KR102517141B1 - 배기가스 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 배기가스 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템은, 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관과, 배기관 내부에 설치되며 배기관을 유동하는 상기 배기가스에 의해 회전 가능하게 결합된 회전날개부와, 회전날개부에 형성되어 배기가스에 암모니아를 분사하는 노즐부, 및 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함할 수 있다.

Description

배기가스 처리 시스템{Exhaust gas treatment system}
본 발명은 배기가스 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기가스 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 유해물질을 포함하고 있다. 이러한 유해물질은 대기를 오염시키는 주요 원인이 되므로, 배기가스로부터 제거할 필요가 있다. 황산화물의 경우, 통상, 습식 스크러버(wet scrubber)를 이용하여 제거하며, 질소산화물의 경우, 통상, 선택적 촉매 환원 시스템(SCR; Selective Catalytic Reduction)을 이용하여 제거한다. 선택적 촉매 환원 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스에 요소수를 분사한 후 선택적촉매환원반응기를 통과하도록 하여, 요소수가 열분해되어 생성된 암모니아와 질소산화물을 반응시켜 물과 질소로 변환시킨다.
한편, 연료의 불완전 연소에 따른 발화원이 되는 수트(soot)도 함께 선택적촉매환원반응기로 유입되는데, 발화원이 되는 수트는 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해한다. 따라서, 종래에는 선택적촉매환원반응기에 수트 블로워(soot blower)를 설치하여 촉매에 접착된 발화원이 되는 수트를 분리하였으나, 별도의 수트 블로워를 설치함에 따라 구조적으로 복잡해지고 제작 및 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.
이에, 간단한 구조로 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트를 분리하여 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1758217호 (2017. 07. 10.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기가스 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템은, 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관; 상기 배기관 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 배기가스를 회전시키는 회전날개부; 상기 회전날개부에 형성되며 암모니아를 분사하여 상기 회전날개부에 회전 구동력을 제공하는 노즐부; 및 상기 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 상기 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함한다.
상기 회전날개부는 복수 개의 회전날개를 포함하고, 상기 노즐부는 각각의 상기 회전날개에 형성되어 상기 회전날개부의 회전방향과 반대방향 또는 상기 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 상기 암모니아를 분사하며 상기 회전날개부에 회전력을 제공할 수 있다.
상기 회전날개부는 상기 회전날개의 회전축이 되며 상기 노즐부에 상기 암모니아를 공급하는 제1 암모니아 공급관과, 상기 제1 암모니아 공급관과 연통되어 상기 암모니아를 상기 제1 암모니아 공급관으로 공급하며, 상기 제1 암모니아 공급관이 회전 가능하게 결합되는 제2 암모니아 공급관을 포함할 수 있다.
상기 수트포집부는 상기 포집공간이 상기 배출구보다 크게 형성되어 상기 회전날개부 외측에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기 전단에서 분리되어 수트포집부에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 회전날개부의 각각의 회전날개에 형성된 노즐부에서 회전날개부의 회전방향과 반대방향 또는 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 암모니아를 분사하여 회전날개부에 회전 구동력을 얻을 수 있으며, 회전날개부의 회전으로 배기관을 유동하는 배기가스를 회전시켜 배기가스의 진행방향과 반대방향의 유동에 의해 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관 측으로 유동하게 된다. 수트포집부는 배기관의 일부가 개구되어 형성된 배출구의 외측에 포집공간이 형성되므로, 배기관 측으로 유동한 발화원이 되는 수트는 포집공간에 용이하게 포집될 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 종 방향 단면도이다.
도 3은 회전날개부에 회전구동력이 제공되는 원리를 설명하기 위한 상면도이다.
도 4는 도 2의 A-A'선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 5는 회전날개부의 구성을 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 6은 배기가스 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 시스템으로, 예를 들어, 선박 등에 적용될 수 있다.
배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR) 전단에서 분리되어 수트포집부(40)에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 배기가스 처리 시스템(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 A 부분의 종 방향 단면도이고, 도 3은 회전날개부에 회전구동력이 제공되는 원리를 설명하기 위한 상면도이고, 도 4는 도 2의 A-A'선으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 5는 회전날개부의 구성을 설명하기 위한 일부 단면도이다.
본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은 배기관(10), 회전날개부(20), 노즐부(30) 및 수트포집부(40)를 포함한다.
배기관(10)은 연소기관(E)에서 발생한 발화원이 되는 수트(soot)를 포함하는 배기가스를 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급하는 관으로, 일단이 연소기관(E)에 연결되고 타단이 선택적촉매환원반응기(SCR)에 연결된다. 연소기관(E)은 통상 화석연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키므로, 화석연료의 연소에 따른 배기가스를 생성한다. 연소기관(E)에서 생성된 배기가스는 다량의 질소산화물을 포함하고 있으므로, 선택적촉매환원반응기(SCR)를 통과시켜 질소산화물을 제거할 필요가 있다. 또한, 연소기관(E)에서 생성된 배기가스는 화석연료의 불완전 연소에 의해 다량의 발화원이 되는 수트도 포함하고 있으므로, 이를 제거할 필요가 있다. 배기관(10)은 양단이 각각 연소기관(E)과 선택적촉매환원반응기(SCR)에 연결되어 연소기관(E)에서 발생한 질소산화물과 발화원이 되는 수트를 포함하는 배기가스를 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급한다. 선택적촉매환원반응기(SCR)는 공지된 기술이므로, 자세한 설명은 생략한다. 배기관(10) 상에는 회전날개부(20)가 설치된다.
회전날개부(20)는 배기관(10)을 통과하는 배기가스에 의해 회전 가능하게결합된 수동형 회전구조이고 배기관(10)을 유동하는 배기가스를 회전시켜 배기가스의 진행방향과 반대방향의 유동을 만들어서, 배기가스에 함유된 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동하여 후술할 수트포집부(40)에 포집될 수 있다. 즉, 회전날개부(20)에 의해 배기가스로부터 분리된 발화원이 되는 수트가 노즐부(30) 후단으로 이동하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되지 않아 후술할 노즐부(30)에서 분사된 암모니아와 질소산화물의 반응이 증대될 수 있다. 또한, 회전날개부(20)의 회전에 의해, 후술할 노즐부(30)에서 분사되는 암모니아와 배기가스가 용이하게 혼합될 수 있으며, 회전날개부(20)의 형상은 한정될 것은 아니며, 회전날개부(20)는 복수 개의 회전날개(25)를 포함한다.
노즐부(30)는 회전날개부(20)의 각각의 회전날개(25)에 형성되며 암모니아를 분사하여 회전날개부(20)에 회전 구동력을 제공한다. 즉, 노즐부(30)는 회전날개부(20)의 회전방향과 반대방향 또는 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 암모니아를 분사하여 회전날개부(20)의 회전날개(25)가 회전되도록 하고, 노즐부(30)는 회전날개부(20)의 회전날개(25) 각각에 형성되어 회전날개(25)와 함께 회전되고, 배기관(10)의 일 측에 연결된 저장탱크(31)로부터 암모니아를 공급받아 배기가스에 분사한다.
회전날개부(20)의 회전으로 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 수트포집부(40)에 포집됨으로써, 회전날개부(20)를 통과한 배기가스를 향하여 노즐부(30)에서 암모니아를 분사하여 암모니아와 배기가스에 함유된 질소산화물의 반응이 증대됨에 따라 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다. 여기서, 노즐부(30)가 암모니아를 분사하는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 저장탱크(31)로부터 요소수를 공급받아 배기가스에 분사할 수도 있다. 노즐부(30)가 요소수를 분사하는 경우, 요소수가 고온의 배기가스와 접촉하며 열분해되어 암모니아를 생성할 수 있다.
수트포집부(40)는 배기가스로부터 분리된 발화원이 되는 수트가 포집되는 곳으로, 회전날개부(20)에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성된다. 수트포집부(40)는 배기관(10)의 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구(10a)가 형성되고, 배출구(10a)의 외측에 포집공간(40a)이 형성되어 발화원이 되는 수트가 포집될 수 있다.
상술한 바와 같이, 회전날개부(20)의 각각의 회전날개(25)에 형성된 노즐부(30)에서 회전날개부(20)의 회전방향과 반대방향 또는 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 암모니아를 분사하여 회전날개부(20)에 회전 구동력을 얻으며, 회전날개부(20)의 회전으로 배기관(10)을 유동하는 배기가스를 회전시켜 배기가스의 진행방향과 반대방향의 유동에 의해 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동하게 된다. 수트포집부(40)는 배기관(10)의 일부가 개구되어 형성된 배출구(10a)의 외측에 포집공간(40a)이 형성되므로, 배기관(10) 측으로 유동한 발화원이 되는 수트는 포집공간(40a)에 용이하게 포집될 수 있다. 여기서, 수트포집부(40)의 배출구(10a)는 회전날개부(20)에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성될 수 있다. 배출구(10a)가 회전날개부(20)에 대향되어 형성됨으로써, 회전날개부(20)를 통과하지 못한 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)를 통해 수트포집부(40)에 포집될 수 있다. 회전날개부(20)의 회전날개는 복수개로 형성되어 회전됨으로써, 발화원이 되는 수트가 회전날개부(20)를 통과하여 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 수트포집부(40)는 포집공간(40a)이 배출구(10a)보다 크게 형성되어 회전날개부(20) 외측에 배치되고 배기관(10)의 외측에서 회전날개부(20)를 향하여 연장될 수 있다. 포집공간(40a)이 배출구(10a)보다 크게 형성되어 배기관(10)의 외측에서 회전날개부(20)를 향하여 연장됨으로써, 배출구(10a)를 통해 포집공간(40a)에 포집된 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)로 다시 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 회전날개부(20)는 다양한 형상 및 구조로 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 회전날개부(20)는 회전날개의 회전축이 되며 노즐부(30)에 암모니아를 공급하는 제1 암모니아 공급관(21), 및 제1 암모니아 공급관(21)과 연통되어 암모니아를 제1 암모니아 공급관(21)으로 공급하며 제1 암모니아 공급관(21)이 회전 가능하게 결합되는 제2 암모니아 공급관(22)을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 도 5의 회전날개부(20)의 구조는 제1 암모니아 공급관(21)을 이용하여 회전날개부(20)를 구현하고 저장탱크(31)와 연결되는 제2 암모니아 공급관(22)으로부터 제1 암모니아 공급관(21)이 회전가능하게 결합된 것이다.
여기서, 제1 암모니아 공급관(21)은 저장탱크(31)와 연결되는 제2 암모니아 공급관(22)에 결합되어 연통됨으로써, 저장탱크(31)에 저장된 암모니아가 제2 암모니아 공급관(22)을 통하여 제1 암모니아 공급관(21)에 공급되어 노즐부(30)에서 분사된다. 도 5의 확대영역에 도시된 바와 같이 노즐부(30)는 제1 암모니아 공급관(21)의 일부가 개방되어 마련된 홀구조(21da)에 결합된 별도의 노즐부재(30a)로 구현할 수 있다. 노즐부재는 회전날개부(20)의 회전방향과 반대방향 또는 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 암모니아가 분사되도록 구성된다. 제1 암모니아 공급관(21)은 제2 암모니아 공급관(22)에 회전 가능하게 결합되는 것도 도 5의 결합상태로 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 스러스트베어링(23)을 사용하여 구현할 수 있다. 즉, 제2 암모니아 공급관(22)의 일부를 관통하는 관통홀(21a)을 마련하고, 관통홀(21a)에 제1 암모니아 공급관(21)의 말단(21b)을 삽입시키고, 제2 암모니아 공급관(22)에 삽입된 제1 암모니아 공급관(21) 말단(21b)과 제2 암모니아 공급관(22) 사이에 스러스트베어링(23)이 개재되는 구조를 적용하면, 제1 암모니아 공급관(21)이 회전될 수 있다. 이때, 제2 암모니아 공급관(22)의 관통홀(21a)에 삽입되는 제1 암모니아 공급관(21)의 영역은 회전날개부(20)의 회전축(21c)에 해당되고, 회전축(21c)의 측방향으로 연장된 영역은 회전날개(21d)에 해당되고, 스러스트베어링(23)은 제2 암모니아 공급관(22)에 고정되어 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 배기가스 처리 시스템(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 배기가스 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따를 배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR) 전단에서 분리되어 수트포집부(40)에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
배기관(10)을 통해 연소기관(E)에서 발생한 질소산화물과 발화원이 되는 수트를 포함하는 배기가스는 선택적촉매환원반응기(SCR)으로 진행된다. 선택적촉매환원반응기(SCR)의 전단의 배기관(10)에 위치된 회전날개부(20)에서 회전날개부(20)의 회전방향과 반대방향 또는 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 암모니아를 분사하여 회전날개를 회전시키고 배기관(10)을 유동하는 배기가스를 회전시켜 배기가스의 진행방향과 반대방향의 유동이 발생됨에 따라 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관(10)에 형성된 배출구(10a)를 통해 수트포집부(40)의 포집공간(40a)에 포집된다. 수트포집부(40)의 배출구(10a)가 회전날개부(20)에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성되므로, 회전날개부(20)를 통과하지 못한 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)를 통해 수트포집부(40)에 포집될 수 있다.
발화원이 되는 수트가 제거되고 질소산화물만 포함하는 배기가스는 회전날개부(20)를 통과하고, 노즐부(30)에서 분사되는 암모니아와 혼합되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급된다. 발화원이 되는 수트가 노즐부(30) 전단에서 포집공간(40a)에 포집되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되지 않음으로써, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 증대되어 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
1: 배기가스 처리 시스템
10: 배기관 10a: 배출구
20: 회전날개부 30: 노즐부
30a: 관통공 31: 저장탱크
40: 수트포집부 40a: 포집공간
E: 연소기관 SCR: 선택적촉매환원반응기

Claims (4)

  1. 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관;
    상기 배기관 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 배기가스를 회전시키는 회전날개부;
    상기 회전날개부에 형성되며 암모니아를 분사하여 상기 회전날개부에 회전 구동력을 제공하는 노즐부; 및
    상기 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 상기 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함하는 배기가스 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전날개부는 복수 개의 회전날개를 포함하고,
    상기 노즐부는 각각의 상기 회전날개에 형성되어 상기 회전날개부의 회전방향과 반대방향 또는 상기 배기가스의 배출방향과 비스듬한 방향으로 상기 암모니아를 분사하며 상기 회전날개부에 회전력을 제공하는 배기가스 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전날개부는 상기 회전날개의 회전축이 되며 상기 노즐부에 상기 암모니아를 공급하는 제1 암모니아 공급관과,
    상기 제1 암모니아 공급관과 연통되어 상기 암모니아를 상기 제1 암모니아 공급관으로 공급하며, 상기 제1 암모니아 공급관이 회전 가능하게 결합되는 제2 암모니아 공급관을 포함하는 배기가스 처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 수트포집부는 상기 포집공간이 상기 배출구보다 크게 형성되어 상기 회전날개부 외측에 배치되는 배기가스 처리 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187132A (ja) 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置
KR101591202B1 (ko) 2014-12-12 2016-02-04 두산엔진주식회사 환원제 공급장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187132A (ja) 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置
KR101591202B1 (ko) 2014-12-12 2016-02-04 두산엔진주식회사 환원제 공급장치
KR101727969B1 (ko) 2015-12-29 2017-04-18 주식회사 애니텍 배기가스의 이송경로 변경부재를 구비한 입자상 물질 제거용 배기가스 전처리 장치
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