KR101560050B1 - Reductant supply system - Google Patents

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KR101560050B1 KR1020130121912A KR20130121912A KR101560050B1 KR 101560050 B1 KR101560050 B1 KR 101560050B1 KR 1020130121912 A KR1020130121912 A KR 1020130121912A KR 20130121912 A KR20130121912 A KR 20130121912A KR 101560050 B1 KR101560050 B1 KR 101560050B1
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조형래
이창희
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두산엔진주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 환원제 공급 시스템에 관한 것으로, 환원제 공급 시스템은 선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급하는 환원제 공급관과, 상기 환원제 공급관 상에 설치되며 우레아를 함유한 우레아 수용액을 공급받아 우레아를 분해하여 생성된 암모니아를 상기 환원제 공급관의 하류로 제공하는 우레아 분해 챔버와, 상기 우레아 분해 챔버에 우레아 수용액을 분사하는 분사 노즐, 그리고 상기 환원제 공급관의 하류측에 감긴 우레아 열교환부와 상기 우레아 열교환부와 상기 분사 노즐을 연결하는 우레아 공급부를 가지고 상기 분사 노즐에 우레아 수용액을 공급하는 우레아 공급 라인을 포함한다.An embodiment of the present invention relates to a reducing agent supply system, wherein the reducing agent supply system includes a reducing agent supply pipe for supplying a reducing agent to be used in the selective catalytic reduction reaction, and a reducing agent supply pipe disposed on the reducing agent supply pipe, A urea decomposition chamber for supplying ammonia generated downstream of the reducing agent supply pipe to the urea decomposition chamber, an injection nozzle for injecting an urea aqueous solution into the urea decomposition chamber, a urea heat exchange unit wound on the downstream side of the reducing agent supply pipe, And a urea supply line having a urea supply part for connecting the injection nozzle and supplying the urea aqueous solution to the injection nozzle.

Description

환원제 공급 시스템{REDUCTANT SUPPLY SYSTEM}REDUCTANT SUPPLY SYSTEM [0002]

본 발명의 실시예는 환원제 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 환원제로 사용되는 암모니아를 생성하여 공급하는 환원제 공급 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a reducing agent supply system, and more particularly, to a reducing agent supply system that generates and supplies ammonia used as a reducing agent to reduce nitrogen oxides contained in exhaust gas.

선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기 가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.The selective catalytic reduction (SCR) system is a system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas generated from diesel engines, boilers, and incinerators.

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 우레아(urea)를 직접 분사하여 사용하거나 우레아를 분해시켜 생성된 암모니아(NH3)를 분사하여 사용하고 있다.The selective catalytic reduction system uses urea directly as a reducing agent to reduce nitrogen oxides or by spraying ammonia (NH 3 ) generated by decomposing urea.

일반적으로, 우레아 분해 장치는 우레아 분해 챔버 내부에 우레아를 분사하고, 분사된 우레아를 우레아 분해 챔버 내부의 열에너지를 이용하여 분해함으로써 암모니아를 생성하고 있다.Generally, the urea decomposition apparatus generates urea by injecting urea into the urea decomposition chamber, and decomposing the injected urea by thermal energy inside the urea decomposition chamber.

이와 같이 생성된 암모니아는 배기 가스에 혼합되어 촉매를 거치면서 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원 반응하여 질소산화물을 감소시킨다.The ammonia thus produced is mixed with the exhaust gas and passes through the catalyst to reduce the nitrogen oxides by reducing reaction with the nitrogen oxides contained in the exhaust gas.

암모니아는 우레아에 높은 온도를 가하면 분해되면서 생성된다. 우레아가 분해되는 온도가 낮으면, 우레아가 분해되는 과정에서 암모니아(NH3)와 함께 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 등과 같은 부산물이 생성된다.Ammonia is formed by decomposition when high temperature is applied to urea. When the temperature at which urea is decomposed is low, by-products such as biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline together with ammonia (NH 3 ) .

따라서 우레아를 효과적으로 분해시키기 위하여, 우레아를 분해시키는 챔버에 우레아를 함유한 우레아 수용액이 일정 온도 이상으로 공급되는 것이 유리하다.Therefore, in order to effectively decompose the urea, it is advantageous that the urea aqueous solution containing urea is supplied to the chamber for decomposing the urea at a predetermined temperature or higher.

하지만, 우레아 수용액이 섭씨 60도 이상으로 가열되면 결석이 생기는 등 문제가 발생되므로, 우레아를 분해시키는 챔버에 우레아가 공급되기 전까지는 우레아 수용액의 온도를 섭씨 60도 미만으로 제한해야 하는 문제점이 있다.However, when the urea aqueous solution is heated to 60 deg. C or more, problems such as stones occur. Therefore, there is a problem that the temperature of the urea aqueous solution should be limited to less than 60 deg. C until the urea is supplied to the chamber for decomposing the urea.

본 발명의 실시예는 우레아를 함유한 우레아 수용액의 온도를 효과적으로 제어할 수 있는 환원제 공급 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a reducing agent supply system capable of effectively controlling the temperature of an aqueous urea solution containing urea.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 공급 시스템은 선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급하는 환원제 공급관과, 상기 환원제 공급관 상에 설치되며 우레아를 함유한 우레아 수용액을 공급받아 우레아를 분해하여 생성된 암모니아를 상기 환원제 공급관의 하류로 제공하는 우레아 분해 챔버와, 상기 우레아 분해 챔버에 우레아 수용액을 분사하는 분사 노즐, 그리고 상기 환원제 공급관의 하류측에 감긴 우레아 열교환부와 상기 우레아 열교환부와 상기 분사 노즐을 연결하는 우레아 공급부를 가지고 상기 분사 노즐에 우레아 수용액을 공급하는 우레아 공급 라인을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a reducing agent supply system includes a reducing agent supply pipe for supplying a reducing agent to be used in a selective catalytic reduction reaction, ammonia produced by decomposing urea supplied in a urea aqueous solution containing urea, A urea decomposition chamber provided downstream of the reducing agent supply pipe, a spray nozzle for spraying the urea aqueous solution into the urea decomposition chamber, and a urea heat exchange unit wound on the downstream side of the reducing agent supply pipe, And a urea supply line having a urea supply part for supplying the urea aqueous solution to the injection nozzle.

상기한 환원제 공급 시스템은 우레아 수용액을 저장하는 우레아 저장부와, 상기 우레아 저장부에 저장된 우레아 수용액을 상기 우레아 공급 라인을 따라 이송시키는 우레아 이송 펌프, 그리고 상기 우레아 공급 라인의 우레아 공급부와 상기 우레아 저장부를 연결하는 우레아 회수 라인을 더 포함할 수 있다.The reductant supply system includes a urea reservoir for storing a urea aqueous solution, a urea transfer pump for transferring the urea aqueous solution stored in the urea storage portion along the urea supply line, and a urea supply portion and a urea storage portion And a connecting urea recovery line.

상기한 환원제 공급 시스템은 상기 우레아 회수 라인에 설치된 제어 밸브와, 상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부에 설치된 복수의 온도 센서, 그리고 상기 복수의 온도 센서가 제공하는 정보에 따라 상기 제어 밸브 또는 상기 우레아 이송 펌프 중 하나 이상을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The reductant supply system may include a control valve provided in the urea recovery line, a plurality of temperature sensors provided in the urea heat exchanger of the urea supply line, and a control valve, And a control unit for controlling at least one of the pumps.

상기 제어부는 상기 복수의 온도 센서가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 상기 제어 밸브를 열어 상기 분사 노즐로 공급되는 우레아 수용액의 일부를 상기 우레아 회수 라인을 통해 상기 우레아 저장부로 회수할 수 있다.Wherein the control unit opens the control valve to recover a part of the urea aqueous solution supplied to the injection nozzle to the urea storage unit through the urea recovery line when the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors is 60 캜 or more have.

상기 제어부는 상기 복수의 온도 센서가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 상기 우레아 이송 펌프의 동작을 제어하여 상기 우레아 공급 라인을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시킬 수 있다.The control unit may control the operation of the urea transfer pump to increase the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line when the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors is 60 캜 or more.

상기한 환원제 공급 시스템은 상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부를 감싸는 단열 부재를 더 포함할 수 있다.The reducing agent supply system may further include a heat insulating member surrounding the urea heat exchanging unit of the urea supply line.

상기한 환원제 공급 시스템은 상기 분사 노즐에 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 라인을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 압축 공기 공급 라인은 상기 환원제 공급관의 하류측에 상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부와 교호적으로 감긴 압축 공기 열교환부와, 상기 압축 공기 열교환부와 상기 분사 노즐을 연결하는 압축 공기 공급부를 포함할 수 있다.The reducing agent supply system may further include a compressed air supply line for supplying compressed air to the injection nozzle. The compressed air supply line includes a compressed air heat exchanger that is wound on the downstream side of the reductant supply pipe in an alternating manner with the urea heat exchanger of the urea supply line and a compressed air supply unit that connects the compressed air heat exchanger and the spray nozzle can do.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 공급 시스템은 우레아를 함유한 우레아 수용액의 온도를 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 우레아 분해에 필요한 열에너지를 사전에 공급하여 선택적 촉매 환원 반응에 소요되는 전체적인 비용을 감소시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the reducing agent supply system not only effectively controls the temperature of the urea aqueous solution containing urea but also reduces the overall cost of the selective catalytic reduction reaction by supplying the thermal energy required for urea decomposition in advance .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 주요 구성을 확대 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram of a reducing agent supply system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view of the main configuration of Fig. 1. Fig.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. And to the same structure, element or component appearing in more than one drawing, the same reference numerals are used to denote similar features.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템 (101)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 우레아를 분해하여 배기 가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention decomposes urea to produce ammonia (NH 3 ) used as a reducing agent for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.

환원제 공급 시스템(101)이 생성하여 공급하는 암모니아(NH3)는 배기 가스와 혼합되어 촉매를 거치면서 배기 가스의 질소산화물(NOx)과 환원 반응한다. 이때, 촉매는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다.The ammonia (NH 3 ) generated and supplied by the reducing agent supply system 101 is mixed with the exhaust gas and reacts with the nitrogen oxide (NOx) of the exhaust gas through the catalyst. At this time, the catalyst may be made of various materials known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 환원제 공급관(300), 우레아 분해 챔버(200), 분사 노즐(400), 및 우레아 공급 라인(510)을 포함한다.1, a reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention includes a reducing agent supply line 300, a urea decomposition chamber 200, a spray nozzle 400, and a urea supply line 510 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 우레아 저장부(580), 우레아 이송 펌프(550), 및 우레아 회수 라인(570)을 더 포함할 수 있다.The reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention may further include a urea storage unit 580, a urea transfer pump 550, and a urea recovery line 570.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 제어 밸브(575), 복수의 온도 센서(750)(도 2에 도시), 및 제어부(700)(도 2에 도시)를 더 포함한다.The reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention further includes a control valve 575, a plurality of temperature sensors 750 (shown in FIG. 2), and a controller 700 (shown in FIG. 2) .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 가열 장치(350), 압축 공기 공급 라인(610), 압축 공기 공급부(650), 및 단열 부재(900)(도 2에 도시)를 더 포함할 수 있다.The reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention may further include a heating apparatus 350, a compressed air supply line 610, a compressed air supply unit 650, and a heat insulating member 900 (shown in FIG. 2) As shown in FIG.

환원제 공급관(300)은 선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급한다.The reducing agent supply pipe 300 supplies a reducing agent to be used for the selective catalytic reduction reaction.

우레아 분해 챔버(200)는 환원제 공급관(300) 상에 설치된다. 우레아 분해 챔버(200)는 우레아(urea, CO(NH2)2)를 분해하여 질소산화물(NOx)을 환원시킬 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The urea decomposition chamber 200 is installed on the reducing agent supply pipe 300. The urea decomposition chamber 200 decomposes urea (CO (NH 2 ) 2 ) to produce ammonia (NH 3 ) which is used as a reducing agent for reducing nitrogen oxides (NOx).

본 발명의 일 실시예에서, 우레아 분해 챔버(200)는 열에너지를 갖는 유체가 전단부(201)에서 후단부(209)로 흐른다. 즉, 우레아 분해 챔버(200)의 전단부(201)와 후단부(209)는 각각 환원제 공급관의 상류측과 하류측에 연결된다. 그리고 우레아 분해 챔버의 내부를 흐르는 유체는 환원제 공급관의 상류측으로부터 공급받는다.In one embodiment of the present invention, the urea decomposition chamber 200 flows from the front end 201 to the rear end 209 with a fluid having thermal energy. That is, the front end portion 201 and the rear end portion 209 of the urea decomposition chamber 200 are connected to the upstream side and the downstream side of the reducing agent supply pipe, respectively. And the fluid flowing inside the urea decomposition chamber is supplied from the upstream side of the reducing agent supply pipe.

우레아 분해 챔버(200)를 따라 흐르는 유체는 환원제로 사용되는 암모니아가 혼합될 질소산화물을 함유한 배기 가스일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 질소산화물을 함유한 배기 가스가 아닌 공기 또는 다른 설비에서 배출된 배출 가스가 환원제 공급관의 상류측으로부터 우레아 분해 챔버(200)에 공급될 수 있다.The fluid flowing along the urea decomposition chamber 200 may be an exhaust gas containing nitrogen oxide to be mixed with ammonia used as a reducing agent. However, the embodiment of the present invention is not limited to this, and exhaust gas discharged from air or other equipment other than the exhaust gas containing nitrogen oxide may be supplied to the urea decomposition chamber 200 from the upstream side of the reducing agent supply pipe .

또한, 우레아 분해 챔버(200)를 흐르는 유체는 우레아를 분해시킬 수 있는 열에너지를 갖는다.Further, the fluid flowing in the urea decomposition chamber 200 has heat energy capable of decomposing the urea.

우레아 분해 챔버(200)에서 우레아는 유체가 갖는 열에너지에 의해 분해되며, 우레아가 분해되어 생성된 암모니아는 환원제 공급관(300)의 하류로 공급된다.In the urea decomposition chamber 200, the urea is decomposed by the thermal energy of the fluid, and the ammonia generated by decomposition of the urea is supplied to the downstream side of the reducing agent supply pipe 300.

또한, 도시하지는 않았으나, 우레아 분해 챔버(200) 내부에는 믹서가 설치될 수 있다. 믹서는 우레아 분해 챔버(200)에서 생성된 암모니아를 우레아 분해 챔버(200)의 내부를 흐르는 유체와 혼합시킨다.Also, although not shown, a mixer may be installed in the urea decomposition chamber 200. The mixer mixes the ammonia produced in the urea decomposition chamber 200 with the fluid flowing inside the urea decomposition chamber 200.

분사 노즐(400)은 우레아 분해 챔버(200) 내부에 우레아를 함유한 우레아 수용액을 분사한다.The injection nozzle 400 injects urea aqueous solution containing urea into the urea decomposition chamber 200.

또한, 분사 노즐(400)은 우레아 수용액과 함께 압축 공기를 분사할 수 있다. 압축 공기는 우레아 수용액의 확산을 돕는다.In addition, the injection nozzle 400 can inject compressed air together with the urea aqueous solution. The compressed air helps spread the urea aqueous solution.

분사 노즐(400)에서 분사된 우레아 수용액에 함유된 우레아가 우레아 분해 챔버(200)의 내부를 흐르는 유체가 갖는 열에너지에 의해 분해되면서 암모니아(NH3)가 생성된다.The urea contained in the urea aqueous solution injected from the injection nozzle 400 is decomposed by the thermal energy of the fluid flowing inside the urea decomposition chamber 200 to produce ammonia (NH 3 ).

가열 장치(350)는 우레아 분해 챔버(200)보다 상대적으로 환원제 공급관(300)의 상류측에 설치되어 환원제 공급관(300)이 우레아 분해 챔버(200)에 공급하는 유체에 열에너지를 제공한다. 이와 같이 유체에 제공된 열에너지는 우레아의 분해에 사용된다.The heating device 350 is provided on the upstream side of the reducing agent supply pipe 300 relative to the urea decomposition chamber 200 to provide thermal energy to the fluid supplied to the urea decomposition chamber 200 by the reducing agent supply pipe 300. Thus, the thermal energy provided to the fluid is used to decompose the urea.

일례로, 가열 장치(350)는 오일 버너(oil burner) 또는 플라스마 버너(plasma burner) 중 하나일 수 있다. 즉, 가열 장치(350)는 연료를 연소시켜 발생된 열에너지로 환원제 공급관(300)의 상류측을 흐르는 유체의 온도를 상승시킬 수 있다.For example, the heating device 350 may be one of an oil burner or a plasma burner. That is, the heating device 350 can increase the temperature of the fluid flowing on the upstream side of the reducing agent supply pipe 300 with the heat energy generated by burning the fuel.

우레아 저장부(580)는 우레아 수용액을 저장하며, 우레아 공급 라인(510)은 우레아 저장부(580)와 분사 노즐(400)을 연결한다. 그리고 우레아 이송 펌프(550)는 우레아 저장부(580)에 저장된 우레아 수용액을 우레아 공급 라인(510)을 따라 이송시켜 분사 노즐(400)로 공급한다.The urea storage part 580 stores an aqueous urea solution, and the urea supply line 510 connects the urea storage part 580 and the injection nozzle 400. The urea transfer pump 550 transfers the urea aqueous solution stored in the urea storage part 580 along the urea supply line 510 and supplies the urea aqueous solution to the injection nozzle 400.

본 발명의 일 실시예에서, 우레아 공급 라인(510)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 환원제 공급관(300)의 하류측에 감긴 우레아 열교환부(515)와, 우레아 열교환부(515)와 분사 노즐(400)을 연결하는 우레아 공급부(511)로 구분된다.2, the urea supply line 510 includes a urea heat exchanger 515 wound on the downstream side of the reducing agent supply pipe 300, a urea heat exchanger 515, And a urea supply unit 511 for connecting the nozzles 400.

우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)는 환원제 공급관(300)의 하류측을 복수회 휘감도록 형성된다. 우레아 열교환부(515)는 환원제 공급관(300)의 하류를 흐르는 유체와 열교환하여 우레아 열교환부(515)를 흐르는 우레아 수용액의 온도를 상승시킬 수 있다. 환원제 공급관(300)의 하류를 흐르는 유체는 가열 장치(350)로부터 공급받은 열에너지 중 우레아의 분해에 사용하고 남은 열에너지를 갖는다.The urea heat exchange portion 515 of the urea supply line 510 is formed to wind the downstream side of the reducing agent supply pipe 300 plural times. The urea heat exchanger 515 can heat-exchange the fluid flowing downstream of the reducing agent supply pipe 300 to raise the temperature of the urea aqueous solution flowing through the urea heat exchanger 515. The fluid flowing downstream of the reducing agent supply pipe 300 is used for decomposing urea among the thermal energy supplied from the heating device 350 and has residual heat energy.

압축 공기 공급 라인(610)은 분사 노즐(400)에 압축 공기를 공급한다.The compressed air supply line 610 supplies compressed air to the injection nozzle 400.

또한, 압축 공기 공급 라인(610)도 환원제 공급관(300)의 하류측에 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)와 교호적으로 감긴 압축 공기 열교환부(615)와, 압축 공기 열교환부(615)와 분사 노즐(400)을 연결하는 압축 공기 공급부(611)로 구분될 수 있다.The compressed air supply line 610 is also connected to the downstream side of the reducing agent supply pipe 300 by a compressed air heat exchanger 615 wound alternately with the urea heat exchanger 515 of the urea supply line 510, And a compressed air supply unit 611 for connecting the spray nozzle 600 and the spray nozzle 400.

단열 부재(900)는 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)와 압축 공기 공급 라인(610)의 압축 공기 열교환부(615)를 둘러싼다. 즉, 단열 부재(900)는 환원제 공급관(300)의 하류측을 감싼 우레아 열교환부(515) 및 압축 공기 열교환부(615)가 효과적으로 열에너지를 공급받을 수 있도록 도우며, 열에너지가 외부로 방출되어 낭비되는 것을 억제할 수 있다.The heat insulating member 900 surrounds the urea heat exchanger 515 of the urea supply line 510 and the compressed air heat exchanger 615 of the compressed air supply line 610. That is, the heat insulating member 900 helps the urea heat exchanging unit 515 and the compressed air heat exchanging unit 615, which surround the downstream side of the reducing agent supply pipe 300, effectively receive the heat energy, and the heat energy is discharged to the outside Can be suppressed.

우레아 회수 라인(570)은 우레아 공급 라인(510)의 우레아 공급부(511)와 우레아 저장부(580)를 연결한다. 즉, 우레아 회수 라인(570)은 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)를 거친 우레아 수용액이 분사 노즐(400)에 공급되기 전에 우레아 수용액을 우레아 저장부(580)로 회수할 수 있다.The urea recovery line 570 connects the urea supply portion 511 of the urea supply line 510 and the urea storage portion 580. That is, the urea recovery line 570 can recover the urea aqueous solution into the urea storage portion 580 before the urea aqueous solution passing through the urea heat exchange portion 515 of the urea supply line 510 is supplied to the injection nozzle 400 .

제어 밸브(575)는 우레아 회수 라인(570) 상에 설치되어 우레아 회수 라인(570)을 통과하는 우레아 수용액의 유량을 제어한다.The control valve 575 is installed on the urea recovery line 570 to control the flow rate of the urea aqueous solution passing through the urea recovery line 570.

복수의 온도 센서(750)는 환원제 공급관(300)의 하류측을 복수회 휘감은 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)에 설치되어 우레아 열교환부(515)를 통과하는 우레아 수용액의 온도를 실시간으로 측정한다.The plurality of temperature sensors 750 are provided in the urea heat exchanging part 515 of the urea supply line 510 wound around the downstream side of the reducing agent supply pipe 300 a plurality of times to adjust the temperature of the urea aqueous solution passing through the urea heat exchanging part 515 Measure in real time.

복수개 설치된 온도 센서(750)는 우레아 열교환부(515)를 흐르는 우레아 수용액의 유속이 변화하더라도 안정적으로 정확한 온도를 측정할 수 있다.The plurality of temperature sensors 750 can accurately and accurately measure the temperature even if the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea heat exchanger 515 changes.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)는 복수의 온도 센서(750)가 제공하는 정보에 따라 제어 밸브(575) 또는 우레아 이송 펌프(550) 중 하나 이상을 제어한다.The control unit 700 controls at least one of the control valve 575 or the urea transfer pump 550 according to the information provided by the plurality of temperature sensors 750. In this embodiment,

구체적으로, 제어부(700)는 복수의 온도 센서(750)가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 제어 밸브(575)를 열어 분사 노즐(400)로 공급되는 우레아 수용액의 일부를 우레아 저장부(580)로 회수할 수 있다.More specifically, when the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors 750 is 60 degrees Celsius or more, the control unit 700 opens the control valve 575 to store a part of the urea aqueous solution supplied to the injection nozzle 400 into the urea storage (580). ≪ / RTI >

또한, 제어부(700)는 복수의 온도 센서(750)가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 우레아 이송 펌프(550)의 동작을 제어하여 우레아 공급 라인(510)을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시킬 수 있다.When the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors 750 is 60 degrees Celsius or more, the controller 700 controls the operation of the urea transfer pump 550 to control the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line 510 Can be increased.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 우레아를 함유한 우레아 수용액의 온도를 효과적으로 제어할 수 있다.With this configuration, the reducing agent supply system 101 according to the embodiment of the present invention can effectively control the temperature of the urea aqueous solution containing urea.

따라서, 우레아 수용액의 온도가 올라가 결석이 형성되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the formation of stones by increasing the temperature of the urea aqueous solution.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)에서, 제어부(700)의 제어 동작을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the control operation of the controller 700 will be described in detail in the reducing agent supply system 101 according to an embodiment of the present invention.

우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)에서 공급받은 열에너지가 과도하여 우레아 공급 라인(510)을 흐르는 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이 되면, 제어부(700)는 섭씨 60도 이상의 온도를 갖는 우레아 수용액이 분사 노즐(400)에 공급되는 것을 최소화 및 억제하기 위해 분사 노즐(400)에 공급되는 우레아 수용액의 일부를 우레아 회수 라인(570)을 통해 우레아 저장부(580)로 회수한다.When the temperature of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line 510 becomes 60 degrees Celsius or more due to excessive thermal energy supplied from the urea heat exchanger 515 of the urea supply line 510, A part of the urea aqueous solution supplied to the injection nozzle 400 is recovered to the urea storage part 580 through the urea recovery line 570 in order to minimize and suppress the supply of the urea aqueous solution containing the urea aqueous solution to the injection nozzle 400.

그리고 제어부(700)는 우레아 이송 펌프(550)의 동작을 제어하여 우레아 공급 라인(510)을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시킨다. 이에, 우레아 이송 펌프(550)는 우레아 회수 라인(570)을 통해 회수된 양 만큼의 우레아 수용액을 보충할 수 있다.The control unit 700 controls the operation of the urea transfer pump 550 to increase the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line 510. Thus, the urea transfer pump 550 can replenish the amount of urea aqueous solution recovered through the urea recovery line 570.

또한, 우레아 이송 펌프(550)가 우레아 공급 라인(510)을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시키면, 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)에서 열교환이 상대적으로 적게 일어나므로, 분사 노즐(400)에 공급되는 우레아 수용액의 온도가 낮아진다.In addition, if the urea transfer pump 550 increases the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line 510, the heat exchange in the urea heat exchanger 515 of the urea supply line 510 is relatively small, 400 is lowered.

즉, 제어부(700)는 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)를 거치면서 섭씨 60도 이상의 온도를 갖게 된 우레아 수용액의 일부를 우레아 저장부(580)로 회수하여 우레아 수용액의 온도를 냉각시킨다.That is, the control unit 700 recovers a portion of the urea aqueous solution having a temperature of 60 degrees Celsius or more through the urea heat exchanging unit 515 of the urea supply line 510 to the urea storage unit 580, And cooled.

또한, 제어부(700)는 우레아 이송 펌프(550)의 가동을 제어하여 우레아 공급 라인(510)을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시켜 우레아 회수 라인(570)으로 회수된 만큼의 우레아 수용액을 보충한다. 이때, 상대적으로 빠른 유속으로 우레아 공급 라인(510)의 우레아 열교환부(515)를 통과한 우레아 수용액은 상대적으로 낮은 온도를 갖게 되므로, 분사 노즐(400)을 통해 섭씨 60도 미만의 온도를 갖는 우레아 수용액을 공급할 수 있게 된다.The control unit 700 controls the operation of the urea transfer pump 550 to increase the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line 510 to replenish the urea aqueous solution recovered by the urea recovery line 570. At this time, the urea aqueous solution having passed through the urea heat exchanging part 515 of the urea supply line 510 at a relatively fast flow rate has a relatively low temperature. Therefore, the urea aqueous solution having a relatively low temperature, Aqueous solution can be supplied.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

101: 환원제 공급 시스템 200: 우레아 분해 챔버
300: 환원제 공급관 350: 가열 장치
400: 분사 노즐 510: 우레아 공급 라인
511: 우레아 공급부 515: 우레아 열교환부
550: 우레아 이송 펌프 570: 우레아 회수 라인
575: 제어 밸브 580: 우레아 저장부
610: 압축 공기 공급 라인 611: 압축 공기 공급부
615: 압축 공기 열교환부 700: 제어부
750: 온도 센서 900: 단열 부재101: Reducing agent supply system 200: Urea decomposition chamber
300: Reducing agent supply pipe 350: Heating device
400: injection nozzle 510: urea supply line
511: Urea supply part 515: Urea heat exchange part
550: urea transfer pump 570: urea recovery line
575: Control valve 580: Urea reservoir
610: compressed air supply line 611: compressed air supply line
615: Compressed air heat exchanger 700:
750: Temperature sensor 900: Heat insulating member

Claims (7)

선택적 촉매 환원 반응에 사용될 환원제를 공급하는 환원제 공급관;
상기 환원제 공급관 상에 설치되며, 우레아를 함유한 우레아 수용액을 공급받아 우레아를 분해하여 생성된 암모니아를 상기 환원제 공급관의 하류로 제공하는 우레아 분해 챔버;
상기 우레아 분해 챔버에 우레아 수용액을 분사하는 분사 노즐;
상기 환원제 공급관의 하류측에 감긴 우레아 열교환부와 상기 우레아 열교환부와 상기 분사 노즐을 연결하는 우레아 공급부를 가지고 상기 분사 노즐에 우레아 수용액을 공급하는 우레아 공급 라인;
우레아 수용액을 저장하는 우레아 저장부;
상기 우레아 저장부에 저장된 우레아 수용액을 상기 우레아 공급 라인을 따라 이송시키는 우레아 이송 펌프; 및
상기 우레아 공급 라인의 우레아 공급부와 상기 우레아 저장부를 연결하는 우레아 회수 라인
을 포함하는 환원제 공급 시스템.A reducing agent supply pipe for supplying a reducing agent to be used for the selective catalytic reduction reaction;
A urea decomposition chamber installed on the reducing agent supply pipe and supplied with a urea aqueous solution containing urea to provide ammonia produced by decomposing urea to the downstream side of the reducing agent supply pipe;
A spray nozzle for spraying the urea aqueous solution into the urea decomposition chamber;
A urea supply line which has a urea heat exchanger wound on a downstream side of the reducing agent supply pipe, a urea supply unit which connects the urea heat exchanger and the injection nozzle, and supplies the urea aqueous solution to the injection nozzle;
A urea storage part for storing an aqueous urea solution;
A urea transfer pump for transferring the urea aqueous solution stored in the urea storage portion along the urea supply line; And
A urea recovery line connecting the urea supply section of the urea supply line and the urea storage section
And a reducing agent supply system. 삭제delete 제1항에서,
상기 우레아 회수 라인에 설치된 제어 밸브;
상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부에 설치된 복수의 온도 센서; 및
상기 복수의 온도 센서가 제공하는 정보에 따라 상기 제어 밸브 또는 상기 우레아 이송 펌프 중 하나 이상을 제어하는 제어부
를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.The method of claim 1,
A control valve provided in the urea recovery line;
A plurality of temperature sensors provided in the urea heat exchanger of the urea supply line; And
A control unit for controlling at least one of the control valve and the urea transfer pump in accordance with information provided by the plurality of temperature sensors;
Further comprising a reducing agent supply system. 제3항에서,
상기 제어부는 상기 복수의 온도 센서가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 상기 제어 밸브를 열어 상기 분사 노즐로 공급되는 우레아 수용액의 일부를 상기 우레아 회수 라인을 통해 상기 우레아 저장부로 회수하는 환원제 공급 시스템.4. The method of claim 3,
Wherein the control unit opens the control valve to return a portion of the urea aqueous solution supplied to the injection nozzle to the urea storage unit through the urea recovery line when the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors is 60 캜 or more, Supply system. 제4항에서,
상기 제어부는 상기 복수의 온도 센서가 측정한 우레아 수용액의 온도가 섭씨 60도 이상이면 상기 우레아 이송 펌프의 동작을 제어하여 상기 우레아 공급 라인을 흐르는 우레아 수용액의 유속을 증가시키는 환원제 공급 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the control unit controls the operation of the urea transfer pump to increase the flow rate of the urea aqueous solution flowing through the urea supply line when the temperature of the urea aqueous solution measured by the plurality of temperature sensors is 60 캜 or more. 제1항에서,
상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부를 감싸는 단열 부재를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.The method of claim 1,
And a heat insulating member surrounding the urea heat exchanging portion of the urea supply line. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
상기 분사 노즐에 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 라인을 더 포함하며,
상기 압축 공기 공급 라인은,
상기 환원제 공급관의 하류측에 상기 우레아 공급 라인의 우레아 열교환부와 교호적으로 감긴 압축 공기 열교환부와;
상기 압축 공기 열교환부와 상기 분사 노즐을 연결하는 압축 공기 공급부
를 포함하는 환원제 공급 시스템.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a compressed air supply line for supplying compressed air to the injection nozzle,
The compressed air supply line includes:
A compressed air heat exchanger which is wound on the downstream side of the reducing agent supply pipe in an alternating manner with the urea heat exchanger of the urea supply line;
A compressed air supply unit for connecting the compressed air heat exchanger and the injection nozzle,
≪ / RTI >
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