KR102474846B1 - Sncr-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a selective non-catalytic reduction (SNCR)-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships to reduce nitrogen oxides by effectively using an SNCR method. According to the present invention, the SNCR-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships comprises: an electric dust collection unit inducting engine exhaust gas and generating electrostatic force to collect dust in the exhaust gas; a low-temperature plasma reaction unit including a reactor having a gas inlet into which the exhaust gas transferred by the electric dust collection unit is introduced and into which urea water is introduced, and a microwave generator providing microwaves to the reactor to induce the generation of a low-temperature plasma in the reactor, thereby oxidizing nitrogen oxides of the exhaust gas; an SNCR reaction unit injecting ammonia into the exhaust gas transferred from the low-temperature plasma reaction unit and adjusting a reaction temperature to about 850 to 1,100℃ to remove nitrogen oxides; and a recirculation unit connected to the SNCR reaction unit and the low-temperature plasma reaction unit to transfer the exhaust gas from which the nitrogen oxides have been removed to the low-temperature plasma reaction unit when the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas is greater than or equal to a threshold value on the basis of the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas from which the nitrogen oxides have been removed.

Description

SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치{SNCR-BASED PLASMA NITROGEN OXIDE REDUCTION DEVICE FOR SHIPS}SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device {SNCR-BASED PLASMA NITROGEN OXIDE REDUCTION DEVICE FOR SHIPS}

본 발명은 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 플라즈마 반응부를 가지는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a SNCR-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships, and more particularly, to a SNCR-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships having a low-temperature plasma reaction unit.

일반적으로 질소산화물의 대표적인 저감방법은 선택적 촉매 환원법과 선택적 비촉매 환원법을 적용하고 있다. 선택적 촉매 환원법(SCR;Selective Catalytic Reduction)은 연소장치의 하류에 암모니아 주입설비 (AIG)를 통해 환원제인 암모니아를 공급하여 촉매반응탑에서 환원반응을 야기시켜 질소산화물을 저감하는 방식이다. 선택적 비촉매 환원법(SNCR;Selective Non-Catalytic Reduction)은 연소장치 내로 암모니아수 혹은 요소수를 직접 분사하고 연소장치 내에서 화석연료의 연소를 통해 발생되는 질소산화물과 반응시켜 저감시킬 수 있도록 하는 기술이다. 최근 탄소중립과 관련되어 세계적으로 기후변화 대응을 위한 움직임과 녹색기술의 투자가 급격하게 증가하고 있 다. 이에 대기 오염의 주범으로 자동차, 화물운송 등이 지목되고 있는 실정이며, 운송 물류의 한 축을 담당하는 선박에 대해서도 지속적으로 환경규제가 강화되고 있는 실정이다. 환경규제치가 강화될수록 선택적 비촉매 환원법으로는 극복할 수 없는 저감효율을 얻기 위해서는 선택적 촉매 환원 장치의 추가설치가 필요하지만, 선박에서는 촉매 환원 장치를 설치하기 위한 공간의 부족과 덕트의 개조가 필요한 점 등 많은 비용과 문제점이 있다. 따라서 비교적 소형화가 가능한 SNCR 기술을 활용하여 효과적으로 탈질 효율을 달성할 수 있는 방법 및 장치가 요구된다.In general, representative methods for reducing nitrogen oxides include a selective catalytic reduction method and a selective non-catalytic reduction method. Selective Catalytic Reduction (SCR) is a method of reducing nitrogen oxides by supplying ammonia as a reducing agent through an ammonia injection facility (AIG) downstream of a combustion device to cause a reduction reaction in a catalytic reactor. Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR) is a technology that directly injects ammonia water or urea solution into a combustion device and reacts with nitrogen oxides generated through combustion of fossil fuels in the combustion device to reduce it. In recent years, there has been a rapid increase in investment in green technology and movements to respond to climate change worldwide in relation to carbon neutrality. Accordingly, automobiles and freight transportation are being pointed out as the main culprits of air pollution, and environmental regulations are continuously being strengthened for ships that are in charge of one axis of transportation and logistics. As the environmental regulations are strengthened, additional installation of a selective catalytic reduction device is required to obtain a reduction efficiency that cannot be overcome by the selective non-catalytic reduction method. There are many costs and problems. Therefore, there is a need for a method and apparatus capable of effectively achieving denitrification efficiency by utilizing SNCR technology, which can be relatively miniaturized.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 선택적 비촉매 환원법(SNCR;Selective Non-Catalytic Reduction)을 이용하여 선박용 질소 산화물을 저감하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a device and method for reducing nitrogen oxides for ships using Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR).

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플라즈마 처리와 선택적 비촉매 환원법을 이용하여 선박용 질소 산화물을 저감하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a device and method for reducing nitrogen oxides for ships using plasma treatment and selective non-catalytic reduction.

또한 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 플라즈마 처리와 선택적 비촉매 환원법을 이용하고, 별도로 용이하게 탈부착 가능한 촉매 환원 장치를 두어 효과적으로 제어하여 선박용 질소 산화물을 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling nitrogen oxides for ships by using plasma treatment and selective non-catalytic reduction method and effectively controlling by placing a separate, easily detachable catalytic reduction device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치에 있어서, 엔진의 배가스를 흡입하여 배가스 내의 먼지를 정전기력을 발생시켜 집진하는 전기집진부; 상기 전기집진부에 의해 이송되는 상기 배가스가 유입되는 가스 유입구를 가지며 요소수가 투입되는 반응기와, 상기 반응기로 마이크로웨이브를 제공하여 상기 반응기 내에서 저온플라즈마 생성을 유도하는 마이크로웨이브 발생기를 포함하며, 상기 마이크로웨이브 발생기는, 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론; 상기 마이크로웨이브를 일 방향으로 보내주는 커플러; 상기 마이크로웨이브를 부하임피던스와 매칭(Matching)시키는 복수의 스토브를 포함하는 튜너; 상기 마이크로웨이브가 통과하는 석영 장벽(Quartz barrier); 및 상기 석영 장벽을 통과한 마이크로웨이브를 상기 반응기 내부로 주입시키는 도파관(wave guide);을 포함하여, 상기 배가스의 질소산화물을 연소 및 분해시키는 저온 플라즈마 반응부; 상기 저온 플라즈마 반응부로부터 이송된 상기 배가스에 암모니아를 분사하고 850~1100 ℃ 정도의 반응 온도로 조절하여, 상기 질소산화물을 제거하는 선택적 무촉매 환원(SNCR) 반응부; 및 상기 선택적 무촉매 환원 반응부 및 상기 저온 플라즈마 반응부와 연결되어, 상기 질소산화물이 제거된 상기 배가스의 질소산화물 농도에 기반하여, 상기 배가스의 질소산화물 농도가 임계값 이상인 경우 상기 저온 플라즈마 반응부로 상기 질소산화물이 제거된 상기 배가스를 이송하는 리서큘레이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a SNCR-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships, comprising: an electric precipitator for collecting dust in the exhaust gas by sucking exhaust gas from an engine by generating electrostatic force; A reactor having a gas inlet into which the exhaust gas transported by the electrostatic precipitator is introduced and into which urea water is introduced, and a microwave generator for inducing low-temperature plasma generation in the reactor by providing microwaves to the reactor, wherein the micro The wave generator includes a magnetron generating microwaves; a coupler for sending the microwave in one direction; a tuner including a plurality of stoves matching the microwave with a load impedance; a quartz barrier through which the microwave passes; and a wave guide for injecting microwaves passing through the quartz barrier into the reactor; A selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction unit for removing nitrogen oxides by injecting ammonia into the exhaust gas transported from the low-temperature plasma reaction unit and adjusting the reaction temperature to about 850 to 1100 ° C; And connected to the selective non-catalytic reduction reaction unit and the low-temperature plasma reaction unit, based on the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas from which the nitrogen oxides have been removed, to the low-temperature plasma reaction unit when the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas is greater than or equal to a threshold value. It provides a SNCR-based plasma nitrogen oxide reduction device for ships, characterized in that it comprises a recirculation unit for transferring the exhaust gas from which the nitrogen oxides have been removed.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 반응기는 마이크로웨이브 토치, 환원제 유입구 및 스팀 유입구를 포함하며, 상기 플라즈마 반응기는, 상기 반응기와 결합되며 상기 마이크로웨이브 발생기의 상기 도파관을 홀딩하고, 냉각수 통로가 형성된 연결부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reactor includes a microwave torch, a reducing agent inlet, and a steam inlet, and the plasma reactor is coupled to the reactor, holds the waveguide of the microwave generator, and has a cooling water passage. ; may be further included.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 반응기 내로 상기 저온플라즈마가 형성된 상태에서 상기 배가스와 반응하도록 상기 환원제 유입구로 상기 요소수를 공급하는 환원제 공급부; 및 상기 스팀 유입구로 스팀을 공급하여 상기 반응기 내에서 라디칼 생성을 증가시키는 스팀 공급부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a reducing agent supply unit for supplying the urea water to the reducing agent inlet to react with the exhaust gas in a state in which the low-temperature plasma is formed into the reactor; and a steam supply unit supplying steam to the steam inlet to increase generation of radicals in the reactor.

본 발명의 실시예에 있어서, 선박 엔진으로부터의 배가스에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부; 및 상기 불활성 가스가 혼합된 배가스에 PCD(pulsed corona discharge) 처리하여 상기 가스 유입구로 제공하는 PCD부;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an inert gas supply unit for supplying an inert gas to exhaust gas from a ship engine; and a PCD unit for performing pulsed corona discharge (PCD) treatment on the exhaust gas mixed with the inert gas and supplying the exhaust gas to the gas inlet.

본 발명의 실시예에 있어서, 선택적 무촉매 환원 반응부 후단에 촉매를 이용하여 상기 질소산화물을 추가적으로 제거하는 촉매 환원 반응부;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a catalytic reduction reaction unit for additionally removing the nitrogen oxides using a catalyst after the selective non-catalytic reduction reaction unit; may be included.

본 발명의 실시예에 의하면, 보다 효과적으로 비촉매 환원법을 이용하여 질소 산화물을 저감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, nitrogen oxides can be more effectively reduced using a non-catalytic reduction method.

본 발명의 실시예에 의하면, SNCR 장치에 저온 플라즈마 반응기를 결합한 시스템으로서, 기존 선박용 시스템에도 모듈화를 통한 설치가 가능하므로, 신규 설치 외에도 교체 수요에서도 활용될 수 있는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치 를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as a system combining a low-temperature plasma reactor with a SNCR device, it can be installed through modularization in an existing ship system, so a SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device that can be used in replacement demand in addition to new installation can provide

본 발명의 실시예에 의하면, 마이크로웨이브 플라즈마 화염을 이용하여 공급된 환원제(예: 요소수)와 반응시켜 분해 및 연소시킨다. 즉, 전원의 인가에 따라 마이크로웨이브를 발생시키고, 마이크로웨이브 플라즈마 내부로 환원제를 안내하여 질소산화물을 질소, 물 및 이산화탄소로 분해 및 연소할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is decomposed and burned by reacting with a supplied reducing agent (eg, urea solution) using a microwave plasma flame. That is, microwaves may be generated according to the application of power, and a reducing agent may be guided into the microwave plasma to decompose and burn nitrogen oxides into nitrogen, water, and carbon dioxide.

본 발명의 실시예에 의하면, 환원제로 우레아(요소수)나 암모니아 등 탈질을 위한 환원제를 제시하였지만, 배가스의 VOC에 따라서 환원제는 변경이 가능하다. 배가스의 질소산화물의 함유량에 따라서 환원제를 화학양론비적으로 제공하여 탈질 효율을 극대화시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a reducing agent for denitrification such as urea (urea solution) or ammonia is suggested as a reducing agent, but the reducing agent can be changed according to the VOC of exhaust gas. The denitrification efficiency can be maximized by providing a reducing agent in a stoichiometric ratio according to the content of nitrogen oxides in the exhaust gas.

본 발명의 실시예에 의하면, 또한 플라즈마 화염을 반응기 열원으로 사용하여 화염 발생에 필요한 점화기 등의 교체에 따른 시스템의 작업을 중단시키지 않고 연속적으로 배가스를 처리할 수 있는 장점도 있다.According to the embodiment of the present invention, there is also an advantage in that the exhaust gas can be continuously treated without interrupting the operation of the system according to the replacement of the igniter required for flame generation by using the plasma flame as a reactor heat source.

본 발명의 실시예에 의하면, 대기압 플라즈마를 이용하므로 상대적으로 온도가 낮아 화재위험이 낮고 VOC 분해 속도가 빠르며 오존 배출의 문제도 없어 매우 유용하다. According to the embodiment of the present invention, since the atmospheric pressure plasma is used, the temperature is relatively low, so the risk of fire is low, the VOC decomposition rate is fast, and there is no problem of ozone emission, which is very useful.

본 발명의 실시예에 의하면,플라즈마 에너지를 이용하기 때문에 상대적으로 처리 온도가 저온으로 낮아지며, 저온임에도 불구하고 플라즈마 특유의 고에너지로 인해 VOC 가스 분해 능력은 뛰어나 고속으로 분해반응이 일어나는 장점이 있다.According to the embodiment of the present invention, since the plasma energy is used, the processing temperature is relatively lowered to a low temperature, and despite the low temperature, the VOC gas decomposition ability is excellent due to the high energy unique to plasma, and the decomposition reaction occurs at a high speed.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 저온 플라즈마 반응부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 연결부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 반응기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리서큘레이션부를 구비한 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 나타내는 블록도이다.
1 is a block diagram of a SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the low-temperature plasma reaction unit shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a connection unit shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a view showing an example of the reactor shown in FIG. 2 .
5 is a block diagram showing a SNCR-based vessel plasma nitrogen oxide reduction device according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a plasma nitrogen oxide reduction device for a ship based on SNCR having a recirculation unit according to another embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing a plasma nitrogen oxide reduction device for ships based on SNCR according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention may have various changes and various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.

일반적으로 질소산화물을 제거하기 위해 환원제로 암모니아가 포함된 암모니아수를 공급하여 SCR 촉매상에서 아래의 화학식 1 과 같은 반응을 통해 질소산화물 제거에 활용하고 있다. 그러나, 높은 농도의 암모니아수는 폭발 및 부식의 위험성이 있기 때문에 도심으로의 공급이 제한되고 있다.In general, in order to remove nitrogen oxides, ammonia water containing ammonia is supplied as a reducing agent, and is used to remove nitrogen oxides through a reaction shown in Chemical Formula 1 below on an SCR catalyst. However, since high concentration of ammonia water has a risk of explosion and corrosion, supply to the city center is limited.

[화학식 1] [Formula 1]

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4HN3 + O2 → 3N2 + 6H2O2NO2 + 4HN3 + O2 → 3N2 + 6H2O

이를 대체하기 위해 암모니아 공급을 위한 전구체 (precursor)로 질소 산화물을 질소로 환원시켜 질소산화물의 배출을 절감하기 위한 연구가 진행중이다. 일 예로, 표준화된 농도의 수용액인 요소수(urea solution)를 이용하기 위한 다양한 연구가 진행 중이며, 실질적으로 적용하는 분야가 증가하는 추세이다. 그러나 요소수를 활용할 경우 다양한 문제점이 확인되고 있다. 첫 번째로 요소수를 암모니아로 전환하는 데 많은 시간이 소요되는 특징을 가진다. 해외 적용 사례를 바탕으로 요소수를 적용한 발전소의 탈질설비 기동, 특히, 요소수에서 암모니아로의 전환에 소요되는 시간이 약 30~40 min으로 보고되고 있다. 두 번째 문제는 요소수 전환에 높은 온도가 필요하다. 요소수는 아래 화학식 2 의 열분해와 가수분해를 통해 암모니아로 전환된다.In order to replace this, research is underway to reduce the emission of nitrogen oxides by reducing nitrogen oxides to nitrogen as a precursor for supplying ammonia. For example, various studies are being conducted to use urea solution, which is an aqueous solution of a standardized concentration, and the field of practical application is increasing. However, various problems have been identified when using the number of elements. First, it takes a lot of time to convert urea water into ammonia. Based on overseas application cases, it is reported that the time required to activate the denitrification facility of a power plant using urea water, in particular, to convert urea water into ammonia, is about 30 to 40 min. The second problem is that high temperatures are required for urea solution conversion. Urea water is converted into ammonia through thermal decomposition and hydrolysis of Formula 2 below.

[화학식 2] [Formula 2]

CO(NH2)2 → NH3 + HNCOCO(NH2)2 → NH3 + HNCO

HNCO + H2O → NH3 + CO2HNCO + H2O → NH3 + CO2

암모니아수를 이용하여 질소산화물을 제거할 경우 SCR 촉매의 온도가 250℃에서 반응이 일어나는 반면, 요소수를 분해하기 위해서 필요한 온도는 대략 300℃ 이상을 필요로 한다. 낮은 온도에서 요소수 분해 반응이 일어날 경우 고상의 부산물로 암멜린(ammeline)이나 멜라닌(melamine) 등이 발생하여 요소수 노즐이나 배관, 촉매 표면 등 탈질 설비 장치에 큰 손상을 입힐 수 있다. 또한 요소수가 완전히 분해되어 SCR 촉매에 공급되지 않을 경우, SCR 촉매 후단에서 요소수 분해 반응이 진행되어 암모니아가 배가스로 배출되는 암모니아 슬립 현상이 발생할 가능성이 높다.When nitrogen oxides are removed using ammonia water, the reaction occurs at 250° C. of the SCR catalyst, whereas a temperature required to decompose urea water is approximately 300° C. or higher. When the urea solution decomposition reaction occurs at a low temperature, ammeline or melamine are generated as solid by-products, which can cause great damage to denitrification equipment such as urea water nozzles, pipes, and catalyst surfaces. In addition, when urea water is completely decomposed and not supplied to the SCR catalyst, there is a high possibility that an ammonia slip phenomenon in which ammonia is discharged into exhaust gas due to a urea water decomposition reaction proceeds at the rear end of the SCR catalyst.

이러한 문제를 해결하기 위해 고속 요소수 전환을 위해 코로나 방전기를 활용하여 요소수 고속 전환을 할 수 있다. 즉 코로나 방전기는 버너 운전을 제어하여 초기 기동시 고온 조건을 형성함으로서 요소수 분해에 소요되는 시간을 최소화하고 부산물 발생을 억제시킬 수 있다. 일반적으로 환원제의 유동성을 향상시키고 안정성을 확보를 위해서 통상적으로 액상 혹은 증기상의 환원제를 수 용하고 있으나, 본 방법은 이에 국한되지 않고 다양한 조성, 예컨대 요소수, 요소(NH2CONH2), 암모니아(NH3), 탄산암모늄(NH4CO3), 시아누르산(HNCO) 등의 환원제를 사용할 수 있다. In order to solve this problem, high-speed conversion of urea solution may be performed by using a corona discharger for high-speed conversion of urea solution. That is, the corona discharger controls the burner operation to form a high-temperature condition at the time of initial startup, thereby minimizing the time required for urea solution decomposition and suppressing the generation of by-products. In general, a liquid or vapor phase reducing agent is generally accepted to improve the fluidity of the reducing agent and secure stability, but this method is not limited thereto, and various compositions such as urea water, urea (NH2CONH2), ammonia (NH3), A reducing agent such as ammonium carbonate (NH4CO3) or cyanuric acid (HNCO) can be used.

본 발명에 있어서 전기집진기는 정전기력을 이용하여 배가스 중의 먼지를 장치의 벽면으로 이동시켜 분리 · 제거하는 장치로서 선박의 경우 일반 차량용 디젤보다 황의 함량이 높기 때문에 먼지의 발생량이 높아 입자상의 먼지 제거에 도움을 줄 수 있다.In the present invention, the electrostatic precipitator is a device for separating and removing dust in the exhaust gas by moving it to the wall of the device using electrostatic force. In the case of ships, since the sulfur content is higher than that of general vehicle diesel, the amount of dust generated is high, helping to remove particulate dust. can give

코로나 방전기에서는 NO를 NO2로 산화시키고 NO2, 암모니아, 수분간의 화학 반응이 유발 되도록하여, NO2 제거에 드는 에너지를 최소화시켜 공정 전체의 전력 소모량을 줄일 수 있도록 한다. 또한 운전 전력 저감은 NO를 NO2로 산화시키는 데 필요한 에너지의 저감을 통해 기대할 수 있다.In the corona discharger, NO is oxidized to NO2 and a chemical reaction between NO2, ammonia and minutes is induced, thereby minimizing the energy required to remove NO2 and reducing the power consumption of the entire process. In addition, a reduction in driving power can be expected through a reduction in the energy required to oxidize NO to NO2.

마이크로웨이브 플라즈마 발생기(저온 플라즈마 반응기)에서는 기체의 과도한 가열이 없이 높은 이온화도의 플라즈마를 수행할 수 있다. 또한 내부의 전극이 없이도 방전이 발생하기 때문에 전극으로부터의 오염에서 자유로운 단순한 형태의 설계가 가능하며, 전기적인 간섭에 의한 오차가 적다.In a microwave plasma generator (low-temperature plasma reactor), plasma of high ionization degree can be performed without excessive heating of gas. In addition, since discharge occurs without internal electrodes, it is possible to design a simple form free from contamination from electrodes, and errors due to electrical interference are small.

플라즈마 방전 공정에서의 탈질의 기작은 주로 오염물질과 라디칼과의 반응이며, NO의 산화과정에는 OH, H2O, O 의 라디칼이, 환원과정에서는 N 라디칼이 주로 참여한다. 이는 화학식 3과 같이 나타낼 수 있다.The mechanism of denitrification in the plasma discharge process is mainly a reaction between pollutants and radicals, and radicals of OH, H2O, and O mainly participate in the NO oxidation process, and N radicals mainly participate in the reduction process. This can be represented by Formula 3.

[화학식 3] [Formula 3]

NO + O → NO2NO + O → NO2

NO + HO2 → NO2 + OHNO + HO2 → NO2 + OH

NO + O3 → NO2 + O2NO + O3 → NO2 + O2

NO + OH → HNO2NO + OH → HNO2

HNO2 + OH → NO2 + H2OHNO2 + OH → NO2 + H2O

NO2 + OH → HNO3NO2 + OH → HNO3

NO + N → N2 + ONO + N → N2 + O

앞서 설명한 SCR 및 플라즈마 방전을 통한 질소산화물의 제거 방식 이외에도 SNCR 이 있을 수 있다. SNCR에서는 850~1100 ℃ 정도의 높은 온도 영역에서 암모니아나 요소를 분사하여 질소 가스, 물 등으로 환원시키며 이에 관 한 반응식은 화학식 4 와 같다.In addition to the above-described SCR and nitrogen oxide removal methods through plasma discharge, there may be SNCR. In SNCR, ammonia or urea is injected at a high temperature range of about 850 ~ 1100 ℃ to reduce it to nitrogen gas, water, etc. The reaction formula for this is shown in Chemical Formula 4.

[화학식 4] [Formula 4]

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O + HEAT4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O + HEAT

4NO + 2CO(NH2)2 + O2 → 4N2 + CO2 + 4H2O + HEAT4NO + 2CO(NH2)2 + O2 → 4N2 + CO2 + 4H2O + HEAT

선택적 비촉매 환원법은 설치가 간단하고 촉매가 이용되지 않기 때문에, 촉매를 설치하기 위한 반응기의 설치 공간이 불필요하여 공간적 이점이 있을 수 있다.Since the selective non-catalytic reduction method is simple to install and does not use a catalyst, there is no need for installation space in a reactor for installing a catalyst, which may have a space advantage.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치 에 대해 설명한다.Referring to FIGS. 1 to 4, a SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 저온 플라즈마 반응부의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 연결부의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 반응기의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of a SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the low-temperature plasma reaction unit shown in FIG. 1 . FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a connection unit shown in FIG. 2 . FIG. 4 is a view showing an example of the reactor shown in FIG. 2 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 저온 플라즈마 반응부(200)는 선박의 배가스 중에 질소산화물을 분해 또는 연소하여 배기할 수 있다. 저온 플라즈마 반응부(200)는 마이크로웨이브 발생기(210), 연결부(220) 및 반응기(230)를 포함할 수 있다. 저온 플라즈마 반응부(200)는 환원제 공급부(13), 스팀 공급부(14) 및 냉각수 공급부(15)를 더 포함할 수 있다. 저온 플라즈마 반응부(200)는 환원제 공급부(13)로부터 환원제, 스팀 공급부(14)로부터 스팀을 공급받고, 배가스에 따라 적정한 온도에서 물질이 이온화된 상태로 존재하도록 구성된 마이크로웨이브 플라즈마를 이용하여 배가스를 연소 분해시킬 수 있다. 저온 플라즈마 반응부(200)는 SNCR 반응부 이외에도 SCR 반응부와도 연결되도록 설치되어 적용될 수도 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the low-temperature plasma reaction unit 200 of this embodiment may decompose or burn nitrogen oxides in the exhaust gas of the ship and exhaust the exhaust gas. The low-temperature plasma reaction unit 200 may include a microwave generator 210, a connection unit 220, and a reactor 230. The low-temperature plasma reaction unit 200 may further include a reducing agent supply unit 13 , a steam supply unit 14 , and a cooling water supply unit 15 . The low-temperature plasma reaction unit 200 receives a reducing agent from the reducing agent supply unit 13 and steam from the steam supply unit 14, and generates exhaust gas using microwave plasma configured to exist in an ionized state at an appropriate temperature according to the exhaust gas. can be decomposed by combustion. The low-temperature plasma reaction unit 200 may be installed and applied to be connected to the SCR reaction unit as well as the SNCR reaction unit.

마이크로웨이브 발생기(210)는 마이크로웨이브를 발생시켜 반응기(230)로 공급할 수 있다. 연결부(220)는 반응기(230) 상에 결합되며, 마이크로웨이브 발생기(210)의 도파관(215)을 반응기(230) 상에 위치하도록 홀딩할 수 있다. 연결부(220)에는 에어 공급관(223)이 형성될 수 있다. 연결부(220)는 열팽창 계수가 적고 고온에서 내구성이 우수한 특성을 가지는 석영관을 사용할 수 있으며, 연결부(220)는 석영 홀더(Quartz holder)로도 불린다. 연결부(220)에는 장시간 동작함에 의하여 발생하는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각수 입구(221) 및 냉각수 출구(222)가 형성될 수 있다.The microwave generator 210 may generate and supply microwaves to the reactor 230 . The connection unit 220 is coupled to the reactor 230 and may hold the waveguide 215 of the microwave generator 210 to be positioned on the reactor 230 . An air supply pipe 223 may be formed in the connection part 220 . The connection part 220 may use a quartz tube having a low coefficient of thermal expansion and excellent durability at high temperatures, and the connection part 220 is also called a quartz holder. A cooling water inlet 221 and a cooling water outlet 222 may be formed in the connection part 220 to cool heat generated by long-time operation.

반응기(230)는 원통형 챔버(231), 원통형 챔버(231)에 형성된 가스 유입구(232), 환원제 유입구(234), 마이크로웨이브 토치(233), 스팀 유입구(235)를 포함할 수 있다. The reactor 230 may include a cylindrical chamber 231, a gas inlet 232 formed in the cylindrical chamber 231, a reducing agent inlet 234, a microwave torch 233, and a steam inlet 235.

가스 유입구(232)는 선박의 배가스의 배기계와 연결될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 선박의 질소산화물을 함유한 배가스가 배출되어 저온 플라즈마 반응부(200)의 가스 유입구(232)로 제공될 수 있다. 환원제 유입구(234)로는 환원제 공급부(13)가 연결되고 밸브에 의해 공급이 제어될 수 있다. 배가스의 종류나 특성에 따라 스팀 공급부(14)로부터 스팀 유입구(235)로 스팀이 제공될 수 있다.The gas inlet 232 may be connected to an exhaust system of the exhaust gas of the ship. For example, as described above, the exhaust gas containing nitrogen oxides of the ship may be discharged and provided to the gas inlet 232 of the low-temperature plasma reactor 200 . The reducing agent supply unit 13 may be connected to the reducing agent inlet 234 and the supply may be controlled by a valve. Steam may be provided from the steam supply unit 14 to the steam inlet 235 according to the type or characteristics of exhaust gas.

도 1을 참조하면, 마이크로웨이브 발생기(210)는, 마그네트론(211), 커플러(212), 튜너(213), 석영장벽(214)(Quartz barrier) 및 도파관(215)(wave guide)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the microwave generator 210 may include a magnetron 211, a coupler 212, a tuner 213, a quartz barrier 214, and a wave guide 215. can

마이크로웨이브 발생기(210)는 기체의 과도한 가열이 없이 높은 이온화도의 플라즈마를 형성할 수 있다. 또한 내부의 전극이 없이도 방전이 발생하기 때문에 전극으로부터의 오염에서 자유로운 단순한 형태의 설계가 가능하며, 전기적인 간섭에 의한 오차가 적다. 플라즈마 방전 공정에서의 탈질의 기작은 주로 오염물질과 라디칼과의 반응이며, NO의 산화과정에는 OH, H2O, O 의 라디칼이, 환원과정에서는 N 라디칼이 주로 참여한다.The microwave generator 210 can form high ionization plasma without excessive heating of the gas. In addition, since discharge occurs without internal electrodes, it is possible to design a simple form free from contamination from electrodes, and errors due to electrical interference are small. The mechanism of denitrification in the plasma discharge process is mainly a reaction between pollutants and radicals, and radicals of OH, H2O, and O mainly participate in the NO oxidation process, and N radicals mainly participate in the reduction process.

마그네트론(211)은 외부의 고압트랜스포터(250)에 연결될 수 있다. 고압트랜스포터(250)는 상용전원을 고전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 고압트랜스포터(250)는 상용전원 220V를 22,000V~24000V 고전압으로 변환시킬 수 있다. 마그네트론(211)은 고압트랜스포터(250)로부터 제공되는 고전압을 사용하여 마이크로웨이브를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 마그네트론(211)은 변압된 고전압의 전기에너지를 2.40GHz~2.50GHz 의 마이크로웨이브(파장에너지)로 변환할 수 있다. 이러한 구체적 변압과 마그네트론(211)의 출력은 예시일 뿐이며 구체적 장치나 용도에 따라 적합하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 출력 1Kw급의 마그네트론(211)을 적용할 수도 있다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 및 화염이 방사되는 반응기(230) 크기와 용량에 따라 변형 적용할 수 있다.The magnetron 211 may be connected to an external high-voltage transporter 250. The high voltage transporter 250 may convert commercial power into high voltage. For example, the high-voltage transporter 250 may convert commercial power of 220V into a high voltage of 22,000V to 24000V. The magnetron 211 may generate microwaves using high voltage provided from the high voltage transporter 250 . For example, the magnetron 211 may convert the transformed high-voltage electrical energy into microwave (wavelength energy) of 2.40 GHz to 2.50 GHz. These specific transformers and the output of the magnetron 211 are just examples and may be appropriately changed according to specific devices or uses. For example, a magnetron 211 with an output of 1Kw may be applied. In addition, it can be modified and applied according to the size and capacity of the reactor 230 in which microwave plasma and flame are radiated.

마그네트론(211)에서 생성된 마이크로웨이브(파장에너지)의 손실을 최소화하면서 플라즈마를 발생하기 위하여 커플러(212), 튜너(213), 석영장벽(214) 및 도파관(215)이 설치되어 있다. 마그네트론(211)에 의해 발생된 마이크로웨이브는 커플러(212), 튜너(213), 석영장벽(214) 및 도파관(215)을 순차로 통과하며 반응기(230) 마이크로웨이브 토치(233)에 공급될 수 있다.A coupler 212, a tuner 213, a quartz barrier 214, and a waveguide 215 are installed to generate plasma while minimizing the loss of microwaves (wavelength energy) generated by the magnetron 211. The microwave generated by the magnetron 211 sequentially passes through the coupler 212, the tuner 213, the quartz barrier 214 and the waveguide 215, and may be supplied to the reactor 230 and the microwave torch 233. have.

커플러(212)는 마그네트론(211) 파장을 한 방향으로 일정하게 보내주는 역할을 할 수 있다. 전원측정부(260)이 커플러(212)에 연결되어 전원을 측정할 수 있다.The coupler 212 may serve to uniformly transmit the wavelength of the magnetron 211 in one direction. The power measurement unit 260 may be connected to the coupler 212 to measure power.

튜너(213)(tuner)는 복수의 스토브(2131)를 포함하며, 스토브(2131)들은 일정한 간격으로 서로 이격되어 있으며, 길이를 가변할 수 있다. 각 스토브의 길이를 가변함으로써 부하임피던스와 매칭(Matching)시켜 마이크로웨이브의 전송 손실을 최소화하여 효율적으로 최대의 에너지를 도파관(215)에 전송할 수 있다. 튜너(213)를 통과한 마이크로웨이브는 석영장벽(214)을 통과하여 도파관(215)을 통해 마이크로웨이브 토치(233)에 공급될 수 있다. 도파관(215)(Waveguide)은 속이 빈 도체로 구성될 수 있다. 도파관(215)은 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 토치(233)까지 저 손실로 전송해주는 역할을 한다. 마이크로웨이브 발생기(210)의 전술한 각 부분에는 냉각수 통로가 형성되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수 공급부(15)로부터 냉각수가 마이크로웨이브 발생기(210)의 각 부분에 공급되어 냉각시킬 수 있다.The tuner 213 (tuner) includes a plurality of stoves 2131, and the stoves 2131 are spaced apart from each other at regular intervals and may have a variable length. By varying the length of each stove, it is possible to efficiently transmit maximum energy to the waveguide 215 by minimizing transmission loss of microwaves by matching with the load impedance. The microwave passing through the tuner 213 may pass through the quartz barrier 214 and be supplied to the microwave torch 233 through the waveguide 215 . The waveguide 215 may be composed of a hollow conductor. The waveguide 215 serves to transmit the microwave to the microwave torch 233 with low loss. Cooling water passages are formed in each of the aforementioned parts of the microwave generator 210. As shown in FIG. 3 , cooling water from the cooling water supply unit 15 is supplied to each part of the microwave generator 210 to cool it.

전송손실을 최소화하여 전송된 마이크로웨이브는 도파관(215)을 통해 반응기(230) 내로 전송될 수 있다. 선박의 배가스가 가스 유입구(232)로 주입되는 상태에서 마이크로웨이브 토치(233)에 의해 점화되어 열에너지로 변환되어 유입된 배가스를 여기시켜 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 마이크로웨이브에 의해 발생된 플라즈마가 화염과 함께 챔버(231) 내로 분사될 수 있다. 반응기(230) 내로 유입되는 환원제 및 스팀이 플라즈마에 의해 여기된 배가스와 반응하여 배가스가 분해 및 연소될 수 있다.The microwave transmitted by minimizing transmission loss may be transmitted into the reactor 230 through the waveguide 215 . In a state in which the exhaust gas of the ship is injected into the gas inlet 232, it is ignited by the microwave torch 233 and converted into thermal energy to excite the introduced exhaust gas to generate plasma. Plasma generated by the microwave may be injected into the chamber 231 together with the flame. The reducing agent and steam introduced into the reactor 230 may react with the exhaust gas excited by the plasma to decompose and burn the exhaust gas.

이와 같이, 본 실시예의 저온 플라즈마 반응부(200)에서는, 마이크로웨이브 플라즈마 화염을 이용하여 환원제 공급부(13)로부터 공급된 환원제를 배가스와 반응시켜 분해 및 연소시킨다. 즉, 전원의 인가에 따라 마이크로웨이브를 발생시키고, 예를 들어, 마이크로웨이브 플라즈마 내부로 환원제를 안내하여 질소산화물을 질소, 물 및 이산화탄소로 분해할 수 있다. 환원제 유입구(234)에 연결된 배관의 밸브가 배가스의 특성에 따라 개폐될 수 있다. 즉 환원제가 필요한 배가스의 경우 환원제를 공급하도록 밸브가 열리고, 환원제의 공급 없이 플라즈마에 의한 연소에 의해 제거할 수 있는 경우에는 환원제 공급부 라인의 밸브를 닫을 수 있다.As such, in the low-temperature plasma reaction unit 200 of the present embodiment, the reducing agent supplied from the reducing agent supply unit 13 is reacted with exhaust gas to decompose and burn the reducing agent supplied from the reducing agent supply unit 13 using a microwave plasma flame. That is, microwaves may be generated according to the application of power, and nitrogen oxide may be decomposed into nitrogen, water, and carbon dioxide by guiding a reducing agent into the microwave plasma, for example. The valve of the pipe connected to the reducing agent inlet 234 may be opened or closed according to the characteristics of the exhaust gas. That is, in the case of exhaust gas requiring a reducing agent, the valve is opened to supply the reducing agent, and when the reducing agent can be removed by combustion by plasma without supply, the valve of the reducing agent supply line may be closed.

스팀 유입구(235)로 유입된 스팀은 저온 플라즈마 반응부(200)가 제공하는 저온 플라스마가 발생되는 반응기(230) 내부로 주입되는 배가스의 수분 함량을 인위적으로 높여서 다량의 수산기 라디칼을 안정적으로 생성할 수 있게 하여 오염물질의 제거 효율을 향상시킬 수 있다. The steam introduced through the steam inlet 235 can stably generate a large amount of hydroxyl radicals by artificially increasing the moisture content of the flue gas injected into the reactor 230 where the low-temperature plasma provided by the low-temperature plasma reaction unit 200 is generated. This can improve the removal efficiency of contaminants.

이와 같이 저온 플라즈마 반응부(200)는 가스 유입구(232)와 환원제 유입구(234)를 통해 각각 유입되는 배가스와 환원제에 마이크로웨이브 플라즈마를 가해서 분해 또는 연소시켜 배가스를 효과적 및 효율적으로 처리할 수 있다.In this way, the low-temperature plasma reaction unit 200 applies microwave plasma to the exhaust gas and the reducing agent introduced through the gas inlet 232 and the reducing agent inlet 234 to decompose or burn the exhaust gas effectively and efficiently. Can be treated.

전술한 바와 같이 배가스 내의 질소산화물을 암모니아 또는 우레아(CO(NH2)2)와 같은 환원제와 반응시켜 물과 이산화탄소 및 질소로 분해시킬 수 있다.As described above, nitrogen oxides in exhaust gas may be decomposed into water, carbon dioxide, and nitrogen by reacting with a reducing agent such as ammonia or urea (CO(NH2)2).

예를 들어, 우레아와 산화질소의 반응식은 다음과 같다.For example, the reaction equation of urea and nitric oxide is:

[화학식5][Formula 5]

2NO+CO(NH2)2+1/2O2→ 2N2+2H2O+CO22NO+CO(NH2)2+1/2O2→ 2N2+2H2O+CO2

질소산화물을 암모니아 또는 우레아와 같은 환원제와 반응시키기 위해서는 특정한 공정온도가 필요하다. 예를 들어, 최적온도 구간이 암모니아의 경우 870~1050℃, 요소용액(우레아)의 경우 900 ~ 1100℃ 이므로 고온의 배가스 조건이 필요하며, 이같이 좁은 운전온도는 실제 공정에서 큰 제약조건이 된다. 본 실시예의 저온 플라즈마 반응부(200)는 마이크로웨이브 발생기(210)를 채택하여 반응기(230) 내로 저온플라즈마를 제공하여 이러한 공정온도를 형성할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 마이크로웨이브 발생기(210)는 이러한 저온플라즈마 생성을 위한 에너지를 제공할 수 있다.A specific process temperature is required to react nitrogen oxides with a reducing agent such as ammonia or urea. For example, since the optimum temperature range is 870 to 1050 ° C for ammonia and 900 to 1100 ° C for urea solution (urea), high-temperature exhaust gas conditions are required, and such a narrow operating temperature becomes a major constraint in the actual process. The low-temperature plasma reaction unit 200 of this embodiment adopts a microwave generator 210 to provide low-temperature plasma into the reactor 230 to form such a process temperature. That is, in this embodiment, the microwave generator 210 may provide energy for generating such a low-temperature plasma.

본 실시예에서는 전술한 바와 같이 공정온도는 플라즈마를 이용하여 달성하되, 마이크로웨이브 플라즈마를 이용하여 저온플라즈마를 생성하여 적정한 공정온도를 제공할 수 있다. 이러한 플라즈마로 공정온도를 편리하게 제공하되 가스 분해 효율을 더욱 상승시키기 위해 환원제를 환원제 유입구(234)를 통해 공급할 수 있다. 환원제가 공급되므로 플라즈마에 의해 활성화된 배가스와 환원제가 반응하여 더 효과적으로 분해될 수 있다. 예를 들어, 산화질소 Nox가 플라즈마에 의한 분해뿐만 아니라 환원제로서 우레아와 반응하여 질소, 이산화탄소 및 물로 분해될 수 있다.In this embodiment, as described above, the process temperature can be achieved using plasma, but a suitable process temperature can be provided by generating low-temperature plasma using microwave plasma. A reducing agent may be supplied through the reducing agent inlet 234 in order to conveniently provide a process temperature with such plasma and further increase gas decomposition efficiency. Since the reducing agent is supplied, the exhaust gas activated by the plasma reacts with the reducing agent and can be more effectively decomposed. For example, nitric oxide Nox can be decomposed into nitrogen, carbon dioxide and water by reaction with urea as a reducing agent as well as decomposition by plasma.

한편, 선박의 엔진으로부터 배출된 배가스가 펄스 코로나 방전부(101)(PCD: pulsed corona discharge)에 의해 처리된 배가스가 저온 플라즈마 반응부(200)의 반응기(230)로 유입될 수 있다. PCD는 선박의 배기부와 반응기(230)의 가스 유입구(232) 사이에 설치될 수 있다. PCD는 펄스형 코로나 방전에 의해 배가스를 집진처리하는장치일 수 있다. 즉, 배가스에 펄스형 코로나 방전에 의해 전처리된 후 가스 유입구(232)로 유입될 수 있다. PCD를 활용하여 초기 기동시 고온 조건을 형성함으로서 배가스 분해에 소요되는 시간을 최소화하고 부산물 발생을 억제시킬 수 있다.Meanwhile, the exhaust gas discharged from the ship's engine and treated by the pulsed corona discharge (PCD) unit 101 may flow into the reactor 230 of the low-temperature plasma reaction unit 200 . The PCD may be installed between the exhaust of the vessel and the gas inlet 232 of the reactor 230. The PCD may be a device that collects and treats exhaust gas by pulsed corona discharge. That is, the exhaust gas may be introduced into the gas inlet 232 after being pretreated by pulsed corona discharge. By using PCD to form a high-temperature condition during initial start-up, the time required for exhaust gas decomposition can be minimized and by-product generation can be suppressed.

비활성 가스 탱크(12)로부터 비활성 기체, 예를 들어, 질소(N2)가 배가스로 혼합되도록 배관에 공급될 수 있다. 선박의 엔진으로부터 배출되어 배관으로 배출되는 배가스에 질소와 같은 불활성가스를 혼합하여 폭발을 방지하고 배가스의 흐름을 적절히 유지할 수 있다.An inert gas, for example, nitrogen (N 2 ), from the inert gas tank 12 may be supplied to the pipe to be mixed with exhaust gas. Explosion can be prevented and the flow of exhaust gas can be properly maintained by mixing an inert gas such as nitrogen with the exhaust gas discharged from the engine of the ship and discharged to the pipe.

한편, 3상 전원부(17)가 PCD(101) 및 고압트랜스포터(250)에 각각 전원을 제공할 수 있다.Meanwhile, the three-phase power supply unit 17 may provide power to the PCD 101 and the high voltage transporter 250, respectively.

본 실시예에서 환원제로 우레아나 암모니아 등 탈질을 위한 환원제를 제시하였지만, 배가스에 따라서 환원제는 변경이 가능하다. 배가스의 질소산화물의 함유량에 따라서 환원제를 화학양론비적으로 제공하여 탈질 효율을 극대화시킬 수 있다.In this embodiment, a reducing agent for denitrification such as urea or ammonia is suggested as a reducing agent, but the reducing agent can be changed according to the exhaust gas. The denitrification efficiency can be maximized by providing a reducing agent in a stoichiometric ratio according to the content of nitrogen oxides in the exhaust gas.

또한 플라즈마 화염을 반응기(230) 열원으로 사용하여 화염 발생에 팔요한 점화기 등의 교체에 따른 시스템의 작업을 중단시키지 않고 연속적으로 배가스를 처리할 수 있는 장점도 있다.In addition, there is an advantage in that the exhaust gas can be continuously treated without stopping the operation of the system according to the replacement of the igniter necessary for flame generation by using the plasma flame as a heat source of the reactor 230.

본 발명의 배가스 정화장치는 저온 플라즈마를 이용하므로 상대적으로 온도가 낮아 화재위험이 낮고 배가스 분해 속도가 빠르며 오존 배출의 문제도 없어 매우 유용하다. Since the exhaust gas purifier of the present invention uses low-temperature plasma, the temperature is relatively low, so the risk of fire is low, the exhaust gas decomposition rate is fast, and there is no problem of ozone emission, so it is very useful.

본 발명의 배가스 정화장치는 플라즈마 에너지를 이용하기 때문에 상대적으로 처리 온도가 저온으로 낮아지며, 저온임에도 불구하고 플라즈마 특유의 고에너지로 인해 배가스 가스 분해 능력은 뛰어나 고속으로 분해반응이 일어나는 장점이 있다.Since the exhaust gas purifier of the present invention uses plasma energy, the processing temperature is relatively lowered to a low temperature, and despite the low temperature, the exhaust gas decomposition ability is excellent due to the high energy unique to plasma, and the decomposition reaction occurs at a high speed.

한편, 선택적 무촉매 환원(SNCR) 반응부는 선택적 무촉매 환원 반응기(301)로 구현될 수 있다. 선택적 무촉매 환원 반응기(301) 내부에 저온 플라즈마 반응부로부터 이송된 상기 배가스에 암모니아를 분사하고 850~1100 ℃ 정도의 반응 온도로 조절하여 상기 질소산화물을 제거할 수 있다.Meanwhile, the selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction unit may be implemented as a selective non-catalytic reduction reactor 301 . The nitrogen oxides may be removed by injecting ammonia into the exhaust gas transported from the low-temperature plasma reaction unit inside the selective non-catalytic reduction reactor 301 and adjusting the reaction temperature to about 850 to 1100 ° C.

전술한 바 같이 선택적 비촉매 환원법(SNCR) 기반 선박용 질소산화물 저감 장치의 구성에 기반하여 다양한 방식을 통해 질소산화물 제거를 수행할 수 있다. 이에 구체적인 실시예에 관해 후술하도록 한다. 다만 후술하는 실시예는 독립적으로 수행될 수도 있고, 전체로서 하나의 실시예로 수행될 수 있으며 이는 하나의 실시예에 불과하다 할 것 이고 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 한정하고자 함이 아니다.As described above, nitrogen oxides can be removed through various methods based on the configuration of the selective non-catalytic reduction (SNCR)-based ship nitrogen oxide reduction device. Accordingly, specific embodiments will be described below. However, the embodiments described below may be performed independently or may be performed as one embodiment as a whole, which will be only one embodiment and is not intended to unnecessarily limit the technical features of the present invention.

<제1 실시예><First Embodiment>

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치 를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하여, 배가스를 정화하는 실시예에 관하여 제안한다.5 is a block diagram showing a plasma nitrogen oxide reduction device for ships based on SNCR according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, an embodiment for purifying exhaust gas is proposed.

선박은 엔진등에 의해 발생하는 질소 산화물을 포함하는 배가스를 덕트등을 통하여 전기집진부(100)로 이송시킬 수 있다. 전기집진부(100)는 정전기력을 이용하여 배가스 중의 먼지를 장치의 벽면으로 이동시켜 분리 · 제거를 수행할 수 있으며 구체적으로 전술한 펄스 코로나 방전부(101)에 의해 수행될 수 있다.Ships may transfer exhaust gas containing nitrogen oxides generated by an engine or the like to the electric precipitator 100 through a duct or the like. The electrostatic precipitator 100 may separate and remove dust in the exhaust gas by moving it to the wall surface of the device using electrostatic force, and may be specifically performed by the pulse corona discharge unit 101 described above.

펄스 코로나 방전부(101)에 의해 배가스의 먼지가 제거된 배가스는 저온 플라즈마 반응부(200)의 반응기(230)로 이송될 수 있다.Exhaust gas from which dust is removed by the pulse corona discharge unit 101 may be transferred to the reactor 230 of the low-temperature plasma reaction unit 200 .

저온 플라즈마 반응부(200)는 도 1 내지 도 4에서 전술된 바와 같으며, 펄스 코로나 방전부(101)를 통과한 배가스는 저온 플라즈마 반응부(200)에 의해 발생된 플라즈마에 의해 반응기(230)에서 전술한 화학 반응을 통해 질소 산화물이 제거 내지 저감될 수 있다. 이때 보다 효과적인 반응을 위해 반응기(230)내부의 압력을 조절할 수 있다. 구체적으로 반응기(230)의 출입부에 위치하여 덕트를 차단할 수 있는 차단기를 통해 플라즈마 반응기를 차단하고, 출입기를 통해 선박의 이동방향과 반대 방향으로 바닷물이 유입되어 하고, 선박이 이동하면서 유입되는 바 닷물 등의 유압을 통해 반응기(230)내부의 압력을 조절할 수 있는 가압기를 통해 내부 압력을 조절할 수 있다. 저온 플라즈마 반응부에 의해 질소산화물이 일정량 제거된 배가스는 선택적 무촉매 환원 반응부(300)로 이송될 수 있다. 선택적 무촉매 환원 반응부(300)는 전술된 선택적 무촉매 환원 반응기(301) 내부에 암모니아를 분사하고 850~1100 ℃ 정도의 반응 온도로 조절하여 질소산화물을 제거할 수 있다.The low-temperature plasma reaction unit 200 is as described above in FIGS. 1 to 4, and the exhaust gas passing through the pulse corona discharge unit 101 is generated by the plasma generated by the low-temperature plasma reaction unit 200. Nitrogen oxide can be removed or reduced through the above-mentioned chemical reaction. At this time, the pressure inside the reactor 230 may be adjusted for a more effective reaction. Specifically, the plasma reactor is blocked through a blocker that is located at the entrance and exit of the reactor 230 and can block the duct, and seawater flows in the direction opposite to the moving direction of the ship through the entrance and exit, and is introduced while the ship is moving. The internal pressure can be adjusted through a pressurizer capable of adjusting the pressure inside the reactor 230 through hydraulic pressure such as dot water. Exhaust gas from which a certain amount of nitrogen oxides have been removed by the low-temperature plasma reaction unit may be transferred to the selective non-catalytic reduction reaction unit 300 . The selective non-catalytic reduction reaction unit 300 may remove nitrogen oxides by injecting ammonia into the aforementioned selective non-catalytic reduction reactor 301 and adjusting the reaction temperature to about 850 to 1100 °C.

<제2 실시예><Second Embodiment>

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리서큘레이션부를 구비한 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 나타내는 블록도이다. 도 6을 참고하여, 배가스를 정화하는 실시예에 관하여 제안한다.6 is a block diagram showing a plasma nitrogen oxide reduction device for ships based on SNCR having a recirculation unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, an embodiment for purifying exhaust gas is proposed.

선택적 비촉매 환원 반응은 선택적 촉매 환원 반응을 통해 배가스를 처리하는 방법 보다. 질소산화물을 제거할 수 있는 농도가 낮다. 따라서 본 발명에서 선택적 비촉매 반응을 수행하기 위해 그 전단에서 플라즈마 반응 등을 통해 선택적 비촉매 반응을 통해서도 질소 산화물을 제거할 수 있도록 하기 위한 기술에 대해 전술하였다. 이에 본 실시예에서는 더 나아가 선택적 무촉매 환원 반응기(301)에 의해 환원 반응을 수행한 이후 질산화합물 농도를 측정하여, 임계값 이상의 질산화합물 농도를 가지는 경우 리서큘레이션부(400)에 의해 다시 저온 플라즈마 반응부(200) 전단으로 이동시킬 수 있다. 이에 다시 저온 플라즈마 반응부(200)에 의해 제 1 실시예에서와 같이 플라즈마 반응을 수행할 수 있으며, 선택적 비 촉매 환원부로 이송하여 제 1 실시예에서와 같이 질소산화물을 제거할 수 있다.Selective non-catalytic reduction is a method that treats exhaust gas through selective catalytic reduction. The concentration capable of removing nitrogen oxides is low. Therefore, in order to carry out the selective non-catalytic reaction in the present invention, a technique for removing nitrogen oxide through a selective non-catalytic reaction through a plasma reaction or the like at the front end has been described above. Accordingly, in this embodiment, the reduction reaction is further performed by the selective non-catalytic reduction reactor 301, and then the nitrate compound concentration is measured. It can be moved to the front of the plasma reaction unit 200. Accordingly, the plasma reaction may be performed again by the low-temperature plasma reaction unit 200 as in the first embodiment, and nitrogen oxide may be removed as in the first embodiment by transferring to the selective non-catalytic reduction unit.

위와 같은 과정을 반복하여 배가스내 질소산화물의 농도를 임계값 이하로 할 수 있다.By repeating the above process, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas may be lower than the threshold value.

<제3 실시예><Third Embodiment>

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 비촉매 환원부 및 선택적 촉매 환원부를 구비한 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치를 나타내는 블록도이다. 도 7을 참고하여, 배가스를 정화하는 실시예에 관하여 제안한다.7 is a block diagram showing a plasma nitrogen oxide reduction device for ships based on SNCR having a selective non-catalytic reduction unit and a selective catalytic reduction unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, an embodiment for purifying exhaust gas is proposed.

즉 선택적 비촉매 환원부 및 선택적 촉매 환원부를 같이 사용하여 보다 효율적인 질소산화물 제거 방법 및 장치 에 관하여 제안한다.That is, we propose a more efficient nitrogen oxide removal method and device using both a selective non-catalytic reduction unit and a selective catalytic reduction unit.

선택적 비촉매 환원부(300)의 후단에 선택적 촉매 환원부(500)를 설치할 수 있다. 일반적으로 선택적 촉매 환원 부(500)는 그 무게가 비촉매 환원부(300)에 비해 무겁고, 선박 내 차지하는 부피가 큰 바, 비촉매 환원부(300) 후단에 설치하여 탈부착이 가능하도록 하여 선박별 적용을 할 수 있다.The selective catalytic reduction unit 500 may be installed at the rear end of the selective non-catalytic reduction unit 300 . In general, the selective catalytic reduction unit 500 is heavier than the non-catalytic reduction unit 300 and occupies a large volume in the ship, so it is installed at the rear end of the non-catalytic reduction unit 300 so that it is detachable, so that each ship can apply

선박은 엔진등에 의해 발생하는 질소 산화물을 포함하는 배가스를 덕트등을 통하여 전기집진부(100)로 이송시킬 수 있다.Ships may transfer exhaust gas containing nitrogen oxides generated by an engine or the like to the electric precipitator 100 through a duct or the like.

전기집진부(100)는 정전기력을 이용하여 배가스 중의 먼지를 장치의 벽면으로 이동시켜 분리 및 제거를 수행할 수 있으며 구체적으로 전술한 펄스 코로나 방전부(101)에 의해 수행될 수 있다.The electrostatic precipitator 100 may separate and remove dust in the exhaust gas by moving it to the wall surface of the device using electrostatic force, and may be specifically performed by the pulse corona discharge unit 101 described above.

펄스 코로나 방전부(101)에 의해 배가스의 먼지가 제거된 배가스는 저온 플라즈마 반응부(200)의 반응기(230)로 이송될 수 있다.Exhaust gas from which dust is removed by the pulse corona discharge unit 101 may be transferred to the reactor 230 of the low-temperature plasma reaction unit 200 .

저온 플라즈마 반응부(200)는 도 1 내지 도 4에서 설명된 바와 같으며, 배가스는 저온 플라즈마 반응부(200)에 의해 발생된 플라즈마에 의해 반응기(230)에서 전술한 화학 반응을 통해 질소 산화물을 제거할 수 있다. 이때 보다 효과적인 반응을 위해 반응기(230)내부의 압력을 구체적으로 실시예 2에서 설명된 바와 같은 방식으로 조절할 수 있다. The low-temperature plasma reaction unit 200 is as described in FIGS. 1 to 4, and the exhaust gas is nitrogen oxide through the above-described chemical reaction in the reactor 230 by the plasma generated by the low-temperature plasma reaction unit 200. can be removed At this time, for a more effective reaction, the pressure inside the reactor 230 may be specifically adjusted in the same manner as described in Example 2.

저온 플라즈마 반응부에 의해 질소산화물이 일정량 제거된 배가스는 선택적 무촉매 환원 반응부(300)로 이송될 수 있 다. 선택적 무촉매 환원 반응부(300)는 선택적 무촉매 환원 반응기(301) 내부에 암모니아를 분사하고 850~1100 ℃ 정도의 반응 온도로 조절하여 질소산화물을 제거할 수 있다. 선택적 무촉매 환원 반응부(300)에 의해 질소산화물이 배가스에서 일부 제거되고, 그 후단에 위치한 선택적 촉매 반응부(500)로 이송될 수 있다. 예를 들면 배가스 내에 포함된 질소산화물의 농도가 임계값 이상인 경우, 선택적 촉매 환원 반응부(500)로 이송될 수 있다. 선택적 촉매 환원 반응부(500)에서는 전술한 화학식 1 또는 2에 기반하여, 암모니아 또는 요소수와 같이 촉매를 두어 환원 반응을 수행할 수 있다. 촉매는 바나듐 및 텅스텐산화물, 망간 및 세륨산화물과 제올라이트 계열 촉매등이 사용될 수 있다.Exhaust gas from which a certain amount of nitrogen oxides have been removed by the low-temperature plasma reaction unit may be transferred to the selective non-catalytic reduction reaction unit 300. The selective non-catalytic reduction reaction unit 300 may remove nitrogen oxides by injecting ammonia into the selective non-catalytic reduction reactor 301 and adjusting the reaction temperature to about 850 to 1100 °C. Nitrogen oxides may be partially removed from the exhaust gas by the selective non-catalytic reduction reaction unit 300 and transferred to the selective catalytic reaction unit 500 located at the rear. For example, when the concentration of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is greater than a critical value, it may be transferred to the selective catalytic reduction reaction unit 500. In the selective catalytic reduction reaction unit 500, a reduction reaction may be performed by placing a catalyst such as ammonia or urea solution based on Formula 1 or 2 described above. As the catalyst, vanadium and tungsten oxides, manganese and cerium oxides, and zeolite-based catalysts may be used.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

12 : 비활성 가스 탱크
13 : 환원제 공급부
14 : 스팀 공급부
15 : 냉각수 공급부
17 : 3상 전원부
100 : 전기집진부
101 : 펄스 코로나 방전부(PCD)
200 : 저온 플라즈마 반응부
210 : 마이크로웨이브 발생기
211 : 마그네트론
212 : 커플러
213 : 튜너
214 : 석영 장벽
215 : 도파관
220 : 연결부
230 : 반응기
231 : 챔버
232 : 가스 유입구
233 : 마이크로웨이브 토치
234 : 환원제 유입구
235 : 스팀 유입구
300 : SNCR 반응부
500 : SCR 반응부
12: inert gas tank
13: reducing agent supply unit
14: steam supply
15: cooling water supply
17: 3-phase power supply
100: electric dust collector
101: pulse corona discharge unit (PCD)
200: low temperature plasma reaction unit
210: microwave generator
211: magnetron
212: coupler
213: tuner
214: quartz barrier
215: waveguide
220: connection part
230: reactor
231: chamber
232: gas inlet
233: microwave torch
234: reducing agent inlet
235: steam inlet
300: SNCR reaction unit
500: SCR reaction unit

Claims (5)

SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치에 있어서,
엔진의 배가스를 흡입하여 배가스 내의 먼지를 정전기력을 발생시켜 집진하는 전기집진부;
상기 전기집진부에 의해 이송되는 상기 배가스가 유입되는 가스 유입구를 가지며 요소수가 투입되는 반응기와, 상기 반응기로 마이크로웨이브를 제공하여 상기 반응기 내에서 저온플라즈마 생성을 유도하는 마이크로웨이브 발생기를 포함하며, 상기 마이크로웨이브 발생기는, 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론; 상기 마이크로웨이브를 일 방향으로 보내주는 커플러; 상기 마이크로웨이브를 부하임피던스와 매칭(Matching)시키는 복수의 스토브를 포함하는 튜너; 상기 마이크로웨이브가 통과하는 석영 장벽(Quartz barrier); 및 상기 석영 장벽을 통과한 마이크로웨이브를 상기 반응기 내부로 주입시키는 도파관(wave guide);을 포함하여, 상기 배가스의 질소산화물을 연소 및 분해시키는 저온 플라즈마 반응부;
상기 저온 플라즈마 반응부로부터 이송된 상기 배가스에 암모니아를 분사하고 850~1100 ℃ 정도의 반응 온도로 조절하여, 상기 질소산화물을 제거하는 선택적 무촉매 환원(SNCR) 반응부; 및
상기 선택적 무촉매 환원 반응부 및 상기 저온 플라즈마 반응부와 연결되어, 상기 질소산화물이 제거된 상기 배가스의 질소산화물 농도에 기반하여, 상기 배가스의 질소산화물 농도가 임계값 이상인 경우 상기 저온 플라즈마 반응부로 상기 질소산화물이 제거된 상기 배가스를 이송하는 리서큘레이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치.
In the SNCR-based vessel plasma nitrogen oxide reduction device,
An electric precipitator that collects dust in the exhaust gas by sucking in the exhaust gas of the engine by generating electrostatic force;
A reactor having a gas inlet into which the exhaust gas transported by the electrostatic precipitator is introduced and into which urea water is introduced, and a microwave generator for inducing low-temperature plasma generation in the reactor by providing microwaves to the reactor, wherein the micro The wave generator includes a magnetron generating microwaves; a coupler for sending the microwave in one direction; a tuner including a plurality of stoves matching the microwave with a load impedance; a quartz barrier through which the microwave passes; and a wave guide for injecting microwaves passing through the quartz barrier into the reactor;
A selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction unit for removing nitrogen oxides by injecting ammonia into the exhaust gas transported from the low-temperature plasma reaction unit and adjusting the reaction temperature to about 850 to 1100 ° C; and
Connected to the selective non-catalytic reduction reaction unit and the low-temperature plasma reaction unit, based on the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas from which the nitrogen oxides have been removed, when the nitrogen oxide concentration of the exhaust gas is greater than a threshold value, the low-temperature plasma reaction unit SNCR-based marine plasma nitrogen oxide reduction device, characterized in that it comprises a recirculation unit for transporting the exhaust gas from which nitrogen oxides have been removed.
청구항 1에 있어서,
상기 반응기는 마이크로웨이브 토치, 환원제 유입구 및 스팀 유입구를 포함하며,
상기 저온 플라즈마 반응부는, 상기 반응기와 결합되며 상기 마이크로웨이브 발생기의 상기 도파관을 홀딩하고, 냉각수 통로가 형성된 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치.
The method of claim 1,
The reactor includes a microwave torch, a reducing agent inlet and a steam inlet,
The low-temperature plasma reaction unit is coupled to the reactor and holds the waveguide of the microwave generator, and a connection unit in which a cooling water passage is formed.
청구항 2에 있어서,
상기 반응기 내로 상기 저온플라즈마가 형성된 상태에서 상기 배가스와 반응하도록 상기 환원제 유입구로 상기 요소수를 공급하는 환원제 공급부; 및
상기 스팀 유입구로 스팀을 공급하여 상기 반응기 내에서 라디칼 생성을 증가시키는 스팀 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치.
The method of claim 2,
a reducing agent supply unit supplying the urea solution to the reducing agent inlet to react with the exhaust gas in a state where the low-temperature plasma is formed into the reactor; and
Characterized in that it further comprises a; SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device for supplying steam to the steam inlet to increase the generation of radicals in the reactor.
청구항 3에 있어서,
선박 엔진으로부터의 배가스에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부; 및
상기 불활성 가스가 혼합된 배가스에 PCD(pulsed corona discharge) 처리하여 상기 가스 유입구로 제공하는 PCD부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치.
The method of claim 3,
An inert gas supply unit for supplying an inert gas to exhaust gas from a ship engine; and
Characterized in that it further comprises; a PCD (pulsed corona discharge) treatment for the exhaust gas mixed with the inert gas, and a PCD unit for providing the gas to the inlet. SNCR-based vessel plasma nitrogen oxide reduction device.
청구항 1에 있어서,
선택적 무촉매 환원 반응부 후단에 촉매를 이용하여 상기 질소산화물을 추가적으로 제거하는 촉매 환원 반응부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 SNCR 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 저감 장치.
The method of claim 1,
A SNCR-based ship plasma nitrogen oxide reduction device comprising a; catalytic reduction reaction unit for additionally removing the nitrogen oxides by using a catalyst at the rear end of the selective non-catalytic reduction reaction unit.
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