KR102367288B1

KR102367288B1 - 선택적 촉매 환원 시스템

Info

Publication number: KR102367288B1
Application number: KR1020170126075A
Authority: KR
Inventors: 이경주; 최종태; 김정우; 천진호
Original assignee: 에이치에스디엔진 주식회사
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-02-24
Also published as: KR20190036772A

Abstract

본 발명의 실시예는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 엔진이 배출하는 배기가스를 정화시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 통과하는 메인 배관과, 상기 메인 배관 상에 설치되고 내부에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 제1 촉매가 배치된 제1 반응기와, 상기 제1 반응기 후방에 설치되어 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아 또는 일산화탄소를 저감시키는 제2 촉매가 설치된 제2 반응기, 그리고 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스가 상기 제2 반응기를 우회하여 통과되도록 안내하는 서브 배관을 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 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시킨다. 구체적으로, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 환원제를 분사하고 이와 혼합된 배기가스가 통과하며 질소산화물이 질소 또는 물(또는 수증기)로 분해되어 외부로 배출되도록 한다.

이러한 외부로 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도 등은 국제적으로 규정하는 기준이 존재하며, 이의 규정에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 저감시켜 배출시켜야 한다.

하지만, 환원제의 과잉 사용 또는 미분해된 환원제가 배기가스에 잔류하는 상태에서 외부로 배출시에 인체에 유해한 영향을 끼친다. 즉, 고농도의 암모니아가 배기가스에 포함된 상태로 그냥 배출되는 경우, 질소산화물이 저감된 배기가스에 잔류하는 환원제는 인체에 유해한 영향을 끼치는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 배기가스에 포함된 질소 산화물뿐만 아니라 이의 제거를 위해 분사된 환원제 중 미분해된 환원제 또는 배기가스에 포함된 일산화탄소를 저감시켜 외부로 배출시킬 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 엔진이 배출하는 배기가스를 정화시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 통과하는 메인 배관과, 상기 메인 배관 상에 설치되고 내부에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 제1 촉매가 배치된 제1 반응기와, 상기 제1 반응기 후방에 설치되어 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아 또는 일산화탄소를 저감시키는 제2 촉매가 설치된 제2 반응기, 그리고 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스가 상기 제2 반응기를 우회하여 통과되도록 안내하는 서브 배관을 포함한다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양에 따라 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스를 상기 제2 반응기 또는 상기 서브 배관으로 선택적으로 이동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스의 정보를 상기 제어부에 전달하는 전방 검출부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 반응기 후방의 메인 배관으로부터 분기되어 상기 제1 반응기 전방의 메인 배관과 합류하는 순환 배관과, 상기 순환 배관으로 열에너지를 공급하는 열 공급부재, 그리고 상기 순환 배관 상에 배치되어 상기 열 공급부재에서 공급하는 열에너지에 의해 환원제를 열분해 시키는 환원제 분해 챔버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 열 공급부재로부터 공급되는 열에너지를 상기 제2 촉매로 안내하는 열 공급배관을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제2 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어 상기 제2 반응기를 통과한 배기가스의 정보를 검출하는 후방 검출부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 후방 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 제2 촉매의 재생 여부를 판별하고, 상기 제2 촉매의 재생 시, 상기 열 공급부재로부터 공급되는 열에너지가 상기 열 공급배관을 통해 상기 제2 촉매로 공급되도록 할 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 반응기 후방에 설치된 제1 밸브와, 상기 서브 배관 상에 설치된 서브 밸브, 그리고 상기 제2 반응기 후방에 설치된 제2 밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 전방 검출부재가 검출한 정보가 기설정된 암모니아 양 보다 큰 경우, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열고, 상기 서브 밸브를 닫을 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 열 공급배관에 설치된 제4 밸브를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제2 촉매의 재생 시, 상기 서브 밸브를 닫고, 상기 제2 밸브와 상기 제4 밸브를 열 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 반응기를 우회하여 배기가스가 통과되도록 안내하는 우회 배관과, 상기 우회 배관 상에 설치된 우회 밸브, 그리고 상기 제1 반응기 전방의 메인 배관 상에 설치된 제3 밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는, 선택적 촉매 환원 동작의 유무를 판별하여, 선택적 촉매 환원 동작이 필요 한 경우, 상기 우회 밸브를 닫고 상기 제3 밸브를 열 수 있다.

또한, 상술한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제2 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어, 배기가스에 포함된 열에너지를 회수하는 이코노마이저를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 포함된 질소 산화물뿐만 아니라 이의 제거를 위해 분사된 환원제 중 미분해된 환원제 또는 배기가스에 포함된 일산화탄소를 저감시켜 외부로 배출시킬 수 있다.

도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 동작을 나타낸다.
도 4 내지 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 동작을 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 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)을 설명한다.

선택적 촉매 환원 시스템(101)은 엔진(10)이 배출하는 배기가스를 정화시킨다. 구체적으로, 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 엔진(10)으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시켜 외부로 배출시킨다.

또한, 선택적 촉매 환원 시스템(101)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 메인 배관(100)과 제1 촉매(210)가 설치된 제1 반응기(200)와 제2 촉매(410)가 설치된 제2 반응기(400) 그리고 서브 배관(500)을 포함한다.

메인 배관(100)은 배기가스가 통과한다. 구체적으로, 메인 배관(100)은 연료를 연소시켜 동력을 발생하는 엔진(10)과 연결된다. 따라서, 엔진(10)에서 배출되어 질소산화물이 포함된 배기가스가 메인 배관(100)을 통과한다.

제1 반응기(200)는 메인 배관(100) 상에 설치된다. 또한, 제1 반응기(200) 내부에는 제1 촉매(210)가 설치된다. 그리고 제1 촉매(210)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 선택적으로 저감시키는 촉매일 수 있다. 따라서, 질소산화물이 포함된 배기가스는 메인 배관(100)을 따라 제1 반응기(200)로 유입되며, 제1 반응기(200)를 통과한 후 질소산화물이 저감되어 외부로 배출될 수 있다.

일예로, 제1 촉매(210)는 선택적 환원 촉매일 수 있다.

제2 반응기(400)는 제1 반응기(200) 후방에 설치된다. 또한, 제2 반응기(400) 내부에는 제2 촉매(410)가 설치된다. 그리고 제2 촉매(410)는 배기가스에 포함된 암모니아(NH3) 또는 일산화탄소(CO)를 저감시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 반응기(400)는 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다.

일예로, 제2 촉매(410)는 선택적 산화 촉매(Selective Catalytic Oxidation)일 수 있다. 이러한 선택적 산화 촉매(SCO)는 암모니아를 산화시켜 질소로 변환시키고, 일산화탄소를 산화시켜 이산화탄소로 변환시켜 배출시킬 수 있다. 즉, 선택적 산화 촉매(SCO)는 배기가스에 포함된 암모니아의 농도 및 일산화탄소의 농도를 저감시켜 배출되도록 할 수 있다.

서브 배관(500)은 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 제2 반응기(400)를 우회하여 통과되도록 안내한다. 또한, 서브 배관(500)을 통과하는 배기가스는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스일 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기가스에 포함된 질소산화물뿐만 아니라 이에 포함된 암모니아 또는 일산화탄소를 효과적으로 저감시켜 외부로 배출시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

제어부(900)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양(농도)에 따라 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스를 제2 반응기(400) 또는 서브 배관(500) 중 어느 하나로 선택적으로 이동시킬 수 있다.

제어부(900)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양(농도)이 기설정되어 있다. 따라서, 제어부(900)는 이러한 기설정된 암모니아의 양 정보를 기초로 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스를 제2 반응기(400)로 이동시키거나, 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스를 서브 배관(500)으로 이동시킬 수 있다.

따라서, 제어부(900)에 의해 제1 반응기(200)를 통과하여 질소산화물이 저감된 배기가스가 서브 배관(500)을 통해 외부로 배출되거나, 제1 반응기(200)를 통과하여 질소산화물이 저감된 배기가스가 제2 반응기(400)를 통과하여 암모니아 또는 일산화탄소가 저감되어 외부로 배출될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 전방 검출부재(110)를 더 포함할 수 있다.

전방 검출부재(110)는 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 또한, 전방 검출부재(110)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스의 정보를 검출하여 제어부(900)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 전방 검출부재(110)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양(농도), 배기가스의 온도, 그리고 배기가스의 압력등을 검출할 수 있다.

일예로, 전방 검출부재(110)는 제1 반응기(200)를 통과하여 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100)을 통과하는 배기가스의 암모니아의 양(농도)를 포함하는 정보를 검출할 수 있다.

또는, 전방 검출부재(110)는 질소산화물의 농도, 암모니아의 양(농도), 배기가스의 온도, 그리고 배기가스의 압력을 검출하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.

따라서, 제어부(900)는 기설정된 암모니아의 양과 전방 검출부재(110)가 검출한 배기가스의 암모니아의 양을 비교한다. 그리고 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양이 기설정된 암모니아의 양 보다 큰 경우, 제1 반응기(200)를 통과한 현재의 배기가스에 잔류하는 미분해된 환원제가 설정범위를 초과한 채로 배출되고 있다고 판단한다. 이때, 제어부(900)는 제1 반응기(200)를 통과하여 미분해된 환원제가 설정범위를 초과한 채로 배출되는 경우, 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 제2 반응기(400)로 유입되도록 안내할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 미분해된 환원제가 설정범위를 초과한 채로 배출되는 경우, 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 제2 반응기(400)로 유입되어 제2 촉매(410)를 통과하며 암모니아가 산화되어 질소로 변환되어 배출되도록 할 수 있다. 따라서, 제2 촉매(410)는 미분해 되어 배기가스에 잔류하는 암모니아가 외부로 배출되어 인체해 끼지는 유해한 영향이 없도록 이를 산화시켜 안전하게 외부로 배출시킬 수 있다.

또는, 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양이 기설정된 암모니아의 양 보다 작은 경우, 제1 반응기(200)를 통과한 현재의 배기가스에 잔류하는 미분해된 환원제가 설정범위 내로 배출되고 있다고 판단한다. 이때, 제어부(900)는 제1 반응기(200)를 통과하여 미분해된 환원제가 설정범위 내로 배출되는 경우, 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 서브 배관(500)으로 유입되도록 안내할 수 있다.

일예로, 기설정된 암모니아의 양은 국제규정에 의해 설정된 값이거나, 인체에 무해한 농도의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 환원제 공급부(700)를 더 포함할 수 있다.

환원제 공급부(700)는 순환 배관(710)과 열 공급부재(720)와 환원제 분해 챔버(730)를 포함할 수 있다. 또한, 환원제 공급부(700)는 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100)으로 열분해된 환원제를 공급시킬 수 있다.

순환 배관(710)은 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100)으로부터 분기되어 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100)과 합류한다. 구체적으로, 순환 배관(710)은 제1 반응기(200)를 통과하여 질소산화물이 저감된 배기가스 중 적어도 일부가 유입되어 제1 반응기(200) 전방으로 공급되도록 안내할 수 있다. 즉, 순환 배관(710)의 일측은 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100)과 연결되고, 순환 배관(710)의 타측은 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100)과 연결될 수 있다. 또한, 순환 배관(710)의 타측에는 열분해된 환원제를 분사시키는 AIG(Ammonia Injection Grid)가 설치될 수 있다.

열 공급부재(720)는 순환 배관(710)으로 열에너지를 공급할 수 있다. 구체적으로, 열 공급부재(720)는 순환 배관(710) 상에 설치될 수 있다. 일예로, 열 공급부재(720)는 버너, 히터, 열선 등 어느 하나 일 수 있다.

그리고 열 공급부재(720)는 순환 배관(710) 내부로 유입된 배기가스를 순환시킬 수 있는 블로워와 같은 순환부재를 더 포함할 수 있다.

또는, 열 공급부재(720)는 외부의 열원으로부터 얻어진 열에너지를 순환 배관(710)으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 열 공급부재(720)는 외부로부터 공급된 고온의 공기를 순환 배관(710)에 공급할 수 있다.

환원제 분해 챔버(730)는 순환 배관 상에 배치될 수 있다. 또한, 환원제 분해 챔버(730)는 열 공급부재(720)에서 공급하는 열에너지에 의해 환원제가 열분해 되도록 할 수 있다. 구체적으로, 환원제 분해 챔버(730) 내부로 도시되지 않은 우레아(Urea)가 공급되고, 이러한 우레아는 열 공급부재(720)로부터 공급되는 열에너지에 의해 열분해되어 암모니아를 생성할 수 있다.

따라서, 환원제 공급부(700)는 생성된 암모니아를 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100)에 분사하여 배기가스와 혼합된 암모니아가 제1 반응기(200)로 유입되도록 할 수 있다.

환원제 공급부(700)는 열 공급부재(720)의 연소를 위한 외기를 공급하는 외기 공급라인(740)을 더 포함할 수 있다. 외기 공급 라인(740)은 열 공급부재(720) 전방의 순환 배관(710) 상에 배치되어, 버너 등의 연료 연소를 원활히 하기 위한 신기(Fresh) 또는 압축 공기 등이 유입되도록 할 수 있다. 또한, 이러한 외기들이 순환 배관(710)에 유입되는 경우, 순환 배관(710)을 통과하는 배기가스 및 열분해된 환원제의 이동이 원활하도록 할 수 있다.

구체적으로, 이러한 외기 공급 라인(740)을 통해 유입되는 외기의 공급은 제어부(900)에 의해 열 공급부재(720)의 동작여부에 따라 제어될 수 있다.

따라서, 환원제 공급부(700)는 제1 반응기(200)를 통과한 일부의 배기가스를 활용하여 우레아를 열분해 시키는데 효과적으로 활용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 제1 밸브(650)와 서브 밸브(640)와 제2 밸브(620)를 더 포함할 수 있다.

제1 밸브(650)는 제1 반응기(200) 후방에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브(650)는 제1 반응기(200) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 그리고 제1 밸브(650)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브(650)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 제2 반응기(400)로 유입 또는 차단되도록 제2 반응기(400) 전방의 메인 배관(100)을 개방 또는 폐쇄시킬 수 있다.

서브 밸브(640)는 서브 배관(500) 상에 설치될 수 있다. 또한, 서브 밸브(640)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 서브 밸브(640)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 서브 배관(500)으로 유입 또는 차단되도록 서브 배관(500)을 개방 또는 폐쇄시킬 수 있다.

제2 밸브(620)는 제2 반응기(400) 후방에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제2 밸브(620)는 제2 반응기(400) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 그리고 제2 밸브(620)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다.

제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 정보가 기설정된 암모니아 양 보다 큰 경우, 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)를 열고, 서브 밸브(640)를 닫아 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스가 제2 반응기(400)로 유입되도록 할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 기설정된 암모니아 양과 전방 검출부재(110)가 검출한 정보를 기초로 제1 반응기(200)를 통과하는 현재의 배기가스에 미분해된 암모니아가 설정범위 이상 잔류한다고 판단한 경우, 배기가스에 포함되어 잔류하는 암모니아를 산화시켜 배출할 수 있도록 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)를 열고 서브 밸브(640)를 닫을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 우회 배관(300)과 우회 밸브(630) 그리고 제3 밸브(610)를 더 포함할 수 있다.

우회 배관(300)은 배기가스가 제1 반응기(200)를 우회하여 통과되도록 안내할 수 있다. 또한, 우회 배관(300)은 엔진(10)에서 배출된 배기가스가 제1 반응기(200)를 우회하여 외부로 배출되도록 안내할 수 있다.

우회 밸브(630)는 우회 배관(300) 상에 설치될 수 있다. 또한, 우회 밸브(630)는 제어부(900)에 의해 제어되어 우회 배관(300)을 통과하는 배기가스의 흐름을 조절할 수 있다.

제3 밸브(610)는 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제3 밸브(610)는 제어부(900)에 의해 제1 반응기(200)로 유입되는 배기가스의 흐름을 조절할 수 있다.

구체적으로, 우회 배관(300)은 일단부가 엔진(10)과 제3 밸브(610) 사이와 연결되고 타단부가 서브 배관(500)의 타측 또는 제2 밸브(620) 후방의 메인 배관(100)과 연결될 수 있다. 또한, 서브 배관(500)은 일측이 순환 배관(710)의 일측과 제1 밸브(650) 사이의 메인 배관(100)과 연결되고, 서브 배관(500)의 타측이 우회 배관(300)의 타단부 또는 메인 배관(100)과 연결될 수 있다.

일예로, 엔진(10)은 선박용 엔진일 수 있다. 따라서, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 제어부(900)는 선박의 위치정보 또는 기설정된 운항정보를 기초로 배기가스 배출 규제지역(ECA) 또는 배기가스 배출 비규제지역(Non-ECA)를 판별할 수 있다.

따라서, 제어부(900)는 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 장착된 위치정보 또는 운항정보에 따라 선택적 촉매 환원 동작(SCR)의 유무를 판별할 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는 배기가스 배출 규제지역에서는 환원제 공급부(700)를 동작시켜 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시켜 외부로 배출시킬 수 있다. 또는, 제어부(900)는 배기가스 배출 비규제지역에서는 환원제 공급부(700)의 동작을 중지시키고 배기가스가 제1 반응기(200)를 우회하여 외부로 배출되도록 할 수 있다.

구체적으로, 제어부(900)는 선택적 촉매 환원 동작(SCR)을 수행하는 경우, 우회 밸브(630)를 닫고 제3 밸브(610)를 열 수 있다. 이때, 제어부(900)는 환원제 공급부(700)를 동작 시켜 제1 반응기(200) 전방으로 열분해된 우레아에 의해 생성된 암모니아가 분사되도록 할 수 있다.

또는, 제어부(900)는 선택적 촉매 환원 동작(SCR)을 수행하지 않고 배기가스 배출 비규제지역을 운항하는 경우, 우회 밸브(630)를 열고 제3 밸브(610)를 닫을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 이코노마이저(600)를 더 포함할 수 있다.

이코노마이저(600)는 제2 밸브(620) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 또한, 이코노마이저(600)는 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출되는 배기가스가 갖는 열에너지를 회수하여 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박 내에 설치된 보일러와 같은 다른 구성에 활용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기가스에 포함된 질소산화물뿐만 아니라 미분해되어 배기가스에 포함된 잔류하는 암모니아도 산화시켜 질소로 변환시켜 외부로 배출시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 열 공급배관(800)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 앞서 서술한 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 포함한 메인 배관(100)과 제1 반응기(200)와 제2 반응기(400)와 서브 배관(500)과 전방 검출부재(110)와 환원제 공급부(700)와 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)와 제3 밸브(610)와 서브 밸브(640)와 우회 배관(300)과 우회 밸브(630)와 이코노마이저(600) 그리고 제어부(900)의 모든 구성을 포함할 수 있다.

열 공급배관(800)은 열 공급부재(720)로부터 공급되는 열에너지를 제2 촉매(410)로 안내할 수 있다. 구체적으로, 열 공급배관(800)의 일단부는 열 공급부재(720) 또는 열 공급부재(720)와 환원제 분해 챔버(730) 사이의 순환 배관(710)과 연결되고, 열 공급배관(800)의 타단부는 제1 밸브(650)와 제2 반응기(400) 사이의 메인 배관(100) 또는 제2 반응기(400)와 연결될 수 있다.

열 공급부재(720)는 열 공급부재(720)로부터 공급되는 열에너지가 제2 촉매(410)로 공급되도록 안내하여, 제2 촉매(410)를 재생시킬 수 있다. 구체적으로, 열 공급부재(720)는 제2 촉매(410)에 열에너지를 공급시켜 제2 촉매(410)에 흡착된 수트와 같은 이물질 등을 제거할 수 있다. 즉, 열 공급부재(720)는 수트 또는 이물질의 흡착 등으로 제2 촉매(410)의 효율 저하시, 제2 촉매(410)로 열에너지를 공급하여 이러한 수트 또는 흡작된 이물질을 제거할 수 있다.

이때, 열 공급부재(720)가 공급하는 열에너지는 400℃(도씨) 이상의 고온의 유체를 분사할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 후방 검출부재(120)를 더 포함할 수 있다.

후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스의 정보를 검출할 수 있다. 또한, 후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400) 후방의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다. 그리고, 후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스의 정보를 검출하여 제어부(900)에 전달할 수 있다.

즉, 후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400)와 제2 밸브(620) 사이의 메인 배관(100) 상에 설치될 수 있다.

일예로, 후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양(농도), 온도, 그리고 압력 중 어느 하나 이상을 검출할 수 있다. 구체적으로, 후방 검출부재(120)는 제2 반응기(400) 내부에 설치된 제2 촉매(410)의 재생 시점을 판별할 수 있는 정보를 검출할 수 있다.

또는, 후방 검출부재(120)는 질소산화물의 농도, 암모니아의 양(농도), 배기가스의 온도, 그리고 배기가스의 압력을 검출하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)의 제어부(900)는 후방 검출부재(120)와 전방 검출부재(110)가 검출한 정보에 따라 제2 촉매(410)의 재생 여부를 판별할 수 있다.

전방 검출부재(110)가 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스의 암모니아 양(A)을 검출한 경우, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스의 암모니아 양(B)과 상술한 전방 검출부재(110)가 검출한 암모니아 양의 차를 연산한다. 제어부(900)는 이러한 암모니아 양의 차(B-A)가 기설정된 값 이상인 경우 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 암모니아가 여전히 산화되어 질소로 분해되지 않고 외부로 배출될 수 있다고 판단할 수 있다.

또는, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 기설정된 암모니아 양 이상 값을 검출하는 경우 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단할 수 있다.

따라서, 제어부(900)는 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단한 경우, 열 공급부재(720)로부터 공급되는 열에너지가 열 공급배관(800)을 통해 제2 촉매(410)로 공급되도록 할 수 있다.

그리고, 제어부(900)는 제2 촉매(410)의 재생 중 후방 검출부재(120)가 검출하는 배기가스의 정보에 따라 제2 촉매(410)의 재생 완료시점을 결정할 수 있다. 즉, 제어부(900)에 기설정된 촉매 재생 완료 값(배기가스의 압력, 온도)등을 기초로, 제어부(900)는 제2 촉매(410)의 재생 완료시점을 결정할 수 있다.

또는, 전방 검출부재(110)가 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스의 압력(P1)을 검출하는 경우, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스의 압력(P2)과 상술한 전방 검출부재(110)가 검출한 배기가스의 압력 차를 연산한다. 제어부(900)는 이러한 배기가스 압력의 차(B-A)가 기설정된 값 이상인 경우 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단할 수 있다.

또는, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 기설정된 배기가스 압력 이상 값을 검출하는 경우 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 제2 촉매(410)에 수트 또는 이물질의 흡착으로 제2 반응기(400) 내부의 배압이 증가되어 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판별할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 제4 밸브(660)를 더 포함할 수 있다.

제4 밸브(660)는 열 공급배관(800) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제4 밸브(660)는 제어부(900)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 제4 밸브(660)는 제어부(900)에 의해 열려 열 공급배관(800)을 통해 열 공급부재(720)로부터 열에너지를 제2 촉매(410)에 공급하거나, 제어부(900)에 의해 닫혀 열에너지가 제2 촉매(410)로 공급되는 것이 차단되도록 열 공급배관(800)을 폐쇄시킬 수 있다.

제어부(900)는, 제2 촉매(410) 재생 시, 서브 밸브(640)를 닫고 제2 밸브(620)와 제4 밸브(660)를 열 수 있다. 이때, 열 공급부재(720)는 동작 중인 상태로 열 공급부재(720)로부터의 열에너지는 열 공급배관(800)을 통해 제2 촉매(410)로 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 환원제의 열분해를 위한 열 공급부재(720)로부터 공급된 열에너지를 제2 촉매(410)의 재생에 효과적으로 활용할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 작동 과정을 설명한다.

도 1은 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출 비규제지역을 통과하는 경우를 나타낸다. 이러한 배기가스 배출 비규제지역의 통과 정보는 제어부(900)에 기설정된 선박의 항로 또는 위치정보로부터 판별할 수 있다.

이때, 제어부(900)는 환원제 공급부(700)의 동작을 중지시키고, 우회 밸브(630)를 열고, 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)와 제3 밸브(610) 그리고 서브 밸브(640)를 닫는다. 따라서, 엔진(10)으로부터 배출된 질소산화물을 포함한 배기가스는 우회 배관(300)을 통해 제2 밸브(620) 후방의 메인 배관(100)으로 배출될 수 있다. 이때, 메인 배관(100) 상에 설치된 이코노마이저(600)에 의해 질소산화물을 포함한 배기가스로부터 열에너지를 회수할 수 있다. 그리고 회수된 열에너지는 선박 내의 보일러로 또는 선박 내에 공급되는 난방 시스템에 활용할 수 있다.

도 2는 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출 규제지역을 통과하는 경우를 나타낸다.

이때, 제어부(900)는 우회 밸브(630)와 제1 밸브(650) 그리고 제2 밸브(620)를 닫고, 제3 밸브(610)와 서브 밸브(640)를 열고, 환원제 공급부(700)를 동작시킨다.

엔진(10)에서 배출된 질소산화물을 포함한 배기가스는 메인 배관(100)을 통해 제1 반응기(200)로 유입된다. 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스의 일부는 순환 배관(710)을 통해 유입되고 열 공급부재(720)의 동작에 따라 환원제 분해 챔버(730)에 공급되는 열에너지에 의해 우레아(Urea)는 암모니아로 열분해되어 제1 반응기(200) 전방의 메인 배관(100)으로 혼합된다. 따라서, 암모니아와 혼합된 질소산화물을 포함한 배기가스는 제1 반응기(200)를 통과하며 질소산화물이 물과 질소로 분해되며 서브 배관(500)을 통과한 후 서브 배관(500) 후방의 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출되는 배기가스는 이코노마이저(600)에 의해 열에너지가 회수될 수 있다.

또한, 전방 검출부재(110)는 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양을 검출할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)의 암모니아의 양이 기설정된 값 보다 작다고 판단한 경우이다. 즉, 도 2는 암모니아 슬립(NH3-Slip)이 미발생한 경우의 선택적 촉매 환원 동작(SCR)을 수행 중인 선택적 촉매 환원 시스템(101)을 나타낸다.

도 3은 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 선박이 배기가스 배출 규제지역을 통과하며 암모니아 슬립이 발생한 경우를 나타낸 도면이다.

상술한 도 2의 상태에서, 제어부(900)는 기설정된 암모니야의 양 보다 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)의 암모니아의 양이 큰 경우, 제어부(900)는 미분해된 암모니아가 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함되어 암모니아 슬립이 발생했다고 판단한다. 이때, 제어부(900)는 우회 밸브(630)의 닫음 상태를 유지하고, 제3 밸브(610)의 개방을 유지하고, 환원제 공급부(700)의 동작을 유지한다. 또한, 제어부(900)는 서브 밸브(640)를 닫고 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)를 개방한다.

따라서, 엔진(10)으로부터 배출되어 질소산화물을 포함한 배기가스는 환원제 공급부(700)와 제1 반응기(200)를 통과하며 질소산화물이 저감되고, 미분해되고 잔류하는 암모니아를 포함하는 배기가스는 제2 반응기(400)를 통과하며 질소로 분해되어 외부로 배출될 수 있다. 또한, 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 일산화탄소(CO)도 제2 반응기(400)를 통과하며 산화되어 이산화탄소로 변환되어 외부로 배출될 수 있다. 그리고, 이러한 질소 또는 이산화탄소를 포함하는 배기가스는 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출되며, 이코노마이저(600)에 의해 열에너지가 회수될 수 있다.

또는, 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)의 암모니아의 양 보다 기설정된 암모니아의 양이 큰 경우, 다시 상술한 도 2의 상태로 제어할 수 있다.

도 4는 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 설치된 선박이 배기가스 배출 규제지역을 통과하며 제2 촉매(410)에 열에너지를 공급하는 경우를 나타낸다.

제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 검출한 암모니아의 양 또는 압력과 기설정된 후방 암모니아의 양 또는 기설정된 후방 압력을 비교할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 검출한 암모니아의 양이 기설정된 후방 암모니아의 양 보다 크거나 후방 검출부재(120)가 검출한 배기가스의 압력이 기설정된 후방 배기가스의 압력보다 큰 경우, 제2 촉매(410)의 열에너지의 공급이 필요하다고 판단할 수 있다. 이때, 제어부(900)는 제2 촉매(410)의 효율이 저감되어 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스를 효과적으로 산화시킬 수 없어, 이에 포함된 일산화탄소 또는 암모니아 등이 외부로 배출될 수 있다고 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 이러한 경우 제2 촉매(410)에 수트(Soot) 또는 이물질 등이 흡착되어 제2 촉매(410)의 효율이 저감되어 제2 촉매(410)의 재생이 필요하다고 판단한다.

또는, 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 암모니아의 양 또는 압력과 후방 검출부재(120)가 검출한 암모니아의 양 또는 압력을 비교할 수 있다. 따라서, 제어부(900)는 이러한 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스의 정보 및 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스의 정보를 기초로 제2 촉매(410)의 재생 동작을 제어할 수 있다.

제어부(900)는 우회 밸브(630)와 서브 밸브(640)를 닫고, 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)와 제3 밸브(610) 그리고 제4 밸브(660)를 개방한다. 이때, 제어부(900)는 환원제 공급부(700)를 여전히 동작 중이다. 즉, 열 공급부재(720)로부터 열에너지는 우레아(Urea)를 열분해 시키는 환원제 분해 챔버(730)뿐만 아니라 제2 촉매(410)에 전달될 수 있다. 이때, 열 공급부재(720)는 환원제 분해 챔버(730)로만 열에너지를 공급할 때 비해 많은 양의 연료를 소모하거나 상대적으로 큰 열에너지를 공급할 수 있다.

따라서, 제2 반응기(400)를 통과한 배기가스 또는 열에너지를 포함하는 고온의 유체는 제2 반응기(400) 후방의 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 메인 배관(100)을 통과하는 배기가스 및 고온의 유체가 포함하는 열에너지를 이코노마이저(600)가 회수할 수 있다.

이와 같이, 선박이 배기가스 배출 규제지역을 통과하며 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 선택적 촉매 환원 동작(SCR)을 수행하는 경우에도 제2 촉매(410)를 효과적으로 재생시킬 수 있다.

도 5는 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 설치된 선박이 정박 중 상태에서 제1 촉매(210) 재생 시, 암모니아 슬립이 발생된 경우를 나타낸다.

제어부(900)는 선박에 설치된 엔진(10)의 작동상태 정보로부터 현재 선박의 정박 유무를 판별한다. 또한, 제어부(900)는 제1 촉매(210)의 재생 여부는 기설정된 주기 또는 기설정된 재생 정보로부터 판별할 수 있다. 구체적으로, 제어부(900)는, SCR 동작 중 검출한 전방 검출부재(110)가 검출한 압력 정보 또는 제1 촉매(210)를 통과한 배기가스의 질소산화물 농도와, 기설정된 제1 촉매 재생 압력 정보 또는 기설정된 제1 촉매 재생 농도 정보를 비교하여 제1 촉매(210)의 재생 동작 필요 여부를 판별할 수 있다.

즉, 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 배기가스의 압력 정보가 기설정된 제1 촉매 재생 압력 정보 보다 큰 경우, 제1 촉매(210)의 재생이 필요하다고 판단한다. 또는, 제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 질소산화물 농도가 기설정된 제1 촉매 재생 농도 정보 보다 큰 경우, 제1 촉매(210)의 재생이 필요하다고 판단한다.

따라서, 제어부(900)는, 선박이 정박 중인 경우, 제1 촉매(210)를 재생시킬 수 있다. 이때, 제어부(900)는 환원제 공급부(700) 중 열 공급부재(720)만을 동작시키고 환원제 분해 챔버(730)로 환원제 공급을 차단한다. 그리고, 제어부(900)는 우회 밸브(630)와 제3 밸브(610)와 제4 밸브(660) 그리고 서브 밸브(640)를 닫는다. 또한, 제어부(900)는 제1 밸브(650)를 닫는다. 즉, 고온의 열에너지를 가진 유체는 제1 반응기(200)로 공급된다.

이때, 전방 검출부재(110)가 검출한 제1 반응기(200)를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양이 기설정된 암모니아의 양 보다 큰 경우, 제어부(900)는 현재 제1 반응기(200)와 순환 배관(710)을 통과하는 배기가스에 분해되지 않은 암모니아가 잔류한다고 판단한다. 따라서, 제어부(900)는 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620)를 개방한다.

즉, 제1 반응기(200)를 통과한 암모니아를 포함하는 배기가스 및 고온의 열에너지를 가진 유체는 제2 반응기(400)를 통과한 후, 외부로 배출된다.

따라서, 제1 반응기(200) 내부에 설치된 제1 촉매(210)의 재생 시에도, 제1 반응기(200) 또는 순환 배관(710) 내부에 잔류하는 분해되지 암모니아, 일산화탄소 등이 산화되지 않고 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 선택적 선택적 촉매 환원 시스템(102)이 설치된 선박이 정박 중 상태에서 제2 촉매(410) 재생 시를 나타낸다.

제어부(900)는 선박에 설치된 엔진(10)의 작동상태 정보로부터 현재 선박의 정박 유무를 판별한다.

제어부(900)는 전방 검출부재(110)가 검출한 압력 정보와 후방 검출부재(120)가 검출한 압력 정보를 기초로 기설정된 제2 촉매 재생 압력을 비교하여 제2 촉매(410)의 재생 필요 여부를 판단할 수 있다.

또는, 제어부(900)는 후방 검출부재(120)가 검출한 압력 정보가 기설정된 압력 정보 보다 큰 경우, 제2 촉매(410)가 피독되었다고 판단할 수 있다.

기설정된 제2 촉매 재생 압력 정보 보다 크고 후방 검출부재(120)가 검출한 압력 정보가 기설정된 제2 촉매 재생 압력 정보 보다 큰 경우, 제어부(900)는 제1 촉매(210) 및 제2 촉매(410) 모두 재생이 필요하다고 판단한다.

이때, 제어부(900)는, 선박이 정박 중이며 제2 촉매(410)를 재생 하는 경우, 제1 밸브(650)와 제3 밸브(610)와 서브 밸브(640) 그리고 우회 밸브(630)를 닫고 제2 밸브(620)와 제4 밸브(660)를 개방한다. 그리고 환원제 공급부(700) 중 열 공급부재(720)만을 동작시키고 환원제 분해 챔버(730)로 환원제 공급을 차단한다.

따라서, 열 공급부재(720)로부터 열에너지는 열 공급배관(800)을 통해 제2 촉매(410)로 전달된다. 그리고, 제2 촉매(410)를 통과한 고온의 열에너지를 갖는 유체는 제2 밸브(620) 후방의 메인 배관(100)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 고온의 열에너지를 갖는 유체가 제2 촉매(410)를 통과하며, 제2 촉매(410)에 흡착된 수트 또는 이물질이 연소 또는 외부로 배출될 수 있다.

이때, 후방 검출부재(120)는 제2 촉매(410)의 재생시 필요한 고온의 열에너지가 공급되도록 열 공급부재(720)를 제어하는데 필요한 정보를 제어부(900)에 제공할 수 있다. 즉, 후방 검출부재(120)는 제2 촉매(410) 후방의 메인 배관(100)을 통과하는 배기가스 또는 유체의 온도를 검출하여 제어부(900)에 제공할 수 있다.

만약, 제1 촉매(210) 및 제2 촉매(410) 모두 재생이 필요하다면, 제어부(900)는 제3 밸브(610)와 우회 밸브(630)와 서브 밸브(640)를 닫고, 제1 밸브(650)와 제2 밸브(620) 그리고 제4 밸브(660)를 열고, 환원제 공급부(700) 중 열 공급부재(720)만을 동작시키고 환원제 분해 챔버(730)로 환원제 공급을 차단할 수 있다. 따라서, 제1 촉매(210) 및 제2 촉매(410)로 고온의 열에너지를 갖는 유체가 공급되어 제1 촉매(210) 및 제2 촉매(410)를 재생시킬 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 101,102: 선택적 촉매 환원 시스템
100: 메인 배관 110: 전방 검출부재
120: 후방 검출부재 200: 제1 반응기
210: 제1 촉매 300: 우회 배관
400: 제2 반응기 420: 제2 촉매
500: 서브 배관 600: 이코노마이저
610: 제3 밸브 620: 제2 밸브
630: 우회 밸브 640: 서브 밸브
650: 제1 밸브 660: 제4 밸브
710: 순환 배관 720: 열 공급부재
730: 환원제 분해 챔버 800: 열 공급배관

Claims

엔진이 배출하는 배기가스를 정화시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
배기가스가 통과하는 메인 배관;
상기 메인 배관 상에 설치되고, 내부에 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 제1 촉매가 배치된 제1 반응기;
상기 제1 반응기 후방에 설치되어 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아 또는 일산화탄소를 저감시키는 제2 촉매가 설치된 제2 반응기;
상기 제1 반응기를 통과한 배기가스가 상기 제2 반응기를 우회하여 통과되도록 안내하는 서브 배관;
상기 제1 반응기 후방의 메인 배관으로부터 분기되어, 상기 제1 반응기 전방의 메인 배관과 합류하는 순환 배관;
상기 순환 배관으로 열에너지를 공급하는 열 공급부재;
상기 순환 배관 상에 배치되어, 상기 열 공급부재에서 공급하는 열에너지에 의해 환원제를 열분해 시키는 환원제 분해 챔버; 및
상기 열 공급부재로부터 공급되는 열에너지를 상기 제2 촉매로 안내하는 열 공급배관
을 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제1항에서,
상기 제1 반응기를 통과한 배기가스에 포함된 암모니아의 양에 따라 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스를 상기 제2 반응기 또는 상기 서브 배관으로 선택적으로 이동시키는 제어부를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제2항에서,
상기 제1 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어 상기 제1 반응기를 통과한 배기가스의 정보를 상기 제어부에 전달하는 전방 검출부재를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
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제3항에서,
상기 제2 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어 상기 제2 반응기를 통과한 배기가스의 정보를 검출하는 후방 검출부재를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제6항에서,
상기 제어부는,
상기 후방 검출부재가 검출한 정보에 따라 상기 제2 촉매의 재생 여부를 판별하고, 상기 제2 촉매의 재생 시, 상기 열 공급부재로부터 공급되는 열에너지가 상기 열 공급배관을 통해 상기 제2 촉매로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제3항에서,
상기 제1 반응기 후방에 설치된 제1 밸브;
상기 서브 배관 상에 설치된 서브 밸브;
상기 제2 반응기 후방에 설치된 제2 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 전방 검출부재가 검출한 정보가 기설정된 암모니아 양 보다 큰 경우, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열고, 상기 서브 밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제8항에서,
상기 열 공급배관에 설치된 제4 밸브를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제2 촉매의 재생 시, 상기 서브 밸브를 닫고, 상기 제2 밸브와 상기 제4 밸브를 여는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제2항에서,
상기 제1 반응기를 우회하여 배기가스가 통과되도록 안내하는 우회 배관;
상기 우회 배관 상에 설치된 우회 밸브; 및
상기 제1 반응기 전방의 메인 배관 상에 설치된 제3 밸브를 더 포함하고,
상기 제어부는,
선택적 촉매 환원 동작의 유무를 판별하여, 선택적 촉매 환원 동작이 필요 한 경우, 상기 우회 밸브를 닫고 상기 제3 밸브를 여는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
제1항에서,
상기 제2 반응기 후방의 메인 배관 상에 설치되어, 배기가스에 포함된 열에너지를 회수하는 이코노마이저를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.