(11)의 원주에 나선형으로 형성된다.An
상기 유입구(50)로 유입되는 가스는 보통 공기(Air) 또는 공기(Air)와 배기관(4)으로 공급되는 일부 배기가스가 혼합된 혼합가스이다.The gas flowing into the
상기 반응로(11) 내측에는 전류가 인가되는 전극(20)이 베이스(12)에 지지되어 설치된다.Inside the
상기 전극(20)에는 내측으로 공급된 연료가 흡열할 수 있도록 공간으로 이루어진 흡열챔버(21)가 형성되고, 상기 공급되어 예열 된 연료가 반응로(11)로 분사되도록 노즐(22)이 형성된다.The
상기 노즐(22)은 반응로(11)에 골고루 분사되도록 전극(20) 상부에 1개 또는 등간격으로 다수개가 배치되도록 형성된다. The
상기 베이스(12)에 지지되어 설치된 전극(20)의 흡열챔버(21)내로 액체연료를 분사 공급할 수 있도록 연료분사장치(30)가 설치된다.The
상기 연료분사장치(30)는 연료를 공급하는 연료탱크(1)와 연결관으로 연결되며, 보통 인젝터를 사용하나 노즐을 사용할 수도 있다.The
상기 반응로(11)의 유입구(50)로부터 유입된 가스는 흡열로(13)에서 예열 되어 베이스(12)에 형성된 혼합챔버(14)로 이동하고, 상기 혼합챔버(14)로 이동한 가스는 연료분사장치(30)로 전극(20)의 흡열챔버(21)내에서 분사되어 예열 된 연료와 혼합하여 혼합연료를 생성한다.The gas introduced from the
상기 혼합챔버(14)에서 혼합된 혼합연료는 유입홀(15)을 통하여 반응로(11)에 유입된다.The mixed fuel mixed in the
도 8과 같이 상기 유입홀(15)은 접선방향으로 반응로(11)에 경사지게 형성되어 공급되는 혼합연료가 스월(swirl)형태가 발생하도록 회전 공급한다.As shown in FIG. 8, the
상기 유입홀(15)은 1개 또는 2개 이상이 형성되며, 상기 유입홀(15)의 개수는 플라즈마 반응기(5)의 크기 즉, 반응로(11)의 크기와 반응물의 유량에 따라 설치 개수가 변화한다. One or two or more inflow holes 15 are formed, and the number of the inflow holes 15 is set according to the size of the
상기 유입홀(15)이 2개 이상을 설치될 경우에는 등간격으로 배치한다.When two or more inflow holes 15 are installed, they are arranged at equal intervals.
상기 고압의 전류가 인가되는 전극(20)의 형상은 원추형상으로 형성되며, 내측에는 소정의 공간을 형성하여 연료분사장치(30)로부터 공급되는 연료를 예열하는 흡열챔버(21)을 형성하고, 상측에는 예열 된 연료를 반응로(11)내로 공급할 수 있도록 노즐(22)이 형성된다.The shape of the
상기 유입홀(15)을 통하여 회전공급되는 혼합연료는 회전류를 형성하면서 진행하여 반응로(11)의 길이방향의 상측으로 곧바로 이동되는 것보다 원주방향으로 회전하면서 이동함으로써 동일체적대비 플라즈마 반응효율을 높게 할 수 있는 것이다.The mixed fuel rotated and supplied through the
상기 고압의 전류가 인가되는 전극(20)에 형성되어 있는 노즐(22)에서 분사되는 연료가 반응구간(60)에서 플라즈마 반응을 하여 배출구(40)로 플라즈마 반응으로 생성된 생성물을 배출한다.The fuel injected from the
또한, 도 7과 같이 반응로(11)에 플라즈마 반응이 일어나는 반응구간(60)에 연료를 분사하는 연료분사장치(8)를 더 설치하는 것도 가능하다.In addition, as illustrated in FIG. 7, the
상기 연료분사장치(8)는 플라즈마 반응기(5)의 최소화하면서 많은 플라즈마 생성물을 생성할 수 있는 것이다. The
보통 상기 액체연료분사장치(8)는 인젝터 또는 노즐을 사용한다.Usually the liquid
상기 플라즈마 반응기(5)의 반응구간(60)에 연료분사장치(8)를 통하여 연료를 분사하면 연료는 순간적으로 기화되어 기체연료로 전환되어 연소 혹은 부분산화 되거나, 혹은 미연 상태의 기체연료가 되며, 연료분사장치(8)에서 분사되는 연료의 종류에 따라 미연 상태의 기체연료의 조성도 다양하게 변화될 수 있는 것이다.When fuel is injected into the
상기와 같이 이루어진 플라즈마 반응기(5)는,
유입구(50)를 통하여 유입되는 가스(공기 또는 공기와 배기가스가 혼합된 혼합가스)는 흡열로(13)에서 예열되고, 상기 흡열로(13)에서 예열된 가스는 혼합챔버(14)로 유입되어 전극(20)의 흡열챔버(21)내에서 예열 된 연료와 혼합되어 혼합연료를 형성하여 유입홀(15)을 통하여 반응로(11)로 유입된다.Gas introduced through the inlet port 50 (mixed gas in which air or air and exhaust gas are mixed) is preheated in the
상기 유입홀(15)을 통하여 유입되는 혼합연료는 유입홀(15)의 형상에 의하여 회전하며 공급되어 반응로(11) 안에 연료가 고르게 분포된다.The mixed fuel introduced through the
상기 반응로(11) 안으로 유입된 혼합연료는 다시 전극(20)의 노즐(22)에서 분사되는 예열된 연료와 함께 전극(20)에서 인가되는 고전압에 의하여 플라즈마 반응을 한다.The mixed fuel introduced into the
상기 연료분사장치(8)에서 분사되는 연료에 의하여 플라즈마 반응을 하는 반응구간에서는 다량의 플라즈마 반응에 의한 생성물이 생성되며, 연료분사장치(8)를 통하여 분사되는 연료에 따라 플라즈마 반응에 의한 생성물은 수소를 포함하는 합성가스가 생성될 수 있는 것으로, 수소를 포함하는 합성가스가 엔진(2)으로 공급되면 EGR에 의한 엔진 내 연소 불안정성 및 CO, HC 등의 발생을 억제하면서 질소산화물(NOx)의 발생을 저감시킬 수 있게 된다.In a reaction section in which a plasma reaction is performed by the fuel injected from the
도 4는 본 발명의 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템은,Figure 4 shows another embodiment of a nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine of the present invention, the nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine,
일반적으로 이용되는 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(2)에서 배기관(4)으로 배출되는 배기가스 중 일부를 환수하여 엔진(2)으로 재공급하여 배기가스의 량과 질소산화물(NOx)을 줄이는 배기가스 재순환장치(EGR)(3)가 설치되어 있는 시스템에 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 공급받아 촉매반응을 일으키는 플라즈마/촉매반응기에서 생성되는 생성물을 엔진(2)에 공급하도록 한 것으로, 상기 플라즈마/촉매반응기에서 생성되는 생성물은 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스이다. A part of the exhaust gas discharged to the
상기 플라즈마/촉매반응기는 일반적으로 선행기술로서 제시되어 있는 것이 있으며, 본 발명에서는 일반적인 플라즈마/촉매반응기를 사용할 수 있으며 또는 상기 실시예에서 제시한 플라즈마 반응기(5)와 동일한 구성으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 플라즈마 반응기(5)와 구성이 동일한 상기 플라즈마/촉매반응기는 플라즈마 반응기(5)에서의 플라즈마 반응대신 플라즈마 촉매반응이 일어나는 것이다.The plasma / catalytic reactor generally has been proposed as a prior art, and in the present invention, a general plasma / catalytic reactor may be used, or one having the same configuration as the
상기와 같이 엔진(2) 내에 플라즈마/촉매반응기에서 생성되는 생성물을 공급 하면 배기가스 재순환장치(EGR)의 deNOx의 효과는 유지하면서 엔진(2) 내의 연소 안전성을 높이게 되어 CO, HC 등 부산물의 발생량을 감소시킬 수 있는 긍정적 효과가 발생한다.When the product generated by the plasma / catalytic reactor is supplied into the
도 5는 본 발명의 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템은,Figure 5 shows another embodiment of a nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine of the present invention, the nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine,
일반적으로 이용되는 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(2)에서 배기관(4)으로 배출되는 배기가스 중 일부를 환수하여 엔진(2)으로 재공급하여 배기가스의 량과 질소산화물(NOx)을 줄이는 배기가스 재순환장치(EGR)(3)가 설치되어 있는 시스템에, 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 공급받아 반응을 일으키는 플라즈마 반응기(5)에서 생성되는 생성물과 배기가스의 일부 혹은 전부를 수성화(WGS) 반응기에 공급하면, A part of the exhaust gas discharged to the
상기 수성화(WGS) 반응기에서는 하기 식1과 같이 반응을 일으켜 배기가스의 CO를 제거하고, 높은 농도의 수소를 엔진(2)에 공급하도록 한 것이다. In the aqueous gasification (WGS) reactor, a reaction occurs as shown in the following
CO + H20 --> CO2 + H2 ------------- 식1CO + H20-> CO2 + H2 -------------
즉, 상기 수성화(WGS) 반응기는 다량의 수분이 포함되어 있는 배기가스를 플라즈마 반응기(5)에서 생성되는 생성물과 반응시켜 CO2와 H2를 생성시킴으로써 플라즈마 반응기 생성물 내의 CO를 제거하고, 높은 농도의 수소를 엔진(2)에 공급할 수 있도록 한 것이다. That is, the aqueous gasification (WGS) reactor removes CO in the plasma reactor product by reacting the exhaust gas containing a large amount of water with the product generated in the
상기 플라즈마 반응기(5)를 대신에 하여 촉매반응기 또는 플라즈마/촉매반응 기를 사용할 수도 있다.It is also possible to use a catalytic reactor or a plasma / catalyst in place of the
상기 플라즈마 반응기(5)는 전술되어 있으므로 기재를 생략하고, 또한 수성화(WGS) 반응기와 플라즈마/촉매반응기는 일반적으로 선행기술로서 제시되어 있으므로 그 구성에 대하여 본 발명에서는 기재하지 않는다.Since the
상기와 같이 엔진(2) 내에 플라즈마(5) 또는 플라즈마/촉매반응기에서 생성되는 생성물을 공급하면 배기가스 재순환장치(EGR)의 deNOx의 효과는 유지하면서 엔진(2) 내의 연소 안전성을 높이게 되어 CO, HC 등 부산물의 발생량을 감소시킬 수 있는 긍정적 효과가 발생한다. As described above, supplying the product generated by the
이와 같은 방법을 상용할 경우 엔진에서 발생하는 NOx 량을 감소시키게 되어 기존에 deNOx를 위해 배기관에 설치하던 촉매 기반의 다양한 오염 저감장치들을 감소 혹은 제거할 수 있는 대체 효과가 발생하게 된다. The use of such a method reduces the amount of NOx generated in the engine, resulting in an alternative effect of reducing or eliminating various catalyst-based pollution reduction devices previously installed in the exhaust pipe for deNOx.
상기 엔진(2)은 가솔린연료를 사용하는 엔진과, 디젤연료를 사용하는 엔진과, LPG연료를 사용하는 엔진과, 천연(CNG)가스를 사용하는 엔진 중 어느 하나가 될 수 있다.The
상기와 같이 이루어진 엔진의 질소산화물(NOx) 저감시스템은 엔진에서 발생되는 배기가스 중 질소산화물(NOx)을 저감시킬 수 있는 것으로, The nitrogen oxide (NOx) reduction system of the engine made as described above can reduce the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas generated from the engine,
엔진 내에 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스를 공급하여 엔진에서 발생하는 NOx 량을 감소시키게 되어 기존에 deNOx를 위해 배기관에 설치하던 촉매 기반의 다양한 오염 저감장치들을 감소 혹은 제거할 수 있는 대체 효과가 있다. By supplying hydrogen or syngas containing hydrogen in the engine to reduce the amount of NOx generated in the engine, there is an alternative effect to reduce or eliminate various catalyst-based pollution reduction devices that have been installed in the exhaust pipe for deNOx. .
또한, 엔진에 공급하는 수소 또는 수소를 포함하는 합성가스의 공급방식을 플라즈마 반응기를 사용함으로써 수초 이내의 기동 시간을 가지는 반응기의 특성으로 부하변동과 엔진 조건에 신속히 대응하여 운전상태를 좋게 하였다.In addition, by using a plasma reactor as a method of supplying hydrogen or hydrogen-containing syngas to be supplied to the engine, the reactor has a startup time of several seconds, thereby rapidly responding to load variations and engine conditions, thereby improving operating conditions.
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KR102399817B1 (en) * | 2021-02-04 | 2022-05-20 | (주)키나바 | Hydrogen production method and apparatus using compressed natural gas engine |
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- 2007-01-31 KR KR1020070009769A patent/KR100799306B1/en active IP Right Grant
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