KR102232267B1 - 질소산화물 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소산화물 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되며 배기가스가 탈질되는 반응부와 소음이 감소되는 소음저감부재가 한 공간 내에 형성되어 공간효율이 향상된 질소산화물 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 질소산화물 저감장치는 탈질반응부재가 수용되는 하우징 내에 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되며, 탈질반응부재에서 탈질 반응된 배기가스의 소음을 줄이기 위한 소음저감부재가 탈질반응부재와 하우징의 배출구 사이에 위치되어 있어 탈질 효율이 높으며 설치를 위한 공간확보가 용이한 이점이 있다.

Description

질소산화물 저감장치{An apparatus for reducing nitrogen oxide}
본 발명은 질소산화물 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되며 배기가스가 탈질되는 반응부와 소음이 감소되는 소음저감부재가 한 공간 내에 위치되어 공간효율이 향상된 질소산화물 저감장치에 관한 것이다.
화석연료를 에너지원으로 사용하는 화력발전소 및 선박 등의 엔진에서 배출하는 배기가스에는 다량의 질소산화물(NOx)이 포함되어 있는데, 상기 질소산화물은 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 알려져 있다. 따라서, 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 또한, 엔진 자체에서 발생하는 엔진 작동 소음과 배기가스에 의해 발생하는 유동 소음이 배기가스와 함께 외부 환경으로 바로 배출되는 경우에는 주변환경을 파괴하고 민원의 대상이 되므로, 엔진 작동 소음 및 배기가스에 의해 발생하는 소음을 저감하기 위한 기술이 개발되고 있다.
질소산화물과 소음의 저감을 위해서 가장 널리 사용되는 소음기와 선택적 환원촉매법(SCR)을 이용한 배기가스 탈질시스템이 이용된다.
선택적 환원촉매법(SCR)은 질소산화물(NOX)과 암모니아(NH3)의 반응을 이용한 기술로써 요소(UREA)를 SCR촉매에 분사하여 열/가수분해 작용에 의해 암모니아로 변환된다. 변환된 암모니아(NH3)와 질소산화물이 SCR 촉매에서 화학반응을 하여 환경과 인간에 무해한 물과 질소로 변환된다.
선택적 환원촉매법(SCR)을 이용한 종래의 배기가스 탈질시스템을 살펴보면, 엔진으로부터 배출된 배기가스가 먼저 소음기를 통과하여 소음이 저감되고, 소음이 저감된 배기가스는 반응 챔버에 유입되어 환원제공급부에 의해 공급된 환원제와 혼합되며, 환원제와 혼합된 배기가스는 반응기에 유입되어 촉매의 의해 탈질반응이 일어나 배기가스의 질소산화물이 제거되게 된다.
이러한, 배기가스 탈질시스템은 엔진 작동 소음 및 배기가스에 의해 발생된 소음의 저감이 소음기에 의해서만 이루어지게 되어 소음저감 효율을 높이기 위해서 상기 소음기를 크게 제작하므로 배기가스 시스템 전체의 설비가 대형화 될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 촉매에 의한 탈질반응은 400도 내외의 고온과 고압에서 탈질반응이 가장 잘 일어나는데 소음기를 통과하여 소음이 저감된 배기가스가 반응챔버, 반응기를 차례로 통과하여 탈질반응이 일어나므로, 상기 소음기를 통과하여 온도와 압력이 떨어진 배기가스가 탈질되게 되어 탈질효율이 떨어지는 문제점이 있다. 그리고, 소음기를 통과하면서 배기가스는 큰 압력강하가 생겨 배기가스의 배출을 위해서 엔진의 출력을 높이게 되므로, 연료의 소모량이 많아지고 엔진의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1198968호에는 반응기 이후에 소음기가 위치되어 탈질효율을 높이며, 소음기와 반응기가 일체화되어 공간효율이 향상된 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템이 개시되어 있다.
하지만, 배기가스 탈질시스템 전에 환원제가 공급되어 배기가스와 혼합되는 혼합챔버가 별도로 마련되어야 하므로 공간효율이 떨어지며, 반응기에서 배기가스가 유입되는 측의 입구가 좁아 반응이 일어나는 촉매필터부 측으로 배기가스가 가장자리보다 중심측으로 집중되므로 촉매필터부의 전 영역에서 균일한 반응을 기대하기는 어렵다.
대한민국 등록특허공보 제10-198968호 : 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질 시스템. 대한민국 등록특허공보 제10-1381827호 : 배기가스 탈질 반응기 및 이를 이용하는 배기가스 탈질시스템
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 내부에 함께 형성되며 혼합공간을 통과한 환원제가 혼합된 배기가스가 탈질되는 반응부와, 탈질된 배기가스의 소음 저감을 위한 소음저감부가 일체화되어 공간효율이 향상된 질소산화물 저감장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 질소산화물 저감장치는 내부공간이 형성되며 상기 내부공간과 연통되는 유입구와 배출구가 형성된 하우징과; 상기 하우징 내에 수용되되 상기 유입구를 통해 유입되는 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되게 상기 유입구에 대해 이격되는 위치에 수용되며 상기 혼합공간에서 상기 환원제와 혼합된 상기 배기가스가 통과하면서 탈질되게 촉매가 코팅되는 다수의 관통공이 형성된 탈질반응부재와; 상기 배출구와 상기 탈질반응부재 사이에 위치되어 상기 탈질반응부재를 통과하여 탈질 처리된 상기 배기가스로부터 발생되는 소음을 저감하는 소음저감부재와; 상기 혼합공간 내에 위치되어 상기 배기가스의 이동경로를 연장하면서 상기 환원제와 상기 배기가스의 혼합을 유도하며 상기 탈질반응부재로 이동되는 상기 환원제가 혼합된 상기 배기가스가 상기 탈질반응부재의 중심측에 집중되지 않고 상기 탈질반응부재의 가장자리 측으로도 분산될 수 있도록 유도하는 혼합촉진유도부재와; 상기 유입구 내로 관통되며 단부에 상기 혼합촉진유도부재 방향으로 상기 환원제를 분사하는 분사노즐이 장착된 환원제공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합촉진유도부재는 상기 유입구와 상기 탈질반응부재 사이에 위치되며 상기 유입구을 향하는 일면이 상기 유입구의 연장방향에 직교하는 방향으로 연장된 평면으로 형성되어 상기 유입구로 유입된 상기 환원제와 상기 배기가스를 상기 하우징의 가장자리 측으로 유도하면서 상기 환원제와 상기 배기가스의 이동경로를 연장하는 분산부과, 상기 유입구와 마주하는 상기 분산부의 일면의 가장자리에서 상기 분산부 방향으로 각각 연장되어 상기 하우징에 고정되며 상기 분산부에 의해 상기 하우징의 가장자리측으로 이동되는 상기 환원제와 상기 배기가스가 관통되는 관통공이 형성되게 상기 분산부의 원주방향으로 상호 이격되는 다수의 혼합유도리브를 구비한다.
다수의 상기 혼합유도리브는 상기 분산부의 일면에서 상기 하우징의 유입구 방향으로 돌출되되 상기 분산부의 중심측에서 방사방향으로 연장되는데, 상기 유입구에 인접할수록 상기 하우징의 중심측을 향하는 제1면이 상기 하우징의 내주면에 인접하게 상기 분산부의 중심측에서 방사방향으로 연장된 길이가 짧게 형성되며, 상기 유입구에서 상기 분산부의 일면을 향해 이동되는 환원제와 배기가스가 나선방향으로 회전되면서 이동되어 와류발생이 유도되도록 상기 분산부의 중심측에서 방사방향으로 시계 또는 반시계 동일방향으로 호형곡률을 갖도록 각각 연장되는 것이 바람직하다.
상기 분산부는 상기 유입구와 마주하는 일면에서 분산된 상기 환원제와 상기 배기가스가 상기 탈질반응부재로 이동시 상기 분산부와 상기 탈질반응부재 사이에 부압 형성을 줄이며 상기 탈질반응부재 중심측으로도 상기 환원제와 상기 배기가스가 이동 유도될 수 있도록 상기 탈질반응부재 방향으로 갈수록 외경이 감소되게 원뿔형상으로 형성될 수도 있다.
또는, 상기 분산부는 상기 유입구에서 상기 탈질반응부재 방향으로 각각 관통 형성된 다수의 균일분산공을 구비하며, 다수의 상기 균일분산공은 상기 유입구와 마주하여 압력이 높은 상기 분산부의 중심측에서 가장자리 측으로 상기 환원제와 상기 배기가스가 분산될 수 있도록, 상기 분산부의 가장자리측에 인접하게 위치할수록 큰 직경으로 관통형성될 수도 있다.
본 발명의 질소산화물 저감장치는 탈질반응부재가 수용되는 하우징 내에 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되며, 탈질반응부재에서 탈질 반응된 배기가스의 소음을 줄이기 위한 소음저감부재가 탈질반응부재와 하우징의 배출구 사이에 위치되어 있어 압력이 유지된 상태에서 탈질반응이 이루어지므로 탈질 효율이 높으며 설치를 위한 공간확보가 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 질소산화물 저감장치는 혼합공간에 환원제와 배기가스의 이동경로를 연장하며 환원제와 배기가스의 혼합 촉진을 유도하는 혼합촉진유도부재가 설치되어 있어 하우징의 길이가 축소될 수 있어 공간효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치에 대한 일부 단면 사시도이고,
도 2는 도 1의 질소산화물 저감장치에 대한 측단면도이고,
도 3은 도 1의 질소산화물 저감장치에 대한 평단면도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 질소산화물 저감장치에 대한 일부 측단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 질소산화물 저감장치에 대한 일부 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 질소산화물 저감장치에 대한 일부 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 질소산화물 저감장치를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)가 도시되어 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)는 화석연료를 에너지원으로 사용하는 화력발전소 및 선박 등의 엔진에서 배출되는 배기가스 내의 질소산화물(NOx)을 저감하기 위한 것으로서, 하우징(10)과, 탈질반응부재(30)와, 소음저감부재(50)와, 환원제공급부(90)와, 혼합촉진 유도부재(70)를 구비한다.
하우징(10)은 일 방향으로 연장되며 내부공간을 갖는 사각 기둥형상으로 형성되며 길이방향의 양측에 내부공간과 연통되는 유입구(13)과 배출구(19)가 형성된다. 하우징(10)은 도시된 바와 다르게, 사각기둥형상 외의 다각 기둥형상이나, 원형기둥형상이 적용될 수 있을 것이다.
하우징(10)의 유입구(13)는 배기가스와 환원제가 유입되는 부분이며, 하우징(10)의 배출구(15)는 하우징(10)의 내부공간에서 탈질된 가스가 배출되는 부분이다. 하우징(10)의 유입구(13) 측에는 환원제를 공급하는 환원제공급부(90)가 설치되어, 유입구(13)를 통해 환원제와 배기가스가 후술되는 혼합공간(12)으로 함께 유입된다.
하우징(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합촉진유도부재(70)가 위치되며 유입구(13)가 형성된 제1하우징부(11)와, 탈질반응부재(30)가 설치되는 제2하우징부(14)와, 소음저감부재(50)가 설치되며 배출구(15)가 형성된 제3하우징(17)를 구비한다
제1하우징부(11)와 제3하우징부(17) 사이에 위치되는 제2하우징부(14)는 길이방향 양측 단부에 제1하우징부(11)와 제3하우징부(17)와 결합을 위한 제2플렌지부(14a) 및 제3플렌지부(14b)가 각각 형성되어 있다. 제1하우징부(11)는 제2하우징부(14)의 제2플렌지부(14a)와 결합을 위한 제1플렌지부(11a)가 형성되어 있으며, 제3하우징부(17)는 제2하우징부(14)의 제3플렌지부(14b)와 결합을 위한 제4플렌지부(17a)가 형성되어 있다. 제1 내지 제3하우징부(11,14,17)는 볼트 및 너트를 통해 상호 결합될 수 있으나, 용접방식으로 상호 결합될 수도 있다.
그리고, 제1하우징부(11)는 유입구(13)의 직경보다 큰 폭을 갖도록 형성되며, 유입구(13)가 형성된 내주면에서 배출구(16) 방향으로 연장되되 제1하우징부(11)의 길이방향에 나란한 내주면에 접하도록 경사지게 연장되어 가스 확산을 유도하는 가스확산가이드판(25)이 유입구(13) 둘레에 위치되게 장착된다.
환원제공급부(90)는 유입구(13) 내로 관통되며 단부에 배출구(15) 방향, 즉 혼합촉진유도부재(70) 방향으로 환원제를 분사하는 분사노즐(93)이 장착된 환원제공급관(91)과, 환원제공급관(91)으로 공급되는 환원제가 저장되는 환원제 저장탱크(미도시)와, 환원제 저장탱크(미도시)에 저장돤 환원제를 환원제공급관(91)을 통해 하우징(10)의 유입구(13) 측으로 공급하기 위한 환원제 공급펌프(미도시)와, 환원제공급관(91) 내로 관통되어 환원제 공급관(91)으로 공기가 이동되는 유로를 형성하는 공기공급관(96)과, 공기공급관(96)으로 공기를 공급하기 위한 컴프레셔(미도시)를 구비한다.
환원제 저장탱크에 저장되는 환원제는 요소수(UREA Solution)가 적용된다. 환원제유입구(13) 내로 분사된 환원제인 요소수는 유입구(13)로 유입된 고온의 배기가스와 혼합되어 배기가스를 통해 열을 공급받아 기상의 암모니아로 변환되고, 암모니아와 배기가스가 혼합된 혼합가스가 탈질반응부재(30)가 장착된 제2하우징부(14)로 공급된다.
xH2O + CO(NH2)2 → 2NH3 + CO2 + (x-1)H2O
환원제와 배기가스가 균일하게 혼합되기 위해서는 반드시 일정길이 이상의 공간과 시간을 필요로 한다. 혼합촉진유도부재(70)는 유입구(13)와 탈질반응부재(30) 사이에 위치되어 환원제와 배기가스의 이동경로를 연장하면서, 이동시 와류 발생을 유도하고 탈질반응부재로(30)의 균일분산을 유도하여 환원제와 배기가스가 짧은 시간 내에 혼합될 수 있도록 유도한다.
혼합촉진유도부재(70)는 후술되는 탈질반응부재(30)로 이동되는 상기 환원제와 배기가스 혼합된 혼합가스가 탈질반응부재(30)의 중심측에 집중되지 않고 탈질반응부재(30)의 가장자리 측으로도 분산될 수 있도록 분산부(71)와, 다수의 혼합유도리브(76)를 구비한다.
분산부(71)는 원판으로 형성되며 직경 방향이 하우징(10)의 길이방향에 교차하게 위치된다. 분산부(71)는 유입구(13)을 향하는 일면이 유입구(13)의 연장방향에 직교하는 방향으로 연장된 평면으로 형성되어 유입구(13)로 유입된 환원제와 배기가스를 하우징(10)의 폭 방향 가장자리 측으로 유도하면서 환원제와 배기가스의 이동경로를 연장한다.
다수의 혼합유도리브(76)는 유입구(13)와 마주하는 분산부(91)의 일면의 가장자리에서 유입구(13) 방향으로 각각 연장되어 가스확산유도판(25)에 접하여 제1하우징부(11)에 고정되며, 분산부(71)의 원주방향으로 상호 이격되어 분산부(71)에 의해 제1하우징부(11)의 가장자리 측으로 환원제와 배기가스가 관통이동되게 혼합유도공(73)을 형성한다.
다수의 혼합유도리브(76)는 분산부(91)의 일면에서 하우징(10)의 유입구(13) 방향으로 돌출되되 분산부(71)의 중심측에서 방사방향으로 연장되는데, 유입구(13)에 인접할수록 제1하우징(11)의 중심측을 향하는 제1면(76a)이 제1하우징(11)의 내주면에 인접하게 분산부(71)의 중심측에서 방사방향으로 연장된 길이가 짧게 형성된다.
그리고, 다수의 혼합유도리브(76)는 유입구(13)에서 분산부(71)의 일면을 향해 이동되는 환원제와 배기가스가 나선방향으로 회전되면서 이동되어 와류발생이 유도되도록, 분산부(71)의 중심측에서 방사방향으로 시계 또는 반시계 동일방향으로 호형곡률을 갖도록 각각 연장된다.
탈질반응부재(30)는 하우징(10) 내에 수용되는데 유입구(13)에 대해 이격된 하우징(10)의 중심측에 위치되게 제2하우징부(14)에 설치된다. 이에 따라, 하우징(10)의 제1하우징부(11) 내에는 유입구(13)와 탈질반응부재(30) 사이에 유입구(13)를 통해 유입되는 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간(12)이 형성된다.
탈질반응부재(30)는 사각기둥형상으로 형성되는데, 수평방향으로 동일간격 상호 이격된 다수의 수직판(32)과 상하방향으로 동일간격 상호 이격된 다수의 수평판(34)이 교차연결되어, 하우징(10)의 유입구(13)에서 배출구(15) 방향으로 관통형성된 다수의 관통공(31)이 정방 형태로 배열된다.
탈질반응부재(30)는 다수의 관통공(31)을 형성하는 수직판(32)과 수평판(34)에 촉매가 코팅되어, 하우징(10) 내로 유입되어 환원제와 배기가스가 혼합된 혼합가스가 통과되면서 혼합가스에 포함되어 있는 질소산화물(NOx)이 촉매와의 탈질반응을 통해 질소로 변환시킨다.
즉, 혼합공간(12)에서 환원제와 배기가스가 혼합된 혼합가스 중 질소산화물은 촉매의 작용에 의해 아래의 화학반응식과 같은 반응을 통해 무해한 성분으로 변환된다.
4NO + NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
이 때, 촉매로는 다양한 제품이 적용될 수 있는데, 바나듐(V), 로듐(Rh), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), Sn(주석) 등의 산화물, 황산염, 희토류산화물, 귀금속 등을 촉매 활성종으로 하고, Al203, Ti02, 활성탄, 제올라이트, 실리카 등을 촉매담체로 하는 제품이 사용될 수 있으며, 이들 중 현재 실용화되어 있는 것은 Ti02(titanium oxide)를 담체로 한 V205(vanadium pentoxide), Mo03(molybdenum troxide), W03(tungsten trioxide)계의 촉매이다.
소음저감부재(50)는 배출구(16)와 탈질반응부재(30) 사이에 위치되어 탈질반응부재를 통과하여 탈질 처리된 혼합가스로부터 발생되는 소음을 저감한다. 소음저감부재(50)는 제3하우징부(15)의 내주면을 따라 하우징(10)의 유입구(13)에서 배출구(15) 방향으로 일정두께로 연장형성된다. 소음저감부재는 제3하우징부(15)에 다수개가 수용되는데, 하우징(10)의 폭 방향으로 상호 이격되어 혼합가스가 이동되기 위핸 이동유로를 형성한다.
소음저감부재(50)는 다양한 소재로 이루어질 수 있는데, 열에 강하고 소음 흡수효율이 좋은 미네랄울로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 하우징(10)은 제3하우징부(15)의 내주면에 이격되게 제3하우징부(15)의 중심측에 위치되며 내부에 소음저감부재(50)가 수용되는 소음저감부재하우징부(17)를 구비한다.
소음저감부재하우징부(17)는 제3하우징부(15)에 대해 이격되어 제3하우징부(15)와 함께 소음완충공간(21)을 형성한다.
소음저감부재하우징(17)은 내주면이 제2하우징부(14)보다 작은 폭을 가져 제3하우징부(15)의 내주면에 대해 이격되며 소음저감부재(50)가 수용되는 소음저감부재수용부(18)와, 제2하우징부(14)의 내주면과 소음저감부재수용부(18)의 내주면이 연결되게 폭이 감소하여 탈질반응부재(30)를 통과한 혼합가스가 하우징의 중심측으로 포집하는 제1가스포집부(19)와, 소음저감부재수용부(18)의 내주면과 배출구(16)의 내주면이 연결되게 폭이 감소되어 소음저감부재(50)를 통과하여 소음이 감소된 혼합가스를 포집하는 제2가스포집부(20)를 구비한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)는 탈질반응부재(30)가 수용되는 하우징(10) 내에 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간(12)이 형성되며, 탈질반응부재(30)에서 탈질 반응된 배기가스의 소음을 줄이기 위한 소음저감부재(50)가 탈질반응부재(30)와 하우징(10)의 배출구(16) 사이에 위치되어 있어 압력이 유지된 상태에서 탈질반응이 이루어지므로 탈질 효율이 높으며 설치를 위한 공간확보가 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치는 혼합공간(12)에 환원제와 배기가스의 이동경로를 연장하며 환원제와 배기가스의 혼합 촉진을 유도하는 혼합촉진유도부재(70)가 설치되어 있어 하우징(10)의 연장된 길이를 축소시킬 수 있으므로 공간효율이 향상될 수 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(2)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일부호로 표기한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(2)는 혼합촉진유도부재(170)를 제외하고 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)의 구조와 동일하다.
혼합촉진유도부재(170)는 분산부(171)와, 다수의 혼합유도리브(76)를 구비한다.
분산부(171)는 탈질반응부재(50) 방향으로 갈수록 외경이 감소되게 원뿔형상으로 형성된다.
분산부(171)는 유입구(13)와 마주하는 일면에서 분산된 환원제와 배기가스가 혼합된 혼합가스가 탈질반응부재(50)로 이동시, 분산부(171)의 타측 즉, 분산부(171)의 중심측과 탈질반응부재(50) 사이에 부압 형성을 줄이며 혼합가스가 외주면을 타고 상기 탈질반응부재 중심측으로 이동유도한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(2)는 혼합촉진유도부재(170)의 분산부(171)가 탈질반응부재(50) 방향으로 외경이 감소되어 탈질반응부재 중심측으로 혼합가스가 이동 유도되므로 혼합가스 분산효율을 높이며 나아가서는 탈질반응이 균일하게 이루어져 탈질효율을 높일 수 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(3)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일부호로 표기한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(3)는 혼합촉진유도부재(270)를 제외하고 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)의 구조와 동일하다.
혼합촉진유도부재(270)는 분산부(271)와, 다수의 혼합유도리브(76)를 구비한다.
분산부(271)는 하우징의 길이방향에 직교하는 방향으로 직경을 갖는 원판형상으로 형성되며, 유입구(13)에서 탈질반응부재(50) 방향으로 각각 관통 형성된 다수의 균일분산공(272)을 구비한다.
다수의 상기 균일분산공은 유입구(13)와 마주하여 압력이 높은 분산부(271)의 중심측에서 가장자리 측으로 환원제와 배기가스가 분산될 수 있도록, 분산부(271)의 가장자리 측에 인접하게 위치할수록 큰 직경으로 관통형성된다.
즉, 분산부(271)의 가장자리측에 위치한 균일분산공(271)보다 분산부에 중심측에 인접한 균일분산공(271)의 내경이 작게 관통형성된다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(2)는 혼합촉진유도부재(270)의 분산부(271)에 외측으로 갈수록 관통된 직경이 큰 다수의 균일분산공에 의해 환원제와 배기가스가 가장 압력이 높은 분산부(271)의 중심측에서 가장자리로 균일하게 분산되어 통과유도되며 균일분산공 통과시 발생되는 와류에 의해 혼합이 촉진될 수 있다.
한편, 도 6에는 본 발명의 제4실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(4)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일부호로 표기한다.
본 발명의 제4실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(4)는 혼합촉진유도부재(370)를 제외하고 본 발명의 제1실시 예에 따른 질소산화물 저감장치(1)의 구조와 동일하다.
혼합촉진유도부재(370)는 분산부(371)와, 다수의 혼합유도리브(76)를 구비한다.
분산부(371)는 내부가 관통되는 링 형상으로 형성되되 탈질반응부재(50) 방향으로 갈수록 외경 및 내경이 확장되게 형성된다. 이에 따라, 분산부(371)의 외주면을 향하는 환원제와 배기가스는 하우징(10)의 폭 방향 가장자리 측으로 이동유도되고, 분산부(371)의 내경확장공(372)를 통과하는 환원제와 배기가스는 일측에서 타측으로 갈수록 내경이 확장되는 내경확장공(372)에 의해 확산유도된다.
혼합촉진유도부재(370)는 도 6에 도시된 바와 같이, 분산부(371)의 내경확장공(372)를 통과하는 환원제와 배기가스의 이동경로 확장 및 혼합을 유도하기 위해 분산부(371)의 내경확장공(372) 중심측에 위치되는 보조분산부(377)와, 보조분산부(377)를 지지하는 보조분산부지지바(375)를 더 구비할 수 있다.
보조분산부(377)는 유입구(13)에서 배출구(16) 방향으로 연장된 원기둥 형상으로 형성되되 중심측에서 양측 단부로 갈수록 외경이 감소되게 형성된다.
다수의 보조분산부지지바(375)는 분산부(371)의 내주면과 보조분산부의 외주면을 각각 연결하며 원주방향으로 동일간격 이격된다.
지금까지 본 발명에 따른 질소산화물 저감장치는 탈질반응부재(50)가 수용되는 하우징(10) 내에 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간(12)이 형성되며, 탈질반응부재(30)에서 탈질 반응된 배기가스의 소음을 줄이기 위한 소음저감부재(50)가 탈질반응부재(30)와 하우징(10)의 배출구(16) 사이에 위치되어 있어 압력이 유지된 상태에서 탈질반응이 이루어지므로 탈질 효율이 높으며 설치를 위한 공간확보가 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 질소산화물 저감장치는 혼합공간에 환원제와 배기가스의 이동경로를 연장하며 환원제와 배기가스의 혼합 촉진을 유도하는 혼합촉진유도부재가 설치되어 있어 하우징의 길이가 축소될 수 있어 공간효율이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 질소산화물 저감장치는 도면에 도시된 일 예를 참조로 셜명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 질소산화물 저감장치
10 : 하우징 12 : 혼합공간
13 : 유입구 16 : 배출구
30 : 탈질반응부재 50 : 소음저감부재
70 : 혼합촉진유도부재 71 : 분산부
76 : 혼합유도리브 90 : 환원제공급부

Claims (6)

  1. 내부공간이 형성되며 상기 내부공간과 연통되는 유입구와 배출구가 형성된 하우징과;
    상기 하우징 내에 수용되되 상기 유입구를 통해 유입되는 환원제와 배기가스가 혼합되는 혼합공간이 형성되게 상기 유입구에 대해 이격되는 위치에 수용되며 상기 혼합공간에서 상기 환원제와 혼합된 상기 배기가스가 통과하면서 탈질되게 촉매가 코팅되는 다수의 관통공이 형성된 탈질반응부재와;
    상기 배출구와 상기 탈질반응부재 사이에 위치되어 상기 탈질반응부재를 통과하여 탈질 처리된 상기 배기가스로부터 발생되는 소음을 저감하는 소음저감부재와;
    상기 혼합공간 내에 위치되어 상기 배기가스의 이동경로를 연장하면서 상기 환원제와 상기 배기가스의 혼합을 유도하며 상기 탈질반응부재로 이동되는 상기 환원제가 혼합된 상기 배기가스가 상기 탈질반응부재의 중심측에 집중되지 않고 상기 탈질반응부재의 가장자리 측으로도 분산될 수 있도록 유도하는 혼합촉진유도부재와;
    상기 유입구 내로 관통되며 단부에 상기 혼합촉진유도부재 방향으로 상기 환원제를 분사하는 분사노즐이 장착된 환원제공급부를 구비하고,
    상기 혼합촉진유도부재는
    상기 유입구와 상기 탈질반응부재 사이에 위치되며, 상기 유입구로 유입된 상기 환원제와 상기 배기가스를 상기 하우징의 가장자리 측으로 유도하면서 상기 환원제와 상기 배기가스의 이동경로를 연장하도록, 내부가 관통되는 링 형상으로 형성되되 상기 탈질반응부재 방향으로 갈수록 외경 및 내경이 확장되게 형성된 분산부과,
    상기 유입구와 마주하는 상기 분산부의 일면의 가장자리에서 상기 분산부 방향으로 각각 연장되어 상기 하우징에 고정되며 상기 분산부에 의해 상기 하우징의 가장자리측으로 이동되는 상기 환원제와 상기 배기가스가 관통되는 관통공이 형성되게 상기 분산부의 원주방향으로 상호 이격되는 다수의 혼합유도리브와,
    상기 분산부의 관통된 중심측에 위치되며 상기 유입구에서 상기 탈질반응부재 방향으로 연장되되 중심측에서 양측단부로 갈수록 외경이 감소되게 형성되는 보조분산부와,
    상기 분산부와 상기 보조분산부를 연결하며 원주방향으로 동일간격 이격되는 다수의 보조분산부지지바를 구비하는 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감장치.
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