KR100824767B1 - 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템 - Google Patents

기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100824767B1
KR100824767B1 KR1020070076028A KR20070076028A KR100824767B1 KR 100824767 B1 KR100824767 B1 KR 100824767B1 KR 1020070076028 A KR1020070076028 A KR 1020070076028A KR 20070076028 A KR20070076028 A KR 20070076028A KR 100824767 B1 KR100824767 B1 KR 100824767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
urea water
air
chamber
vaporizer
Prior art date
Application number
KR1020070076028A
Other languages
English (en)
Inventor
이수태
표태성
김진영
송옥렬
Original Assignee
주식회사 파나시아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 파나시아 filed Critical 주식회사 파나시아
Priority to KR1020070076028A priority Critical patent/KR100824767B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100824767B1 publication Critical patent/KR100824767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346—Controlling the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • B01D53/8631—Processes characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은, 배출가스 중의 질소산화물을 탈질시키는 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 관한 것으로, 상세하게는 공기를 가열하는 기화챔버와 가열된 공기에 의해 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화챔버를 일체형으로 하는 기화기를 형성하여 설비의 크기를 줄일 수 있고, 기체상태의 암모니아를 배출가스에 균일하게 분사할 수 있어 탈질효과를 높일 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 관한 것이다.
Figure R1020070076028
탈질시스템, 기화기, 반응챔버, 반응기, 선택적촉매환원법

Description

기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템 {Exhaust Gas Denitrifing System using Vaporizer}
본 발명은, 배출가스 중의 질소산화물을 탈질시키는 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 관한 것으로, 상세하게는 공기를 가열하는 기화챔버와 가열된 공기에 의해 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화챔버를 일체형으로 하는 기화기를 형성하여 설비의 크기를 줄일 수 있고, 기체상태의 암모니아를 배출가스에 균일하게 분사할 수 있어 탈질효과를 높일 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 관한 것이다.
화석연료를 연소하여 열원 및 동력을 얻는 과정을 통해 배출되는 배출가스 내에는 불가피하게 광스모그, 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 밝혀진 NOx성분(질소산화물)이 포함되어 있어, 최근 이러한 NOx성분 배출규제에 대응하여 암모니아를 환원제로 하여 NOx성분이 인체에 영향을 미치지 않도록 질소와 물로 분해하는 선택적촉매환원법(selective catalytic reduction)이 다양하게 사용되고 있다.
종래의 배출가스 탈질시스템은, 저장탱크 속에 용해된 암모니아수를 환원제로 하여 배기가스 중의 NOx성분을 탈질시키는 선택적촉매환원법을 사용하였다. 그 러나, 암모니아는 자극적인 냄새와 함께 독성을 지니기 때문에, 인체에 유해한 물질로 분류되고 있고, 이와 같은 암모니아를 사용하는 종래의 시스템은, 암모니아의 관리를 위하여 고압가스압력용기를 저장탱크로 사용하고, 암모니아의 누설 여부를 검지하는 암모니아 디텍터, 누설된 암모니아를 세정하는 저장탱크 샤우어, 저장탱크에서 발생되는 가스를 물에 용해시켜 폐수와 함께 처리하는 탱크와 같은 아모니아 처리안전설비를 추가로 구비하여야 하기 때문에 설비를 구축함에 있어 높은 기술력을 요구할 뿐만 아니라 높은 비용과 많은 시간이 소요되며, 무엇보다도 누설시에는 인체에 유해한 영향을 미친다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 배출가스 탈질시스템은 암모니아수를 사용하지 않고 저장탱크 속에 용해된 요소수를 사용하여 상기 요소수를 분사노즐을 통하여 배출가스의 흐름에 분사하고 고온의 배출가스의 열량에 의해 요소수를 기상의 암모니아로 변화시킨 후에 반응기 내부의 촉매를 이용해 NOx성분을 탈질시켜 최적의 탈질효율을 얻고 NOx성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지한다.
그러나, 액상의 요소수를 고온의 배출가스에서 기상의 암모니아로 기화시키기 위하여 분사노즐을 이용하여 분무를 하면, 분사노즐의 분사 비거리와, 배출가스에 분사된 요소수가 배출가스의 열량에 의해 기체 상태의 암모니아로 변화될 수 있는 충분한 시간이 필요하여 반응챔버의 길이가 길어지게 되는 문제와, 액상의 환원제가 배출가스의 열량을 받아 기체상태의 암모니아로 변화된 후에 배출가스와 균일하게 혼합될 때까지의 시간을 고려하면 반응챔버의 길이는 더욱 길어지게 되어 종 래의 배출가스 탈질시스템의 설치공간이 넓어지는 문제가 여전히 있다.
도 1은 종래의 배기가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 배기가스 탈질시스템에 형성된 기화기는 송풍기에 의해 외부공기가 유입되어 가열챔버에서 전기히터에 의해 유입된 외부공기가 가열되고, 가열된 공기는 기화챔버에서 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키도록 형성되어 있으나, 상기 가열챔버와 기화챔버가 일체로 형성되지 않아 탈질시스템의 크기가 커지는 문제는 여전히 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공기를 가열하는 가열챔버와 가열된 공기에 의해 선택적촉매환원법을 적용하기 위한 환원제인 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화챔버를 일체형으로 하여 탈질 시스템의 크기를 축소하도록 하는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가열챔버 내부에 하방향으로 일정길이 연장되어 형성된 발열부를 중심으로 공기가 나선형으로 하강할 수 있어 발열부로부터 공기로 열전달할 수 있는 시간을 증가시킴으로 인해 설비의 크기가 축소될 수 있도록 공기유입로를 가열챔버의 중심에서 일정위치 이격되게 형성되는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기상의 암모니아가 배출가스에 고르게 분포되도록 그리드를 형성하여 탈질효율을 극대화할 수 있으며, 환원제가 분사되는 비거리를 줄일 수 있어 전체 설비의 크기 및 공간을 줄일 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 발열기에 전기를 공급하는 단자 등을 보호하기 위한 캡이 발열부의 열에 의해 훼손되는 것을 방지하기 위하여 공기유입로가 가열챔버의 상측의 일면에 형성되도록 하는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공급로를 흐르는 기체의 온도를 측정하는 공급로온도센서와 가열된 공기의 온도를 측정하는 기화챔버온도센서를 포함하는 온도조절부를 형성하여, 기화챔버로 유입되는 요소수가 가열된 공기로부터 열전달을 받아 최소한의 정량의 암모니아로 변화되어 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시킬수 있도록 하는 기화기를 이용한 배출가스탈질시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 요소수가 기체상태의 암모니아로 변화되도록 하는 기화챔버와 기체상태의 암모니아가 흐르는 공급로와의 사이에 가수분해기를 추가로 형성하여, 요소수가 열분해되는 과정에서 생성되는 이소시안산(HNCO)을 암모니아로 가수분해하여, 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질 하는 데 있어서 필요한 최소한의 요소수를 이용하여 환원제인 기체상태의 암모니아를 생성할 수 있으므로 환경오염을 방지할 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템은 하기와 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 요소수를 저장하고 요소수의 분사량을 조절하는 요소수공급부와, 공기가 유입될 수 있도록 형성된 공기유입로를 포함하는 공기공급부와, 상기 요소수공급부에서 분사된 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화기와, 상기 기화기의 일단에 연결되며 기체상태의 암모니아를 분사하는 분사부와, 상기 분사부로부터 주입된 기체상태의 암모니아가 배출가스와 혼합되어 혼합가스를 형성하는 반응챔버와, 촉매를 탑재하고 있으며 상기 반응챔버에서 유입된 혼합가스 중 질소산화물은 상기 촉매에서 탈질반응을 통해 질소로 변환되는 화학반응이 일어나는 반응기를 포함하며, 상기 기화기는, 상기 공기유입로와 연통되게 형성되고 상기 공기유입로에서 유입된 공기가 가열되며 가열된 공기가 하강하여 일단으로 배출될 수 있도록 형성된 가열챔버와, 상면에서 상기 가열챔버가 삽입되고 상기 가열챔버에서 유입된 가열된 공기가 상승하여 요소수를 기체상태의 암모니아로 변환시킬 수 있도록 형성된 기화챔버를 추가로 포함하여 탈질시스템의 전체 설비의 크기를 축소시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 기화기는, 상기 공기유입로에서 유입된 공기를 가열시킬 수 있도록 상기 가열챔버의 중앙에 장방향으로 일정길이 연장되어 형성된 발열기를 추가로 포함하고, 상기 공기유입로는, 상기 가열챔버로 유입되는 공기가 상기 발열기를 중심으로 나선형으로 하강하여 열전달시간이 증가될 수 있도록, 상기 가열챔버의 중심으로부터 외주면으로 일정거리 이격되어 상기 가열챔버의 상부의 일측면과 연통되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 기화챔버는, 요소수가 열분해되는 과정에서 생성되는 이소시안산을 암모니아로 가수분해할 수 있도록 상기 기화챔버의 상측 일면에 형성되는 가수분해기를 추가로 포함하는 것을 특징으 로 한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 기화챔버는, 상기 기화챔버의 상측 일면과 연통되어 기체상태의 암모니아가 흐르는 공급로를 추가로 포함하고, 상기 분사부는, 기체상태의 암모니아가 배출가스의 상부로 균일하게 분사될 수 있도록 상기 공급로와 연통되고 수리를 용이하게 할 수 있도록 배출가스가 흐르는 상기 반응챔버의 외부에 돌출되어 탈부착이 가능하게 형성된 헤드와, 기체상태의 암모니아가 배출가스와 균일하게 혼합되도록 하고 상기 반응챔버의 길이를 줄일 수 있도록 상기 헤드와 연통되게 형성된 그리드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템은, 상기 반응기의 출구단에 위치하여 냉각수를 이용해 탈질 후에 배출된 혼합가스의 열을 회수하는 열교환기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템은, 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시키기 위하여 상기 기화챔버로 유입되는 요소수가 가열된 공기로부터 열전달을 받아 최소한의 정량의 암모니아로 변화될 수 있도록 상기 기화기의 온도를 조절할 수 있는 온도조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 7 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 반응챔버는, 배출가스와 암모니아의 혼합을 배가시키는 다수의 관통공을 구비한 다공판과, 상기 다공판을 통과한 혼합기체를 재혼합시키는 기체혼합기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 8 실시예에 따르면, 본 발명의 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 요소수공급부는, 요소수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 출력단에 연결되며 요소수의 공급량을 조절하는 요소수량제어밸브와, 요소수의 정체를 막기 위하여 요소수를 강제순환시키는 순환펌프와, 요소수의 응고를 방지하기 위한 히터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 9 실시예에 따르면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 온도조절부는, 상기 가열챔버에서 유입된 가열된 공기의 온도를 측정하는 기화챔버온도센서와, 공급로를 흐르는 기체의 온도를 측정하는 공급로온도센서를 추가로 포함하여 상기 센서들로부터 정보를 수신하여 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 10 실시예에 따르면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템에 있어서, 상기 온도조절부는, 상기 센서들로부터 수신한 정보의 데이타신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭된 신호를 디지털데이타신호로 변환하는 AD변환부와, 상기 디지털데이타신호를 탑재된 소정의 프로그램을 이 용하여 분석하고 처리하며, 디지털제어신호를 발생시켜 시스템을 전체적으로 제어하는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 각종 디지털제어신호를 아날로그제어신호로 변환하는 DA변환부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 공기를 가열하는 가열챔버와 가열된 공기에 의해 선택적촉매환원법을 적용하기 위한 환원제인 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화챔버를 일체형으로 하여 탈질 시스템의 크기를 축소하도록 하는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공한다.
본 발명은, 가열챔버 내부에 하방향으로 일정길이 연장되어 형성된 발열부를 중심으로 공기가 나선형으로 하강할 수 있어 발열부로부터 공기로 열전달할 수 있는 시간을 증가시킴으로 인해 설비의 크기가 축소될 수 있도록 공기유입로를 가열챔버의 중심에서 일정위치 이격되게 형성되는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공한다.
본 발명은, 기상의 암모니아가 배출가스에 고르게 분포되도록 그리드를 형성하여 탈질효율을 극대화할 수 있으며, 환원제가 분사되는 비거리를 줄일 수 있어 전체 설비의 크기 및 공간을 줄일 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공한다.
본 발명은, 발열기에 전기를 공급하는 단자 등을 보호하기 위한 캡이 발열부의 열에 의해 훼손되는 것을 방지하기 위하여 공기유입로가 가열챔버의 상측의 일면에 형성되도록 하는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공한다.
본 발명은, 공급로를 흐르는 기체의 온도를 측정하는 공급로온도센서와 가열된 공기의 온도를 측정하는 기화챔버온도센서를 포함하는 온도조절부를 형성하여, 기화챔버로 유입되는 요소수가 가열된 공기로부터 열전달을 받아 최소한의 정량의 암모니아로 변화되어 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시킬수 있도록 하는 기화기를 이용한 배출가스탈질시스템을 제공한다.
본 발명은, 요소수가 기체상태의 암모니아로 변화되도록 하는 기화챔버와 기체상태의 암모니아가 흐르는 공급로와의 사이에 가수분해기를 추가로 형성하여, 요소수가 열분해되는 과정에서 생성되는 이소시안산(HNCO)을 암모니아로 가수분해하여, 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질 하는 데 있어서 필요한 최소한의 요소수를 이용하여 환원제인 기체상태의 암모니아를 생성할 수 있으므로 환경오염을 방지할 수 있는 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템을 제공한다.
이하에서는 본 발명에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템의 구성도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기 의 구성도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템(8)은 배출부(10), 공기공급부(1), 요소수공급부(2), 기화기(3), 분사부(4), 반응챔버(5), 반응기(6)를 포함한다.
상기 배출부(10)는 탈질이 필요한 가스 또는 유체를 배출하는 중소형열병합발전용 LNG가스배출부나 화력발전을 위한 엔진 등이 사용될 수 있고, 질소산화물을 포함한 가스 또는 유체를 배출하는 다양한 처리가스발생원이 사용될 수 있다. 한편, 이러한 처리가스발생원인 상기 배출부(10)는 작동상태에 따른 부하량에 따라 배출되는 가스 또는 유체에 포함되는 질소산화물량이 정하여져 있고, 예컨대 RPM, 전류량, 출구온도 등에 의해 상기 배출부(10)의 부하량을 판단하여 배출되는 가스 또는 유체의 질소산화물량을 알 수 있도록 상기 배출부(10)의 제조사와 종류에 따라 테이블화 되어 있다.
상기 공기공급부(1)는, 외부의 공기를 하기에 설명할 기화기(3)로 유입될 수 있도록 하며, 송풍기(14), 공기필터(11), 공기량제어밸브(12)를 포함한다.
상기 송풍기(14)는, 외부공기를 공기유입로(13)를 통하여 하기에 설명할 기화기(3)로 불어넣어 주며 상기 송풍기(14)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 공기필터(11)는 일측이 상기 송풍기(14)의 출구단과 연결되어 공기 중에 함유된 이물질을 필터링하는 장치로서, 크기 289 X 129.5 X 163, 사용압력 0.5 ~ 8.5 bar, 사용온도 0 ~ 60 ℃, 여과도 5 ㎛를 가진 PAKER사의 "PARKER AU421-15"모델이 사용될 수 있다.
상기 공기량제어밸브(12)는 상기 공기필터(11)의 출구단과 연결되어 공기량의 공급량을 조절하는 장치이며 볼밸브 타입인 삼진이엔지(주)의 "SDAC850SR"모델이 사용될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 공기량제어밸브(12)는 하기에 설명할 온도조절부(7)에서 신호를 받아 공기량의 공급을 조절할 수도 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 공기공급부(1)는 상기 송풍기로부터 공급되는 공기량을 측정하는 공기량측량기를 추가로 포함할 수도 있다.
상기 요소수공급부(2)는 요소수를 요소수유입로(23)를 통하여 하기에 설명할 기화기(3)로 공급하고, 저장탱크(21), 요소수량제어밸브(22), 요소수분사노즐(26)을 포함한다.
상기 저장탱크(21)는 요소수를 저장하는 탱크로서 원통형, 직육면체형 등과 같은 다양한 형상으로 그리고 SUS304, SPV400과 같은 다양한 재질로 제작될 수 있으며, 요소수 함유용량 또는 그 크기는 운전시간에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
상기 요소수량제어밸브(22)는 일측이 상기 저장탱크(21)의 출구단과 연결되고 타측이 하기에 설명할 요소수분사노즐(26)에 연결되어 하기에 설명할 온도조절부(7)의 신호를 받아서 요소수분사노즐(26)에 공급하는 요소수의 공급량을 조절하는 장치로서, 예컨대, 유량범위 5.7 ~ 85 liter/min이고 SCS13(Body), SUS316(TRIM) 재질로 제작된 대림종합유량계(연안밸브)의 "YAD-12211(1/2")"모델이 사용될 수 있다.
상기 요소수분사노즐(26)은 요소수가 흐르는 요소수유입로(23)의 일단에 형성되어 하기에 설명할 기화챔버(31)에 요소수를 분사하는 장치로서, 기화챔버의 일정위치, 바람직하게는 요소수와 가열된 공기간의 열전달이 되는 면적을 넓히기 위하여 기화챔버의 상측에 형성되는 것이 적합하다. 상기 요소수분사노즐은 예컨대 분사량 33 liter/hr, 재질 SUS304로 이루어진 Spraying Systems Co., Korea사(www.spray.co.kr)의 "광각원형분사(setup번호 : 26)"모델이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 요소수공급부(2)는 요소수량측정기를 추가로 포함할 수 있다. 상기 요소수량측정기는 일측이 상기 저장탱크(21)의 출구단에 연결되고 타측이 상기 요소수량제어밸브(22)에 연결되며, 상기 저장탱크(21)에서 유출되는 요소수의 유량을 측정하는 장치이다. 상기 요소수량측정기는 시중에 많이 시판되고 있으며, 예컨대 유량범위 5.7~85 liter/min이고 TURBINE Type인 대림종합계기연안밸브 (www.pdflowmeter.co.kr)의 "FM4-8N3CFA3G"모델이 사용될 수 있다. 한편, 요소수분사노즐(26)이 훼손된 경우에 보수 또는 교환을 쉽게 할 수 있도록 상기 요소수유입로(23)는, 상기 요소수유입로(23)의 일정위치에 탈부착이 가능한 밸브를 추가하는 등의 다양한 방법으로 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 요소수공급부(2)는 순환펌프(24)와 히터(25)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 순환펌프(24)는 상기 저장탱크(21)의 하단에 연결되고, 상기 저장탱크(21) 내부의 요소수가 한곳에 정체되어 있을 경우 침전현상이 발생하여 요소수의 공급배관을 막는 현상을 방지하기 위하여 요소수를 강제순환시키는데 사용된다.
상기 히터(25)는 일측이 상기 저장탱크(21)에 연결되고 타측이 상기 순환펌프(24)에 연결되며, 0℃ 이하에서 응고되는 요소수를 항상 상온으로 유지토록 하기 위하여 배관둘레에 설치되어 배관을 가열한다.
상기 기화기(3)는, 상기 공기공급부(1)에서 유입된 공기를 가열하여 상기 요소수공급부(2)에서 분사된 요소수를 기체상태의 암모니아로 변환시키는 장치로서, 가열챔버(32), 발열기(33), 차열판(35), 캡(34), 기화챔버(31)를 포함한다.
상기 가열챔버(32)는 장방향으로 일정길이 연장되게 형성되고 상기 가열챔버(32)의 상측 일면과 상기 공기유입로(13)와 연통되고, 상기 가열챔버(32)의 타단은 하기에 설명할 기화챔버(31)와 연통되도록 형성하며, 상기 공기유입로(13)에서 유입되어 가열된 공기를 기화챔버(31)로 원활히 배출할 수 있도록 상기 가열챔버(32)는 하기에 설명할 기화챔버(31)의 상면으로 일정깊이 삽입된다.
상기 발열기(33)는 상기 가열챔버(32)의 중앙에 장방향으로 일정길이 연장되어 형성되고, 상기 발열기(33)는 상기 공기유입로(13)에서 유입된 공기를 가열하는 장치로서 가열된 공기가 요소수를 암모니아로 변환시킬 수 있을 정도로 가열하는 것이 바람직하다. 상기 발열기(33)는 하기에 설명할 캡(34)의 내부에 있는 단자와 도전선으로 연결되고 상기 단자에 전기가 공급되면 도전선을 통해 상기 발열기(33)에 전기가 공급되어 상기 발열기(33)가 열을 발산한게 되며, 상기 발열기(33)는 금 내지 은, 동, 카본 내지 흑연, 구리, 탄소섬유, 그 외 도전성을 갖는 물질 중 적어도 어느 하나 이상을 갖는 도전성 물질로 이루어진다.
상기 차열판(35)은 상기 발열기(33)와 하기에 설명할 캡(34)과의 사이에 고정 형성되어 발열기(33)에 의한 열이 하기에 설명할 캡(34)으로 이동하는 것을 차단한다.
상기 캡(34)은 상기 차열판(35)의 상면에 고정 형성되어, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 캡(34)의 내부에 형성되어 상기 발열기(33)가 열을 발생할 수 있도록 상기 발열기(33)에 전기를 공급해주는 단자를 보호한다. 한편, 상기 차열판(35)에 의해 상기 발열기(33)에 의한 열을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 가열챔버(32)의 상면 일측과 연통된 상기 공기유입로(13)로 유입되는 외부의 차가운 공기에 의해 상기 발열기(33)에 의하여 상승하는 열을 차단할 수 있어, 상기 캡(34)에 탑재된 단자가 상기 발열기(33)에 의해 발생하는 열에 의해 변성이 일어나지 않도록 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가열챔버(32)는, 상기 캡(34)의 일측에 형성되어 발열기(33)의 온도를 측정하여 하기에 설명할 온도조절부(7)로 신호를 전달하도록 하는 가열챔버온도센서(71)를 추가로 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 평면도이다.
도 5를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 공기유입로(13)는 상기 가열챔버(32)의 중심으로부터 외주면으로 일정거리 이격되어 상기 가열챔버(32)의 상부의 일측면과 연통되게 형성하여, 상기 가열챔버(32)로 유입되는 공기가 상기 발열기(33)를 중심으로 나선형으로 하강하도록 하여 상기 발열기(33)와 유 입된 공기와의 사이에 열전달시간이 증가하도록 한다.
상기 기화챔버(31)는 상면의 일정위치에서, 바람직하게는 상면의 중앙에서 상기 가열챔버(32)가 삽입되어 결합되고, 상기 가열챔버(32)의 발열기(33)로부터 가열된 공기가 상기 기화챔버(31)로 유입되어 상기 기화챔버(31) 내에서 상승하면서 상기 요소수분사노즐(26)에서 분사된 요소수를 기체상태의 암모니아로 변환하여 상기 기체상태의 암모니아를 상기 기화챔버(31)의 상측 일면에 형성된 공급로(40)를 통하여 하기에 설명할 분사부(4)로 공급한다. 상기 '기체상태의 암모니아'는 요소수가 열분해된 암모니아를 의미하나 물과 반응하여 암모니아 및 이산화탄소로 전환될 수 있는 이소시안산(HNCO)을 포함하는 것을 배제하는 것은 아니다. 상기 열분해과정에서 아래의 화학반응이 발생한다.
(NH2)2CO -> NH3 + HNCO
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기화챔버(31)는 도 4에 도시된 바와 같이, 요소수가 열분해되는 과정에서 생성되는 이소시안산을 암모니아로 가수분해하여, 상기 기화챔버(31)로 유입되는 요소수가 가열된 공기로부터 열전달을 받아 최소한의 정량의 암모니아로 변화되어 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시킬 수 있어 환경오염을 방지할 수 있도록, 상기 기화챔버(31)의 상측 일면에 촉매를 탑재한 가수분해기(36)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 촉매는 가수분해 촉매 또는 일반 SCR촉매등 다양한 제품을 사용할 수 있고, 바람직하게는 V, Mo, W, Cu, Ni, Fe, Cr, Mn, Sn 등의 산화물, 황산염, 희토류산화물, 귀금속 등을 촉매활성종으로 하고, Ti02(titanium oxide)를 담체로 한 V205(vanadium pentoxide), Mo03(molybdenum troxide), W03(tungsten trioxide)계의 촉매를 사용하는 것이 적합하다. 상기 가수분해과정에서 아래의 화학반응이 발생한다.
HNCO + H2O(수증기) -> NH3 + CO2 + H2O(수증기)
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기화챔버(31)는, 도면에 도시되지는 않았지만, 외부와의 열을 차단하기 위해 상기 기화챔버(31)의 외주면에 단열재를 코팅하거나, 기화챔버(31)의 내부를 용이하게 보수할 수 있도록 기화챔버(31)의 일측면에 맨홀을 추가로 포함할 수 있으며, 또한 요소수가 암모니아로 변환되지 않고 응축된 경우에 응축된 요소수를 배출시키기 위해서 상기 기화챔버(31)의 하면에 드레인밸브(Drain Valve)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기화챔버(31)는, 상기 가열챔부(32)로부터 유입된 공기의 온도를 측정하여 하기에 설명할 온도조절부(7)로 신호를 보내는 기화챔버온도센서(71)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 공급로(40)의 일측에는, 공급로(40)를 흐르는 기체의 온도를 측정하여 하기에 설명할 온도조절부(7)로 신호를 보내는 공급로온도센서(72)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 분사부(4)는, 상기 공급로(40)의 출구단에 형성되어 기체상태의 암모니아를 하기에 설명할 반응챔버(5)로 분사하고, 그리드(42)와 헤드(41)를 포함한다.
상기 그리드(42)는 기체상태의 암모니아가 배출가스에 균일하게 분배되도록 하기에 설명할 헤드(41)의 출력단과 연통되도록 형성되고, 상기 그리드(42)는 하기에 설명할 반응챔버(5) 내에 배출가스가 흐르는 방향과 수직으로 형성되며, 상기 그리드(42)의 구멍의 직경과 갯수는 기체상태의 암모니아가 곧바로 배출가스와 균일하게 혼합될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 구멍이 형성된 그리드(42)를 형성함으로 인해 암모니아가 배출되는 분사 비거리를 고려할 필요 없이 기체상태의 암모니아가 구멍이 형성된 그리드(42)를 통하여 분사되는 순간에 배출가스와 균일하게 혼합될 수 있어 상기 반응챔버(5)의 길이를 줄일 수 있게 된다.
상기 헤드(41)는 상기 공급로(40)와 그 일단이 연통되고 타단은 상기 그리드(42)와 연통되도록 형성되며, 상기 헤드(41)는 배출가스가 흐르는 상기 반응챔버(5)의 외부에 돌출되도록 상기 공급로(40)와 상기 그리드(42)의 사이에 탈부착이 가능하게 형성되므로 상기 그리드(42)와 헤드(41)의 손상이 있을 때 용이하게 수리할 수 있다. 한편, 상기 공급로(40)에서 배출된 기체상태의 암모니아가 상기 헤드(41)에 모이게 되며, 상기 헤드(41)에 기체상태의 암모니아의 유량이 증가되고 증가된 유량에 의한 압력에 의해 상기 그리드(42)의 상단까지 기체상태의 암모니아가 고르게 도달할 수 있고, 이로 인해 상기 그리드(42)의 상단에서도 기체상태의 암모니아가 배출가스에 더욱더 균일하게 배출될 수 있게 된다.
상기 반응챔버(5)는 상기 분사부(4)의 출구단과 연통되어 상기 분사부(4)의 그리드(42)의 구멍에서 분사된 기체상태의 암모니아와 배출가스가 균일하게 혼합되어 혼합가스를 형성하도록 설치된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로 상기 반응챔버(5)는 기체상태의 암모니아를 배기가스와 보다 균일하게 혼합할 수 있도록 다공판(51)과 기체혼합기(52)를 추가로 포함하여 상기 다공판(51)과 기체혼합기(52)를 거친 혼합가스를 하기에 설명할 반응기(6)로 공급할 수도 있다.
상기 다공판(51)은 상기 반응챔버(5)의 내부에서 상기 그리드(42)의 후단에 설치되고, 다수의 관통공을 가지고 있어 상기 그리드(42)를 통해 공급되는 기체상태의 암모니아와 배출가스가 상기 관통공을 통과하면서 난류를 형성하여 보다 잘 혼합되도록 하는 역할을 한다.
상기 기체혼합기(52)는 상기 다공판(51)의 후단에 설치되고, 하니콤 구조를 구비하고 있으며 상기 다공판(51)을 거친 혼합가스를 하니콤 구조를 통해 다시 한번 혼합해 주어 반응효율을 높이는 장치로, (주)파나시아의 "PA-NXM-XXX"모델이 사용될 수 있다.
상기 반응기(6)는 내부에 촉매를 탑재하고 있고, 상기 반응챔버(5)의 후단에 형성되며, 상기 반응기(6)를 거친 혼합가스 중 질소산화물은 아래 화학반응을 통해 무해한 성분으로 변환된다.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
상기 촉매는 다양한 제품이 사용될 수 있는데 V, Mo, W, Cu, Ni, Fe, Cr, Mn, Sn 등의 산화물, 황산염, 희토류산화물, 귀금속 등을 촉매활성종으로 하고, Al203, Ti02, 활성탄, 제올라이트, 실리카 등을 촉매담체로 하는 제품이 사용될 수 있으며, 이들 중 현재 실용화되어 있는 것은 Ti02(titanium oxide)를 담체로 한 V205(vanadium pentoxide), Mo03(molybdenum troxide), W03(tungsten trioxide)계의 촉매이다. Al203을 담체로 한 촉매는 석탄 및 중유 연료의 배출가스와 같이 SOx가 존재하는 배출가스 중에서는 황산염화해서 比表面積(비표면적)의 저하로 劣化(열화)가 일어나기 때문에 SOx가 없는 배출가스에만 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템의 구성도이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반응기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반응기(6)의 출구단에 산업체, 건물 등에 필요한 전기, 열에너지를 보일러가동 및 외부 전력회사의 수전에 의존하지 않고 자체 발전시설을 이용하여 일차적으로 전력을 생산한 후 배출되는 열을 회수하여 이용할 수 있도록 열교환기(62)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 열교환기(62)는 냉각수가 유동하는 유입로(621)와 배출로(622)를 포함한다.
상기 유입로(621)는 상기 열교환기(62)에 냉각수를 공급하기 위한 유로이고, 상기 배출로(622)는 상기 유입로(621)와 연통되도록 형성되고 상기 반응기(6)의 출구로 배출된 혼합가스의 열을 회수할 수 있기 위한 유로이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템의 블럭도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기화기를 이용한 배출가스탈질시스템은 온도조절부(7)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 온도조절부(7)는 증폭부(74), AD 변환부(75), 중앙처리부(76), DA변환부(77), 통신부(78), 저장부(79), 컨트롤룸(80)을 추가로 포함한다.
상기 증폭부(74)는 상기 가열챔버온도센서(71), 기화챔버온도센서(73), 공급로온도센서(72)를 통해 수신된 신호를 공지의 증폭회로를 사용하여 증폭한다.
상기 AD변환부(75)는 증폭된 상기 신호를 디지털데이터신호로 변환하는 역할을 하며, 공지된 AD변환회로를 사용한다.
상기 중앙처리부(76)는 디지털데이터신호에 근거하여 소정의 프로그램으로 수신된 신호값을 연산하고 분석하여, 배출가스 중에 포함된 질소산화물을 탈질 시킬 수 있도록 요소수가 적정의 기체상태의 암모니아로 변환될 수 있는 온도인 지 여부를 판단하여 상기 요소수량제어밸브(22)와 상기 공기량제어밸브(12)를 제어할 수 있는 신호와, 상기 발열기(33)의 온도를 제어할 수 있는 신호를 발생시킨다.
상기 DA변환부(77)는 상기 중앙처리부(76)에서 발생한 제어신호를 아날로그신호로 변환하여 각 장치에 인가되도록 하고, 도시되지는 않았지만, 아날로그신호로 변환되지 않고 디지털신호의 형태로 직접 인가될 수도 있다.
상기 통신부(78)는 상기 중앙처리부(76)에서 소정의 프로그램으로 수신된 신호값을 연산하고 분석한 데이터를 수신한다.
상기 컨트롤룸(80)은 상기 통신부(78)로부터 데이터를 수신하여 상기 컨트롤룸(80)의 컴퓨터의 모니터 화면에 표시하고, 관리자가 표시된 데이터를 통해 배출 가스 중에 포함된 질소산화물을 탈질 시킬 수 있도록 요소수가 적정의 기체상태의 암모니아로 변환되는 지를 실시간으로 점검한 후 상기 통신부(78)를 거쳐 상기 중앙처리부(76)를 통해 시스템에 적절한 제어신호를 보낼 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우 시스템과 상기 컨트롤룸(80)간의 통신은 RS-232방식, 평형·불평형방식, 유·무선 모뎀통신방식, 전력선통신방식, 블루투스통신방식, 유·무선랜통신방식과 같은 다양한 통신방식에 따라 이루질 수 있다.
상기 저장부(79)는 상기 중앙처리부(76)에서 발생하는 제어신호를 저장하여 추후에 시스템에 이상이 생겼을 시에 데이터값을 분석할 수 있도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질 시스템의 사용상태에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 사용상태도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템의 사용상태를 도 2와 도 8을 참조하여 설명하면, 배출부로 유입되는 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질 하기 위한 환원제인 암모니아를 생성하기 위하여, 공기유입구로 유입된 공기가 하강하면서 발열부에 의해 가열되고, 상기 가열된 공기가 기화챔버내에서 상승하면서 요소수분사노즐에 의해 기화챔버로 유입되는 요소수를 열분해하여 기체상태의 암모니아로 변환시키며, 상기 기체상태의 암모니아를 기화챔버의 상측 일면에 형성된 공급로와 그리드를 통하여 배출가스에 균일하게 분사하여 혼합가 스를 형성한다.
상기 혼합가스는 촉매가 탑재된 반응기를 거쳐 선택적촉매환원법에 의하여 질소산화물은 탈질되어 스텍으로 배출된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래의 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템의 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 구성도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 구성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 평면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템의 블럭도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배출가스 탈질시스템의 구성도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 탈질시스템에 형성된 기화기의 사용상태도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 공기공급부 2: 요소수공급부 3: 기화기 4: 분사부 5: 반응챔버
6: 반응기 7: 온도조절부 8: 배출가스 탈질시스템 9: 스텍
10: 배출부 11: 공기필터 12: 공기량제어밸브 13: 공기유입로
14: 송풍기 21: 저장탱크 22: 요소수유입로 23: 요소수량제어밸브
24: 순환펌프 25: 히터 26 : 요소수분사노즐 31: 기화챔버
32: 기화챔버 33: 발열기 34: 캡 35: 차열판 36: 가수분해기
40: 공급로 41: 헤드 42: 그리드 51: 다공판 52: 기체혼합기
62: 열교환기 71: 가열챔버온도센서 72: 공급로온도센서
73: 기화챔버온도센서 74: 증폭부 75: AD변환부 76: 중앙처리부
77: DA변환부 78: 통신부 79: 저장부 80: 컨트롤룸
621: 유입로 622: 배출로

Claims (11)

  1. 요소수를 저장하고 요소수의 분사량을 조절하는 요소수공급부와,
    공기가 유입될 수 있도록 형성된 공기유입로를 포함하는 공기공급부와,
    상기 요소수공급부에서 분사된 요소수를 기체상태의 암모니아로 기화시키는 기화기와,
    상기 기화기의 일단에 연결되며 기체상태의 암모니아를 분사하는 분사부와,
    상기 분사부로부터 주입된 기체상태의 암모니아가 배출가스와 혼합되어 혼합가스를 형성하는 반응챔버와,
    촉매를 탑재하고 있으며 상기 반응챔버에서 유입된 혼합가스 중 질소산화물은 상기 촉매에서 탈질반응을 통해 질소로 변환되는 화학반응이 일어나는 반응기를 포함하며,
    상기 기화기는,
    상기 공기유입로와 연통되게 형성되고 상기 공기유입로에서 유입된 공기가 가열되며 가열된 공기가 하강하여 일단으로 배출될 수 있도록 형성된 가열챔버와, 상기 공기유입로에서 유입된 공기를 가열시킬 수 있도록 상기 가열챔버의 중앙에 장방향으로 일정길이 연장되어 형성된 발열기와,
    상면에서 상기 가열챔버가 삽입되고 상기 가열챔버에서 유입된 가열된 공기가 상승하여 요소수를 기체상태의 암모니아로 변환시킬 수 있도록 형성된 기화챔버를 포함하고,
    상기 요소수공급부는, 상기 기화챔버로 유입되는 요소수가 상기 기화챔버의 상부로 상승하는 가열된 공기로부터 열전달을 받을 수 있는 면적을 넓힐 수 있도록 상기 기화챔버의 상측에 형성되는 요소수분사노즐을 추가로 포함하여,
    상기 기화기의 크기를 줄여 탈질시스템의 전체 설비의 크기를 축소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기유입로는,
    상기 가열챔버로 유입되는 공기가 상기 발열기를 중심으로 나선형으로 하강하여 열전달시간이 증가될 수 있도록, 상기 가열챔버의 중심으로부터 외주면으로 일정거리 이격되어 상기 가열챔버의 상부의 일측면과 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기화챔버는,
    요소수가 열분해되는 과정에서 생성되는 이소시안산을 암모니아로 가수분해할 수 있도록 상기 기화챔버의 상측 일면에 형성되는 가수분해기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기화챔버는,
    상기 기화챔버의 상측 일면과 연통되어 기체상태의 암모니아가 흐르는 공급로를 추가로 포함하고,
    상기 분사부는,
    기체상태의 암모니아가 배출가스의 상부로 균일하게 분사될 수 있도록 상기 공급로와 연통되고 수리를 용이하게 할 수 있도록 배출가스가 흐르는 상기 반응챔버의 외부에 돌출되어 탈부착이 가능하게 형성된 헤드와,
    기체상태의 암모니아가 배출가스와 균일하게 혼합되도록 하고 상기 반응챔버의 길이를 줄일 수 있도록 상기 헤드와 연통되게 형성된 그리드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템은,
    상기 반응기의 출구단에 위치하여 냉각수를 이용해 탈질 후에 배출된 혼합가스의 열을 회수하는 열교환기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템은,
    배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시키기 위하여 상기 기화챔버로 유입되는 요소수가 가열된 공기로부터 열전달을 받아 최소한의 정량의 암모니아로 변화될 수 있도록 상기 기화기의 온도를 조절할 수 있는 온도조절부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반응챔버는,
    배출가스와 암모니아의 혼합을 배가시키는 다수의 관통공을 구비한 다공판과, 상기 다공판을 통과한 혼합기체를 재혼합시키는 기체혼합기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 요소수공급부는,
    요소수를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 출력단에 연결되며 요소수의 공급량을 조절하는 요소수량제어밸브와, 요소수의 정체를 막기 위하여 요소수를 강제순환시키는 순환펌프와, 요소수의 응고를 방지하기 위한 히터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 온도조절부는,
    상기 가열챔버에서 유입된 가열된 공기의 온도를 측정하는 기화챔버온도센서와, 공급로를 흐르는 기체의 온도를 측정하는 공급로온도센서를 추가로 포함하여 상기 센서들로부터 정보를 수신하여 분석하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 온도조절부는,
    상기 센서들로부터 수신한 정보의 데이타신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭된 신호를 디지털데이타신호로 변환하는 AD변환부와, 상기 디지털데이타신호를 탑재된 소정의 프로그램을 이용하여 분석하고 처리하며, 디지털제어신호를 발생시켜 시스템을 전체적으로 제어하는 중앙처리부와, 상기 중앙처리부의 각종 디지털제어신호를 아날로그제어신호로 변환하는 DA변환부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가열기를 이용한 배출가스 탈질시스템.
  11. 삭제
KR1020070076028A 2007-07-27 2007-07-27 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템 KR100824767B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070076028A KR100824767B1 (ko) 2007-07-27 2007-07-27 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070076028A KR100824767B1 (ko) 2007-07-27 2007-07-27 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100824767B1 true KR100824767B1 (ko) 2008-04-24

Family

ID=39572417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070076028A KR100824767B1 (ko) 2007-07-27 2007-07-27 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100824767B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101139575B1 (ko) * 2011-08-12 2012-04-27 한모기술주식회사 배기가스의 저온 탈질 시스템 및 그 방법
CN104693135A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 山东联合化工股份有限公司 防尿素结块尿洗塔
KR102253964B1 (ko) * 2019-11-27 2021-05-20 한국지역난방공사 고온 배가스를 활용한 요소수 기화챔버내 결정형성 방지 장치
KR20210069295A (ko) * 2019-12-03 2021-06-11 한국지역난방공사 발전용 선택적 촉매 환원 탈질설비용 기화기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0871372A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Babcock Hitachi Kk 尿素を用いた脱硝装置と方法
JPH10244131A (ja) 1997-03-06 1998-09-14 Meidensha Corp 脱硝装置
JP2002068735A (ja) * 2000-08-24 2002-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アンモニアの発生方法及び燃焼排ガスの処理方法
JP2003001058A (ja) * 2001-06-21 2003-01-07 Miura Co Ltd アンモニア生成装置の運転方法およびボイラにおける脱硝装置の運転方法
KR100437875B1 (ko) 2003-09-16 2004-06-30 정재창 요소를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법을 통한질소산화물의 저감시스템
KR100502953B1 (ko) * 2003-10-25 2005-07-21 범아정밀(주) 요소수를 이용한 배기가스탈질시스템과 그 시스템을이용한 배기가스탈질방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0871372A (ja) * 1994-09-07 1996-03-19 Babcock Hitachi Kk 尿素を用いた脱硝装置と方法
JPH10244131A (ja) 1997-03-06 1998-09-14 Meidensha Corp 脱硝装置
JP2002068735A (ja) * 2000-08-24 2002-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アンモニアの発生方法及び燃焼排ガスの処理方法
JP2003001058A (ja) * 2001-06-21 2003-01-07 Miura Co Ltd アンモニア生成装置の運転方法およびボイラにおける脱硝装置の運転方法
KR100437875B1 (ko) 2003-09-16 2004-06-30 정재창 요소를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법을 통한질소산화물의 저감시스템
KR100502953B1 (ko) * 2003-10-25 2005-07-21 범아정밀(주) 요소수를 이용한 배기가스탈질시스템과 그 시스템을이용한 배기가스탈질방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101139575B1 (ko) * 2011-08-12 2012-04-27 한모기술주식회사 배기가스의 저온 탈질 시스템 및 그 방법
CN104693135A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 山东联合化工股份有限公司 防尿素结块尿洗塔
KR102253964B1 (ko) * 2019-11-27 2021-05-20 한국지역난방공사 고온 배가스를 활용한 요소수 기화챔버내 결정형성 방지 장치
KR20210069295A (ko) * 2019-12-03 2021-06-11 한국지역난방공사 발전용 선택적 촉매 환원 탈질설비용 기화기
KR102347814B1 (ko) 2019-12-03 2022-01-07 한국지역난방공사 발전용 선택적 촉매 환원 탈질설비용 기화기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101100851B1 (ko) 환원제혼합 및 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템
KR101074050B1 (ko) 요소수유입로와 분사노즐의 막힘을 방지할 수 있는 배기가스 탈질시스템과 요소수 응고를 방지할 수 있는 요소수 공급장치
US9695725B2 (en) Compact selective catalytic reduction system for nitrogen oxide reduction in the oxygen-rich exhaust of 500 to 4500 kW internal combustion engines
KR102586253B1 (ko) 농도 정밀제어 가능한 다공성 구조체 삽입형 희석 요소수 분무장치
US9803529B2 (en) Compact cylindrical selective catalytic reduction system for nitrogen oxide reduction in the oxygen-rich exhaust of 500 to 4500 kW internal combustion engines
JPH06154552A (ja) 煙道ガス中のＮＯｘを還元するために煙道ガスエネルギーを使用して還元剤水溶液を気化させる方法
CN104136727B (zh) 废气净化装置
KR100824767B1 (ko) 기화기를 이용한 배출가스 탈질시스템
KR102704958B1 (ko) 대용량 요소수의 미립화를 위한 이류체 분무노즐
CN110102160A (zh) 过氧化氢氧化结合选择性催化还原法的低温脱硝方法
KR100963910B1 (ko) 축열식 배출가스탈질장치
CN102946975A (zh) 还原剂供应装置及利用它的排气脱氮系统
KR100884657B1 (ko) 고온 배출가스 탈질시스템과 그 시스템을 이용한 고온배출가스 탈질방법
JPH0857261A (ja) 還元剤水溶液を用いる脱硝装置
CN102210969B (zh) 焚化炉用氮氧化物削减系统
CN104492258B (zh) 一种二级scr催化氧化装置
KR100268029B1 (ko) 산화제를 이용한 질소산화물제거방법 및 그 제거장치
KR101724429B1 (ko) 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템
CN104740984A (zh) 一种脱除烧结烟气中的氮氧化物和二噁英的系统及其方法
KR20090084055A (ko) 선택적 촉매 환원 공정과 선택적 무촉매 환원 공정의 혼화시스템에서 암모니아 생성량을 증가시키는 환원제 분사시스템
KR100780609B1 (ko) 연소반응으로부터 배출되는 질소산화물을 저감시키기 위한환원제를 분사하는 인젝터 및 이를 장착한 배출가스 정화시스템
CN201168558Y (zh) 利用尿素溶液法的烟气脱硝装置
CN207237675U (zh) 用于电厂烟气脱硝的尿素溶液气化装置
EP3853527B1 (en) Nox abatement system for a stationary burning system
CN212262895U (zh) 一种scr制氨系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130409

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140415

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160411

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 12