KR102659568B1 - Metal Catalyst Filter for Nitrogen Oxide Reduction Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장기간 사용되더라도 고온의 배가스에 의한 열변형이 발생하지 않아 균열 등의 파손이 발생하지 않고, 소정 기간 사용 후 촉매판을 세척한 다음 환원제를 코팅하여 재사용이 가능한 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터는, 전, 후면이 개방된 사각 틀 모양으로 형성되는 박스 모양의 케이스; 평판 모양으로 형성되면서 상기 케이스의 개방된 전방을 통해 수평으로 삽입 설치되는 복수 개의 제1 촉매판; 상기 복수 개의 제1 촉매판 사이에 설치되는 지그재그 모양의 제2 촉매판을 포함하고, 상기 제1, 2 촉매판은, 스테인리스 재질로 이루어지면서 소정 크기의 구멍이 형성된 메시망으로 이루어지고, 상기 제1, 2 촉매판은, 액상의 환원제가 담긴 수조에 소정 시간 침지된 다음, 건조되어 표면에 환원제가 소정 두께로 코팅되어 이루어지는 제1 환원제 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is a metal catalyst for a nitrogen oxide reduction device that does not undergo thermal deformation due to high-temperature exhaust gas even when used for a long period of time, so no damage such as cracks occurs, and can be reused by cleaning the catalyst plate after use for a certain period of time and then coating it with a reducing agent. It's about reduction filters.
A metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device according to the present invention to solve the above problems includes a box-shaped case formed in a square frame shape with open front and rear sides; a plurality of first catalyst plates formed in a flat shape and horizontally inserted through the open front of the case; It includes a zigzag-shaped second catalyst plate installed between the plurality of first catalyst plates, wherein the first and second catalyst plates are made of stainless steel and are made of a mesh network with holes of a predetermined size, and the first catalyst plate Catalyst plates 1 and 2 are characterized in that they are immersed in a water tank containing a liquid reducing agent for a predetermined period of time and then dried to form a first reducing agent coating layer in which the reducing agent is coated to a predetermined thickness on the surface.
Description
본 발명은 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배가스 내에 포함된 질소산화물을 저감하기 위해 설치되는 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터에 관한 것이다.The present invention relates to a metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device, and more specifically, to a metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device installed to reduce nitrogen oxides contained in exhaust gas.
일반적으로 각종 산업시설의 연돌이나 내연기관 등의 배기관에는 배가스와 함께 배출되는 질소산화물 등의 오염물질을 제거하기 위한 질소산화물 저감장치가 설치되는데, 이러한 질소산화물 저감장치에는 환원제가 포함된 촉매부재가 설치되어 배가스가 촉매부재를 통과하여 배출되도록 구성되고, 이를 통해 질소산화물과 촉매부재의 환원제가 촉매 환원 반응을 일으켜 배가스 중에 질소산화물이 제거되도록 하고 있다.In general, nitrogen oxide reduction devices are installed in the exhaust pipes of various industrial facilities such as stacks or internal combustion engines to remove pollutants such as nitrogen oxides discharged with exhaust gas. These nitrogen oxide reduction devices include a catalyst member containing a reducing agent. It is installed so that the exhaust gas passes through the catalyst member and is discharged, and through this, nitrogen oxides and the reducing agent of the catalyst member cause a catalytic reduction reaction to remove nitrogen oxides from the exhaust gas.
상기와 같은 목적의 종래기술로는 등록특허공보 제2183062호의 질소산화물 저감장치(이하 '특허문헌'이라 한다)가 개시되어 있다.As a prior art for the above purpose, a nitrogen oxide reduction device (hereinafter referred to as 'patent document') disclosed in Patent Registration No. 2183062.
상기 특허문헌은 배기가스 배출장치에 연결되는 유입관과, 배출관 및, 상기 배출관에 연결되는 바이패스관이 각각 연결되는 하우징; 및 상기 하우징 내부에 구비되며 배기가스로부터 질소산화물을 제거하는 질소산화물 제거유닛을 포함하고, 상기 하우징은 상기 유입관을 통해 상기 하우징 내부에 유입된 배기가스가 상기 질소산화물 제거유닛을 바이패스하여 상기 바이패스관으로 유동하거나 상기 질소산화물 제거유닛을 통과하면서 질소산화물이 제거된 후 상기 배출관으로 유동하도록 구성되며, 상기 하우징 내부에는 제1 밸브가 구비되며, 상기 제1 밸브가 닫히면 상기 하우징 내부에 유입된 배기가스는 상기 질소산화물 제거유닛을 바이패스하여 상기 바이패스관으로 유동하고 상기 제1 밸브가 열리면 상기 하우징 내부에 유입된 배기가스는 상기 질소산화물 제거유닛으로 유동하고, 상기 제1 밸브에 의해서 상기 하우징 내부는 상기 유입관과 바이패스관이 연결되는 제1영역과 상기 질소산화물 제거유닛이 구비되며 상기 배출관이 연결되는 제2영역으로 구획되며, 상기 바이패스관에는 상기 제1밸브가 닫히면 열리고 열리면 닫히는 제2 밸브가 구비되고, 상기 배출관에는 상기 제1 밸브가 닫히면 닫히고 열리면 열리는 제3 밸브가 구비되며, 상기 질소산화물 제거유닛은 환원제에 의한 질소산화물의 선택적 촉매환원반응에 의해서 배기가스로부터 질소산화물을 제거하고, 상기 질소산화물 제거유닛은 촉매가 포함되는 촉매부재를 복수 개 포함하며, 복수 개의 상기 촉매부재 사이 각각에는 배기가스가 유동하는 유동로가 형성되고, 상기 유동로의 일측은 열리고 타측은 닫히며 상기 유동로와 이웃하는 유동로의 일측은 닫히고 타측은 열리도록 구성된다.The patent document includes a housing to which an inlet pipe connected to an exhaust gas discharge device, an discharge pipe, and a bypass pipe connected to the discharge pipe are each connected; and a nitrogen oxide removal unit provided inside the housing and removing nitrogen oxides from the exhaust gas, wherein the housing allows the exhaust gas flowing into the housing through the inlet pipe to bypass the nitrogen oxide removal unit. It is configured to flow into the discharge pipe after nitrogen oxides are removed while flowing through the bypass pipe or passing through the nitrogen oxide removal unit. A first valve is provided inside the housing, and when the first valve is closed, the nitrogen oxides flow into the housing. The exhausted gas bypasses the nitrogen oxide removal unit and flows into the bypass pipe. When the first valve is opened, the exhaust gas flowing into the housing flows into the nitrogen oxide removal unit and is operated by the first valve. The inside of the housing is divided into a first area where the inlet pipe and the bypass pipe are connected, and a second area where the nitrogen oxide removal unit is provided and the discharge pipe is connected. The bypass pipe opens when the first valve is closed. A second valve is provided that closes when opened, and the discharge pipe is provided with a third valve that closes when the first valve is closed and opens when the first valve is opened. The nitrogen oxide removal unit removes nitrogen from the exhaust gas through a selective catalytic reduction reaction of nitrogen oxides by a reducing agent. To remove oxides, the nitrogen oxide removal unit includes a plurality of catalyst members containing catalysts, and a flow path through which exhaust gas flows is formed between the plurality of catalyst members, and one side of the flow path is opened and the other side is opened. The side is closed, and one side of the flow path adjacent to the flow path is closed and the other side is open.
그러나 상기 특허문헌은 배가스가 촉매부재(이하 '촉매필터'라 한다)를 통과하는 과정에서 질소산화물이 환원되어 제거되도록 구성되는 것이나, 종래의 촉매필터는 고온의 배가스가 합성수지 재질의 타공판을 통과하는 과정에서 촉매필터가 반복적으로 열변형되어 균열이 발생하거나 파손되게 되고, 이에 의해 장기간 사용시 질소산화물의 저감 효율이 떨어지게 되는 문제가 있으며, 고가의 촉매필터를 재사용할 수 없기 때문에 유지비용이 증가되는 문제가 있으며, 사용된 촉매필터가 폐기되는 과정에서 많은 환경쓰레기가 발생하게 됨과 동시에 자원이 낭비되는 문제가 있다.However, the patent document states that nitrogen oxides are reduced and removed in the process of exhaust gas passing through a catalyst member (hereinafter referred to as 'catalyst filter'), but the conventional catalyst filter allows high-temperature exhaust gas to pass through a perforated plate made of synthetic resin. In the process, the catalytic filter is repeatedly thermally deformed, causing cracks or damage, which reduces the efficiency of reducing nitrogen oxides when used for a long period of time. In addition, maintenance costs increase because the expensive catalytic filter cannot be reused. There is a problem that a lot of environmental waste is generated in the process of disposing of used catalytic filters and at the same time, resources are wasted.
따라서 질소산화물 제거(저감) 장치에 사용되는 촉매필터의 재사용이 가능하여 환경쓰레기를 줄이고, 유지비용을 절약할 수 있도록 구조가 개선된 질소산화물 저감 장치용 촉매필터의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need to develop a catalytic filter for a nitrogen oxide reduction device with an improved structure so that the catalytic filter used in the nitrogen oxide removal (reduction) device can be reused, thereby reducing environmental waste and saving maintenance costs.
본 발명은 상기와 같은 종래의 질소산화물 저감장치용 촉매필터가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장기간 사용되더라도 고온의 배가스에 의한 열변형이 발생하지 않아 균열 등의 파손이 발생하지 않고, 소정 기간 사용 후 촉매판을 세척한 다음 환원제를 코팅하여 재사용이 가능한 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터를 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve the problems of the conventional catalytic filter for nitrogen oxide reduction devices as described above. The problem that the present invention aims to solve is that thermal deformation due to high-temperature exhaust gas does not occur even when used for a long period of time, such as cracks, etc. To provide a metal catalyst reduction filter for a nitrogen oxide reduction device that does not cause damage and can be reused by cleaning the catalyst plate after use for a certain period of time and then coating it with a reducing agent.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터는, 전, 후면이 개방된 사각 틀 모양으로 형성되는 박스 모양의 케이스; 평판 모양으로 형성되면서 상기 케이스의 개방된 전방을 통해 수평으로 삽입 설치되는 복수 개의 제1 촉매판; 상기 복수 개의 제1 촉매판 사이에 설치되는 지그재그 모양의 제2 촉매판을 포함하고, 상기 제1, 2 촉매판은, 스테인리스 재질로 이루어지면서 소정 크기의 구멍이 형성된 메시망으로 이루어지고, 상기 제1, 2 촉매판은, 액상의 환원제가 담긴 수조에 소정 시간 침지된 다음, 건조되어 표면에 환원제가 소정 두께로 코팅되어 이루어지는 제1 환원제 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.A metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device according to the present invention to solve the above problems includes a box-shaped case formed in a square frame shape with open front and rear sides; a plurality of first catalyst plates formed in a flat shape and horizontally inserted through the open front of the case; It includes a zigzag-shaped second catalyst plate installed between the plurality of first catalyst plates, wherein the first and second catalyst plates are made of stainless steel and are made of a mesh network with holes of a predetermined size, and the first catalyst plate Catalyst plates 1 and 2 are characterized in that they are immersed in a water tank containing a liquid reducing agent for a predetermined period of time and then dried to form a first reducing agent coating layer in which the reducing agent is coated to a predetermined thickness on the surface.
그리고 본 발명은 상기 제1, 2 촉매판이 상기 환원제가 담긴 수조에 침지된 다음, 소정 온도로 가열되어 소성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Another feature of the present invention is that the first and second catalyst plates are immersed in a water bath containing the reducing agent and then heated to a predetermined temperature and fired.
또한, 본 발명은 상기 제1, 2 촉매판이 350~550℃의 온도 조건하에서 소성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Additionally, another feature of the present invention is that the first and second catalyst plates are fired under temperature conditions of 350 to 550°C.
이에 더해 본 발명의 상기 환원제는 암모니아수 또는 요소수가 사용되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, another feature of the reducing agent of the present invention is that ammonia water or urea water is used.
그리고 본 발명은 상기 제1, 2 촉매판이 상기 케이스의 내부에 상하 교대로 적층되어 사용된 다음, 전방 쪽으로 낱개로 슬라이딩 인출되어 교체 또는 세척되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Another feature of the present invention is that the first and second catalyst plates are stacked alternately up and down inside the case, and then are individually slid out toward the front to be replaced or cleaned.
본 발명에 따르면, 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터가 스테인리스 스틸로 구성되므로, 외력에도 쉽게 변형되거나 파손되지 않고, 장기간 사용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since the metal catalyst reduction filter for the nitrogen oxide reduction device is made of stainless steel, it is not easily deformed or damaged by external force and has the advantage of being usable for a long period of time.
또한, 필터가 스테인리스 스틸로 구성된 다음, 표면에 환원제가 코팅된 구조로 이루어지며, 장기간 사용으로 인해 환원제의 소멸시 필터에 환원제를 재코팅하여 재사용할 수 있고, 이를 통해 질소산화물 저감을 위해 사용되는 필터의 유지 및 교체비용을 줄일 수 있으면서도 자원을 절약할 수 있는 장점이 있다.In addition, the filter is made of stainless steel and then coated with a reducing agent on the surface. When the reducing agent disappears due to long-term use, it can be reused by re-coating the reducing agent on the filter, which is used to reduce nitrogen oxides. It has the advantage of saving resources while reducing filter maintenance and replacement costs.
이에 더해 금속촉매환원필터를 통과하는 공기 중의 미세먼지가 금속 재질의 촉매판에 부착되면서 배출되는 공기 중의 미세먼지가 저감되는 효과도 기대할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that fine dust in the air passing through the metal catalyst reduction filter adheres to the metal catalyst plate, thereby reducing fine dust in the air emitted.
도 1은 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터의 예를 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터의 예를 보인 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터의 예를 보인 평면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터의 제1, 2 촉매판의 예를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 제2 환원제 코팅층이 형성된 예를 보인 도면.
도 8은 본 발명에 따른 제2 촉매판이 설치되는 다른 예를 보인 도면.1 is a perspective view showing an example of a metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device according to the present invention.
Figure 2 is a front view showing an example of a metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device according to the present invention.
Figure 3 is a plan view showing an example of a metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device according to the present invention.
4 to 6 are diagrams showing examples of the first and second catalyst plates of the metal catalytic reduction filter for the nitrogen oxide reduction device according to the present invention.
Figure 7 is a view showing an example in which a second reducing agent coating layer is formed according to the present invention.
Figure 8 is a diagram showing another example in which a second catalyst plate according to the present invention is installed.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings showing preferred embodiments.
본 발명은 장기간 사용되더라도 고온의 배가스에 의한 열변형이 발생하지 않아 균열 등의 파손이 발생하지 않고, 소정 기간 사용 후 촉매판을 세척한 다음 환원제를 코팅하여 재사용이 가능한 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10), 제1 촉매판(20) 및 제2 촉매판(30)을 포함한다.The present invention is a metal catalyst for a nitrogen oxide reduction device that does not undergo thermal deformation due to high-temperature exhaust gas even when used for a long period of time, so no damage such as cracks occurs, and can be reused by cleaning the catalyst plate after use for a certain period of time and then coating it with a reducing agent. The present invention is intended to provide a reduction filter, and includes a
이하에서는 설명의 편의를 위해 배가스가 유입되는 케이스(10)의 일측면을 '전방' 또는 '앞쪽'으로 지칭하여 설명하고, 케이스(10)를 통과하여 배가스가 배출되는 일측면을 '후방' 또는 '뒤쪽'으로 지칭하여 설명한다.Hereinafter, for convenience of explanation, one side of the
케이스(10)는 후술되는 제1, 2 촉매판(20, 30)이 상하로 적층되도록 함으로써, 상기 제1, 2 촉매판20, 30)이 위치 고정된 상태가 되도록 유지시키는 구성이다.The
이러한 케이스(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전, 후면이 개방된 사각 틀 모양으로 이루어지면서 전후 방향으로 소정 길이를 가지도록 형성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
또한, 케이스(10)는 배가스와 장기간 접촉되더라도 부식되지 않도록 내식성과 내열성이 우수한 스테인리스 재질의 금속으로 구성될 수 있다.Additionally, the
그리고 케이스(10)의 후방 쪽에는 도 3에 도시된 바와 같이 양측에 상하 길이 방향으로 소정 폭의 걸림턱(11)이 서로 마주하여 돌출되도록 형성되고, 이러한 걸림턱(11)에 의해 후술되는 제1, 2 촉매판(20, 30)이 케이스(10)의 앞 쪽에서 슬라이딩 삽입될 때, 케이스(10)의 뒤쪽으로 빠지지 않고 지지 고정되게 된다.And, as shown in FIG. 3, on the rear side of the
이때 걸림턱(11)은 케이스(10)를 통과하는 배가스의 흐름을 방해하지 않도록 후방 쪽으로 30 ~ 60°의 각도(A)로 경사지게 형성될 수 있고, 이를 통해 케이스(10)의 내부를 통과한 배가스가 걸림턱(11)에 부딪쳐 와류가 형성되는 대신, 경사진 면을 따라 배출 방향이 자연스럽게 안내되어 와류 없이 원활하게 배출되게 된다.At this time, the
한편, 케이스(10)의 내측면에는 환원제가 소정 두께로 코팅될 수 있고, 이를 통해 배가스가 제1, 2 촉매판(20, 30)을 통과하는 과정에서 케이스(10)의 내측면에 접촉되면, 코팅된 환원제와 질소산화물의 환원 촉매 반응을 일으켜 질소산화물의 저감(제거) 효율이 더욱 상승되게 된다.Meanwhile, a reducing agent may be coated on the inner surface of the
또한, 케이스(10)의 양측면이 소정 간격을 두고 "ㄷ"자 모양으로 밴딩되어 안착홈(도시하지 않음)이 형성될 수 있고, 이러한 안착홈을 통해 제1 촉매판(20)의 양단이 삽입되어 수평으로 안착되도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 제1, 2 촉매판(20, 30)을 낱개로 케이스(10)의 내부로 슬라이딩 삽입하거나 분리하여 교체하기가 더욱 쉽게 된다.In addition, both sides of the
제1 촉매판(20)은 후술되는 제2 촉매판(30)이 서로 중첩되지 않고 상하로 적층될 수 있도록 제2 촉매판(30)을 지지함과 동시에 배가스가 통과되어 질소산화물을 촉매 반응을 통해 환원시키는 구성이다.The
이러한 제1 촉매판(20)은 소정 두께를 가지는 스테인리스 재질의 평판 모양으로 형성되고, 스테인리스 재질의 평판에 소정 간격을 두고 복수 개의 관통 구멍(도면부호 없음)이 형성되어 배가스가 통과되도록 구성된다.This
이때 스테인리스 재질의 평판에 관통 구멍이 형성되는 대신, 스테인리스 재질의 금속사를 이용하여 소정 메시 크기를 가지도록 제조된 스테인리스 메시망으로 구성될 수 있다.At this time, instead of forming a through hole in a stainless steel plate, it may be composed of a stainless steel mesh network manufactured to have a predetermined mesh size using stainless steel metal thread.
또한, 제1 촉매판(20)은 두께(T1)가 제2 촉매판(30)의 두께(T2)와 같거나 상대적으로 두껍게 형성될 수 있는데, 이를 통해 배가스가 제1 촉매판(20)의 관통 구멍을 통과하는 과정에서 관통 구멍의 내측면에 코팅된 환원제와 더욱 확실하게 접촉되어 촉매 반응이 유도되게 된다.In addition, the
이에 더해 제1 촉매판(20)의 강도가 향상되어 제2 촉매판(30)의 하중에 의한 변형이나 고온 배가스에 의한 열 변형이 방지되게 되고, 그 결과 제1, 2 촉매판(20, 30) 사이에 유격이 발생하는 것이 방지되어 배가스가 제1, 2 촉매판(20, 30)을 통과하는 과정에서 제1, 2 촉매판(20, 30)이 임의로 흔들리면서 발생하는 소음과 진동이 감소되게 된다.In addition, the strength of the
상기와 같은 제1 촉매판(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 앞쪽에서 안쪽으로 슬라이딩 삽입되어 상하로 소정간격을 두고 수평으로 복수 개가 설치된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
제2 촉매판(30)은 케이스(10)의 내부에 상하로 소정 간격을 두고 설치되는 복수 개의 제1 촉매판(20) 사이에 설치되면서 배가스가 케이스(10)의 내부를 통과하여 배출되도록 통로를 형성하는 구성이다.The
이러한 제2 촉매판(30)은 제1 촉매판(20)과 같이 소정 두께를 가지는 스테인리스 재질로 이루어지면서 소정 간격을 두고 복수 개의 관통 구멍(도면부호 없음)이 형성되어 배가스가 통과되도록 구성되거나, 또는 스테인리스 재질의 금속사를 이용하여 소정 메시 크기를 가지도록 제조된 스테인리스 메시망으로 구성될 수 있다.Like the
그리고 제2 촉매판(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 산과 골이 교대로 형성되는 지그재그 모양으로 형성되고, 이를 통해 상하 한 쌍의 제1 촉매판(20) 사이에 제2 촉매판(30)이 삽입되면, 제2 촉매판(30)에 의한 소정 높이(H)의 공기 통로가 형성되게 된다.And, as shown in FIG. 4, the
이때 제2 촉매판(30)은 지그재그 모양으로 형성되는 대신, 물결 모양으로 변경되어 형성될 수 있고, 또 다르게는 지그재그 모양이나 물결 모양과 같이 한 쌍의 제1 촉매판(20) 사이에 소정 높이(H)의 공기 통로를 형성시킬 수 있는 다양한 형상으로 변경되어도 무방하다.At this time, the
한편, 제1, 2 촉매판(20, 30)이 스테인리스 금속사를 이용한 메시망으로 구성되는 경우, 메시망의 가장자리 부분이 인접한 다른 촉매판의 구멍에 걸려 케이스(10)의 내부로 촉매판이 슬라이딩 삽입되거나 밖으로 꺼낼 때 쉽게 슬라이딩되지 못하는 것을 방지하기 위해 제1, 2 촉매판(20, 30)의 가장자리를 감싸는 사각 틀 모양의 스테인리스 재질의 테두리(도시하지 않음)가 더 구비될 수 있다.On the other hand, when the first and
상기와 같이 구성되는 제2 촉매판(30)은 제1 촉매판(20) 사이로 배가스가 통과하여 케이스(10)의 뒤쪽으로 배출되도록 통로를 형성하게 되고, 이러한 통로를 따라 흐르는 배가스는 자연스럽게 제2 촉매판(30)에 형성된 관통 구멍을 통과하거나 제2 촉매판(30)의 표면에 반복하여 접촉되게 되면서 제2 촉매판(30)의 표면에 코팅된 환원제(제1, 2 환원제 코팅층(C, C')와의 촉매 반응에 의해 배가스 중의 질소산화물이 환원되어 제거(감소)되게 된다.The
또한, 케이스(10)의 내부에 슬라이딩 삽입되어 설치되는 제1, 2 촉매판(20, 30)의 환원제가 소실되어 질소산화물의 제거 효율이 떨어지거나, 또는 소정 기간 사용되어 교체가 필요할 때, 케이스(10)의 내부에서 제1, 2 촉매판(20, 30)을 전방 쪽으로 꺼내어 미리 준비된 다른 제1, 2 촉매판(20, 30)을 슬라이딩 삽입하는 것으로 쉽게 교체할 수 있게 된다.In addition, when the reducing agent in the first and
그리고 사용된 제1, 2 촉매판(20, 30)은 표면 세척 후 환원제를 다시 코팅하여 재사용하게 된다.And the used first and
한편, 제1, 2 촉매판(20, 30)의 표면에는 환원제가 코팅되어 제1, 2 촉매판(20, 30)의 표면과 접촉되는 배가스 중의 질소산화물이 촉매 반응에 의해 환원되도록 구성되는 것으로, 코팅되는 환원제가 제1, 2 촉매판(20, 30)으로부터 쉽게 떨어지지 않도록 구성될 필요가 있다.Meanwhile, the surfaces of the first and second catalyst plates (20, 30) are coated with a reducing agent so that nitrogen oxides in the exhaust gas that come into contact with the surfaces of the first and second catalyst plates (20, 30) are reduced by a catalytic reaction. , it needs to be configured so that the coating reducing agent does not easily fall off from the first and
이를 위해 본 발명은 암모니아수 또는 요소수 및 공지된 다양한 종류의 환원제 중에서 선택된 액상의 환원제가 담긴 수조에 미리 제조된 제1, 2 촉매판(20, 30)이 소정 시간 침지되도록 하고, 이후 수조에서 꺼낸 제1, 2 촉매판(20, 30)이 상온에서 자연 건조되도록 한다.For this purpose, the present invention involves immersing the first and second catalyst plates (20, 30) prepared in advance in a water tank containing a liquid reducing agent selected from among ammonia water, urea water, and various known reducing agents for a predetermined period of time, and then removing them from the water tank. Allow the first and
그런 다음, 350~550℃의 온도 조건하의 소성 가열로에 투입되어 소정 시간동안 가열되어 소성되게 되고, 이후 가열로에서 배출되어 상온으로 자연 건조되는 것으로 제1, 2 환원제 코팅층(C, C')이 형성될 수 있다.Then, it is put into a sintering furnace under a temperature condition of 350 to 550°C, heated and sintered for a predetermined time, and then discharged from the furnace and naturally dried at room temperature, forming the first and second reducing agent coating layers (C, C'). This can be formed.
이때 제2 환원제 코팅층(C')은 제1 환원제 코팅층(C)이 제1, 2 촉매판(20, 30)에 전체적으로 형성되고 나면, 위 과정을 반복하여 도 7에 도시된 바와 같이 제1, 2 촉매판(20, 30)의 관통 구멍 내측에 추가로 소정 두께의 제2 환원제 코팅층(C')을 더 형성하는 것으로, 이와 같이 관통 구멍에 추가로 제2 환원제 코팅층(C')이 더 형성되게 되면, 관통 구멍의 지름이 상대적으로 작아지게 되고, 이렇게 배가스가 크기가 작아진 관통 구멍을 통과하는 과정에서 자연스럽게 배가스가 미세 분배되어 흐르게 되며, 이와 동시에 유속이 감소되어 제1, 2 환원제 코팅층(C, C')과 충분히 접촉되게 되면서 배가스 촉매 반응이 더욱 확실하게 담보되게 된다.At this time, after the first reducing agent coating layer (C) is formed entirely on the first and
한편, 위에서는 제2 촉매판(30)을 통해 배가스가 유입되는 통로가 형성되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 도 8에 도시된 바와 같이 제2 촉매판(30)의 지그재그 모양이 케이스(10)의 전후 길이 방향과 45° 각도로 대각선 방향에 위치되도록 설치될 수 있고, 이를 통해 제2 촉매판(30)의 앞쪽으로 유입된 배가스가 케이스(10)의 후방 쪽으로 배출되기 위해 반드시 제1, 2 촉매판(20, 30)의 관통 구멍을 통과하도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 배가스에 포함된 질소산화물이 환원제를 통해 더욱 확실하게 촉매 반응되어 환원되도록 유도되게 된다.Meanwhile, above, it was shown and explained that only a passage through which exhaust gas flows through the
또한, 위에서는 제1 촉매판(20)과 제2 촉매판(30)이 서로 분리되어 교대로 적층되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 제1, 2 촉매판(20, 30)의 서로 접촉 부분이 스폿 용접을 통해 일체로 제작될 수 있고, 이렇게 일체로 제작된 복수 개의 촉매판이 상하로 적층되어 케이스(10)에 수납되거나 또는 제1, 2 촉매판(20, 30)이 한 세트로 분리되어 교체되도록 변경될 수 있다.In addition, in the above, the
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터가 스테인리스 스틸로 구성되므로, 외력에도 쉽게 변형되거나 파손되지 않고, 장기간 사용할 될 수 있다.As explained above, in the present invention, the metal catalytic reduction filter for the nitrogen oxide reduction device is made of stainless steel, so it is not easily deformed or damaged by external force and can be used for a long period of time.
또한, 필터가 스테인리스 스틸로 구성된 다음, 표면에 환원제가 코팅된 구조로 이루어지며, 장기간 사용으로 인해 환원제의 소멸시 필터에 환원제를 재코팅하여 재사용할 수 있고, 이를 통해 질소산화물 저감을 위해 사용되는 필터의 유지 및 교체비용을 줄일 수 있으면서도 자원이 절약되게 된다.In addition, the filter is made of stainless steel and then coated with a reducing agent on the surface. When the reducing agent disappears due to long-term use, it can be reused by re-coating the reducing agent on the filter, which is used to reduce nitrogen oxides. Filter maintenance and replacement costs can be reduced while resources are saved.
이에 더해 금속촉매환원필터를 통과하는 공기 중의 미세먼지가 금속 재질의 촉매판에 부착되면서 배출되는 공기 중의 미세먼지가 저감되게 된다.In addition, fine dust in the air passing through the metal catalyst reduction filter attaches to the metal catalyst plate, thereby reducing fine dust in the air emitted.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.Above, for convenience of explanation, reference numerals and names have been given to the drawings showing preferred embodiments and the configurations shown in the drawings. However, this is an embodiment according to the present invention, and the shapes shown in the drawings and the names given are The scope of the rights should not be construed as limited, and changes to various shapes that can be predicted from the description of the invention and simple substitution to a configuration that performs the same function are within the scope of changes that can be easily carried out by a person skilled in the art. You will see this as extremely self-evident.
10: 케이스 11; 걸림턱
20: 제1 촉매판 30: 제2 촉매판
A: 걸림턱의 각도 C: 제1 환원제 코팅층
C: 제2 환원제 코팅층 H: 제2 촉매판의 높이
T1: 제1 촉매판의 두께 T2: 제2 촉매판의 두께10:
20: first catalyst plate 30: second catalyst plate
A: Angle of the locking step C: First reducing agent coating layer
C: Second reducing agent coating layer H: Height of second catalyst plate
T1: Thickness of the first catalyst plate T2: Thickness of the second catalyst plate
Claims (5)
상기 촉매환원필터는,
전, 후면이 개방된 사각 틀 모양으로 형성되는 박스 모양의 케이스(10);
평판 모양으로 형성되면서 상기 케이스(10)의 개방된 전방을 통해 수평으로 삽입 설치되는 복수 개의 제1 촉매판(20);
상기 복수 개의 제1 촉매판(20) 사이에 설치되는 지그재그 모양의 제2 촉매판(30);
을 포함하고,
상기 제1, 2 촉매판(20, 30)은,
스테인리스 재질로 이루어지면서 소정 크기의 구멍이 형성된 메시망으로 이루어지고,
상기 제1, 2 촉매판(20, 30)은,
액상의 환원제가 담긴 수조에 소정 시간 침지된 다음, 건조되어 표면에 환원제가 소정 두께로 코팅되어 이루어지는 제1 환원제 코팅층(C)이 형성되며,
상기 제1, 2 촉매판(20, 30)은,
상기 환원제가 담긴 수조에 침지된 다음, 350~550℃의 온도 조건하에서 가열되어 소성되고,
상기 케이스(10)에는,
후방 쪽으로 상기 제1, 2 촉매판(20, 30)이 빠지지 않고 지지되도록 양측에 상하 길이 방향으로 소정 폭의 걸림턱(11)이 서로 마주하여 돌출되도록 형성되되, 상기 걸림턱(11)은 후방 쪽으로 30 ~ 60°의 각도(A)로 경사지게 형성되어, 상기 케이스(10)의 내부를 통과한 배가스가 상기 걸림턱(11)에 부딪쳐 와류가 형성되는 대신, 경사진 면을 따라 배출 방향이 자연스럽게 안내되도록 하고,
상기 케이스(10)의 내측면에는,
환원제가 소정 두께로 코팅되어, 배가스가 제1, 2 촉매판(20, 30)을 통과하는 과정에서 상기 케이스(10)의 내측면에 접촉되어 질소산화물과 환원제가 환원 촉매 반응을 일으켜 질소산화물이 제거되도록 하고,
상기 케이스(10)의 내부 양측면에는,
소정 간격을 두고 "ㄷ"자 모양으로 밴딩되어 안착홈이 형성되되, 상기 안착홈을 통해 상기 제1, 2 촉매판(20, 30)을 낱개로 케이스(10)의 내부로 슬라이딩 삽입하거나 분리하여 교체되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터.
In the catalytic reduction filter for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas,
The catalytic reduction filter is,
A box-shaped case (10) formed in the shape of a square frame with open front and rear sides;
A plurality of first catalyst plates 20 formed in a flat shape and horizontally inserted through the open front of the case 10;
A zigzag-shaped second catalyst plate (30) installed between the plurality of first catalyst plates (20);
Including,
The first and second catalyst plates 20 and 30,
It is made of stainless steel and consists of a mesh network with holes of a predetermined size,
The first and second catalyst plates 20 and 30,
It is immersed in a water tank containing a liquid reducing agent for a predetermined period of time, and then dried to form a first reducing agent coating layer (C) in which the reducing agent is coated to a predetermined thickness on the surface,
The first and second catalyst plates 20 and 30,
After being immersed in a water bath containing the reducing agent, it is heated and fired under temperature conditions of 350 to 550°C,
In the case 10,
Towards the rear, locking protrusions 11 of a predetermined width are formed to face each other and protrude in the vertical direction on both sides so that the first and second catalyst plates 20 and 30 are supported without being removed, and the locking protrusions 11 are positioned at the rear. It is formed inclined at an angle (A) of 30 to 60° toward the side, so that the exhaust gas passing through the inside of the case 10 hits the stopping 11 and forms a vortex, but the discharge direction is naturally along the inclined surface. Be guided,
On the inner side of the case 10,
The reducing agent is coated to a predetermined thickness, and as the exhaust gas passes through the first and second catalyst plates 20 and 30, it comes in contact with the inner surface of the case 10, causing a reduction catalytic reaction between nitrogen oxides and the reducing agent, producing nitrogen oxides. to be removed,
On both sides of the interior of the case 10,
A seating groove is formed by bending in a "ㄷ" shape at a predetermined interval, and the first and second catalyst plates 20 and 30 are individually slidably inserted into the case 10 or separated through the seating groove. A metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device, characterized in that it is configured to be replaced.
상기 환원제는,
암모니아수 또는 요소수가 사용되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터.
In claim 1,
The reducing agent is,
A metal catalyst reduction filter for a nitrogen oxide reduction device, characterized in that ammonia water or urea water is used.
상기 제1, 2 촉매판(20, 30)은,
상기 케이스(10)의 내부에 상하 교대로 적층되어 사용된 다음, 전방 쪽으로 낱개로 슬라이딩 인출되어 교체 또는 세척되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 질소산화물 저감 장치용 금속촉매환원필터.In claim 1,
The first and second catalyst plates 20 and 30,
A metal catalytic reduction filter for a nitrogen oxide reduction device, characterized in that it is used by being stacked alternately up and down inside the case 10, and then is individually slid toward the front to be replaced or cleaned.
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