KR102626176B1 - Reducing agent decomposition system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환원제 분해 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 환원제 분해 시스템은 질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트와, 상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽과, 상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부, 그리고 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함한다.The present invention relates to a reducing agent decomposition system, and the reducing agent decomposition system according to an embodiment of the present invention includes an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves, and a partial area of the exhaust duct to limit the passage cross-sectional area of the exhaust gas. a partition wall, a reducing agent injection part that is inserted into the exhaust duct and sprays a reducing agent behind a part of the exhaust duct blocked by the partition wall, and a reducing agent spraying part behind the part of the exhaust duct blocked by the partition wall. It includes a gas injection unit that sprays high-temperature gas toward the unit.

Description

환원제 분해 시스템{REDUCING AGENT DECOMPOSITION SYSTEM}Reducing agent decomposition system{REDUCING AGENT DECOMPOSITION SYSTEM}

본 발명의 실시예는 환원제 분해 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제를 분해 생성하는 환원제 분해 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a reducing agent decomposition system, and more specifically, to a reducing agent decomposition system that decomposes and produces a reducing agent for reducing nitrogen oxides.

선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.The selective catalytic reduction (SCR) system is a system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gases generated from diesel engines, boilers, incinerators, etc.

일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치되어 질소산화물 저감 반응을 일으키는 반응기를 질소산화물이 함유된 배기가스가 흐르는 배기 덕트 상에 설치하고, 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 반응기의 내부에 마련된 촉매에서 질소산화물이 환원제와 반응하여 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원 처리한다. 그리고, 환원제는 반응기의 전방에서 배기 덕트를 흐르는 배기가스에 분사된다. 여기서, 환원제로는 우레아(urea) 수용액, 암모니아 수용액, 무수 암모니아 등을 사용하고 있다.In general, in a selective catalytic reduction system, a reactor in which a catalyst is installed inside to cause a nitrogen oxide reduction reaction is installed on an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxide flows, and the exhaust gas and reducing agent pass together while the reactor is installed inside the reactor. In the catalyst, nitrogen oxides react with a reducing agent and are reduced to nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O), which are harmless to the human body. Then, the reducing agent is injected into the exhaust gas flowing through the exhaust duct in front of the reactor. Here, urea aqueous solution, ammonia aqueous solution, anhydrous ammonia, etc. are used as reducing agents.

선택적 촉매 환원 시스템에서 환원제를 우레아(urea) 수용액으로 사용할 경우, 우레아가 배기가스의 온도에 의하여 암모니아로 분해되며 암모니아가 최종적인 환원제 역할을 수행하게 된다.When a urea aqueous solution is used as a reducing agent in a selective catalytic reduction system, urea is decomposed into ammonia by the temperature of the exhaust gas, and ammonia serves as the final reducing agent.

그런데, 배기가스의 온도가 낮을 경우, 예를 들어 배기가스의 온도가 섭씨 200 내지 250도 미만일 경우 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트나 반응기의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 문제가 발생할 수 있다.However, if the temperature of the exhaust gas is low, for example, if the temperature of the exhaust gas is less than 200 to 250 degrees Celsius, urea is not completely converted to ammonia, causing a problem of forming deposits inside the exhaust duct or reactor. You can.

이러한 문제를 해결하기 위하여 배기 덕트에 우레아 수용액을 직접 분사하지 않고 별도의 환원제 분해 챔버에 우레아 수용액을 분사하는 방법을 사용하였다. 환원제 분해 챔버에 우레아 수용액과 함께 우레아가 암모니아로 변환될 수 있도록 필요한 열에너지를 공급하여 우레아를 열분해 또는 가수분해시켜 암모니아를 생성한 다음 이를 반응기 전방의 배기 덕트에 공급하는 방법이다.To solve this problem, a method of spraying the urea solution into a separate reducing agent decomposition chamber was used instead of spraying the urea solution directly into the exhaust duct. This is a method of supplying the necessary heat energy to convert urea into ammonia along with an aqueous urea solution to the reducing agent decomposition chamber to thermally decompose or hydrolyze urea to generate ammonia and then supply it to the exhaust duct in front of the reactor.

하지만, 선박이나 차량용 디젤 엔진에 사용되는 선택적 촉매 환원 시스템에서는 설치 공간의 제약으로 인하여 작은 공간에서 효과적으로 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성할 수 있어야 할 뿐만 아니라 생성된 암모니아를 배기가스에 효율적으로 혼합시킬 수 있는 것이 요구된다.However, due to limitations in installation space, the selective catalytic reduction system used in diesel engines for ships and vehicles must not only effectively decompose urea to generate ammonia in a small space, but also efficiently mix the generated ammonia with the exhaust gas. It is required to be there.

그런데 별도의 환원제 분해 챔버를 사용하면 이를 위한 여러 추가 장비가 필요하게 되므로 선택적 촉매 환원 시스템의 설치 공간이 크게 증가하는 문제점이 있다.However, if a separate reducing agent decomposition chamber is used, various additional equipment is required for this, which has the problem of greatly increasing the installation space of the selective catalytic reduction system.

본 발명의 실시예는 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있는 환원제 분해 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a reducing agent decomposition system that can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space for decomposing urea to generate ammonia.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분해 시스템은 질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트와, 상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽과, 상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부, 그리고 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the reducing agent decomposition system includes an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves, a partition wall that blocks a portion of the exhaust duct to limit the cross-sectional area through which the exhaust gas passes, and is inserted into the exhaust duct. a reducing agent injection unit that injects a reducing agent from the rear of the partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall, and a gas injection unit that injects high-temperature gas toward the reducing agent injection unit from the rear of the partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall. Includes wealth.

상기 격벽은 상기 배기 덕트의 중앙 영역을 막아 배기가스를 상기 배기 덕트 내부의 가장자리로 이동시키고, 상기 환원제 분사부와 상기 가스 분사부는 각각 상기 배기 덕트의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사하도록 구성될 수 있다.The partition wall blocks the central area of the exhaust duct and moves exhaust gas to an edge inside the exhaust duct, and the reducing agent injection unit and the gas injection unit are configured to inject a reducing agent and a high-temperature gas from the central area of the exhaust duct, respectively. You can.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 믹서를 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a mixer provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 가이드 베인(guide vane)을 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a guide vane provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기 가이드 베인은 상기 가스 분사부에서 상기 환원제 분사부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.The guide vane may be formed in a funnel shape whose diameter increases in the direction from the gas injection unit to the reducing agent injection unit.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 온도 센서를 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a temperature sensor provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제를 분사하고, 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제의 분사를 중단하거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 유량을 증가시키거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 온도를 상승시키도록 구성될 수 있다.If the temperature measured by the temperature sensor is within the decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent injection unit sprays the reducing agent, and if the temperature measured by the temperature sensor is outside the decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent is sprayed. The unit may be configured to stop spraying the reducing agent, increase the flow rate of the high-temperature gas sprayed by the gas spray unit, or increase the temperature of the high-temperature gas sprayed by the gas spray unit.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분해 시스템은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reducing agent decomposition system can effectively improve decomposition efficiency and mixing with exhaust gas while minimizing the space in which ammonia is generated by decomposing urea.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 5 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a fifth embodiment of the present invention.
Figure 6 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to a sixth embodiment of the present invention.
Figure 7 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to the seventh embodiment of the present invention.
Figure 8 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to the eighth embodiment of the present invention.
Figure 9 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to the ninth embodiment of the present invention.
Figure 10 is a configuration diagram of a reducing agent decomposition system according to the tenth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same symbols, and in other embodiments, only configurations different from the first embodiment will be described. do.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.Please note that the drawings are schematic and not drawn to scale. The relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and are not limiting. And for identical structures, elements, or parts that appear in two or more drawings, the same reference numerals are used to indicate similar features.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the diagram are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area and also includes changes in shape due to manufacturing, for example.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템 (101)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 환원제 전구체인 우레아(urea)를 분해하여 배기가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention decomposes urea, a reducing agent precursor, and ammonia (NH 3 ), which is used as a reducing agent, to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas. Create.

도 1에 도시한 바와 같이, 환원제 분해 시스템(101)의 후방에는 촉매(350)가 내부에 설치된 반응기(300)가 배치된다. 그리고 환원제 분해 시스템(101)을 통해 생성된 암모니아(NH3)는 배기가스와 혼합되어 촉매(350)를 거치면서 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원 반응한다. 이때, 촉매(350)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다.As shown in FIG. 1, a reactor 300 with a catalyst 350 installed inside is disposed at the rear of the reducing agent decomposition system 101. And the ammonia (NH 3 ) generated through the reducing agent decomposition system 101 is mixed with the exhaust gas and undergoes a reduction reaction with nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas while passing through the catalyst 350. At this time, the catalyst 350 may be made of various materials known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 배기 덕트(610), 환원제 분사부(410), 및 가스 분사부(510)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention includes an exhaust duct 610, a reducing agent injection unit 410, and a gas injection unit 510.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 환원제 공급부(450) 및 가스 공급부(550)를 더 포함할 수 있다.Additionally, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention may further include a reducing agent supply unit 450 and a gas supply unit 550.

배기 덕트(610)는 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 구체적으로, 배기 덕트(610)는 배기가스 배출원과 반응기(300)를 연결한다.The exhaust duct 610 moves exhaust gas containing nitrogen oxides (NOx). Specifically, the exhaust duct 610 connects the exhaust gas emission source and the reactor 300.

일례로, 배기가스 배출원은 선박용 엔진일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 배기가스 배출원은 2행정 저속 디젤 엔진일 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 배기가스 배출원은 4행 중속 디젤 엔진일 수도 있으며, 2행정 저속 디젤 엔진과 4행 중속 디젤 엔진이 혼용된 복수의 엔진이 배기가스 배출원일 수도 있다. 이때, 2행정 저속 디젤 엔진은 선박에 추친력을 제공하는 주동력원으로 사용될 수 있으며, 4행 중속 디젤 엔진은 발전용 또는 보조 동력원 사용될 수 있다. 또한, 배기가스 배출원이 선박용 엔진에 한정되는 것은 아니며 차량용 엔진일 수도 있다.For example, the exhaust gas emission source may be a marine engine. More specifically, the exhaust gas emission source may be a two-stroke low-speed diesel engine. However, the first embodiment of the present invention is not limited to this. The exhaust gas emission source may be a 4-stroke medium-speed diesel engine, or multiple engines using a mixture of 2-stroke low-speed diesel engines and 4-stroke medium-speed diesel engines may be the exhaust gas emission source. At this time, the two-stroke low-speed diesel engine can be used as the main power source to provide propulsion force to the ship, and the four-stroke medium-speed diesel engine can be used for power generation or as an auxiliary power source. Additionally, the exhaust gas emission source is not limited to marine engines and may also be vehicle engines.

이와 같이, 배기가스 배출원은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이거나 플랜트에 사용되는 동력 장치일 수도 있다.Likewise, the exhaust gas emission source may be various types of engines known to those skilled in the art or power devices used in plants.

환원제 분사부(410)는 배기 덕트(610)에 삽입되어 배기 덕트(610)를 통해 이동하는 배기가스에 우레아(urea, CO(NH2)2)를 우레아 수용액 형태로 분사한다. 일례로, 환원제 분사부(410)는 우레아 수용액을 후방, 즉 반응기(300) 방향으로 분사할 수 있다.The reducing agent injection unit 410 is inserted into the exhaust duct 610 and injects urea (CO(NH 2 ) 2 ) in the form of an aqueous urea solution into the exhaust gas moving through the exhaust duct 610. For example, the reducing agent injection unit 410 may spray the urea aqueous solution backward, that is, toward the reactor 300.

본 명세서에서 전방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 상류 방향을 의미하고, 후방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 하류 방향을 의미한다.In this specification, forward refers to the upstream direction based on the direction of movement of exhaust gas, and backward refers to the downstream direction based on the direction of movement of exhaust gas.

본 발명의 제1 실시예에서, 환원제 분사부(410)가 분사하는 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액은 환원제 전구체에 해당하며, 우레아가 열분해 또는 가수분해되면서 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성되고, 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the urea (CO(NH 2 ) 2 ) aqueous solution sprayed by the reducing agent injection unit 410 corresponds to a reducing agent precursor, and urea is thermally decomposed or hydrolyzed to form ammonia (NH 3 ) and Isocyanic acid (HNCO) is produced, and isocyanic acid (HNCO) can be decomposed again into ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ).

환원제 공급부(450)는 환원제 분사부(410)가 분사할 우레아 수용액을 공급한다. 환원제 공급부(450)는 배기가스 배출원인 엔진의 부하에 따라 변동하는 환원제 요구량을 고려하여 적절한 양의 우레아를 공급할 수 있다.The reducing agent supply unit 450 supplies the urea aqueous solution to be sprayed by the reducing agent injection unit 410. The reducing agent supply unit 450 can supply an appropriate amount of urea in consideration of the reducing agent demand that varies depending on the load of the engine, which is the source of exhaust gas emissions.

또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 환원제 공급부(450)는 저장 탱크, 분무용 압축 공기 공급 장치 등 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.In addition, although not specifically shown, the reducing agent supply unit 450 may include various configurations known to those skilled in the art, such as a storage tank and a compressed air supply device for spraying.

가스 분사부(510)는 환원제 분사부(410)의 전방에서 환원제 분사부(410)를 향해 고온 가스를 분사한다. 이때, 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스가 갖는 온도는 환원제 분사부(410)가 분사한 우레아의 분해 가능 온도 범위 내에 속한다. 일례로, 고온 가스는 섭씨 200도 내지 섭씨 600도 범위 내의 온도를 가질 수 있다.The gas injection unit 510 injects high-temperature gas toward the reducing agent injection unit 410 from the front of the reducing agent injection unit 410. At this time, the temperature of the high-temperature gas sprayed by the gas spray unit 510 falls within the decomposition temperature range of the urea sprayed by the reducing agent spray unit 410. In one example, the hot gas may have a temperature in the range of 200 degrees Celsius to 600 degrees Celsius.

이와 같이, 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스는 환원제 분사부(410)가 분사한 우레아를 분해하기 위해 필요한 열에너지를 제공할 뿐만 아니라 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시키는데도 도움을 준다.In this way, the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 not only provides the heat energy necessary to decompose the urea sprayed by the reducing agent injection unit 410, but also effectively mixes the ammonia generated by decomposition of urea with the exhaust gas. It also helps.

가스 공급부(550)는 가스 분사부(510)가 분사할 고온 가스를 공급한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 가스 공급부(550)는 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 가스 분사부(510)에 고온 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 550 supplies high-temperature gas to be sprayed by the gas injection unit 510. In addition, in the first embodiment of the present invention, the gas supply unit 550 supplies high-temperature gas to the gas injection unit 510 when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea. can be supplied.

또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 가스 공급부(550)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.Additionally, although not specifically shown, the gas supply unit 550 may include various configurations known to those skilled in the art.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space in which ammonia is generated by decomposing urea.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 별도의 분해 챔버를 마련하지 않고, 우레아를 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스에 직접 분사하면서도 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스를 통해 효과적으로 우레아를 분해하여 암모니아를 생성할 수 있다.Specifically, according to the first embodiment of the present invention, without providing a separate decomposition chamber, urea is directly injected into the exhaust gas moving along the exhaust duct 610, and the high temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 Through this, urea can be effectively decomposed to produce ammonia.

또한, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스는 배기 덕트(610)의 내부에서 새로운 기류를 형성하여 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 혼합시키는데 도움을 줄 수 있다.In addition, the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 can form a new airflow inside the exhaust duct 610 and help mix ammonia generated by decomposition of urea with the exhaust gas.

이와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템의 전체적인 크기를 증가시키지 않고도 효과적으로 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 암모니아와 배기가스를 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In this way, not only can urea be effectively decomposed to generate ammonia without increasing the overall size of the selective catalytic reduction system, but also ammonia and exhaust gas can be effectively mixed.

또한, 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트나 반응기의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 현상을 방지할 수 있다.In addition, since urea is not completely converted to ammonia, the formation of deposits inside the exhaust duct or reactor can be prevented.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 102 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)은, 전술한 제1 실시예에서, 배기 덕트(610) 내부의 일 영역에 설치되어 배기 덕트(610)와 함께 이중관 구조를 형성하는 내부 덕트(650)를 더 포함한다.As shown in FIG. 2, the reducing agent decomposition system 102 according to the second embodiment of the present invention is installed in one area inside the exhaust duct 610 in the above-described first embodiment to form the exhaust duct 610. It further includes an internal duct 650 that forms a double pipe structure.

그리고 환원제 분사부(410)는 내부 덕트(650)의 내부에서 환원제를 분사하고 가스 분사부(510)는 내부 덕트(650)의 내부에서 고온 가스를 분사한다.Additionally, the reducing agent injection unit 410 sprays a reducing agent inside the internal duct 650, and the gas injection unit 510 sprays high-temperature gas inside the internal duct 650.

내부 덕트(650)는 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 배기 덕트(610)의 내부에서 불필요하게 확산되는 것을 억제한다. 즉, 고온 가스가 갖는 열에너지가 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 집중될 수 있게 한다.The internal duct 650 prevents the high-temperature gas injected from the gas injection unit 510 from spreading unnecessarily within the exhaust duct 610. In other words, the thermal energy of the high-temperature gas can be concentrated on decomposing the urea sprayed from the reducing agent injection unit 410.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 102 according to the second embodiment of the present invention can minimize the space in which ammonia is generated by decomposing urea and more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency. .

특히, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 우레아를 분해하는데 집중시키고 불필요하게 낭비되는 것을 억제하여 선택적 촉매 환원 시스템의 전체적인 에너지 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, the overall energy use efficiency of the selective catalytic reduction system can be improved by concentrating the heat energy of the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 in decomposing urea and suppressing unnecessary waste.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 103 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부를 차폐하는 격벽(670)을 더 포함한다.As shown in FIG. 3, the reducing agent decomposition system 103 according to the third embodiment of the present invention further includes a partition 670 that shields the front end of the internal duct 650 in the above-described second embodiment. do.

즉, 격벽(670)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입입되는 것을 차단한다.That is, the partition wall 670 blocks exhaust gas moving along the exhaust duct 610 from flowing into the front end of the internal duct 650.

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 배기가스가 내부 덕트(650)로 유입되어 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스와 혼합됨으로써, 전체적인 온도가 낮아지는 현상을 억제할 수 있다.Therefore, according to the third embodiment of the present invention, when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea, the exhaust gas flows into the internal duct 650 and enters the gas injection unit. By mixing with the high-temperature gas sprayed by (510), the phenomenon of lowering the overall temperature can be suppressed.

즉, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 더욱 집중시킬 수 있다.That is, the thermal energy of the high-temperature gas sprayed by the gas spray unit 510 can be further concentrated to decompose the urea sprayed from the reducing agent spray unit 410.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 103 according to the third embodiment of the present invention can minimize the space in which ammonia is generated by decomposing urea while more effectively improving decomposition efficiency and mixing with exhaust gas. .

특히, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 우레아를 분해하는데 더욱 집중시킬 수 있다.In particular, the thermal energy of the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 can be further concentrated to decompose urea.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 104 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부에 마련된 다공판(680)을 더 포함한다. 다공판(680)에는 배기가스가 통과할 수 있는 다수의 관통홀(689)이 형성된다.As shown in FIG. 4, the reducing agent decomposition system 104 according to the fourth embodiment of the present invention further includes a perforated plate 680 provided at the front end of the internal duct 650 in the above-described second embodiment. Includes. A plurality of through holes 689 through which exhaust gas can pass are formed in the perforated plate 680.

다공판(680)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입되는 유량을 감소시킬 뿐만 아니라 내부 덕트(650)로 유입된 배기가스의 기류를 변화시키거나 와류를 발생시킨다.The perforated plate 680 not only reduces the flow rate of exhaust gas moving along the exhaust duct 610 flowing into the front end of the internal duct 650, but also changes the airflow of the exhaust gas flowing into the internal duct 650. Generates vortices.

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 환원제 분사부(510)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, ammonia generated by decomposition of urea injected from the reducing agent injection unit 510 can be effectively mixed with exhaust gas.

또한, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 배기가스가 내부 덕트(650)로 유입되는 유량을 감소시켜 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스의 온도가 낮아지는 현상을 감소시킬 수 있다. 즉, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 집중시킬 수 있다.In addition, when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea, the flow rate of the exhaust gas flowing into the internal duct 650 is reduced to allow the gas injection unit 510 to spray It can reduce the phenomenon of lowering the temperature of high-temperature gas. That is, the thermal energy of the high-temperature gas sprayed by the gas spray unit 510 can be concentrated to decompose the urea sprayed from the reducing agent spray unit 410.

또한, 배기가스가 다공판을 지나면서 형성된 기류의 변화로 인하여 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, ammonia generated by decomposition of urea can be effectively mixed with the exhaust gas due to changes in the air flow formed as the exhaust gas passes through the perforated plate.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 104 according to the fourth embodiment of the present invention can minimize the space in which ammonia is generated by decomposing urea while more effectively improving decomposition efficiency and mixing with exhaust gas. .

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 105 according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부에 마련된 가이드 베인(guide vane)(690)을 더 포함한다.As shown in FIG. 5, the reducing agent decomposition system 105 according to the fifth embodiment of the present invention includes a guide vane (guide vane) provided at the front end of the internal duct 650 in the above-described second embodiment. 690) is further included.

가이드 베인(690)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입될 때 배기가스의 기류를 변화시키거나 와류를 발생시킨다.The guide vane 690 changes the airflow of the exhaust gas or generates a vortex when the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 flows into the front end of the internal duct 650.

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, ammonia generated by decomposition of urea sprayed from the reducing agent injection unit 410 can be effectively mixed with exhaust gas.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 105 according to the fifth embodiment of the present invention can minimize the space in which ammonia is generated by decomposing urea and more effectively improve decomposition efficiency and mixing with exhaust gas. .

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)에서는 내부 덕트(650)가 설치된 배기 덕트(610)의 일 영역(615)이 타 영역(611)보다 상대적으로 직경이 크게 형성된다.As shown in FIG. 6, in the reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention, one area 615 of the exhaust duct 610 where the internal duct 650 is installed is relatively larger than the other area 611. The diameter is formed to be large.

또한, 환원제 분해 시스템(106)은 내부 덕트(650)의 후방에 마련된 믹서(710)를 더 포함한다.In addition, the reducing agent decomposition system 106 further includes a mixer 710 provided behind the internal duct 650.

본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)은 배기 덕트(610)의 직경이 변화한다는 점과 믹서(710)가 추가된 점을 제외하면 제3 실시예와 동일하다.The reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention is the same as the third embodiment except that the diameter of the exhaust duct 610 is changed and the mixer 710 is added.

배기 덕트(610)의 내부에 내부 덕트(650)가 설치되고, 내부 덕트(650)의 전단부가 격벽(670)에 의해 막히면, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 유로 저항이 증가하게 된다.When the internal duct 650 is installed inside the exhaust duct 610 and the front end of the internal duct 650 is blocked by the partition wall 670, the flow resistance of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 increases. do.

이와 같이 유로 저항이 증가하면 배기 덕트(610)의 내부의 압력이 상승할 수 있을 뿐만 아니라 배기계 전체에 부정적인 영향을 미쳐 배기가스 배출원인 엔진의 성능이 저하될 수 있다.If flow resistance increases in this way, not only may the pressure inside the exhaust duct 610 increase, but it may also have a negative effect on the entire exhaust system, deteriorating the performance of the engine, which is the source of exhaust gas emissions.

그러나 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 내부 덕트(650)가 설치된 일 영역(615)에서 배기 덕트(610)의 직경을 증가시켜 배기가스의 이동에 따른 유로 저항이 증가하는 것을 억제할 수 있다.However, according to the sixth embodiment of the present invention, an increase in flow resistance due to movement of exhaust gas can be suppressed by increasing the diameter of the exhaust duct 610 in one area 615 where the internal duct 650 is installed. .

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 내부 덕트(650)의 후방에 믹서(710)를 마련하여 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, according to the sixth embodiment of the present invention, a mixer 710 is provided at the rear of the internal duct 650 to effectively mix ammonia generated by decomposition of urea sprayed from the reducing agent injection unit 410 with the exhaust gas. You can.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention can minimize the space in which urea is decomposed and ammonia is generated, while improving decomposition efficiency and mixing with exhaust gas more effectively. .

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 배기 덕트(610) 내에 내부 덕트(650)를 설치함으로써 유로 저항이 증가하는 것을 배기 덕트(610)의 구조를 개선하여 효과적으로 억제할 수 있다.Additionally, according to the sixth embodiment of the present invention, by installing the internal duct 650 within the exhaust duct 610, an increase in flow resistance can be effectively suppressed by improving the structure of the exhaust duct 610.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 107 according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 믹서(720)를 더 포함한다.As shown in FIG. 7, the reducing agent decomposition system 107 according to the seventh embodiment of the present invention is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410 in the above-described first embodiment. It further includes a mixer 720.

믹서(720)는 가스 분사부9510)에서 분사된 고온 가스의 기류를 변화시켜 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 고온 가스에 의해 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있게 한다.The mixer 720 changes the airflow of the high-temperature gas injected from the gas injection unit 9510 to effectively mix the ammonia generated by decomposition of the urea sprayed from the reducing agent injection unit 410 by the high-temperature gas with the exhaust gas. .

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 107 according to the seventh embodiment of the present invention can minimize the space in which urea is decomposed and ammonia is generated, while improving decomposition efficiency and mixing with exhaust gas more effectively. .

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 108 according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 가이드 베인(guide vane)(900)을 더 포함한다.As shown in FIG. 8, the reducing agent decomposition system 108 according to the eighth embodiment of the present invention is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410 in the above-described first embodiment. It further includes a guide vane (900).

가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 배기 덕트(610)의 내부에서 불필요하게 확산되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스를 환원제 분사부(410) 방향으로 유도한다.The guide vane 900 can prevent the high-temperature gas injected from the gas injection unit 510 from spreading unnecessarily inside the exhaust duct 610. That is, the guide vane 900 guides the high-temperature gas injected from the gas injection unit 510 toward the reducing agent injection unit 410.

구체적으로, 가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 환원제 분사부(410) 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.Specifically, the guide vane 900 may be formed in a funnel shape whose diameter increases in the direction from the gas injection unit 510 to the reducing agent injection unit 410.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 108 according to the eighth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space in which ammonia is generated by decomposing urea.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 109 according to the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)의 전방에 마련된 격벽(800)을 더 포함한다.As shown in FIG. 9, the reducing agent decomposition system 109 according to the ninth embodiment of the present invention further includes a partition wall 800 provided in front of the gas injection unit 510 in the above-described first embodiment. do.

이때, 격벽(800)은 배기 덕트(610)의 내부를 일부 막는다. 구체적으로, 격벽(800)이 배기 덕트(610)의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하게 된다. 즉, 격벽(800)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스에 직접적으로 영향을 미치는 것을 억제시킨다.At this time, the partition wall 800 partially blocks the interior of the exhaust duct 610. Specifically, the partition wall 800 blocks a portion of the exhaust duct 610, thereby limiting the cross-sectional area through which the exhaust gas passes. That is, the partition wall 800 prevents the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 from directly affecting the high-temperature gas injected from the gas injection unit 510.

또한, 환원제 분사부(410)는 배기 덕트(610)에 삽입되어 격벽(800)에 의해 막힌 배기 덕트(610)의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사할 수 있다. 그리고 가스 분사부(510)는 격벽(800)에 의해 막힌 배기 덕트(610)의 일부 영역의 후방에서 환원제 분사부(410)를 향해 고온 가스를 분사할 수 있다.Additionally, the reducing agent injection unit 410 may be inserted into the exhaust duct 610 and spray the reducing agent at the rear of a partial area of the exhaust duct 610 blocked by the partition wall 800. Additionally, the gas injection unit 510 may inject high-temperature gas toward the reducing agent injection unit 410 from the rear of a partial area of the exhaust duct 610 blocked by the partition wall 800.

따라서, 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해시키기 이전에 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스와 직접적으로 혼합되는 것을 격벽(800)이 억제시킨다.Therefore, before the high-temperature gas injected from the gas injection unit 510 decomposes the urea injected from the reducing agent injection unit 410, the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 is injected from the gas injection unit 510. The partition wall 800 prevents direct mixing with high-temperature gas.

또한, 격벽(800)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 기류에 와류를 유발하여 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 고온 가스에 의해 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, the partition wall 800 causes a vortex in the airflow of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610, effectively dissociating the ammonia generated by decomposition of the urea injected from the reducing agent injection unit 410 by the high-temperature gas with the exhaust gas. Can be mixed.

예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 격벽(800)은 배기 덕트(610)의 중앙 영역을 막아 배기가스를 배기 덕트(610) 내부의 가장자리로 이동시키고, 환원제 분사부(410)와 가스 분사부(510)는 각각 배기 덕트(610)의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사할 수 있다.For example, as shown in FIG. 9, the partition wall 800 blocks the central area of the exhaust duct 610 and moves the exhaust gas to the edge of the inside of the exhaust duct 610, and the reducing agent injection unit 410 and the gas The spray unit 510 may spray a reducing agent and a high-temperature gas from the central area of the exhaust duct 610, respectively.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 109 according to the ninth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space in which ammonia is generated by decomposing urea.

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)을 설명한다.Hereinafter, the reducing agent decomposition system 110 according to the tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 온도 센서(200)를 더 포함한다.As shown in FIG. 10, the reducing agent decomposition system 110 according to the tenth embodiment of the present invention is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410 in the above-described first embodiment. It further includes a temperature sensor 200.

본 발명의 제10 실시예에서는, 온도 센서(200)에서 측정된 온도가 우레아의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 환원제 분사부(410)는 환원제를 분사할 수 있다. 예를 들어, 우레아의 분해 가능 온도 범위는 섭씨 200도 내지 섭씨 600도 일 수 있다.In the tenth embodiment of the present invention, if the temperature measured by the temperature sensor 200 is within the decomposable temperature range of urea, the reducing agent injection unit 410 can spray the reducing agent. For example, the temperature range at which urea can be degraded can be from 200 degrees Celsius to 600 degrees Celsius.

또한, 온도 센서(200)에서 측정된 온도가 우레아의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 환원제 분사부(410)는 우레아의 분사를 중단하거나 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스의 유량을 증가시키거나 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스의 온도를 상승시킬 수 있다.In addition, if the temperature measured by the temperature sensor 200 is outside the decomposition temperature range of urea, the reducing agent injection unit 410 stops spraying urea or increases the flow rate of the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510. Alternatively, the temperature of the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit 510 can be increased.

이와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따르면, 환원제 분사부(410)의 우레아 수용액 분사 시점을 적절하게 판단하여 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트(610)나 반응기(300)의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 현상을 방지할 수 있다.As such, according to the tenth embodiment of the present invention, the timing of injection of the urea aqueous solution by the reducing agent injection unit 410 is appropriately determined to ensure that urea is not completely converted to ammonia and is not completely converted to ammonia, so that it is not completely converted to ammonia and does not enter the exhaust duct 610 or the inside of the reactor 300. It can prevent the formation of deposits.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 110 according to the tenth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space in which ammonia is generated by decomposing urea.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims described later in the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as falling within the scope of the present invention.

101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110: 환원제 분해 시스템
200: 온도 센서
300: 반응기
350: 촉매
410: 환원제 분사부
450: 환원제 공급부
510: 가스 분사부
550: 가스 공급부
610: 배기 덕트
650: 내부 덕트
670, 800: 격벽
680: 다공판
689: 관통홀
690, 900: 가이드 베인
710, 720: 믹서101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110: Reductant digestion system
200: temperature sensor
300: reactor
350: catalyst
410: Reductant injection unit
450: reducing agent supply unit
510: gas injection unit
550: Gas supply unit
610: exhaust duct
650: Internal duct
670, 800: bulkhead
680: Perforated plate
689: Through hole
690, 900: Guide vane
710, 720: mixer

Claims (7)

질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트;
상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽;
상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽과 이격되고 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부; 및
상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부
를 포함하며,
상기 격벽은 상기 배기 덕트의 중앙 영역을 막아 배기가스를 상기 배기 덕트 내부의 가장자리로 이동시키고, 상기 환원제 분사부와 상기 가스 분사부는 각각 상기 배기 덕트의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사하여 상기 격벽이 상기 가스 분사부에서 분사된 고온 가스가 상기 환원제 분사부에서 분사된 환원제를 분해시키기 이전에 상기 배기 덕트를 따라 이동하는 배기가스가 상기 가스 분사부에서 분사된 고온 가스와 직접적으로 혼합되는 것을 억제하도록 구성된 환원제 분해 시스템.An exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves;
a partition wall that blocks a portion of the exhaust duct and limits a cross-sectional area through which exhaust gas passes;
a reducing agent injection unit inserted into the exhaust duct, spaced apart from the partition wall, and spraying a reducing agent behind a portion of the exhaust duct blocked by the partition wall; and
A gas injection unit that sprays high-temperature gas toward the reducing agent injection unit from the rear of a partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall.
Includes,
The partition wall blocks the central area of the exhaust duct and moves exhaust gas to the edge of the inside of the exhaust duct, and the reducing agent injection unit and the gas injection unit each inject the reducing agent and the high-temperature gas from the central area of the exhaust duct to close the exhaust duct. This prevents the exhaust gas moving along the exhaust duct from directly mixing with the high-temperature gas injected from the gas injection unit before the high-temperature gas injected from the gas injection unit decomposes the reducing agent injected from the reducing agent injection unit. A reducing agent decomposition system configured to do so. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 믹서를 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to paragraph 1,
A reducing agent decomposition system further comprising a mixer provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 가이드 베인(guide vane)을 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to paragraph 1,
A reducing agent decomposition system further comprising a guide vane provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제4항에 있어서,
상기 가이드 베인은 상기 가스 분사부에서 상기 환원제 분사부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성된 환원제 분해 시스템.According to paragraph 4,
The guide vane is a reducing agent decomposition system formed in a funnel shape whose diameter increases in the direction from the gas injection unit to the reducing agent injection unit. 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 온도 센서를 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to paragraph 1,
A reducing agent decomposition system further comprising a temperature sensor provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제6항에 있어서,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제를 분사하고,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제의 분사를 중단하거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 유량을 증가시키거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 온도를 상승시키는 환원제 분해 시스템.According to clause 6,
If the temperature measured by the temperature sensor is within the decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent spraying unit sprays the reducing agent,
If the temperature measured by the temperature sensor is outside the decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent injection unit stops spraying the reducing agent, increases the flow rate of the high-temperature gas sprayed by the gas injection unit, or the gas injection unit sprays the reducing agent. A reducing agent decomposition system that increases the temperature of the high temperature gas.
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