KR102137323B1 - 선택적 촉매 환원 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 과급부, 그리고 상기 과급부 전방에 배치되어 배기가스로 환원제를 공급하는 환원제 공급부를 포함한다.

Description

선택적 촉매 환원 시스템{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}
본 발명의 실시예는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시킬 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 엔진의 연소시 발생되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시킨다. 이러한 선택적 촉매 환원 시스템은 선박 등이 설치되어 이의 항해 영역에 따라 작동될 수 있다.
선택적 촉매 환원 시스템에 공급되는 환원제가 우레아인 경우, 이의 효과적인 질소산화물의 저감을 위해 암모니아로 분해시켜 공급해야 한다.
이러한 경우, 환원제를 열분해 시키기 위한 가열장치와 같은 별도의 구성이 추가되고, 선택적 촉매 환원 시스템 상에 이를 설치하기 위한 별도의 공간이 마련되어야 하는 문제점이 있다. 즉, 환원제를 열분해 시키기 위한 열원의 구성 및 이의 설치공간이 선택적 촉매 환원 시스템에 요구된다.
따라서, 선택적 촉매 환원 시스템의 설치공간이 증가되고 별도의 구성이 추가됨에 따라 이를 유지하기 위한 연료의 공급을 위한 별도의 설비들이 추가 설치되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 환원제를 효과적으로 열분해 시킬 수 있고 이를 공급받아 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시킬 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 과급부, 그리고 상기 과급부 전방에 배치되어 배기가스로 환원제를 공급하는 환원제 공급부를 포함한다.
또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 배기 리시버와 상기 과급부 사이에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 전방 유로와, 상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로, 그리고 상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환원제 공급부는 상기 전방 유로 상에 설치될 수 있다.
또는, 상기 환원제 공급부는 상기 배기 리시버의 일측에 설치될 수 있다.
또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 과급부 전방의 상기 전방 유로 상에 설치되고, 상기 전방 유로를 통과하는 배기가스에 포함된 이물질을 필터링 하는 필터부재를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 과급부 전방의 상기 전방 유로 상에 설치되고, 상기 전방 유로를 통과하는 환원제를 가수분해하는 가수분해 촉매를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템의 상기 과급부는 복수개의 과급기를 포함하고, 상기 환원제 와 상기 복수개의 과급기 사이에 배치되어 환원제가 혼합된 배기가스를 상기 복수개의 과급기로 분배시켜 공급하는 분배 유로, 그리고 상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 과급부는 복수개의 과급기를 포함하고, 상기 전방 유로는 상기 배기 리시버와 상기 복수개의 과급기 사이에 복수로 형성되고, 상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 전방 유로 상에서 상기 환원제 공급부를 우회하여 배기가스의 이동을 안내하는 환원제 우회 유로를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기 후방의 배기가스 일부를 상기 반응기를 우회하여 상기 반응기 전방으로 이동되도록 안내하는 반응기 우회 유로와, 상기 반응기 우회 유로 상에 설치된 우회 가열부재, 그리고 상기 반응기 우회 유로 상에 설치된 블로워를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기로 유입되는 배기가스를 승온시키는 배기가스 가열부재를 더 포함할 수 있다.
또는, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 복수의 과급기를 포함하는 과급부와, 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 공급부와, 상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로와, 상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기와, 상기 환원제 공급부와 상기 복수개의 과급기 사이에 배치되어, 환원제가 혼합된 배기가스를 상기 복수개의 과급기로 분배시켜 공급하는 분배 유로, 그리고 상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어, 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로를 포함한다.
또는, 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버와, 상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 복수의 과급기를 포함하는 과급부와, 상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로와, 상기 후방 유로 상에 배치되고 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기와, 상기 배기 리시버와 상기 복수의 과급기 중 어느 하나 사이에 배치되어 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스의 이동을 안내하는 제1 전방 유로와, 상기 배기 리시버와 상기 복수의 과급기 중 나머지 하나 사이에 배치되어 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스의 이동을 안내하는 제2 전방 유로와, 상기 제1 전방 유로 또는 상기 제2 전방 유로 중 어느 하나 상에 배치되어 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 공급부, 그리고 상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 포함된 질소산화물의 제거를 위해 배기가스의 열에너지로 열분해시킨 환원제를 효과적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸다.
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.
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.
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.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)을 설명한다.
선택적 촉매 환원 시스템(101)은 엔진(10)에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시킨다. 선택적 촉매 환원 시스템(101)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 배기 리시버(100)와 과급부(200) 그리고 환원제 공급부(300)를 포함한다.
배기 리시버(100)는 엔진(10)에서 배출되는 배기가스가 저장된다. 구체적으로, 엔진(10)으로 공급된 연료의 연소에 따라 발생되는 배기가스는 배기 리시버(100)를 통과한다.
과급부(200)는 배기 리시버(100) 후방에 설치되어 엔진(10)에서 배출되는 배기가스에 의해 회전된다. 또한, 과급부(200)는 배기가스에 의해 회전되어 엔진(10)의 연소에 필요한 압축공기를 공급할 수 있다. 구체적으로, 과급부(200)는 배기가스에 의해 회전되는 터빈(211)과 터빈(211)의 회전에 의해 회전되어 외기를 압축시켜 엔진(10)으로 공급되는 압축기(212)를 포함할 수 있다.
환원제 공급부(300)는 과급부(200) 전방에 배치되어 배기가스로 환원제를 공급한다. 환원제 공급부(300)에서 공급된 환원제는 과급부(200) 전방으로 분사되어 과급부(200) 후방의 배기가스보다 상대적으로 높은 온도의 배기가스에 의해 효과적으로 열분해 될 수 있다.
구체적으로, 환원제 공급부(300)는 배기 리시버(100)와 과급부(200) 상이에 설치되어, 과급부(200)의 터빈(211)으로 공급되는 배기가스에 환원제를 분사할 수 있다.
일예로, 환원제 공급부(300)는 환원제 분사라인(320)과 열분해 챔버(310)를 포함할 수 있다. 환원제 공급부(300)는 외부의 저장된 환원제를 열분해 챔버(310)로 공급할 수 있다. 열분해 챔버(310)는 과급부(200) 전방에 배기가스가 통과하는 위치에 설치되어, 배기가스에 의해 환원제 분사라인(320)으로부터 분사된 환원제를 열분해 시킬 수 있다.
환원제 분사라인(320)으로부터 분사된 환원제가 우레어(Urea)인 경우, 열분해 챔버(310)에서 암모니아로 열분해되어 배기가스에 혼합될 수 있다.
일예로, 과급부(200) 전방의 배기가스의 온도는 280도(℃) 내지 450도(℃) 범위 내에 있을 수 있다. 또한 과급부(200) 전방의 배기가스의 압력은 1.1 내지 5.0bar Abs. 고압을 유지할 수 있다. 즉, 환원제 공급부(300)는 이러한 온도 범위와 압력을 갖는 배기가스에 환원제를 공급하여 이의 열분해가 이뤄지도록 할 수 있다. 다시 말해, 환원제 공급부(300)가 환원제를 분사하는 배기가스의 환경은 상술한 바와 같다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 과급부(200) 전방의 배기가스로 환원제를 공급할 수 있어, 배기가스의 열에너지를 분사된 환원제의 열분해에 요구되는 에너지로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 전방 유로(400)와 후방 유로(600) 그리고 반응기(500)를 더 포함할 수 있다.
전방 유로(400)는 배기 리시버(100)와 과급부(200) 사이에 설치되어 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스가 통과되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 전방 유로(400)는 배기 리시버(100)와 과급부(200)의 터빈(212) 사이에 배치되어, 배기 리시버(100)를 통과한 배기가스가 터빈(212)으로 이동되도록 안내할 수 있다. 즉, 전방 유로(400)는 배기 리시버(100)를 통과한 배기가스 중 다량을 과급부(200)의 터빈(212)으로 이동되도록 안내할 수 있다.
후방 유로(600)는 과급부(200) 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내할 수 있다. 구체적으로, 후방 유로(600)는 과급부(200)의 터빈(211을 통과한 배기가스가 배출되도록 안내할 수 있다.
반응기(500)는 내부에 선택적 환원 촉매(510)가 설치될 수 있다. 또한, 반응기(500)를 통과하는 환원제와 혼합된 배기가스는 선택적 환원 촉매(510)를 통과하며, 배기가스에 포함된 질소산화물이 물(또는 수증기)와 질소로 분해되어 외부로 배출될 수 있다.
즉, 반응기(500)는 후방 유로(600)를 통과하는 배기가스가 이의 내부에 배치된 선택적 환원 촉매(510)를 통과하며 질소산화물이 선택적으로 저감되도록 할 수 있다. 따라서, 반응기(500)를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스는 질소산화물이 물(또는 수증기)와 질소로 분해되어 외부로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 환원제 공급부(300)는 전방 유로(400) 상에 설치될 수 있다.
환원제 공급부(300)는 전방 유로(400) 상에 설치되어, 과급부(200)의 터빈(212)으로 공급되기 전의 배기가스로 환원제를 효과적으로 분사할 수 있다. 구체적으로, 환원제 공급부(300)의 열분해 챔버(310)가 전방 유로(400) 상에 설치되어, 과급부(200)를 통과한 배기가스보다 상대적으로 높은 배기가스에 의해 분사된 환원제를 열분해시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 필터부재(810)를 더 포함할 수 있다.
필터부재(810)는 과급부(200)로 공급되는 배기가스에 포함된 이물질을 필터링 할 수 있다. 구체적으로, 필터부재(810)는 배기가스에 포함된 수트 또는 이물질을 필터링 하여 과급부(200)로 이동되는 것을 효과적을 방지할 수 있다.
또한, 필터부재(810)는 전방 유로(400) 상에 설치될 수 있다. 구체적으로, 필터부재(810)는 환원제 공급부(300) 후방의 전방 유로(400) 상에 설치되어 이를 통과하는 배기가스에 포함된 이물질을 필터링 할 수 있다.
그리고, 필터부재(810)는 전방 유로(400)와 탈착 가능하게 결합되어, 작업자에 의해 필터부재(810)가 선택적으로 교체될 수 있다. 이에 따라, 일정한 유지보수의 주기 또는 별도의 센서가 측정한 수명저하에 따른 이상(Error)를 기초로 작업자가 필터부재(810)를 전방 유로(400)로부터 교환시킬 수 있다.
일예로, 필터부재(810)는 환원제 공급부(300)로부터 환원제 분사량이 과다 공급된 경우 열분해 챔버(310)에서 이를 효과적으로 분해시키지 못해 잔여 하는 고형의 환원물질 등이 과급부(200)로 공급되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 가수분해 촉매(830)를 더 포함할 수 있다.
가수분해 촉매(830)는 과급부(200) 전방에 설치될 수 있다. 또한, 가수분해 촉매(830)는 환원제와 혼합된 배기가스가 이를 통과하며 가수분해되도록 할 수 있다.
이러한 가수분해 촉매(830)는 전방 유로(400) 상에 설치되어, 전방 유로(400)와 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 작업자는 가수분해 촉매(830)를 전방 유로(400)로부터 탈착시켜 교환할 수 있다.
또한, 가수분해 촉매(830)가 설치시 앞서 서술한 필터부재(810)의 역할을 동시에 하며 과급부(200)로 공급되는 이물질을 거르고, 환원제 분해의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 반응기 우회 유로(710)과 우회 가열부재(730) 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
반응기 우회 유로(710)은 반응기(500) 후방의 배기가스 일부를 반응기(500)를 우회하여 반응기(500) 전방으로 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 반응기 우회 유로(710)의 일단은 반응기(500) 후방의 후방 유로(600)와 연결되고, 반응기 우회 유로(710)의 타단은 반응기(500) 전방의 후방 유로(600)와 연결될 수 있다.
반응기 우회 유로(710)은 반응기(500)를 통과한 질소산화물이 저감된 배기가스의 일부가 반응기(500) 전방으로 공급되도록 안내할 수 있다.
우회 가열부재(730)는 반응기 우회 유로(710) 상에 설치되어, 반응기 우회 유로(710)을 통과하는 배기가스를 승온시켜 반응기(500) 전방으로 공급되도록 할 수 있다.
블로워(720)는 반응기 우회 유로(710) 상에 설치될 수 있다. 블로워(720)는 반응기 우회 유로(710)으로 반응기(500)를 통과한 배기가스의 일부가 유입되도록 유체의 흐름을 제어할 수 있다.
구체적으로, 우회 가열부재(730)와 블로워(720)는 제어부에 의해 제어되며, 반응기(500) 내부에 설치된 선택적 환원 촉매(510)의 재생을 위해 작동될 수 있다. 따라서, 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 반응기 우회 유로(710)과 우회 가열부재(730) 그리고 블로워(720)를 포함하고 있어, 반응기(500)를 통과한 배기가스를 승온시켜 공급함으로써 반응기(500) 내부에 설치된 선택적 환원 촉매(510)를 효과적으로 재생시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)을 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함하는 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300)와 과급부(200)와 반응기(500)와 전방 유로(400) 그리고 후방 유로(600)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
배기가스 가열부재(740)는 반응기(500)로 유입되는 배기가스를 승온시킬 수 있다. 구체적으로, 배기가스 가열부재(740)는 제어부에 의해 작동되며 반응기(500) 내부에 설치된 선택적 환원 촉매(510)의 재생을 위해 열에너지를 공급할 수 있다. 즉, 배기가스 가열부재(740)는 반응기(500) 전방의 후방 유로(600)를 가열하여 이를 통과하는 배기가스가 승온되어 반응기(500)로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)을 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)은 앞서 서술한 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함하는 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300)와 과급부(200)와 반응기(500)와 전방 유로(400) 그리고 후방 유로(600)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 환원제 공급부(300)가 배기 리시버(100)의 일측에 설치될 수 있다.
환원제 공급부(300)는 배기 리시버(100)의 일측에 설치되어, 배기 리시버(100)의 고온의 배기가스에 의해 환원제가 열분해되도록 할 수 있다. 구체적으로, 환원제 공급부(300)의 열분해 챔버(310)가 배기 리시버(100)의 일측에 설치될 수 있다. 따라서, 열분해 챔버(310)로 분사되는 환원제는 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스가 열분해 챔버(310)를 통과하며 전달하는 열에너지 및 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스의 열에너지기 열분해 챔버(310)로 전달될 수 있다.
또한, 배기 리시버(100)의 일측에 설치된 열분해 챔버(310)를 통과한 배기가스가 전방 유로(400)를 통과하여 과급부(200)에 공급될 수 있다. 즉, 전방 유로(400)는 열분해 챔버(310)와 과급부(200) 사이에 배치되어, 열분해 챔버(310)를 통과한 배기가스가 과급부(200)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제3 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(104)을 설명한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(104)은 앞서 서술한 본 발명의 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함하는 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300)와 과급부(200)와 반응기(500)와 전방 유로(400) 그리고 후방 유로(600)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220)를 포함할 수 있다.
복수개의 과급기(210,220)는 터빈(211,221)과 압축기(212,222)를 포함하는 과급기(210,220)가 복수개 배치될 수 있다. 즉, 환원제 공급부(300)와 반응기(500) 사이에 복수개의 과급기(210,220)가 설치되어, 각각의 터빈(211,221)을 통과한 배기가스가 후방 유로(600)를 통해 반응기(500)로 공급되도록 할 수 있다.
과급부(200)는 제1 과급기(210)와 제2 과급기(220)를 포함할 수 있다. 제1 과급기(210)는 제1 터빈(211)과 제1 압축기(212)를 포함할 수 있다. 제2 과급기(220)는 제2 터빈(221)과 제2 압축기(222)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(104)은 분배 유로(420)와 합류 유로(650)를 더 포함할 수 있다.
분배 유로(420)는 환원제 공급부(300)와 복수개의 과급기(210,220) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 분배 유로(420)는 환원제가 혼합된 배기가스를 복수개의 과급기(210,220)로 분배되도록 안내할 수 있다.
또한, 분배 유로(420)의 일단은 전방 유로(400)와 연결될 수 있다. 분배 유로(420)의 타단은 복수의 배관이 복수개의 과급기(210,220)가 포함하는 터빈(211,221)의 개수와 동일하개 배치되어 전방 유로(400)를 통과한 배기가스가 각각의 터빈(211,221)으로 공급되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 분배 유로(420)는 전방 유로(400)와 제1 터빈(211) 및 제2 터빈(221)과 연결될 수 있다. 즉, 분배 유로(420)의 일단은 전방 유로(400)와 연결되고, 분배 유로(420)의 타단은 제1 터빈(211)과 제2 터빈(221)과 연결되어 전방 유로(400)를 통과한 배기가스가 제1 터빈(211) 및 제2 터빈(221)을 통과하여 후방 유로(600)로 유입되도록 안내할 수 있다.
따라서, 분배 유로(420)에 의해 전방 유로(400)를 통과한 배기가스가 균일하게 복수의 과급기(210,220)로 분배되어, 복수의 과급기(210,220) 중 어느 하나로 배기가스가 과잉 공급되어 발생하는 서징(Surging)을 효과적을 방지할 수 있다.
합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220)와 반응기(500) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220)를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 합류 유로(650)의 일단은 복수개의 과급기(210,220)가 포함하는 터빈(211,221)의 개수와 동일하개 배치되어 제1 터빈(211) 및 제2 터빈(221)과 연결되고, 합류 유로(650)의 타단은 후방 유로(600)와 연결될 수 있다. 따라서, 제1 터빈(211) 및 제2 터빈(221)을 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(104)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제4 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(104)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 제5 실시예에 따른 선태적 촉매 환원 시스템(105)을 설명한다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(105)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함하는 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300)와 과급부(200)와 반응기(500)와 전방 유로(400) 그리고 후방 유로(600)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(105)의 과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220,230)를 포함할 수 있다.
복수개의 과급기(210,220,230)는 터빈(211,221,231)과 압축기(212,222,232)를 포함하는 과급기(210,220,230)가 복수개 배치될 수 있다. 즉, 환원제 공급부(300)와 반응기(500) 사이에 복수개의 과급기(210,220,230)가 설치되어, 각각의 터빈(211,221,231)을 통과한 배기가스가 후방 유로(600)를 통해 반응기(500)로 공급되도록 할 수 있다.
과급부(200)는 제1 과급기(210)와 제2 과급기(220)를 포함할 수 있다. 제1 과급기(210)는 제1 터빈(211)과 제1 압축기(212)를 포함할 수 있다. 제2 과급기(220)는 제2 터빈(221)과 제2 압축기(222)를 포함할 수 있다. 제3 과급기(230)는 제3 터빈(231)과 제3 압축기(232)를 포함할 수 잇다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(105)은 분배 유로(420)와 합류 유로(650)를 더 포함할 수 있다.
분배 유로(420)는 환원제 공급부(300)와 복수개의 과급기(210,220,230) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 분배 유로(420)는 환원제가 혼합된 배기가스를 복수개의 과급기(210,220,230)로 분배되도록 안내할 수 있다.
또한, 분배 유로(420)의 일단은 전방 유로(400)와 연결될 수 있다. 분배 유로(420)의 타단은 복수의 배관이 복수개의 과급기(210,220,230)가 포함하는 터빈(211,221,231)의 개수와 동일하게 배치되어 전방 유로(400)를 통과한 배기가스가 각각의 터빈(211,221,231)으로 공급되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 분배 유로(420)는 전방 유로(400)와 제1 터빈(211), 제2 터빈(221), 그리고과 제3 터빈(231)과 연결될 수 있다. 즉, 분배 유로(420)의 일단은 전방 유로(400)와 연결되고, 분배 유로(420)의 타단은 제1 터빈(211)과 제2 터빈(221) 그리고 제3 터빈(231)과 연결되어 전방 유로(400)를 통과한 배기가스가 제1 터빈(211), 제2 터빈(221), 그리고 제3 터빈(231)을 통과하여 후방 유로(600)로 유입되도록 안내할 수 있다.
합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220,230)와 반응기(500) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220,230)를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 합류 유로(650)의 일단은 복수개의 과급기(210,220,230)가 포함하는 터빈(211,221,231)의 개수와 동일하게 배치되어 제1 터빈(211), 제2 터빈(221), 그리고 제3 터빈(231)과 연결되고, 합류 유로(650)의 타단은 후방 유로(600)와 연결될 수 있다. 따라서, 제1 터빈(211), 제2 터빈(221) 그리고 제3 터빈(231)을 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(105)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(105)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)을 설명한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함한 배기 리시버(100)와 전방 유로(400)와 과급부(200)와 후방 유로(600)와 환원제 공급부(300) 그리고 반응기(500)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)의 과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220)를 포함하고 전방 유로(400)를 복수로 형성될 수 있다.
과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220)를 포함할 수 있다. 일예로, 과급부(200)는 제1 터빈(211)과 제1 압축기(212)를 포함하는 제1 과급기(210) 및 제2 터빈(221)과 제2 압축기(222)를 포함하는 제2 과급기(220)를 포함할 수 있다.
전방 유로(400)는 배기 리시버(100)와 복수개의 과급기(210,220) 사이에 복수로 배치될 수 있다. 전방 유로(400)의 개수는 복수개의 과급기(210,220)의 개수와 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 전방 유로(400)는 복수개의 과급기(210,220)로 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스를 각각 공급할 수 있다. 다시 말해, 복수의 전방 유로(400)는 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스가 분할되어 복수개의 과급기(210,220)로 공급되도록 안내할 수 있다.
일예로, 전방 유로(400)는 제1 전방 유로(411)와 제2 전방 유로(412)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 전방 유로(411)의 일측은 배기 리시버(100)와 연결되고, 제1 전방 유로(411)의 타측은 제1 터빈(211)과 연결될 수 있다.
또한, 제2 전방 유로(412)의 일측은 배기 리시버(100)와 연결되고, 제2 전방 유로(412)의 타측은 제2 터빈(221)과 연결될 수 있다.
그리고 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)의 환원제 공급부(300)는 제1 전방 유로(411) 또는 제2 전방 유로(412) 중 어느 하나 상에 설치될 수 있다.
즉, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)은 제1 전방 유로(411)와 제2 전방 유로(412)를 포함하고 있어, 복수의 과급기(210,220)에 효과적으로 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선태적 촉매 환원 시스템(106)은 합류 유로(650)를 더 포함할 수 있다.
합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220)와 반응기(500) 사이에 배치되어, 복수개의 과급기(210,220)를 각각 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 합류 유로(650)의 일측은 제1 터빈(211)과 제2 터빈(221)과 각각 연결되고, 합류 유로(650)의 타측은 후방 유로(600)와 연결될 수 있다. 따라서, 합류 유로(650)는 제1 터빈(211)과 제2 터빈(221)을 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제6 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(106)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)을 설명한다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함한 배기 리시버(100)와 전방 유로(400)와 과급부(200)와 후방 유로(600)와 환원제 공급부(300) 그리고 반응기(500)를 포함할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)의 과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220,230)를 포함하고 전방 유로(400)를 복수로 형성될 수 있다.
과급부(200)는 복수개의 과급기(210,220,230)를 포함할 수 있다. 일예로, 과급부(200)는 제1 터빈(211)과 제1 압축기(212)를 포함하는 제1 과급기(210), 제2 터빈(221)과 제2 압축기(222)를 포함하는 제2 과급기(220) 그리고 제3 터빈(231) 및 제3 압축기(232)를 포함하는 제3 과급기(230)를 포함할 수 있다.
전방 유로(400)는 배기 리시버(100)와 복수개의 과급기(210,220,230) 사이에 복수로 배치될 수 있다. 전방 유로(400)의 개수는 복수개의 과급기(210,220,230)의 개수와 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 전방 유로(400)는 복수개의 과급기(210,220,230)로 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스를 각각 공급할 수 있다. 다시 말해, 복수의 전방 유로(400)는 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스가 분할되어 복수개의 과급기(210,220,230)로 공급되도록 안내할 수 있다.
일예로, 전방 유로(400)는 제1 전방 유로(411)와 제2 전방 유로(412) 그리고 제3 전방 유로(413)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 전방 유로(411)의 일측은 배기 리시버(100)와 연결되고, 제1 전방 유로(411)의 타측은 제1 터빈(211)과 연결될 수 있다. 제2 전방 유로(412)의 일측은 배기 리시버(100)와 연결되고, 제2 전방 유로(412)의 타측은 제2 터빈(221)과 연결될 수 있다. 제3 전방 유로(413)의 일측은 배기 리시버(100)와 연결되고, 제3 전방 유로(413)의 타측은 제3 터빈(231)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전방 유로(411)와 제2 전방 유로(412) 그리고 제3 전방 유로(413)는 각각 서로 이격배치될 수 있다.
그리고 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)의 환원제 공급부(300)는 제1 전방 유로(411) 내지 제3 전방 유로(413) 중 어느 하나 상에 설치될 수 있다.
즉, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)은 제1 전방 유로(411)와 제2 전방 유로(412) 그리고 제3 전방 유로(413)를 포함하고 있어, 복수의 과급기(210,220,230)에 효과적으로 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선태적 촉매 환원 시스템(107)은 합류 유로(650)를 더 포함할 수 있다.
합류 유로(650)는 복수개의 과급기(210,220,230)와 반응기(500) 사이에 배치되어, 복수개의 과급기(210,220,230)를 각각 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 합류 유로(650)의 일측은 제1 터빈(211) 내지 제3 터빈(231)과 각각 연결되고, 합류 유로(650)의 타측은 후방 유로(600)와 연결될 수 있다. 따라서, 합류 유로(650)는 제1 터빈(211) 내지 제3 터빈(231)을 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 반응기(500)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제7 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(107)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(108)을 설명한다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(108)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함한 배기 리시버(100)와 전방 유로(400)와 과급부(200)와 후방 유로(600)와 환원제 공급부(300) 그리고 반응기(500)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(108)은 환원제 우회 유로(660)를 더 포함할 수 있다.
환원제 우회 유로(660)는 배기 리시버(100)를 통과한 배기가스가 환원제 공급부(300)를 우회하여 과급부(200)로 공급되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 환원제 우회 유로(660)의 일단은 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300) 사이의 전방 유로(400)와 연결되고, 환원제 우회 유로(660)의 타단은 환원제 공급부(300)와 과급부(200) 사이의 전방 유로(400)와 연결될 수 있다.
이러한 환원제 우회 유로(660)를 통과하는 배기가스에는 환원제가 분사되지 않은 상태로 과급부(200)로 안내될 수 있다.
또한, 본 발명의 제8 실시예에 따른 선태적 촉매 환원 시스템(108)은 전방 밸브(910)와 후방 밸브(920)와 우회 밸브(930) 그리고 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.
전방 밸브(910)는 환원제 우회 유로(660)의 일단과 환원제 공급부(300)의 열분해 챔버(310) 사이의 전방 유로(400) 상에 배치될 수 있다. 전방 밸브(910)는 열분해 챔버(310)로 공급되는 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다.
후방 밸브(920)는 열분해 챔버(310)와 환원제 우회 유로(660)의 타단 사이의 전방 유로(400) 상에 배치될 수 있다. 후방 밸브(920)는 열분해 챔버(310)를 통과한 배기가스가 과급부(200)로 공급되는 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다.
우회 밸브(930)는 환원제 우회 유로(660)상에 설치될 수 있다. 우회 밸브(930)는 환원제 우회 유로(660)를 통과하는 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다.
제어부(900)는 전방 밸브(910)와 후방 밸브(920) 그리고 우회 밸브(930)의 개폐를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(900)는 환원제 공급부(300)를 제어할 수 있다.
일예로, 선택적 촉매 환원 시스템(108)이 설치된 선박이 배기가스 배출규제 지역을 항해하는 경우, 제어부(900)는 전방 밸브(910)와 후방 밸브(920)를 열고, 우회 밸브(930)를 닫고, 환원제 공급부(300)를 동작시킬 수 있다. 이때, 열분해 챔버(310)로 분사된 환원제는 열분해 되어 과급부(200) 전방의 전방 유로(400)를 통과하는 배기가스와 혼합되어 과급부(200)로 공급될 수 있다.
또는, 선택적 촉매 환원 시스템(108)이 설치된 선박이 배기가스 배출비규제 지역을 항해하는 경우, 제어부(900)는 전방 밸브(910)와 후방 밸브(920)를 닫고, 우회 밸브(930)를 열고, 환원제 공급부(300)를 동작을 중지시킬 수 있다. 이때, 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스는 환원제 공급부(300)를 우회하여 과급부(200)로 공급될 수 있다. 즉, 과급부(200)와 선택적 촉매환원 반응기(500)로 공급되는 배기가스에는 환원제가 포함되지 않은 채로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(108)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제8 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(108)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(109)을 설명한다. 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(109)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함한 배기 리시버(100)와 전방 유로(400)와 과급부(200)와 후방 유로(600)와 환원제 공급부(300) 그리고 반응기(500)를 포함할 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(109)은 환원제 우회 유로(660)를 더 포함할 수 있다.
환원제 우회 유로(660)는 배기 리시버(100)를 통과한 배기가스가 환원제 공급부(300)를 우회하여 과급부(200)로 공급되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 환원제 우회 유로(660)의 일단은 배기 리시버(100)와 환원제 공급부(300) 사이의 전방 유로(400)와 연결되고, 환원제 우회 유로(660)의 타단은 환원제 공급부(300)와 과급부(200) 사이의 전방 유로(400)와 연결될 수 있다.
이러한 환원제 우회 유로(660)를 통과하는 배기가스에는 환원제가 분사되지 않은 상태로 과급부(200)로 안내될 수 있다.
또한, 본 발명의 제9 실시예에 따른 선태적 촉매 환원 시스템(109)은, 도 9에 도시한 바와 같이, 전방 밸브(910)와 삼방 밸브(940) 그리고 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.
전방 밸브(910)는 환원제 우회 유로(660)의 일단과 환원제 공급부(300)의 열분해 챔버(310) 사이의 전방 유로(400) 상에 배치될 수 있다. 전방 밸브(910)는 열분해 챔버(310)로 공급되는 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다.
삼방 밸브(940)는 환원제 우회 유로(660)의 타단과 전방 유로(400) 상에 배치될 수 있다. 삼방 밸브(940)는 열분해 챔버(310)를 통과한 배기가스가 과급부(200)로 공급되는 배기가스의 흐름 및 환원제 우회 유로(660)를 통과한 배기가스가 과급부(200)로 공급되는 것을 선택적으로 제어할 수 있다.
제어부(900)는 전방 밸브(910)와 삼방 밸브(940)의 개폐 및 환원제 공급부(300)의 작동을 제어할 수 있다.
일예로, 선택적 촉매 환원 시스템(109)이 설치된 선박이 배기가스 배출규제 지역을 항해하는 경우, 제어부(900)는 전방 밸브(910)열고, 삼방 밸브(940)가 열분해 챔버(310)와 과급부(200)를 연통시키고 환원제 우회 유로(660)를 폐쇄하도록 제어하고, 환원제 공급부(300)를 동작시킬 수 있다. 이때, 열분해 챔버(310)로 분사된 환원제는 열분해 되어 과급부(200) 전방의 전방 유로(400)를 통과하는 배기가스와 혼합되어 과급부(200)로 공급될 수 있다.
또는, 선택적 촉매 환원 시스템(109)이 설치된 선박이 배기가스 배출비규제 지역을 항해하는 경우, 제어부(900)는 전방 밸브(910)를 닫고, 삼방 밸브(940)가 열분해 챔버(310)와 과급부(200) 사이의 연통을 제한하고 환원제 우회 유로(660)와 과급부(200)가 연통되도록 제어하고, 환원제 공급부(300)를 동작을 중지시킬 수 있다. 이때, 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스는 환원제 공급부(300)를 우회하여 과급부(200)로 공급될 수 있다. 즉, 과급부(200)와 선택적 촉매환원 반응기(500)로 공급되는 배기가스에는 환원제가 포함되지 않은 채로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(109)은 앞서 서술한 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함할 수 있는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830), 우회 배관, 우회 가열부재(730), 그리고 블로워(720)를 더 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 제9 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(109)은 앞서 서술한 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 포함할 수 있는 배기가스 가열부재(740)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101,102,104,105,106,107,108,109)은 과급기 우회 유로(850)를 더 포함할 수 있다.
과급기 우회 유로(850)는 일단이 배기 리시버(100) 연결되고, 타단이 과급부(200) 후방의 후방 유로(600) 또는 합류 유로(650)와 연결될 수 있다. 이러한 과급기 우회 유로(850)는 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스의 일부를 과급부(200)를 우회하여 반응기(500)로 공급시켜 배기가스의 온도를 조절할 수 있다.
또는, 본 발명의 제3 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(103)은 과급기 우회 유로(850)를 더 포함할 수 있다.
과급기 우회 유로(850)는 일단이 환원제 공급부(300)의 열분해 챔버(310)와 연결되고, 타단이 과급부(200) 후방의 후방 유로(600) 또는 합류 유로(650)와 연결될 수 있다. 이러한 과급기 우회 유로(850)는 배기 리시버(100)에 저장되어 환원제 열분해 챔버(310)를 통과한 배기가스의 일부가 과급부(200)를 우회하여 반응기(500)로 공급시켜 배기가스의 온도를 조절할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 동작과정을 서술한다.
선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출규제 지역을 항해 하는 경우, 제어부(900)는 환원제 공급부(300)를 동작시킨다. 또한, 우회 가열부재(730)와 블로워(720)의 작동을 중지시킨다.
엔진(10)에서 연료의 연소로 생성된 질소산화물을 포함한 배기가스는 배기 리시버(100)에 저장된다. 또한, 배기 리시버(100)에 저장된 배기가스는 전방 유로(400)를 통행 과급부(200)를 향해 전달될 수 있다. 이때, 전방 유로(400) 상에 설치된 열분해 챔버(310)로 환원제 공급라인(320)으로부터 환원제가 공급되고, 열분해 챔버(310)를 통과하는 배기가스가 갖는 열에너지에 의해 환원제는 열분해될 수 있다.
이러한 열분해된 환원제와 혼합된 배기가스는 필터부재(810) 또는 가수분해 촉매(830)를 통과한 후, 과급부(200)의 터빈(211)으로 공급될 수 있다. 이러한 배기가스에 의해 터빈(211)은 회전되고, 터빈(211)을 통과한 환원제와 혼합된 배기가스는 전방 유로(400)를 통과 반응기(500)로 유입될 수 있다.
반응기(500)로 유입된 배기가스는 반응기(500) 내부에 설치된 선택적 환원 촉매(510)를 통과하며 물(또는 수증기)과 질소로 분해되어 외부로 배출될 수 있다. 즉, 반응기(500)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물이 저감되어 배출될 수 있다.
또는, 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출비규제 지역을 항해 하는 경우, 제어부(900)는 환원제 공급부(300)를 동작을 중지시킬 수 있다. 이에 따라, 선박이 배기가스 배출비규제 지역을 항해하는 경우, 반응기(500)를 통과한 배기가스에는 여전히 질소산화물이 포함되어 배출될 수 잇다.
그리고, 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출비규제 지역을 항해하거나 정박상태인 경우, 제어부(900)는 우회 가열부재(730)와 블로워(720)를 동작시킬 수 있다.
이때, 반응기(500) 전방으로 우회 가열부재(730)에 의해 승온된 반응기(500)를 통과한 배기가스가 반응기(500) 전방으로 공급될 수 있다. 즉, 블로워(720)의 작동으로 생성된 유체의 흐름에 의해 승온된 배기가스가 반응기(500) 전방으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 반응기(500) 내부에 설치된 선택적 환원 촉매(510)가 반응기(500)의 낮은 온도에 따라 형성된 응축수와 잔여 배기가스가 혼합되어 생성되는 황산에 의한 피독을 효과적으로 방지 할 수 있다. 즉, 제어부(900)는 반응기(500) 내부에 승온된 배기가스를 공급할 수 있어, 선택적 환원 촉매(510)의 피독을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101,102,103,104,105,106,107,108,109)은 과급부(200) 전방을 통과하는 고온 및 고압의 배기가스의 열에너지를 이용하여 환원제를 열분해 시킬 수 있다. 또한, 복수의 과급기(210,220,230)를 포함하는 경우 복수의 과급기(210,220,230)에 배기 리시버에 저장된 배기가스를 고루 공급시킬 수 있다.
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.
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.
10: 엔진 100: 배기 리시버
200: 과급부 210: 제1 과급기
220: 제2 과급기 300: 환원제 공급부
400: 전방 유로 500: 반응기
510: 선택적 환원 촉매 600: 후방 유로
411: 제1 전방 유로 412: 제2 전방 유로
420: 분배 유로 650: 합류 유로
660: 환원제 우회 유로 710: 반응기 우회 유로
720: 블로워 730: 우회 가열부재
740: 배기가스 가열부재
810: 필터부재 830: 가수분해 촉매
101,102,103,104,105,106,107,108,109: 선택적 촉매 환원 시스템

Claims (13)

  1. 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버;
    상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 과급부;
    상기 배기 리시버와 상기 과급부 사이에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 전방 유로;
    상기 과급부 전방에 배치되어 배기가스로 환원제를 공급하며, 상기 전방 유로 상에 배치되어 배기가스의 열에너지로 분사된 환원제를 열분해시키는 열분해 챔버를 포함하는 환원제 공급부;
    상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로;
    일단이 상기 전방 유로와 이격 배치되어 상기 배기 리시버와 연결되고 타단이 상기 후방 유로에 연결되어, 상기 배기 리시버를 통과하는 배기가스의 일부를 분기하여 상기 후방 유로로 우회 가능한 과급기 우회 유로;
    상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기; 및
    상기 전방 유로 상에서 상기 환원제 공급부를 우회하여 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스가 상기 환원제 공급부를 우회하여 상기 과급부로 공급되도록 배기가스의 이동을 안내하는 환원제 우회 유로
    를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버;
    상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 과급부;
    상기 과급부 전방에 배치되어 배기가스로 환원제를 공급하며, 상기 배기 리시버의 일측에 설치되어 배기가스의 열에너지로 분사된 환원제를 열분해시키는 열분해 챔버를 포함하는 환원제 공급부;
    상기 열분해 챔버를 통과한 배기가스를 상기 과급부로 이동되도록 안내하는 전방 유로;
    상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로;
    일단이 상기 전방 유로와 이격 배치되어 상기 열분해 챔버와 연결되고 타단이 상기 후방 유로에 연결되어, 상기 배기 리시버를 통과하는 배기가스의 일부를 분기하여 상기 후방 유로로 우회 가능한 과급기 우회 유로; 및
    상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기
    를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  5. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 과급부 전방의 상기 전방 유로 상에 설치되고, 상기 전방 유로를 통과하는 배기가스에 포함된 이물질을 필터링 하는 필터부재를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  6. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 과급부 전방의 상기 전방 유로 상에 설치되고, 상기 전방 유로를 통과하는 환원제를 가수분해하는 가수분해 촉매를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  7. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 과급부는 복수개의 과급기를 포함하고,
    상기 환원제 공급부와 상기 복수개의 과급기 사이에 배치되어, 환원제가 혼합된 배기가스를 상기 복수개의 과급기로 분배시켜 공급하는 분배 유로; 및
    상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어, 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로
    를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  8. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 과급부는 복수개의 과급기를 포함하고,
    상기 전방 유로는 상기 배기 리시버와 상기 복수개의 과급기 사이에 복수로 형성되고,
    상기 복수개의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어, 상기 복수개의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로
    를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 반응기 후방의 배기가스 일부를 상기 반응기를 우회하여 상기 반응기 전방으로 이동되도록 안내하는 반응기 우회 유로;
    상기 반응기 우회 유로 상에 설치된 우회 가열부재; 및
    상기 반응기 우회 유로 상에 설치된 블로워
    를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  11. 제1항 또는 제4항에서,
    상기 반응기로 유입되는 배기가스를 승온시키는 배기가스 가열부재를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  12. 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버;
    상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 복수의 과급기를 포함하는 과급부;
    상기 배기 리시버와 상기 과급부 사이에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 전방 유로;
    상기 배기 리시버를 통과한 배기가스에 환원제를 분사하며, 상기 전방 유로 상에배치되어 상기 배기가스의 열에너지로 분사된 환원제를 열분해시키는 열분해 챔버를 포함하는 환원제 공급부;
    상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로;
    상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기;
    일측이 상기 전방 유로와 연결되고 타측이 상기 복수의 과급기와 연결되어, 환원제가 혼합된 배기가스를 상기 복수의 과급기로 분배시켜 공급하는 분배 유로;
    상기 복수의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어, 상기 복수의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로; 및
    일단이 상기 배기 리시버와 연결되고 타단이 상기 합류 유로에 연결되어, 상기 배기 리시버의 배기가스의 일부를 분기하여 상기 복수의 과급기를 우회하여 상기 합류 유로로 이동을 안내하는 과급기 우회 유로
    를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  13. 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 저장되는 배기 리시버;
    상기 배기 리시버 후방에 설치되어 상기 엔진에서 배출되는 배기가스에 의해 회전되는 복수의 과급기를 포함하는 과급부;
    상기 과급부 후방에 설치되어 배기가스의 이동을 안내하는 후방 유로;
    상기 후방 유로 상에 배치되고, 내부에 선택적 환원 촉매가 설치된 반응기;
    일측이 상기 배기 리시버와 연결되고 타측이 상기 복수의 과급기 중 어느 하나와 연결되어, 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스가 상기 복수의 과급기 중 어느 하나로 이동되도록 안내하는 제1 전방 유로;
    일측이 상기 배기 리시버 상에 상기 제1 전방 유로의 일측과 이격 배치되어 상기 배기 리시버와 연결되고 타측이 상기 복수의 과급기 중 나머지 하나와 연결되어, 상기 배기 리시버를 통과한 배기가스가 상기 복수의 과급기 중 나머지 하나로 이동되도록 안내하는 제2 전방 유로;
    상기 제1 전방 유로 또는 상기 제2 전방 유로 중 어느 하나 상에 배치되어 배기가스에 환원제를 분사하며, 상기 배기가스의 열에너지로 분사된 환원제를 열분해시키는 열분해 챔버를 포함하는 환원제 공급부;
    상기 복수의 과급기와 상기 반응기 사이에 배치되어, 상기 복수의 과급기를 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 상기 반응기로 공급되도록 안내하는 합류 유로; 및
    일단이 상기 배기 리시버 상에 상기 제1 전방 유로의 일측 및 상기 제2 전방 유로의 일측과 이격 배치되어 상기 배기 리시버와 연결되고 타단이 상기 합류 유로에 연결되어, 상기 배기 리시버를 통과하는 배기가스의 일부를 분기하여 상기 복수의 과급기를 우회하여 상기 합류 유로로 이동을 안내하는 과급기 우회 유로
    를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
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