KR102225916B1 - Lp scr 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SCR 반응기가 T/C(Turbo Charger)의 하류에 설치되는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 SCR 반응기; 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C(Turbo Charger)로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인; 유입되는 배기가스를 가열시켜 상기 SCR 반응기 측으로 보내는 우레아 분해 장치; 상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 우레아 분해 장치로 유도하는 제1EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인; 및 상기 제1EGB 라인과 상기 배기 라인 사이에 연결되는 제3EGB 라인;을 포함하며, 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 SCR 반응기 내의 온도를 ABS 제거 가능한 온도 이상으로 올려 ABS를 기화시켜 SCR 촉매에 달라붙은 ABS를 제거함으로써, SCR 촉매의 성능을 향상시키고, 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

Description

LP SCR 시스템 및 그 제어 방법{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM OF LOW PRESSURE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 SCR 반응기가 T/C(Turbo Charger)의 하류에 설치되는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 보조 동력 시스템인 보조엔진이 설치되어 운영되고 있다.
이러한 선박 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 다수의 부유성 미립자와 질소 산화물인 NOx, 황산화물인 SOx 등의 유해성 물질이 포함되어 있다.
따라서 엔진의 배기 라인에는 매연 여과 장치(DPF:Diesel Particulate Filter), 선택적 촉매 환원 장치(SCR:Selective Catalytic Reduction), 스크러버(Scrubber, SOx 제거) 등을 설치하여 배기가스 내의 유해 성분을 제거하고 있다.
이 중에서 SCR 시스템은 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 촉매(Catalyst) 층에서 암모니아(NH3), 우레아(Urea) 등의 환원제와의 화학적 반응을 통해 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시키는 장치이다.
여기서 SCR 촉매(Catalyst)는 압출 혹은 코팅이 형성된 다공질 촉매 필터로 이루어진 것으로서, 배기 라인에 설치된 SCR 반응기 내에 한 개 또는 두 개가 연속 설치되어 배기가스 내의 유해 성분을 제거하게 된다.
선박 엔진의 SCR 시스템은 ABS(Ammonium Bisulfate:NH4HSO4) 생성 방지, 분해 및 NOx 제거를 위하여 연료 중 황 함량에 따라 250℃ 이상의 고온이 필요함에 따라 엔진 튜닝을 통해 배기가스 온도를 높이거나, SCR 반응기를 배기가스 온도가 250~500℃인 엔진 T/C(Turbo Charger) 상류 측에 설치한다.
이와 같이 SCR 반응기가 T/C 상류에 설치되는 경우, SCR 반응기로 유입되는 배기가스의 압력이 높기 때문에 'HP SCR(High Pressure Selective Catalytic Reduction) 시스템'이라고 한다.
그러나 SCR 반응기를 T/C 상류에 설치하게 되면, 협소한 엔진룸으로 인하여 SCR 반응기의 배치에 어려움이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 배기가스 온도가 150~300℃이며, 압력은 대기압 수준인 T/C 하류에 SCR 반응기를 설치할 수 있다.
SCR 시스템을 T/C 하류 측에 설치하게 되면, 엔진룸 외부에 SCR 시스템을 설치할 수 있게 된다. 따라서 SCR 시스템을 공간 제약 없이 자유로이 배치할 수 있게 된다. 이러한 시스템 구성을 'LP SCR(Low Pressure Selective Catalytic Reduction) 시스템'이라고 한다.
한편, SCR 시스템이 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 제거할 때 ABS(Ammonium Bisulfate:NH4HSO4)와 같은 부산물이 생성되는데, ABS는 특정 온도(예를 들어, 340℃) 이상에서는 기체 상태가 되지만, 특정 온도 이하에서는 액체 상태가 된다.
즉, 선박이 항만에 정박하거나 공해상을 운행하는 경우, SCR 시스템은 운전을 정지하고, SCR 반응기의 전후 배관은 닫히게 되며, SCR 반응기 내부 온도는 상온으로 내려가게 된다. SCR 반응기 내부 온도가 상온으로 내려가게 되면, ECA(Emission Control Area) 지역 운전 중 SCR 반응기에서 생성된 ABS가 SCR 촉매에 달라붙어 SCR 촉매 표면의 활성점을 덮어버려 SCR 촉매의 성능이 저하되거나 부식을 초래하는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2014-0041098호(공개일 2014.04.04.) 한국공개특허공보 제10-2015-0074894호(공개일 2015.07.02.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, SCR 반응기 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도까지 가열하여 SCR 촉매에 달라붙은 ABS를 제거할 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 SCR 반응기 내로 유입되는 배기가스의 유량을 증가시켜, 가열된 배기가스가 SCR 촉매 전체에 분포될 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 2개의 가열 장치를 이용하여 SCR 반응기 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도까지 가열할 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진에서 나오는 배기가스의 일부를 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 SCR 촉매 재생을 위한 열원으로 활용할 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템은, SCR 반응기; 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C(Turbo Charger)로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인; 유입되는 배기가스를 가열시켜 상기 SCR 반응기 측으로 보내는 우레아 분해 장치; 상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 우레아 분해 장치로 유도하는 제1EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인; 및 상기 제1EGB 라인과 상기 배기 라인 사이에 연결되는 제3EGB 라인;을 포함하며, 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템은, SCR 반응기; 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인; 상기 배기 라인에 설치되어, 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 가열 장치;를 포함하며, 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 배기 라인을 통해 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템은, SCR 반응기; 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인; 상기 배기라인에서 분기되어 상기 배기라인의 배기가스 일부를 상기 SCR반응기로 유도하는 보조 배기 라인; 및 상기 보조 배기 라인에 설치되어, 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 가열 장치;를 포함하며, 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 보조 배기 라인을 통해 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템은, SCR 반응기; 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인; 유입되는 배기가스를 가열시켜 상기 SCR 반응기 측으로 보내는 우레아 분해 장치; 상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 우레아 분해 장치로 유도하는 제1EGB 라인; 및 상기 제1EGB 라인과 상기 배기 라인 사이에 연결되는 제2EGB 라인;을 포함하며, 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제2EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 바이패스 라인을 통해 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인을 통해 우레아 분해 장치로 공급하는 단계; 상기 우레아 분해 장치를 통해 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 바이패스 라인을 통해 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 배기 라인을 통해 SCR 반응기로 공급하는 단계; 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 배기 라인을 통해 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 바이패스 라인을 통해 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 보조 배기 라인을 통해 SCR 반응기로 공급하는 단계; 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 보조 배기 라인을 통해 상기 SCR 반응기로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 바이패스 라인을 통해 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제2EGB 라인을 통해 우레아 분해 장치로 공급하는 단계; 상기 우레아 분해 장치를 통해 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및 상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제2EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 제1EGB 라인을 통해 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치로 공급하는 단계; 상기 우레아 분해 장치를 통해 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및 제2EGB 라인의 개도량을 조절하여 상기 제1EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, SCR 반응기 내의 온도를 ABS 제거 가능한 온도 이상으로 올려 ABS를 기화시켜 SCR 촉매에 달라붙은 ABS를 제거함으로써, SCR 촉매의 성능을 향상시키고, 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, SCR 반응기 내로 유입되는 배기가스의 유량을 증가시켜, 가열된 배기가스가 SCR 촉매 전체에 분포될 수 있도록 함으로써, SCR 촉매 층의 온도 분포를 균일하게 하여 SCR 촉매 재생 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 엔진에서 나오는 배기가스의 일부를 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 SCR 촉매 재생을 위한 열원으로 활용함으로써, 연료 소모를 줄이고 LP SCR 시스템의 전체 열효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 제9실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 15는 본 발명의 제6실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 16은 본 발명의 제7실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 18은 본 발명의 제9실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 1에서 배기가스 리시버(5)는 엔진(1)의 실린더 왕복 운동으로 불균형한 압력을 가지고 배출된 엔진(1)의 배기가스를 고르게 완화시킨 후, 이를 T/C(Turbo Charger)(10)로 공급한다.
T/C(10)는 엔진(1)의 배기가스가 갖는 압력으로 터빈을 돌려 엔진(1)에 새로운 외기를 공급한다.
엔진(1)에서 배출된 배기가스는 대략 250℃~470℃ 정도의 온도를 가질 수 있는데, T/C(10)를 거치면서 대략 150℃~250℃ 정도로 낮아질 수 있다.
SCR 반응기(15)는 T/C(10)를 거쳐 나오는 배기가스 내의 유해 성분을 제거하는 SCR 촉매(도시되지 않음)가 설치된다.
제1배기 라인(20)은 T/C(10)에서 배출되는 배기가스를 SCR 반응기(15)로 유도한다.
제1배기 밸브(22)는 제1배기 라인(20)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 개방되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 폐쇄된다.
제2배기 라인(30)은 SCR 반응기(15) 하류 측에 설치되어 배기가스를 배출한다.
제2배기 밸브(32)는 제2배기 라인(30)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 개방되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 폐쇄된다.
제2배기 라인(30)에는 제2배기 밸브(32) 상류에서 분기되어 제2배기 밸브(32) 하류에서 다시 합쳐지는 제2보조 배기 라인(35)과, 제2보조 배기 라인(35)에 설치되며 제어부(80)의 제어 하에 ABS를 제거하는 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개방되는 제2보조 배기 밸브(37)가 설치될 수 있다.
전술한, 제2보조 배기 라인(35)은 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개방되어 SCR 반응기(15)를 통과한 공기를 배출한다.
바이패스 라인(40)은 T/C(10)에서 배출되는 배기가스를 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시킨다.
바이패스 밸브(42)는 바이패스 라인(40)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 폐쇄되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 개방된다.
전술한, 바이패스 밸브(42)는 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개도량이 비례 제어 방식으로 조절되어, 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다.
우레아 분해 장치(45)는 우레아를 분해하여 환원제인 암모니아(NH3)를 생성하는 것으로, 우레아 분해 반응이 일어나는 공간을 제공하는 우레아 분해 챔버(47)와, 우레아 분해 챔버(47)를 가열시키는 가열 장치(49)를 포함하여 이루어진다.
전술한, 가열 장치(49)는 제어부(80)의 제어 하에 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 연료를 연소시켜 우레아 분해 챔버(47)로 유입되는 배기가스를 가열시킨다.
이와 같이, 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스는 SCR 반응기(15)로 공급되어 SCR 반응기(15) 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도(예를 들어, 400℃)까지 승온시킨다.
제1EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인(50)은 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
제1EGB 밸브(52)는 제1EGB 라인(50)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 개방되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 폐쇄된다.
제2EGB 라인(55)은 제1EGB 라인(50)과 제1배기 라인(20) 사이에 연결된다.
제2EGB 밸브(57)는 제2EGB 라인(55)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 개방되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 폐쇄된다.
제3EGB 라인(60)은 제1EGB 라인(50)과 제1배기 라인(20) 사이에 연결된다.
전술한, 제3EGB 라인(60)은 제1배기 라인(20)의 분기점(P1)에서 분기되고, 합류점(P2)에서 제1EGB 라인(50)에 연결된다.
이에 따라, SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스되는 배기가스는 바이패스 라인(40)을 통해 밖으로 배출되는 배기가스 유량과 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스 유량으로 분배된다.
제3EGB 밸브(62)는 제3EGB 라인(60)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개방된다.
제4EGB 밸브(65)는 제2EGB 라인(55)과 제3EGB 라인(60) 사이에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 반응기(15) 운전시에는 개방되고, SCR 반응기(15) 비운전시에는 폐쇄된다.
제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제3EGB 라인(60), 제3EGB 밸브(62), 제4EGB 밸브(65)는 도 1과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 2에서 블로워(64)는 제3EGB 라인(60)에 설치되며, SCR 촉매 재생 모드 운전시에 구동되어 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다.
그리고 제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 블로워(64)의 구동을 제어하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 블로워(64)의 구동을 제어하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 1과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 3에서 가열 장치(24)는 제1배기 라인(20)에 설치되어, SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
전술한, 가열 장치(24)에 의해 가열된 배기가스는 SCR 반응기(15)로 공급되어 SCR 반응기(15) 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도(예를 들어, 400℃)까지 승온시킨다.
제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제1배기 밸브(22)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급한다.
그리고 가열 장치(24)를 구동 제어하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(24)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 가열 장치(24), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 3과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 4에서 제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제1배기 밸브(22)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급하는 한편, 제1EGB 밸브(52) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(24) 및 가열 장치(49)를 각각 구동 제어하여 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스 및 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
가열 장치(24) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스는 SCR 반응기(15)로 공급되어 SCR 반응기(15) 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도까지 승온시킨다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(24) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 5에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 1과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 5에서 제1보조 배기 라인(25)은 제1배기 밸브(22) 상류에서 분기되어 제1배기 밸브(22) 하류에서 다시 합쳐진다. 제1배기 밸브(22)가 배기 라인(20)을 폐쇄한 상태에서 제1배기 밸브(22)의 상류 측에 배기가스 일부는 제1보조 배기 라인(25)을 따라 제1배기 밸브(22)의 하류 쪽에 위치한 SCR 반응기(15)로 공급된다.
제1보조 배기 밸브(27)는 제1보조 배기 라인(25)에 설치되며 제어부(80)의 제어 하에 ABS를 제거하는 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개방된다.
가열 장치(29)는 제1보조 배기 라인(25)에 설치되어, SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
가열 장치(29)에 의해 가열된 배기가스는 SCR 반응기(15)로 공급되어 SCR 반응기(15) 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도까지 승온시킨다.
제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제1보조 배기 밸브(27)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급한다.
그리고 가열 장치(29)를 구동 제어하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(29)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 6에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제1보조 배기 라인(25), 제1보조 배기 밸브(27), 가열 장치(29), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 5와 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 6에서 제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제1보조 배기 밸브(27)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급하는 한편, 제1EGB 밸브(52) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(29) 및 가열 장치(49)를 각각 구동 제어하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스 및 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
가열 장치(29) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스는 SCR 반응기(15)로 공급되어 SCR 반응기(15) 내의 온도를 SCR 촉매 재생에 필요한 온도까지 승온시킨다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(29) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 7에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 1과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 7에서 제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제2EGB 밸브(57) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제2EGB 라인(55) 및 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제2EGB 라인(55) 및 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 바이패스 밸브(42)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제2EGB 라인(55) 및 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 8에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)는 도 1과 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 8에서 제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 제2EGB 라인(55)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 제2EGB 밸브(57)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 증가시킨다.
도 9는 본 발명의 제9실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 9에서 배기가스 리시버(5), T/C(10), SCR 반응기(15), 제1배기 라인(20), 제1배기 밸브(22), 제2배기 라인(30), 제2배기 밸브(32), 제2보조 배기 라인(35), 제2보조 배기 밸브(37), 바이패스 라인(40), 바이패스 밸브(42), 우레아 분해 장치(45), 우레아 분해 챔버(47), 가열 장치(49), 제1EGB 라인(50), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 라인(55), 제2EGB 밸브(57), 제3EGB 라인(60), 제3EGB 밸브(62), 블로워(64), 제4EGB 밸브(65)는 도 2와 실질적으로 동일하므로, 대응하는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 9에서 순환 라인(70)은 SCR 반응기(15)의 하류와 상류를 연결하도록 설치된다.
순환 밸브(72)는 순환 라인(70)에 설치되며, 제어부(80)의 제어 하에 SCR 촉매 재생 모드 운전시에 개방된다.
순환 블로워(74)는 순환 라인(70)에 설치되어 SCR 반응기(15) 출구에서 배출된 배기가스를 다시 SCR 반응기(15) 입구로 재순환시킨다.
제어부(80)는 SCR 반응기(15)를 운전하지 않는 비운전 상태에서 SCR 촉매 재생 모드 운전을 수행해야 하는 경우, 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다.
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다.
또한, 제어부(80)는 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 블로워(64)의 구동을 제어하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 한편, 순환 밸브(72)를 개방하고, 순환 블로워(74)의 구동을 제어하여 SCR 반응기(15) 출구에서 배출된 배기가스를 다시 SCR 반응기(15) 입구로 재순환시킨다.
본 발명의 제9실시예와 같이, SCR 반응기(15)에서 배출되는 배기가스를 재순환시키게 되면, SCR 반응기(15)로 유입되는 배기가스의 유량을 증가시킬 수 있게 되므로, 블로워(64)의 크기를 소형화할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 제9실시예에 적용되는 순환 라인(70), 순환 블로워(74), 순환 밸브(72)는 전술한 제1실시예, 제3실시예 내지 제8실시예에도 각각 적용 가능하다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 1을 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S10), 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S12).
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S14).
그리고 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S16).
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 2를 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S20), 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S22).
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S24).
그리고 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 블로워(64)의 구동을 제어하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S26).
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 3을 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S30), 제1배기 밸브(22)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급한다(S32).
그리고 가열 장치(24)를 구동 제어하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S34).
그리고 가열 장치(24)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S36).
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 4를 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S40), 제1배기 밸브(22)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급하는 한편, 제1EGB 밸브(52) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S42).
그리고 가열 장치(24) 및 가열 장치(49)를 각각 구동 제어하여 제1배기 라인(20)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스 및 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S44).
그리고 가열 장치(24) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S46).
도 14는 본 발명의 제5실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 5를 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S50), 제1보조 배기 밸브(27)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급한다(S52).
그리고 가열 장치(29)를 구동 제어하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S54).
그리고 가열 장치(29)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S56).
도 15는 본 발명의 제6실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 6을 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S60), 제1보조 배기 밸브(27)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급하는 한편, 제1EGB 밸브(52) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S62).
그리고 가열 장치(29) 및 가열 장치(49)를 각각 구동 제어하여 제1보조 배기 라인(25)을 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스 및 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S64).
그리고 가열 장치(29) 및 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S66).
도 16은 본 발명의 제7실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 7을 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S70), 제2EGB 밸브(57) 및 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제2EGB 라인(55) 및 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S72).
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S74).
그리고 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 바이패스 라인(40)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제2EGB 라인(55) 및 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S76).
도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 8을 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S80), 제1EGB 밸브(52), 제2EGB 밸브(57), 제4EGB 밸브(65)를 개방하여 제1EGB 라인(50)을 통해 배기가스 리시버(5)의 배기가스 일부를 T/C(10)를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S82).
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S84).
그리고 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 제2EGB 라인(55)의 개도량을 비례 제어 방식으로 조절하여 제1EGB 라인(50)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S86).
도 18은 본 발명의 제9실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도로, 도 9를 참조하여 설명을 진행한다.
우선, 제어부(80)는 SCR 시스템의 운전 모드가 SCR 촉매 재생 모드로 전환되면(S90), 제3EGB 밸브(62)를 개방하여 바이패스 라인(40)을 통해 SCR 반응기(15)를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급한다(S92).
그리고 가열 장치(49)를 구동 제어하여 우레아 분해 장치(45)를 통해 SCR 반응기(15)로 공급되는 배기가스를 가열한다(S94).
그리고 가열 장치(49)에 의해 가열된 배기가스를 SCR 촉매(도시되지 않음) 전체에 분포시키기 위해 블로워(64)의 구동을 제어하여 제3EGB 라인(60)을 통해 우레아 분해 장치(45)로 공급되는 배기가스의 유량을 조절한다(S96).
그리고 순환 밸브(72)를 개방하고, 순환 블로워(74)의 구동을 제어하여 SCR 반응기(15) 출구에서 배출된 배기가스를 다시 SCR 반응기(15) 입구로 재순환시킨다(S98).
전술한 바와 같이, 제9실시예에 적용되는 과정 S98은 전술한 제1실시예, 제3실시예 내지 제8실시예에도 각각 적용 가능하다.
본 발명의 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
1. 엔진, 5. 배기가스 리시버,
10. T/C, 15. SCR 반응기,
20. 제1배기 라인, 22. 제1배기 밸브,
24, 29, 49. 가열 장치, 25. 제1보조 배기 라인,
27. 제1보조 배기 밸브, 30. 제2배기 라인,
32. 제2배기 밸브, 35. 제2보조 배기 라인,
37. 제2보조 배기 밸브, 40. 바이패스 라인,
42. 바이패스 밸브, 45. 우레아 분해 장치,
47. 우레아 분해 챔버, 50. 제1EGB 라인,
52. 제1EGB 밸브, 55. 제2EGB 라인,
57. 제2EGB 밸브, 60. 제3EGB 라인,
62. 제3EGB 밸브, 64. 블로워,
65. 제4EGB 밸브, 70. 순환 라인,
72. 순환 밸브, 74. 순환 블로워
80. 제어부

Claims (20)

  1. SCR 반응기;
    엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C(Turbo Charger)로 공급하는 배기가스 리시버;
    상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기로 유도하는 배기 라인;
    상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스를 상기 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시키는 바이패스 라인;
    유입되는 배기가스를 가열시켜 상기 SCR 반응기 측으로 보내는 우레아 분해 장치;
    상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 우레아 분해 장치로 유도하는 제1EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인; 및
    상기 제1EGB 라인과 상기 배기 라인 사이에 연결되는 제3EGB 라인;을 포함하며,
    상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 LP SCR 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3EGB 라인에 설치되는 블로워;를 더 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 SCR 반응기의 하류와 상류를 연결하도록 설치되는 순환 라인; 및
    상기 순환 라인에 설치되는 순환 블로워;를 더 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템.
  10. 바이패스 라인을 통해 SCR 반응기를 거치지 않고 바이패스 되어 배출되는 배기가스 일부를 제3EGB 라인을 통해 우레아 분해 장치로 공급하는 단계;
    상기 우레아 분해 장치를 통해 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및
    상기 바이패스 라인의 개도량을 조절하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3EGB 라인에 설치된 블로워의 구동을 제어하여 상기 제3EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제10항에 있어서,
    제1EGB 라인을 통해 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 우레아 분해 장치로 공급하는 단계;
    상기 우레아 분해 장치를 통해 SCR 반응기로 공급되는 배기가스를 가열하는 단계; 및
    제2EGB 라인의 개도량을 조절하여 상기 제1EGB 라인을 통해 상기 우레아 분해 장치로 공급되는 배기가스의 유량을 조절하는 단계;를 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2EGB 라인의 개도량은 비례 제어를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 LP SCR 시스템 제어 방법.
  19. 제10항, 제11항, 제17항, 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 라인의 개도량은 비례 제어를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 LP SCR 시스템 제어 방법.
  20. 제10항, 제11항, 제17항, 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    순환 라인을 통해 상기 SCR 반응기 내의 배기가스를 순환시키는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템 제어 방법.
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