KR101461289B1 - Selective catalytic reduction reactor with improved structure - Google Patents

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KR101461289B1 KR1020120157043A KR20120157043A KR101461289B1 KR 101461289 B1 KR101461289 B1 KR 101461289B1 KR 1020120157043 A KR1020120157043 A KR 1020120157043A KR 20120157043 A KR20120157043 A KR 20120157043A KR 101461289 B1 KR101461289 B1 KR 101461289B1
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Abstract

본 발명은, 배기가스를 질소와 수증기로 환원시키는 선택적 촉매 환원 반응기에 있어서, 배기가스유입구와 배기가스토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되는 촉매와, 상기 하우징의 외측에 설치되되, 공기유입구와 공기토출구가 형성된 히터와, 상기 하우징의 외측에 설치되되, 상기 히터에서 가열된 공기와 환원제가 유입되는 환원제유입구와 상기 하우징 내부로 환원제를 분사하기 위해 상기 배기가스유입구에 인접한 환원제토출구가 형성된 환원제분해챔버를 포함하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기를 제공한다.The present invention relates to a selective catalytic reduction reactor for reducing exhaust gas to nitrogen and water vapor, comprising: a housing having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet formed therein; a catalyst provided inside the housing; A heater provided with an inlet and an air outlet; a reducing agent inlet installed outside the housing for introducing the air heated by the heater and a reducing agent; and a reducing agent outlet formed adjacent to the exhaust gas inlet for injecting the reducing agent into the housing There is provided a selective catalytic reduction reactor having an improved structure including a reducing agent decomposition chamber.

Description

구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION REACTOR WITH IMPROVED STRUCTURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a selective catalytic reduction reactor having improved structure,

본 발명은 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기에 관한 것이며, 구체적으로 반응기 양 측면 또는 일 측면에 히터와 증발기가 결합된 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기에 관한 것이다.
The present invention relates to a selective catalytic reduction reactor having an improved structure, and more particularly to a selective catalytic reduction reactor having improved structure in which a heater and an evaporator are bonded to both sides or side of a reactor.

일반적으로 선박용 동력 장치는 저속 디젤 엔진과 과급기(turbocharger) 등을 포함한다. 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 엔진에서 발생된 배기 가스를 정화하여 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.Generally, marine power units include low speed diesel engines and turbochargers. A selective catalytic reduction (SCR) system is a system for reducing nitrogen oxides by purifying exhaust gases generated in an engine.

선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기 가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.The selective catalytic reduction system reacts the nitrogen oxides contained in the exhaust gas with the reducing agent while passing the exhaust gas and the reducing agent together in the reactor equipped with the catalyst, thereby reducing the nitrogen and the water vapor.

선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 암모니아(NH3)와 우레아(urea) 등을 이용하고 있다. 또한, 선택적 촉매 환원 시스템은 일반적으로 섭씨 250도 내지 섭씨 400도의 활성 온도 범위를 갖는 고온 촉매를 이용하고 있다.The selective catalytic reduction system uses ammonia (NH 3 ) and urea as a reducing agent for reducing nitrogen oxides. Selective catalytic reduction systems also utilize high temperature catalysts, which generally have an active temperature range from 250 degrees Celsius to 400 degrees Celsius.

도 1은 종래의 선택적 촉매 환원 반응기가 구비된 선박용 동력 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a marine power unit 1 provided with a conventional selective catalytic reduction reactor.

도 1을 참조하면, 선박용 동력 장치(1)는 엔진(10), 배기 리시버(exhaust gas receiver; 11) 및 소기 리시버(scavenge air receiver; 19), 과급기(turbo charger; 15), 선택적 촉매 환원 반응기(30), 환원제분해챔버(50), 환원제 분사부(51), 산화 촉매부(55), 우레아저장부(58), 용수 저장부(59)를 포함할 수 있다.1, a marine power unit 1 includes an engine 10, an exhaust gas receiver 11 and a scavenge air receiver 19, a turbo charger 15, a selective catalytic reduction reactor A reducing agent decomposition chamber 50, a reducing agent injection section 51, an oxidation catalyst section 55, a urea storage section 58, and a water storage section 59. [

상기 엔진(10)은 통상적으로 선박에 사용되는 저속 디젤 엔진일 수 있으며, 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 엔진이 사용될 수 있다.The engine 10 may be a low speed diesel engine, typically used in ships, and various engines known to those skilled in the art may be used.

상기 과급기(15)는 엔진(10)의 배기 가스가 갖는 압력으로 터빈을 돌려 엔진(10)에 새로운 외기를 공급한다.The supercharger (15) turns the turbine by the pressure of the exhaust gas of the engine (10) and supplies fresh air to the engine (10).

한편, 엔진(10)에서 배출된 배기 가스는 섭씨 250도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도를 가질 수 있다. 그러나, 배기 가스의 온도는 과급기(15)를 거치면서 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 온도로 낮아질 수 있다.On the other hand, the exhaust gas discharged from the engine 10 may have a temperature within a range of 250 degrees Celsius to 450 degrees Celsius. However, the temperature of the exhaust gas may be lowered to a temperature of not less than 150 degrees Celsius and less than 250 degrees Celsius through the supercharger 15. [

배기 리시버(11)는 엔진(10)의 실린더 왕복 운동으로 불균형한 압력을 가지고 배출된 엔진(10)의 배기 가스를 고르게 완화시킨다. 소기 리시버(19)는 과급기(15)가 엔진(10)에 공급하는 새로운 외기의 불균일한 압력을 고르게 완화시킨다.The exhaust receiver 11 uniformly relieves the exhaust gas of the discharged engine 10 with an unbalanced pressure in the cylinder reciprocating motion of the engine 10. [ The scavenging receiver 19 uniformly alleviates the uneven pressure of the fresh air supplied to the engine 10 by the supercharger 15.

선택적 촉매 환원 반응기(30)는 엔진(10)의 배기 가스를 정화하여 배기 가스에 함유된 질소산화물을 저감시킨다. 즉, 선택적 촉매 환원 반응기(30)는 엔진(10)의 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.The selective catalytic reduction reactor 30 purifies the exhaust gas of the engine 10 to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas. That is, the selective catalytic reduction reactor (30) reacts the nitrogen oxide contained in the exhaust gas of the engine (10) with the reducing agent to reduce the nitrogen and steam.

선택적 촉매 환원 반응기(30)를 거치면서 엔진(10)의 배기 가스에 함유된 질소산화물은 저감되고, 엔진(10)의 배기 가스는 배출된다.The nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the engine 10 are reduced while the exhaust gas of the engine 10 is exhausted through the selective catalytic reduction reactor 30.

선택적 촉매 환원 반응기(30)는 촉매(35)를 포함한다. 구체적으로, 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 촉매(35)가 촉매 담체를 통해 선택적 촉매 환원 반응기(30)의 내부에 설치된다.The selective catalytic reduction reactor (30) comprises a catalyst (35). Specifically, a catalyst 35 known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum, is installed in the interior of the selective catalytic reduction reactor 30 through a catalyst carrier.

이러한 촉매(35)는 선택적 촉매 환원 반응기(30)의 내부 온도가 섭씨 300도 내지 섭씨 350도 범위 내일 때 촉매 반응이 우수한 촉매(35)가 사용될 수 있다.This catalyst 35 can be used as the catalyst 35 having excellent catalytic reaction when the internal temperature of the selective catalytic reduction reactor 30 is in the range of 300 ° C. to 350 ° C.

또한, 선택적 촉매 환원 반응기(30)의 하우징은 스테인레스 스틸(stainless steel)을 소재로 만들어질 수 있다.In addition, the housing of the selective catalytic reduction reactor 30 may be made of stainless steel.

환원제 분사부(51)는 암모니아(NH3)를 포함한 환원제를 선택적 촉매 환원 반응기(30)에 유입되는 엔진(10)의 배기 가스에 분사한다.The reducing agent injecting section 51 injects a reducing agent containing ammonia (NH 3 ) into the exhaust gas of the engine 10 flowing into the selective catalytic reduction reactor 30.

환원제분해챔버(50)는 우레아(urea, CO(NH2)2)를 분해하여 환원제 분사부(51)에 공급할 암모니아(NH3)를 생성한다. 환원제분해챔버(50)에서 우레아(urea, CO(NH2)2)가 열분해되면, 암모니아(NH3)와 함께 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성된다.The reducing agent decomposition chamber 50 decomposes the urea, CO (NH 2 ) 2 , and generates ammonia (NH 3 ) to be supplied to the reducing agent spraying unit 51. When urea (urea, CO (NH 2) 2) a thermal decomposition in a reducing agent the decomposition chamber 50, when isobutane with ammonia (NH 3) is generated Ansan (Isocyanic acid, HNCO).

산화 촉매부(55)는 환원제분해챔버(50)에서 생성된 이소시안산(HNCO)을 가수분해하여 암모니아(NH3)를 추가로 생성한다.The oxidation catalyst unit 55 further hydrolyzes isocyanate (HNCO) generated in the reducing agent decomposition chamber 50 to generate ammonia (NH 3 ).

우레아 저장부(58)는 환원제분해챔버(50)에 공급할 우레아를 저장하며, 용수 저장부(59)는 환원제 공급배관 세척을 위한 물을 저장한다.The urea reservoir 58 stores the urea to be supplied to the reducing agent decomposition chamber 50, and the water reservoir 59 stores the water for the reducing agent supply pipe cleaning.

이러한 종래의 선택적 촉매 환원 반응기가 구비된 선박용 동력 장치(1)는 다음과 같은 문제가 있다.The power unit 1 for a ship having such a conventional selective catalytic reduction reactor has the following problems.

전술한 것과 같이, 선박용 저속 디젤엔진의 배기가스 온도는 통상 200℃ ~ 250℃ 정도로 배출되며, 이 온도는 환원제로 사용되는 우레아가 암모니아로 충분히 분해되기 어려운 조건이다.As described above, the exhaust gas temperature of a marine low speed diesel engine is usually about 200 ° C to 250 ° C, which is a condition in which urea used as a reducing agent is hardly decomposed sufficiently by ammonia.

상기 온도 조건에서 충분히 우레아를 분해시키기 위해서는 첫째, 배기가스 내 체류시간을 증가시킬 수 있으나, 이를 위해서는 배기가스 배관의 길이를 증가시켜야 한다. 그러나, 선박 내 공간이 협소하여 배관 길이를 증가시키는데 제약이 따르는 문제가 있다.In order to sufficiently decompose urea under the above-mentioned temperature condition, first, the residence time in the exhaust gas can be increased, but the length of the exhaust gas pipe must be increased. However, there is a problem that the space in the ship is narrow and the piping length is restricted.

둘째, 환원제 분해 효율 향상을 위해서는 상기 배기가스의 온도를 증가시키기 위해 별도의 장치를 설치해야하나, 선박 내 공간이 협소하여 문제가 있다.Secondly, in order to improve the decomposition efficiency of the reducing agent, a separate device must be installed to increase the temperature of the exhaust gas, but the space in the vessel is narrow and there is a problem.

셋째, 상기와 같은 문제점을 포함하고 있는 종래의 선택적 촉매 환원 시스템은 결국 많은 양의 우레아가 소모되게 되는 문제가 있다.
Third, the conventional selective catalytic reduction system including the above problems has a problem that a large amount of urea is consumed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 우레아 분해 효율 증대 및 질소산화물 저감 효율이 증대된 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a selective catalytic reduction reactor having improved structure in which the efficiency of urea decomposition is increased and the efficiency of nitrogen oxide reduction is increased.

본 발명의 또 다른 목적은 설치 공간 상의 제약이 최소화된 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기를 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide a selective catalytic reduction reactor in which the constraint on the installation space is minimized.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 배기가스를 질소와 수증기로 환원시키는 선택적 촉매 환원 반응기에 있어서, 배기가스유입구와 배기가스토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되는 촉매와, 상기 하우징의 외측에 설치되되, 공기유입구와 공기토출구가 형성된 히터와, 상기 하우징의 외측에 설치되되, 상기 히터에서 가열된 공기와 환원제가 유입되는 환원제유입구와 상기 하우징 내부로 환원제를 분사하기 위해 상기 배기가스유입구에 인접한 환원제토출구가 형성된 환원제분해챔버를 포함하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a selective catalytic reduction reactor for reducing exhaust gas to nitrogen and water vapor, comprising: a housing having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet; a catalyst installed inside the housing; And a reducing agent inlet installed outside the housing for introducing the air heated by the heater and a reducing agent and a reducing agent inlet for injecting the reducing agent into the housing, And a reducing agent decomposition chamber in which a reducing agent discharge port adjacent to the reducing agent discharge port is formed.

바람직하게, 상기 선택적 촉매 환원 반응기는, 일단이 상기 환원제분해챔버의 환원제토출구와 연통되고, 타단이 폐쇄되며 일정간격으로 환원제 분사홀이 형성된 원통형의 분사관으로 이루어진 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The selective catalytic reduction reactor may further include a grid including a cylindrical injection tube having one end communicating with a reducing agent discharge port of the reducing agent decomposition chamber and the other end closed and having a reducing agent injection hole at a predetermined interval .

바람직하게, 상기 원통형의 그리드는 두 개 이상 구비된 것을 특징으로 한다.Preferably, at least two cylindrical grids are provided.

바람직하게, 상기 히터는 상기 공기유입구와 공기토출구 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 공기유동막이 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the heater has a plurality of air flow channels formed between the air inlet and the air outlet so that air can flow uniformly.

바람직하게, 상기 선택적 촉매 환원 반응기는 상기 히터의 공기토출구에 인접하여 구비된 온도센서와, 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 공기의 온도가 우레아의 분해 반응 온도 미만일 경우 상기 히터를 가동시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the selective catalytic reduction reactor further includes a temperature sensor disposed adjacent to the air outlet of the heater, and a controller for controlling the heater, wherein the controller determines that the temperature of the air measured by the temperature sensor is lower than the temperature of the urea And activates the heater when the temperature is lower than the decomposition reaction temperature.

바람직하게, 상기 환원제분해챔버는 상기 환원제유입구와 환원제토출구 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 환원제유동막이 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the reducing agent decomposition chamber is formed with a plurality of reducing agent flow channels so that air can flow uniformly between the reducing agent inlet and the reducing agent outlet.

바람직하게, 상기 히터는 상기 하우징의 일측면에 구비되고, 상기 환원제분해챔버는 상기 하우징의 타측면에 구비되되, 상기 히터의 공기토출구와 상기 환원제분해챔버의 환원제유입구를 연결하기 위한 연통관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the heater is provided on one side of the housing, and the reducing agent decomposition chamber is disposed on the other side of the housing, and further includes a communication pipe for connecting the air outlet of the heater to the reducing agent inlet of the reducing agent decomposition chamber .

본 발명은 우레아의 분해 효율 및 질소산화물 저감 효율이 증대되는 효과가 있다.The present invention has the effect of increasing the decomposition efficiency of urea and the nitrogen oxide reduction efficiency.

또한, 본 발명은 설치 공간상의 제약이 최소화된 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기를 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a selective catalytic reduction reactor in which the restriction on installation space is minimized.

도 1은 종래의 선택적 촉매 환원 반응기가 구비된 선박용 동력장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기의 사용상태도.
도 3은 도 2의 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기의 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기의 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a marine power unit including a conventional selective catalytic reduction reactor; FIG.
2 is a use state diagram of a selective catalytic reduction reactor having an improved structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a selective catalytic reduction reactor in which the structure of FIG. 2 is improved;
4 is a perspective view of a selective catalytic reduction reactor having an improved structure according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.Unless defined otherwise, all terms used herein are the same as the generic meanings of the terms understood by those of ordinary skill in the art, and where the terms used herein contradict the general meaning of the term, they shall be as defined herein.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

본 발명은 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기에 주요한 기술적 특징이 있는 바, 상기 반응기 이외의 엔진을 포함한 선택적 촉매 환원 시스템에 대한 설명은 생략한다.Since the present invention has major technical features in a selective catalytic reduction reactor having an improved structure, a description of a selective catalytic reduction system including an engine other than the reactor is omitted.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 사용상태도이며, 도 3은 도 2의 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 사시도이다.FIG. 2 is a use state diagram of a selective catalytic reduction reactor 100 having an improved structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of an selective catalytic reduction reactor 100 having an improved structure of FIG.

선택적 촉매 환원 반응기(100)는 엔진(10)의 배기 가스를 정화하여 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.The selective catalyst reduction reactor 100 purifies the exhaust gas of the engine 10 and reacts the nitrogen oxide contained in the exhaust gas with the reducing agent to reduce the nitrogen and steam.

이러한 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원 반응기(100)는 하우징(110), 촉매(120), 히터(130), 환원제분해챔버(140)를 포함한다.The selective catalytic reduction reactor 100 according to an embodiment of the present invention includes a housing 110, a catalyst 120, a heater 130, and a reducing agent decomposition chamber 140.

상기 하우징(110)은 질소산화물을 포함한 배기가스가 유입되는 배기가스유입구(111)와 상기 배기가스가 질소와 수증기로 환원처리되어 배출되는 배기가스토출구(112)가 형성된다. 이러한 하우징(110)은 스테인레스 스틸(stainless steel)을 소재로 형성되는 것이 바람직하다.The housing 110 is formed with an exhaust gas inlet 111 through which exhaust gas containing nitrogen oxides flows and an exhaust gas outlet 112 through which the exhaust gas is exhausted by being reduced with nitrogen and steam. The housing 110 is preferably made of stainless steel.

한편, 상기 촉매(120)는 상기 하우징(110) 내부에 설치된다. 구체적으로, 상기 촉매(120)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 촉매(120)가 사용될 수 있으며, 촉매(120) 담체를 통해 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 내부에 설치된다.Meanwhile, the catalyst 120 is installed inside the housing 110. Specifically, the catalyst 120 may be a catalyst 120 known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum, And is installed inside the selective catalytic reduction reactor (100).

이러한 촉매(120)는 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 내부 온도가 섭씨 300도 내지 섭씨 350도 범위 내일 때 촉매(120) 반응이 우수한 촉매(120)가 사용될 수 있다.The catalyst 120 may be used when the internal temperature of the selective catalytic reduction reactor 100 is within the range of 300 to 350 degrees Celsius.

한편, 전술한 것과 같이 엔진(10)에서 배출된 배기가스는 섭씨 250도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도를 가질 수 있지만, 배기가스의 온도는 과급기(15)를 거치면서 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 온도로 낮아질 수 있다.On the other hand, as described above, the exhaust gas discharged from the engine 10 may have a temperature within a range of 250 to 450 degrees Celsius, but the temperature of the exhaust gas is preferably 150 degrees Celsius or more and 250 degrees Celsius ≪ / RTI >

따라서, 본 발명은 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 온도를 최적화하기 위해, 또한 후술할 환원제분해챔버(140) 내의 화학적 반응을 최적화하기 위해 히터(130)를 포함한다.Thus, the present invention includes a heater 130 to optimize the temperature of the selective catalytic reduction reactor 100 and also to optimize the chemical reaction within the reducing agent decomposition chamber 140, described below.

상기 히터(130)는 상기 하우징(110)의 외측에 구비되며, 공기유입구(131)와 공기토출구(132)가 형성된다. 도 2 및 도 3처럼 상기 히터(130)가 상기 하우징(110) 일측면 전면에 설치되는 경우, 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 보온효과가 증대될 수 있다.The heater 130 is provided on the outer side of the housing 110 and has an air inlet 131 and an air outlet 132. 2 and 3, when the heater 130 is installed on the entire surface of one side of the housing 110, the effect of maintaining the selective catalytic reduction reactor 100 can be increased.

상기 히터(130)는 전기히터 또는 버너로써 구현될 수 있다. 이러한 히터(130)는 상기 공기유입구(131)와 공기토출구(132) 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 공기유동막(133)이 형성되는 것이 공기 가열의 효율성 측면에서 바람직하다.The heater 130 may be embodied as an electric heater or a burner. It is preferable that the heater 130 has a plurality of air flow membranes 133 formed between the air inlet 131 and the air outlet 132 so that the air can flow uniformly.

또한, 상기 히터(130)에는 온도센서(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 온도센서는 상기 공기토출구에 인접하여 구비되는 것이 바람직하다.A temperature sensor (not shown) may be installed in the heater 130. The temperature sensor is preferably disposed adjacent to the air outlet.

또한, 본 발명은 선택적 촉매(120) 환원 시스템의 구성요소들을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 공기의 온도가 우레아 분해 반응 온도 미만일 경우 상기 히터(130)를 가동시킬 수 있다.In addition, the present invention includes a control unit (not shown) for controlling the components of the selective catalyst 120 reducing system, and when the temperature of the air measured by the temperature sensor is lower than the urea decomposition reaction temperature, 130).

바람직하게, 상기 우레아 분해 및 촉매(120)의 활성화를 위해 상기 제어부는 상기 공기토출구(132)에서 배출되는 공기가 약 250도 내지 450도 사이에서 유지될 수 있도록 상기 히터(130)를 제어할 수 있다.The control unit may control the heater 130 so that the air discharged from the air outlet 132 may be maintained at a temperature of about 250 to 450 degrees Celsius have.

한편, 상기 환원제분해챔버(140)는 상기 하우징(110)의 외측에 구비되며, 상기 히터(130)에서 가열된 공기와 환원제가 유입되는 환원제유입구(141)와 상기 하우징(110) 내부로 환원제를 분사하기 위해 상기 하우징(110)의 배기가스유입구(111)에 인접한 환원제토출구(142)가 형성된다.The reducing agent decomposition chamber 140 is disposed on the outer side of the housing 110 and includes a reducing agent inlet 141 through which the air heated by the heater 130 and a reducing agent flows and a reducing agent A reducing agent discharge port 142 adjacent to the exhaust gas inlet 111 of the housing 110 is formed.

구체적으로, 상기 환원제분해챔버(140)의 환원제유입구(141)는 상기 히터(130)의 공기토출구(132)와 연통되며, 별도로 구비된 우레아저장부(59, 도 1 참조)로부터 우레아를 공급받는다.Specifically, the reducing agent inlet 141 of the reducing agent decomposition chamber 140 communicates with the air outlet 132 of the heater 130 and is supplied with urea from a separately provided urea storage 59 (see FIG. 1) .

또한, 도 2 및 도 3에서는 상기 히터(130)와 환원제분해챔버(140)가 상기 하우징(110)의 일측면과 타측면에 구비되므로, 연통관(150)으로써 상기 히터(130)의 공기토출구(132)와 상기 환원제분해챔버(140)의 환원제유입구(141)가 연결된다.2 and 3, since the heater 130 and the reducing agent decomposing chamber 140 are provided on one side surface and the other side surface of the housing 110, the air outlet 150 of the heater 130 132 and the reducing agent inlet 141 of the reducing agent decomposition chamber 140 are connected to each other.

이러한 환원제분해챔버(140)의 가수분해 효율을 향상시키기 위해, 상기 환원제분해챔버(140)는 상기 환원제유입구(141)와 환원제토출구(142) 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 환원제유동막(143)이 형성되는 것이 바람직하다.In order to improve the hydrolysis efficiency of the reducing agent decomposition chamber 140, the reducing agent decomposition chamber 140 may include a plurality of reducing agent flows 140 so that the air can flow uniformly between the reducing agent inlet 141 and the reducing agent outlet 142. It is preferable that the film 143 is formed.

한편, 상기 환원제분해챔버(140)의 환원제토출구(142)는 상기 하우징(110) 내부로 환원제를 분사한다. 효율적인 환원제 분사를 위해, 본 발명의 선택적 촉매 환원 반응기(100)는 일단이 상기 환원제분해챔버(140)의 환원제토출구(142)와 연통되고, 타단이 폐쇄되며 일정간격으로 환원제분사홀(161)이 형성된 원통형의 분사관으로 이루어진 그리드(160)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the reducing agent discharge port 142 of the reducing agent decomposition chamber 140 injects the reducing agent into the housing 110. The selective catalytic reduction reactor 100 of the present invention has one end connected to the reducing agent discharge port 142 of the reducing agent decomposition chamber 140 and the other end closed and the reducing agent injection hole 161 at a constant interval And a grid 160 formed of a cylindrical discharge tube formed therein.

상기 그리드(160)는 원통형의 분사관이 두 개 이상 구비되어 환원제 분사를 더욱 효율적으로 수행할 수 있다.The grid 160 may include two or more cylindrical spray tubes to more efficiently perform the spraying of the reducing agent.

한편, 본 발명은 우레아의 분해 효율 증대 및 질소산화물 저감 효율 증대의 목적을 고려하여 설치 공간 상의 제약이 최소화되는 선택적 촉매 환원 반응기를 제공하는 것에 그 목적이 있는 바, 다음 실시예로써 구현될 수 있다.It is another object of the present invention to provide a selective catalytic reduction reactor in which restrictions on installation space are minimized in consideration of the object of increasing the decomposition efficiency of urea and increasing the efficiency of reducing nitrogen oxides, .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기(200)의 사시도이다.4 is a perspective view of a selective catalytic reduction reactor 200 having an improved structure according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기(200)는 히터(230)와 환원제분해챔버(240)가 상기 하우징(210)의 일측면에 같이 구비된다. 따라서, 히터(230)의 공기토출구(232)와 환원제분해챔버(240)의 환원제유입구(241)가 직접적으로 연통되어 있으며, 상기 히터(230)는 하우징(210)의 배기가스토출구(212)에 인접하여 구비되며, 상기 환원제분해챔버(240)는 상기 하우징(210)의 배기가스유입구(211_에 인접하여 구비되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4, in the selective catalytic reduction reactor 200 according to another embodiment of the present invention, a heater 230 and a reducing agent decomposition chamber 240 are provided on one side of the housing 210 . The heater 230 is directly connected to the air discharge port 232 of the heater 230 and the reducing agent inlet 241 of the reducing agent decomposition chamber 240 and the heater 230 is connected to the exhaust gas discharge port 212 of the housing 210 And the reducing agent decomposition chamber 240 may be disposed adjacent to the exhaust gas inlet 211_ of the housing 210. [

상기 차이점 이외의 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 반응기(200)의 특징은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원 반응기(100)의 특징을 포함한다.Other features of the selective catalytic reduction reactor 200 according to another embodiment of the present invention include the features of the selective catalytic reduction reactor 100 according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. do.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Range and its equivalent range.

100, 200: 선택적 촉매 환원 반응기 110, 210: 하우징
120: 촉매 130, 230: 히터
140, 240: 환원제분해챔버 150: 연통관
160, 260: 그리드100, 200: selective catalytic reduction reactor 110, 210: housing
120: catalyst 130, 230: heater
140, 240: reducing agent decomposition chamber 150: communicating tube
160, 260: grid

Claims (7)

배기가스를 질소와 수증기로 환원시키는 선택적 촉매 환원 반응기에 있어서,
배기가스유입구와 배기가스토출구가 형성된 하우징;
상기 하우징 내부에 설치되는 촉매;
상기 하우징의 외측에 구비되며, 공기유입구와 공기토출구가 형성된 히터; 및
상기 하우징의 외측에 구비되며, 상기 히터에서 가열된 공기 및 환원제가 유입되는 환원제유입구와 상기 하우징 내부로 분해된 환원제를 분사하기 위해 상기 배기가스유입구에 인접한 환원제토출구가 형성된 환원제분해챔버;를 포함하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
1. A selective catalytic reduction reactor for reducing exhaust gas to nitrogen and water vapor,
A housing having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet;
A catalyst installed inside the housing;
A heater provided on the outer side of the housing and having an air inlet and an air outlet; And
And a reducing agent decomposition chamber provided on the outer side of the housing and having a reducing agent inlet through which the heated air and the reducing agent are introduced from the heater and a reducing agent discharge port adjacent to the exhaust gas inlet for spraying the reducing agent decomposed into the housing, A selective catalytic reduction reactor with improved structure.
제1항에 있어서,
상기 선택적 촉매 환원 반응기는,
일단이 상기 환원제분해챔버의 환원제토출구와 연통되고, 타단이 폐쇄되며 일정간격으로 환원제 분사홀이 형성된 원통형의 분사관으로 이루어진 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
The method according to claim 1,
The selective catalytic reduction reactor may comprise:
Further comprising a grid having one end communicated with a reducing agent discharge port of the reducing agent decomposition chamber and the other end closed and having a cylindrical spray tube having a reducing agent injection hole at a predetermined interval.
제2항에 있어서,
상기 그리드는 원통형의 분사관이 두 개 이상 구비된 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
3. The method of claim 2,
Wherein the grid is provided with at least two cylindrical spray tubes.
제1항에 있어서,
상기 히터는 상기 공기유입구와 공기토출구 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 공기유동막이 형성된 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the heater has a plurality of air flow membranes formed between the air inlet and the air outlet so that air can flow uniformly.
제1항에 있어서,
상기 선택적 촉매 환원 반응기는 상기 히터의 공기토출구에 인접하여 구비된 온도센서와, 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 공기의 온도가 우레아의 분해 반응 온도 미만일 경우 상기 히터를 가동시키는 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the selective catalytic reduction reactor further comprises a temperature sensor provided adjacent to an air outlet of the heater, and a controller for controlling the heater,
Wherein the controller activates the heater when the temperature of the air measured by the temperature sensor is lower than the decomposition reaction temperature of the urea.
제1항에 있어서,
상기 환원제분해챔버는 상기 환원제유입구와 환원제토출구 사이에 공기가 균일하게 유동될 수 있도록 다수의 환원제유동막이 형성된 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the reducing agent decomposition chamber is formed with a plurality of reducing agent flow films such that air can flow uniformly between the reducing agent inlet and the reducing agent outlet.
제1항에 있어서,
상기 히터는 상기 하우징의 일측면에 구비되고, 상기 환원제분해챔버는 상기 하우징의 타측면에 구비되되,
상기 히터의 공기토출구와 상기 환원제분해챔버의 환원제유입구를 연결하기 위한 연통관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조가 개선된 선택적 촉매 환원 반응기.The method according to claim 1,
Wherein the heater is provided on one side of the housing, the reducing agent decomposition chamber is provided on the other side of the housing,
Further comprising a communicating pipe for connecting the air outlet of the heater to the reducing agent inlet of the reducing agent decomposition chamber.
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