KR102012101B1 - Apparatus for Selective Catalytic Reduction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간략한 장치구조의 기반 하에 배기가스를 이용하여 SCR 반응기를 효과적으로 예열함과 함께 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 SCR 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 SCR 장치는 SCR 촉매가 구비된 외관과, 외관 내의 공간에 구비된 내관으로 구성되는 SCR 반응기; 상기 외관과 연결되어 상기 외관에 배기가스를 공급하는 배기가스 배관; 및 배기가스 배관의 일 지점과 내관의 일 지점을 연결하여 배기가스 배관의 배기가스를 내관에 공급하는 바이패스 배관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an SCR device capable of easily preheating the SCR reactor using exhaust gas and facilitating maintenance of the device on the basis of a simple device structure. The SCR device according to the present invention is provided with an SCR catalyst. An SCR reactor composed of an exterior and an inner tube provided in a space within the exterior; An exhaust gas pipe connected to the exterior to supply exhaust gas to the exterior; And a bypass pipe connecting one point of the exhaust gas pipe and one point of the inner pipe to supply the exhaust gas of the exhaust gas pipe to the inner pipe.
Description
본 발명은 SCR 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간략한 장치구조의 기반 하에 배기가스를 이용하여 SCR 반응기를 효과적으로 예열함과 함께 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 SCR 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an SCR device, and more particularly, to an SCR device that can effectively preheat the SCR reactor using exhaust gas and facilitate maintenance of the device based on a simple device structure.
선박 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 다수의 부유성 미립자와, 질소산화물인 NOx, 황산화물인 SOx 등의 유해성 물질이 포함되어 있다. 이에, 엔진의 배기라인에는 매연여과필터(Diesel Particulate Filter), SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템, 스크러버(Scrubber) 등이 설치되며, 이를 통해 배기가스 내의 유해 성분을 제거한다. Exhaust gas emitted after combustion in a ship engine contains a number of suspended particulates and harmful substances such as nitrogen oxides NOx and sulfur oxides SOx. Thus, the exhaust line of the engine is equipped with a diesel particulate filter (Siesel Particulate Filter), SCR (Selective Catalytic Reduction) system, scrubber (Scrubber) and the like, thereby removing the harmful components in the exhaust gas.
이 중, SCR 시스템은 촉매(Catalyst)가 내장된 SCR 반응기를 구비하고, 배기가스 내의 질소산화물을 촉매층에서 환원제(우레아, 암모니아 등)와 화학적으로 반응시켜 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시키도록 구성된다. 여기서, 촉매는 압출 혹은 금속성 코팅이 형성된 다공질 촉매 필터로 이루어진 것으로서, SCR 반응기 내에 한 개 또는 여러 개의 SCR 촉매가 연속 설치된다. Among these, the SCR system includes an SCR reactor with a built-in catalyst, and chemically reacts nitrogen oxides in the exhaust gas with a reducing agent (urea, ammonia, etc.) in the catalyst layer to decompose water and nitrogen, which are harmless to humans, and then discharged. Is configured to. Here, the catalyst is composed of a porous catalyst filter formed by extrusion or metallic coating, in which one or several SCR catalysts are continuously installed in the SCR reactor.
도 1은 종래 기술에 따른 SCR 시스템의 개략적 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an SCR system according to the prior art.
도 1에 도시한 바와 같이, SCR 반응기(40)는 엔진 T/C(Turbo Charger)(10)의 후단으로부터 연장된 배기라인(20) 상에 설치되며, SCR 반응기(40)의 전단에서 바이패스 라인(30)이 분기된다. As shown in FIG. 1, the
엔진으로부터 발생되는 배기가스는 T/C(10)를 거쳐 배기라인(20)으로 유입되고, SCR 반응기(40)의 전/후단에 설치된 밸브(21, 22)나 바이패스 밸브(31)가 선택적으로 개폐됨을 통해, 배기가스가 SCR 반응기(40)를 경유하여 질소산화물 저감 후 배출되거나 SCR 반응기(40)를 거치지 않고 바이패스 라인(30)을 통해 곧바로 배출될 수 있다. Exhaust gas generated from the engine is introduced into the
도 1의 SCR 시스템에서, T/C(10) 후단의 배기가스 온도는 대략 190∼300℃ 정도이고, 압력은 대기압 수준이다. T/C(10) 후단의 낮은 배기가스 온도로 인하여 저온에서 활성이 우수한 저온용 촉매를 필요로 한다. In the SCR system of FIG. 1, the exhaust gas temperature behind the T /
그러나, 종래의 SCR 시스템은 SCR 반응기(40)가 설치된 배기라인(20)과 바이패스 라인(30)이 상술한 바와 같이 분기된 구조이며, 이에 따라 SCR 시스템 정지시 SCR 반응기(40) 내 온도가 상온까지 강하된다. 이에, SCR 반응기(40) 운전을 위한 예열시 많은 열원이 소모된다.However, the conventional SCR system has a structure in which the
또한, SCR 반응기(40) 내부의 낮은 온도로 인해 부식을 유발하는 황산(sulfuric acid) 및 ABS(Ammonium Bisulfate)의 고착, PM(Particle Material)/수트(Soot) 및 우레아염(urea salt)의 침적 등 여러 가지 문제가 발생한다. In addition, sedimentation of sulfuric acid (sulfuric acid) and ABS (Ammonium Bisulfate) which cause corrosion due to the low temperature inside the
이러한 문제를 해결하기 위해서는, 별도의 추가 열원(버너 등), 수트 블로워(Soot Blower) 및 우레아를 가수분해하여 제공하기 위한 별도의 환원제 공급장치 등이 요구되는데, 이는 시스템 구성이 복잡하고 설치가 번거로운 문제점이 있다.To solve this problem, a separate additional heat source (burner, etc.), soot blower, and a separate reducing agent supply device for hydrolyzing and providing urea are required, which is complicated in system configuration and cumbersome to install. There is a problem.
본 출원인은 상술한 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허공보 제2017-49889호를 통해, 바이패스 라인과 SCR 반응기를 일체화시키고 밸브장치를 통해 배기가스의 바이패스 여부를 선택적으로 제어할 수 있는 장치를 제시한 바 있다. In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant discloses a device capable of selectively controlling whether exhaust gas is bypassed through an integrated valve line and an SCR reactor and a valve device through Korea Patent Publication No. 2017-49889. I have suggested.
한편, 한국공개특허공보 제2015-64052호는 SCR 촉매가 구비되는 정화 케이싱의 일측에 바이패스 경로를 구비시키는 발명을 제시하고 있으나, SCR 반응기의 부피가 커지는 단점이 있다. On the other hand, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2015-64052 proposes an invention having a bypass path on one side of a purification casing provided with an SCR catalyst, but has a disadvantage in that the volume of the SCR reactor becomes large.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결함과 함께 한국공개특허공보 제2017-49889호에 개시된 발명을 개선한 것으로서, 보다 간략한 장치구조의 기반 하에 배기가스를 이용하여 SCR 반응기를 효과적으로 예열함과 함께 장치의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 SCR 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention solves the above problems and improves the invention disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-49889. The apparatus together with the effective preheating of the SCR reactor using exhaust gas on the basis of a simpler device structure is provided. An object of the present invention is to provide an SCR device that can facilitate the maintenance of the device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SCR 장치는 SCR 촉매가 구비된 외관과, 외관 내의 공간에 구비된 내관으로 구성되는 SCR 반응기; 상기 외관과 연결되어 상기 외관에 배기가스를 공급하는 배기가스 배관; 및 배기가스 배관의 일 지점과 내관의 일 지점을 연결하여 배기가스 배관의 배기가스를 내관에 공급하는 바이패스 배관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. SCR apparatus according to the present invention for achieving the above object is an SCR reactor composed of an outer tube provided with the SCR catalyst, and the inner tube provided in the space within the exterior; An exhaust gas pipe connected to the exterior to supply exhaust gas to the exterior; And a bypass pipe connecting one point of the exhaust gas pipe and one point of the inner pipe to supply the exhaust gas of the exhaust gas pipe to the inner pipe.
상기 바이패스 배관 내에 구비되어 바이패스 배관을 선택적으로 개방, 차단하는 바이패스 밸브; 상기 배기가스 배관 내에 구비되어 배기가스 배관을 선택적으로 개방, 차단하는 배기가스 밸브;를 더 포함하며, 상기 배기가스 밸브의 구비 위치는 바이패스 배관이 연결되는 배기가스 배관의 일 지점보다 높은 곳에 위치한다. A bypass valve provided in the bypass pipe to selectively open and close the bypass pipe; And an exhaust gas valve provided in the exhaust gas pipe to selectively open and shut off the exhaust gas pipe, wherein the exhaust gas valve is provided at a position higher than a point of the exhaust gas pipe to which the bypass pipe is connected. do.
상기 내관과 외관은 평면 기준으로 동심원을 이루는 형태로 배치된다. The inner tube and the outer tube are arranged in the form of concentric circles on a plane basis.
상기 배기가스 배관은 외관의 하단측과 연결되며, 내관은 배기가스 배관의 하부 공간으로 연장되어 삽입된 형태로 배치된다. The exhaust gas pipe is connected to the lower side of the exterior, the inner pipe is disposed in the form extending to the lower space of the exhaust gas pipe inserted.
상기 배기가스 밸브를 차단시킴과 함께 바이패스 밸브를 개방시켜, 배기가스 배관의 배기가스를 바이패스 배관을 거쳐 SCR 반응기의 내관으로 공급하여, 외관 내부에 구비된 SCR 촉매를 예열시킬 수 있다. By shutting off the exhaust gas valve and opening the bypass valve, the exhaust gas of the exhaust gas pipe may be supplied to the inner tube of the SCR reactor through the bypass pipe to preheat the SCR catalyst provided in the exterior.
상기 바이패스 밸브를 차단시킴과 함께 배기가스 밸브를 개방시켜, 배기가스 배관의 배기가스를 SCR 반응기의 외관으로 공급하여, 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물을 SCR 촉매 및 환원제를 통해 환원시킬 수 있다. By shutting off the bypass valve and opening the exhaust gas valve, the exhaust gas of the exhaust gas pipe may be supplied to the exterior of the SCR reactor, and nitrogen oxide contained in the exhaust gas may be reduced through the SCR catalyst and the reducing agent. .
상기 바이패스 밸브와 배기가스 밸브를 모두 개방시키거나, 바이패스 밸브는 차단하고 배기가스 밸브를 개방하여 SCR 촉매를 재생시킬 수 있다. The bypass valve and the exhaust gas valve may be opened or the bypass valve may be blocked and the exhaust gas valve may be opened to regenerate the SCR catalyst.
본 발명에 따른 SCR 장치는 다음과 같은 효과가 있다. The SCR device according to the present invention has the following effects.
배기가스를 이용하여 SCR 반응기를 상시적으로 예열시킬 수 있으며, 장치 구조가 간략함에 따라 설치 및 유지보수가 용이하다. The exhaust gas can be used to preheat the SCR reactor at all times, and the installation and maintenance are easy due to the simple structure of the device.
도 1은 종래 기술에 따른 SCR 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치의 절개 사시도
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치의 예열 동작을 설명하기 위한 참고도.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치의 운전 동작을 설명하기 위한 참고도. 1 is a block diagram of a conventional SCR device.
2 is a front view of an SCR device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cutaway perspective view of an SCR device according to an embodiment of the present invention;
4A is a reference diagram for explaining a preheating operation of an SCR device according to one embodiment of the present invention;
Figure 4b is a reference diagram for explaining the operation of the SCR device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 엔진 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물을 SCR 촉매를 이용하여 환원시키는 SCR 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an SCR apparatus for reducing nitrogen oxide contained in engine exhaust gas using an SCR catalyst.
앞서, '발명의 배경이 되는 기술'에서 언급한 바와 같이, SCR 반응기는 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물이 SCR 촉매 및 환원제에 의해 질소(N2)로 환원되는 공간을 제공한다. 또한, SCR 반응기는 필요에 따라 동작된다. 즉, 질소산화물의 저감이 요구되는 경우에는 SCR 반응기가 동작되며, 질소산화물의 저감이 요구되지 않는 경우에는 SCR 반응기가 동작되지 않는다. 한편, SCR 촉매에 의한 질소산화물의 환원 반응은 일정 온도 이상에서 진행된다. 따라서, SCR 반응기가 정지된 상태에서 SCR 촉매에 의한 질소산화물의 환원 반응을 유도하기 위해서는 SCR 반응기의 승온이 요구된다. As mentioned above in the background technology of the invention, the SCR reactor provides a space in which the nitrogen oxide contained in the exhaust gas is reduced to nitrogen (N 2 ) by the SCR catalyst and the reducing agent. In addition, the SCR reactor is operated as necessary. That is, the SCR reactor is operated when the reduction of nitrogen oxides is required, and the SCR reactor is not operated when the reduction of the nitrogen oxides is not required. On the other hand, the reduction reaction of nitrogen oxides by the SCR catalyst proceeds above a certain temperature. Therefore, in order to induce a reduction reaction of nitrogen oxides by the SCR catalyst in the state in which the SCR reactor is stopped, an elevated temperature of the SCR reactor is required.
본 발명은 SCR 반응기가 동작하지 않은 상태 즉, SCR 촉매에 의한 질소산화물의 환원 반응이 진행되지 않는 상태에서 배기가스를 이용하여 SCR 반응기를 지속적으로 예열시킴으로써 SCR 반응기의 동작시 SCR 촉매에 의한 질소산화물의 환원 반응이 효과적으로 진행되도록 하여 SCR 반응기에 대한 별도의 승온 과정이 요구되지 않는 기술을 제시한다. The present invention is a nitrogen oxide by the SCR catalyst during the operation of the SCR reactor by continuously preheating the SCR reactor using the exhaust gas in the state that the SCR reactor is not operated, that is, the reduction reaction of the nitrogen oxide by the SCR catalyst does not proceed. It is proposed that the reduction reaction of the reaction proceeds effectively so that a separate temperature raising process for the SCR reactor is not required.
이를 구현하기 위해, 본 발명은 SCR 반응기를 동심원 형태로 배치되는 내관과 외관으로 구성하고, SCR 반응기의 외관은 배기가스 배관과 연결시키고 SCR 반응기의 내관은 배기가스 배관에서 분기된 바이패스 배관과 연결되도록 하는 구성을 제시한다. SCR 촉매는 SCR 반응기의 외관에 구비되며, SCR 반응기의 중심부에 구비된 내관을 통해 배기가스가 배출되도록 함으로써 내관에 의한 SCR 반응기의 예열이 가능하게 된다. In order to realize this, the present invention comprises an SCR reactor with an inner tube and an outer tube arranged in a concentric manner, the exterior of the SCR reactor is connected to the exhaust gas pipe, and the inner tube of the SCR reactor is connected to the bypass pipe branched from the exhaust gas pipe. Present a configuration that makes it possible. SCR catalyst is provided on the exterior of the SCR reactor, by allowing the exhaust gas is discharged through the inner tube provided in the center of the SCR reactor it is possible to preheat the SCR reactor by the inner tube.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an SCR apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치는 SCR 반응기(110)를 구비한다. 상기 SCR 반응기(110)는 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물(NOx)이 질소(N2) 등으로 환원되는 공간을 제공한다. 2 and 3, an SCR apparatus according to an embodiment of the present invention includes an
상기 SCR 반응기(110)는 내관(111)과 외관(112)으로 구성되며, 상기 외관(112) 내의 공간에 내관(111)이 배치되는 구조를 이룬다. 평면 기준으로 상기 내관(111)과 외관(112)은 동심원 형태로 배치되며, 상기 내관(111)의 공간과 외관(112)의 공간은 공간적으로 격리된 상태를 이룬다.The
상기 외관(112)에는 SCR 촉매(113)가 구비되며, 상기 외관(112) 내에서 SCR 촉매(113) 및 환원제에 의한 질소산화물의 환원 반응이 진행된다. 상기 내관(111)에는 바이패스된 배기가스가 통과된다. The
상기 SCR 반응기(110)의 하단측은 엔진 배기가스가 이동되는 배기가스 배관(120)과 연결되는데, 구체적으로 다음과 같은 구조를 이룬다. The lower end side of the
배기가스 배관(120)은 외관(112)의 하단측과 연결되며, 내관(111)은 배기가스 배관(120)의 하부 공간으로 일정 길이만큼 연장된 형태로 배치된다. 즉, 배기가스 배관(120)의 상단측과 외관(112)의 하단측은 플랜지 등의 연결수단을 매개로 연결되며, SCR 반응기(110)의 내관(111)은 배기가스 배관(120)의 상단측에 삽입되어 있는 형태를 이룬다. 여기서, 외관(112)과 연결되는 배기가스 배관(120)의 상단측 직경은 배기가스 배관(120)과 연결되는 외관(112)의 하단측 직경에 대응된다. 또한, 배기가스 배관(120)의 하부 공간으로 연장된 형태로 구비되는 내관(111)의 직경은 배기가스 배관(120)의 직경보다 작다. The
상기 배기가스 배관(120)에 삽입된 부분의 내관(111)에 있어서, 내관(111)의 하부면은 막힌 상태를 이룬다. 이에 따라, 배기가스 배관(120)을 통해 이동되는 배기가스는 외관(112)으로만 공급된다. In the
한편, 상기 배기가스 배관(120)에 삽입된 부분의 내관(111)에 있어서, 내관(111)의 일측에는 바이패스 배관(130)이 연결된다. 상기 바이패스 배관(130)은 배기가스 배관(120)의 일 지점과 내관(111)의 일 지점을 연결하여 배기가스 배관(120)의 배기가스를 내관(111)에 공급하는 역할을 한다. 배기가스 배관(120)의 배기가스는 전술한 바와 같이 배기가스 배관(120)과 연결되어 있는 외관(112)으로만 공급되는데, 후술하는 밸브 조작을 통해 배기가스 배관(120)의 배기가스를 바이패스시켜 상기 내관(111)으로 공급할 수 있다. 여기서, 상기 바이패스 배관(130)이 연결되는 배기가스 배관(120)의 일 지점은 바이패스 배관(130)이 연결되는 내관(111)의 일 지점보다 낮은 곳에 위치한다. On the other hand, in the
배기가스 배관(120)의 배기가스가 외관(112)으로 공급되도록 하거나 바이패스 배관(130)을 거쳐 내관(111)으로 공급되도록 하기 위해서 배기가스 배관(120) 내에는 배기가스 밸브(121)가 구비되고 바이패스 배관(130) 내에는 바이패스 밸브(131)가 구비된다. 상기 배기가스 밸브(121)의 구비 위치는 바이패스 배관(130)이 연결되는 배기가스 배관(120)의 일 지점보다 높은 곳에 위치해야 한다. In order to supply the exhaust gas from the
이와 갖은 구조 하에, 바이패스 밸브(131)가 차단된 상태에서 배기가스 밸브(121)를 개방시키면, 배기가스 배관(120)의 배기가스는 외관(112)으로 공급된다. 반대로, 배기가스 밸브(121)가 차단된 상태에서 바이패스 밸브(131)를 개방시키면, 배기가스 배관(120)의 배기가스는 바이패스 배관(130)으로 공급되며 최종적으로 내관(111)으로 이동된다. 참고로, 배기가스 밸브(121)와 바이패스 밸브(131)를 모두 개방하면 배기가스 배관(120)의 배기가스는 외관(112)과 내관(111)에 모두 공급되며, 배기가스 밸브(121)와 바이패스 밸브(131)를 모두 차단하면 외관(112) 및 내관(111)으로의 배기가스 공급은 차단된다. Under this structure, when the
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치의 구성에 대해 설명하였다. 상기 구성 하에 진행되는 SCR 장치의 동작 즉, SCR 반응기(110)의 예열 및 SCR 촉매(113)에 의한 질소산화물의 환원 반응에 대해 설명하면 다음과 같다. In the above, the configuration of the SCR device according to an embodiment of the present invention has been described. The operation of the SCR apparatus under the above configuration, that is, the preheating of the
먼저, SCR 반응기(110)의 예열 동작에 대해 설명하기로 한다. First, the preheating operation of the
SCR 반응기(110)의 예열이라 함은 SCR 반응기(110)가 동작되지 않는 상태 즉, SCR 촉매(113)에 의한 질소산화물의 환원 반응이 진행되지 않는 상태가 전제되며, 이와 같은 상태에서 SCR 반응기(110)의 동작시 SCR 촉매(113)에 의한 질소산화물의 환원 반응이 원활히 진행되도록 SCR 반응기(110)의 온도를 높이는 과정을 의미한다. The preheating of the
SCR 반응기(110)의 예열 동작은 다음과 같이 진행된다(도 4a 참조). The preheating operation of the
엔진의 배기가스가 배기가스 배관(120)을 따라 이동되는 상태에서, 배기가스 밸브(121)는 차단시키고 바이패스 밸브(131)는 개방시킨다. 이에 따라, 배기가스 배관(120)의 배기가스는 바이패스 배관(130)을 거쳐 SCR 반응기(110)의 내관(111)으로 공급된다. 배기가스가 SCR 반응기(110)의 내관(111)을 따라 이동됨에 따라, 내관(111)의 배기가스 온도에 의해 외관(112) 내부의 온도가 상승되며, 이를 통해 외관(112) 내부에 구비된 SCR 촉매(113)가 예열된다. In a state where the exhaust gas of the engine is moved along the
상술한 바와 같은 예열 동작에 의해 SCR 반응기(110)의 외관(112) 즉, SCR 촉매(113)가 구비된 외관(112)은 상시적으로 예열된 상태를 이룬다. By the preheating operation as described above, the
SCR 촉매(113)가 구비된 외관(112)이 예열된 상태에서, SCR 촉매(113)에 의한 질소산화물의 환원 반응 이른 바, SCR 운전 동작이 필요에 따라 진행되는데, SCR 운전은 다음과 같이 진행된다(도 4b 참조). In the state in which the exterior 112 with the
바이패스 밸브(131)는 차단시키고 배기가스 밸브(121)는 개방시킨다. 이에 따라, 배기가스 배관(120)의 배기가스는 배기가스 배관(120)과 연결된 SCR 반응기(110)의 외관(112)으로만 공급되며, 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물은 SCR 촉매(113) 및 환원제에 의해 질소(N2) 등으로 환원된다. 이 때, 환원제는 환원제 공급장치를 통해 배기가스 배관(120)에 공급된다. The
이상, SCR 반응기(110)의 예열 동작 및 SCR 운전 동작에 대해 설명하였다. 한편, 상기 바이패스 밸브(131) 및 배기가스 밸브(121)는 선택적으로 개방, 차단되고, 상술한 SCR 반응기(110)의 예열 동작 및 SCR 운전 동작은 바이패스 밸브(131)와 배기가스 밸브(121) 중 어느 하나는 개방되고 다른 하나는 개방된 상태에서 진행되는데, 바이패스 밸브(131)와 배기가스 밸브(121)를 모두 개방하거나 모두 차단하는 동작 또한 이용 가능하다. The preheating operation and the SCR operation operation of the
구체적으로, SCR 촉매(113)의 재생이 요구되는 경우, 바이패스 밸브(131)와 배기가스 밸브(121)를 모두 개방할 수 있다. 또한, SCR 장치의 유지보수가 필요하거나 SCR 장치의 비상상황에서 바이패스 밸브(131)와 배기가스 밸브(121)를 모두 개방하거나 모두 차단할 수 있다. 참고로, SCR 촉매(113)의 재생이 요구되는 경우, 상기의 밸브 동작 이외에 바이패스 밸브(131)는 차단하고 배기가스 밸브(121)만 개방할 수도 있다. Specifically, when regeneration of the
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 장치 및 그에 따른 SCR 반응기(110)의 예열 동작과 SCR 운전 동작을 설명하였다. 본 발명에 따른 SCR 장치는 내관(111)과 외관(112)으로 구성되는 SCR 반응기(110), SCR 촉매(113)가 구비된 외관(112)에 연결된 배기가스 배관(120), 내관(111)에 연결된 바이패스 배관(130), 배기가스 배관(120)과 바이패스 배관(130)을 선택적으로 개방, 차단하는 배기가스 밸브(121)와 바이패스 배관(130)으로 구성되는데, 장치 구조가 복잡하지 않음에 따라 설치 및 유지보수가 용이하다. In the above, the preheating operation and the SCR operation operation of the SCR device and the
110 : SCR 반응기 111 : 내관
112 : 외관 113 : SCR 촉매
120 : 배기가스 배관 121 : 배기가스 밸브
130 : 바이패스 배관 131 : 바이패스 밸브110: SCR reactor 111: inner tube
112: appearance 113: SCR catalyst
120: exhaust gas pipe 121: exhaust gas valve
130: bypass piping 131: bypass valve
Claims (7)
상기 외관과 연결되어 상기 외관에 배기가스를 공급하는 배기가스 배관; 및
배기가스 배관의 일 지점과 내관의 일 지점을 연결하여 배기가스 배관의 배기가스를 내관에 공급하는 바이패스 배관;을 포함하여 이루어지며,
상기 바이패스 배관 내에 구비되어 바이패스 배관을 선택적으로 개방, 차단하는 바이패스 밸브;
상기 배기가스 배관 내에 구비되어 배기가스 배관을 선택적으로 개방, 차단하는 배기가스 밸브;를 더 포함하며,
상기 배기가스 밸브의 구비 위치는 바이패스 배관이 연결되는 배기가스 배관의 일 지점보다 높은 곳에 위치하며,
상기 배기가스 배관은 외관의 하단측과 연결되며, 내관은 배기가스 배관의 하부 공간으로 연장되어 삽입된 형태로 배치되며,
상기 바이패스 밸브와 배기가스 밸브를 모두 개방하여 SCR 촉매를 재생시킬 수 있으며,
상기 내관과 외관은 평면 기준으로 동심원을 이루는 형태로 배치되며,
배기가스 밸브는 차단시키고 바이패스 밸브는 개방시켜, SCR 촉매를 예열시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 SCR 장치.
An SCR reactor composed of an exterior with an SCR catalyst and an inner tube provided in a space within the exterior;
An exhaust gas pipe connected to the exterior to supply exhaust gas to the exterior; And
And a bypass pipe connecting one point of the exhaust gas pipe and one point of the inner pipe to supply the exhaust gas of the exhaust gas pipe to the inner pipe.
A bypass valve provided in the bypass pipe to selectively open and close the bypass pipe;
And an exhaust gas valve provided in the exhaust gas pipe to selectively open and shut off the exhaust gas pipe.
The exhaust gas valve is provided at a position higher than one point of the exhaust gas pipe to which the bypass pipe is connected.
The exhaust gas pipe is connected to the lower side of the exterior, the inner tube is disposed in the form extending to the lower space of the exhaust gas pipe inserted,
It is possible to regenerate the SCR catalyst by opening both the bypass valve and the exhaust gas valve,
The inner tube and the outer tube are arranged in the form of concentric circles on a plane basis,
SCR device, characterized in that the exhaust gas valve is blocked and the bypass valve is opened to preheat the SCR catalyst.
The SCR catalyst according to claim 1, wherein the exhaust gas valve is blocked and a bypass valve is opened to supply exhaust gas of the exhaust gas pipe to the inner tube of the SCR reactor through the bypass pipe, thereby providing an SCR catalyst provided inside the exterior. SCR device which can be preheated.
The method of claim 1, wherein the bypass valve is blocked and the exhaust gas valve is opened to supply the exhaust gas of the exhaust gas pipe to the exterior of the SCR reactor, and the nitrogen oxide contained in the exhaust gas is converted into an SCR catalyst and a reducing agent. SCR device, characterized in that can be reduced through.
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Citations (2)
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2003269149A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Denitrification device |
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