KR20140029715A - Catalytic reduction device for exhaust gas of engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박 엔진의 배기가스 내에 포함된 질소 산화물을 제거하기 위한 촉매 저감장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 엔진 배기라인에 설치되는 SCR 챔버(Chamber)를 하나의 유닛 형태로 배기라인에 착탈시킬 수 있게 하고, 또한 소음기를 SCR 챔버(Chamber)에 통합 설치함으로써, 설치 및 해체가 간편할 뿐 아니라, 배기가스의 BACK PRESSURE를 감소시킬 수 있는 엔진 배기가스 촉매 저감장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a catalyst reducing device for removing nitrogen oxide contained in exhaust gas of a ship engine. More specifically, the SCR chamber (Chamber) installed in the engine exhaust line can be attached to or detached from the exhaust line in the form of a unit. The present invention relates to an engine exhaust catalyst reduction device capable of simplifying installation and disassembly as well as reducing back pressure of exhaust gas by making it possible to install a silencer in an SCR chamber.
일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인 엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 다수의 발전용 엔진 등이 설치되어 운영되고 있다.Generally, ships are equipped with a main engine that drives a propeller to propel a ship, and a number of power generation engines that supply power to various equipment and equipment mounted on the ship.
이러한 선박 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 다수의 부유성 미립자와 질소 산화물인 NOx, 그리고 황산화물인 SOx 등의 유해성 기체상 물질이 포함되어 있다.Exhaust gases emitted after combustion in such ship engines contain a number of suspended particulates, hazardous gaseous substances such as nitrogen oxides NOx, and sulfur oxides SOx.
따라서 엔진의 배기라인에는 매연여과장치(DPF:Diesel Particulate Filter), 선택적 촉매 저감장치(SCR:Selective Catalytic Reduction), 스크러버(Scrubber, SOx 제거) 등을 설치하여 배기가스 내의 유해 성분을 제거하고 있다.Therefore, the exhaust line of the engine is equipped with a diesel particulate filter (DPF), selective catalytic reduction (SCR), and scrubber (Scrubber, SOx removal) to remove harmful components in the exhaust gas.
여기서 선택적 촉매 저감장치인 SCR 챔버(Chamber)는 압출 혹은 금속성 코팅 촉매로 이루어진 것으로서, 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 암모니아(NH3) 또는 우레아(Urea)를 환원제로 이용하여 무해한 질소와 물로 환원시키는 장치이다.Here, the SCR chamber (Chamber), which is a selective catalyst reduction device, is composed of an extrusion or metallic coating catalyst, and reduces nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas to harmless nitrogen and water using ammonia (NH3) or urea (Urea) as a reducing agent. Device.
이하 종래의 SCR 챔버(Chamber)를 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.Hereinafter, a conventional SCR chamber will be briefly described with reference to FIG. 1.
도 1은 종래의 SCR 챔버가 설치된 일반적인 엔진 배기라인의 부분 사시도를 나타낸 것이다.1 is a partial perspective view of a typical engine exhaust line in which a conventional SCR chamber is installed.
도 1에 도시된 SCR 챔버의 촉매 레이어(Layer) 중 하나는 설명의 편의를 위하여 커버가 개방된 상태를 도시한 것이다.One of the catalyst layers (Layer) of the SCR chamber shown in Figure 1 shows a state in which the cover is open for convenience of description.
도시된 바와 같이, SCR 챔버(200)에는 촉매 레이어(Layer)(220)가 일정 간격으로 이격되어 복수로 설치되며, 촉매 레이어(220) 내부에는 많은 개수의 촉매(250)가 설치된다.As illustrated, the
여기서 베기라인(100)에는 촉매(250)가 설치될 수 있도록 커버가 구비된 일정 크기의 공간이 제공된다.Here, the
따라서 작업자는 배기라인(100)에 구비된 커버를 개방하고 상기 공간에 다수의 촉매를 하나씩 삽입시켜 설치하거나 또는 분리하게 되는 것이다.Therefore, the operator opens the cover provided in the
이때 각 촉매(250)에는 배기가스가 통과할 수 있도록 하니콤 타입(honeycomb type)이나 메쉬 타입(mesh type)으로 이루어지는 다수의 개방형 셀(cell)이 길이 방향을 따라 설치되어 있다.At this time, each of the
따라서 배기가스는 상기 셀을 통과하면서 촉매 반응을 하여 질소 산화물이 질소와 물로 환원되어 지는 것이다.Therefore, the exhaust gas is catalytically reacted while passing through the cell, whereby nitrogen oxide is reduced to nitrogen and water.
그러나 상기와 같은 종래의 SCR 챔버는 다음과 같은 문제점들이 있었다. However, such a conventional SCR chamber has the following problems.
첫째, 촉매는 수명(약 2년) 경과시 교체해주어야 하는 데, 선박 엔진의 경우에는 촉매의 크기가 대형일 뿐 아니라, 수십 개의 각 촉매를 하나씩 분리하여 교체해주어야 하기 때문에 작업 공수와 작업 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었고, 둘째, SCR 챔버와 소음기가 함께 설치되는 경우 서로 별도로 설치되어 있기 때문에 선박 내의 공간적인 제약 및 배기가스의 과도한 BACK PRESSURE가 발생하여 엔진 효율을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.
First, catalysts should be replaced at the end of their service life (about 2 years). In the case of marine engines, the catalysts are not only large but also dozens of catalysts must be separated and replaced one by one. Secondly, when the SCR chamber and the silencer are installed together, since they are installed separately from each other, there is a problem in that the space efficiency in the ship and excessive back pressure of the exhaust gas are generated and the engine efficiency is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, SCR 챔버를 다수의 촉매가 수용된 챔버하우징과 이 챔버하우징 양단부에 구비된 사각 플랜지부로 구성함으로써, SCR 챔버를 배기라인에 하나의 유닛(Unit) 형태로 착탈시킬 수 있게 함으로써, 설치 및 해체가 간편하여 유지 보수가 용이하도록 하고, 둘째, 소음기를 SCR 챔버에 통합 설치함으로써, 최소의 공간에 SCR 챔버(Chamber)와 소음기 설치가 가능하며, 배기가스의 BACK PRESSURE를 최소화 할 수 있게 하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to firstly configure the SCR chamber by a chamber housing containing a plurality of catalysts and a rectangular flange provided at both ends of the chamber housing, The unit can be attached to or detached from the exhaust line to simplify the installation and disassembly, thereby simplifying maintenance. Second, by installing the silencer integrated into the SCR chamber, the SCR chamber is installed in the minimum space. And silencer can be installed, and the back pressure of exhaust gas can be minimized.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진 배기가스에 포함된 질소 산화물을 제거할 수 있도록 엔진 배기라인에 SCR 챔버를 구비한 엔진 배기가스 촉매 저감장치에 있어서, 상기 SCR 챔버는 내부에 촉매가 수용되는 일정 크기의 챔버하우징과 상기 챔버하우징의 양단부에 각각 설치되는 플랜지부로 구성하고, 상기 배기라인을 분리하여 상기 플랜지부에 각각 연결시킬 수 있게 함으로써 하나의 유닛 형태로 상기 배기라인에 착탈시킬 수 있도록 구비된다.In order to achieve the above object, the present invention provides an engine exhaust gas catalyst reducing apparatus including an SCR chamber in an engine exhaust line to remove nitrogen oxides contained in an engine exhaust gas, wherein the SCR chamber includes a catalyst contained therein. It consists of a chamber housing of a predetermined size and a flange portion which is respectively provided at both ends of the chamber housing, and by separating the exhaust line to be connected to each of the flange portion to be detachable to the exhaust line in the form of a unit It is provided.
여기서 상기 챔버하우징은 배기가스의 진행 방향에 대해 내부를 다수개의 반응구역으로 분리 구성하고, 상기 반응구역 각각에 상기 촉매가 다수개 수용되어 모듈 단위로 설치될 수 있다.Here, the chamber housing may be configured to separate the inside into a plurality of reaction zones with respect to the traveling direction of the exhaust gas, and the plurality of catalysts may be accommodated in each of the reaction zones and installed in a modular unit.
또한 상기 SCR 챔버는 적어도 2개 이상의 촉매 레이어로 구성되며, 상기 촉매 레이어가 상기 배기라인에 연속적으로 설치되어 2단 이상으로 구비되도록 할 수 있다.In addition, the SCR chamber is composed of at least two catalyst layers, the catalyst layer may be provided in two or more stages are continuously installed in the exhaust line.
또 상기 촉매 레이어 중 최후단의 촉매 레이어에는 소음기가 연속 설치되는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the silencer is continuously installed in the last catalyst layer of the catalyst layer.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 설치 및 해체가 간편하고 또한 유지 보수가 용이하여 비용의 절감은 물론 작업 공수 감소를 통해 작업 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 베기가스의 압력 저하를 감소킬 수 있어 엔진의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, SCR 챔버와 소음기의 콤팩트한 배치가 가능하여 공간 활용성 및 소음저감 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, the present invention is easy to install and dismantle, and also easy to maintain, thereby reducing the cost as well as improving work efficiency and reducing the pressure drop of the waste gas. In addition to improving the efficiency of the engine, the compact arrangement of the SCR chamber and the silencer is possible, which improves space utilization and noise reduction efficiency.
도 1은 종래의 SCR 챔버가 설치된 일반적인 엔진 배기라인의 부분 사시도,
도 2는 본 발명의 엔진 배기가스 촉매 저감장치의 측면도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 본 발명에 구비된 촉매 레이어의 사시도이다.1 is a partial perspective view of a typical engine exhaust line installed with a conventional SCR chamber,
2 is a side view of the engine exhaust gas catalyst reducing device of the present invention;
Fig. 3 is a front view of Fig. 2,
4 is a perspective view of a catalyst layer provided in the present invention.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 엔진 배기가스 촉매 저감장치의 측면도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 정면도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 구비된 촉매 레이어(Layer)의 사시도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a side view of the engine exhaust gas catalyst reducing apparatus of the present invention, Figure 3 shows a front view of Figure 2, Figure 4 shows a perspective view of the catalyst layer (Layer) provided in the present invention.
여기서 도 4는 설명의 편의를 위하여 하나의 촉매가 외부에 노출된 상태를 도시한 것이다. 4 illustrates a state in which one catalyst is exposed to the outside for convenience of description.
도시된 바와 같이, 본 발명의 엔진 배기가스 촉매 저감장치는 엔진의 배기라인(100)상에 SCR 챔버(선택적 촉매 저감장치, Selective Catalytic Reduction)(30)가 설치되며, 이때 SCR 챔버(30)는 배기가스에 포함된 질소 산화물인 NOx를 촉매 반응을 통해 제거하게 된다.As shown, the engine exhaust gas catalyst reduction apparatus of the present invention is provided with an SCR chamber (Selective Catalytic Reduction) 30 on the
여기서 SCR 챔버(30)는 (텅스텐(W) 등의) 압출 및 금속성 코팅 촉매로 이루어진 것으로서, 암모니아(NH3) 또는 우레아(Urea)를 환원제로 이용하여 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 질소와 물로 환원시켜 배출하게 되는 것이다.Here, the
본 발명의 SCR 챔버(30)는 내부에 촉매(70)가 수용되는 일정 크기의 챔버하우징(11)과 챔버하우징(11)의 양단부에 각각 설치되는 플랜지부(15)로 구성된다.The
챔버하우징(11)은 내부에 다수의 촉매(70)가 수용될 수 있도록 일정 공간을 제공하는 것으로서, 배기라인(100)의 형상에 대응되게 사각 덕트 형태로 구비되며, 내부에는 다수의 촉매(70)가 설치된다.The
이때 챔버하우징(11)의 양단부에는 내부에 수용된 촉매(70)를 지지할 수 있도록 메쉬(mesh) 형태의 지지판이 설치될 수 있다.At this time, both ends of the
한편 플랜지부(15)는 챔버하우징(11)의 양단부에 각각 설치되는 것으로서, 배기라인(100)에 연결시킬 수 있도록 챔버하우징(11)의 외주면을 따라 외측 방향으로 일정 높이 돌출되도록 구비된다.On the other hand, the
이때 배기라인(100)에도 SCR 챔버(30)의 플랜지부(15)에 대응되는 플랜지부를 설치함으로써, 배기라인(100) 상에 SCR 챔버(30)를 결합시킬 수 있도록 한다.At this time, by installing a flange portion corresponding to the
여기서 배기라인(100)의 플랜지부와 SCR 챔버(30)의 플랜지부(15)를 서로 밀착시켜 볼트 등을 이용하여 연결시킬 수 있을 것이다.Here, the flange portion of the
따라서 본 발명의 SCR 챔버(30)는 하나의 유닛(Unit) 형태로 배기라인(100)에 착탈시킬 수 있게 됨으로써, 종래와 같이 다수개의 촉매(70)를 하나 하나씩 배기라인(100)에 삽입하여 설치하거나 또는 분리할 필요가 없게 되고, 이로 인해 촉매(70)의 교체작업이 간편할 뿐 아니라 유지 보수 작업이 용이하게 되는 것이다.Therefore, the
한편 촉매(70)는 챔버하우징(11) 내에 다수개가 순차적으로 적재되도록 설치되는 것으로서, 통상적으로 일정 길이의 사각 기둥 형태로 구비되며, 내부에는 배기가스가 통과할 수 있는 다수의 개방형 셀(cell)(75)(도4에 도시함)이 길이 방향을 따라 구비된 것이다.On the other hand, the
여기서 촉매(70)는 하니콤 타입(honeycomb type)이나 메쉬 타입(mesh type) 등으로 다수의 셀(75)을 형성하게 되는 것이다.Here, the
따라서 이러한 사각 기둥 형상의 촉매(70)를 챔버하우징(11) 내에 설치하여 하나의 유닛 형태로 구성함으로써, 종래와 같이 많은 개수의 촉매(70)를 하나 하나씩 개별적으로 분리하지 않고 하나의 유닛 형태로 분리 또는 설치하는 것이 가능하게 되어 다수의 촉매(70)를 일시에 교체할 수 있게 되는 것이다.Therefore, by installing the square pillar-
한편 챔버하우징(11)은 배기가스의 진행 방향에 대해 내부를 다수개의 반응구역으로 분리 구성하고(도4에 도시함), 이 반응구역 각각에 다수의 촉매(70)가 모듈(module)(M1,M2,M3,M4) 형태로 설치되도록 할 수 있다.On the other hand, the
즉 도 4에 도시된 바와 같이, 챔버하우징(11) 내에 다수의 반응구역을 구획하고, 각 반응구역마다 다수의 촉매(70)를 하나의 모듈(M1,M2,M3,M4) 형태로 통합하여 설치되도록 하는 것이다.That is, as shown in Figure 4, by partitioning a plurality of reaction zones in the
또한 챔버하우징(11)과 플랜지부(15)를 반응구역 별로 분리 구성하여 각각의 모듈(M1,M2,M3,M4) 단위로 설치 또는 해체가 가능하도록 할 수도 있을 것이다.In addition, the
따라서 작업자는 다수의 촉매(70)를 각 반응구역 별로 통합하여 모듈(M1,M2,M3,M4) 단위로 설치 또는 분리할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the operator can be installed or separated in units of modules (M1, M2, M3, M4) by integrating a plurality of
한편 본 발명의 엔진 배기가스 촉매 저감장치에 구비된 SCR 챔버(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1촉매 레이어(Layer)(10)와 제2촉매 레이어(Layer)(20)로 구성되어 배기라인(100)에 연속으로 설치함으로써, 2단 이상으로 배치할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the
이때 제1촉매 레이어(10)와 제2촉매 레이어(20)의 각 플랜지부(15)를 볼트 결합하여 연결시키면 될 것이다.In this case, the
또한 제2촉매 레이어(20)의 후단에는 소음기(50)를 연속 설치하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to continuously install the
소음기(50)는 배기가스의 배출과정에서 발생하는 배기 소음을 저감시키기 위한 것으로서, 배기가스의 BACK PRESSURE를 발생시키게 되며, 이로 인해 엔진의 출력 효율을 저하시키는 하나의 요인이 되고 있다.The
본 발명은 제2촉매 레이어(20)에 소음기(50)가 연결되도록 설치함으로써, 공간 활용도를 높일 수 있으며, 또한 배기가스가 SCR 챔버(30)를 통과한 후 바로 소음기(50)로 진입되도록 하여 SCR 챔버(30)에서 1차로 소음이 저하된 배기가스가 소음기(50)로 진입하게 됨으로써, BACK PRESSURE에 대한 소음기(50)의 설계 마진(margin)을 넓게 확보할 수 있게 있게 되는 것이다.The present invention can be installed so that the
따라서 본 발명은 다수의 촉매가 수용된 SCR 챔버(30)를 하나의 유닛(Unit) 형태로 배기라인(100)에 착탈시킬 수 있게 됨으로써, 촉매(70)의 설치 및 해체가 간편하여 촉매(70)의 교체 등을 위한 유지 보수 작업이 용이하게 하게 되고, 또한 소음기(50)를 SCR 챔버(30)에 통합 설치함으로써, 공간 활용도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 소음기(50)에 의한 배기가스의 압력 저하가 감소되도록 하여 엔진 효율 향상 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.Therefore, in the present invention, the
이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 범주 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 제1촉매 레이어
11 : 챔버하우징
15 : 플랜지부 20 : 제2촉매 레이어
30,200 : SCR 챔버
50 : 소음기
70 : 촉매 75,250 : 셀
100 : 배기라인 220 : 촉매 레이어Description of the Related Art [0002]
10: first catalyst layer
11: chamber housing
15
30,200: SCR Chamber
50: silencer
70: catalyst 75,250: cell
100: exhaust line 220: catalyst layer
Claims (4)
상기 SCR 챔버는,
내부에 촉매가 수용되는 일정 크기의 챔버하우징과 상기 챔버하우징의 양단부에 각각 설치되는 플랜지부로 구성하고, 상기 배기라인을 분리하여 상기 플랜지부에 각각 연결시킬 수 있게 함으로써, 하나의 유닛 형태로 상기 배기라인에 착탈시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스 촉매 저감장치.In the engine exhaust catalyst reduction device having an SCR chamber in the engine exhaust line to remove nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas,
The SCR chamber,
It consists of a chamber housing of a predetermined size to accommodate the catalyst therein and a flange portion respectively installed at both ends of the chamber housing, and by separating the exhaust line and connected to each of the flange portion, in the form of a unit Engine exhaust gas catalyst reduction device characterized in that it can be attached to and removed from the exhaust line.
상기 챔버하우징은 배기가스의 진행 방향에 대해 내부를 다수개의 반응구역으로 분리 구성하고, 상기 반응구역 각각에 상기 촉매가 다수개 수용되어 모듈 단위로 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스 촉매 저감장치.The method of claim 1,
The chamber housing is configured to separate the interior into a plurality of reaction zones for the traveling direction of the exhaust gas, and the plurality of catalysts are accommodated in each of the reaction zones so as to install in a modular unit engine exhaust gas catalyst reduction device, characterized in that .
상기 SCR 챔버는 적어도 2개 이상의 촉매 레이어로 구성되며, 상기 촉매 레이어가 상기 배기라인에 연속적으로 설치되어 2단 이상으로 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스 촉매 저감장치.3. The method of claim 2,
The SCR chamber is composed of at least two catalyst layers, the catalyst layer is characterized in that the catalyst layer is continuously installed in the exhaust line to be provided in two or more stages.
상기 촉매 레이어 중 최후단의 촉매 레이어에는 소음기가 연속 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 배기가스 촉매 저감장치.
The method of claim 3,
Engine exhaust gas catalyst reduction device, characterized in that the silencer is continuously installed in the last catalyst layer of the catalyst layer.
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KR20180001304U (en) | 2016-10-27 | 2018-05-08 | 대우조선해양 주식회사 | Silencer with SCR handling |
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- 2012-08-29 KR KR1020120095077A patent/KR20140029715A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |