KR101613796B1 - Selective catalytic reuction system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피독된 촉매를 효과적으로 재생시킬 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a selective catalytic reduction system, and more particularly, to a selective catalytic reduction system capable of effectively regenerating a poisoned catalyst.
일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 엔진의 배기가스에 포함된 질소산화물(이하: NOx)을 저감시켜 엔진이 배출하는 배기가스를 정화해 외부로 배출하는 시스템이다.Generally, the selective catalytic reduction system reduces nitrogen oxides (hereinafter referred to as " NOx ") contained in the exhaust gas of an engine to purify the exhaust gas discharged from the engine and discharge the exhaust gas to the outside.
구체적으로, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 포함된 NOx를 저감시키기 위해 우레아(Urea)와 같은 환원제를 배기가스에 분사하고, 환원제와 혼합된 배기가스는 촉매를 통과하며 질소와 수증기(또는 물) 등으로 분해된다.Specifically, the selective catalytic reduction system injects a reducing agent such as Urea into the exhaust gas to reduce the NOx contained in the exhaust gas, and the exhaust gas mixed with the reducing agent passes through the catalyst and contains nitrogen and water vapor (or water) .
따라서, 선택적 촉매 환원 시스템을 통과한 배기가스는 질소와 수증기 등으로 분해되어 외부로 배출된다.Therefore, the exhaust gas passing through the selective catalytic reduction system is decomposed into nitrogen and water vapor and is discharged to the outside.
하지만, 선택적 촉매 환원 시스템의 촉매는 환원제가 배기가스 중의 황성분과 반응하여 생성되는 피독 물질(Ammonium bi-Sulfate)의 흡착에 의해 피독될 수 있다. 즉, 이러한 촉매의 피독은 촉매의 활성을 저하시켜 선택적 촉매 환원 시스템의 전체적인 정화 효율을 저해하는 문제점이 있다.However, the catalyst of the selective catalytic reduction system can be poisoned by the adsorption of a reducing agent (Ammonium bi-Sulfate) produced by reacting with a sulfur component in the exhaust gas. That is, such poisoning of the catalyst lowers the activity of the catalyst, thereby deteriorating the overall purification efficiency of the selective catalytic reduction system.
종래의 선택적 촉매 환원 시스템의 경우, 촉매의 피독을 해결하기 위해 촉매를 직접 가열하거나, 반응기 전체를 승온시킨다. 하지만, 촉매를 직접 가열할 경우 촉매 전영역에 걸친 균일한 피독을 해소하는데 어려움이 있고, 직접 가열에 의한 촉매 외측의 열균열에 의한 문제점이 발생한다. In the case of a conventional selective catalytic reduction system, the catalyst is directly heated to solve the poisoning of the catalyst, or the entire reactor is heated. However, when the catalyst is directly heated, it is difficult to solve the uniform poisoning throughout the catalyst area, and there arises a problem due to thermal cracking outside the catalyst due to direct heating.
또한, 반응기 전체를 승온하는 경우 촉매를 직접 가열하는 것에 따른 문제점을 해결할 수 있으나, 촉매가 설치되지 않은 반응기 전영역을 승온시켜야 함으로 열에너지를 많이 소비하는 문제점이 있다.In addition, when the temperature of the entire reactor is elevated, the problem of direct heating of the catalyst can be solved. However, since the entire area of the reactor without the catalyst is heated, a large amount of heat energy is consumed.
본 발명의 실시예는 반응기 내측에 설치된 촉매를 효과적으로 재생할 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a selective catalytic reduction system capable of effectively regenerating a catalyst installed inside a reactor.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 통과하는 배기라인과, 상기 배기라인 상에 배치되며 내부에 촉매가 설치된 반응기와, 상기 촉매에 가열된 유체를 유입시키는 유체 유입부, 그리고 상기 촉매의 전방 및 상기 촉매의 후방에 설치되어 배기가스의 흐름을 균일하게 하는 개폐 정류부를 포함하며, 배기정화 동작일 때 상기 개폐 정류부는 상기 반응기를 통과하는 배기가스를 정류 시키고 촉매재생 동작일 때 상기 개폐 정류부는 상기 촉매가 설치된 상기 반응기를 구획하여 상기 유체 유입부로부터 공급된 가열된 유체에 의해 상기 촉매를 승온 시킨다.According to an embodiment of the present invention, a selective catalytic reduction system includes an exhaust line through which exhaust gas passes, a reactor disposed on the exhaust line and provided with a catalyst therein, a fluid inlet for introducing the heated fluid into the catalyst, And an open / close rectifying unit disposed at the front of the catalyst and behind the catalyst to uniformize the flow of the exhaust gas. When the exhaust purification operation is performed, the open / close rectifying unit rectifies the exhaust gas passing through the reactor, The open / close rectifying section divides the reactor provided with the catalyst and raises the temperature of the catalyst by the heated fluid supplied from the fluid inlet.
또한, 상기 유체 유입부는 상기 촉매를 통과한 배기가스를 일부 분기시켜 상기 촉매의 전방으로 재유입 시키는 분기라인과, 상기 분기라인으로 유입되는 배기가스를 제어하는 유입밸브와, 상기 분기라인 상에 설치된 블로워와, 상기 분기라인 상에 설치되어 상기 분기라인을 통과하는 배기가스를 가열시키는 가열부재, 그리고 상기 분기라인을 통과하여 상기 촉매의 전방으로 재유입 되는 배기가스를 제어하는 토출밸브를 포함할 수 있다.The fluid inlet may include a branch line for partially branching the exhaust gas that has passed through the catalyst and re-entering the catalyst in front of the catalyst, an inlet valve for controlling the exhaust gas flowing into the branch line, A blower, a heating member installed on the branch line for heating exhaust gas passing through the branch line, and a discharge valve for controlling an exhaust gas flowing back through the branch line to the front of the catalyst have.
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 촉매재생 동작 일때 상기 유입밸브와 상기 토출밸브를 개방시키며 상기 블로워와 상기 가열부재를 작동시키고, 상기 배기정화 동작 일 때 상기 유입밸브와 상기 토출밸브를 폐쇄시키며 상기 블로워와 상기 가열부재의 작동을 정지시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system may open the inlet valve and the discharge valve when the catalyst regeneration operation is performed, operate the blower and the heating member, close the inlet valve and the discharge valve when the exhaust purification operation is performed And a controller for stopping the operation of the blower and the heating member.
또한, 상기 개폐 정류부는 상기 촉매재생 동작 일 때 상기 반응기 내측에 배기가스와 교차하는 방향으로 회동하고, 일단부가 서로 교차하여 상기 촉매가 설치된 상기 반응기의 일영역을 밀폐하는 복수의 안내부재를 포함할 수 있다.The open / close rectifying part includes a plurality of guide members which rotate in a direction intersecting the exhaust gas inside the reactor when the catalyst regeneration operation is performed, and one end portion of the guide member cross each other to seal one region of the reactor provided with the catalyst .
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템의 상기 촉매는 제1 촉매와 상기 제1 촉매의 후방에 위치하는 제2 촉매를 더 포함하며, 상기 반응기로 유입되기 전의 배기가스를 상기 제1 촉매를 우회하여 상기 제2 촉매의 전방으로 공급 가능한 우회라인 및 상기 우회라인으로 유입되는 배기가스를 개폐하는 우회밸브를 더 포함할 수 있다.Further, the catalyst of the selective catalytic reduction system may further include a first catalyst and a second catalyst located behind the first catalyst, wherein the exhaust gas before being introduced into the reactor is passed through the first catalyst A bypass line that can be fed forward of the second catalyst, and a bypass valve that opens and closes the exhaust gas flowing into the bypass line.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 반응기 내측에 설치된 촉매를 효과적으로 재생시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system can effectively regenerate the catalyst installed inside the reactor.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 배기정화 동작을 나타낸 구성도이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 촉매재생 동작을 나타낸 구성도이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 일부 촉매의 촉매재생 동작을 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram illustrating an exhaust purifying operation of a selective catalytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a catalyst regeneration operation of the selective catalytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a catalyst regeneration operation of a partial catalyst of the selective catalytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
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 structural elements or parts 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 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)을 설명한다.Hereinafter, a selective
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기가스가 통과하는 배기라인(200)과, 촉매(310)가 설치된 반응기(300)와, 유체 유입부(400), 그리고 개폐 정류부(500)를 포함한다.1, the selective
도시되지 않은 엔진은 디젤연료를 연소시켜 동력을 생산하고 이러한 연소에 의한 배기가스를 배출한다. 엔진이 배출한 배기가스는 질소산화물(이하:NOx)를 포함한다. An engine (not shown) burns diesel fuel to produce power and exhausts the exhaust gas by this combustion. The exhaust gas emitted by the engine contains nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx).
배기라인(200)은 엔진과 연결되어 엔진에서 배출된 배기가스가 통과한다. The
반응기(300)는 배기라인(200) 상에 배치된다. 또한, 반응기(300) 내부에는 촉매(310)가 설치된다. 구체적으로, 촉매(310)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 또는 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 소재를 사용하여 만들어진 촉매가 촉매 담체를 통해 선택적 환원 촉매일 수 있다.The
유체 유입부(400)는 반응기(300) 내측에 설치된 촉매(310)에 가열된 유체를 유입시킨다. 유체 유입부(400)를 통해 공급된 가열된 유체는 촉매(310)를 승온시켜 촉매(310)에 피독된 피독 물질을 연소시켜 촉매(310)를 재생시킬 수 있다.The
개폐 정류부(500)는 촉매(310)의 전방 및 촉매(310)의 후방에 설치되어 배기가스의 흐름을 균일하게 한다. 구체적으로, 개폐 정류부(500)는 반응기(300) 내측에 설치된 촉매(310)의 전방과 촉매(310)의 후방에 각각 설치된다.The opening and closing rectifying part 500 is installed in front of the catalyst 310 and behind the catalyst 310 to make the flow of the exhaust gas uniform. Specifically, the open / close rectifying unit 500 is installed in front of the catalyst 310 installed inside the
또한, 개폐 정류부(500)는 촉매(310)로 유입되는 배기가스의 흐름을 정류(Uniform flow)시켜 배기가스가 촉매(310)에 형성된 유로를 효과적으로 통과시키게 한다.The open / close rectifying part 500 uniformly flows the flow of the exhaust gas flowing into the catalyst 310, so that the exhaust gas effectively passes through the flow path formed in the catalyst 310.
즉, 개폐 정류부(500)는 촉매(310)를 통과하기 전의 배기가스의 흐름을 정류시켜 정류된 배기가스가 촉매(310)를 통과하도록 할 수 있다.That is, the opening and closing rectifying part 500 may rectify the flow of the exhaust gas before passing through the catalyst 310 to allow the rectified exhaust gas to pass through the catalyst 310.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 개폐 정류부(500)는 촉매(310)가 설치된 반응기(300) 내부의 일영역을 선택적으로 구획할 수 있다. 즉, 개폐 정류부(500)는 개방되어 촉매(310)로 유입되는 배기가스를 정류시키거나, 폐쇄되어 개폐 정류부(500) 사이에 설치된 촉매(310)를 구획시킬 수 있다.2, the opening and closing rectifying part 500 can selectively partition a region inside the
구체적으로, 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 환원제 분사부재(600)를 더 포함할 수 있다. 환원제 분사부재(600)는 배기가스에 포함된 NOx를 선택적으로 환원시키기 위해 우레아(이하: Urea) 또는 암모니아와 같은 환원제를 분사시킨다.Specifically, the selective
즉, 환원제 분사부재(600)는 배기라인(200)을 통과하는 배기가스에 환원제를 분사시키고, 환원제와 혼합된 배기가스가 반응기(300)로 유입될 수 있다.That is, the reducing
앞서 서술한 도 1에 도시한 바와 같이, 배기정화 동작일 때 개폐 정류부(500)는 개방되어 반응기(300)를 통과하는 배기가스를 정류시켜 정류된 배기가스가 촉매(310)를 통과하도록 한다. 즉, 배기정화 동작일 때 환원제 분사부재(600)는 배기가스에 환원제를 분사시키고, 환원제와 혼합된 배기가스는 개폐 정류부(500)를 통과하며 정류되어 촉매(310)를 통과할 수 있다.As shown in FIG. 1, when the exhaust purification operation is performed, the open / close rectifying unit 500 is opened to rectify the exhaust gas passing through the
촉매재생 동작일 때 개폐 정류부(500)는 촉매(310)의 전방과 후방을 폐쇄시켜 반응기(300) 내측의 촉매(310)가 설치된 일영역을 구획하며 유체 유입부(400)로부터 공급된 가열된 유체에 의해 촉매(310)를 승온 시킬 수 있다. 즉, 개폐 정류부(500)에 의해 촉매(310)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역이 구획된 경우, 이러한 구획된 일영역으로 유체 유입부(400)로부터 가열된 유체가 공급되어 촉매(310)를 승온시킬 수 있다.When the catalyst regeneration operation is performed, the open / close rectifying unit 500 closes the front and rear sides of the catalyst 310 to partition a region where the catalyst 310 is installed inside the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 촉매재생 동작일 때 개폐 정류부(500)가 반응기(300) 내측의 촉매(310)가 설치된 일영역을 촉매(310)가 설치되지 않은 타영역과 구획시켜 유체 유입부(400)를 통해 가열된 유체의 공급으로 촉매(310)를 승온시켜 촉매(310)를 재생시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 반응기(300) 전영역을 승온시키는 것이 아닌, 반응기(300) 내측의 촉매(310)가 설치된 일영역을 구획하여 촉매(310)를 승온시킬 수 있어 적은 열원으로도 효과적으로 촉매(310)를 재생시킬 수 있다.Therefore, in the selective
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 유체 유입부(400)는 분기라인(410)과, 유입밸브(420)와, 블로워(430)와, 가열부재(440), 그리고 토출밸브(450)를 포함할 수 있다.The
분기라인(410)은 촉매(310)를 통과한 배기가스의 일부를 분기시켜 촉매(310)의 전방으로 재유입 시킬 수 있다. 구체적으로, 분기라인(410)의 일단부는 촉매(310)의 후방과 촉매(310) 후방에 설치된 개폐 정류부(500) 사이의 반응기(300)와 연결되고, 분기라인(410)의 타단부는 촉매(310)의 전방과 촉매(310) 전방에 설치된 개폐 정류부(500) 사이의 반응기(300)와 연결될 수 있다.The
즉, 분기라인(410)은 촉매(310)를 통과한 정화된 배기가스의 일부를 촉매(310) 전방으로 재유입 되도록 안내할 수 있다.That is, the
유입밸브(420)는 분기라인(410) 상에 설치되어 촉매(310)를 통과한 배기가스가 분기라인(410)으로 유입되는 것을 개폐할 수 있다.The
블로워(430)는 분기라인(410) 상에 설치되어 개폐 정류부(500)에 의해 구획된 촉매(310)가 설치된 일영역과 분기라인(410)을 통과하는 배기가스를 순환시킬 수 있다.The
즉, 블로워(430)는 개폐 정류부(500)에 의해 구획된 촉매(310)가 설치된 일영역과 분기라인(410)을 통과하는 배기가스가 순환되도록 유체를 순환시킨다.That is, the
가열부재(440)는 분기라인(410) 상에 설치되어 분기라인(410)을 통과하는 배기가스를 승온시킬 수 있다. 구체적으로, 가열부재(440)는 분기라인(410)을 통과하는 배기가스를 승온시켜 가열된 유체가 분기라인(410)을 통해 촉매(310) 전방으로 유입되도록 할 수 있다. 즉, 가열부재(440)는 촉매(310)의 재생에 필요한 만큼 분기라인(410)을 통과하는 배기가스를 가열시킬 수 있다.The
또한, 가열부재(440)는 버너, 전기히터와 같은 다양한 형태의 배기가스를 가열시킬 수 있는 구성으로 구비될 수 있다.Further, the
토출밸브(450)는 분기라인(410)을 통해 촉매(310)의 전방으로 재유입되는 배기가스의 토출을 개폐할 수 있다. 구체적으로, 토출밸브(450)는 가열부재(440)에 의해 승온된 배기가스가 분기라인(410)을 따라 촉매(310)의 전방으로 유입되는 것을 제어할 수 있다.The
따라서, 유체 유입부(400)는 촉매(310)를 통과한 배기가스의 일부를 분기시켜 가열부재(440)로 승온시킨 후, 블로워(430)를 통해 가열된 유체가 촉매(310)의 전방으로 유입되어 촉매(310)가 재생되도록 할 수 있다.Accordingly, the
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 유입부(400)는 촉매(310)의 재생에 필요한 에너지를 촉매(310)를 통과한 배기가스의 일부를 분기시켜 이용할 수 있어, 외기를 승온시켜 반응기로 공급하는 것에 비해 열에너지를 효율적으로 저감시킬 수 있다.The
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 유입부(400)는 선박과 플랜트와 같은 대형 설비에 설치되는 촉매(310)에도 가열된 유체를 효과적으로 공급할 수 있어, 촉매(310) 재생시 가열부재(440)의 열원을 효율적으로 저감시킬 수 있다.That is, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 제어부(700)를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective
제어부(700)는 유입밸브(420)와, 토출밸브(450)와, 블로워(430), 그리고 가열부재(440)를 작동시킬 수 있다.The
제어부(700)는 배기정화 동작과 촉매재생 동작에 따라 유입밸브(420)와 토출밸브(450)와 블로워(430) 그리고 가열부재(440)를 제어할 수 있다.The
구체적으로, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 배기정화 동작과 촉매재생 동작의 구분은 촉매의 온도, 촉매를 통과한 배기가스에 포함된 NOx 농도, 엔진의 부하, 일정시간을 갖는 주기와 같은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 촉매재생이 필요한 시점을 기준으로 제어부(700)에 의해 동작될 수 있다.Specifically, the separation of the exhaust purifying operation and the catalyst regeneration operation of the selective
개폐 정류부(500)가 촉매(310)로 유입되는 배기가스의 흐름을 균일하게 하는 배기정화 동작일 때, 제어부(700)는 유입밸브(420)와 토출밸브(450)를 폐쇄시켜 촉매(310) 전방으로 유입되는 유체의 유입을 차단하고, 블로워(430)와 가열부재(440)의 작동을 정지시킨다.The
개폐 정류부(500)가 촉매(310)가 설치된 반응기(300)의 일영역을 구획하는 촉매재생 동작일 때, 제어부(700)는 유입밸브(420)와 토출밸브(450)를 개방시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)를 작동시켜 촉매(310)를 통과한 일부의 배기가스를 가열시켜 촉매(310) 전방으로 가열된 유체를 유입시켜 촉매(310)를 효과적으로 재생시킬 수 있다.The
개폐 정류부(500)는 사용자에 의해 수동으로 조작되거나, 도시되지 않은 모터와 같은 별도의 동력원을 이용해 제어부(700)에 의해 제어될 수 있다.The opening and closing rectifying section 500 may be operated manually by a user or may be controlled by the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 개폐 정류부(500)는 복수의 안내부재(511)를 포함할 수 있다.Also, the open / close rectification part 500 of the selective
복수의 안내부재(511)는 배기가스가 반응기(300)를 통과하는 일방향과 교차하는 방향으로 배치되며, 반응기(300)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.The plurality of
또한, 복수의 안내부재(511)는 촉매재생 동작일 때 반응기(300) 내측에 배기가스와 교차하는 방향으로 회동되어 반응기(300) 내측의 촉매(310)가 설치된 일영역을 구획할 수 있다. 그리고 복수의 안내부재(511)의 일단부가 서로 겹쳐져(overlap) 촉매(310)가 설치된 반응기(300)의 일영역을 밀폐할 수 있다.The plurality of
즉, 개폐 정류부(500)는 배기정화 동작일 때는 촉매(310)로 유입되는 배기가스를 정류시키고, 촉매재생 동작일 때는 배기가스와 교차하는 방향으로 회동되어 재생이 필요한 촉매(310)가 설치된 반응기(300)의 일영역을 효과적으로 밀폐할 수 있다.That is, when the exhaust purification operation is performed, the open / close rectifying unit 500 rectifies the exhaust gas flowing into the catalyst 310. In the catalyst regeneration operation, the opening and closing rectifying unit 500 rotates in the direction crossing the exhaust gas, It is possible to effectively seal one region of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 촉매(310)는 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312)를 포함하고, 우회라인(800), 그리고 우회밸브(810)를 포함할 수 있다.The catalyst 310 of the selective
제1 촉매(311)는 반응기(300)에 설치되고, 제2 촉매(312)는 제1 촉매(311)의 후방의 반응기(300) 내측에 설치될 수 있다.The
또한, 촉매(310)가 복수로 형성되는 경우, 개폐 정류부(500) 역시 제1 촉매(311) 및 제2 촉매(312)가 설치된 일영역을 각각 구획할 수 있도록 설치될 수 있다.In addition, when a plurality of catalysts 310 are formed, the open / close rectifying part 500 may be installed to separately partition a region where the
구체적으로, 개폐 정류부(500)는 제1 촉매(311)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와, 제1 촉매(311)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520)와, 제2 촉매(312)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510), 그리고 제2 촉매(312)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520)를 포함할 수 있다.Specifically, the open / close rectifying section 500 includes a front open /
또는, 개폐 정류부(500)는 제1 촉매(311)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와, 제2 촉매(312)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520), 그리고 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312) 사이에 설치된 중간 개폐 정류부(530)를 포함할 수 있다.Alternatively, the open / close rectifying part 500 may include a front open / close rectifying
또한, 촉매(310)가 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312)를 포함하는 경우, 제1 촉매(311)를 통과한 배기가스의 일부를 분기시키고 제1 촉매(311) 전방으로 재유입 시키는 제1 보조 분기라인(411)과 제2 촉매(312)를 통과한 배기가스의 일부를 부기시키고 제2 촉매(312) 전방으로 재유입 시키는 제2 보조 분기라인(412)을 더 포함할 수 있다.In the case where the catalyst 310 includes the
그리고, 제1 보조 분기라인(411)에 설치된 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451), 제2 보조 분기라인(412)에 설치된 제2 보조 유입밸브(422)와 제2 보조 토출밸브(452)를 더 포함할 수 있다.The first
우회라인(800)은 반응기(300)로 유입되기 전의 배기가스가 제1 촉매(311)를 우회하여 제2 촉매(312)의 전방으로 공급 시킬 수 있다. 구체적으로, 일단부가 배기라인(200)과 연결되고, 타단부가 제2 촉매(312)의 전방과 연결될 수 있다. The
도시되지 않은 반응기(300)를 우회하는 바이패스라인이 있는 경우, 우회라인(800)의 일단부는 바이패스라인과 연결되고, 타단부가 제2 촉매(312)의 전방과 연결될 수 있다.If there is a bypass line bypassing the
우회밸브(810)는 우회라인(800)으로 유입되는 배기가스를 개폐할 수 있다. 구체적으로, 우회밸브(810)는 우회라인(800) 상에 설치되어 우회라인(800)으로 유입되는 배기가스를 개폐할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(700)는 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451)와 제2 보조 유입밸브(422)와 제2 보조 토출밸브(452) 그리고 우회밸브(810)를 제1 촉매(311) 및 제2 촉매(312)의 재생 필요에 따라 제어할 수 있다.The
반응기(300) 내측에 촉매(310)가 복수로 설치된 경우에도, 반응기(300) 내측의 전방의 제1 촉매(311)가 촉매재생 동작을 수행하여도 제2 촉매(312)는 우회밸브(810)에 의해 개방된 우회라인(800)으로 유입되는 배기가스를 정화시킬 수 있다.Even when a plurality of catalysts 310 are installed inside the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 복수의 촉매(310) 중 재생이 필요한 촉매(310)가 설치된 일영역만 구획하여 촉매재생 동작을 수행하고, 나머지 촉매(310)를 이용하여 배기정화 동작을 수행할 수 있다.That is, the selective
따라서, 일반적으로 복수의 촉매(310)가 설치되는 경우, 반응기(300) 전방에 설치된 제1 촉매(311)가 제2 촉매(312) 보다 피독의 정도가 심하다. 이러한 경우, 본 발명의 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 제1 촉매(311)가 재생되는 동안에도, 제어부(700)가 우회밸브(810)를 개방시켜 우회라인(800)을 통과한 배기가스가 제2 촉매(312)로 유입되어 배기정화 동작을 효과적으로 수행할 수 있다. Therefore, when a plurality of catalysts 310 are installed, the degree of poisoning of the
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 동작 과정을 설명한다.Hereinafter, the operation of the selective
도 1에 도시한 바와 같이, 배기정화 동작일 때 개폐 정류부(500)를 배기가스의 흐름을 균일하게 한다. 구체적으로, 개폐 정류부(500)를 통과한 배기가스는 촉매(310)로 공급된다.As shown in Fig. 1, when the exhaust purification operation is performed, the flow of the exhaust gas is made uniform in the open / close rectification part 500. [ Specifically, the exhaust gas that has passed through the open / close rectifying section 500 is supplied to the catalyst 310.
이때, 환원제 분사부재(600)는 제어부(700)에 의해 환원제를 배기가스에 분사시킬 수 있다. 즉, 환원제와 혼합된 배기가스는 개폐 정류부(500)에 의해 배기가스의 흐름이 균일화 되어 촉매(310)로 유입될 수 있다.At this time, the reducing
도 2에 도시한 바와 같이, 촉매재생 동작 일 때 개폐 정류부(500)는 촉매(310)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 구획한다. 구체적으로, 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312)가 설치된 경우, 제1 촉매(311)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와 제1 촉매(311)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520)를 회동시켜 제1 촉매(311)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 구획하고, 제2 촉매(312)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와 제2 촉매(312)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520)를 회동시켜 제2 촉매(312)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 각각 구획할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the catalyst regeneration operation, the open / close rectification part 500 divides a region inside the
제어부(700)는 제1 촉매(311)가 설치되어 구획된 일영역에 가열된 유체를 유입시키기 위해 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451)를 개방시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)를 작동시켜 제1 보조 분기라인(411)을 통해 분기라인(410)으로 유입된 제1 촉매(311)를 통과한 배기가스가 승온되어 제1 촉매(311) 전방으로 재유입 되도록 할 수 있다.The
또한, 제어부(700)는 제2 촉매(312)가 설치되어 구획된 일영역에 가열된 유체를 유입시키기 위해 제2 보조 유입밸브(422)와 제2 보조 토출밸브(452)를 개방시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)를 작동시켜 제2 보조 분기라인(412)을 통해 분기라인(410)으로 유입된 제2 촉매(312)를 통과한 배기가스가 승온되어 제2 촉매(312) 전방으로 재유입 되도록 할 수 있다.In addition, the
이때, 제어부(700)는 환원제 분사부재(600)의 동작을 정지시키고, 엔진의 가동시 발생되는 배기가스는 도시되지 않은 반응기(300)를 우회하는 바이패스라인을 통해 외부로 배출될 수 있다. At this time, the
또한, 제1 촉매(311)만이 촉매재생 필요한 경우, 제1 촉매(311)의 전방 개폐 정류부(510)와 제1 촉매(311)의 후방 개폐 정류부(520)는 제1 촉매(311)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 밀폐하고, 제2 촉매(312)의 전방 개폐 정류부(520)와 제2 촉매(312)의 후방 개폐 정류부(520)는 개방되어 제2 촉매(312)를 통과하는 배기가스의 흐름을 정류할 수 있다.When the
이때, 제어부(700)는 제1 촉매(311)가 설치되어 구획된 일영역에 가열된 유체를 유입시키기 위해 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451)를 개방시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)를 작동시켜 제1 보조 분기라인(411)을 통해 분기라인(410)으로 유입된 제1 촉매(311)를 통과한 배기가스가 승온되어 제1 촉매(311) 전방으로 재유입 되도록 할 수 있다. At this time, the
또한, 제어부(700)는 제2 보조 유입밸브(422)와 제2 보조 토출밸브(452)를 폐쇄시키고, 우회밸브(810)를 개방시켜 우회라인(800)을 통과한 배기가스가 제2 촉매(312)의 전방으로 유입되어 제2 촉매(312)를 통과할 수 있다. 이때, 제어부(700)는 환원제 분사부재(600)를 동작시켜 배기가스에 환원제를 분사시킬 수 있다.The
즉, 하나의 반응기에 설치된 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312)를 각각 개폐 정류부(500)로 구획할 수 있어 재생이 필요한 제1 촉매(311)가 촉매재생 동작을 수행하는 동안 제2 촉매(312)가 배기정화 동작을 효과적으로 수행할 수 있다.That is, the
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 촉매(311)가 촉매재생 동작을 수행하고 제2 촉매(312)가 배기정화 동작을 수행하는 경우, 제1 촉매(311)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와 제1 촉매(311)와 제2 촉매(312) 사이에 설치된 중간 개폐 정류부(530)는 제1 촉매(311)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 밀폐한다. 또한, 제2 촉매(312)의 후방에 설치된 후방 개폐 정류부(520)는 제2 촉매(312)를 통과한 배기가스를 정류시켜 소음을 저감시킬 수 있다.3, when the
이때, 제어부(700)는 제1 촉매(311)가 설치되어 구획된 일영역에 가열된 유체를 유입시키기 위해 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451)를 개방시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)를 작동시켜 제1 보조 분기라인(411)을 통해 분기라인(410)으로 유입된 제1 촉매(311)를 통과한 배기가스가 승온되어 제1 촉매(311) 전방으로 재유입 되도록 할 수 있다. At this time, the
또한, 제어부(700)는 제2 보조 유입밸브(422)와 제2 보조 토출밸브(452)를 폐쇄시키고, 우회밸브(810)를 개방시켜 우회라인(800)을 통과한 배기가스가 제2 촉매(312)의 전방으로 유입되어 제2 촉매(312)를 통과할 수 있다. 이때, 제어부(700)는 환원제 분사부재(600)를 동작시켜 배기가스에 환원제를 분사시킬 수 있다.The
제어부(700)가 제1 촉매(311)의 재생이 완료되었다고 판단하면, 제1 촉매(311)의 전방에 설치된 전방 개폐 정류부(510)와 중간 개폐 정류부(530)는 제1 촉매(311) 및 제2 촉매(312)로 유입되는 배기가스의 흐름을 정류할 수 있도록 회동될 수 있다. 이때, 제어부(700)는 제1 보조 유입밸브(421)와 제1 보조 토출밸브(451)와 우회밸브(810)를 폐쇄시키고, 블로워(430)와 가열부재(440)의 동작을 정지시킨다.When the
따라서, 제2 촉매(312)뿐만 아니라 제1 촉매(311) 또한 배기정화 동작을 수행할 수 있다.Therefore, not only the
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 개폐 정류부(500)는 촉매(310)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 효과적으로 구획하여 촉매(310)에 가열된 유체를 유입시켜 효과적으로 촉매(310)를 재생시킬 수 있다.The opening and closing part 500 of the selective
또한, 개폐 정류부(500)는 유체의 배기가스의 흐름을 균일하게 할 뿐만 아니라, 반응기(300) 내측에 배기가스와 교차하는 방향으로 회동하여 촉매(310)가 설치된 반응기(300)의 일영역을 효과적으로 밀폐할 수 있다.The open / close rectifying part 500 not only uniforms the flow of the exhaust gas of the fluid but also rotates in the direction intersecting with the exhaust gas inside the
즉, 반응기(300) 전영역이 아니라, 촉매(310)의 전방과 촉매(310)의 후방에 설치된 개폐 정류부(500)에 의해 구획되는 촉매(310)가 설치된 반응기(300) 내측의 일영역을 가열부재(440)의 적은 부하로도 효과적으로 승온시킬 수 있어 촉매(310)의 재생 시간 및 촉매(310)의 재생 효율을 향상시킬 수 있다.That is, not only the entire region of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 우회라인(800)을 포함하고 있어, 제1 촉매(311)가 재생중인 경우에도 제2 촉매(312)를 통해 배기가스를 정화시킬 수 있다.The selective
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: 선택적 촉매 환원 시스템 200: 배기라인
310: 촉매 311: 제1 촉매
312: 제2 촉매 400: 유체 유입부
410: 분기라인 420: 유입밸브
430: 블로워 440: 가열부재
450: 토출밸브 700: 제어부
800: 우회라인 810: 우회밸브101: selective catalytic reduction system 200: exhaust line
310: Catalyst 311: First catalyst
312: second catalyst 400: fluid inlet
410: branch line 420: inlet valve
430: blower 440: heating member
450: Discharge valve 700:
800: Bypass line 810: Bypass valve
Claims (5)
상기 배기라인 상에 배치되며 내부에 촉매가 설치된 반응기;
상기 촉매에 가열된 유체를 유입시키는 유체 유입부; 및
상기 반응기 내부에 설치되고, 상기 촉매의 전방 및 상기 촉매의 후방에 설치되어 배기가스의 흐름을 균일하게 하는 개폐 정류부
를 포함하며,
배기정화 동작일 때 상기 개폐 정류부는 상기 반응기를 통과하는 배기가스를 정류 시키고, 촉매재생 동작일 때 상기 개폐 정류부는 상기 촉매가 설치된 상기 반응기 내부를 구획하여 상기 유체 유입부로부터 공급된 가열된 유체에 의해 상기 촉매를 승온 시키는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.An exhaust line through which the exhaust gas passes;
A reactor disposed on the exhaust line and having a catalyst therein;
A fluid inlet for introducing the heated fluid into the catalyst; And
And an opening / closing rectifying unit installed inside the reactor and disposed in front of the catalyst and behind the catalyst to uniform the flow of the exhaust gas,
/ RTI >
Closing rectification section rectifies the exhaust gas passing through the reactor, and when the catalyst regeneration operation is performed, the open / close rectification section divides the inside of the reactor in which the catalyst is installed, and supplies the heated fluid, supplied from the fluid inflow section, Wherein the temperature of the catalyst is raised by the catalytic reduction catalyst.
상기 유체 유입부는,
상기 촉매를 통과한 배기가스를 일부 분기시켜 상기 촉매의 전방으로 재유입 시키는 분기라인;
상기 분기라인으로 유입되는 배기가스를 제어하는 유입밸브;
상기 분기라인 상에 설치된 블로워;
상기 분기라인 상에 설치되어 상기 분기라인을 통과하는 배기가스를 가열시키는 가열부재; 및
상기 분기라인을 통과하여 상기 촉매의 전방으로 재유입 되는 배기가스를 제어하는 토출밸브
를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템. The method of claim 1,
The fluid inlet
A branch line for partially branching the exhaust gas that has passed through the catalyst and re-introducing the exhaust gas to the front of the catalyst;
An inflow valve for controlling the exhaust gas flowing into the branch line;
A blower disposed on the branch line;
A heating member installed on the branch line to heat the exhaust gas passing through the branch line; And
A discharge valve for controlling the exhaust gas flowing back through the branch line to the front of the catalyst,
≪ / RTI >
상기 촉매재생 동작 일때 상기 유입밸브와 상기 토출밸브를 개방시키며 상기 블로워와 상기 가열부재를 작동시키고, 상기 배기정화 동작 일 때 상기 유입밸브와 상기 토출밸브를 폐쇄시키며 상기 블로워와 상기 가열부재의 작동을 정지시키는 제어부를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the blower and the heating member are operated by opening the inlet valve and the discharge valve when the catalyst regeneration operation is performed, closing the inlet valve and the discharge valve when the exhaust purification operation is performed, and operating the blower and the heating member Further comprising a control unit for stopping the catalytic converter.
상기 개폐 정류부는,
상기 촉매재생 동작 일 때 상기 반응기 내측에 배기가스와 교차하는 방향으로 회동하고, 일단부가 서로 교차하여 상기 촉매가 설치된 상기 반응기의 일영역을 밀폐하는 복수의 안내부재를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.The method of claim 1,
The open /
And a plurality of guide members pivoting in a direction crossing the exhaust gas in the reactor when the catalyst regeneration operation is performed, and one end of the guide member crossing each other to seal one region of the reactor in which the catalyst is installed.
상기 촉매는 제1 촉매와 상기 제1 촉매의 후방에 위치하는 제2 촉매를 더 포함하며,
상기 반응기로 유입되기 전의 배기가스를 상기 제1 촉매를 우회하여 상기 제2 촉매의 전방으로 공급 가능한 우회라인; 및
상기 우회라인으로 유입되는 배기가스를 개폐하는 우회밸브
를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the catalyst further comprises a first catalyst and a second catalyst located behind the first catalyst,
A bypass line through which exhaust gas before entering the reactor can be supplied to the front of the second catalyst while bypassing the first catalyst; And
A bypass valve for opening / closing the exhaust gas flowing into the bypass line
≪ / RTI >
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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