KR20130013134A - Exhaust gas cleaning apparatus and method in ship or marine structure - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for purifying exhaust gas from ships or offshore structures are provided to guarantee an installation space, and to effectively reduce NOx by a catalyst reaction. CONSTITUTION: An apparatus for purifying exhaust gas from ships or offshore structures includes an exhaust receiver(10), a SCR(Selective Catalytic Reduction) reactor(30), a bypass pipe(22), a control valve(24), and a heating unit. The exhaust receiver receives exhaust gas generated during engine combustion. The SCR reactor is placed at the rear end of a supercharger, and reduces NOx in the exhaust gas by a SCR catalyst reaction. The bypass pipe bypasses some exhaust gas without passing the gas through the supercharger. The temperature of the exhaust gas is compensated while the exhaust gas passes through the bypass pipe. The control valve is installed in the bypass pipe to adjust the amount of the exhaust gas passing through the bypass pipe. The heating unit increases the temperature of the exhaust gas before the gas flows into the SCR reactor. [Reference numerals] (AA) Waste heat

Description

선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치 및 방법 {EXHAUST GAS CLEANING APPARATUS AND METHOD IN SHIP OR MARINE STRUCTURE} Exhaust gas purification device and method for ship or offshore structure {EXHAUST GAS CLEANING APPARATUS AND METHOD IN SHIP OR MARINE STRUCTURE}

본 발명은 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, SCR(Selective Catalytic Reduction; 선택적 촉매 환원법)을 이용하며, 2행정 디젤 엔진의 배기가스 정화에 적합한 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for the purification of exhaust gas of a ship or offshore structure. An exhaust gas purification apparatus and method for a structure.

SCR이 선박 또는 해양 구조물의 운전 중 발생하는 배기가스 중의 질소산화물, 즉, NOx의 저감에 이용되고 있다. 예로써, 선박의 엔진, 특히, 2행정 디젤 엔진에서 발생하는 NOx 제거를 위해 SCR이 이용된다. SCR 배기가스 정화장치는, 선택적 촉매 환원법을 이용한 NOx 저감 장치로서, 촉매 중에 배기가스와 환원제를 동시에 통과시키면서 NOx를 환원제와 반응시켜 질소와 수증기로 환원처리하도록 구성된다. SCR is used to reduce NOx, ie NOx, in the exhaust gas generated during operation of a ship or offshore structure. By way of example, SCR is used for NOx removal from engines of ships, in particular from two-stroke diesel engines. The SCR exhaust gas purifying apparatus is a NOx abatement apparatus using a selective catalytic reduction method, and is configured to react NOx with a reducing agent while simultaneously reducing exhaust gas and a reducing agent in a catalyst to reduce treatment with nitrogen and water vapor.

한편, 선박 또는 해양 구조물의 2행정 디젤 엔진의 연소 과정에서 생성된 배기가스는 실리더에서 배기밸브를 통해 배기가스 리시버로 이송된다. 이때, 배기가스 온도는 엔진 타입, 부하(load), 외기 조건 등 다양한 운전 조건에 따라 차이가 있으나, 대략 350℃ 이상의 고온 상태가 적절하다.On the other hand, the exhaust gas generated during the combustion of the two-stroke diesel engine of the ship or offshore structure is transferred from the cylinder to the exhaust gas receiver through the exhaust valve. At this time, the exhaust gas temperature is different depending on various operating conditions such as the engine type, load (load), outside conditions, a high temperature of approximately 350 ℃ or more is appropriate.

따라서, SCR에 적용되는 일반 촉매의 반응 온도를(270~350℃) 고려하여, 배기가스 리시버 (Exhaust gas receiver)와 과급기(turbo charger) 사이에 SCR 리액터를 설치하는 것이 일반적으로 고려되고 있다. 그러나, 이러한 촉매의 반응 온도 제약에 따른 SCR 리액터의 설치 위치 제한으로 인해, 기관실 배치에 많은 어려움이 있고 이에 대한 대안이 요구되고 있다.Therefore, in consideration of the reaction temperature (270 ~ 350 ℃) of the general catalyst applied to the SCR, it is generally considered to install the SCR reactor between the exhaust gas receiver (turbo gas receiver) and the turbocharger (turbo charger). However, due to the limitation of the installation position of the SCR reactor due to the reaction temperature constraint of the catalyst, there are many difficulties in the arrangement of the engine room and an alternative is required.

저온 촉매의 개발로, 종래에는 과급기(turbo charger)의 후단에 SCR 리액터를 설치한 배기가스 정화장치가 제안되었으나, 이 경우, 고온의 배기가스 리시버 배기가스가 과급기를 구동함에 따라 온도가 낮아져, 대부분 엔진 운전 구역에서 저온촉매가 반응에 필요한 온도보다(250℃ 미만) 낮아지고, SCR 리액터를 설치하더라도 NOx 절감치를 만족할 수 없는 문제점이 있다.With the development of low-temperature catalysts, an exhaust gas purifier having a SCR reactor installed at the rear end of a turbocharger has been conventionally proposed, but in this case, the temperature is lowered as the exhaust gas of the high temperature exhaust gas receiver drives the supercharger. The low temperature catalyst in the engine operating zone is lower than the temperature required for the reaction (less than 250 ℃), even if the installation of the SCR reactor there is a problem that can not satisfy the NOx reduction.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 고온의 배기가스 리시버 배기가스 일부를 과급기를 거치지 않도록 바이패스시켜, 과급기를 거친 배기가스와 그렇지 않은 고온의 배기가스를 혼합에 의해 SCR 리액터에서의 촉매 환원 반응에 적합한 온도를 (270℃ 이상) 맞출 수 있는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that the catalytic reduction reaction in the SCR reactor by bypassing a part of the exhaust gas receiver of the high temperature exhaust gas so as not to pass through the supercharger and mixing the exhaust gas passing through the supercharger and the high temperature exhaust gas that is not It is to provide an exhaust gas purification apparatus for ships or offshore structures capable of adjusting the temperature (above 270 ℃) suitable for.

본 발명의 일측면에 따라, 선박 또는 해양 구조물에서 엔진 및 과급기와 연계되어 이용되는 배기가스 정화장치가 제공되며, 상기 배기가스 정화장치는, 상기 엔진의 연소 중 발생한 배기가스를 받는 배기가스 리시버와; 상기 과급기의 후단에 배치되어 SCR 촉매 반응에 의해 상기 배기가스 중의 NOx를 저감하는 SCR 리액터와; 상기 배기가스 리시버로부터의 배기가스 일부를 상기 과급기를 거치지 않게 바이패스시키기 위한 바이패스관을 포함한다. 상기 배기가스 정화장치는 상기 과급기를 거치면서 낮아진 배기가스의 온도를 상기 바이패스관을 통과한 고온의 배기가스로 보상한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification device used in conjunction with an engine and a supercharger in a ship or offshore structure, the exhaust gas purification device, the exhaust gas receiver receiving the exhaust gas generated during combustion of the engine and ; An SCR reactor disposed at a rear end of the supercharger to reduce NOx in the exhaust gas by an SCR catalytic reaction; And a bypass pipe for bypassing a part of the exhaust gas from the exhaust gas receiver without passing through the supercharger. The exhaust gas purification device compensates for the temperature of the exhaust gas lowered through the supercharger with the high temperature exhaust gas passing through the bypass pipe.

일 실시예에 따라, 상기 배기가스 정화장치는 상기 바이패스관을 통과하는 배기가스의 양을 조절하기 위해 상기 바이패스관에 설치된 컨트롤 밸브를 더 포함한다.According to one embodiment, the exhaust gas purification device further comprises a control valve installed in the bypass pipe to adjust the amount of exhaust gas passing through the bypass pipe.

일 실시예에 따라, 상기 배기가스 정화장치는 상기 SCR 리액터로 들어가기 전의 배기가스를 가열하여 온도를 높이는 히팅 유닛을 더 포함한다.According to one embodiment, the exhaust gas purification device further comprises a heating unit for heating the exhaust gas before entering the SCR reactor to increase the temperature.

본 발명의 일측면에 따라 선박 또는 해양 구조물에서 엔진 및 과급기와 연계하여 엔진 연소 중 발생한 배기가스를 정화하는 배기가스 정화방법이 제공되며, 이 배기가스 정화방법은, SCR 촉매 반응에 의해 상기 배기가스 중의 NOx를 저감하는 SCR 리액터를 상기 과급기의 후단에 배치하고; 상기 과급기를 거쳐 상기 SCR 리액터로 향하는 배기가스 중 일부를 상기 과급기 전단에서 상기 과급기를 거치지 않게 바이패스시키고; 상기 바이패스된 배기가스와 상기 과급기를 거친 배기가스의 혼합에 의해 배기가스의 온도를 상승하여, 그 상승된 온도의 배기가스를 상기 SCR 리액터로 흐르게 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purification method for purifying exhaust gas generated during engine combustion in association with an engine and a supercharger in a ship or offshore structure, and the exhaust gas purification method includes the exhaust gas by an SCR catalytic reaction. Arranging an SCR reactor for reducing NOx in the rear of the supercharger; Bypassing a portion of the exhaust gas that passes through the supercharger to the SCR reactor without passing through the supercharger at the front of the supercharger; The temperature of the exhaust gas is raised by the mixing of the bypassed exhaust gas and the exhaust gas passing through the supercharger, and the exhaust gas of the elevated temperature flows to the SCR reactor.

일 실시예에 따라, 적어도 상기 SCR 리액터의 촉매 반응 온도와 상기 엔진의 타입을 고려하여 상기 바이패스되는 배기가스의 양이 결정된다.According to one embodiment, the amount of exhaust gas bypassed is determined taking into account at least the catalytic reaction temperature of the SCR reactor and the type of engine.

일 실시예에 따라, 상기 SCR 리액터를 나온 배기가스 중의 폐열을 회수하여 이용한다.According to one embodiment, the waste heat in the exhaust gas from the SCR reactor is recovered and used.

일 실시예에 따라, 상기 SCR 리액터로 들어가기 전의 배기가스를 별도의 히팅 유닛으로 가열한다.According to one embodiment, the exhaust gas before entering the SCR reactor is heated by a separate heating unit.

본 발명에 따르면, 배기가스 일부를 과급기를 거치지 않도록 바이패스시켜, 과급기를 거친 배기가스와 그렇지 않은 배기가스의 혼합하여, 그 혼합된 배기가스를 SCR 리액터로 공급할 수 있으며, 이에 의해, 배기가스의 온도가 과급기를 거치면서 낮아지더라도, 바이패스된 배기가스에 의해 전체 배기가스의 온도는 촉매 환원 반응에 적합한 온도가 된다. 이는 과급기 후단 측에 SCR 리액터를 두어도, SCR 촉매 반응에 의한 NOx 저감이 효율적으로 이루어질 수 있도록 해주며, SCR 리액터가 기관실 데크(deck) 혹은 엔진 케이싱(Engine casing)에 설치됨으로써 야기되는 기존의 공간적인 설치 제약 문제를 해결한다.According to the present invention, a part of the exhaust gas can be bypassed so as not to go through the supercharger, the exhaust gas having passed through the supercharger and the other exhaust gas can be mixed, and the mixed exhaust gas can be supplied to the SCR reactor, whereby Even if the temperature is lowered through the supercharger, the temperature of the entire exhaust gas by the bypassed exhaust gas becomes a temperature suitable for the catalytic reduction reaction. This makes it possible to efficiently reduce NOx by the SCR catalytic reaction even if the SCR reactor is placed on the rear side of the supercharger, and the existing space caused by the SCR reactor is installed in the engine room deck or the engine casing. Resolve installation constraints.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 또는 해양구조물의 배기가스 정화장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 또는 해양구조물의 배기가스 정화장치를 설명하기 위한 도면.
1 is a view for explaining the exhaust gas purification apparatus of a ship or offshore structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the exhaust gas purification apparatus of a ship or offshore structure according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면에 있어서, 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타내며, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the same reference numerals denote the same components, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 또는 해양구조물의 배기가스 정화장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the exhaust gas purification apparatus of a ship or offshore structure according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 선박 또는 해양구조물에 설치되는 2행정 디젤 엔진(1)과 과급기(turborcharger; 2)를 볼 수 있다. Referring to FIG. 1, a two-stroke diesel engine 1 and a turbocharger 2 installed in a ship or offshore structure can be seen.

또한, 본 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 상기 엔진(1) 및 상기 과급기(2)와 연계되어 이용되며, 상기 엔진(1) 연소시 발생된 배기가스 중의 NOx를 저감하도록 구성된다. In addition, the exhaust gas purifying apparatus according to the present embodiment is used in conjunction with the engine 1 and the supercharger 2, and is configured to reduce NOx in exhaust gas generated during combustion of the engine 1.

또한, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 상기 엔진(1)의 일측에 마련되어 엔진(1) 연소시 발생한 배기가스를 받는 배기가스 리시버(10)와, 주 배기라인(20)을 통해 상기 배기가스 리시버(10) 및 그 후단의 과급기(2)를 거친 배기가스를 촉매 환원처리하여 NOx를 저감하는 SCR 리액터(30)를 포함한다. 상기 SCR 리액터(30) 내에는 저온 또는 일반 촉매가 내장되어 있다. 또한, 상기 SCR 리액터(30)의 촉매 반응을 위해, 환원제로서 우레아 또는 암모니아 등이 이용될 수 있다.In addition, referring to FIG. 1, the exhaust gas purifying apparatus according to the present embodiment includes an exhaust gas receiver 10 provided at one side of the engine 1 and receiving exhaust gas generated during combustion of the engine 1 and a main exhaust line. And an SCR reactor 30 which reduces the NOx by catalytic reduction of the exhaust gas which has passed through the exhaust gas receiver 10 and the supercharger 2 at the rear end thereof. The SCR reactor 30 has a low temperature or general catalyst therein. In addition, for the catalytic reaction of the SCR reactor 30, urea or ammonia may be used as the reducing agent.

또한, 상기 배기가스 정화장치는 배기가스 리시버(10)로부터의 배기가스 일부를 상기 과급기(2)를 거치지 않도록 바이패스시켜 상기 SCR 리액터(30)로 보내기 위한 배기가스 바이패스관(22)을 포함한다. 상기 바이패스관(22)은 과급기(2)의 전단에서 상기 주 배기라인(20)으로부터 분기된 후 상기 과급기(2)와 SCR 리액터(30) 사이에서 상기 주 배기라인(20)에 다시 통합된다. In addition, the exhaust gas purification apparatus includes an exhaust gas bypass pipe 22 for bypassing a portion of the exhaust gas from the exhaust gas receiver 10 to pass through the supercharger 2 to the SCR reactor 30. do. The bypass pipe 22 branches off from the main exhaust line 20 at the front of the supercharger 2 and is then integrated back into the main exhaust line 20 between the supercharger 2 and the SCR reactor 30. .

도 1에 있어서, 도면부호 "2a" 및 "1a"는 각각 소기 에어 라인과 소기 에어 리시버를 나타내며, 이들은 본 발명과 직접적인 관련성이 적고 일반적인 구성이므로 그 구체적인 설명이 생략된다.In Fig. 1, reference numerals "2a" and "1a" represent a scavenging air line and a scavenging air receiver, respectively, and these are not directly related to the present invention and their general description is omitted.

부가적으로, 상기 배기가스 정화장치는 상기 바이패스관(22)에 설치되는 컨트롤 밸브(24)를 포함한다. 상기 컨트롤 밸브(24)는 유량 조절 밸브일 수 있으며, 상기 바이패스관(22)을 통해 과급기(2)를 거치지 않고 SCR 리액터(30)로 향하는 배기가스의 양을 제어한다. In addition, the exhaust gas purification device includes a control valve 24 installed in the bypass pipe 22. The control valve 24 may be a flow control valve, and controls the amount of exhaust gas directed to the SCR reactor 30 without passing through the supercharger 2 through the bypass pipe 22.

또한, 상기 배기가스 정화장치는 상기 SCR 리액터(30)의 후단에 설치되어, SCR 리액터(30)를 지난 배기가스 중의 폐열을 회수하는 폐열 회수부(40)를 포함한다.In addition, the exhaust gas purification apparatus includes a waste heat recovery unit 40 installed at a rear end of the SCR reactor 30 to recover waste heat in the exhaust gas passing through the SCR reactor 30.

전술한 구성에 따르면, 상기 엔진(1)의 연소 과정에서 생성된 배기가스는 엔진(1) 내 실리더에서 배기밸브를 통해 상기 배기가스 리시버(10)로 이송된다. 이때의 배기가스 온도는 엔진(1)의 타입, 부하(load), 외기 조건 등 운전 조건에 따라 차이가 있으나, 약 350℃도 이상의 고온으로 SCR 리액터의 운전에 적합하다.According to the above configuration, the exhaust gas generated in the combustion process of the engine 1 is transferred to the exhaust gas receiver 10 through an exhaust valve in a cylinder in the engine 1. At this time, the exhaust gas temperature varies depending on the operating conditions such as the type of the engine 1, load, and outdoor conditions, but is suitable for the operation of the SCR reactor at a high temperature of about 350 ° C or more.

배기가스 리시버(10)에서의 배기가스 온도가 SCR 리액터의 일반촉매 환원 반응에 적합한 온도이므로, 앞의 배경기술에서도 설명한 바와 같이, 종래에는 SCR 리액터에 적용되는 촉매의 반응 온도를 고려하여, 배기가스 리시버와 과급기 사이에 SCR 리액터를 설치하는 것이 고려되었다. 그러나, 이러한 종래의 고려는 기관실 배치에 많은 어려움이 있었다. Since the exhaust gas temperature in the exhaust gas receiver 10 is a temperature suitable for the general catalytic reduction reaction of the SCR reactor, as described in the background art above, the exhaust gas is conventionally considered in consideration of the reaction temperature of the catalyst applied to the SCR reactor. It was considered to install an SCR reactor between the receiver and the supercharger. However, these conventional considerations present many difficulties in engine room arrangement.

본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화장치는, 과급기(2)의 후단으로 SCR 리액터(30)를 옮기고도, SCR 리액터(30)의 촉매 반응에 충분한 온도의 배기가스를 공급할 수 있도록 구성되며, 이는 바이스패스 관(22) 등 추가적인 구성에 의해 가능하다. Exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention is configured to supply an exhaust gas of a temperature sufficient for the catalytic reaction of the SCR reactor 30, even if the SCR reactor 30 is moved to the rear end of the supercharger (2), This is possible by an additional configuration such as the bypass tube 22.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 배기가스 리시버(10)로부터 나온 배기가스는 상기 과급기(2)를 거치면서 온도가 크게 낮아지며, 상기 과급기(2)만을 거친 배기가스의 온도는 SCR 리액터(30)의 저온촉매 반응 온도보다 낮아질 수 있고, 따라서, 이 배기가스만으로는 SCR 리액터(30)에서 원하는 촉매 반응을 일으켜 향후 강화되는 NOx규제치를 전 운전 구역에서 만족하기 렵다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 배기가스 리시버(10)에서 과급기(2)로 공급되는 배기가스 중 일부가 바이패스관(22)을 통해 바이패스되어 과급기(2)를 거치지 않음으로써, 큰 온도 저감 없이 과급기(2)를 거친 낮은 온도의 배기가스와 혼합된다. 이 혼합 배기가스는, 과급기(2)를 거치지 않은 고온의 배기가스를 포함하므로, SCR 리액터(30)의 촉매 반응이 가능한 온도로(270℃ 이상) SCR 리액터(30) 내에 들어갈 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the exhaust gas from the exhaust gas receiver 10 is significantly lowered in temperature while passing through the supercharger 2, and the temperature of the exhaust gas passed through the supercharger 2 is the SCR reactor 30. It can be lower than the low temperature of the reaction temperature of the catalyst, and therefore, this exhaust gas alone causes a desired catalytic reaction in the SCR reactor 30, so that the NOx regulation which is strengthened in the future is hardly satisfied in all the operating zones. However, according to the present embodiment, a part of the exhaust gas supplied from the exhaust gas receiver 10 to the supercharger 2 is bypassed through the bypass pipe 22 so as not to pass through the supercharger 2, thereby greatly reducing the temperature. It is mixed with the low temperature exhaust gas through the supercharger 2 without. Since this mixed exhaust gas contains high-temperature exhaust gas which did not pass through the supercharger 2, it can enter into the SCR reactor 30 at the temperature which can catalyze reaction of the SCR reactor 30 (270 degreeC or more).

더 나아가, 상기 바이패스관(22)에 설치된 컨트롤 밸브(24)를 이용하여, 혼합 배기가스 중 바이패스관(22)을 통한 고온 배기가스의 바이패스량을 높이거나 줄일 수 있으므로, 상기 SCR 리액터(30)의 반응 온도에 맞게 혼합 배기가스의 온도를 조절할 수 있다. 예컨대, SCR 리액터(30) 내 촉매가 (약 250℃ 반응 온도의) 저온 촉매인지 또는 (약 270~350℃ 반응 온도의) 일반 촉매인지 여부를 고려하여, 상기 컨트롤 밸브(24)를 조절함으로서, 바이패스관(22)을 통과하는 배기가스 양 및 그로 인한 혼합 배기가스의 온도를 조절할 수 있다.Furthermore, by using the control valve 24 installed in the bypass pipe 22, the bypass amount of the hot exhaust gas through the bypass pipe 22 in the mixed exhaust gas can be increased or reduced, so that the SCR reactor The temperature of the mixed exhaust gas can be adjusted according to the reaction temperature of (30). For example, by adjusting the control valve 24 in consideration of whether the catalyst in the SCR reactor 30 is a low temperature catalyst (of about 250 ° C. reaction temperature) or a general catalyst (of about 270-350 ° C. reaction temperature), It is possible to adjust the amount of exhaust gas passing through the bypass pipe 22 and the temperature of the resulting mixed exhaust gas.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, SCR 리액터(30)를 과급기(2)의 후단에 설치하더라도, SCR 촉매의 반응에 필요한 온도로 배기가스의 온도를 상승시켜줄 수 있다. 이는, 앞에서 설명한 바와 같이, 배기가스 리시버(10)에서 과급기(2)로 공급되는 배기가스 일부를 과급기(2)를 거치지 않게 배기가스 바이패스관(22)을 통해 바이패스시켜 SCR 리액터(30)에 보냄으로써 가능하다.As described above, according to the present invention, even if the SCR reactor 30 is installed at the rear end of the supercharger 2, the temperature of the exhaust gas can be raised to the temperature required for the reaction of the SCR catalyst. As described above, the exhaust gas receiver 10 bypasses a part of the exhaust gas supplied from the exhaust gas receiver 10 to the supercharger 2 through the exhaust gas bypass pipe 22 without passing through the supercharger 2. It is possible by sending to.

전술한 본 실시예에 따른 배기가스 정화장치를 이용하여 배기가스를 정화하는 방법에 있어서, 우선적으로 엔진의 타입과 부하별 SCR 촉매가 반응 가능한 온도가 파악되어야 한다. 또한, 이러한 파악이 이루어졌다면, 바이패스관(22)을 통한 배기가스의 바이패스 량이 확정되어야 한다. 이에 더하여, SCR 촉매(저온 또는 일반 촉매)의 가격 및 운전비용에 따라, 배기가스의 바이패스 량의 조절될 수 있다. 또한, 2행정 디젤 엔진의 연료 소모량 증가분이 배기가스의 바이패스 량을 정하는데 고려될 수 있다. 필요한 경우, 엔진 부하별로 별도 배기가스 바이패스량을 관련 규제 요구 사항을 만족하는 범위 내에서 조절할 수 있다.In the method for purifying exhaust gas using the exhaust gas purifying apparatus according to the present embodiment described above, first, the type of the engine and the temperature at which the SCR catalyst for each load can react should be grasped. In addition, if such grasping is made, the bypass amount of the exhaust gas through the bypass pipe 22 should be determined. In addition, depending on the price and operating cost of the SCR catalyst (low temperature or general catalyst), it is possible to adjust the bypass amount of the exhaust gas. In addition, an increase in fuel consumption of a two-stroke diesel engine may be considered in determining the bypass amount of the exhaust gas. If necessary, separate exhaust bypass levels for each engine load can be adjusted to meet the relevant regulatory requirements.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 또는 해양구조물의 배기가스 정화장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the exhaust gas purification apparatus of a ship or offshore structure according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 배기가스 정화장치는 배기가스의 온도를 추가로 더 상승시키는 수단으로서 히팅 유닛(50)을 더 포함한다. 본 실시예에서, 상기 히팅 유닛(50)은 상기 과급기(2)를 거친 배기가스를 가열하도록 상기 과급기(2)의 후단 측에 배치될 수 있다. 히팅 유닛(50)에 의해 과급기(2)를 거치는 배기가스의 온도가 상승하므로 바이패스관(22)을 통한 배기가스의 바이패스량을 줄이는 것이 가능하다. 이때, 상기 히팅 유닛(50)은 필요한 경우에만 작동하도록 할 수 있다.2, the exhaust gas purifying apparatus according to the present embodiment further includes a heating unit 50 as a means for further raising the temperature of the exhaust gas. In the present embodiment, the heating unit 50 may be disposed on the rear end side of the supercharger 2 to heat the exhaust gas passing through the supercharger 2. Since the temperature of the exhaust gas passing through the supercharger 2 is increased by the heating unit 50, it is possible to reduce the bypass amount of the exhaust gas through the bypass pipe 22. In this case, the heating unit 50 may be operated only when necessary.

본 실시예에서는, 상기 히팅 유닛(50)이 상기 과급기(2)를 바로 거친 배기가스를 가열하도록 설치되지만, 이는 하나의 실시예일 뿐, 상기 히팅 유닛(50)이 바이패스되는 배기가스를 가열하도록 바이패스관(22)에 설치될 수 있고, 상기 SCR 리액터(30)의 바로 앞단에 설치되는 혼합 배기가스를 가열하도록 설치될 수도 있다. 상기 히팅 유닛(50)은 소형 버너일 수 있으며, 대안적으로 폐열 또는 기타 다른 열원을 이용하는 열교환기일 수도 있다. In the present embodiment, the heating unit 50 is installed to heat the exhaust gas directly passing through the supercharger 2, but this is only one embodiment, so that the heating unit 50 is heated to bypass the exhaust gas. It may be installed in the bypass pipe 22, or may be installed to heat the mixed exhaust gas installed at the front end of the SCR reactor 30. The heating unit 50 may be a small burner or may alternatively be a heat exchanger using waste heat or some other heat source.

1: 2행정 디젤 엔진 2: 과급기(turborcharger)
10: 배기가스 리시버 20: 주 배기라인
22: 바이패스관 24: 컨트롤 밸브
30: SCR 리액터 40: 폐열 회수부
50: 히팅 유닛
1: two-stroke diesel engine 2: turbocharger
10: exhaust gas receiver 20: main exhaust line
22: bypass pipe 24: control valve
30: SCR reactor 40: waste heat recovery unit
50: heating unit

Claims (7)

선박 또는 해양 구조물에서 엔진 및 과급기와 연계되어 이용되는 배기가스 정화장치로서,
상기 엔진의 연소 중 발생한 배기가스를 받는 배기가스 리시버와;
상기 과급기의 후단에 배치되어 SCR 촉매 반응에 의해 상기 배기가스 중의 NOx를 저감하는 SCR 리액터와;
상기 배기가스 리시버로부터의 배기가스 일부를 상기 과급기를 거치지 않게 바이패스시키기 위한 바이패스관을 포함하며,
상기 과급기를 거치면서 낮아진 배기가스의 온도를 상기 바이패스관을 통과한 배기가스로 보상하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치.
An exhaust gas purification device used in conjunction with an engine and a supercharger in a ship or offshore structure,
An exhaust gas receiver which receives exhaust gas generated during combustion of the engine;
An SCR reactor disposed at a rear end of the supercharger to reduce NOx in the exhaust gas by an SCR catalytic reaction;
A bypass pipe for bypassing a part of the exhaust gas from the exhaust gas receiver without passing through the supercharger,
Compensating the temperature of the exhaust gas lowered while passing through the supercharger with the exhaust gas passing through the bypass pipe, characterized in that the exhaust gas purification apparatus for ships or offshore structures.
청구항 1에 있어서, 상기 바이패스관을 통과하는 배기가스의 양을 조절하기 위해 상기 바이패스관에 설치된 컨트롤 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치.The exhaust gas purification apparatus for a ship or offshore structure according to claim 1, further comprising a control valve installed in the bypass pipe to adjust an amount of exhaust gas passing through the bypass pipe. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 SCR 리액터로 들어가기 전의 배기가스를 가열하여 온도를 높이는 히팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화장치.The exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a heating unit for heating the exhaust gas before entering the SCR reactor to increase the temperature. 선박 또는 해양 구조물에서 엔진 및 과급기와 연계하여 엔진 연소 중 발생한 배기가스를 정화하는 방법으로서,
SCR 촉매 반응에 의해 상기 배기가스 중의 NOx를 저감하는 SCR 리액터를 상기 과급기의 후단에 배치하고;
상기 과급기를 거쳐 상기 SCR 리액터로 향하는 배기가스 중 일부를 상기 과급기 전단에서 상기 과급기를 거치지 않게 바이패스시키고;
상기 바이패스된 배기가스와 상기 과급기를 거친 배기가스의 혼합에 의해 배기가스의 온도를 상승하여, 그 상승된 온도의 배기가스를 상기 SCR 리액터로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화방법.
A method of purifying exhaust gas generated during engine combustion in connection with an engine and a supercharger in a ship or offshore structure,
An SCR reactor for reducing NOx in the exhaust gas by an SCR catalytic reaction is arranged at a rear end of the supercharger;
Bypassing a portion of the exhaust gas that passes through the supercharger to the SCR reactor without passing through the supercharger at the front of the supercharger;
The temperature of the exhaust gas is increased by mixing the bypassed exhaust gas and the exhaust gas passing through the supercharger, and the exhaust gas of the elevated temperature flows to the SCR reactor. Purification Method.
청구항 4에 있어서, 적어도 상기 SCR 리액터의 촉매 반응 온도와 상기 엔진의 타입을 고려하여 상기 바이패스되는 배기가스의 양을 결정하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화방법.The method of claim 4, wherein the amount of exhaust gas to be bypassed is determined in consideration of at least the catalytic reaction temperature of the SCR reactor and the type of the engine. 청구항 4에 있어서, 상기 SCR 리액터를 나온 배기가스 중의 폐열을 회수하여 이용하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화방법.The method of claim 4, wherein the waste heat in the exhaust gas from the SCR reactor is recovered and used. 청구항 4에 있어서, 상기 SCR 리액터로 들어가기 전의 배기가스를 별도의 히팅 유닛으로 가열하는 것을 특징으로 하는 선박 또는 해양 구조물의 배기가스 정화방법.
The exhaust gas purification method according to claim 4, wherein the exhaust gas before entering the SCR reactor is heated by a separate heating unit.
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