KR102548397B1 - Power generating system having apparatus for reducing air pollutant and vessel having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템은, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 연소기관에서 발생한 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기, 및 연소기관과 선택적촉매환원반응기를 연결하여 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하며, 연소기관과 연결되는 입구부와 선택적촉매환원반응기와 연결되는 출구부를 포함하는 배기관과, 입구부와 출구부 사이의 배기관 내부에 형성되며, 내경이 단차지게 감소하는 단차부와, 입구부와 단차부 사이의 배기관 내부에 설치되며, 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 날개부와, 날개부와 단차부 사이의 배기관 중 적어도 일부가 돌출 형성되어 배기가스에 포함된 수트(soot)를 포집하는 수트포집탱크, 및 입구부와 출구부 사이의 배기관 내부에 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 분사하는 분사노즐을 포함하는 수트처리유닛을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure is provided.
A power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to an embodiment of the present invention includes a combustion engine that generates power by burning fuel, and a selective catalytic reduction reactor that reduces nitrogen oxides contained in exhaust gas generated from the combustion engine. , and a combustion engine and a selective catalytic reduction reactor are connected to supply exhaust gas to the selective catalytic reduction reactor, and an exhaust pipe including an inlet connected to the combustion engine and an outlet connected to the selective catalytic reduction reactor, an inlet and an outlet A step part formed inside the exhaust pipe between the steps, the inner diameter of which decreases stepwise, a wing part installed inside the exhaust pipe between the inlet part and the step part, and generating centrifugal force by rotating the exhaust gas, and a wing part between the wing part and the step part. A soot collection tank in which at least a part of the exhaust pipe is protruded to collect soot included in the exhaust gas, and a spray for spraying at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea into the exhaust pipe between the inlet and the outlet. It may include a soot treatment unit including a nozzle.

Description

배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템 및 이를 포함하는 선박{Power generating system having apparatus for reducing air pollutant and vessel having the same}Power generating system having an exhaust pollutant reduction structure and a vessel including the same {Power generating system having apparatus for reducing air pollutant and vessel having the same}

본 발명은 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure and a ship including the same, and more particularly, to effectively separate soot, an inflammable substance contained in exhaust gas, to produce nitrogen oxides in a selective catalytic reduction reactor. It relates to a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure capable of improving the removal effect and a ship including the same.

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. 통상, 황산화물의 경우, 습식 스크러버(wet scrubber)를 이용하여 제거하며, 질소산화물의 경우, 선택적촉매환원반응기(SCR; Selective Catalytic Reduction)을 이용하여 제거한다. 선택적촉매환원반응기는 엔진에서 배출되는 배기가스에 요소수를 분사한 후 촉매층을 통과시켜 요소수가 열분해되어 생성된 암모니아와 질소산화물을 반응시키며, 이로 인해, 질소산화물이 물과 질소로 변환된다.In general, various engines installed in ships generate power by burning fuel, and exhaust gas generated during the combustion of fuel contains harmful substances such as nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx). Since these harmful substances are a major cause of air pollution, it is necessary to remove them from exhaust gas. In general, sulfur oxides are removed using a wet scrubber, and nitrogen oxides are removed using a selective catalytic reduction (SCR). The selective catalytic reduction reactor injects urea water into the exhaust gas discharged from the engine, passes it through a catalyst layer, and reacts ammonia and nitrogen oxides generated by thermal decomposition of urea water, thereby converting the nitrogen oxides into water and nitrogen.

한편, 연료의 불완전 연소에 따른 인화성 물질인 수트(soot)도 함께 선택적촉매환원반응기로 유입되는데, 수트는 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해한다. 따라서, 종래에는 선택적촉매환원반응기에 수트 블로워(soot blower)를 설치하여 촉매에 접착된 수트를 분리하였으나, 별도의 수트 블로워를 설치함에 따라 구조적으로 복잡해지고 제작 및 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.Meanwhile, soot, which is an inflammable material due to incomplete combustion of fuel, is also introduced into the selective catalytic reduction reactor. The soot adheres to the catalyst of the selective catalytic reduction reactor and interferes with the reaction of ammonia and nitrogen oxides. Therefore, in the prior art, a soot blower was installed in the selective catalytic reduction reactor to separate the soot attached to the catalyst, but there is a problem in that the soot blower is structurally complicated and manufacturing and installation costs increase as a separate soot blower is installed.

이에, 간단한 구조로 배기가스에 포함된 수트를 분리하여 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 시스템 및 이를 포함하는 선박이 필요하게 되었다.Accordingly, there is a need for a system capable of improving the nitrogen oxide removal effect by separating the soot included in the exhaust gas with a simple structure and a ship including the same.

대한민국 등록특허 제10-1758217호 (2017.07.10.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1758217 (2017.07.10.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure capable of improving the nitrogen oxide removal effect in a selective catalytic reduction reactor by effectively separating soot, an inflammable substance contained in exhaust gas. is to provide

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 선박을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a ship capable of improving the nitrogen oxide removal effect in a selective catalytic reduction reactor by effectively separating soot, which is an inflammable substance contained in exhaust gas.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템은, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관과, 상기 연소기관에서 발생한 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기, 및 상기 연소기관과 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여 상기 배기가스를 상기 선택적촉매환원반응기로 공급하며, 상기 연소기관과 연결되는 입구부와 상기 선택적촉매환원반응기와 연결되는 출구부를 포함하는 배기관과, 상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 형성되며, 내경이 단차지게 감소하는 단차부와, 상기 입구부와 상기 단차부 사이의 상기 배기관 내부에 설치되며, 상기 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 날개부와, 상기 날개부와 상기 단차부 사이의 상기 배기관 중 적어도 일부가 돌출 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트(soot)를 포집하는 수트포집탱크, 및 상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 분사하는 분사노즐을 포함하는 수트처리유닛을 포함한다.A power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is a combustion engine that generates power by burning fuel, and nitrogen oxides included in exhaust gas generated from the combustion engine. A selective catalytic reduction reactor for reducing and supplying the exhaust gas to the selective catalytic reduction reactor by connecting the combustion engine and the selective catalytic reduction reactor, and connecting an inlet portion connected to the combustion engine to the selective catalytic reduction reactor An exhaust pipe including an outlet portion, a stepped portion formed inside the exhaust pipe between the inlet portion and the outlet portion, and having an inner diameter gradually decreasing, and installed inside the exhaust pipe between the inlet portion and the stepped portion, Wings for rotating the exhaust gas to generate centrifugal force, and a soot collection tank for collecting soot included in the exhaust gas by protruding at least a part of the exhaust pipe between the wing and the stepped portion, and and a soot treatment unit including a spray nozzle for spraying at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea water into the exhaust pipe between the inlet and the outlet.

상기 수트포집탱크는, 상기 배기관과 상기 수트포집탱크가 접하는 면 중 적어도 일부가 개구되어, 상기 배기관 내의 상기 수트가 상기 수트포집탱크 내로 배출되는 수트배출구를 포함할 수 있다.The soot collection tank may include a soot outlet through which at least a portion of a surface in contact with the exhaust pipe and the soot collection tank is opened, and the soot in the exhaust pipe is discharged into the soot collection tank.

상기 수트배출구는 상기 날개부보다 상기 단차부에 인접하여 형성될 수 있다.The soot outlet may be formed adjacent to the stepped portion rather than the wing portion.

상기 분사노즐은 상기 수트포집탱크와 대향되는 위치에 설치될 수 있다.The injection nozzle may be installed at a position opposite to the soot collection tank.

상기 배기관은, 상기 단차부를 경계로 내경이 작아져 상기 출구부의 내경이 상기 입구부의 내경보다 작게 형성될 수 있다.In the exhaust pipe, an inner diameter of the outlet portion may be smaller than an inner diameter of the inlet portion as the inner diameter of the exhaust pipe becomes smaller with respect to the stepped portion.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박은, 선체와, 상기 선체에 설치되는 연료저장탱크와, 상기 선체에 설치되는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템, 및 상기 연소기관으로부터 동력을 전달받아 추진력을 생성하는 추진장치를 포함한다.A ship according to an embodiment of the present invention for achieving the other technical problem is a hull, a fuel storage tank installed on the hull, and the exhaust pollutant of any one of claims 1 to 5 installed on the hull. It includes a power generating system having a reduction structure, and a propulsion device generating propulsive force by receiving power from the combustion engine.

본 발명에 따르면, 연소기관에서 발생한 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트가 선택적촉매환원반응기 전단에서 분리되어 수트포집탱크에 포집될 수 있다. 따라서, 수트가 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해, 선택적촉매환원반응기에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.According to the present invention, soot, which is an inflammable substance included in exhaust gas generated from a combustion engine, can be separated from the front end of the selective catalytic reduction reactor and collected in the soot collection tank. Therefore, it is possible to prevent the soot from adhering to the catalyst of the selective catalytic reduction reactor and interfering with the reaction of ammonia and nitrogen oxides, and thus, nitrogen oxides included in exhaust gas in the selective catalytic reduction reactor can be effectively removed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B 선으로 절단하여 도시한 단면도이다.
도 4는 분사노즐의 배치 상태를 도시한 예시도이다.
도 5는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 6은 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of part A of FIG. 1 cut in the longitudinal direction.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2;
4 is an exemplary view showing a disposition state of injection nozzles.
5 is an operation diagram for explaining the operation of a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure.
6 is a view showing a ship including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure.

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.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 .

본 발명에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템은 연료를 연소하여 동력을 발생시키고, 연료의 연소로 발생되는 배기가스에 포함된 수트를 분리하여 선택적촉매환원반응기로 공급하는 장치로, 예를 들어, 선박에 적용될 수 있다.A power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to the present invention is a device that generates power by burning fuel, separates soot included in exhaust gas generated by burning fuel, and supplies it to a selective catalytic reduction reactor, e.g. For example, it can be applied to ships.

배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템은 연소기관에서 발생한 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트를 선택적촉매환원반응기 전단에서 분리하여 수트포집탱크에 포집할 수 있다. 따라서, 수트가 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해, 선택적촉매환원반응기에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있는 특징이 있다.The power generation system having an exhaust pollutant reduction structure may separate soot, which is an inflammable substance included in exhaust gas generated from a combustion engine, from a front end of the selective catalytic reduction reactor and collect it in a soot collection tank. Therefore, it is possible to prevent the soot from adhering to the catalyst of the selective catalytic reduction reactor and interfering with the reaction of ammonia and nitrogen oxides, thereby effectively removing nitrogen oxides contained in exhaust gas in the selective catalytic reduction reactor. there is

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, the power generation system 1 having an exhaust pollutant reduction structure will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 종 방향으로 절단하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 B-B 선으로 절단하여 도시한 단면도이고, 도 4는 분사노즐의 배치 상태를 도시한 예시도이다.1 is a diagram showing a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion A of FIG. 1 cut in the longitudinal direction, and FIG. 3 is FIG. 2 It is a cross-sectional view taken along line B-B, and FIG. 4 is an exemplary view showing the arrangement of injection nozzles.

본 발명에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)은 연소기관(10)과, 선택적촉매환원반응기(20), 및 수트처리유닛(30)을 포함한다.A power generation system 1 having an exhaust pollutant reduction structure according to the present invention includes a combustion engine 10, a selective catalytic reduction reactor 20, and a soot treatment unit 30.

연소기관(10)은 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 장치로서, 예를 들어, 내연기관 또는 외연기관 또는 기타 열기관일 수 있다. 연소기관(10)은 연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키며, 이로 인해, 연료의 연소에 따른 배기가스가 생성된다. 생성된 배기가스에는 대기 오염을 유발하는 다량의 질소산화물이 포함되어 있으므로, 선택적촉매환원반응기(20)를 통과시켜 질소산화물을 제거할 필요가 있다. 선택적촉매환원반응기(20)는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 장치로, 배기가스에 포함된 질소산화물을 암모니아와 반응시켜 물과 질소로 변환시킨다. 선택적촉매환원반응기(20)는 이미 공지된 기술이므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 연소기관(10)에서 생성된 배기가스에는 불완전 연소 등의 이유로 발화원(發火原)이 되는 수트가 다량 포함될 수 있다. 수트는 선택적촉매환원반응기(20)의 기능을 저하시키므로, 배기가스로부터 제거할 필요가 있다. 수트는 수트처리유닛(30)에서 포집될 수 있다.The combustion engine 10 is a device that generates power by burning fuel, and may be, for example, an internal combustion engine, an external combustion engine, or other heat engines. The combustion engine 10 burns fuel to generate various powers required for ships, and thereby, exhaust gas according to the combustion of the fuel is generated. Since the generated exhaust gas contains a large amount of nitrogen oxides that cause air pollution, it is necessary to pass through the selective catalytic reduction reactor 20 to remove nitrogen oxides. The selective catalytic reduction reactor 20 is a device for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas, and converts nitrogen oxides contained in exhaust gas into water and nitrogen by reacting with ammonia. Since the selective catalytic reduction reactor 20 is a known technology, detailed description thereof will be omitted. In addition, the exhaust gas generated by the combustion engine 10 may contain a large amount of soot that becomes an ignition source due to incomplete combustion or the like. Since soot deteriorates the function of the selective catalytic reduction reactor 20, it needs to be removed from the exhaust gas. Soot may be collected in the soot processing unit 30 .

수트처리유닛(30)은 배기가스에 포함된 수트를 제거하는 것으로, 연소기관(10)과 선택적촉매환원반응기(20) 사이에 위치할 수 있다. 수트처리유닛(30)은 배기관(31)과, 단차부(32)와, 날개부(33)와, 수트포집탱크(34), 및 분사노즐(35)을 포함한다.The soot processing unit 30 removes soot included in the exhaust gas, and may be located between the combustion engine 10 and the selective catalytic reduction reactor 20 . The soot treatment unit 30 includes an exhaust pipe 31, a stepped portion 32, a wing portion 33, a soot collection tank 34, and a spray nozzle 35.

배기관(31)은 연소기관(10)과 선택적촉매환원반응기(20) 사이를 연결하여 연소기관(10)에서 발생한 배기가스를 선택적촉매환원반응기(20)로 공급하는 관으로, 연소기관(10)과 연결되는 입구부(31a)와 선택적촉매환원반응기(20)와 연결되는 출구부(31b)를 포함한다. 즉, 연소기관(10)에서 배출된 배기가스는 배기관(31)의 입구부(31a)로 유입되어 출구부(31b)로 배출되며 선택적촉매환원반응기(20)로 유입된다. 배기관(31)은 연소기관(10)과 선택적촉매환원반응기(20) 사이의 전체 구간에 형성되거나 일부 구간에 형성될 수 있으며, 직립 배치될 수 있다. 배기관(31) 내부에는 단차부(32)가 형성될 수 있다.The exhaust pipe 31 is a pipe connecting the combustion engine 10 and the selective catalytic reduction reactor 20 to supply exhaust gas generated from the combustion engine 10 to the selective catalytic reduction reactor 20, and the combustion engine 10 It includes an inlet (31a) connected to and an outlet (31b) connected to the selective catalytic reduction reactor (20). That is, the exhaust gas discharged from the combustion engine 10 is introduced into the inlet 31a of the exhaust pipe 31, discharged through the outlet 31b, and introduced into the selective catalytic reduction reactor 20. The exhaust pipe 31 may be formed in the entire section between the combustion engine 10 and the selective catalytic reduction reactor 20 or in some sections, and may be disposed upright. A stepped portion 32 may be formed inside the exhaust pipe 31 .

단차부(32)는 내경이 단차지게 감소하는 부분으로, 입구부(31a)와 출구부(31b) 사이의 배기관(31) 내부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 배기관(31)은 단차부(32)를 경계로 내경이 작아져 출구부(31b)의 내경(d2)이 입구부(31a)의 내경(d1)보다 작게 형성될 수 있다. 배기관(31) 내부에 단차부(32)가 형성됨으로써, 후술할 날개부(33)가 배기가스에 원심력을 발생시키면, 상대적으로 무겁고 입자가 커 배기가스로부터 분리된 수트가 단차부(32)에 걸리게 되어 출구부(31b)로 유입될 수 없으며, 이로 인해, 수트가 선택적촉매환원반응기(20)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.The stepped portion 32 is a portion whose inner diameter decreases in steps, and may be formed inside the exhaust pipe 31 between the inlet portion 31a and the outlet portion 31b. For example, the inner diameter of the exhaust pipe 31 decreases along the stepped portion 32 so that the inner diameter d2 of the outlet portion 31b is smaller than the inner diameter d1 of the inlet portion 31a. As the stepped portion 32 is formed inside the exhaust pipe 31, when the wing portion 33, which will be described later, generates centrifugal force in the exhaust gas, soot separated from the exhaust gas due to its relatively heavy and large particles is placed on the stepped portion 32. It is caught and cannot flow into the outlet part 31b, and thus, it is possible to prevent soot from flowing into the selective catalytic reduction reactor 20.

날개부(33)는 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 것으로, 입구부(31a)와 단차부(32) 사이의 배기관(31) 내부에 설치될 수 있다. 날개부(33)의 형상은 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 배기관(31) 중앙에 배치된 몸체부와, 몸체부의 외주면에 방사형으로 배열되어 배기관(31)의 원주 방향을 따라 굴절되며 끝단이 배기관(31) 내측에 고정된 복수 개의 블레이드로 이루어질 수 있다. 즉, 날개부(33)는 배기관(31) 내부에 고정 설치되며, 배기가스는 블레이드의 익면(翼面)을 따라 유동하며 회전될 수 있다. 날개부(33)가 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시킴으로써, 전술한 바와 같이, 상대적으로 무겁고 입자가 큰 수트가 원심력에 의해 배기가스로부터 분리되어 배기관(31)의 중심으로부터 벗어나며 후술할 수트포집탱크(34)에 용이하게 포집될 수 있다. 또한, 배기가스가 난류로 변환되므로, 후술할 분사노즐(35)이 분사하는 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나가 배기가스와 용이하게 혼합될 수 있다.The wing portion 33 generates centrifugal force by rotating exhaust gas, and may be installed inside the exhaust pipe 31 between the inlet portion 31a and the stepped portion 32 . The shape of the wing portion 33 is not limited, but, for example, the body portion disposed in the center of the exhaust pipe 31 and the outer circumferential surface of the body portion are radially arranged and refracted along the circumferential direction of the exhaust pipe 31. It may consist of a plurality of blades fixed inside the exhaust pipe 31 . That is, the wing part 33 is fixedly installed inside the exhaust pipe 31, and the exhaust gas can be rotated while flowing along the wing surface of the blade. As the wing part 33 rotates the exhaust gas to generate centrifugal force, as described above, relatively heavy and large-sized soot is separated from the exhaust gas by the centrifugal force and moves away from the center of the exhaust pipe 31, and the soot collection tank to be described later (34) can be easily collected. In addition, since the exhaust gas is converted into a turbulent flow, at least one of ammonia, ammonia aqueous solution, and urea water sprayed from the injection nozzle 35 to be described later can be easily mixed with the exhaust gas.

수트포집탱크(34)는 배기가스에 포함된 수트를 포집하는 것으로, 날개부(33)와 단차부(32) 사이의 배기관(31) 중 적어도 일부가 돌출되어 형성될 수 있다. 이 때, 수트포집탱크(34)는 도시된 바와 같이, 날개부(33)와 단차부(32) 사이의 배기관(31)이 배기관(31)의 외측으로 일부 돌출되어 형성될 수도 있고, 날개부(33)와 단차부(32) 사이의 배기관(31)이 배기관(31)의 중심을 향해 일부 돌출되어 형성될 수도 있다. 그러나, 수트포집탱크(34)가 날개부(33)와 단차부(32) 사이의 배기관(31) 중 적어도 일부가 돌출되어 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 원심력에 의해 배기가스로부터 분리된 수트를 걸러 포집할 수 있는 구조이면 어떠한 형태라도 가능하다.The soot collection tank 34 collects soot included in the exhaust gas, and may be formed by protruding at least a portion of the exhaust pipe 31 between the wing portion 33 and the stepped portion 32 . At this time, as shown, the soot collection tank 34 may be formed by partially protruding the exhaust pipe 31 between the wing part 33 and the stepped part 32 to the outside of the exhaust pipe 31, and the wing part The exhaust pipe 31 between the (33) and the stepped portion 32 may be formed to partially protrude toward the center of the exhaust pipe 31. However, the soot collection tank 34 is not limited to being formed by protruding at least a part of the exhaust pipe 31 between the wing part 33 and the step part 32, and the soot separated from the exhaust gas by centrifugal force Any form is possible as long as the structure can be filtered and collected.

이하, 수트포집탱크(34)가 날개부(33)와 단차부(32) 사이의 배기관(31) 중 일부가 외측으로 돌출되어 형성된 구조를 보다 중점적으로 설명한다.Hereinafter, the structure in which the soot collection tank 34 is formed by protruding a part of the exhaust pipe 31 between the wing portion 33 and the stepped portion 32 to the outside will be described with more emphasis.

수트포집탱크(34)는, 배기관(31)과 접하는 면 중 적어도 일부가 개구되어 수트를 포집하는 수트배출구(34a)가 형성되고, 수트배출구(34a)는 날개부(33)보다 단차부(32)에 인접하여 형성될 수 있다. 즉, 원심력에 의해 배기가스로부터 분리된 수트는 배기관(31)의 중심으로부터 벗어나며 수트배출구(34a)를 통과하고 중력에 의해 낙하하여 수트포집탱크(34)에 포집된다. 수트배출구(34a)가 단차부(32)에 인접하여 형성됨으로써, 전술한 바와 같이, 수트가 단차부(32)에 걸리게 되어 출구부(31b)로 유입되지 않고 수트배출구(34a)로 용이하게 배출될 수 있다. 배기관(31)은, 입구부(31a)와 출구부(31b) 사이에 적어도 일부가 확장되어 내경이 단차부(32)의 내경보다 크게 형성되고 수트포집탱크(34)가 형성된 확장부(31c)를 포함하므로, 수트배출구(34a)로 배출된 수트는 수트포집탱크(34)의 내부 공간을 이루는 확장부(31c)에 포집될 수 있다. 확장부(31c)는 포집된 수트가 수트배출구(34a)로 다시 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 수트배출구(34a)보다 크게 형성되어 배기관(31)의 외측에서 날개부(33)를 향하여 연장될 수 있다. 또한, 수트포집탱크(34)는, 내부에 포집된 수트를 외부로 배출하는 수트방출구(34b)가 형성될 수 있다. 수트방출구(34b)는 맨홀과 같은 덮개부(36)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 필요 시 사용자에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 필요에 따라, 수트방출구(34b)에는 드레인 배관(도시되지 않음)이 연결되어 포집된 수트를 즉각 배출할 수도 있다. 도면 상에는 수트배출구(34a)가 단차부(32)의 내경과 서로 다른 면 상에 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 수트배출구(34a)는 단차부(32)의 내경과 동일 면 상에 형성될 수도 있다.In the soot collection tank 34, at least a part of the surface in contact with the exhaust pipe 31 is opened to form a soot outlet 34a for collecting soot, and the soot outlet 34a has a stepped portion 32 higher than the wing portion 33. ) can be formed adjacent to. That is, the soot separated from the exhaust gas by the centrifugal force deviates from the center of the exhaust pipe 31, passes through the soot outlet 34a, falls by gravity, and is collected in the soot collection tank 34. Since the soot outlet 34a is formed adjacent to the stepped portion 32, as described above, the soot is caught on the stepped portion 32 and is easily discharged through the soot outlet 34a without flowing into the outlet portion 31b. It can be. The exhaust pipe 31 is at least partially expanded between the inlet portion 31a and the outlet portion 31b so that the inner diameter is larger than the inner diameter of the stepped portion 32 and the expansion portion 31c in which the soot collection tank 34 is formed. Since it includes, the soot discharged through the soot discharge port 34a can be collected in the expansion part 31c constituting the inner space of the soot collection tank 34. The expansion part 31c may be formed larger than the soot outlet 34a and extend from the outside of the exhaust pipe 31 toward the wing 33 in order to prevent the collected soot from escaping back to the soot outlet 34a. . In addition, the soot collection tank 34 may be formed with a soot discharge port 34b through which soot collected therein is discharged to the outside. The soot discharge port 34b may be closed by a cover portion 36 such as a manhole, and may be selectively opened and closed by a user when necessary. If necessary, a drain pipe (not shown) may be connected to the soot outlet 34b to immediately discharge the collected soot. Although the drawing shows that the soot outlet 34a is formed on a different surface from the inner diameter of the stepped portion 32, it is not limited thereto, and the soot outlet 34a is on the same surface as the inner diameter of the stepped portion 32. may be formed.

분사노즐(35)은 입구부(31a)와 출구부(31b) 사이의 배기관(31) 내부에 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 분사할 수 있다. 분사노즐(35)은 일 측이 저장탱크(도시되지 않음)에 연결되어 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 공급받으며, 배기관(31) 내부에 위치하는 타 측은 날개부(33)에 의해 배기가스가 회전하는 방향을 고려하여 배기가스가 수트포집탱크(34)를 통과한 이후 지점에 설치될 수 있다. 분사노즐(35)이 배기가스가 수트포집탱크(34)를 통과한 이후 지점에 설치됨으로써, 암모니아 수용액이나 요소수가 분사되는 경우, 질량이 큰 액상의 입자가 수트와 함께 수트포집탱크(34)에 포집되는 것을 방지할 수 있다. 분사노즐(35)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수트포집탱크(34)와 대향되는 위치에 설치될 수 있으며, 이 때, 노즐단부(35a)는 배기관(31)의 중심을 향하도록 배치될 수도 있고, 배기가스의 유동방향을 향하도록 배치될 수도 있다. 그러나, 분사노즐(35)이 수트포집탱크(34)와 대향되는 위치에 설치되는 것으로 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 분사노즐(35)은 수트포집탱크(34)와 동일 측에 설치되거나 수직한 위치에 설치될 수도 있다.The injection nozzle 35 may inject at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea solution into the exhaust pipe 31 between the inlet portion 31a and the outlet portion 31b. One side of the injection nozzle 35 is connected to a storage tank (not shown) to receive at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea water, and the other side located inside the exhaust pipe 31 is provided by the wing 33. It may be installed at a point after the exhaust gas passes through the soot collection tank 34 in consideration of the direction in which the exhaust gas rotates. Since the injection nozzle 35 is installed at a point after the exhaust gas has passed through the soot collection tank 34, when the aqueous ammonia solution or the urea solution is sprayed, liquid particles with a large mass enter the soot collection tank 34 together with the soot. capture can be prevented. As shown in FIGS. 2 and 3, the injection nozzle 35 may be installed at a position opposite to the soot collection tank 34, and at this time, the nozzle end 35a faces the center of the exhaust pipe 31. It may be arranged so as to face the flow direction of the exhaust gas. However, it is not limited to that the spray nozzle 35 is installed at a position opposite to the soot collection tank 34, and if necessary, the spray nozzle 35 is installed on the same side as the soot collection tank 34 or vertically. It can also be installed in one location.

도 4를 참조하면, 분사노즐(35)의 설치 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 분사노즐(35)은, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 날개부(33)와 단차부(32) 사이에 형성되며, 노즐단부(35a)가 배기관(31)의 중심을 향하도록 배치되되 단차부(32)의 내경보다 배기관(31)의 중심에 가깝게 배치될 수 있다. 원심력에 의해 바깥으로 퍼진 배기가스는 단차부(32)를 지나면서 직경이 작은 출구부(31b)로 유입되기 위해 중앙으로 모아진다. 노즐단부(35a)가 단차부(32)의 내경보다 배기관(31)의 중심에 가깝게 배치되면, 노즐단부(35a)를 통해 분사된 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나가 중앙에 모아진 배기가스에 용이하게 혼합될 수 있어 선택적촉매환원반응기(20)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 질소산화물의 제거율이 증대될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the installation structure of the injection nozzle 35 may be variously modified. For example, the spray nozzle 35 is formed between the wing portion 33 and the stepped portion 32, as shown in (a) of FIG. It is disposed toward the center but may be disposed closer to the center of the exhaust pipe 31 than the inner diameter of the stepped portion 32. Exhaust gas spread outward by the centrifugal force passes through the stepped portion 32 and is collected in the center to flow into the small-diameter outlet portion 31b. When the nozzle end 35a is disposed closer to the center of the exhaust pipe 31 than the inner diameter of the stepped part 32, at least one of ammonia, ammonia aqueous solution, and urea water sprayed through the nozzle end 35a is collected in the center of the exhaust gas. Since it can be easily mixed in, the reaction between ammonia and nitrogen oxides can be effectively performed in the selective catalytic reduction reactor 20, and thus, the removal rate of nitrogen oxides can be increased.

또한, 분사노즐(35)은, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 노즐단부(35a)가 출구부(31b)를 향하도록 형성되어 배기가스가 유동하는 방향을 향하여 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 분사할 수도 있다. 노즐단부(35a)가 출구부(31b)를 향하도록 형성되면, 노즐단부(35a)를 통해 분사된 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나가 배기가스와 함께 배기관(31)을 유동하게 되어 혼합될 수 있는 시간이 증가하므로, 선택적촉매환원반응기(20)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 질소산화물의 제거율이 증대될 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 4, the injection nozzle 35 is formed such that the nozzle end 35a faces the outlet portion 31b, so that ammonia, aqueous ammonia, At least one of urea water may be injected. When the nozzle end 35a is formed to face the outlet 31b, at least one of ammonia, ammonia aqueous solution, and urea water sprayed through the nozzle end 35a flows through the exhaust pipe 31 together with the exhaust gas and is mixed. Since the available time increases, the reaction between ammonia and nitrogen oxides can be effectively performed in the selective catalytic reduction reactor 20, and accordingly, the removal rate of nitrogen oxides can be increased.

또한, 분사노즐(35)은, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 단차부(32)와 출구부(31b) 사이에 배치될 수도 있다. 단차부(32)와 출구부(31b) 사이의 배기관(31)을 유동하는 배기가스는 수트가 분리된 상태이고 중앙으로 모아져 직진성을 갖는다. 분사노즐(35)이 단차부(32)와 출구부(31b) 사이에 배치되면, 노즐단부(35a)를 통해 분사된 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나가 배기가스에 보다 용이하게 혼합될 수 있어 선택적촉매환원반응기(20)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 보다 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 질소산화물의 제거율이 보다 증대될 수 있다. 도면 상에는 노즐단부(35a)가 배기관(31)의 중심을 향하도록 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라 노즐단부(35a)는 입구부(31a) 또는 출구부(31b)를 향하도록 배치될 수도 있다.In addition, the injection nozzle 35 may be disposed between the stepped portion 32 and the outlet portion 31b, as shown in (c) of FIG. 4 . Exhaust gas flowing through the exhaust pipe 31 between the stepped portion 32 and the outlet portion 31b is in a state where the soot is separated and is collected in the center to have straightness. When the injection nozzle 35 is disposed between the stepped portion 32 and the outlet portion 31b, at least one of ammonia, ammonia aqueous solution, and urea water sprayed through the nozzle end 35a can be more easily mixed with the exhaust gas. Therefore, the reaction between ammonia and nitrogen oxides can be performed more effectively in the selective catalytic reduction reactor 20, and thus, the removal rate of nitrogen oxides can be further increased. In the drawings, the nozzle end 35a is shown as being disposed toward the center of the exhaust pipe 31, but is not limited thereto, and the nozzle end 35a is provided to the inlet 31a or the outlet 31b as necessary. It can also be placed facing up.

또한, 도면 상에 도시하진 않았으나, 분사노즐(35)은 날개부(33) 전단에 배치될 수도 있고, 날개부(33)와 동일 선상에 배치될 수도 있다.In addition, although not shown in the drawing, the injection nozzle 35 may be disposed at the front end of the wing portion 33, or may be disposed on the same line as the wing portion 33.

이러한 수트처리유닛(30)은 단일 개로 형성되어 연소기관(10)과 선택적촉매환원반응기(20) 사이에 설치될 수도 있고, 복수 개가 연소기관(10)과 선택적촉매환원반응기(20) 사이에 직렬로 연결될 수도 있다.The soot treatment unit 30 may be formed as a single unit and installed between the combustion engine 10 and the selective catalytic reduction reactor 20, or a plurality of soot processing units 30 may be formed in series between the combustion engine 10 and the selective catalytic reduction reactor 20. may be connected to

이하, 도 5를 참조하여, 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the operation of the power generation system 1 having an exhaust pollutant reduction structure will be described in more detail.

도 5는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.5 is an operation diagram for explaining the operation of a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure.

본 발명에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)은 연소기관(10)에서 발생한 배기가스에 포함된 인화성 물질인 수트를 선택적촉매환원반응기(20) 전단에서 분리하여 수트포집탱크(34)에 포집할 수 있다. 따라서, 수트가 선택적촉매환원반응기(20)의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해, 선택적촉매환원반응기(20)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.The power generation system 1 having an exhaust pollutant reduction structure according to the present invention separates soot, which is an inflammable substance included in the exhaust gas generated from the combustion engine 10, from the front of the selective catalytic reduction reactor 20 to collect the soot ( 34) can be collected. Therefore, it is possible to prevent the soot from adhering to the catalyst of the selective catalytic reduction reactor 20 and interfering with the reaction of ammonia and nitrogen oxides. can be effectively removed.

도 5를 참조하면, 연소기관(10)에서 발생된 질소산화물과 수트를 포함하는 배기가스는 배기관(31)의 입구부(31a)로 유입되며, 날개부(33)를 지나면서 회전되어 원심력이 발생된다. 배기가스에 원심력이 발생됨에 따라, 무겁고 입자가 큰 수트는 배기가스로부터 분리되어 배기관(31)의 중심으로부터 벗어나게 되고, 배기관(31)에 형성된 수트배출구(34a)로 배출되어 중력에 의해 낙하하여 수트포집탱크(34)에 포집된다. 수트배출구(34a)는 단차부(32)에 인접하여 형성되므로, 수트는 단차부(32)에 걸리게 되어 출구부(31b) 측으로 유입되지 않고 수트배출구(34a)로 배출될 수 있다. 수트가 제거되고 질소산화물만 남은 배기가스는 분사노즐(35)이 분사하는 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나와 혼합된 후 출구부(31b)를 통해 선택적촉매환원반응기(20)로 공급된다. 수트가 제거된 배기가스가 선택적촉매환원반응기(20)로 공급됨으로써, 선택적촉매환원반응기(20)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 증대되어 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 환원될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the exhaust gas containing nitrogen oxides and soot generated in the combustion engine 10 is introduced into the inlet 31a of the exhaust pipe 31, and is rotated while passing through the wing 33 to generate centrifugal force. occurs As the centrifugal force is generated in the exhaust gas, the heavy and large-sized soot is separated from the exhaust gas and moved away from the center of the exhaust pipe 31, and is discharged through the soot outlet 34a formed in the exhaust pipe 31 to fall by gravity. It is collected in the collection tank 34. Since the soot outlet 34a is formed adjacent to the stepped portion 32, the soot can be discharged through the soot outlet 34a without being caught on the stepped portion 32 and flowing into the outlet portion 31b. After the soot is removed, the exhaust gas with only nitrogen oxides remaining is mixed with at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea water injected from the injection nozzle 35, and then supplied to the selective catalytic reduction reactor 20 through the outlet 31b. . As the exhaust gas from which the soot is removed is supplied to the selective catalytic reduction reactor 20, the reaction between ammonia and nitrogen oxides increases in the selective catalytic reduction reactor 20, so that nitrogen oxides included in the exhaust gas can be effectively reduced.

한편, 수트포집탱크(34)의 내부 공간을 이루는 확장부(31c)에 다량의 수트가 포집된 경우, 사용자는 덮개부(36)를 분리하고 수트방출구(34b)를 개방하여 확장부(31c)에 포집된 수트를 외부로 배출할 수 있다.Meanwhile, when a large amount of soot is collected in the expansion part 31c constituting the inner space of the soot collection tank 34, the user separates the cover part 36 and opens the soot outlet 34b to open the expansion part 31c. ) can be discharged to the outside.

이하, 도 6을 참조하여, 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박(100)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, a ship 100 including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure will be described in more detail.

도 6은 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박을 도시한 도면이다.6 is a view showing a ship including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure.

본 발명에 따른 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박(100)은 선체(2)와, 연료저장탱크(3)와, 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1), 및 추진장치(4)를 포함한다.A ship 100 including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure according to the present invention includes a hull 2, a fuel storage tank 3, a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure 1, and a propulsion device (4).

선체(2)는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박(100)의 본체로서, 외측 형상이 유선형(流線型)으로 형성되어 해류에 의한 저항을 최소화할 수 있다. 선체(2)에는 연료저장탱크(3)를 비롯하여 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)이 설치된다. 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템(1)에 관한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.The hull 2 is a main body of the ship 100 including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure, and has a streamlined outer shape to minimize resistance due to ocean current. A power generation system 1 having a structure for reducing exhaust pollutants, including a fuel storage tank 3, is installed in the hull 2. The description of the power generating system 1 having the structure for reducing exhaust pollutants is replaced by the foregoing.

연료저장탱크(3)는 연소기관(10)에서 사용될 연료를 저장하는 탱크로, 선체(2)에 적어도 하나가 마련될 수 있다. 연료저장탱크(3)에 저장된 연료는 연료공급관(3a)을 통해 연소기관(10)으로 공급되며, 연료공급관(3a)은 연료저장탱크(3)와 연소기관(10) 사이를 연결할 수 있다. 필요에 따라, 연료공급관(3a) 상에는 펌프(도시되지 않음), 압축기(도시되지 않음), 히터(도시되지 않음) 등이 설치될 수 있다. 연소기관(10)은 연료를 연소하여 동력을 발생시키고, 이 때, 발생된 동력은 추진장치(4)에 전달될 수 있다. 추진장치(4)는 연소기관(10)으로부터 동력을 전달받아 선체(2)에 필요한 추진력을 생성하며, 이로 인해, 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박(100)이 추진할 수 있다. 연소기관(10)에서 연료의 연소에 따라 발생된 배기가스는 수트처리유닛(30)으로 공급되어 수트가 제거된 후 선택적촉매환원반응기(20)로 공급되며, 선택적촉매환원반응기(20)에서 질소산화물이 제거된 후 대기 중으로 방출된다.The fuel storage tank 3 is a tank for storing fuel to be used in the combustion engine 10, and at least one may be provided in the hull 2. The fuel stored in the fuel storage tank 3 is supplied to the combustion engine 10 through the fuel supply pipe 3a, and the fuel supply pipe 3a may connect the fuel storage tank 3 and the combustion engine 10. If necessary, a pump (not shown), a compressor (not shown), a heater (not shown), and the like may be installed on the fuel supply pipe (3a). The combustion engine 10 generates power by burning fuel, and at this time, the generated power may be transmitted to the propulsion device 4 . The propulsion device 4 receives power from the combustion engine 10 and generates the propulsive force required for the hull 2, and thereby, the ship 100 including the power generation system having the structure for reducing exhaust pollutants can be propelled. there is. Exhaust gas generated by the combustion of fuel in the combustion engine 10 is supplied to the soot treatment unit 30, and after the soot is removed, supplied to the selective catalytic reduction reactor 20, and nitrogen in the selective catalytic reduction reactor 20 After the oxide is removed, it is released into the atmosphere.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

1: 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템
2: 선체 3: 연료탱크
3a: 연료공급관 4: 추진장치
10: 연소기관 20: 선택적촉매환원반응기
30: 수트처리유닛 31: 배기관
31a: 입구부 31b: 출구부
31c: 확장부 32: 단차부
33: 날개부 34: 수트포집탱크
34a: 수트배출구 34b: 수트방출구
35: 분사노즐 35a: 노즐단부
36: 덮개부
100: 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템을 포함하는 선박1: power generation system with exhaust pollutant reduction structure
2: hull 3: fuel tank
3a: fuel supply pipe 4: propulsion device
10: combustion engine 20: selective catalytic reduction reactor
30: soot processing unit 31: exhaust pipe
31a: inlet 31b: outlet
31c: extension part 32: step part
33: wing part 34: soot collection tank
34a: soot outlet 34b: soot outlet
35: injection nozzle 35a: nozzle end
36: cover part
100: ship including a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure

Claims (6)

연료를 연소하여 동력을 발생시키는 연소기관;
상기 연소기관에서 발생한 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적촉매환원반응기, 및
상기 연소기관과 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여 상기 배기가스를 상기 선택적촉매환원반응기로 공급하며, 상기 연소기관과 연결되는 입구부와 상기 선택적촉매환원반응기와 연결되는 출구부를 포함하는 배기관과,
상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 형성되며, 내경이 단차지게 감소하는 단차부와,
상기 입구부와 상기 단차부 사이의 상기 배기관 내부에 설치되며, 상기 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 날개부와,
상기 날개부와 상기 단차부 사이의 상기 배기관 중 적어도 일부가 돌출 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트(soot)를 포집하는 수트포집탱크, 및
상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 암모니아, 암모니아 수용액, 요소수 중 적어도 하나를 분사하는 분사노즐을 포함하는 수트처리유닛을 포함하되,
상기 배기관은, 상기 단차부를 경계로 내경이 작아져 상기 출구부의 내경이 상기 입구부의 내경보다 작게 형성되는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템.A combustion engine that generates power by burning fuel;
A selective catalytic reduction reactor for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas generated from the combustion engine, and
An exhaust pipe connecting the combustion engine and the selective catalytic reduction reactor to supply the exhaust gas to the selective catalytic reduction reactor, including an inlet connected to the combustion engine and an outlet connected to the selective catalytic reduction reactor;
A stepped portion formed inside the exhaust pipe between the inlet portion and the outlet portion and having an inner diameter that decreases stepwise;
A wing part installed inside the exhaust pipe between the inlet part and the step part and generating centrifugal force by rotating the exhaust gas;
A soot collection tank in which at least a part of the exhaust pipe between the wing portion and the stepped portion protrudes to collect soot included in the exhaust gas; and
A soot treatment unit including a spray nozzle for spraying at least one of ammonia, aqueous ammonia, and urea water into the exhaust pipe between the inlet and the outlet,
The power generation system of claim 1 , wherein the exhaust pipe has an exhaust pollutant reduction structure in which an inner diameter of the outlet portion is formed to be smaller than an inner diameter of the inlet portion as an inner diameter of the exhaust pipe becomes smaller with respect to the stepped portion. 제1 항에 있어서,
상기 수트포집탱크는, 상기 배기관과 상기 수트포집탱크가 접하는 면 중 적어도 일부가 개구되어, 상기 배기관 내의 상기 수트가 상기 수트포집탱크 내로 배출되는 수트배출구를 포함하는 배기 오염물질 저감구조를 갖는 동력 발생 시스템.According to claim 1,
The soot collection tank generates power having an exhaust pollutant reduction structure including a soot discharge port through which at least a part of a surface in contact with the exhaust pipe and the soot collection tank is opened and the soot in the exhaust pipe is discharged into the soot collection tank. system. 제2 항에 있어서,
상기 수트배출구는 상기 날개부보다 상기 단차부에 인접하여 형성되는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템.According to claim 2,
The soot outlet is a power generation system having an exhaust pollutant reduction structure formed adjacent to the stepped portion rather than the wing portion. 제1 항에 있어서,
상기 분사노즐은 상기 수트포집탱크와 대향되는 위치에 설치되는 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템.According to claim 1,
The injection nozzle is a power generating system having an exhaust pollutant reduction structure installed at a position opposite to the soot collection tank. 삭제delete 선체;
상기 선체에 설치되는 연료저장탱크;
상기 선체에 설치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템, 및
상기 연소기관으로부터 동력을 전달받아 추진력을 생성하는 추진장치를 포함하는 선박.hull;
A fuel storage tank installed in the hull;
A power generation system having the exhaust pollutant reduction structure of any one of claims 1 to 4 installed on the hull, and
A ship including a propulsion device generating propulsion by receiving power from the combustion engine.
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