KR101717340B1 - Scr 시스템에서의 반응기 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SCR 시스템(Selective Catalytic Reduction System)에서의 반응기 가열 장치에 관한 것이다.
본 발명은 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서, 전열선에 의해 반응기를 가열하거나, 보기엔진 배기 가스에 의해 반응기를 가열하거나, 가열된 압축공기에 의해 반응기를 가열하여, 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써, 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리한다.

Description

SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치{Apparatus for Reactor Heat in Selective Catalytic Reduction System}
본 발명은 선박 등에 설치된 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 처리하는 SCR 시스템(Selective Catalytic Reduction System)에 관한 것으로, 특히 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리하도록 하는 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박에 사용되는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 국제연합(UN)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.
질소산화물은 NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5를 통칭하지만 대부분의 질소산화물은 NO와 NO2이다. 황산화물은 석탄과 석유와 같은 연료에 포함된 황성분이 연소과정에서 산화된 것으로 주로 SO2이다.
질소산화물은, 고온 영역에서 공기 중 질소와 산소가 반응하여 생성되는 Thermal NOx, 연료에서 발생되는 탄화수소가 공기 중의 질소와 반응하여 생성되는 Prompt NOx, 연료에 포함된 질소성분이 연소과정에서 산화되어 생성된 Fuel NOx로 구분된다.
화석연료의 연소반응으로 생성된 질소산화물을 제거하기 위하여 SCR 시스템이 이용되고 있다. SCR 시스템에서는 반응기에 유입되는 배기 가스에 우레아를 무화시켜 주입함으로써, (식 1) 및 (식 2)에 나타낸 바와 같이 반응기에 구비된 촉매에 의해 배기 가스의 질소산화물을 질소와 물로 변환하여 제거한다.
4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O (식 1)
6NO2 + 8NH3 -> 7N2 + 12H2O (식 2)
이상과 같은 종래의 SCR 시스템에서는 주기엔진을 구동하여 주기엔진으로부터의 배기 가스가 인가되는 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 우레아 분사 노즐(20)에 수용액 형태의 우레아와 압축 공기를 인가하여서 우레아를 무화시켜서 배기 가스에 주입함으로써 반응기(10)에서 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 처리를 진행한다.
이처럼 주기엔진의 구동시에 SCR 시스템을 구동하여 반응기(10)에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 처리를 진행하는 중에, 선박의 화물 하역을 위하여 선박을 항만에 정박시키는 경우 주기엔진을 구동 정지시킨다.
해당 주기엔진의 구동 정지시에 우레아 분사 노즐(20)에 의한 우레아 주입을 정지하여 반응기(10)의 운용을 중지시키는데, 그때 반응기(10)의 상단부의 배기 가스 배출 통로에 설치되어 있는 밸브(13)와, 반응기(10)의 하단부의 배기 가스 유입 통로에 설치되어 있는 밸브(15)를 차단하여서 반응기(10)로의 배기 가스 유입을 차단하여, 반응기(10)의 운용을 중지한다.
이와 같이, 주기엔진의 구동 정지시에 반응기(10)의 운용을 중지한 상태에서 시간 경과에 따라 반응기(10)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하로 떨어지게 된다. 선박 화물 하역 후에 주기엔진을 재 가동하는 경우에 반응기(10)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하로 저하되어 있으므로 반응기(10)를 즉각적으로 정상 가동할 수 없게 되고, 이로 인하여 주기엔진 재 구동시에 반응기(10)는 자체의 온도가 정상 운전 가능 온도 이상으로 상승하기 전까지 배기 가스의 질소산화물을 정상적으로 제거하지 못함으로 인하여 IMO에 의해 규정된 질소산화물 제한치를 만족시키지 못하게 배기 가스를 처리하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리하도록 하는 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치를 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 반응기의 몸체에 설치되어, 전원을 공급받아 상기 반응기를 가열하는 전열선과; 제어신호에 따라 상기 전열선으로의 전원 공급을 절환하는 전원 절환기와; 상기 반응기의 온도를 검출하는 온도센서와; SCR 시스템의 구동 정지시에 상기 온도센서를 통해 반응기의 온도를 확인하면서 상기 전원 절환기에 제어신호를 인가하여 전열선으로의 전원 공급을 절환함으로써 전열선의 가열에 의해 상기 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다.
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 제어신호에 따라 반응기 측으로의 보기엔진 배기가스 공급을 절환하는 배기가스 절환용 밸브와; 상기 반응기의 온도를 검출하는 온도센서와; SCR 시스템의 구동 정지시에 상기 온도센서를 통해 반응기의 온도를 확인하면서 상기 배기가스 절환용 밸브에 제어신호를 인가하여 반응기 측으로의 보기엔진 배기가스 공급을 절환함으로써 보기엔진 배기가스의 열에 의해 상기 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 전원을 공급받아서 반응기에 인가되는 압축공기를 가열하는 전기히터와; 제어신호에 따라 상기 전기히터 측으로의 전원 공급을 절환하는 전원 절환기와; 제어신호에 따라 상기 전기히터를 통해 반응기에 인가되는 압축공기의 공급을 절환하는 압축공기 절환용 밸브와; 상기 반응기의 온도를 검출하는 온도센서와; SCR 시스템의 구동 정지시에 상기 온도센서를 통해 반응기의 온도를 확인하면서 상기 전원 절환기에 제어신호를 인가하여 전기히터 측으로의 전원 공급을 절환함과 아울러 상기 압축공기 절환용 밸브에 제어신호를 인가하여 전기히터 측으로의 압축공기 공급을 절환함으로써 가열된 압축공기에 의해 상기 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리하게 된다.
도 1은 종래의 SCR 시스템을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치를 예시한 도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치를 예시한 도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치를 예시한 도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명은 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리하도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 도 2에 예시된 바와 같이, 전원 절환기(130), 온도센서(140), 제어기(150) 및 전열선(HC)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 반응기 가열 장치는, SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하기 위하여 반응기(110)의 몸체에 전열선(HC)을 균일하게 분포되도록 설치하고, 제어기(150)가 전원 절환기(130)를 제어하여 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC)에 대한 전원 공급을 절환하여서 전열선(HC)에 의해 반응기(110)를 가열함으로써, 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 구현된다.
그리고, 전열선(HC)에 전원을 공급하여 반응기(110)를 가열하여 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하는 경우에, 제어기(150)는 온도센서(140)에 의해 반응기(110)의 온도를 검출하여서 해당 온도검출신호에 의해 반응기(110)의 온도를 확인하면서 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다. 온도센서(140)는 반응기(110)의 온도를 검출할 수 있으면 반응기(110) 상, 하단부에 위치된 밸브(113), (115) 사이의 어느 곳에도 설치할 수 있다.
제어기(150)는 온도센서(140)를 통해 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 전원 절환기(130)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC) 측으로의 전원 공급을 차단하고, 온도센서(140)를 통해 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면 전원 절환기(130)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC) 측으로 전원을 공급하여서 전열선(HC)에 의해 발열하여 반응기(110)의 온도를 증가시킨다.
또한, 제어기(150)는 SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(110)의 상단부의 배기 가스 배출 통로에 설치되어 있는 밸브(113)와, 반응기(110)의 하단부의 배기 가스 유입 통로에 설치되어 있는 밸브(115)를 차단하여서 반응기(110)로의 배기 가스 유입을 차단하도록, 밸브(113),(115)의 작동을 제어하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 2에는 제어기(150)와 밸브(113),(115)의 작용 관계를 도시하지 않았다. 아울러, 반응기(110)에 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하기 위한 우레아 분사 노즐을 구비하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 2에는 우레아 분사 노즐을 도시하지 않았다.
이상과 같이 이루어진 본 발명의 제1 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 다음과 같이 작용한다.
먼저, 선박 운전자에 의해 주기엔진의 구동 정지가 지시되는 경우에 제어기(150)는 밸브(113),(115)를 차단하고, 온도센서(140)를 통해 반응기(110)의 온도를 검출하여 반응기(110)의 온도를 파악한다.
이에, 제어기(150)는 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하여서, 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 전원 절환기(130)를 제어하여 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC)으로의 전원 공급을 차단하고, 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면 전원 절환기(130)를 제어하여 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC)에 전원을 공급함으로써 전열선(HC)에 의해 발열하여 반응기(110)를 가열하여서 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
이와 같이, 제어기(150)는 주기엔진의 구동 정지 상태에서 온도센서(140)를 통해 반응기(110)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하면서 전원 절환기(130)에 의해 전열선(HC)으로의 전원 공급을 제어하여 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기(110)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기(110)를 정상 가동케 하여 반응기(110)에 의해 배기 가스의 질소산화물을 정상적으로 제거하므로 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 도 3에 예시된 바와 같이, 밸브(230), 온도센서(240) 및 제어기(250)를 포함하여 이루어진다.
제2 실시예에 따른 반응기 가열 장치는, SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하기 위하여, 주기엔진 구동 정지시에도 전력 생산을 위하여 정상 구동하는 보기엔진의 배기 가스를 반응기(210)에 인가하여 보기엔진 배기 가스의 열을 이용하여서 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 구현된다.
그리고, 보기엔진 배기 가스를 이용하여 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하는 경우에, 제어기(250)는 온도센서(240)에 의해 반응기(210)의 온도를 검출하여서 해당 온도검출신호에 의해 반응기(210)의 온도를 확인하면서 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
제어기(250)는 온도센서(240)를 통해 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 밸브(230)에 제어신호를 인가하여 밸브(230)에 의해 반응기(210) 측으로의 보기엔진 배기 가스 공급을 차단하고, 온도센서(240)를 통해 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면 밸브(230)에 제어신호를 인가하여 밸브(230)에 의해 반응기(210) 측으로 보기엔진 배기 가스를 공급하여서 보기엔진 배기 가스의 열에 의해 반응기(210)의 온도를 증가시킨다. 온도센서(240)는 반응기(210)의 온도를 검출할 수 있으면 반응기(210) 상, 하단부에 위치된 밸브(213), (215) 사이의 어느 곳에도 설치할 수 있다.
또한, 제어기(250)는 SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(210)의 상단부의 배기 가스 배출 통로에 설치되어 있는 밸브(213)와, 반응기(210)의 하단부의 배기 가스 유입 통로에 설치되어 있는 밸브(215)를 차단하여서 반응기(210)로의 배기 가스 유입을 차단하도록, 밸브(213),(215)의 작동을 제어하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 3에는 제어기(250)와 밸브(213),(215)의 작용 관계를 도시하지 않았다. 아울러, 반응기(210)에 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하기 위한 우레아 분사 노즐을 구비하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 3에는 우레아 분사 노즐을 도시하지 않았다.
이상과 같이 이루어진 본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 다음과 같이 작용한다.
먼저, 선박 운전자에 의해 주기엔진의 구동 정지가 지시되는 경우에 제어기(250)는 밸브(213),(215)를 차단하고, 온도센서(240)를 통해 반응기(210)의 온도를 검출하여 반응기(210)의 온도를 파악한다.
이에, 제어기(250)는 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하여서, 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 밸브(230)를 제어하여 밸브(230)에 의해 반응기(210) 측으로의 보기엔진 배기 가스 공급을 차단하고, 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면 밸브(230)를 제어하여 밸브(230)에 의해 반응기(210)에 보기엔진 배기 가스를 공급함으로써 보기엔진 배기 가스의 열에 의해 반응기(210)를 가열하여서 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
이처럼, 반응기(210)의 상, 하단부의 배기 가스 통로에 구비된 밸브(213),(215)를 차단하여 놓은 상태에서 밸브(230)를 통해 보기엔진 배기 가스를 반응기(210)에 인가하는 경우, 밸브(213, 215)의 밀봉이 완벽하지 않음에 기인하여 보기엔진 배기 가스의 일부가 해당 밸브(213, 215)를 통해 지속적으로 누출되지만, 보기엔진 배기 가스를 지속적으로 반응기(210)에 인가함으로 인하여 해당 누출량을 자동적으로 보충하게 되므로 보기엔진 배기 가스의 열에 의해 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지할 수 있다. 아울러, 밸브(213)의 개도 조정으로 반응기(210)로 공급되는 보기엔진 배기 가스의 흐름을 제어할 수도 있다.
이상과 같이, 제어기(250)는 주기엔진의 구동 정지 상태에서 온도센서(240)를 통해 반응기(210)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하면서 밸브(230)에 의해 반응기(210) 측으로의 보기엔진 배기 가스의 공급을 제어하여 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기(210)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기(210)를 정상 가동케 하여 반응기(210)에 의해 배기 가스의 질소산화물을 정상적으로 처리하므로 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리할 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는, 도 4에 예시된 바와 같이, 밸브(321, 322), 전기히터(330), 온도센서(340), 제어기(350) 및 전원 절환기(360)를 포함하여 이루어진다.
제3 실시예에 따른 반응기 가열 장치는, SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하기 위하여, 선박 내에서 생산되는 압축공기를 전기히터(330)에 의해 가열하여서 반응기(310)에 인가하여 해당 가열된 압축공기의 열을 이용하여서 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 구현된다.
그리고, 전기히터(330)에 의해 가열된 압축공기를 이용하여 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하는 경우에, 제어기(350)는 온도센서(340)에 의해 반응기(310)의 온도를 검출하여서 해당 온도검출신호에 의해 반응기(310)의 온도를 확인하면서 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다. 온도센서(340)는 반응기(310)의 온도를 검출할 수 있으면 반응기(310) 상, 하단부에 위치된 밸브(313), (315) 사이의 어느 곳에도 설치할 수 있다.
제어기(350)는 온도센서(340)를 통해 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 전원 절환기(360)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(360)에 의해 전기히터(330)로의 전원 공급을 차단함과 아울러 밸브(322)에 제어신호를 인가하여 밸브(322)에 의해 전기히터(330) 측으로의 압축공기 공급을 차단한다. 그리고, 온도센서(340)를 통해 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면 전원 절환기(360)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(360)에 의해 전기히터(330)로 전원을 공급함과 아울러 밸브(322)에 제어신호를 인가하여 밸브(322)에 의해 전기히터(330) 측으로 압축공기를 공급하여서, 전기히터(330)에 의해 압축공기를 가열하여 반응기(310)에 공급함으로써 압축공기의 열에 의해 반응기(310)의 온도를 증가시킨다.
아울러, 전기히터(330)에 의해 압축공기를 가열하여 반응기(310)에 인가하는 경우 반응기(310)로부터 전기히터(330) 측으로 압축공기가 역류하는 것을 방지하기 위하여 반응기(310)와 전기히터(330) 사이의 압축공기 통로 상에 역류 방지 기능을 하는 밸브(321)를 설치하여서, 해당 밸브(321)에 의해 전기히터(330) 측으로의 압축공기 역류를 차단한다.
또한, 제어기(350)는 SCR 시스템의 구동 정지시에 반응기(310)의 상단부의 배기 가스 배출 통로에 설치되어 있는 밸브(313)와, 반응기(310)의 하단부의 배기 가스 유입 통로에 설치되어 있는 밸브(315)를 차단하여서 반응기(310)로의 배기 가스 유입을 차단하도록, 밸브(313),(315)의 작동을 제어하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 4에는 제어기(350)와 밸브(313),(315)의 작용 관계를 도시하지 않았다. 아울러, 반응기(310)에 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하기 위한 우레아 분사 노즐을 구비하지만, 도시의 편의를 위하여 도면 도 4에는 우레아 분사 노즐을 도시하지 않았다.
이상과 같이 이루어진 본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 다음과 같이 작용한다.
먼저, 선박 운전자에 의해 주기엔진의 구동 정지가 지시되는 경우에 제어기(350)는 밸브(313),(315)를 차단하고, 온도센서(340)를 통해 반응기(310)의 온도를 검출하여 반응기(310)의 온도를 파악한다.
이에, 제어기(350)는 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하여, 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면, 전원 절환기(360)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(360)에 의해 전기히터(330)로의 전원 공급을 차단함과 아울러 밸브(322)에 제어신호를 인가하여 밸브(322)에 의해 전기히터(330) 측으로의 압축공기 공급을 차단하여서 반응기(310) 측에 전기히터(330)에 의해 가열된 압축공기를 인가하지 않는다.
또한, 제어기(350)는 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하여, 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면, 전원 절환기(360)에 제어신호를 인가하여 전원 절환기(360)에 의해 전기히터(330)로 전원을 공급함과 아울러 밸브(322)에 제어신호를 인가하여 밸브(322)에 의해 전기히터(330) 측으로 압축공기를 공급하여서, 전기히터(330)에 의해 압축공기를 가열하여 반응기(310)에 공급함으로써 압축공기의 열에 의해 반응기(310)를 가열하여서 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
이처럼, 반응기(310)의 상, 하단부의 배기 가스 통로에 구비된 밸브(313),(315)를 차단하여 놓은 상태에서 전기히터(330)에 의해 가열된 압축공기를 반응기(310)에 인가하는 경우, 밸브(313, 315)의 밀봉이 완벽하지 않음에 기인하여 해당 가열된 압축공기의 일부가 해당 밸브(313, 315)를 통해 지속적으로 누출되지만, 가열된 압축공기를 지속적으로 반응기(310)에 인가함으로 인하여 해당 누출량을 자동적으로 보충하게 되므로 가열된 압축공기의 열에 의해 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지할 수 있다. 아울러, 밸브(313)의 개도 조정으로 반응기(310)로 공급되는 보기엔진 배기 가스의 흐름을 제어할 수도 있다.
이상과 같이, 제어기(350)는 주기엔진의 구동 정지 상태에서 온도센서(340)를 통해 반응기(310)의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인지의 여부를 확인하면서 반응기(310) 측으로의 가열된 압축공기의 공급을 제어하여 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지한다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치는 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기(310)의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기(310)를 정상 가동케 하여 반응기(310)에 의해 배기 가스의 질소산화물을 정상적으로 제거하므로 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리할 수 있다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.
본 발명은 엔진 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 SCR 시스템에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 선박 주기엔진의 가동 정지로 인하여 SCR 시스템의 구동을 정지한 상태에서 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하여 줌으로써 주기엔진의 재가동시에 즉각적으로 반응기를 정상 가동하여 배기 가스를 법규에 부합되게 정상적으로 처리하게 된다.
10, 110, 210, 310; 반응기
20; 우레아 분사 노즐
13, 15, 113, 115, 213, 215, 230, 313, 315, 321, 322; 밸브
130, 360; 전원 절환기
140, 240, 340; 온도센서
150, 250, 350; 제어기
330; 전기히터
HC; 전열선

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  4. SCR 시스템(Selective Catalytic Reduction System)에서의 반응기 가열 장치로서,
    제어신호에 따라 반응기 측으로의 보기엔진 배기가스 공급을 절환하는 배기가스 절환용 밸브와;
    상기 반응기의 온도를 검출하는 온도센서와;
    SCR 시스템의 구동 정지시에 상기 온도센서를 통해 반응기의 온도를 확인하면서 상기 배기가스 절환용 밸브에 제어신호를 인가하여 반응기 측으로의 보기엔진 배기가스 공급을 절환함으로써 보기엔진 배기가스의 열에 의해 상기 반응기의 온도를 정상 운전 가능 온도로 유지하도록 제어하는 제어기;
    를 포함하고,
    상기 제어기는,
    온도센서를 통해 반응기의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하가 아닌 것을 확인하면 상기 배기가스 절환용 밸브에 의해 반응기 측으로의 보기엔진 배기 가스 공급을 차단하며, 상기 온도센서를 통해 반응기의 온도가 정상 운전 가능 온도 이하인 것을 확인하면, 반응기의 상,하단부의 배기가스 통로에 구비된 밸브를 차단한 상태에서 상기 배기가스 절환용 밸브에 의해 반응기 측으로 보기엔진 배기 가스를 공급하여서 보기엔진 배기 가스에 의해 반응기를 가열하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템에서의 반응기 가열 장치.
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