KR102419575B1 - Apparatus and system for decomposing urea with dual configuration - Google Patents

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KR102419575B1 KR1020200097123A KR20200097123A KR102419575B1 KR 102419575 B1 KR102419575 B1 KR 102419575B1 KR 1020200097123 A KR1020200097123 A KR 1020200097123A KR 20200097123 A KR20200097123 A KR 20200097123A KR 102419575 B1 KR102419575 B1 KR 102419575B1
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Abstract

예시적인 실시예들에 따른 요소 가수분해 장치는, 요소수를 수용하는 반응기,상기 반응기 내에 배치된 제1 열교환 부재, 상기 반응기 내에 배치되며 상기 제1 열교환 부재와 제1 방향으로 이격되는 제2 열교환 부재 및 평면도 상에서 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함한다.Urea hydrolysis apparatus according to exemplary embodiments, a reactor for receiving urea water, a first heat exchange member disposed in the reactor, a second heat exchange member disposed in the reactor and spaced apart from the first heat exchange member in a first direction and at least one sensor disposed between the first heat exchange member and the second heat exchange member in a plan view.

Description

이중 구성을 갖는 요소 가수분해 장치 및 요소 가수분해 시스템{APPARATUS AND SYSTEM FOR DECOMPOSING UREA WITH DUAL CONFIGURATION}Urea hydrolysis device and urea hydrolysis system with dual configuration

본 발명은 요소 가수분해 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 신뢰성 및 수명을 증가시키기 위하여 이중 구성을 갖는 요소 가수분해 장치 및 요소 가수분해 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a urea hydrolysis device. More particularly, the present invention relates to a urea hydrolysis device and a urea hydrolysis system having a dual configuration to increase reliability and lifespan.

발전소 보일러, 소각장, 디젤 엔진 등과 같은 연소 기관의 경우, 연소에 의해 질소 산화물(NOx)가 발생한다. 이러한 질소 산화물은 대기 오염 및 미세 먼지를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이에 따라, 연소 기관의 질소 산화물 제거를 위한 필요성 및 규제가 증가하고 있다.In the case of combustion engines such as power plant boilers, incinerators and diesel engines, nitrogen oxides (NOx) are generated by combustion. These nitrogen oxides can act as a cause of increasing air pollution and fine dust. Accordingly, the need and regulations for nitrogen oxide removal in combustion engines are increasing.

질소 산화물을 질소와 산소로 분해하기 위해서는 환원제가 사용되며, 상기 환원제로는 암모니아가 사용되고 있다. 그러나, 암모니아의 경우, 운송 및 보관이 용이하지 않아 요소를 가수분해함으로써 암모니아를 생성/사용하는 기술이 이용되고 있다.A reducing agent is used to decompose nitrogen oxides into nitrogen and oxygen, and ammonia is used as the reducing agent. However, in the case of ammonia, transportation and storage are not easy, so a technique for generating/using ammonia by hydrolyzing urea is used.

요소의 가수분해는 반응기 내에서 진행될 수 있으며, 가수분해의 진행을 위해서 열교환기가 사용될 수 있다. 상기 반응기 및 상기 열교환기는 고온의 요소 수용액에 노출되므로 부식의 염려가 있다. The hydrolysis of urea may proceed in a reactor, and a heat exchanger may be used for the progress of the hydrolysis. Since the reactor and the heat exchanger are exposed to a high temperature aqueous solution of urea, there is a risk of corrosion.

본 발명의 일 과제는 신뢰성 및 내구성이 증가된 요소 가수분해 장치 및 요소 가수분해 시스템을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a urea hydrolysis device and a urea hydrolysis system with increased reliability and durability.

상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 요소 가수분해 장치는, 요소수를 수용하는 반응기,상기 반응기 내에 배치된 제1 열교환 부재, 상기 반응기 내에 배치되며 상기 제1 열교환 부재와 제1 방향으로 이격되는 제2 열교환 부재 및 평면도 상에서 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함한다.The urea hydrolysis apparatus according to exemplary embodiments for achieving the object of the present invention includes a reactor accommodating urea water, a first heat exchange member disposed in the reactor, and the first heat exchange member disposed in the reactor and a second heat exchange member spaced apart in the first direction, and at least one sensor disposed between the first heat exchange member and the second heat exchange member in a plan view.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재에는 선택적으로 스팀이 제공된다.According to an embodiment, steam is selectively provided to the first heat exchange member and the second heat exchange member.

일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 센서는, 제1 온도 센서, 상기 제1 온도 센서와 이격된 제2 온도 센서, 제1 액면 센서 및 상기 제1 액면 센서와 이격된 제2 액면 센서를 포함한다. 상기 제1 온도 센서, 상기 제2 온도 센서, 상기 제1 액면 센서 및 상기 제2 액면 센서는 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향을 따라 배열된다.According to an embodiment, the at least one sensor includes a first temperature sensor, a second temperature sensor spaced apart from the first temperature sensor, a first liquid level sensor, and a second liquid level sensor spaced apart from the first liquid level sensor do. The first temperature sensor, the second temperature sensor, the first liquid level sensor, and the second liquid level sensor are arranged along a second direction perpendicular to the first direction.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 액면 센서 및 상기 제2 액면 센서는, 각각 비접촉 센서 및 상기 비접촉 센서의 측정 영역에서 상기 요소수의 표면을 둘러싸며 일부가 상기 요소수에 잠기는 표면 안정화 가이드를 포함한다.According to an embodiment, the first liquid level sensor and the second liquid level sensor include a surface stabilization guide that surrounds the surface of the urea water in the measurement area of the non-contact sensor and the non-contact sensor, respectively, and is partially submerged in the urea water do.

본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 요소 가수분해 시스템은, 요소수의 요소 가수분해 반응을 통해 생성된 암모니아 가스를 배출하는 반응기 및 상기 반응기 내의 요소수를 가열하는 가열부를 포함한다. 상기 가열부는, 스팀 공급부, 응축수 배출부 및 상기 스팀 공급부와 상기 응축수 배출부에 병렬적으로 연결된 제1 열교환기 및 제2 열교환기를 포함한다. 상기 제1 열교환기는 상기 반응기 내에 배치되는 제1 열교환 부재를 포함하고, 상기 제2 열교환기는 상기 반응기 내에서 상기 제1 열교환 부재와 이격되며 상기 제1 열교환 부재와 동일한 방향으로 연장되는 제2 열교환 부재를 포함한다. 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재에는 선택적으로 스팀이 제공된다.A urea hydrolysis system according to exemplary embodiments for achieving an object of the present invention includes a reactor for discharging ammonia gas generated through the urea hydrolysis reaction of urea water and a heating unit for heating the urea water in the reactor include The heating unit includes a steam supply unit, a condensate discharge unit, and first and second heat exchangers connected in parallel to the steam supply unit and the condensate discharge unit. The first heat exchanger includes a first heat exchange member disposed in the reactor, and the second heat exchanger is a second heat exchange member spaced apart from the first heat exchange member in the reactor and extending in the same direction as the first heat exchange member includes Steam is selectively provided to the first heat exchange member and the second heat exchange member.

일 실시예에 따르면, 정상 작동 모드에서 상기 제1 열교환 부재에 스팀이 제공되며, 상기 반응기의 온도가 제한 온도를 초과하거나, 상기 반응기의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우, 상기 제1 열교환 부재에 제공되는 스팀이 차단되고, 상기 제2 열교환 부재에 스팀이 제공된다.According to an embodiment, steam is provided to the first heat exchange member in a normal operation mode, and when the temperature of the reactor exceeds the limit temperature or the pressure of the reactor exceeds the limit pressure, it is applied to the first heat exchange member. The provided steam is blocked, and the steam is provided to the second heat exchange member.

일 실시예에 따르면, 상기 반응기의 온도, 압력 및 액면 레벨에 근거하여 상기 제1 열교환 부재 또는 상기 제2 열교환 부재에 제공되는 스팀의 양을 조절하는 제어부를 더 포함한다.According to an embodiment, the control unit further includes a control unit for adjusting the amount of steam provided to the first heat exchange member or the second heat exchange member based on the temperature, pressure, and liquid level of the reactor.

일 실시예에 따르면, 상기 요소 가수분해 시스템은, 상기 반응기의 온도를 각각 측정하는 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서, 상기 반응기의 액면 레벨을 각각 측정하는 제1 액면 센서 및 제2 액면 센서 및 상기 반응기의 압력을 각각 측정하는 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서를 더 포함한다.According to one embodiment, the urea hydrolysis system, a first temperature sensor and a second temperature sensor for measuring the temperature of the reactor, respectively, a first liquid level sensor and a second liquid level sensor for measuring the liquid level of the reactor, respectively, and It further includes a first pressure sensor and a second pressure sensor for measuring the pressure of the reactor, respectively.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정된 제1 측정 온도 및 상기 제2 온도 센서에 의해 측정된 제2 측정 온도의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 온도를 정상 측정 온도로 선택한다.According to one embodiment, the control unit, when the difference between the first measured temperature measured by the first temperature sensor and the second measured temperature measured by the second temperature sensor exceeds a certain range, the difference is A measurement temperature with continuity before and after the occurrence is selected as the normal measurement temperature.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 액면 센서에 의해 측정된 제1 측정 액면 레벨 및 상기 제2 액면 센서에 의해 측정된 제2 측정 액면 레벨의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 액면 레벨을 정상 측정 액면 레벨로 선택한다.According to an embodiment, the control unit may be configured to: When a difference between a first measured liquid level measured by the first liquid level sensor and a second measured liquid level measured by the second liquid level sensor exceeds a certain range, the The measured liquid level with continuity before and after the point of time difference is selected as the normal measured liquid level.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 압력 센서에 의해 측정된 제1 측정 압력 및 상기 제2 압력 센서에 의해 측정된 제2 측정 압력의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 압력을 정상 측정 압력으로 선택한다.According to an embodiment, the control unit, when a difference between the first measured pressure measured by the first pressure sensor and the second measured pressure measured by the second pressure sensor exceeds a certain range, the difference is A measurement pressure with continuity before and after the occurrence is selected as the normal measurement pressure.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 온도 센서, 상기 제2 온도 센서, 상기 제1 액면 센서 및 상기 제2 액면 센서는, 평면도 상에서 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재 사이에 배치된다.According to an embodiment, the first temperature sensor, the second temperature sensor, the first liquid level sensor, and the second liquid level sensor are disposed between the first heat exchange member and the second heat exchange member in a plan view.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재는 각각 튜브 다발을 포함한다.According to an embodiment, each of the first heat exchange member and the second heat exchange member includes a tube bundle.

예시적인 실시예들에 따르면, 부분적으로 이중 구성을 갖는 요소 가수분해 시스템을 제공한다. 이에 따라, 비용 및 설치 공간의 증가를 최소화하면서 요소 가수분해 시스템의 안정성 및 내구성을 효과적으로 개선할 수 있다.According to exemplary embodiments, there is provided a urea hydrolysis system having a partially dual configuration. Accordingly, it is possible to effectively improve the stability and durability of the urea hydrolysis system while minimizing the increase in cost and installation space.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템의 반응기, 센서 및 열교환기를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다.
1 is a schematic configuration diagram showing a urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a reactor, a sensor, and a heat exchanger of a urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 2 .
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 2 .
5 is a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG. 2 .

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and is one or more other features or numbers , it should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템을 나타내는 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 요소 가수 분해 시스템은, 반응기(10), 요소수 공급부(20), 가열부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the urea hydrolysis system includes a reactor 10 , a urea water supply unit 20 , a heating unit 30 , and a control unit 40 .

상기 요소수 공급부(20)는 상기 반응기(10)의 요소수 주입구(12)를 통해 상기 반응기(10) 내에 요소수를 제공한다. 상기 가열부(30)는 상기 반응기(10) 내의 요소수를 가열할 수 있다. 상기 요소수에 용해된 요소(NH4CONH2)는 물(H2O)과 반응하여 암모늄 카바메이트(NH2CONH4)를 형성한다. 암모늄 카바메이트는 암모니아와 이산화탄소로 분해된다. 이에 따라 생성된 암모니아 및 이산화탄소는 상기 반응기(10)의 가스 배출구(14)를 통해 배출되어, 질소 산화물 환원 장치 또는 저장 공간으로 이송될 수 있다.The urea water supply unit 20 provides urea water into the reactor 10 through the urea water inlet 12 of the reactor 10 . The heating unit 30 may heat the urea water in the reactor 10 . Urea (NH 4 CONH 2 ) dissolved in the urea water reacts with water (H 2 O) to form ammonium carbamate (NH 2 CONH 4 ). Ammonium carbamate decomposes to ammonia and carbon dioxide. Ammonia and carbon dioxide thus generated may be discharged through the gas outlet 14 of the reactor 10 and transferred to a nitrogen oxide reduction device or a storage space.

<요소 가수분해 반응식><Urea hydrolysis reaction formula>

NH4CONH2 + H2O → NH2CONH4 NH 4 CONH 2 + H 2 O → NH 2 CONH 4

NH2CONH4→ 2NH3 + CO2NH 2 CONH 4 → 2NH 3 + CO2

상기 제어부(40)는 상기 반응기(10) 내의 가수분해 반응을 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(40)는 상기 반응기(10)에 제공되는 요소수의 양을 조절할 수 있다. 또한, 상기 가열부(30)의 열교환기에 제공되는 스팀의 양을 조절하여 상기 반응기(10)의 반응 온도를 조절할 수 있다. 이를 통해, 상기 반응기(10) 내의 가수분해 반응 속도가 조절될 수 있다.The control unit 40 may control the hydrolysis reaction in the reactor 10 . According to one embodiment, the control unit 40 may control the amount of urea water provided to the reactor (10). In addition, the reaction temperature of the reactor 10 may be adjusted by adjusting the amount of steam provided to the heat exchanger of the heating unit 30 . Through this, the hydrolysis reaction rate in the reactor 10 can be controlled.

상기 요소 가수 분해 시스템은, 상기 요소수 공급부(20)로부터 상기 반응기(10)에 제공되는 요소수의 양을 조절하기 위한 요소수 조절기(22)를 더 포함할 수 있다. The urea hydrolysis system may further include a urea water controller 22 for controlling the amount of urea water provided to the reactor 10 from the urea water supply unit 20 .

상기 가열부(30)는, 스팀 제공부(32), 상기 스팀 제공부(32)와 연결되며, 상기 반응기(10) 내로 적어도 일부가 삽입되는 열교환기, 상기 열교환기와 연결되어, 상기 열교환기에서 발생한 응축수가 배출되는 응축수 배출부(34), 상기 응축수의 배출양을 조절함으로써, 상기 열교환기에 제공되는 스팀의 양을 조절하는 스팀 조절기(36)를 포함한다. The heating unit 30 is connected to the steam providing unit 32 and the steam providing unit 32 , and is connected to a heat exchanger that is at least partially inserted into the reactor 10 , and is connected to the heat exchanger in the heat exchanger. and a condensed water discharge unit 34 from which the generated condensed water is discharged, and a steam controller 36 for controlling the amount of steam provided to the heat exchanger by controlling the discharge amount of the condensed water.

예를 들어, 상기 각 조절기들은 요소스 공급관, 스팀 공급관 또는 응축수 배출관에 결합된 밸브를 포함할 수 있다.For example, each of the regulators may include a valve coupled to a urea supply pipe, a steam supply pipe, or a condensate discharge pipe.

상기 요소 가수분해 시스템은, 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 요소 가수분해 시스템은, 상기 반응기(10)의 반응 온도를 검출하는 온도 센서, 상기 반응기(10)의 압력을 측정하는 압력 센서 및 상기 반응기(10) 내의 요소수의 높이를 측정하는 액면 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 온도 센서 및 상기 액면 센서는 상기 반응기(10)에 결합될 수 있다. 상기 압력 센서는 상기 반응기(10)에 직접 결합되지 않고, 상기 요소수를 전달하는 요소수 공급관에 연결되어, 상기 요소수 공급관의 내부 압력을 측정할 수 있다. 상기 압력 센서가 상기 반응기(10) 내에 설치되는 경우, 요소 가수분해 반응에서 생성되는 고형분의 석출 등으로 인하여 측정 압력의 신뢰성이 저하될 수 있다. The urea hydrolysis system may further include a sensor. For example, the urea hydrolysis system, a temperature sensor for detecting the reaction temperature of the reactor 10, a pressure sensor for measuring the pressure of the reactor 10, and measuring the height of the urea water in the reactor (10) It may include a liquid level sensor. According to an embodiment, the temperature sensor and the liquid level sensor may be coupled to the reactor 10 . The pressure sensor is not directly coupled to the reactor 10, but is connected to a urea water supply pipe that delivers the urea water, and can measure the internal pressure of the urea water supply pipe. When the pressure sensor is installed in the reactor 10, the reliability of the measured pressure may be reduced due to precipitation of solids generated in the urea hydrolysis reaction.

상기 센서들로부터 측정된 정보들은 상기 제어부(40)로 전달될 수 있다. 상기 제어부(40)는 상기 전달된 정보들에 근거하여, 상기 반응 온도, 상기 압력 및 상기 요소수의 높이가 기설정된 값 또는 범위를 유지하도록, 상기 요소수 조절기(22) 및 상기 응축수 조절기(36)를 제어할 수 있다.Information measured from the sensors may be transmitted to the controller 40 . The control unit 40, based on the transmitted information, the reaction temperature, the pressure, and the height of the urea water to maintain a preset value or range, the urea water controller 22 and the condensed water controller 36 ) can be controlled.

일 실시예에 따르면, 상기 센서들은 이중(dualized) 구성을 갖는다. 예를 들어, 제1 온도 센서(T1) 및 제2 온도 센서(T2)는 각각 상기 반응기(10)의 반응 온도를 측정하고, 제1 액면 센서(L1) 및 제2 액면 센서(L2)는 각각 상기 반응기(10) 내의 요소수의 높이를 측정한다. 제1 압력 센서(P1) 및 제2 압력 센서(P2)는 각각 상기 반응기(10)의 압력을 측정한다.According to one embodiment, the sensors have a dualized configuration. For example, the first temperature sensor T1 and the second temperature sensor T2 measure the reaction temperature of the reactor 10, respectively, and the first liquid level sensor L1 and the second liquid level sensor L2 are each Measure the height of the number of urea in the reactor (10). The first pressure sensor P1 and the second pressure sensor P2 respectively measure the pressure of the reactor 10 .

상기 센서들에 의해 측정된 제1 측정 온도, 제2 측정 온도, 제1 측정 압력, 제2 측정 압력, 제1 측정 액면 레벨 및 제2 측정 액면 레벨은 상기 제어부(40)로 전달될 수 있다. 상기 센서들이 정상 작동하는 경우, 상기 센서들에 의해 측정된 온도, 압력 및 액면 레벨은 서로 동일하거나 오차 범위 이내의 차이로 유지될 수 있다. The first measured temperature, the second measured temperature, the first measured pressure, the second measured pressure, the first measured liquid level, and the second measured liquid level measured by the sensors may be transmitted to the controller 40 . When the sensors operate normally, the temperature, pressure, and liquid level measured by the sensors may be the same or may be maintained with a difference within an error range.

만약, 하나의 센서가 손상 등에 의해 오작동하는 경우, 상기 값들의 차이가 커진다. 예를 들어, 상기 제1 측정 온도 및 상기 제2 측정 온도의 차이가 기설정된 범위를 초과하는 경우, 상기 제어부(30)는, 차이가 발생한 시점 전의 값과 연속성을 갖는 온도를 정상 측정 온도로서 선택한다. 예를 들어, 상기 제1 온도 센서(T1)에 의해 측정된 제1 측정 온도가, 상기 제1 측정 온도 및 상기 제2 측정 온도의 차이가 발생한 시점을 전후로 연속성을 갖는 경우, 상기 제1 측정 온도를 정상 측정 온도로서 선택한다.If one sensor malfunctions due to damage or the like, the difference between the values increases. For example, when the difference between the first measured temperature and the second measured temperature exceeds a preset range, the controller 30 selects a temperature having continuity with the value before the difference occurs as the normal measured temperature. do. For example, when the first measured temperature measured by the first temperature sensor T1 has continuity before and after a time point when the difference between the first measured temperature and the second measured temperature occurs, the first measured temperature is selected as the normal measurement temperature.

위와 유사하게, 상기 제1 압력 및 상기 제2 압력의 차이가 기설정된 범위를 초과하는 경우, 상기 제어부(30)는, 차이가 발생한 시점 전의 값과 연속성을 갖는 측정 압력을 정상 측정 압력으로서 선택할 수 있다. 또한, 상기 제1 액면 레벨 및 상기 제2 압력의 차이가 기설정된 범위를 초과하는 경우, 상기 제어부(30)는, 차이가 발생한 시점 전의 값과 연속성을 갖는 측정 액면 레벨을 정상 측정 액면 레벨로서 선택할 수 있다.Similarly to the above, when the difference between the first pressure and the second pressure exceeds a preset range, the control unit 30 may select a measurement pressure having continuity with the value before the difference occurs as the normal measurement pressure. have. In addition, when the difference between the first liquid level and the second pressure exceeds a preset range, the control unit 30 selects the measured liquid level having continuity with the value before the difference occurs as the normal measured liquid level. can

설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템은, 이중 센서 구성을 가짐으로써, 어느 하나의 센서가 오작동하거나 기능을 상실하는 경우에도 안정적으로 가수분해 반응을 진행할 수 있다.As described, the urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention has a dual sensor configuration, so that even if any one sensor malfunctions or loses a function, the hydrolysis reaction can be stably performed.

상기 가수분해 반응은 고온(100℃ 이상)에서 진행된다. 이에 따라, 고온의 요소수에 노출되는 반응기 및 열교환기는 부식의 가능성이 있다. 특히, 열교환기의 경우 반응 온도 보다 높은 온도의 스팀이 제공되므로, 부식에 더 취약할 수 있다. 상기 요소 가수분해 시스템의 안정성을 담보하기 위하여 시스템 전체를 이중으로 구성할 경우, 비용과 필요 공간의 증가가 크다. The hydrolysis reaction proceeds at a high temperature (100° C. or higher). Accordingly, there is a possibility of corrosion in the reactor and heat exchanger exposed to high temperature urea water. In particular, in the case of a heat exchanger, since steam having a temperature higher than the reaction temperature is provided, it may be more susceptible to corrosion. In the case of a double configuration of the entire system in order to ensure the stability of the urea hydrolysis system, the cost and space required are large.

본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템은, 시스템 전체를 이중으로 구성하지 않고 시스템의 안정성 및 수명을 증가시키기 위하여 반응기 내에 예비적 열교환기를 포함할 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.The urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention may include a preliminary heat exchanger in the reactor to increase the stability and lifespan of the system without duplicating the entire system. This will be described later.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템의 반응기, 센서 및 열교환기를 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 4는 도 2의 II-II'선에 따른 단면도이다. 도 5는 도 2의 III-III' 선에 따른 단면도이다.2 is a plan view illustrating a reactor, a sensor, and a heat exchanger of the urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 2 . FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 2 . 5 is a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG. 2 .

본 발명의 일 실시예에 따른 요소 가수분해 시스템의 반응기, 센서 및 열교환기는 요소 가수분해 장치를 구성하는 것으로 이해될 수 있다.The reactor, sensor and heat exchanger of the urea hydrolysis system according to an embodiment of the present invention may be understood as constituting the urea hydrolysis device.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가열부(30)는 제1 열교환기(H1) 및 제2 열교환기(H2)를 포함한다. 상기 제1 열교환기(H1)는 상기 반응기(10) 내에 배치되는 제1 열교환 부재(HT1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 열교환기(H2)는 상기 반응기(10) 내에 배치되는 제2 열교환 부재(HT2)를 포함할 수 있다. 1 and 2 , the heating unit 30 includes a first heat exchanger H1 and a second heat exchanger H2. The first heat exchanger H1 may include a first heat exchange member HT1 disposed in the reactor 10 . The second heat exchanger H2 may include a second heat exchange member HT2 disposed in the reactor 10 .

일 실시예에 따르면, 평면도 상에서, 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2)는 제1 방향(D1)을 따라 수평 방향으로 이격될 수 있으며, 상기 제1 방향(D1)과 수직하는 제2 방향(D2)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2)는 각각 상기 반응기(10)의 일측으로부터 상기 반응기(10) 내로 삽입될 수 있다. 상기 제2 열교환 부재(HT2)는 상기 제1 열교환 부재(HT1)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2)는 각각 복수의 튜브 다발을 포함할 수 있다.According to an embodiment, in a plan view, the first heat exchange member HT1 and the second heat exchange member HT2 may be horizontally spaced apart from each other in a first direction D1, and the first heat exchange member HT1 may be spaced apart from each other in the first direction D1. It may extend along the second direction D2 perpendicular to the . For example, the first heat exchange member HT1 and the second heat exchange member HT2 may be respectively inserted into the reactor 10 from one side of the reactor 10 . The second heat exchange member HT2 may have substantially the same configuration as the first heat exchange member HT1 . Each of the first heat exchange member HT1 and the second heat exchange member HT2 may include a plurality of tube bundles.

도 3을 참조하면, 상기 제1 열교환 부재(HT1)는 상기 반응기(10) 내에서 요소수(US)에 완전히 잠길 수 있다. 상기 제1 열교환 부재(HT1)에는 외부로부터 스팀이 제공된다. 예를 들어, 스팀 주입구(SI)를 통해 상기 제1 열교환 부재(HT1)에 전달된 스팀은 상기 요소수(US) 보다 높은 온도를 가지며, 상기 제1 열교환 부재(HT1)를 지나면서 상기 제1 열교환 부재(HT1) 외부의 요소수(US)에 열을 전달하고 응축된다. 상기 응축수(CW)는 상기 제1 열교환 부재(HT1)로부터 빠져나간 후, 상기 반응기(10) 외부의 응축수 배출구(CO)를 통해 외부로 전달될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the first heat exchange member HT1 may be completely submerged in the urea water US in the reactor 10 . Steam is provided from the outside to the first heat exchange member HT1. For example, the steam delivered to the first heat exchange member HT1 through the steam inlet SI has a temperature higher than that of the urea water US, and passes through the first heat exchange member HT1. Heat is transferred to the urea water US outside the heat exchange member HT1 and is condensed. After the condensed water CW exits from the first heat exchange member HT1 , it may be transferred to the outside through the condensed water outlet CO outside the reactor 10 .

도 1을 참조하면, 상기 제1 열교환기(H1) 및 제2 열교환기(H2)는 스팀 제공부(32) 및 응축수 배출부(34)와 병렬적으로 연결된다. 상기 제2 열교환기(H2)는 예비적 구성일 수 있다. 따라서, 상기 제2 열교환기(H2)는 상기 제1 열교환기(H1)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1 , the first heat exchanger H1 and the second heat exchanger H2 are connected in parallel to a steam supply unit 32 and a condensate discharge unit 34 . The second heat exchanger H2 may have a preliminary configuration. Accordingly, the second heat exchanger H2 may have substantially the same configuration as the first heat exchanger H1 .

예를 들어, 상기 요소 가수분해 시스템의 정상 작동 모드에서 상기 제1 열교환기(H1)에 스팀이 제공되고, 상기 제2 열교환기(H2)에는 스팀이 차단될 수 있다. 상기 제1 열교환기(H1)가 손상 등으로 인하여 오작동하거나 작동하지 않는 경우, 즉 보조 작동 모드에서, 상기 제1 열교환기(H1)에는 스팀이 차단되고, 상기 제2 열교환기(H2)에 스팀이 제공될 수 있다. 상기 정상 작동 모드는 제1 모드, 상기 보조 작동 모드는 제2 모드로 지칭될 수 있다. For example, in a normal operation mode of the urea hydrolysis system, steam may be provided to the first heat exchanger H1 , and steam may be blocked in the second heat exchanger H2 . When the first heat exchanger H1 malfunctions or does not operate due to damage or the like, that is, in the auxiliary operation mode, steam is blocked in the first heat exchanger H1 and steam is supplied to the second heat exchanger H2 This can be provided. The normal operation mode may be referred to as a first mode, and the auxiliary operation mode may be referred to as a second mode.

예를 들어, 상기 가열부(30)는 상기 제1 열교환기(H1) 및 상기 제2 열교환기(H2)의 응축수 배출 밸브에 연결된 개폐 선택부(38)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 개폐 선택부(38)는 상기 정상 작동 모드에서 상기 제1 열교환기(H1)의 응축수 배출 밸브를 열고, 상기 제2 열교환기(H2)의 응축수 배출 밸브를 잠그고, 상기 보조 작동 모드에서 상기 제1 열교환기(H1)의 응축수 배출 밸브를 잠그고, 상기 제2 열교환기(H2)의 응축수 배출 밸브를 열 수 있다. 예를 들어, 상기 개폐 선택부(38)는 작업자에 의해 수작동되거나, 상기 제어부(40)와 연결되어 정해진 조건에 따라 자동으로 작동될 수 있다.For example, the heating unit 30 may include an opening/closing selector 38 connected to the condensate discharge valves of the first heat exchanger H1 and the second heat exchanger H2 . For example, the opening/closing selector 38 opens the condensate discharge valve of the first heat exchanger H1 in the normal operation mode, closes the condensate discharge valve of the second heat exchanger H2, and the auxiliary operation In the mode, the condensate discharge valve of the first heat exchanger H1 may be locked and the condensed water discharge valve of the second heat exchanger H2 may be opened. For example, the opening/closing selection unit 38 may be manually operated by an operator, or may be connected to the control unit 40 and automatically operated according to a predetermined condition.

예를 들어, 상기 가수분해 반응의 정상 반응 온도는 150℃ 내지 160℃이고, 정상 압력은 3kg/㎠ 내지 8kg/㎠인 경우, 제한 온도는 160℃ 이고 제한 압력은 8kg/㎠으로 설정될 수 있다.For example, when the normal reaction temperature of the hydrolysis reaction is 150° C. to 160° C. and the normal pressure is 3 kg/cm 2 to 8 kg/cm 2 , the limiting temperature is 160° C. and the limiting pressure can be set to 8 kg/cm 2 .

작동 중인 열교환기에 문제가 발생한 경우, 예를 들어, 열교환 부재가 손상된 경우, 스팀이 반응기(10) 내에 유출됨에 따라, 온도 및 압력이 비정상적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응기(10)의 측정 온도 및 측정 압력 중 적어도 하나가 상기 제한 온도 또는 상기 제한 압력을 초과하는 경우, 상기 제어부(40)는 상기 개폐 선택부(38)를 제어하여 상기 제1 열교환기(H1)의 응축수 배출 밸브를 잠그고, 상기 제2 열교환기(H2)의 응축수 배출 밸브를 열 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 열교환기(H1)가 작동하지 않거나 오작동하는 경우에도, 연속적으로 요소 가수분해 반응을 진행할 수 있다.When a problem occurs in the heat exchanger in operation, for example, when the heat exchange member is damaged, as steam flows out into the reactor 10 , the temperature and pressure may increase abnormally. For example, when at least one of the measured temperature and the measured pressure of the reactor 10 exceeds the limiting temperature or the limiting pressure, the controller 40 controls the opening/closing selector 38 to control the first The condensate discharge valve of the heat exchanger H1 may be closed, and the condensed water discharge valve of the second heat exchanger H2 may be opened. As a result, even when the first heat exchanger H1 does not operate or malfunctions, the urea hydrolysis reaction may be continuously performed.

또한, 상기 제1 열교환기(H1)가 손상되지 않더라도, 요소수 내의 이온 흡착 등에 의해 이물층이 형성되는 경우, 단열 효과에 의해 열교환 효율이 저하될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 열교환기(H1)를 인출하고, 상기 제1 열교환기(H1)를 세정하는 동안 상기 제2 열교환기(H2)를 작동시킴으로써, 요소 가수분해 반응의 단절을 최소화하면서 열교환기를 교체/보수할 수 있다.In addition, even if the first heat exchanger H1 is not damaged, when a foreign material layer is formed by adsorption of ions in the urea water, heat exchange efficiency may be reduced due to a heat insulation effect. In this case, by withdrawing the first heat exchanger (H1) and operating the second heat exchanger (H2) while cleaning the first heat exchanger (H1), the heat exchanger is reduced while minimizing the interruption of the urea hydrolysis reaction. Can be replaced/repaired.

본 발명의 실시예들은 상기와 같이 예비적 열교환기를 갖는 구성에 있어서, 상기 반응기의 정보를 효과적으로 측정할 수 있는 센서 구성을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a sensor configuration capable of effectively measuring the information of the reactor in the configuration having the preliminary heat exchanger as described above.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 온도 센서(T1), 제2 온도 센서(T2), 제1 액면 센서(L1) 및 제2 액면 센서(L2)는, 평면도 상에서, 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 온도 센서(T1), 제2 온도 센서(T2), 제1 액면 센서(L1) 및 제2 액면 센서(L2)는 상기 제2 방향(D2)을 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 온도 센서(T1), 제2 온도 센서(T2), 제1 액면 센서(L1) 및 제2 액면 센서(L2)는 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2)로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다.3 to 5 , the first temperature sensor T1 , the second temperature sensor T2 , the first liquid level sensor L1 , and the second liquid level sensor L2 are, in a plan view, the first heat exchange member It may be disposed between the HT1 and the second heat exchange member HT2. For example, the first temperature sensor T1 , the second temperature sensor T2 , the first liquid level sensor L1 , and the second liquid level sensor L2 may be arranged along the second direction D2 . . For example, the first temperature sensor T1 , the second temperature sensor T2 , the first liquid level sensor L1 , and the second liquid level sensor L2 may include the first heat exchange member HT1 and the second heat exchange member L2 . It may be spaced apart from the member HT2 by the same distance.

상기 제1 온도 센서(T1) 및 상기 제2 온도 센서(T2)는 상기 반응기(10)의 상단부에 결합될 수 있으며, 반응 온도(요소수 온도) 측정을 위하여, 각각 일부가 상기 요소수(US) 내에 잠길 수 있다. 상기 제1 온도 센서(T1) 및 상기 제2 온도 센서(T2) 사이에는 가스 배출구(14)가 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 상기 가스 배출구(14)의 위치는 필요에 따라 달라질 수 있다.The first temperature sensor T1 and the second temperature sensor T2 may be coupled to the upper end of the reactor 10, and for measuring the reaction temperature (urea water temperature), a part of each of the urea water (US ) can be submerged in A gas outlet 14 may be disposed between the first temperature sensor T1 and the second temperature sensor T2 . However, embodiments of the present invention are not limited thereto, and the position of the gas outlet 14 may be changed as needed.

상기 제1 액면 센서(L1) 및 상기 제2 액면 센서(L2)는 각각, 비접촉 센서(L1a, L2a) 및 표면 안정 가이드(L1b, L2b)를 포함할 수 있다. 상기 비접촉 센서(L1a, L2a)는 RADAR와 같은 무선 탐지 센서일 수 있다. 상기 요소수(US)의 표면은 고온의 가수분해에 의한 기체 생성으로 인하여 안정적이지 않다. 상기 표면 안정 가이드(L1b, L2b)는 상기 비접촉 센서(L1a, L2a)가 측정하는 영역의 표면을 평면적으로 둘러싸서 나머지 영역과 분리한다. 이에 따라, 상기 측정 영역에서 표면의 높이가 일정하게 유지됨으로써, 측정 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 안정 가이드(L1b, L2b)는 실린더 형상을 가질 수 있으며, 일부가 상기 요소수(US) 내에 잠길 수 있다. The first liquid level sensor L1 and the second liquid level sensor L2 may include non-contact sensors L1a and L2a and surface stability guides L1b and L2b, respectively. The non-contact sensors L1a and L2a may be wireless detection sensors such as RADAR. The surface of the urea water (US) is not stable due to gas generation by hydrolysis at high temperature. The surface stabilization guides L1b and L2b flatly surround the surface of the area measured by the non-contact sensors L1a and L2a to separate it from the rest of the area. Accordingly, since the height of the surface in the measurement area is maintained constant, measurement reliability can be improved. For example, the surface stabilization guides L1b and L2b may have a cylindrical shape, and a part may be submerged in the urea number US.

상기 구성에 따르면, 상기 센서들이 상기 제1 열교환 부재(HT1) 및 상기 제2 열교환 부재(HT2) 사이에 배치되고 동일한 거리로 이격됨에 따라, 상기 제2 열교환 부재(HT2)가 작동하는 경우에도 상기 제1 열교환 부재(HT1)가 작동할 때 측정되는 반응 정보와 유사한 반응 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 보조 작동 모드에서도 신뢰성 높은 정보에 근거하여 반응이 제어될 수 있다.According to the configuration, as the sensors are disposed between the first heat exchange member HT1 and the second heat exchange member HT2 and are spaced apart by the same distance, even when the second heat exchange member HT2 operates Reaction information similar to reaction information measured when the first heat exchange member HT1 operates may be obtained. Accordingly, even in the auxiliary operation mode, the reaction can be controlled based on reliable information.

본 발명의 실시예들에 따르면, 부분적으로 이중 구성을 갖는 요소 가수분해 시스템을 제공한다. 이에 따라, 비용 및 설치 공간의 증가를 최소화하면서 요소 가수분해 시스템의 안정성 및 내구성을 효과적으로 개선할 수 있다.According to embodiments of the present invention, there is provided a urea hydrolysis system having a partially dual configuration. Accordingly, it is possible to effectively improve the stability and durability of the urea hydrolysis system while minimizing the increase in cost and installation space.

본 발명은 발전소, 소각장 등과 같은 연소 기관을 갖는 연소 시설에서 질소 산화물의 환원을 위한 암모니아를 생성하기 위하여 이용될 수 있다.The present invention can be used to produce ammonia for the reduction of nitrogen oxides in combustion plants with combustion engines, such as power plants, incinerators, and the like.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

10: 반응기
12: 요소수 주입구
14: 가스 배출구
20: 요소수 공급부
22: 요소수 조절기
30: 가열부
H1: 제1 열교환기
H2: 제2 열교환기
32: 스팀 공급부
34: 응축수 배출부
36: 스팀 조절기
38: 개폐 선택부
40: 제어부
L1: 제1 액면 센서
L2: 제2 액면 센서
T1: 제1 온도 센서
T2: 제2 온도 센서
P1: 제1 압력 센서
P2: 제2 압력 센서
10: reactor
12: urea water inlet
14: gas outlet
20: urea water supply unit
22: urea number regulator
30: heating unit
H1: first heat exchanger
H2: second heat exchanger
32: steam supply
34: condensate outlet
36: steam regulator
38: open/close selection unit
40: control unit
L1: first liquid level sensor
L2: second liquid level sensor
T1: first temperature sensor
T2: second temperature sensor
P1: first pressure sensor
P2: second pressure sensor

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 요소수의 요소 가수분해 반응을 통해 생성된 암모니아 가스를 배출하는 반응기; 및
상기 반응기 내의 요소수를 가열하는 가열부를 포함하고,
상기 가열부는,
스팀 공급부;
응축수 배출부; 및
상기 스팀 공급부와 상기 응축수 배출부에 병렬적으로 연결된 제1 열교환기 및 제2 열교환기를 포함하고,
상기 제1 열교환기는 상기 반응기 내에 배치되는 제1 열교환 부재를 포함하고, 상기 제2 열교환기는 상기 반응기 내에서 상기 제1 열교환 부재와 이격되며 상기 제1 열교환 부재와 동일한 제1 방향으로 연장되는 제2 열교환 부재를 포함하고,
상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재에는 선택적으로 스팀이 제공되며,
정상 작동 모드에서 상기 제1 열교환 부재에 스팀이 제공되며,
상기 반응기의 온도가 제한 온도를 초과하거나, 상기 반응기의 압력이 제한 압력을 초과하는 경우, 상기 제1 열교환 부재에 제공되는 스팀이 차단되고, 상기 제2 열교환 부재에 스팀이 제공되고,
상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재는 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 이격되며, 평면도 상에서 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재 사이에는 적어도 하나의 센서가 배치되며, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 제1 열교환 부재 및 상기 제2 열교환 부재와 동일한 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.
A reactor for discharging ammonia gas generated through the urea hydrolysis reaction of urea water; and
A heating unit for heating the urea water in the reactor,
The heating unit,
steam supply;
condensate outlet; and
A first heat exchanger and a second heat exchanger connected in parallel to the steam supply unit and the condensate discharge unit,
The first heat exchanger includes a first heat exchange member disposed in the reactor, and the second heat exchanger is spaced apart from the first heat exchange member in the reactor and extends in the same first direction as the first heat exchange member. comprising a heat exchange member;
Steam is selectively provided to the first heat exchange member and the second heat exchange member,
steam is provided to the first heat exchange member in a normal operating mode;
When the temperature of the reactor exceeds the limiting temperature or the pressure of the reactor exceeds the limiting pressure, the steam provided to the first heat exchange member is cut off, and the steam is provided to the second heat exchange member,
The first heat exchange member and the second heat exchange member are spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction, and at least one sensor is disposed between the first heat exchange member and the second heat exchange member in a plan view, The urea hydrolysis system of claim 1, wherein at least one sensor is spaced the same distance from the first heat exchange member and the second heat exchange member.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 반응기의 온도, 압력 및 액면 레벨에 근거하여 상기 제1 열교환 부재 또는 상기 제2 열교환 부재에 제공되는 스팀의 양을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.
6. The method of claim 5,
The urea hydrolysis system, characterized in that it further comprises a control unit for adjusting the amount of steam provided to the first heat exchange member or the second heat exchange member based on the temperature, pressure, and liquid level of the reactor.
제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는,
상기 반응기의 온도를 각각 측정하는 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서;
상기 반응기의 액면 레벨을 각각 측정하는 제1 액면 센서 및 제2 액면 센서; 및
상기 반응기의 압력을 각각 측정하는 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.
The method of claim 7, wherein the at least one sensor comprises:
a first temperature sensor and a second temperature sensor for measuring the temperature of the reactor, respectively;
a first liquid level sensor and a second liquid level sensor for measuring the liquid level of the reactor, respectively; and
Urea hydrolysis system, characterized in that it further comprises a first pressure sensor and a second pressure sensor for respectively measuring the pressure of the reactor.
제8항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정된 제1 측정 온도 및 상기 제2 온도 센서에 의해 측정된 제2 측정 온도의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 온도를 정상 측정 온도로 선택하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit, when the difference between the first measured temperature measured by the first temperature sensor and the second measured temperature measured by the second temperature sensor exceeds a certain range, the difference is A urea hydrolysis system, characterized in that a measurement temperature having continuity before and after the occurrence time is selected as a normal measurement temperature. 제8항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 액면 센서에 의해 측정된 제1 측정 액면 레벨 및 상기 제2 액면 센서에 의해 측정된 제2 측정 액면 레벨의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 액면 레벨을 정상 측정 액면 레벨로 선택하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.According to claim 8, wherein the control unit, When the difference between the first measured liquid level measured by the first liquid level sensor and the second measured liquid level measured by the second liquid level sensor exceeds a certain range, the A urea hydrolysis system, characterized in that the measured liquid level having continuity before and after the point of time difference is selected as the normal measured liquid level. 제8항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 압력 센서에 의해 측정된 제1 측정 압력 및 상기 제2 압력 센서에 의해 측정된 제2 측정 압력의 차이가 일정 범위를 초과하는 경우, 상기 차이가 발생한 시점 전후로 연속성을 갖는 측정 압력을 정상 측정 압력으로 선택하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.The method of claim 8, wherein the control unit, when the difference between the first measured pressure measured by the first pressure sensor and the second measured pressure measured by the second pressure sensor exceeds a certain range, the difference is A urea hydrolysis system, characterized in that a measurement pressure having continuity before and after the occurrence time is selected as a normal measurement pressure. 삭제delete 제5항에 있어서, 상기 제1 열교환 부재와 상기 제2 열교환 부재는 각각 튜브 다발을 포함하는 것을 특징으로 하는 요소 가수분해 시스템.6. The urea hydrolysis system according to claim 5, wherein the first heat exchange member and the second heat exchange member each comprise a tube bundle.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20060147361A1 (en) 2004-12-30 2006-07-06 Spokoyny Felix E Method and apparatus for the production of gaseous ammonia from a urea solution
CN202609956U (en) * 2012-05-07 2012-12-19 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 Flue gas denitration steady-flow urea hydrolysis ammonia preparation reactor
CN103979575A (en) * 2014-05-16 2014-08-13 北京博智伟德环保科技有限公司 System and control method for producing ammonia gas by hydrolyzing urea solution
CN206886694U (en) 2017-05-15 2018-01-16 上海龙净环保科技工程有限公司 A kind of baffle plate type hydrolysis of urea ammonia reactor
CN208071333U (en) * 2018-03-26 2018-11-09 华北电力大学 A kind of low-energy consumption urea hydrolysis reactor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060147361A1 (en) 2004-12-30 2006-07-06 Spokoyny Felix E Method and apparatus for the production of gaseous ammonia from a urea solution
CN202609956U (en) * 2012-05-07 2012-12-19 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 Flue gas denitration steady-flow urea hydrolysis ammonia preparation reactor
CN103979575A (en) * 2014-05-16 2014-08-13 北京博智伟德环保科技有限公司 System and control method for producing ammonia gas by hydrolyzing urea solution
CN206886694U (en) 2017-05-15 2018-01-16 上海龙净环保科技工程有限公司 A kind of baffle plate type hydrolysis of urea ammonia reactor
CN208071333U (en) * 2018-03-26 2018-11-09 华北电力大学 A kind of low-energy consumption urea hydrolysis reactor

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