KR20150037184A - Urea decpmpositin system - Google Patents

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김중호
이창희
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두산엔진주식회사
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a urea decomposition system comprising a urea decomposition chamber in which a fluid having heat energy flows from the front end to the rear end thereof; a urea injecting nozzle for injecting urea inside the urea decomposition chamber; a byproduct suction device which generates ammonia (NH_3) by decomposing urea injected from the urea injecting nozzle with heat energy included in the fluid, and which sucks the deposited byproducts inside the urea decomposition chamber with a vacuum pressure; and a byproduct separation chamber which separates the fluid containing the byproduct, which is sucked by the byproduct suction device, into a solid component and a fluid component to discharge both components.

Description

우레아 분해 시스템{UREA DECPMPOSITIN SYSTEM}[0001] UREA DECPMPOSITIN SYSTEM [0002]

본 발명의 실시예는 우레아 분해 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 환원제로 사용되는 암모니아를 생성하기 위한 우레아 분해 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a urea cracking system, and more particularly, to a urea cracking system for producing ammonia used as a reducing agent to reduce nitrogen oxides contained in an exhaust gas.

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

선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기 가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.The selective catalytic reduction system reacts the nitrogen oxides contained in the exhaust gas with the reducing agent while passing the exhaust gas and the reducing agent together in the reactor equipped with the catalyst, thereby reducing the nitrogen and the water vapor.

선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 우레아(urea)를 직접 분사하여 사용하거나 우레아를 분해시켜 생성된 암모니아(NH3)를 분사하여 사용하고 있다.The selective catalytic reduction system uses urea directly as a reducing agent to reduce nitrogen oxides or by spraying ammonia (NH 3 ) generated by decomposing urea.

일반적으로, 우레아 분해 장치는 우레아 분해 챔버 내부에 우레아를 분사하고, 분사된 우레아를 우레아 분해 챔버 내부의 열에너지를 이용하여 분해함으로써 암모니아를 생성하고 있다.Generally, the urea decomposition apparatus generates urea by injecting urea into the urea decomposition chamber, and decomposing the injected urea by thermal energy inside the urea decomposition chamber.

이와 같이 생성된 암모니아는 배기 가스에 혼합되어 촉매를 거치면서 배기 가스에 함유된 질소산화물과 환원 반응하여 질소산화물을 감소시킨다.The ammonia thus produced is mixed with the exhaust gas and passes through the catalyst to reduce the nitrogen oxides by reducing reaction with the nitrogen oxides contained in the exhaust gas.

그런데 우레아가 분해되는 과정에서 암모니아(NH3)와 함께 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 등과 같은 부산물이 생성된다.In the process of decomposing urea, by-products such as biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline are produced together with ammonia (NH 3 ).

이러한 부산물은 우레아 분해 챔버 내부를 폐색시키거나 압력의 변화를 가져와 불량 발생의 원인이 되고 있다.These byproducts block the inside of the urea decomposition chamber or cause a change in pressure, which is a cause of defects.

이에, 종래의 우레아 분해 시스템은 우레아 분해 챔버 내부에 부산물이 퇴적되면 가동을 중단하고 우레아 분해 챔버를 분해하여 부산물을 제거해야 하는 번거로움이 있었다.Thus, in the conventional urea decomposition system, if byproducts are accumulated in the urea decomposition chamber, the operation is interrupted and the decomposition chamber is decomposed to remove the by-products.

본 발명의 실시예는 우레아가 분해되면서 발생하여 우레아 분해 챔버 내부에 퇴적되는 부산물을 실시간으로 제거할 수 있는 우레아 분해 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a urea decomposition system which can be generated by decomposition of urea and can remove by-products deposited in the urea decomposition chamber in real time.

본 발명의 실시예에 따르면, 우레아 분해 시스템은 열에너지를 갖는 유체가 전단부에서 후단부로 흐르는 우레아 분해 챔버와, 상기 우레아 분해 챔버 내부에 우레아를 분사하는 우레아 분사 노즐과, 상기 우레아 분사 노즐에서 분사된 우레아가 상기 유체가 갖는 열에너지에 의해 분해되어 암모니라(NH3)가 생성되면서 상기 우레아 분해 챔버의 내부에 퇴적된 부산물을 진공압으로 흡입하는 부산물 흡입 장치, 그리고 상기 부산물 흡입부가 흡입한 상기 부산물을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 분리하여 배출하는 부산물 분리 챔버를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a urea decomposition system includes a urea decomposition chamber in which a fluid having thermal energy flows from a front end portion to a rear end portion, a urea injection nozzle for injecting urea into the urea decomposition chamber, A byproduct suction device for sucking by-products deposited in the urea decomposition chamber by vacuum pressure while urea is decomposed by heat energy possessed by the fluid to generate ammonia (NH 3 ), and a byproduct suction device for sucking the by- And a byproduct separation chamber for separating and discharging the fluid including the solid component and the fluid component.

상기 부산물 흡입 장치는 상기 우레아 분해 챔버의 중력 방향 바닥면에 인접하게 위치하고 벤츄리(venturi)부가 형성된 일측과 상기 부산물 분리 챔버와 연결된 타측을 갖는 부산물 흡입관과, 상기 부산물 흡입관의 상기 벤츄리부에 연결되어 상기 부산물을 흡입하기 위한 진공압이 형성되도록 압축 공기를 공급하는 공기 공급관을 포함할 수 있다.Wherein the byproduct suction apparatus includes a byproduct suction pipe having one side formed with a venturi portion and a second side connected to the byproduct separation chamber, which are positioned adjacent to the gravitational direction bottom surface of the urea decomposition chamber and connected to the venturi portion of the byproduct suction pipe, And an air supply pipe for supplying compressed air so that a vacuum pressure for sucking the by-product is formed.

상기 우레아 분사 노즐은 상기 우레아 분해 챔버의 전단부 방향으로 우레아를 분사할 수 있다. 그리고 상기 부산물 흡입관의 일측은 상기 우레아 분사 노즐보다 상대적으로 상기 우레라 분해 챔버의 후단부에 가깝게 설치될 수 있다.The urea injection nozzle can inject urea toward the front end of the urea decomposition chamber. And one side of the byproduct suction pipe may be installed closer to the rear end of the urea decomposition chamber than the urea injection nozzle.

상기 공기 공급관은 상기 우레아 분해 챔버의 내주면을 따라 감기는 열교환부과, 상기 열교환부과 상기 부산물 흡입관의 벤츄리부를 연결하는 공기 전달부를 포함할 수 있다.The air supply pipe may include a heat exchange unit wound around the inner circumferential surface of the urea decomposition chamber and an air delivery unit connecting the heat exchange unit and the venturi unit of the byproduct suction pipe.

상기 공기 공급관의 열교환부는 상기 우레아 분해 챔버의 내주면을 따라 270도 이상 감길 수 있다.The heat exchanger of the air supply pipe may be wound by 270 degrees or more along the inner circumferential surface of the urea decomposition chamber.

상기한 우레아 분해 시스템에서, 상기 부산물 분리 챔버는 선회류를 형성하여 상기 부산물을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 원심 분리할 수 있다.In the urea decomposition system described above, the byproduct separation chamber may form a swirling flow to centrifuge the fluid including the by-product into a solid component and a fluid component.

상기 부산물 분리 챔버는 수평 단면이 원형 또는 타원형인 중공 형상의 챔버 본체와, 상기 챔버 본체의 하부에 설치된 고체 성분 배출구와, 상기 챔버 본체의 상부에 설치된 유체 성분 배출구, 그리고 상기 챔버 본체의 상부에서 상기 챔버 본체의 내측면에 접선 방향으로 형성된 유체 유입구를 포함할 수 있다.Wherein the byproduct separation chamber comprises a hollow chamber body having a circular or elliptical horizontal cross section, a solid component outlet provided at a lower portion of the chamber body, a fluid component outlet provided at an upper portion of the chamber body, And a fluid inlet formed tangentially to the inner surface of the chamber body.

상기 유체 유입구로 유입된 상기 부산물을 포함한 유체는 상기 챔버 본체 내측면을 따라 선회 하강하면서 원심 분리된 고체 성분을 상기 고체 성분 배출구를 통해 배출한 후, 상기 챔버 본체의 중심에서 상승하여 상기 유체 성분 배출구를 통해 배출될 수 있다.The fluid including the byproduct introduced into the fluid inlet flows downward along the inner surface of the chamber body to discharge the centrifuged solid component through the solid component outlet, Lt; / RTI >

상기 부산물을 포함한 유체에서 분리된 고체 성분은 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 중 하나 이상을 포함하는 부산물과, 고형 우레아를 포함할 수 있다. 그리고 상기 부산물을 포함한 유체에서 분리된 유체 성분은 기체 또는 액체 상태의 암모니아와, 공기, 그리고 상기 우레아 분해 챔버 내부를 흐르는 유체를 포함할 수 있다.The solid component isolated from the fluid containing the byproduct may comprise a byproduct comprising at least one of biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline, and a solid urea. have. The fluid component separated from the fluid containing the by-product may include ammonia in a gaseous or liquid state, air, and a fluid flowing inside the urea decomposition chamber.

본 발명의 실시예에 따르면, 우레아 분해 시스템은 우레아가 분해되면서 발생하여 우레아 분해 챔버 내부에 퇴적되는 부산물을 실시간으로 제거할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the urea decomposition system can be generated while decomposing urea, thereby removing by-products deposited in the urea decomposition chamber in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 분해 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 우레아 분해 챔버의 폭 방향 단면도이다.
도 3은 도 1의 우레아 분해 챔버의 길이 방향 요부 단면도이다.
도 4는 도 1의 부산물 흡입관의 단면도이다.
도 5는 도 1의 부산물 분리 챔버의 단면도이다.1 is a perspective view of a urea decomposition system according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view in the width direction of the urea decomposition chamber of Fig.
Figure 3 is a longitudinal section of the urea decomposition chamber of Figure 1;
Fig. 4 is a cross-sectional view of the by-product suction pipe of Fig. 1;
Figure 5 is a cross-sectional view of the byproduct separation chamber of Figure 1;

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, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 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.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. And to the same structure, element or component appearing in more than one drawing, the same reference numerals are used to denote 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 illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 분해 시스템 (101)을 설명한다.Hereinafter, a urea decomposition system 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 분해 시스템(101)은 우레아를 분해하여 배기 가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The urea decomposition system 101 according to an embodiment of the present invention decomposes urea to generate ammonia (NH 3 ) used as a reducing agent for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.

우레아 분해 시스템(101)에서 생성된 암모니아(NH3)는 배기 가스와 혼합되어 촉매를 거치면서 배기 가스의 질소산화물(NOx)과 환원 반응한다. 이때, 촉매는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다.The ammonia (NH 3 ) generated in the urea decomposition system (101) is mixed with the exhaust gas and reacts with the nitrogen oxide (NOx) of the exhaust gas through the catalyst. At this time, the catalyst 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 일 실시예에 따른 우레아 분해 시스템(101)은 우레아 분해 챔버(200), 우레아 분사 노즐(300), 부산물 흡입 장치(500), 및 부산물 분리 챔버(600)를 포함한다.1, a urea decomposition system 101 according to an embodiment of the present invention includes a urea decomposition chamber 200, a urea injection nozzle 300, a byproduct suction apparatus 500, and a byproduct separation chamber 600 ).

또한, 우레아 분해 시스템(101)은 믹서(mixer, 800)를 더 포함할 수 있다.In addition, the urea decomposition system 101 may further include a mixer 800.

우레아 분해 챔버(200)는 우레아(urea, CO(NH2)2)를 분해하여 질소산화물(NOx)을 환원시킬 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The urea decomposition chamber 200 decomposes urea (CO (NH 2 ) 2 ) to produce ammonia (NH 3 ) which is used as a reducing agent for reducing nitrogen oxides (NOx).

본 발명의 일 실시예에서, 우레아 분해 챔버(200)는 열에너지를 갖는 유체가 전단부(201)에서 후단부(209)로 흐른다. 즉, 우레아 분해 챔버(200)의 전단부(201)와 후단부(209)에는 각각 유체가 흐를 수 있도록 개구가 형성된다.In one embodiment of the present invention, the urea decomposition chamber 200 flows from the front end 201 to the rear end 209 with a fluid having thermal energy. That is, an opening is formed in the front end portion 201 and the rear end portion 209 of the urea decomposition chamber 200 so that the fluid can flow.

우레아 분해 챔버(200)를 따라 흐르는 유체는 환원제로 사용되는 암모니아가 혼합될 질소산화물을 함유한 배기 가스일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 질소산화물을 함유한 배기 가스가 아닌 공기 또는 다른 설비에서 배출된 배출 가스가 우레아 분해 챔버(200)를 따라 흐를 수도 있다.The fluid flowing along the urea decomposition chamber 200 may be an exhaust gas containing nitrogen oxide to be mixed with ammonia used as a reducing agent. However, an embodiment of the present invention is not limited thereto, and exhaust gas discharged from air or other equipment other than the exhaust gas containing nitrogen oxide may flow along the urea decomposition chamber 200.

또한, 우레아 분해 챔버(200)를 흐르는 유체는 우레아를 분해시킬 수 있는 열에너지를 갖는다.Further, the fluid flowing in the urea decomposition chamber 200 has heat energy capable of decomposing the urea.

우레아 분사 노즐(300)은 우레아 분해 챔버(200) 내부에 우레아를 분사한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 우레아 분사 노즐(300)은 우레아 분해 챔버(200)의 전단부(201) 방향으로 우레아를 분사한다. 즉, 우레아 분사 노즐(300)은 우레아 분해 챔버(200) 내부에서 유체가 흐르는 방향에 역방향으로 우레아를 분사한다.The urea injection nozzle (300) injects urea into the urea decomposition chamber (200). Specifically, in an embodiment of the present invention, the urea injection nozzle 300 injects the urea toward the front end 201 of the urea decomposition chamber 200. That is, the urea injection nozzle 300 injects urea in a direction opposite to the flow direction of the fluid in the urea decomposition chamber 200.

하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 우레아 분사 노즐(300)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 형태로 설치될 수 있다.However, the embodiment of the present invention is not limited thereto, and the urea injection nozzle 300 may be installed in various forms known to those skilled in the art.

우레아 분사 노즐(300)에서 분사된 우레아가 우레아 분해 챔버(200)의 내부를 흐르는 유체가 갖는 열에너지에 의해 분해되면, 암모니라(NH3)가 생성된다.When the urea injected from the urea injection nozzle 300 is decomposed by the thermal energy of the fluid flowing in the urea decomposition chamber 200, ammonia (NH 3 ) is generated.

이와 같이 생성된 암모니아는 믹서(800)를 통해 우레아 분해 챔버(200)의 내부를 흐르는 유체와 혼합된다.The ammonia thus generated is mixed with the fluid flowing inside the urea decomposition chamber 200 through the mixer 800.

믹서(800)는 우레아 분해 챔버(200)의 후단부(209)와 우레아 분사 노즐(300) 사이에 설치될 수 있다.The mixer 800 may be installed between the rear end 209 of the urea decomposition chamber 200 and the urea injection nozzle 300.

이때, 우레아가 분해되면서 암모니아와 함께, 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 중 하나 이상을 포함하는 부산물이 생성된다.At this time, the urea is decomposed to produce a byproduct comprising ammonia as well as one or more of biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline.

이러한 부산물은 고체 상태로 우레아 분해 챔버(200)의 내부, 특히 우레아 분해 챔버(200)의 중력 방향 바닥면에 퇴적된다.These byproducts are deposited in the solid state in the interior of the urea decomposition chamber 200, particularly in the gravitational direction bottom surface of the urea decomposition chamber 200.

부산물 흡입 장치(500)는 우레아 분해 챔버(200)의 내부에 퇴적된 부산물을 진공압으로 흡입하여 외부로 배출한다. 즉, 부산물 흡입 장치(500)는 부산물을 흡입하여 우레아 분해 챔버(200)에서 제거한다.The byproduct suction apparatus 500 sucks the byproducts accumulated in the urea decomposition chamber 200 by the vacuum pressure and discharges it to the outside. That is, the byproduct suction apparatus 500 sucks the by-product and removes it from the urea decomposition chamber 200.

구체적으로, 부산물 흡입 장치(500)는 부산물 흡입관(400)과 공기 공급관(450)을 포함한다.Specifically, the byproduct suction apparatus 500 includes a by-product suction pipe 400 and an air supply pipe 450.

부산물 흡입관(400)은 우레아 분해 챔버(200)의 중력 방향 바닥면에 인접하게 설치된 일측과 부산물 분리 챔버(600)와 연결된 타측을 갖는다. 또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 부산물 흡입관(400)의 일측에는 벤츄리(venturi)부(415)가 형성된다.The byproduct suction pipe 400 has one side disposed adjacent to the gravity direction bottom surface of the urea decomposition chamber 200 and the other side connected to the byproduct separation chamber 600. 2 and 3, in an embodiment of the present invention, a venturi portion 415 is formed at one side of the by-product suction pipe 400. [

또한, 벤츄리부(415)가 형성된 부산물 흡입관(400)의 일측은 우레아 분사 노즐(300)보다 상대적으로 우레라 분해 챔버(200)의 후단부(209)에 가깝게 설치될 수 있다. 이는 부산물(DP)의 퇴적이 상대적으로 가장 많이 이루어지는 위치에 부산물 흡입관(400)을 설치하기 위함이다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 우레아 분해 챔버(200)의 구조 및 우레아 분사 노즐(300)의 위치, 우레아 분사 노즐(300)의 분사 방향에 따라 부산물 흡입관(400)의 위치는 변경될 수 있다.One side of the byproduct suction pipe 400 in which the venturi portion 415 is formed may be installed closer to the rear end portion 209 of the urea decomposition chamber 200 than the urea injection nozzle 300. This is for installing the by-product suction pipe 400 at a position where the deposition of the by-product DP is relatively largest. However, the present invention is not limited to this, and the position of the by-product suction pipe 400 may be changed according to the structure of the urea decomposition chamber 200, the position of the urea injection nozzle 300, and the injection direction of the urea injection nozzle 300. [ Can be changed.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 우레아 분해 챔버(200)의 내부에서 부산물 흡입관(400)은 유속 저항을 최소화하기 위하여 타원형으로 형성될 수 있으며, 단열 효과를 높이기 위해 내관(401)과 외관(402)을 포함하는 2중 진공관의 형태로 형성될 수 있다.4, the byproduct suction pipe 400 may be formed in an elliptical shape to minimize the flow velocity resistance in the urea decomposition chamber 200, and may have an inner pipe 401 and an outer pipe (not shown) 402 in the form of a double vacuum tube.

공기 공급관(450)은 부산물 흡입관(400)의 벤츄리부(415)에 연결되어 부산물(DP)을 흡입하기 위한 진공압이 형성되도록 압축 공기를 공급한다.The air supply pipe 450 is connected to the venturi portion 415 of the by-product suction pipe 400 to supply compressed air so as to form a vacuum pressure for sucking the by-product DP.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 공기 공급관(450)은, 앞서 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 우레아 분해 챔버(200)의 내주면을 따라 감기는 열교환부(452)과, 열교환부(452)과 부산물 흡입관(400)의 벤츄리부(415)를 연결하는 공기 전달부(455)를 포함할 수 있다.2 and 3, the air supply pipe 450 includes a heat exchange unit 452 wound along the inner peripheral surface of the urea decomposition chamber 200, And an air delivery portion 455 connecting the venturi portion 415 of the byproduct suction pipe 400 and the venturi portion 452 of the byproduct suction pipe 400.

즉, 공기 공급관(450)을 통해 부산물 흡입관(400)의 벤츄리(venturi)부(415)에 공급되는 압축 공기는 열교환부(452)를 거치면서 온도가 상승될 수 있다. 이때, 열교환부(452)는 압축 공기의 온도를 충분히 상승시키기 위해 우레아 분해 챔버(200)의 내주면을 따라 적어도 270도 이상 감길 수 있다. 또한, 열교환부(452)는 필요에 따라 나선형으로 360도 이상 감길수도 있다.That is, the compressed air supplied to the venturi portion 415 of the by-product suction pipe 400 through the air supply pipe 450 can be raised in temperature through the heat exchanging portion 452. At this time, the heat exchanger 452 may be wound at least 270 degrees along the inner circumferential surface of the urea decomposition chamber 200 to sufficiently raise the temperature of the compressed air. In addition, the heat exchanging part 452 may be wound in a helical shape by 360 degrees or more as necessary.

이와 같이, 고온의 압축 공기를 벤츄리부(415)에 공급하여 부산물 흡입관(400)에 진공압을 형성하고, 이 진공압으로 우레아 분해 챔버(200)에 퇴적된 부산물(DP)을 흡입할 수 있다.As described above, the high-temperature compressed air is supplied to the venturi unit 415 to form a vacuum pressure on the by-product suction pipe 400, and the by-product DP deposited in the urea decomposition chamber 200 can be sucked by the vacuum pressure .

벤츄리부(415)와 압축 공기를 이용한 진공압 형성은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 기술로 자세한 원리의 설명은 생략한다.The formation of the vacuum pressure using the venturi unit 415 and compressed air is a technique known to those skilled in the art, and a detailed description of the principle is omitted.

부산물 분리 챔버(600)는 부산물 흡입부(500)가 흡입한 부산물(DP)을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 분리하여 배출한다.The byproduct separation chamber 600 separates and discharges the fluid including the by-product DP taken by the byproduct suction unit 500 into a solid component and a fluid component.

부산물(DP)을 포함한 유체는 부산물(DP) 외에 우레아 분해 챔버(200)의 내부를 흐르던 유체와 공기 공급관(450)을 통해 공급된 압축 공기를 포함할 수 있다.The fluid including the byproduct (DP) may contain, besides the byproduct (DP), the fluid flowing inside the urea decomposition chamber (200) and the compressed air supplied through the air supply pipe (450).

본 발명의 일 실시예에서, 부산물 분리 챔버(600)는 선회류를 형성하여 부산물을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 원심 분리한다.In one embodiment of the present invention, the byproduct separation chamber 600 forms a swirling flow to centrifuge the fluid including the by-product into a solid component and a fluid component.

여기서, 고체 성분은 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 중 하나 이상을 포함하는 부산물과, 고형 우레아를 포함할 수 있다. 또한, 유체 성분은 기체 또는 액체 상태의 암모니아와, 공기, 그리고 우레아 분해 챔버 내부를 흐르는 유체를 포함할 수 있다.Here, the solid component may comprise a by-product comprising at least one of biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline, and solid urea. Further, the fluid component may include ammonia in a gaseous or liquid state, air, and a fluid flowing inside the urea decomposition chamber.

구체적으로, 부산물 분리 챔버(600)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 수평 단면이 원형 또는 타원형인 중공 형상의 챔버 본체(610)와, 챔버 본체(610)의 하부에 설치된 고체 성분 배출구(670)와, 챔버 본체(610)의 상부에 설치된 유체 성분 배출구(680), 그리고 챔버 본체(610)의 상부에서 챔버 본체(610)의 내측면에 접선 방향으로 형성된 유체 유입구(620)를 포함할 수 있다. 또한, 챔버 본체(610)는 하단부로 갈수록 직경이 작아지는 쐐기 형상을 포함할 수 있다.5, the byproduct separation chamber 600 includes a hollow chamber body 610 having a circular or elliptical horizontal section and a solid component outlet port 670 provided at a lower portion of the chamber body 610. [ A fluid component outlet 680 disposed at the top of the chamber body 610 and a fluid inlet 620 formed at the top of the chamber body 610 tangentially to the inner surface of the chamber body 610 have. In addition, the chamber body 610 may include a wedge shape having a smaller diameter toward the lower end.

이와 같은 구조를 갖는 부산물 분리 챔버(600)에서, 부산물을 포함한 유체가 분리되는 동작 과정을 살펴보면, 부산물 분리 챔버(600)의 유체 유입구(620)로 유입된 부산물을 포함한 유체는 챔버 본체(610)의 내측면을 따라 선회 하강하면서 원심 분리된 고체 성분을 고체 성분 배출구(670)를 통해 배출한 후, 챔버 본체(610)의 중심에서 상승하여 유체 성분 배출구(680)를 통해 배출될 수 있다.The fluid containing the byproducts flowing into the fluid inlet 620 of the byproduct separation chamber 600 flows into the chamber body 610 through the fluid inlet 620 of the byproduct separation chamber 600, The centrifugal solid component may be discharged through the solid component outlet 670 and then raised from the center of the chamber body 610 and discharged through the fluid component outlet 680. [

고체 성분 배출구(670)로 배출된 물질은 포집되어 제거되거나 재활용되고, 유체 성분 배출구(680)로 배출된 유체는 여과 장치를 거치면서 암모니아 등과 같은 환경 오염 물질을 여과한 후 외부로 배출된다.The substance discharged to the solid component discharge port 670 is collected, removed or recycled, and the fluid discharged to the fluid component outlet 680 is filtered through the filtering device to remove environmental pollutants such as ammonia and then discharged to the outside.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 분해 시스템(101)은 우레아가 분해되면서 발생하여 우레아 분해 챔버(200) 내부에 퇴적되는 부산물을 실시간으로 제거할 수 있다.With such a structure, the urea decomposition system 101 according to an embodiment of the present invention can remove by-products that are deposited in the urea decomposition chamber 200 in real time as the urea decomposes.

또한, 우레아 분해 챔버(200)로부터 제거한 부산물을 효과적으로 분리하여 처리할 수 있다.In addition, by-products removed from the urea decomposition chamber 200 can be effectively separated and treated.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. 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.It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

101: 우레아 분해 시스템 200: 우레아 분해 챔버
201: 전단부 209: 후단부
300: 우레아 분사 노즐 400: 부산물 흡입관
415: 벤츄리부 450: 공기 공급관
452: 열교환부 455: 공기 전달부
500: 부산물 흡입 장치 600: 부산물 분리 챔버
610: 챔버 본체 620: 유체 유입구
670: 고체 성분 배출구 680: 유체 성분 배출구
800: 믹서101: urea decomposition system 200: urea decomposition chamber
201: front end portion 209: rear end portion
300: Urea injection nozzle 400: Byproduct suction pipe
415: Venturi unit 450: Air supply pipe
452: heat exchanger 455:
500: Byproduct suction device 600: Byproduct separation chamber
610: chamber body 620: fluid inlet
670: Solid component outlet 680: Fluid component outlet
800: Mixer

Claims (9)

열에너지를 갖는 유체가 전단부에서 후단부로 흐르는 우레아 분해 챔버;
상기 우레아 분해 챔버 내부에 우레아를 분사하는 우레아 분사 노즐;
상기 우레아 분사 노즐에서 분사된 우레아가 상기 유체가 갖는 열에너지에 의해 분해되어 암모니라(NH3)가 생성되면서 상기 우레아 분해 챔버의 내부에 퇴적된 부산물을 진공압으로 흡입하는 부산물 흡입 장치; 및
상기 부산물 흡입부가 흡입한 상기 부산물을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 분리하여 배출하는 부산물 분리 챔버
를 포함하는 우레아 분해 시스템.A urea decomposition chamber in which a fluid having thermal energy flows from the front end portion to the rear end portion;
A urea injection nozzle for injecting urea into the urea decomposition chamber;
A byproduct suction device for sucking by-products deposited in the urea decomposition chamber by vacuum pressure while urea injected from the urea injection nozzle is decomposed by thermal energy of the fluid to generate ammonia (NH 3 ); And
A byproduct separation chamber for separating and discharging the fluid including the by-product sucked into the by-product suction unit into a solid component and a fluid component,
≪ / RTI > 제1항에서,
상기 부산물 흡입 장치는,
상기 우레아 분해 챔버의 중력 방향 바닥면에 인접하게 위치하고 벤츄리(venturi)부가 형성된 일측과 상기 부산물 분리 챔버와 연결된 타측을 갖는 부산물 흡입관과;
상기 부산물 흡입관의 상기 벤츄리부에 연결되어 상기 부산물을 흡입하기 위한 진공압이 형성되도록 압축 공기를 공급하는 공기 공급관
을 포함하는 우레아 분해 시스템.The method of claim 1,
The by-product suction device includes:
A byproduct suction pipe positioned adjacent to the gravity direction bottom surface of the urea decomposition chamber and having one side formed with a venturi portion and the other side connected to the byproduct separation chamber;
An air supply pipe connected to the venturi portion of the by-product suction pipe to supply compressed air so as to form a vacuum pressure for sucking the by-
≪ / RTI > 제2항에서,
상기 우레아 분사 노즐은 상기 우레아 분해 챔버의 전단부 방향으로 우레아를 분사하며,
상기 부산물 흡입관의 일측은 상기 우레아 분사 노즐보다 상대적으로 상기 우레라 분해 챔버의 후단부에 가깝게 설치된 우레아 분해 시스템.3. The method of claim 2,
The urea injection nozzle injects urea toward the front end of the urea decomposition chamber,
Wherein one side of the byproduct suction pipe is disposed closer to the rear end of the urea decomposition chamber relative to the urea injection nozzle. 제2항에서,
상기 공기 공급관은 상기 우레아 분해 챔버의 내주면을 따라 감기는 열교환부과, 상기 열교환부과 상기 부산물 흡입관의 벤츄리부를 연결하는 공기 전달부를 포함하는 우레아 분해 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the air supply pipe includes a heat exchange unit wound around the inner circumferential surface of the urea decomposition chamber and an air transfer unit connecting the heat exchange unit and the venturi unit of the byproduct suction pipe. 제4항에서,
상기 공기 공급관의 열교환부는 상기 우레아 분해 챔버의 내주면을 따라 270도 이상 감기는 우레아 분해 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the heat exchanger of the air supply pipe is wound 270 degrees or more along the inner circumferential surface of the urea decomposition chamber. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 부산물 분리 챔버는 선회류를 형성하여 상기 부산물을 포함한 유체를 고체 성분과 유체 성분으로 원심 분리하는 우레아 분해 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the byproduct separation chamber forms a swirling flow and centrifuges the fluid including the by-product into a solid component and a fluid component. 제6항에서,
상기 부산물 분리 챔버는,
수평 단면이 원형 또는 타원형인 중공 형상의 챔버 본체와;
상기 챔버 본체의 하부에 설치된 고체 성분 배출구와;
상기 챔버 본체의 상부에 설치된 유체 성분 배출구; 그리고
상기 챔버 본체의 상부에서 상기 챔버 본체의 내측면에 접선 방향으로 형성된 유체 유입구
를 포함하는 우레아 분해 시스템.The method of claim 6,
The byproduct separation chamber includes:
A hollow chamber body having a circular or elliptical horizontal section;
A solid component outlet provided at a lower portion of the chamber body;
A fluid component outlet provided at an upper portion of the chamber body; And
A fluid inlet formed tangentially to the inner surface of the chamber body at an upper portion of the chamber body,
≪ / RTI > 제7항에서,
상기 유체 유입구로 유입된 상기 부산물을 포함한 유체는 상기 챔버 본체 내측면을 따라 선회 하강하면서 원심 분리된 고체 성분을 상기 고체 성분 배출구를 통해 배출한 후 상기 챔버 본체의 중심에서 상승하여 상기 유체 성분 배출구를 통해 배출되는 우레아 분해 시스템.8. The method of claim 7,
The fluid containing the byproducts flowing into the fluid inlet flows downward along the inner surface of the chamber body, discharges the centrifuged solid component through the solid component outlet, and then rises from the center of the chamber body, ≪ / RTI > 제6항에서,
상기 부산물을 포함한 유체에서 분리된 고체 성분은 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 중 하나 이상을 포함하는 부산물과, 고형 우레아를 포함하며,
상기 부산물을 포함한 유체에서 분리된 유체 성분은 기체 또는 액체 상태의 암모니아와, 공기, 그리고 상기 우레아 분해 챔버 내부를 흐르는 유체를 포함하는 우레아 분해 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the solid component separated from the fluid containing the byproduct comprises a byproduct comprising at least one of biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline, and a solid urea,
Wherein the fluid component separated from the fluid including the byproduct includes ammonia in a gaseous or liquid state, air, and a fluid flowing inside the urea decomposition chamber.
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KR20210025373A (en) * 2019-08-27 2021-03-09 세메스 주식회사 Apparatus for manufacturing integrated circuit

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