KR102402306B1 - Selective catalytic reduction system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따르면 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 유입되는 유입구가 형성된 전단에서 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 본체부와 상기 본체부의 전단 내부에 배치된 제1 촉매부 그리고 상기 본체부의 후단 내부에 배치되며 상기 제1 촉매부보다 작은 면적과 크기를 갖는 제2 촉매부를 포함하는 반응기 및 상기 본체부의 유입구와 상기 제1 촉매부 사이의 공간에 환원제를 분사하는 하나 이상의 환원제 분사부를 포함한다.The present invention relates to a selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an engine. The main body portion having a diameter or cross-sectional area that decreases toward the rear end where the outlet is formed, the first catalyst portion disposed inside the front end of the main body portion, and the first catalyst portion disposed inside the rear end of the main body portion have a smaller area and size than the first catalyst portion and at least one reducing agent injecting unit for injecting a reducing agent into a space between the inlet of the main body and the first catalyst unit.

Description

선택적 촉매 환원 시스템{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}Selective Catalytic Reduction System {SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}

본 발명은 선택적 촉매 환원 반응 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 사용되는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a selective catalytic reduction reaction system, and more particularly, to a selective catalytic reduction system used to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

산업화가 급속하게 진전됨에 따라 석유나 석탄과 같은 각종 화석 연료의 사용량이 증가하게 되었다. 이로 인하여 화석 연료의 연소 과정에서 배출되는 각종 유해 가스가 심각한 대기 오염을 야기하고 있다. 대표적인 예로서 스모그(Smog) 현상이나 산성비 등을 들 수 있다.As industrialization progresses rapidly, the use of various fossil fuels such as petroleum and coal has increased. As a result, various harmful gases emitted during the combustion of fossil fuels cause serious air pollution. Typical examples include smog and acid rain.

대기 오염의 주범으로는 차량 및 선박의 엔진 또는 화력 발전소나 공장 등으로부터 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)이나 질소산화물(NOx)이 있다.The main culprits of air pollution include sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) in exhaust gases emitted from engines of vehicles and ships, or from thermal power plants or factories.

근래에는 환경 보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 이러한 황산화물과 질소산화물에 대한 배출규제가 도입되고 있다.In recent years, with the increasing awareness of environmental conservation, emission regulations for these sulfur oxides and nitrogen oxides have been introduced.

특히, 질소산화물을 저감시키기 위한 대표적인 설비로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템이 있다. 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.In particular, there is a selective catalytic reduction (SCR) system as a representative facility for reducing nitrogen oxides. In the selective catalytic reduction system, the exhaust gas and the reducing agent pass together through a reactor in which the catalyst is installed, and the nitrogen oxides and the reducing agent contained in the exhaust gas are reacted to reduce the nitrogen and water vapor.

이러한 선택적 촉매 환원 시스템이 선박에 사용될 경우, 선박용 디젤 엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)의 배출량이 국제 해사 기구(International Maritime Organization)에서 규정한 엔진 국제 대기 오염 방지 3차 규제(IMO Tier-III)를 만족시킬 수 있어야 하므로, 저비용 고효율의 탈질 설비와 함께 효과적인 운용 방법이 요구되고 있다.When such a selective catalytic reduction system is used in ships, the emission of nitrogen oxides (NOx) emitted from marine diesel engines is regulated by the International Maritime Organization (IMO Tier-III) for engine international air pollution prevention 3rd regulation. Therefore, an effective operation method along with a low-cost and high-efficiency denitrification facility is required.

한편, 선박의 한정된 공간으로 인하여, 선박에 사용되는 선택적 촉매 환원 시스템에는 간소화가 요구되고 있다.On the other hand, due to the limited space of the ship, the simplification of the selective catalytic reduction system used in the ship is required.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 선박에 사용되는 종래의 선택적 환원 시스템(10)은 엔진(100)의 배기가스가 이동하는 배기 유로(61)와, 배기 유로(61)를 따라 이동하는 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부(41)와, 환원제 분사부(41)가 분사할 환원제를 공급하는 환원제 공급부(45), 배기 유로(61) 상에 설치되어 환원제 분사부(41)를 통해 분사된 환원제를 분해 또는 기화시키는 분해 챔버 또는 기화기(evaporator)(50)와, 그리고 선택적 촉매 환원 반응을 위한 촉매가 내부에 마련된 반응기(30) 등을 포함한다.As shown in Figures 1 and 2, the conventional selective reduction system 10 used in a ship is an exhaust passage 61 in which the exhaust gas of the engine 100 moves, and an exhaust passage 61 that moves along the A reducing agent injection unit 41 for injecting a reducing agent to the exhaust gas, a reducing agent supply unit 45 for supplying a reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit 41, is installed on the exhaust flow path 61 to provide a reducing agent injection unit 41 It includes a decomposition chamber or vaporizer (evaporator) 50 for decomposing or vaporizing the reducing agent injected through, and a reactor 30 having a catalyst for selective catalytic reduction reaction provided therein.

그런데, 종래의 선택적 촉매 환원 시스템(10)과 같이 분해 챔버 또는 기화기(50)를 별도로 사용하면서 환원제로 우레아를 환원제 분사부(41)를 통해 분해 챔버 또는 기화기(50)에 분사할 경우, 분사된 우레아는 분해 과정을 거쳐야 하므로 우레아가 분해 챔버 또는 기화기(50)에서 배기가스와 혼합된 후 반응기(30)의 촉매에 도달하기 전에 열분해 또는 가수분해되기 위한 체류 시간이 요구된다. 그리고 이러한 체류 시간을 확보하기 위해 배기 유로(61)는 최소한 길이가 요구된다. 이는 선택적 촉매 환원 시스템(10)을 선박에 설치할 때 공간적 한계에 따른 설치 용이성을 크게 저하시킨다.However, when spraying urea as a reducing agent to the decomposition chamber or vaporizer 50 through the reducing agent injection unit 41 while separately using the decomposition chamber or vaporizer 50 as in the conventional selective catalytic reduction system 10, the injected Since urea has to go through a decomposition process, a residence time is required for urea to be pyrolyzed or hydrolyzed before reaching the catalyst in the reactor 30 after being mixed with the exhaust gas in the decomposition chamber or vaporizer 50 . And in order to secure such a residence time, the exhaust flow path 61 is required to have a minimum length. This greatly reduces the ease of installation according to the spatial limitation when the selective catalytic reduction system 10 is installed on a ship.

또한, 선택적 촉매 환원 시스템(10)은 반응기(30)의 촉매에 끼인 이물질을 제거하거나 촉매의 재생 또는 환원제의 분사에 필요한 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급부(85)와, 압축 공기 공급부(85) 및 전술한 환원제 공급부(45)의 동작뿐만 아니라 선택적 촉매 환원 시스템(10)을 전반적으로 제어하기 위한 제어 장치(70)도 포함하고 있다.In addition, the selective catalytic reduction system 10 removes foreign substances caught in the catalyst of the reactor 30 or supplies compressed air necessary for regeneration of the catalyst or injection of a reducing agent, and a compressed air supply unit 85 And it also includes a control device 70 for controlling the overall operation of the reducing agent supply unit 45 as well as the selective catalytic reduction system 10 described above.

도 1에서 점선으로 표시된 육면체는 종래의 선택적 촉매 환원 시스템(10)이 자치하는 공간을 예시적으로 나타낸다.The hexahedron indicated by the dotted line in FIG. 1 exemplifies the space in which the conventional selective catalytic reduction system 10 is autonomous.

이와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템(10)은 여러 장치들을 포함하고 있을 뿐만 아니라 배기 유로(61)는 환원제가 분사된 지점으로부터 반응기(30)까지 최소한 길이를 확보해야 하므로, 선박과 같은 한정적인 공간에서 선택적 촉매 환원 시스템(10)의 효율성이 극대화되도록 설치하기 위해서는 전체적인 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 최적의 설치가 용이하지 않은 문제점이 있다. 또한, 협소한 공간에 복잡한 구조의 선택적 촉매 환원 시스템을 설치함으로써 유지 보수도 곤란해지는 문제점도 있다.In this way, the selective catalytic reduction system 10 not only includes several devices, but also the exhaust passage 61 must secure a minimum length from the point where the reducing agent is injected to the reactor 30, so that in a limited space such as a ship In order to install the selective catalytic reduction system 10 to maximize the efficiency, the overall structure becomes complicated and the optimal installation is not easy. In addition, there is a problem that maintenance becomes difficult by installing a selective catalytic reduction system having a complicated structure in a narrow space.

본 발명의 실시예는 전체적인 구조를 간소화하고 공간 활용도를 높여 설치 및 유지 보수의 용이성을 향상시킨 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a selective catalytic reduction system that improves the ease of installation and maintenance by simplifying the overall structure and increasing space utilization.

본 발명의 실시예에 따르면, 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 배기가스가 유입되는 유입구가 형성된 전단에서 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 본체부와 상기 본체부의 전단 내부에 배치된 제1 촉매부 그리고 상기 본체부의 후단 내부에 배치되며 상기 제1 촉매부보다 작은 면적과 크기를 갖는 제2 촉매부를 포함하는 반응기 및 상기 본체부의 유입구와 상기 제1 촉매부 사이의 공간에 환원제를 분사하는 하나 이상의 환원제 분사부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a selective catalytic reduction (SCR) system for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an engine has an outlet through which the exhaust gas is discharged from the front end where the inlet through which the exhaust gas is introduced is formed. A body portion having a reduced diameter or cross-sectional area in the width direction toward the rear end thereof, a first catalyst portion disposed inside the front end of the body portion, and a second portion disposed inside the rear end of the body portion and having a smaller area and size than the first catalyst portion and one or more reducing agent injection units for injecting a reducing agent into the space between the reactor and the inlet of the main body and the first catalyst unit including a catalyst unit.

상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 유입구에 설치된 믹서를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a mixer installed at the inlet.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스를 유입시키는 유입관이 연결된 전단에서 배기가스를 배출시키는 배출관이 연결된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 본체부와 상기 본체부의 전단 내부에 배치된 제1 촉매부, 그리고 상기 본체부의 후단 내부에 배치되며 상기 제1 촉매부보다 작은 면적과 크기를 갖는 제2 촉매부를 포함하는 반응기 및 상기 유입관에 환원제를 분사하는 환원제 분사부를 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the engine is connected from the front end to which the inlet pipe for introducing the exhaust gas is connected to the rear end where the exhaust pipe for discharging the exhaust gas is connected. A body part whose cross-sectional area in the diameter or width direction decreases gradually, a first catalyst part disposed inside the front end of the body part, and a second catalyst part disposed inside the rear end of the body part and having a smaller area and size than the first catalyst part It includes a reducing agent injection unit for injecting a reducing agent to the reactor and the inlet pipe comprising a.

상기 유입관은 상기 본체부의 측면에 연결되며, 상기 유입관이 상기 본체부와 연결되는 방향과 상기 배출관이 상기 본체부에 연결되는 방향은 교차할 수 있다.The inlet pipe may be connected to a side surface of the main body, and a direction in which the inlet pipe is connected to the main body and a direction in which the discharge pipe is connected to the main body may intersect.

또한, 상기 유입관은 상기 본체부의 중심 방향에서 편심되도록 상기 본체부에 연결될 수 있다.In addition, the inlet pipe may be connected to the main body so as to be eccentric in the central direction of the main body.

상기 유입관의 일단부는 상기 본체부 내부로 삽입되며, 상기 반응기는 상기 유입관을 통해 유입된 배기가스를 상기 제1 촉매부를 향해 고르게 분산시키기는 가이드 베인(guide vane)을 더 포함할 수 있다.One end of the inlet pipe is inserted into the main body, and the reactor may further include a guide vane for evenly dispersing the exhaust gas introduced through the inlet pipe toward the first catalyst part.

상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 유입관에 설치된 믹서를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a mixer installed in the inlet pipe.

상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 환원제 분사부가 분사할 환원제를 공급하는 환원제 공급부와, 압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급부, 그리고 상기 환원제 공급부 및 상기 압축 공기 공급부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system further comprises a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit, a compressed air supply unit for supplying compressed air, and a control unit for controlling the operation of the reducing agent supply unit and the compressed air supply unit. can

또한, 상기 환원제 공급부, 상기 압축 공기 공급부, 및 상기 제어부 중 하나 이상은 상기 본체부 전단보다 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소된 상기 본체부 후단의 외측 공간 내 배치될 수 있다.In addition, at least one of the reducing agent supply unit, the compressed air supply unit, and the control unit may be disposed in the outer space of the rear end of the main body having a reduced diameter or cross-sectional area in the width direction than the front end of the main body.

또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 압축 공기 공급부로부터 압축 공기를 공급받아 상기 반응기의 상기 제1 촉매부 및 상기 제2 촉매부를 향해 압축 공기를 분사하는 수트 블로워(soot blower)를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system may further include a soot blower receiving compressed air from the compressed air supply unit and injecting compressed air toward the first catalyst unit and the second catalyst unit of the reactor. have.

상기 환원제 분사부는 환원제 분사에 사용될 압축 공기를 상기 압축 공기 공급부로부터 압축 공기를 공급받을 수 있다.The reducing agent injection unit may receive compressed air to be used for injection of the reducing agent from the compressed air supply unit.

본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 전체적인 구조를 간소화하고 공간 활용도를 높여 설치 및 유지 보수의 용이성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system can improve the ease of installation and maintenance by simplifying the overall structure and increasing space utilization.

도 1은 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 종래의 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 종래의 선택적 촉매 환원 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 선택적 촉매 환원 시스템의 평면도이다.
도 5는 도 3의 반응기의 내부 구조를 중심으로 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템에 사용된 반응기의 내부 구조를 중심으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6의 반응기의 정면도이다.1 is a perspective view showing a conventional selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxide contained in the exhaust gas of the engine.
FIG. 2 is a plan view of the conventional selective catalytic reduction system of FIG. 1 .
3 is a perspective view showing a selective catalytic reduction system according to a first embodiment of the present invention.
4 is a plan view of the selective catalytic reduction system of FIG. 3 .
FIG. 5 is a configuration diagram showing the internal structure of the reactor of FIG. 3 .
6 is a cross-sectional view showing the internal structure of the reactor used in the selective catalytic reduction system according to the second embodiment of the present invention.
7 is a front view of the reactor of FIG. 6 .

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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration are typically described in the first embodiment using the same reference numerals, and only configurations different from those of the first embodiment will be described in the second embodiment. do.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 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.It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. And the same reference numerals are used to denote like features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.

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.The embodiment of the present invention specifically represents an ideal embodiment of the present invention. As a result, various modifications of the diagram are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)을 설명한다.Hereinafter, a selective catalytic reduction (SCR) system 101 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5 .

본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)은 동력 장치에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)를 저감시키는데 사용된다. 일례로, 동력 장치는 선박에 사용되는 사용되는 2행정 저속 또는 4행정 중속 디젤 엔진(100)일 수 있다.A selective catalytic reduction (SCR) system 101 according to a first embodiment of the present invention is used to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas discharged from a power plant. As an example, the power plant may be a two-stroke low-speed or four-stroke medium speed diesel engine 100 used in ships.

하지만, 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 동력 장치는 플랜트용 내연기관이거나 차량용 엔진일 수도 있다. 즉, 동력 장치로는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이 사용될 수 있다.However, the first embodiment of the present invention is not limited thereto. The power unit may be an internal combustion engine for a plant or an engine for a vehicle. That is, various types of engines known to those of ordinary skill in the art may be used as the power device.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 엔진(100)이 배출하는 배기가스는 섭씨 200도 내지 섭씨 500도 범위 내의 온도를 가지며, 경우에 따라서는 섭씨 150도 이상 섭씨 200도 미만으로 낮아질 수도 있다.In addition, in the first embodiment of the present invention, the exhaust gas discharged by the engine 100 has a temperature within the range of 200 degrees Celsius to 500 degrees Celsius, and in some cases, it may be lowered to 150 degrees Celsius or more and less than 200 degrees Celsius. .

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)는 반응기(301)와 환원제 분사부(410)를 포함한다.3 to 5, the selective catalytic reduction system 101 according to the first embodiment of the present invention includes a reactor 301 and a reducing agent injection unit 410.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)는 믹서(570), 환원제 공급부(450), 압축 공기 공급부(850), 제어부(700), 수트 블로워(810), 및 배기 유로(610)를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system 101 according to the first embodiment of the present invention is a mixer 570, a reducing agent supply unit 450, a compressed air supply unit 850, a control unit 700, a soot blower 810, and exhaust A flow path 610 may be further included.

배기 유로(610)는 엔진(100)에서 배출된 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 구체적으로, 배기 유로(610)는 엔진(100)의 배기구와 연결되어 엔진(100)의 배기가스를 배출시킬 수 있다.The exhaust flow path 610 moves the exhaust gas containing nitrogen oxides (NOx) discharged from the engine 100 . Specifically, the exhaust flow path 610 may be connected to the exhaust port of the engine 100 to discharge the exhaust gas of the engine 100 .

반응기(301)는 본체부(310)와, 본체부(310) 내부에 배치된 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)를 포함한다.The reactor 301 includes a body part 310 and a first catalyst part 351 and a second catalyst part 352 disposed inside the body part 310 .

반응기(301)의 본체부(310)는 배기 유로(610)와 연결되는 유입구(311) 및 배출구(312)를 갖는다. 즉, 본체부(310)의 유입구(311)를 통해 반응기(301)의 본체부(310) 내부로 배기가스가 유입되고, 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)를 거친 배기가스는 배출구(312)를 통해 다시 배기 유로(610)로 배출된다.The body portion 310 of the reactor 301 has an inlet 311 and an outlet 312 connected to the exhaust passage 610 . That is, exhaust gas flows into the body part 310 of the reactor 301 through the inlet 311 of the body part 310 , and the exhaust gas passes through the first catalyst part 351 and the second catalyst part 352 . The gas is discharged back to the exhaust passage 610 through the exhaust port 312 .

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 본체부(310)는 유입구(311)가 형성된 전단에서 배출구(312)가 형성된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소한다.Further, in the first embodiment of the present invention, the body portion 310 has a diameter or a cross-sectional area in the width direction decreases from the front end at which the inlet 311 is formed to the rear end at which the outlet 312 is formed.

도 3에서, 본체부(310)는 단계적으로 직경이 감소하나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 본체부(310)는 점진적 또는 선형적으로 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소될 수도 있다.In FIG. 3 , the diameter of the body part 310 is gradually reduced, but the first embodiment of the present invention is not limited thereto, and the diameter or the cross-sectional area in the width direction of the body part 310 may be gradually or linearly reduced. .

제1 촉매부(351)는 본체부(310)의 전단 내부에 배치된다. 그리고 제1 촉매부(351)는 상대적으로 직경이 큰 본체부(310)의 전단에 대응하는 크기를 갖는다.The first catalyst part 351 is disposed inside the front end of the body part 310 . And the first catalyst part 351 has a size corresponding to the front end of the body part 310 having a relatively large diameter.

제2 촉매부(352)는 본체부(310)의 후단 내부에 배치된다. 그리고 제2 촉매부(352)는 상대적으로 직경이 작은 본체부(310)의 후단에 대응하는 크기를 갖는다. 즉, 제2 촉매부(352)는 제1 촉매부(351)보다 작은 면적과 크기를 갖는다.The second catalyst part 352 is disposed inside the rear end of the body part 310 . And the second catalyst part 352 has a size corresponding to the rear end of the body part 310 having a relatively small diameter. That is, the second catalyst part 352 has a smaller area and size than the first catalyst part 351 .

또한, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 도시하지는 않았으나, 반응기(310)의 본체부(311)가 3단계 또는 그 이상에 걸쳐 직경이 감소할 경우, 반응기(301)는 제2 촉매부(352)보다 작은 면적을 갖는 제3 촉매부 또는 추가의 촉매부들을 더 포함할 수도 있다.In addition, the first embodiment of the present invention is not limited to the above, and although not shown, when the diameter of the body portion 311 of the reactor 310 decreases over three steps or more, the reactor 301 is A third catalyst part having a smaller area than the second catalyst part 352 or additional catalyst parts may be further included.

제1 촉매부(351)와 제2 촉매부(352)는 각각 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함한다. 촉매는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 일례로, 촉매는 섭씨 200도 내지 섭씨 500도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매가 활성 온도 범위 밖에서 반응하면, 촉매가 피독되면서 효율이 저하된다.The first catalyst part 351 and the second catalyst part 352 each include a catalyst for reducing nitrogen oxides. The catalyst may be made of various materials known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum. As an example, the catalyst may have an activation temperature within the range of 200 degrees Celsius to 500 degrees Celsius. Here, the activation temperature refers to a temperature at which the catalyst can stably reduce nitrogen oxides without being poisoned. If the catalyst reacts outside the active temperature range, the catalyst is poisoned and the efficiency is lowered.

예를 들어, 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도에서 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 환원 반응이 일어나면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 환원제인 암모니아(NH3)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다. 구체적으로, 촉매를 피독시키는 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시킨다. 촉매 피독 물질은 상대적으로 높은 온도, 즉 섭씨 350도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도에서 분해되므로, 반응기 내의 촉매를 승온시켜 피독된 촉매를 재생할 수 있다.For example, when a reduction reaction to reduce nitrogen oxides contained in exhaust gas occurs at a relatively low temperature of 150 degrees Celsius or more and less than 250 degrees Celsius, sulfur oxides (SOx) of exhaust gas and ammonia (NH 3 ) as a reducing agent reacts to form a catalyst poisoning substance. Specifically, the poisoning material for poisoning the catalyst may include at least one of ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and ammonium bisulfate (NH 4 HSO 4 ). These catalyst poisoning substances are adsorbed to the catalyst to reduce the activity of the catalyst. Since the catalyst poisoning material decomposes at a relatively high temperature, that is, at a temperature within the range of 350 degrees Celsius to 450 degrees Celsius, the catalyst in the reactor may be heated to regenerate the poisoned catalyst.

또한, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 반응기(301)의 본체부(310) 내부에 배기가스의 이동 방향을 기준으로 다층 구조로 촉매가 배치될 수 있다. 즉, 제1 촉매부(351)와 제2 촉매부(352)가 배기가스의 이동 방향을 따라 배치될 수 있다.Also, as in the first embodiment of the present invention, the catalyst may be disposed in a multi-layered structure based on the movement direction of the exhaust gas inside the body portion 310 of the reactor 301 . That is, the first catalyst part 351 and the second catalyst part 352 may be disposed along the movement direction of the exhaust gas.

그런데, 본체부(310)의 유입구(311)로 유입된 배기가스에 함유된 질소산화물은 전단에 위치한 제1 촉매부(351)에서 대부분 저감된다. 일례로, 제1 촉매부(351)에서 70% 이상의 질소산화물이 저감될 수 있다. 따라서, 제1 촉매부(351)와 동일한 면적과 크기의 제2 촉매부(352)를 사용하는 것은 낭비적 요소가 된다. 즉, 제1 촉매부(351)와 동일한 면적과 크기의 제2 촉매부(352)를 사용할 경우 제2 촉매부(352)에 필요 이상의 촉매가 사용될 뿐만 아니라 불필요하게 설치 공간을 차지하게 된다.However, most of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas flowing into the inlet 311 of the main body 310 is reduced in the first catalyst part 351 located at the front end. For example, nitrogen oxides of 70% or more may be reduced in the first catalyst unit 351 . Therefore, using the second catalyst part 352 having the same area and size as the first catalyst part 351 becomes a wasteful factor. That is, when the second catalyst part 352 having the same area and size as the first catalyst part 351 is used, more than necessary catalyst is used for the second catalyst part 352 , and an installation space is unnecessarily occupied.

하지만, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제2 촉매부(352)가 제1 촉매부(351)보다 적은 면적과 크기를 가지므로, 촉매의 사용을 최소화하고 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.However, according to the first embodiment of the present invention, since the second catalyst part 352 has a smaller area and size than the first catalyst part 351 , it is possible to minimize the use of the catalyst and improve the space utilization.

또한, 촉매에서 질소산화물과 직접 반응하는 환원제로는 암모니아(NH3)가 사용되는데, 이는 환원제 전구체인 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액의 형태로 공급될 수 있다. 암모니아 자체가 오염 물질로 보관과 운반이 용이하지 않기 때문에 안정적인 우레아 수용액을 사용하는 것이 보편적이다. 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액은 가수분해 또는 열분해되어 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)을 생성한다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해한다. 즉, 우레아를 분해시켜 질소산화물과 반응하는 환원제인 암모니아를 생성하게 된다.In addition, ammonia (NH 3 ) is used as a reducing agent that directly reacts with nitrogen oxides in the catalyst, which is a reducing agent precursor urea (urea, CO(NH 2 ) 2 ) It may be supplied in the form of an aqueous solution. Since ammonia itself is a contaminant, it is not easy to store and transport, so it is common to use a stable aqueous urea solution. Urea (urea, CO(NH 2 ) 2 ) aqueous solution is hydrolyzed or pyrolyzed to produce ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO). And isocyanic acid (HNCO) is again decomposed into ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ). That is, urea is decomposed to produce ammonia, a reducing agent that reacts with nitrogen oxides.

환원제 분사부(410)는 전술한 환원제를 반응기(301)의 본체부(310) 전단에 분사한다. 구체적으로, 환원제 분사부(410)는 본체부(310)의 유입구(311)와 제1 촉매부(351) 사이의 공간에 환원제를 분사할 수 있다.The reducing agent injection unit 410 injects the above-described reducing agent to the front end of the main body 310 of the reactor 301 . Specifically, the reducing agent injection unit 410 may inject the reducing agent into the space between the inlet 311 of the main body 310 and the first catalyst unit 351 .

또한, 환원제 분사부(410)는 복수개 설치될 수 있으며, 복수의 환원제 분사부(410)는 본체부(310)의 전단에 방사상으로 설치될 수 있다. 복수의 환원제 분사부(410)로 환원제를 분사할 경우 분사된 환원제를 용이하게 미립화시킬 수 있을 뿐만 아니라 환원제가 분포되는 영역을 증가시켜 환원제의 분해 생성에 효과적이다. 그리고 반응기(301)의 본체부(310) 전단에 분사된 환원제가 제1 촉매부(351) 전체에 고르게 분포되면서 전달될 수 있다.In addition, a plurality of reducing agent spraying unit 410 may be installed, and a plurality of reducing agent spraying units 410 may be radially installed at the front end of the main body 310 . When the reducing agent is sprayed into the plurality of reducing agent spraying units 410, the sprayed reducing agent can be easily atomized, and the reducing agent distribution area is increased, which is effective in decomposing the reducing agent. In addition, the reducing agent injected into the front end of the main body 310 of the reactor 301 may be uniformly distributed throughout the first catalyst 351 and delivered.

이와 같이, 반응기(301)의 본체부(310) 전단에서 유입구(311)와 제1 촉매부(351) 사이의 공간은 환원제를 분해 또는 기화시키는 공간이 된다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 별도의 분해 챔버 또는 기화기를 마련할 필요가 없다.In this way, the space between the inlet 311 and the first catalyst 351 at the front end of the main body 310 of the reactor 301 is a space for decomposing or vaporizing the reducing agent. That is, according to the first embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system 101 does not need to provide a separate decomposition chamber or vaporizer.

또한, 환원제 분사부(410)는 후술할 압축 공기 공급부(850)로부터 압축 공기를 공급받아 환원제를 분사할 수 있다. 환원제 분사부(410)가 분사하는 환원제는 후술할 압축 공기 공급부(850)가 공급하는 압축 공기에 의해 미립화될 수 있다.In addition, the reducing agent injection unit 410 may receive compressed air from the compressed air supply unit 850 to be described later and inject the reducing agent. The reducing agent injected by the reducing agent injection unit 410 may be atomized by the compressed air supplied by the compressed air supply unit 850 to be described later.

믹서(570)는 반응기(301)의 본체부(310)의 유입구(311)에 설치된다. 그리고 믹서(570)는 본체부(310)로 유입되는 배기가스에 난류 또는 선회류를 발생시킨다. 따라서 환원제 분사부(410)에서 분사된 환원제가 배기가스과 효과적으로 혼합되면서 분해 또는 기화될 수 있다.The mixer 570 is installed at the inlet 311 of the main body 310 of the reactor 301 . And the mixer 570 generates a turbulent flow or a swirling flow in the exhaust gas flowing into the main body 310 . Therefore, the reducing agent injected from the reducing agent injection unit 410 may be decomposed or vaporized while being effectively mixed with the exhaust gas.

환원제 공급부(450)는 환원제 분사부(410)가 분사할 환원제를 공급한다. 구체적으로, 환원제 공급부(450)는, 상세히 도시하지는 않았으나, 환원제 분사부(410)에 공급할 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와, 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 펌프 모듈, 공급 유량을 측정하기 위한 유량계, 그리고 환원제를 이동시키기 위한 환원제 공급 라인 등을 포함할 수 있다. 여기서, 환원제 공급 펌프 모듈은 환원제 공급을 위한 펌프와, 펌프 설치를 위해 필요한 필터, 펌프용 압력 게이지, 펌프용 수동 밸브 등을 포함할 수 있다.The reducing agent supply unit 450 supplies the reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit 410 . Specifically, the reducing agent supply unit 450, although not shown in detail, a reducing agent storage tank for storing the reducing agent to be supplied to the reducing agent injection unit 410, and a reducing agent supply pump module for supplying the reducing agent stored in the reducing agent storage tank, the supply flow rate It may include a flow meter for measuring, and a reducing agent supply line for moving the reducing agent, and the like. Here, the reducing agent supply pump module may include a pump for supplying the reducing agent, a filter necessary for installing the pump, a pressure gauge for the pump, a manual valve for the pump, and the like.

또한, 엔진(100)의 부하 변동에 따라 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 배출량이 달라지므로, 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 요구되는 환원제의 양도 달라지게 된다. 이에, 환원제 공급부(450)는 엔진(100)의 운전 조건 또는 배기가스의 배출 상황에 따라 적정량의 환원제가 공급될 수 있도록 환원제의 공급량을 조절할 수 있다.In addition, since the amount of the exhaust gas discharged from the engine 100 varies according to the load change of the engine 100, the amount of the reducing agent required to reduce the nitrogen oxides contained in the exhaust gas also varies. Accordingly, the reducing agent supply unit 450 may adjust the supply amount of the reducing agent so that an appropriate amount of the reducing agent can be supplied according to the operating conditions of the engine 100 or the exhaust gas emission situation.

압축 공기 공급부(850)는 환원제 분사부(410)가 환원제를 분사할 때 필요한 압축 공기를 공급하거나 후술할 수트 블로워(810)에 압축 공기를 공급할 수 있다.The compressed air supply unit 850 may supply compressed air required when the reducing agent injection unit 410 injects the reducing agent or may supply compressed air to the soot blower 810 to be described later.

수트 블로워(soot blower)(810)는 압축 공기 공급부(850)로부터 압축 공기를 공급받아 반응기의 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)를 향해 압축 공기를 분사한다.The soot blower 810 receives compressed air from the compressed air supply unit 850 and injects compressed air toward the first catalyst unit 351 and the second catalyst unit 352 of the reactor.

수트 블로워(810)에서 분사되는 압축 공기는 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)에 끼인 이물질을 물리적으로 제거하거나 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)를 재생시키는데 활용될 수 있다.Compressed air injected from the soot blower 810 physically removes foreign substances caught in the first catalyst part 351 and the second catalyst part 352 or removes the first catalyst part 351 and the second catalyst part 352 . It can be used for regeneration.

제어부(700)는 환원제 공급부(450), 압축 공기 공급부(850), 또는 수트 블로워(810)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(700)는 전술한 환원제 공급부(450), 압축 공기 공급부(850), 또는 수트 블로워(810) 이외에 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 운전을 전반적으로 제어할 수 있다.The control unit 700 may control the operation of the reducing agent supply unit 450 , the compressed air supply unit 850 , or the soot blower 810 . In addition, the control unit 700 may control the overall operation of the selective catalytic reduction system 101 in addition to the above-described reducing agent supply unit 450, compressed air supply unit 850, or soot blower 810.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 환원제 공급부(450), 압축 공기 공급부(850), 및 제어부(700) 중 하나 이상은 본체부(310) 전단보다 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소된 본체부(310) 후단의 외측 공간 내 배치될 수 있다. 즉, 반응기(301)의 후단에 위치한 제2 촉매부(352)의 면적과 크기를 줄이고, 이에 따라 반응기(301)의 후단의 크기를 줄임으로써 확보된 공간에 환원제 공급부(450), 압축 공기 공급부(850), 및 제어부(700) 중 하나 이상을 설치함으로써, 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 차지하는 전체적인 크기를 최소화할 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, at least one of the reducing agent supply unit 450 , the compressed air supply unit 850 , and the control unit 700 is a body with a reduced diameter or cross-sectional area in the width direction than the front end of the body unit 310 . It may be disposed in the outer space of the rear end of the part 310 . That is, by reducing the area and size of the second catalyst unit 352 located at the rear end of the reactor 301, and thus reducing the size of the rear end of the reactor 301, the reducing agent supply unit 450, the compressed air supply unit in the space secured By installing one or more of the 850, and the control unit 700, the overall size occupied by the selective catalytic reduction system 101 can be minimized.

도 3에서 점선으로 표시된 육면체는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 자치하는 공간을 예시적으로 나타낸다. 앞서 도 1에 도시한 종래의 선택적 촉매 환원 시스템(10)과 비교할 때 설치 공간을 크게 줄일 수 있음을 알 수 있다.The hexahedron indicated by the dotted line in FIG. 3 exemplarily represents the space in which the selective catalytic reduction system 101 according to the first embodiment of the present invention is autonomous. It can be seen that the installation space can be significantly reduced when compared to the conventional selective catalytic reduction system 10 shown in FIG. 1 above.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 전체적인 구조를 간소화하고 공간 활용도를 높여 설치 및 유지 보수의 용이성을 향상시킬 수 있다.By such a configuration, the selective catalytic reduction system 101 according to the first embodiment of the present invention can improve the ease of installation and maintenance by simplifying the overall structure and increasing space utilization.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)을 설명한다.Hereinafter, a selective catalytic reduction system 102 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 .

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)에서, 반응기(302)는 본체부(310)와, 본체부(310) 내부에 배치된 제1 촉매부(351) 및 제2 촉매부(352)를 포함한다. 그리고 본체부(310)의 전단에는 배기가스를 유입시키는 유입관(316)이 연결되고, 본체부(310)의 후단에는 배기가스를 배출시키는 배출관(317)이 연결된다. 본체부(310)는 전단에서 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 원통 형상을 갖는다. 제1 촉매부(351)는 본체부(310)의 전단 내부에 배치되고, 제2 촉매부(352)는 본체부(310)의 후단 내부에 배치되며 제1 촉매부(351)보다 작은 면적과 크기를 갖는다.6 and 7, in the selective catalytic reduction system 102 according to the second embodiment of the present invention, the reactor 302 has a body portion 310 and a body portion 310 disposed inside. It includes a first catalyst part 351 and a second catalyst part 352 . In addition, an inlet pipe 316 for introducing exhaust gas is connected to the front end of the main body 310 , and an exhaust pipe 317 for discharging exhaust gas is connected to the rear end of the main body 310 . The main body 310 has a cylindrical shape in which a diameter or a cross-sectional area in the width direction decreases from the front end to the rear end. The first catalyst part 351 is disposed inside the front end of the body part 310 , and the second catalyst part 352 is disposed inside the rear end of the body part 310 , and has a smaller area than the first catalyst part 351 . have a size

도 6에서, 전단에서 후단으로 갈수록 단계적으로 직경이 감소하는 원통 형상의 본체부(310)를 나타내나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 본체부(310)는 점진적 또는 선형적으로 직경이 감소될 수도 있다.In FIG. 6 , a cylindrical body portion 310 whose diameter is gradually reduced from the front end to the rear end is shown, but the first embodiment of the present invention is not limited thereto, and the body portion 310 is gradually or linearly The diameter may be reduced.

또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 유입관(316)은 본체부(310)의 측면에 연결되며, 유입관(316)이 본체부(310)와 연결되는 방향과 배출관(317)이 본체부(310)에 연결되는 방향이 교차할 수 있다.In addition, in the second embodiment of the present invention, the inlet pipe 316 is connected to the side surface of the main body 310 , the direction in which the inlet pipe 316 is connected to the main body 310 and the discharge pipe 317 are the main body Directions connected to the unit 310 may intersect.

또한, 유입관(316)은 본체부(310)의 중심 방향에서 편심되도록 본체부(310)에 연결될 수 있다. 이에, 유입관(316)을 통해 본체부(310)에 유입된 배기가스는 원통 형상의 본체부(310)의 내벽면에 접선 방향으로 부딪히면서 선회류를 형성하게 된다.In addition, the inlet pipe 316 may be connected to the main body 310 so as to be eccentric in the central direction of the main body 310 . Accordingly, the exhaust gas introduced into the body portion 310 through the inlet pipe 316 collides with the inner wall surface of the cylindrical body portion 310 in a tangential direction to form a swirling flow.

또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 환원제 분사부(410)는 유입관(316)에 환원제를 분사한다. 그리고 믹서(570)도 유입관(316)에 설치된다. 즉, 유입관(316)에 분사된 환원제는 믹서(570)에 의해 배기가스와 혼합된다.In addition, in the second embodiment of the present invention, the reducing agent spraying unit 410 sprays the reducing agent to the inlet pipe (316). And the mixer 570 is also installed in the inlet pipe (316). That is, the reducing agent injected into the inlet pipe 316 is mixed with the exhaust gas by the mixer 570 .

또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 유입관(316)의 일단부는 본체부(310) 내부로 삽입된다. 그리고 반응기(302)는 유입관(316)을 통해 유입된 배기가스를 제1 촉매부(351)를 향해 고르게 분산시키기는 가이드 베인(guide vane)(370)을 더 포함할 수 있다. 가이드 베인(370)은 배기가스를 고르게 분산시키기 위해 복수개 마련될 수 있다.In addition, in the second embodiment of the present invention, one end of the inlet pipe 316 is inserted into the body portion 310 . In addition, the reactor 302 may further include a guide vane 370 for evenly dispersing the exhaust gas introduced through the inlet pipe 316 toward the first catalyst unit 351 . A plurality of guide vanes 370 may be provided to evenly distribute the exhaust gas.

또한, 도 6에서 설명의 편의를 위하여, 수트 블로워, 압축 공기 공급부, 환원제 공급부, 및 제어부는 도시를 생략하였으나, 이들 구성은 제1 실시예와 동일하게 제2 실시예에도 적용된다.In addition, for convenience of explanation in FIG. 6 , the soot blower, the compressed air supply unit, the reducing agent supply unit, and the control unit are omitted, but these configurations are applied to the second embodiment in the same way as the first embodiment.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)은 전체적인 구조를 간소화하고 공간 활용도를 높여 설치 및 유지 보수의 용이성을 향상시킬 수 있다.By such a configuration, the selective catalytic reduction system 102 according to the second embodiment of the present invention can improve the ease of installation and maintenance by simplifying the overall structure and increasing space utilization.

특히, 유입관(316)과 배출관(317)이 서로 교차하는 방향으로 반응기(302)의에 본체부(310)에 연결되므로, 협소하고 한정적인 공간에서 선택적 촉매 환원 시스템(302)을 더욱 용이하게 설치될 수 있다.In particular, since the inlet pipe 316 and the outlet pipe 317 are connected to the main body 310 of the reactor 302 in a direction crossing each other, the selective catalytic reduction system 302 in a narrow and limited space more easily can be installed.

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.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. will be.

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.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims, the meaning and scope of the claims, and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 엔진
101, 102: 선택적 촉매 환원 시스템
301, 302: 반응기
310: 본체부
311: 유입구
312: 배출구
316: 유입관
317: 배출관
351: 제1 촉매부
352: 제2 촉매부
370: 가이드 베인
410: 환원제 분사부
450: 환원제 공급부
570: 믹서
610: 배기 유로
700: 제어부
810: 수트 블로워
850: 압축 공기 공급부100: engine
101, 102: selective catalytic reduction system
301, 302: reactor
310: body part
311: inlet
312: outlet
316: inlet pipe
317: discharge pipe
351: first catalyst unit
352: second catalyst unit
370: guide vanes
410: reducing agent injection unit
450: reducing agent supply unit
570: mixer
610: exhaust flow path
700: control unit
810: soot blower
850: compressed air supply

Claims (11)

엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
배기가스가 유입되는 유입구가 형성된 전단에서 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 본체부와, 상기 본체부의 전단 내부에 배치된 제1 촉매부, 그리고 상기 본체부의 후단 내부에 배치되며 상기 제1 촉매부보다 작은 면적과 크기를 갖는 제2 촉매부를 포함하는 반응기;
상기 본체부의 유입구와 상기 제1 촉매부 사이의 공간에 환원제를 분사하는 하나 이상의 환원제 분사부;
상기 환원제 분사부가 분사할 환원제를 공급하는 환원제 공급부;
압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급부; 및
상기 환원제 공급부 및 상기 압축 공기 공급부의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 환원제 공급부, 상기 압축 공기 공급부, 및 상기 제어부 중 하나 이상은 상기 본체부 전단보다 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소된 상기 본체부 후단의 외측 공간 내 배치된 선택적 촉매 환원 시스템.In the selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an engine,
A body part whose diameter or cross-sectional area decreases from the front end in which the exhaust gas inlet is formed to the rear end in which the exhaust gas is discharged is formed, a first catalyst part disposed inside the front end of the body part, and the main body part a reactor disposed inside the rear end and including a second catalyst part having a smaller area and size than the first catalyst part;
one or more reducing agent injection units for injecting a reducing agent into the space between the inlet of the main body and the first catalyst unit;
a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit;
a compressed air supply unit for supplying compressed air; and
A control unit for controlling the operation of the reducing agent supply unit and the compressed air supply unit
includes,
At least one of the reducing agent supply unit, the compressed air supply unit, and the control unit is a selective catalytic reduction system disposed in the outer space of the rear end of the main body having a reduced diameter or cross-sectional area in the width direction than the front end of the main body. 제1항에 있어서,
상기 유입구에 설치된 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises a mixer installed at the inlet. 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
배기가스를 유입시키는 유입관이 연결된 전단에서 배기가스를 배출시키는 배출관이 연결된 후단으로 갈수록 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소하는 본체부와, 상기 본체부의 전단 내부에 배치된 제1 촉매부, 그리고 상기 본체부의 후단 내부에 배치되며 상기 제1 촉매부보다 작은 면적과 크기를 갖는 제2 촉매부를 포함하는 반응기;
상기 유입관에 환원제를 분사하는 환원제 분사부;
상기 환원제 분사부가 분사할 환원제를 공급하는 환원제 공급부;
압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기 공급부; 및
상기 환원제 공급부 및 상기 압축 공기 공급부의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 환원제 공급부, 상기 압축 공기 공급부, 및 상기 제어부 중 하나 이상은 상기 본체부 전단보다 직경 또는 폭 방향 단면적이 감소된 상기 본체부 후단의 외측 공간 내 배치된 선택적 촉매 환원 시스템.In the selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an engine,
A body part whose diameter or cross-sectional area decreases from the front end to which the inlet pipe for introducing exhaust gas is connected to the rear end where the exhaust pipe for discharging exhaust gas is connected, a first catalyst part disposed inside the front end of the body part, and the main body a reactor disposed inside the rear end of the unit and including a second catalyst unit having a smaller area and size than the first catalyst unit;
a reducing agent spraying unit for spraying a reducing agent to the inlet pipe;
a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit;
a compressed air supply unit for supplying compressed air; and
A control unit for controlling the operation of the reducing agent supply unit and the compressed air supply unit
includes,
At least one of the reducing agent supply unit, the compressed air supply unit, and the control unit is a selective catalytic reduction system disposed in the outer space of the rear end of the main body having a reduced diameter or cross-sectional area in the width direction than the front end of the main body. 제3항에 있어서,
상기 유입관은 상기 본체부의 측면에 연결되며, 상기 유입관이 상기 본체부와 연결되는 방향과 상기 배출관이 상기 본체부에 연결되는 방향은 교차하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 3,
The inlet pipe is connected to the side of the main body, the selective catalytic reduction system, characterized in that the direction in which the inlet pipe is connected to the main body and the direction in which the discharge pipe is connected to the main body intersect. 제4항에 있어서,
상기 유입관은 상기 본체부의 중심 방향에서 편심되도록 상기 본체부에 연결된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.5. The method of claim 4,
The inlet pipe is a selective catalytic reduction system, characterized in that connected to the body portion so as to be eccentric in the direction of the center of the body portion. 제3항에 있어서,
상기 유입관의 일단부는 상기 본체부 내부로 삽입되며,
상기 반응기는 상기 유입관을 통해 유입된 배기가스를 상기 제1 촉매부를 향해 고르게 분산시키기는 가이드 베인(guide vane)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 3,
One end of the inlet pipe is inserted into the body portion,
The reactor is a selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises a guide vane (guide vane) for evenly dispersing the exhaust gas introduced through the inlet pipe toward the first catalyst part. 제3항에 있어서,
상기 유입관에 설치된 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 3,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises a mixer installed in the inlet pipe. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 압축 공기 공급부로부터 압축 공기를 공급받아 상기 반응기의 상기 제1 촉매부 및 상기 제2 촉매부를 향해 압축 공기를 분사하는 수트 블로워(soot blower)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 1 or 3,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it receives compressed air from the compressed air supply unit and further comprises a soot blower for injecting compressed air toward the first catalyst unit and the second catalyst unit of the reactor. 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 환원제 분사부는 환원제 분사에 사용될 압축 공기를 상기 압축 공기 공급부로부터 압축 공기를 공급받는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 1 or 3,
The reducing agent injection unit selective catalytic reduction system, characterized in that the compressed air to be used for injection of the reducing agent is supplied with compressed air from the compressed air supply unit. 삭제delete 삭제delete
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KR101334826B1 (en) 2012-08-02 2013-11-29 현대머티리얼 주식회사 Selective catalyst reduction system for vessel using cyclone system
KR101707199B1 (en) 2012-12-28 2017-02-15 얀마 가부시키가이샤 Exhaust purification device

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