KR101398082B1 - 질소산화물 정화시스템 및 정화방법 - Google Patents

질소산화물 정화시스템 및 정화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 질소산화물 정화시스템은 질소산화물 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 혼합연료저장부재(100);상기 혼합연료저장부재(100)에 저장된 혼합연료를 내연기관(10)으로 공급하는 공급부재(200); 및 상기 내연기관(10)으로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 배기관(20)에 설치되며, 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 선택적 환원촉매(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 질소산화물 정화방법은 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 혼합연료 생성 단계(S01); 상기 혼합연료를 내연기관으로 공급하는 혼합연료 공급 단계(S02); 및 상기 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 선택적 환원촉매와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 질소산화물 제거단계(S03);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

질소산화물 정화시스템 및 정화방법{NOx emission purification system and method the same}
본 발명은 내연기관 또는 연소기에서 배출되는 유해배출가스인 질소산화물(NOx)을 저감하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관 특히 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물의 저감기술로서 배기가스 재순환방법(EGR; Exhaust Gas Recirculation)에 의한 농도저감 또는 환원제인 암모니아, 우레아 또는 탄화수소를 이용하여 촉매상에서 질소산화물을 반응시켜 질소와 산소로 환원하는 선택적촉매환원반응(SCR; Selective Catalytic Reduction) 등이 사용되고 있다.
상기 선택적 환원촉매기술 중에서 경유 등 탄화수소를 사용하는 경우 환원제로 내연기관 또는 연소기의 연료를 사용하므로 부수적인 환원제 공급장치가 필요하지 않은 장점이 있으나 배기가스 중에 산소가 존재하는 경우 탄화수소가 산소와 먼저 반응하기 때문에 질소산화물의 저감성능이 낮은 단점이 있다.
또 다른 선택적 환원촉매기술인 액체 우레아를 이용한 선택적 환원촉매기술에 대하여 보면, 상온에서 고체상으로 존재하는 물질인 우레아(Urea)를 물에 녹여 만든 액체 우레아를 자동차 배기관에 분사하면 약 150℃ 이상의 온도에서 열분해 되어 암모니아로 전환되고, 이와 같이 생성된 암모니아는 오산화바나듐(V2O5) 또는 지오라이트(Zeolite) 등 선택적 환원촉매의 도움을 받아 질소산화물을 무해한 질소로 환원시킨다. 이러한 액체 우레아를 이용한 선택적 환원촉매 기술은 촉매반응 온도 대역이 넓고 내구성이 우수하다는 장점이 있으며, 약 60 내지 80% 수준의 높은 질소산화물 정화효율을 얻을 수 있다.
이러한 선택적 환원 촉매를 이용하는 기술로서, 한국등록특허 제0739124호는 연소실과 환원제를 보관하는 저장조 및 촉매반응탑으로 이루어져 선택적 촉매 환원법에 기초로 한 질소산화물의 저감시스템에 있어서, 상부측에는 상기 저장조에 보관되어 있던 환원제를 분사하는 분사기와; 상기 연소실로부터 배출되는 고온의 연도가스 중 일부를 안내하는 유입관; 상기 유입관으로 유입된 고온의 제1연도가스와 상기 분사기로 분사된 환원제의 혼합가스를 연도가스 파이프로 재유입시키는 배출구; 상기 연도가스 파이프를 따라서 이동하는 제2연도가스와 환원제의 혼합을 돕기 위해 상기 유입관과 배출구 사이에 위치되고, 상기 연도가스 파이프 내부로 증기상 환원제를 공급하는 암모니아확산노즐; 및 상기 제1연도가스와 제2연도가스의 분리를 돕도록, 상기 유입관 바로 아래에 위치되어 상기 연도가스 파이프 내부의 일부를 폐쇄하기 위해 뻗어 있는 구획칸;으로 이루어진 반응채임버를 구비하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원법을 이용하는 질소산화물의 저감시스템을 제시하였다.
그러나 종래기술은 환원제를 보관하기 위한 저장조가 구성됨으로써, 시스템의 전체적인 구성이 복잡해지는 단점이 있다.
따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 질소산화물 정화시스템 및 정화방법의 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제0739124호 (2007.07.06)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 암모니아 또는 우레아 등의 질소산화물 환원제를 연료에 혼합하여 저장함으로써, 별도의 질소산화물 환원제의 저장 용기가 필요 없는 간단한 구조의 질소산화물 정화시스템 및 정화방법을 제공하려는 것이다.
본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템은 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 혼합연료저장부재(100); 상기 혼합연료저장부재(100)에 저장된 혼합연료를 내연기관(10)으로 공급하는 공급부재(200); 및 상기 내연기관(10)으로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 배기관(20) 내에 구비되며, 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 선택적 환원촉매(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 혼합연료저장부재(100`)의 실시예 1은 연료가 저장되는 연료저장체(110), 상기 연료저장체(110)의 연료량을 측정하는 연료유량계(120), 상기 연료저장체(110)로 질소산화물 환원제를 공급하는 환원제공급체(130), 및 상기 연료저장체(110)와 상기 환원제공급체(130) 사이에 설치되어 상기 연료유량계(120)와 연결되며, 상기 연료유량계(120)가 측정한 연료량에 따라 상기 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하는 도징밸브(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환원제공급체(130)는 상기 연료저장체(110)로 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환원제공급체(130)는 상기 연료저장체(110)로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 상기 연료저장체(110)에 저장된 연료에 용해될 수 있도록 상기 연료저장체(110)로 소정의 계면활성제를 더 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 혼합연료저장부재(100``)의 실시예 2는 상기 연료저장체(110)의 내부에 구비되는 교반체(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 질소산화물 환원제는 우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 질소산화물 정화방법은 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 혼합연료 생성 단계(S01); 상기 혼합연료를 내연기관으로 공급하는 혼합연료 공급 단계(S02); 및 상기 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 선택적 환원촉매와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 질소산화물 제거단계(S03);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 혼합연료 생성 단계(S01)의 실시예 1은 질소산화물 환원제를 수용액 상태로 용해하는 제1단계; 및 수용액 상태의 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한,본 발명에 따른 상기 혼합연료 생성 단계(S01)의 실시예 2는 혼합연료에 혼합된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료에 용해되도록 혼합연료에 소정의 계면활성제를 첨가하는 제3단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 질소산화물 환원제는 우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템은 질소산화물 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 혼합연료저장부재가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제가 저장될 저장용기가 필요 없는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재의 실시예 1은 연료유량계가 측정한 연료량에 따라 환원제공급체의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하는 도징밸브가 구성됨으로써, 환원제공급체의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하여 연료와 질소산화물 환원제의 혼합비율을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재의 실시예 1의 환원제공급체는 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 연료저장체로 공급함으로써, 질소산화물 환원제의 열용량이 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재의 실시예 1에 구성된 환원제공급체는 연료저장체로 계면활성제를 더 공급함으로써, 연료저장체로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료저장체에 저장된 연료에 용해되어 질소산화물 환원제의 열용량이 더욱 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재의 실시예 2는 연료저장체의 내부에 구비되며 연료저장체로 공급되는 질소산화물 수용액과 계면활성제와 연료저장체에 저장된 연료를 교반하는 교반체가 구성됨으로써, 연료저장체로 공급되는 질소산화물 수용액과 계면활성제와 연료저장체에 저장된 연료가 더욱 빠르게 교반될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 질소산화물 정화방법은 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 혼합연료 생성 단계가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제가 저장될 저장용기가 필요 없는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼합연료 생성 단계의 실시예 1은 질소산화물 환원제를 수용액 상태로 용해하는 제1단계와 수용액 상태의 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 제2단계가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제의 열용량이 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 혼합연료 생성 단계 2는 혼합연료에 혼합된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료에 용해되도록 혼합연료에 소정의 계면활성제를 첨가하는 제3단계가 더 구성됨으로써, 연료저장체로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료저장체에 저장된 연료에 용해되어 질소산화물 환원제의 열용량이 더욱 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템의 개략도
도 2는 도 1에 도시된 혼합연료저장부재의 실시예 1의 개략도
도 3은 도 1에 도시된 혼합연료저장부재의 실시예 2의 개략도
도 4는 본 발명에 따른 질소산화물 정화방법의 단계도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템(1000)은 혼합연료저장부재(100), 공급부재(200), 선택적 환원촉매(300)를 포함하여 구성된다.
혼합연료저장부재(100)는 질소산화물 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 구성으로서, 공지된 기술의 연료탱크나 연료용기로 구성될 수 있다.
공급부재(200)는 혼합연료저장부재(100)에 저장된 혼합연료를 내연기관(10)으로 공급하는 구성으로서, 유체를 토출하는 펌프로 구성될 수 있다.
내연기관(10)으로 공급된 혼합연료는 혼합연료에 혼합되어 있던 연료가 연소되어 배기가스로 변환되며 혼합연료에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 함께 배출된다.
선택적 환원촉매(300)는 내연기관(10)으로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 배기관(20) 내에 구비되며, 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 역할을 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템(1000)은 혼합연료저장부재(100), 공급부재(200), 선택적 환원촉매(300)을 포함하는 간단한 구성으로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템(1000)은 간단한 구성으로 이루어짐으로써, 생산에 필요한 비용, 인력 및, 사회적 인프라가 적게 필요한 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템(1000)은 질소산화물 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 혼합연료저장부재(100)가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제가 저장될 저장용기가 필요 없는 장점이 있다.
하기에서는 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 혼합연료저장부재의 실시예 1의 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1은 연료저장체(110), 연료유량계(120), 환원제공급체(130), 도징밸브(140)를 포함하여 구성된다.
연료저장체(110)는 연료가 저장되는 구성으로서, 연료가 저장되는 탱크 형태로 형성된다.
연료유량계(120)는 연료저장체(110)에 저장된 연료량을 측정하는 역할을 한다.
환원제공급체(130)는 연료저장체(110)과 연결되어 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급하는 역할을 한다.
또한, 환원제공급체(130)는 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급할 경우에만 연료저장체(110)에 연결되어 질소산화물 환원제를 공급할 수 있다,
도징밸브(140)는 연료저장체(110)와 환원제공급체(130) 사이에 설치되며 연료유량계(120)와 연결되며 연료유량계(120)가 측정한 연료량(연료저장체(110)에 저장된 연료량)에 따라 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량(환원제공급체(130)가 연료저장체(110)로 공급하는 질소산화물 환원제 공급량)을 조절한다.
이 때, 도징밸브(140)는 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량(환원제공급체(130)가 연료저장체(110)로 공급하는 질소산화물 환원제 공급량)이 연료유량계(120)가 측정한 연료량(연료저장체(110)에 저장된 연료량)의 0.1%~10%가 되도록 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량을 조절한다.
이는 질소산화물 환원제가 연료에 공급되어 혼합되어도 연료의 성능이 저하되지 않는 최소 내지 최대한의 비율로서, 본 출원인은 연료의 성능이 저하되지 않는 요소를 고려하여 경험적 및 실험적으로 상기한 바와 같은 비율을 산출하였다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1은 연료유량계(120)가 측정한 연료량에 따라 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하는 도징밸브(140)가 구성됨으로써, 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하여 연료와 질소산화물 환원제의 혼합비율을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
한편, 환원제공급체(130)는 물에 용해된 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급할 수 있다.
여기에서, 질소산화물 환원제는 일반적인 상태보다 수용액 상태일 때 열용량이 더 높아지며, 환원제공급체(130)는 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급함으로써, 비교적 기온가 낮은 겨울철에도 질소산화물 환원제가 언 상태로 연료저장체(110)로 공급되는 문제를 최대한 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1의 환원제공급체(130)는 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급함으로써, 질소산화물 환원제의 열용량이 증가되어 질소산화물 환원제가 연료저장체(110)로 공급될 때 질소산화물 환원제가 어는 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1의 환원제공급체(130)는 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 연료저장체(110)로 공급함으로써, 연료저장체(110)로 공급된 질소산화물 환원제와 연료저장체(110)에 저장된 연료와의 접촉면적이 넓어져서 서로 잘 혼합될 수 있는 장점이 있다.
또한, 환원제공급체(130)는 연료저장체(110)로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료저장체(110)에 저장된 연료에 용해될 수 있도록 연료저장체(110)로 소정의 계면활성제를 더 공급한다.
이 때, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1은 환원제공급체(130)로 계면활성제를 공급하는 계면활성제공급수단(도시안됨)을 더 구성될 수 있으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 환원제공급체(130)가 질소산화물 환원제와 계면활성제를 동시에 연료저장체(110)로 공급할 수 있다.
여기에서, 수용액 상태의 질소산화물 환원제는 계면활성제에 의해 연료에 용해됨으로써, 열용량이 더욱 증가하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1에 구성된 환원제공급체(130)는 연료저장체(110)로 계면활성제를 더 공급함으로써, 연료저장체(110)로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료저장체(110)에 저장된 연료에 용해되어 질소산화물 환원제의 열용량이 더욱 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 도 1에 도시된 혼합연료저장부재의 실시예 2의 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 혼합연료저장부재(100)의 실시예 2는 혼합연료저장부재(100)의 실시예 1에 교반체(150)를 더 포함하는 구성이 개시된다.
교반체(150)는 연료저장체(110)의 내부에 구비되며 환원제공급체(130)로부터 연료저장체(110)로 공급되는 질소산화물 수용액과 계면활성제와 연료저장체(110)에 저장된 연료를 교반하는 역할을 한다.
도 3에는 교반체(150)가 블레이드와 구동축을 가지는 교반팬으로 구성된 실시예를 도시하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료저장부재(100)의 실시예 2는 연료저장체(110)의 내부에 구비되며 연료저장체(110)로 공급되는 질소산화물 수용액과 계면활성제와 연료저장체(110)에 저장된 연료를 교반하는 교반체(150)가 구성됨으로써, 연료저장체(110)로 공급되는 질소산화물 수용액과 계면활성제와 연료저장체(110)에 저장된 연료가 더욱 빠르게 교반될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 이용되는 질소산화물 환원제는 우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물이다.
본 발명에 따르면, 상기 질소산화물 환원제들은 혼합연료저장부재(100)에 연료와 함께 혼합되어 저장된 다음, 공급부재(200)를 통해 내연기관(10)으로 공급된 후 열분해되어 암모니아가 생성된 다음, 배기가스와 혼합되어 배기관(20)으로 배출되면서 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 환원시킨다.
이 때, 배기관(20)에는 질소산화물과 질소산화물 환원제들의 반응을 촉진시키기 위한 선택적 환원촉매(300)가 설치되어 있다.
도 4는 본 발명에 따른 질소산화물 정화방법의 단계도이다,
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질소산화물 정화방법은 혼합연료 생성 단계(S01), 혼합연료 공급 단계(S02), 질소산화물 제거단계(S03)를 포함하여 구성된다.
혼합연료 생성단계(S01)에서는 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성한다.
이 때, 혼합연료 생성단계(S01)는 질소산화물 환원제량이 연료량의 0.1%~10%가 되도록 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 것이 바람직하다.
이는 질소산화물 환원제가 연료에 공급되어 혼합되어도 연료의 성능이 저하되지 않는 최소 내지 최대한의 비율로서, 본 출원인은 연료의 성능이 저하되지 않는 요소를 고려하여 경험적 및 실험적으로 상기한 바와 같은 비율을 산출하였다.
혼합연료 공급단계(S02)에서는 혼합연료를 내연기관으로 공급한다. 이 때, 혼합연료를 내연기관으로 공급하기 위해 펌프를 이용할 수 있다.
내연기관으로 공급된 혼합연료는 혼합연료에 혼합되어 있던 연료가 연소되어 배기가스로 변환되며 혼합연료에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 함께 배출된다.
질소산화물 제거단계에서는 내연기관(10)으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 선택적 환원촉매와 반응시켜 질소와 물로 환원시킨다.
본 발명에 따른 질소산화물 정화방법은 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 혼합연료 생성 단계가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제가 저장될 저장용기가 필요 없는 장점이 있다.
또한, 혼합연료 생성 단계의 실시예 1은 질소산화물 환원제를 수용액 상태로 용해하는 제1단계; 수용액 상태의 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 제2단계;를 포함하여 구성된다.
즉, 혼합연료 생성 단계의 실시예 1은 수용액 상태의 질소산화물과 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성함으로써, 질소산화물 환원제의 열용량이 증가되어 내연기관으로 공급되는 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료 생성 단계의 실시예 1은 질소산화물 환원제를 수용액 상태로 용해하는 제1단계와 수용액 상태의 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 제2단계가 구성됨으로써, 질소산화물 환원제의 열용량이 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 혼합연료 생성 단계의 실시예 2는 혼합연료 생성 단계의 실시예 1에 혼합연료에 혼합된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료에 용해되도록 혼합연료에 소정의 계면활성제를 첨가하는 제3단계;를 더 포함하여 구성된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 혼합연료 생성 단계의 실시예 2는 혼합연료에 혼합된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료에 용해되도록 혼합연료에 소정의 계면활성제를 첨가하는 제3단계가 더 구성됨으로써, 연료저장체(110)로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료저장체(110)에 저장된 연료에 용해되어 질소산화물 환원제의 열용량이 더욱 증가되어 질소산화물 환원제가 어는 문제를 더욱 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 질소산화물 정화방법에 이용되는 질소산화물 환원제는 우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 내연기관 20 : 배기관
1000 : 본 발명에 따른 질소산화물 정화시스템
100, 100`, 100`` : 혼합연료저장부재
110 : 연료저장체 120 : 연료유량계
130 : 환원제공급체 140 : 도징밸브
150 : 교반체
200 : 공급부재 300 : 선택적 환원촉매

Claims (10)

  1. 질소산화물 환원제와 연료가 혼합된 혼합연료가 저장되는 혼합연료저장부재(100,100',100'');
    상기 혼합연료저장부재(100,100',100'')에 저장된 혼합연료를 내연기관(10)으로 공급하는 공급부재(200); 및
    상기 내연기관(10)으로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 배기관(20) 내에 구비되며, 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 선택적 환원촉매(300);를 포함하며,
    상기 혼합연료저장부재(100`,100'')는 연료가 저장되는 연료저장체(110), 상기 연료저장체(110)의 연료량을 측정하는 연료유량계(120), 상기 연료저장체(110)로 질소산화물 환원제를 공급하는 환원제공급체(130), 및 상기 연료저장체(110)와 상기 환원제공급체(130) 사이에 설치되어 상기 연료유량계(120)와 연결되며, 상기 연료유량계(120)가 측정한 연료량에 따라 상기 환원제공급체(130)의 질소산화물 환원제 공급량을 조절하는 도징밸브(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 환원제공급체(130)는
    상기 연료저장체(110)로 수용액 상태의 질소산화물 환원제를 공급하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 환원제공급체(130)는
    상기 연료저장체(110)로 공급된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 상기 연료저장체(110)에 저장된 연료에 용해될 수 있도록 상기 연료저장체(110)로 소정의 계면활성제를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 혼합연료저장부재(100``)는
    상기 연료저장체(110)의 내부에 구비되는 교반체(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 질소산화물 환원제는
    우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화시스템.
  7. 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 혼합연료 생성 단계(S01);
    상기 혼합연료를 내연기관으로 공급하는 혼합연료 공급 단계(S02); 및
    상기 내연기관으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 배기가스에 혼합되어 있던 질소산화물 환원제와 선택적 환원촉매와 반응시켜 질소와 물로 환원시키는 질소산화물 제거단계(S03);를 포함하며,
    상기 혼합연료 생성 단계(S01)는 질소산화물 환원제를 수용액 상태로 용해하는 제1단계; 수용액 상태의 질소산화물 환원제와 연료를 혼합하여 혼합연료를 생성하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 혼합연료 생성 단계(S01)는
    혼합연료에 혼합된 수용액 상태의 질소산화물 환원제가 연료에 용해되도록 혼합연료에 소정의 계면활성제를 첨가하는 제3단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 질소산화물 환원제는
    우레아(Urea), 암모니아 카바메이트(NH2COONH4), 암모니아 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 하는 질소산화물 정화방법.
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