KR20120056476A

KR20120056476A - 선박용 내연기관 시스템 및 이에 적합한 배기가스 정화시스템

Info

Publication number: KR20120056476A
Application number: KR1020100118036A
Authority: KR
Inventors: 유진열; 안수경; 원 전
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2012-06-04
Also published as: KR101180961B1

Abstract

선박 내 연소실에서 발생한 배기가스를 정화하여 배기하기 위한 배기가스 정화시스템이 개시된다. 이 배기가스 정화시스템은, 배기라인에 설치되어, 우레아를 환원제로 이용해 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와; 공기와 함께 공급된 우레아의 기화를 위한 기화기와; 상기 촉매 탈질설비를 거쳐 탈질된 배기가스를 상기 기화기를 거치도록 회수하여, 상기 기화기 내에서 우레아의 기화를 돕는 배기가스 회수라인을 포함한다.

Description

선박용 내연기관 시스템 및 이에 적합한 배기가스 정화시스템{INTERNAL COMBUSTION SYSTEM FOR SHIP AND EXHAUST GAS PURIFICATION SYSTEM SUITABLE FOR THE SAME}

본 발명은 디젤엔진을 포함하는 선박용 내연기관 시스템 및 이에 적합한 배기가스 정화 시스템에 관한 것이며, 특히, 촉매 탈질설비(SCR 시스템)를 갖춘 배기가스 정화시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 내연기관 시스템에는 SCR 방식의 촉매 탈질설비를 포함하는 배기정화시스템이 적용된다.

SCR 방식의 촉매 탈질설비를 효율적으로 운전하기 위해, 환원제인 우레아(Urea)의 적절한 기화 및 그 이후 배기가스와 균일한 혼합 유도는 시스템 성능을 높이는데 있어서 대단히 중요한 운전 조건 중 하나이다. 그러나 2-행정 디젤엔진 선박의 경우, 한정된 설치 공간과 상대적으로 높은 연돌 내의 배기가스 유속 등으로 인해, 기존의 방법으로는 우레아의 적절한 기화가 보장되기 어려우며, 그로 인해 촉매 탈질설비가 제대로 작동할 수 없었다.

2-행정 디젤엔진의 터보차저 후단의 배기가스의 온도는 일반적으로 250℃ 내외가 되는데, 낮은 경우에는 우레아의 기화가 어려운 230℃ 이하가 되기도 한다. 선박의 경우에는 안전상의 문제로 암모니아가 아닌 우레아를 환원제로 사용하며, 이를 기화시킴으로써 환원제로 사용되는 암모니아를 얻는데, 이러한 저온 분위기에 직접 우레아를 분사할 경우 SCR 촉매에 도달하기까지 우레아의 기화가 완전히 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다. 결과적으로 촉매 탈질설비에 치명적인 문제를 일으키게 된다.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 별도의 승온 장치 또는 복잡한 우레아 기화 장치 없이 우레아가 촉매 탈질설비에 도달하기 전에 기화가 충분히 이루어질 수 있는 시간과 분위기를 제공하여, 저온에서 발생할 수 있는 우레아 기화 불량의 문제를 해결하는 선박(특히, 내연기관용)의 배기가스 정화시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 선박용 내연기관 시스템은, 선박에 설치되는 디젤엔진과; 상기 디젤엔진으로부터 발생한 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템을 포함하며, 상기 배기가스 정화시스템은, 배기라인에 설치되어, 우레아를 환원제로 이용해 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와; 우레아를 기화시켜 상기 촉매 탈질설비로 보내기 위한 기화기와; 상기 촉매 탈질설비를 거쳐 탈질된 배기가스를 상기 기화기를 거치도록 회수하여, 상기 기화기 내에서 우레아의 기화를 돕는 배기가스 회수라인을 포함한다.

바람직하게는, 상기 배기가스 정화시스템은 상기 촉매 탈질설비의 전단 측에 위치하며, 상기 배기가스 회수라인의 도움을 받아 일부 기화된 우레아의 분사가 이루어지는 분사 그리드를 더 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 배기가스의 적어도 일부를 상기 디젤엔진의 연소실로 다시 보내도록 상기 배기라인으로부터 분기된 재순환 라인과; 상기 재순환 라인에 설치되어 NOx를 포함하는 불순물을 해수로 제거하는 습식 스크러버를 포함한다. 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 촉매 탈질설비와 상기 습식 스크러버로 가는 배기가스의 양을 조절하도록, 상기 촉매 탈질설비의 상류 또는 상기 습식 스크러버의 상류에 설치된 스크러버 로드 밸브와, 상기 촉매 탈질설비의 상류로부터 상기 촉매 탈질설비의 하류로 이어진 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인에 설치된 바이패스 밸브와, 상기 스크러버 로드 밸브와 상기 바이패스 밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함한다.

다른 실시예에 따라 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 촉매 탈질설비의 상류 측에 설치되어, 상기 촉매 탈질설비로 들어가는 배기가스 중의 불순물을 해수로 미리 줄이는 습식 스크러버를 포함한다. 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 습식 스크러버의 상류 측으로부터 상기 습식 스크러버의 하류 측 상기 촉매 탈질설비 전단으로 이어진 바이패스 라인과, 상기 습식 스크러버를 거치는 배기가스의 유량과 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 조절하는 유량 조절밸브를 더 포함한다. 또한, 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 촉매 탈질설비 전단 측의 온도를 측정하는 온도측정부와, 상기 온도측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 유량 조절밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함하며, 상기 컨트롤 유닛은 상기 온도측정부의 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 증가시킨다. 상기 배기가스 정화시스템은 상기 습식 스크러버와 상기 촉매 탈질설비 사이에 설치되어 상기 배기가스를 상기 촉매 탈질설비의 촉매 반응 온도에 맞게 가열하는 히팅유닛을 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 선박 내 연소실에서 발생한 배기가스를 정화하여 배기하기 위한 배기가스 정화시스템이 제공된다. 이 배기가스 정화시스템은, 배기라인에 설치되어 우레아를 환원제로 이용해 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와; 우레아를 기화시켜 상기 촉매 탈질설비로 보내기 위한 기화기와; 상기 촉매 탈질설비를 거쳐 탈질된 배기가스를 상기 기화기를 거치도록 회수하여, 상기 기화기 내에서 우레아의 기화를 돕는 배기가스 회수라인을 포함한다.

본 발명은 별도의 승온 장치 또는 기존의 복잡한 우레아 기화 장치 등의 필요 없이 우레아가 SCR 촉매에 도달하기 전에 기화가 충분히 이루어질 수 있는 시간과 분위기를 제공하여 저온에서도 우레아를 효율적으로 기화시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 정화시스템 및 그 배기가스 정화시스템이 적용된 선박의 내연기관 시스템을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 내연기관 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1에는 상기 내연기관 시스템에 적용되는 배기가스 정화시스템이 함께 도시되며, 이해의 편의를 위해 배기가스 정화시스템의 주요 요소들을 둘러싸는 일점쇄선 블록을 도 1에 나타내고, 그 일점쇄선 블록에 도면 부호 20을 부여해 이를 배기가스 정화시스템이라 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박용 내연기관 시스템은, 흡기공(112)과 배기공(114)을 포함하는 2행정 디젤엔진(110)과, 상기 디젤엔진의 하류 측 터빈(122)과 그와 협동하는 압축기(124)를 포함하는 터보차저를 포함한다. 디젤엔진(110)과 터보차저(특히, 터빈(122))를 거친 배기가스는 촉매 탈질설비(212)를 포함하는 배기가스 정화시스템(20)을 거쳐 NOx 등이 제거된 후 시스템 외부로 배기된다.

상기 터보차저의 터빈(122)은 배기가스의 힘에 의한 회전에 의해 구동되어 상기 터보차저의 압축기(124)에 회전 동력을 공급하며, 상기 압축기(124)는 상기 회전 동력에 의해 상기 디젤엔진(110)에 공급되는 공기를 압축하여 이를 상기 디젤엔진(110)의 연소실로 보내 상기 디젤엔진(110)의 효율을 향상시킨다. 도 1에서 일점쇄선 블록으로 나타낸 배기가스 정화시스템(20)에 주로 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와 그와 관련 요소들만이 보이지만, 상기 배기기스 정화시스템(20)에는 NOx 외 다른 불순물, 즉, 황 성분, PM, Soot 등을 제거하는 설비(들)가 제공될 수 있다.

상기 배기가스 정화시스템(20)은 터보차저, 특히, 터보차저의 터빈(122)로부터 외부로 이어지는 배기라인(21)을 포함한다. 상기 배기라인(21)에는 우레아를 환원제로 이용하여 배기가스 중의 NOx를 제거하는 SCR 시스템, 즉, 촉매 탈질설비(212)가 설치된다. 상기 촉매 탈질설비(212)는 환원제와 반응하여 NOx를 제거하는 SCR 촉매를 포함한다.

또한, 본 실시예의 배기가스 정화시스템(20)은 환원제 공급라인(29)을 통해 공기와 함께 공급된 우레아 일부를 이하 설명되는 바와 같이 탈질 후 일부 회수된 배기가스의 도움을 받아 기화시켜, 상기 촉매 탈질설비(212)의 전단에 제공하는 기화기(292)를 포함한다. 또한, 상기 배기가스 정화시스템(20)은 상기 촉매 탈질설비(212)의 전단에 상기 기화기(292)로부터 NH₃(암모니아)로 일부 기화된 우레아를 SCR 촉매에 대해 고른 분포로 분사하기 위한 분사 그리드(294)를 포함한다.

탈질된 배기가스 일부를 상기 기화기(292) 측으로 회수하기 위해, 상기 배기가스 정화시스템(20)은 촉매 탈질설비(212)의 하류 측으로부터 상기 기화기(292)로 이어지는 배기가스 회수라인(28)을 포함한다. 상기 배기가스 회수라인(28)을 통해 배기가스 일부를 회수하여 상기 기화기(292)를 지나게 하고, 상기 기화기(292) 내에서 압축 공기와 함께 우레아를 노즐을 통해 가압 분사하면, 상기 기화기(292) 내부에서 어느 정도 기화가 일어나게 된다. 다시 이 일부 기화된 우레아 혼합 가스를 촉매 탈질설비(212)의 전단에서 분사 그리드(294)를 통해 다시 한 번 분사하도록 하면, 저온에서도 우레아의 완전한 기화를 보장할 수 있다. 이와 같은 구성을 따르면, 추가적인 연돌의 연장(길이 조정) 없이도 효율적인 배치 후 기존 연돌 옆에 상대적으로 훨씬 작은 배관(배기가스의 유량의 5% 이하)과 기화기(292)에 의해 원하는 기화 수준을 만족시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 배기가스 정화시스템(20)은 상기 배기라인(21)의 말단 부근에는 이코노마이저(214)를 더 포함하며, 상기 이코노마이저(24)는, 폐열회수장치로서, 상기 탈질설비(212)를 거친 배기가스의 잔열을 이용하여 증기를 생성하도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 내연기관 시스템 및 이에 적용된 배기가스 정화시스템을 설명하기 위한 도면이다. 앞에서 설명된 내용은 중복을 피하기 위해 그 설명이 생략된다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 배기가스 정화시스템(20)은 배기라인(21)으로부터 분리된 재순환 라인(22)을 추가로 포함한다. 상기 재순환라인(22)은 터보차저의 터빈(122) 후단으로부터 터보차저의 압축기(124) 전단까지 이어진다. 배기라인(21)과 재순환 라인(22)이 분기되기 전의 라인은 상기 배기라인(21)에도 속하고 상기 재순환 라인(22)에도 속하는 것으로 정의한다.

상기 재순환 라인(22)에는 습식 스크러버(220)가 설치되며, 이 습식 스크러버(220)는 해수를 이용하여 배기가스를 정화시켜 배기가스 중에 있는 NOx, SOx, PM 등의 불순물을 적어도 부분적으로 제거할 수 있다. 이때, 상기 터보차저의 압축기(124) 상류에서 그리고 상기 스크러버(220)의 하류에서 외부의 공기가 공급되는 급기라인(102)이 상기 재순환 라인(22)에 연결되며, 이에 의해, 스크러버(220)에 의해 정화된 배기가스와 외부의 공기가 혼합된다. 배기가스는 외부공기와 함께 상기 터보차저의 압축기(124)를 거쳐 디젤엔진(110)의 연소실에 제공된다. 물론 재순환라인(22)을 통한 배기가스의 공급이 없는 경우에는 외부 공기만이 분사 연료와의 혼합을 위해 디젤엔진(110)의 연소실로 제공될 것이다.

습식 스크러버(220)에 의해 정화된 배기가스가 디젤엔진(110)의 연소실 내에 연료와 혼합되어 제공되므로, 상기 연소실의 연소 온도를 낮출 수 있고, 그에 따라, 열에 의한 NOx(thermal NOx) 발생량 자체를 줄이는데 기여한다. 상기 재순환 라인(22)과 상기 습식 스크러버(220)의 이용을 통해, 촉매 탈질설비(212)가 처리해야할 NOx의 양을 줄일 수 있으며, 이에 의해, 우레아의 소비도 크게 줄일 수 있다.

선박의 2-행정 엔진의 저질유를 연료로 이용하는 것이 일반적이므로, 상기 스크러버(220)의 이용 없이 NOx 저감을 목적으로 배기가스를 재순환시켜 연소실에 공급할 경우, 배기가스의 여러 성분들로 인해 연소실이 오염되는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따르며, 습식 스크러버(220)에 의해 배기가스를 정화한 후 그 배기가스를 연소실로 공급하므로, 배기가스에 존재하는 여러 가지 불순물들이 제거되고, 이 배기가스가 다시 연료와 혼합되어 연소실에 제공되더라도, 연소실의 오염 없이 연소실의 연소 온도를 낮추고. 그에 따라, 열로 인한 NOx 발생량을 크게 줄일 수 있다.

상기 배기가스 정화시스템(20)은, 배기 라인(21)과 재순환 라인(22)의 배기가스 유량을 적절히 조절하기 위해, 스크러버 로드 밸브(24)와, 상기 스크러버 로드 밸브(24)를 제어함으로써 상기 촉매 탈질설비(212)로 가는 배기가스의 양과 스크러버(220)로 가는 배기가스의 양을 조절하는 컨트롤 유닛(25)을 더 포함한다. 본 실시예에서 상기 스크러버 로드 밸브(24)가 촉매 탈질설비(212) 상류 측 배기라인(21)에 설치된다. 그러나 상기 스크러버 로드 밸브(24)는 스크러버(220) 및/또는 촉매 탈질설비(212)의 상류 측에 설치되는 것으로 족하다.

추가로, 상기 배기가스 정화시스템(20)은 상기 촉매 탈질설비(212)의 상류 측으로부터 상기 촉매 탈질설비(212)의 하류 측으로 촉매 탈질설비(212)를 거치지 않고 배기가스를 우회시키기 위한 바이패스 라인(23)을 추가로 포함할 수 있으며, 이 바이패스 라인(23)에는 상기 컨트롤 유닛(25)에 의해 제어되는 바이패스 밸브(232)가 설치된다. 상기 바이패스 라인(23)을 통한 배기가스의 우회는 스크러버(220)와 재순환 라인(22)을 이용하는 것만으로 배기가스 중 NOx 함량이 규제치를 만족하는 경우에 이용할 수 있다. 또한, 상기 바이패스 밸브(232)의 제어를 통해 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 배기가스의 양을 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박용 내연기관 시스템 및 이에 적용된 배기가스 정화시스템을 설명하기 위한 도면이다. 앞에서 설명된 내용은 중복을 피하기 위해 그 설명이 생략된다.

도 3을 참조하면, 배기가스 중의 NOx, 황 성분, 분진 등의 불순물은 촉매 탈질설비(212)의 성능을 크게 떨어뜨릴 수 있는데, 본 실시예의 배기가스 정화시스템(20)은, 배기가스 중의 NOx, 황 성분, 분진, Soot 또는 PM(미세 분진) 등을 촉매 탈질설비(212) 상류 측에서 미리 제거 또는 줄이도록, 습식 스크러버(211)를 포함하고 있다. 본 실시예에서, 상기 습식 스크러버(211)는 상기 배기라인(21) 상에 설치되되, 촉매 탈질설비(212)의 상류, 그리고, 터보차저, 특히 터빈(122)의 하류에 위치한다. 상기 습식 스크러버(211)는 해상의 선박에서 쉽게 얻을 수 있는 해수를 불순물 제거에 이용한다. 상기 습식 스크러버(211)는, 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 불순물을 미리 줄여 상기 촉매 탈질설비(212)의 성능 저하를 줄이는 한편, 불순물 중 NOx 성분도 줄임으로써, 촉매 탈질설비(212)가 NOx를 처리해야하는 필요량을 줄이는 역할도 한다. 촉매 탈질설비(212)에 의한 NOx 처리 필요량이 감소되면, 우레아와 같이 값비싼 환원제의 소비를 줄일 수 있다.

한편, 상기 배기정화 시스템(20)은 상기 습식 스크러버(211)를 거치면서 온도가 떨어진 배기가스를 가열하여 온도를 높이는 히팅유닛(23')을 추가로 포함한다. 이때, 상기 히팅유닛(23')는 상기 촉매 탈질설비(212) 내 SCR 촉매가 반응하는 온도로 상기 배기가스를 가열한다. 또한, 본 실시예에 따른 배기정화 시스템(20)은, 배기가스 중 일부만을 습식 스크러버(211)로 보내고 나머지 배기가스는 스크러버(211)를 거치지 않고 상기 촉매 탈질설비(212)에 바로 보낼 수 있도록, 상기 스크러버(211)의 상류 측으로부터 상기 스크러버(211)의 하류 측의 촉매 탈질설비(212) 전단 측에 이어지는 바이패스 라인(22')를 포함한다. 또한, 상기 습식 스크러버(211)와 상기 바이패스 라인(22)의 시작점 사이에는 유량 조절밸브(24')가 설치되며, 이 유량 조절밸브(24')에 의해 상기 습식 스크러버(211)를 거치는 배기가스의 유량과 상기 바이패스 라인(22')를 통해 바로 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 배기가스의 유량이 조절될 수 있다.

상기 유량 조절밸브(24')는 컨트롤 유닛(25')에 의해 제어되며, 이 컨트롤 유닛(25')은, 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 배기가스의 온도 정보를 상기 스크러버(211) 후단 측, 즉, 상기 습식 스크러버(211)와 상기 촉매 탈질설비(211) 사이에 설치된 온도측정부(26')로부터 받아, 상기 유량 조절밸브(24')를 제어한다. 이를 위해, 상기 컨트롤 유닛(25')은 상기 습식 스크러버(211)를 거친 후 상기 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 배기가스의 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은지 여부를 판단하고, 만약 상기 배기가스의 온도가 기준 온도보다 낮으면 상기 유량 조절밸브(24')를 제어해 습식 스크러버(211)로 들어가는 배기가스 양을 줄인다. 이 경우, 습식 스크러버(211)를 거치지 않고 바로 촉매 탈질설비(212)로 들어가는 배기가스 양이 많아져, 스크러버(211)에 의한 배기가스의 온도 감소가 있다 하더라도, 촉매 탈질설비(212)에서 처리되는 배기가스 온도 저하는 작아지게 된다. 이와 같은 방식에 의해 히팅유닛(23')의 가동 정도와 습식 스크러버(211)의 배기가스 처리 수준 사이에서 적절한 운전 포인트가 찾아질 수 있다. 위와 같은 방식 및/또는 구성을 따르면, 상기 히팅유닛(23')의 가동을 최소화할 수 있고, 더 나아가서는, 상기 히팅유닛(23')을 생략한 시스템의 구현도 가능해질 수 있다. 이때, 상기 기준 온도는 촉매가 반응할 수 있는 최소 온도 또는 그 이상의 온도로 정해진다.

한편, 전술한 것과 같은 바이패스 라인(22')을 통한 배기가스의 우회를 배제하거나 더 나아가 바이패스 라인(22') 및 그와 관련된 요소들을 생략하는 것도 고려될 수 있다. 이 경우, 배기가스 전량이 상기 습식 스크러버(211)를 지나면서 NOx, SOx, PM 등 불순물 성분들이 부분적으로 제거된다. 이때, SCR 시스템으로 이루어진 촉매 탈질설비(212)에 저온 촉매를 이용하는 경우, 촉매의 성능에 따라 적절한 온도 범위를 설정하고, 습식 스크러버(211) 후단 온도가 최저 설정 온도 이하가 될 경우에만 히팅유닛(23')을 가동시켜 촉매 탈질설비(212)가 최적 조건으로 운전될 수 있도록 할 수 있다.

위에서는 배기가스 정화장치(20)가 선박에 설치된 디젤엔진(110)을 포함하는 내연기관 시스템에 적용되는 것에 대해서 주로 설명이 이루어졌다. 하지만, 상기 배기가스 정화장치(20) NOx 등을 발생시키는 선박 내 임의의 연소실과 연결되어 그 연소실에 발생한 배기가스 중의 NOx 및 기타 불순물을 저감하는데에도 이용될 수 있을 것이다.

110: 디젤엔진 122: 터빈
124: 압축기 20: 배기정화 시스템
21: 배기라인 212: 촉매 탈질설비 28: 배기가스 회수라인 292: 기화기
294: 분사 그리드

Claims

선박에 설치되는 디젤엔진; 및
상기 디젤엔진으로부터 발생한 배기가스를 정화하는 배기가스 정화시스템을 포함하며,
상기 배기가스 정화시스템은,
배기라인에 설치되어, 우레아를 환원제로 이용해 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와;
우레아를 기화시켜 상기 촉매 탈질설비로 보내기 위한 기화기와;
상기 촉매 탈질설비를 거쳐 탈질된 배기가스를 상기 기화기를 거치도록 회수하여, 상기 기화기 내에서 우레아의 기화를 돕는 배기가스 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은, 상기 촉매 탈질설비의 전단 측에 위치하며, 상기 배기가스 회수라인의 도움을 받아 일부 기화된 우레아의 분사가 이루어지는 분사 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은,
상기 배기가스의 적어도 일부를 상기 디젤엔진의 연소실로 다시 보내도록 상기 배기라인으로부터 분기된 재순환 라인과;
상기 재순환 라인에 설치되어 NOx를 포함하는 불순물을 해수로 제거하는 습식 스크러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은,
상기 촉매 탈질설비와 상기 습식 스크러버로 가는 배기가스의 양을 조절하도록, 상기 촉매 탈질설비의 상류 또는 상기 습식 스크러버의 상류에 설치된 스크러버 로드 밸브와,
상기 촉매 탈질설비의 상류로부터 상기 촉매 탈질설비의 하류로 이어진 바이패스 라인과,
상기 바이패스 라인에 설치된 바이패스 밸브와,
상기 스크러버 로드 밸브와 상기 바이패스 밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은,
상기 촉매 탈질설비의 상류 측에 설치되어, 상기 촉매 탈질설비로 들어가는 배기가스 중의 불순물을 해수로 미리 줄이는 습식 스크러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은,
상기 습식 스크러버의 상류 측으로부터 상기 습식 스크러버의 하류 측 상기 촉매 탈질설비 전단으로 이어진 바이패스 라인과,
상기 습식 스크러버를 거치는 배기가스의 유량과 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 조절하는 유량 조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은,
상기 촉매 탈질설비 전단 측의 온도를 측정하는 온도측정부와,
상기 온도측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 유량 조절밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함하며,
상기 컨트롤 유닛은 상기 온도측정부의 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 배기가스 정화시스템은 상기 습식 스크러버와 상기 촉매 탈질설비 사이에 설치되어 상기 배기가스를 상기 촉매 탈질설비의 촉매 반응 온도에 맞게 가열하는 히팅유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 내연기관 시스템.
선박 내 연소실에서 발생한 배기가스를 정화하여 배기하기 위한 배기가스 정화시스템으로서,
배기라인에 설치되어, 우레아를 환원제로 이용해 배기가스 중의 NOx를 제거하는 촉매 탈질설비와;
우레아를 기화시켜 상기 촉매 탈질설비로 보내기 위한 기화기와;
상기 촉매 탈질설비를 거쳐 탈질된 배기가스를 상기 기화기를 거치도록 회수하여, 상기 기화기 내에서 우레아의 기화를 돕는 배기가스 회수라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 9에 있어서, 상기 촉매 탈질설비의 전단 측에 위치하며, 상기 배기가스 회수라인의 도움을 받아 일부 기화된 우레아의 분사가 이루어지는 분사 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 배기가스의 적어도 일부를 상기 디젤엔진의 연소실로 다시 보내도록 상기 배기라인으로부터 분기된 재순환 라인과;
상기 재순환 라인에 설치되어 NOx를 포함하는 불순물을 해수로 제거하는 습식 스크러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 11에 있어서,
상기 촉매 탈질설비와 상기 습식 스크러버로 가는 배기가스의 양을 조절하도록, 상기 촉매 탈질설비의 상류 또는 상기 습식 스크러버의 상류에 설치된 스크러버 로드 밸브와,
상기 촉매 탈질설비의 상류로부터 상기 촉매 탈질설비의 하류로 이어진 바이패스 라인과,
상기 바이패스 라인에 설치된 바이패스 밸브와,
상기 스크러버 로드 밸브와 상기 바이패스 밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 촉매 탈질설비의 상류 측에 설치되어, 상기 촉매 탈질설비로 들어가는 배기가스 중의 불순물을 해수로 미리 줄이는 습식 스크러버를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 13에 있어서,
상기 습식 스크러버의 상류 측으로부터 상기 습식 스크러버의 하류 측 상기 촉매 탈질설비 전단으로 이어진 바이패스 라인과,
상기 습식 스크러버를 거치는 배기가스의 유량과 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 조절하는 유량 조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.
청구항 14에 있어서,
상기 촉매 탈질설비 전단 측의 온도를 측정하는 온도측정부와,
상기 온도측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 유량 조절밸브를 제어하는 컨트롤 유닛을 더 포함하며,
상기 컨트롤 유닛은 상기 온도측정부의 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮은 경우 상기 바이패스 라인을 통하여 상기 촉매 탈질설비에 직접 들어가는 배기가스의 유량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화시스템.