KR20160102663A - SCR System Using Reductant Powder - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an SCR system using reductant powder which can increase space usage by being able to miniaturizing a device, and can increase exhaust gas treatment efficiency by being able to dissolve a reductant easily. The SCR system of the present invention includes: a storage tank (100) storing the reductant powder; an ejector (130) comprised to supply the reductant powder from the storage tank (100); and an eductor (150) which is comprised in a mixing unit (140) connected to a front of an SCR chamber (160) while an exhaust gas discharged from an engine passes through, so that the reductant powder supplied through the ejector (130) is dissolved and sprayed.

Description

환원제 분말을 이용한 SCR 시스템{SCR System Using Reductant Powder}SCR System Using Reductant Powder {SCR System Using Reductant Powder}

본 발명은 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환원제 분말을 배기가스와 혼합하여 신속하게 분해된 상태로 SCR 챔버내로 공급되도록 함으로써, 장치를 소형화가 가능하여 공간 활용도를 높이고, 환원제의 분해가 용이하여 배기가스 처리 효율이 증대될 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to an SCR system using a reducing agent powder, and more particularly, to a method of reducing the amount of a reducing agent by mixing a reducing agent powder with an exhaust gas and supplying the reduced amount to the SCR chamber in a rapidly decomposed state, So that the exhaust gas treatment efficiency can be increased.

선박에 사용되는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물은 국제연합(UN)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.Among the exhaust gases emitted from diesel engines used in ships, nitrogen oxides are representative air pollutants that are subject to emission regulation from the International Maritime Organization (IMO), an affiliated organization of the United Nations (UN).

이러한 질소 산화물을 제거하기 위해 통상 선박용 디젤엔진에는 SCR 시스템을 설치하는데, 이러한 SCR 시스템에서는 SCR 챔버안으로 유입되는 배기 가스에 환원제인 우레아를 무화시켜 분사노즐을 통해 분사,주입함으로써, SCR 챔버 내부에 구비된 촉매에 의해 배기 가스의 질소산화물을 질소와 물로 환원시켜서 제거하도록 한다.In order to remove such nitrogen oxides, an SCR system is usually installed in a marine diesel engine. In this SCR system, urea, which is a reducing agent, is atomized into exhaust gas flowing into an SCR chamber and injected and injected through an injection nozzle. And the nitrogen oxide of the exhaust gas is reduced to nitrogen and water by the catalyst.

종래의 SCR 시스템에서는 반응기에 유입되는 배기 가스에 환원제를 주입하는 경우에, 탱크에 저장된 수용액 형태의 환원제인 우레아를 우레아 공급장치에 의해 무화시켜서 주입한다.In the conventional SCR system, when the reducing agent is injected into the exhaust gas flowing into the reactor, the urea, which is a reducing agent in the form of an aqueous solution stored in the tank, is atomized by the urea supply device and injected.

이와 같은 우레아 공급장치는 탱크에 저장된 수용액 형태의 우레아를 펌프에 의해 펌핑하여 공급함으로써 배기가스와 혼합하는데, 도면을 통해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Such a urea supply device is a device for pumping urea in the form of an aqueous solution stored in a tank by a pump to mix with the exhaust gas, which will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 종래의 우레아 공급장치를 나타낸 개략도로서, 우레아 수용액을 저장하는 저장탱크(10)와, 이 저장탱크(10)로부터 우레아 수용액을 펌핑하는 펌프(20)와, 우레아 수용액을 SCR 챔버(30)안에 공급하여 분사되도록 SCR 챔버(30)에 연결되는 증발기(40)안에 구비되는 분사노즐(50)을 포함한 구조를 가진다.FIG. 1 is a schematic view showing a conventional urea supply device, which comprises a storage tank 10 for storing an aqueous urea solution, a pump 20 for pumping an aqueous urea solution from the storage tank 10, And an injection nozzle 50 provided in the evaporator 40 connected to the SCR chamber 30 so as to be supplied into the SCR chamber 30. [

상기 환원제인 우레아 수용액은 펌프(20)에 의해 분사노즐(50)로 공급되는데, 압축공기 공급라인(60)이 펌프(20)와 연결되어서 펌프(20)에 의해 펌핑되는 우레아 수용액과 합해진 다음, 분사노즐(50)을 통해 증발기(40)의 내부에 분사되어서 엔진으로부터 배출되는 배기가스와 혼합되어 SCR 챔버(30)의 내부를 통과하면서 배기가스내의 질소산화물을 분해하여 처리하게 된다. The urea aqueous solution as the reducing agent is supplied to the injection nozzle 50 by the pump 20 so that the compressed air supply line 60 is connected to the pump 20 and combined with the urea aqueous solution pumped by the pump 20, Is injected into the evaporator (40) through the injection nozzle (50), mixed with the exhaust gas discharged from the engine, passes through the inside of the SCR chamber (30) and decomposes and treats nitrogen oxides in the exhaust gas.

그런데, 종래의 우레아 공급장치는, 환원제로서 우레아 수용액을 사용하는데, 우레아 수용액으로부터 암모니아 가스를 분리, 추출하기 위해서는 열분해 및 가수분해 과정이 필요하다. However, in the conventional urea feeder, a urea aqueous solution is used as a reducing agent, and pyrolysis and hydrolysis are necessary for separating and extracting the ammonia gas from the urea aqueous solution.

이러한 우레아 수용액의 열분해 및 가수분해를 위한 에너지원으로는 엔진의 배기가스의 열과 운동에너지가 이용하는데, 우레아 수용액의 열분해 및 가수분해를 단시간에 이루기 위해서 분사노즐을 통해 고압의 우레아 수용액을 분사하면, 직경 300㎛ 이하의 미세액적(droplet)으로 분사되며, 액적의 직경이 작을 수록 단시간에 열분해((NH2)2CO→HNCO+NH3)되고, 열분해된 HNCO는 수분(H2O)과 반응하여 NH3 가스와 CO2 가스로 가수분해(HNCO+H2O→NH3+CO2)된다. The heat and kinetic energy of the exhaust gas of the engine is used as an energy source for pyrolysis and hydrolysis of the urea aqueous solution. When a high-pressure urea aqueous solution is injected through the injection nozzle to achieve pyrolysis and hydrolysis of the urea aqueous solution in a short time, ((NH 2 ) 2 CO → HNCO + NH 3 ) in a short time as the diameter of the droplet is small, and the pyrolyzed HNCO is sprayed with water (H 2 O) and water (HNCO + H 2 O → NH 3 + CO 2 ) with NH 3 gas and CO 2 gas.

또한, 우레아 분해시간을 더 단축하기 수용액 분사노즐 후단에 믹서(mixer)를 설치, 난류도를 증가시켜 배기가스와 수용액 액적과의 혼합도를 증가시키고 있으며, 믹서가 설치되는 구간에 증발기(Vaporizer) 즉, 배기관(70)의 직경보다 큰 직경의 파이프를 설치, 배기가스 유속을 감소시킴으로써 액적과 혼합된 배기가스의 열분해 및 가수분해를 위한 체류시간을 확보하고 있으며, 선박용 대형엔진의 경우 증발기 길이는 약 1 ~ 7m에 달하고 있다. Further, a mixer is installed at the downstream of the nozzle for reducing the urea decomposition time to increase the turbulence degree to increase the degree of mixing of the exhaust gas and the aqueous solution droplet. In the section where the mixer is installed, a vaporizer (vaporizer) That is, a pipe having a diameter larger than the diameter of the exhaust pipe 70 is provided to reduce the exhaust gas flow rate, thereby securing the residence time for thermal decomposition and hydrolysis of the exhaust gas mixed with the droplet. In the case of a large- It is about 1 ~ 7m.

특히, 분해반응을 위한 체류시간 확보를 위해 설치되는 증발기 길이는 액적의 직경과 관계되며, 분사 액적의 직경이 증발기 설계의 주요 변수이다. In particular, the length of the evaporator installed to maintain the residence time for the decomposition reaction is related to the diameter of the droplet, and the diameter of the droplet is the main variable in the design of the evaporator.

엔진의 배기가스 대기 오염 물질인 NOx를 제거하기 위해 장착되는 SCR 시스템의 소형화를 위해서는 기존 우레아 수용액을 이용 환원제 공급장치의 소형화가 필요하다. In order to reduce the size of the SCR system installed to remove NOx which is an exhaust air pollutant of the engine, it is necessary to downsize the reducing agent supplying apparatus using the existing urea aqueous solution.

그러나, 종래의 환원제인 우레아는 저온의 수용액 상태로 분사노즐(50)을 통해 분사되는데, 분해를 위한 소정의 온도 즉, 최소 섭씨 193도 이상의 고온이 필요하며, 실제로는 300도 이상에서 분사된다. However, the urea, which is a conventional reducing agent, is injected through the injection nozzle 50 in the form of a low-temperature aqueous solution, which requires a predetermined temperature for decomposition, that is, a high temperature of at least 193 degrees Celsius.

따라서, 배기관(70)을 통해 엔진으로부터 발생되는 배기가스가 통과할 때, 우레아가 분사되는 증발기(40)에서 유속이 감소되도록 함으로써, 우레아의 분해가 이루어지도록 할 수 밖에 없어 증발기가 필수적으로 필요하였다.Therefore, when the exhaust gas generated from the engine passes through the exhaust pipe 70, the flow rate is reduced in the evaporator 40 in which the urea is injected, so that the decomposition of the urea can not be achieved, and an evaporator is essentially required .

따라서, 선박 엔진과 같이 대형 엔진인 경우에는 그 만큼 증발기의 사이즈도 커질 수 밖에 없어 공간을 많이 차지하게 되고, 그 만큼 비용도 상승하는 요인이 되는 문제점이 있는 것이다. Therefore, in the case of a large engine such as a marine engine, the size of the evaporator must be increased correspondingly, so that a large amount of space is occupied and the cost is increased.

또한, 우레아 수용액은 분해 과정에서 발생되는 부산물(biuret, cyanuric acid, melamine)로 인해 분사노즐이 막히는 등의 문제점이 발생하기 때문에, 이러한 부산물을 제거하기 위해서, 반드시 플러싱 장치(flushing system)를 추가해야 하고, 플러싱 장치를 자주 사용해야 하므로, 그 만큼 관리 비용이 증가하는 등의 문제점이 있다.In addition, since the urea aqueous solution causes problems such as clogging of the injection nozzle due to byproducts (biuret, cyanuric acid, melamine) generated in the decomposition process, it is necessary to add a flushing system to remove such by- And the flushing device must be frequently used, so that there is a problem that the management cost increases accordingly.

또한, 부산물의 분해 촉진을 위하여 별도의 가수분해 촉매를 SCR 시스템에 설치하기도 하며, 추가의 열원(버너 등)에 의해 가열하여 암모니아로 분해시켜 공급하기도 하였다.
Further, a separate hydrolysis catalyst may be installed in the SCR system to accelerate the decomposition of the by-product, and the catalyst may be decomposed into ammonia by heating with an additional heat source (such as a burner).

대한민국 등록특허 제 10-1048658호(공고일 : 2011.07.06)Korean Patent No. 10-1048658 (Published on July 6, 2011)

이에 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래보다 낮은 온도에서 분해가 가능한 환원제 분말을 이용하여 환원제를 공급하여 배기가스를 신속하게 처리할 수 있고, 장치의 소형화가 가능하여 저렴한 비용으로 설치할 수 있도록 한 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for reducing exhaust gas by supplying a reducing agent using a reducing agent powder capable of decomposing at a lower temperature than the conventional method, The present invention provides an SCR system using a reducing agent powder that can be installed at a low cost because the apparatus can be downsized.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 환원제 분말을 저장하는 저장탱크와; 상기 저장탱크로부터 환원제 분말을 공급하도록 구비되는 이젝터와; 상기 이젝터를 통해 공급되는 환원제 분말이 분해되어 분사되도록, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 통과되면서 SCR 챔버의 전단에 연결되는 믹싱유닛)의 내부에 갖추어지는 이덕터를 포함하는 것이다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a storage tank for storing a reducing agent powder; An ejector provided to supply a reducing agent powder from the storage tank; A mixing unit which is connected to the front end of the SCR chamber while passing exhaust gas discharged from the engine so that the reducing agent powder supplied through the ejector is decomposed and injected.

또한, 상기 이젝터는, 본체부와, 이 본체부의 내부 길이방향을 따라 압축공기가 통과되도록 형성되는 압축공기 통과로와, 본체부의 한쪽 측면에서 환원제 분말이 공급되어 상기 압축공기 통과로를 통과하는 압축공기에 의해 이동하도록 하는 공급관을 포함하는 것이다. The ejector includes a main body, a compressed air passage formed so as to allow the compressed air to pass along the inner longitudinal direction of the main body, and a pressurized air passage through which the reducing agent powder is supplied from one side of the main body, And a supply pipe for allowing the air to move.

또한, 상기 환원제 분말은 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate) 또는 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate)로 이루어지는 것이다. In addition, the reducing agent powder is composed of ammonium carbonate or ammonium carbamate.

또한, 상기 믹싱유닛은 배기가스가 통과되도록 하는 배기관과 연결되는 배관으로 이루어지고, 상기 배관은 배기관과 동일한 직경으로 연결되는 것이다. The mixing unit includes a pipe connected to an exhaust pipe through which exhaust gas is allowed to pass, and the pipe is connected with the same diameter as the exhaust pipe.

또한, 상기 이덕터는, 환원제 분말이 공급되는 공급라인과 연결되는 연결관과, 이 연결관과 연결되면서 환원제가 분사되도록 하는 분사관과, 상기 연결관의 원주방향으로 배기가스가 흡입되어 분사관을 통과하도록 하는 흡입구를 포함하는 것이다. The eductor may further include a connection pipe connected to a supply line through which the reducing agent powder is supplied, a spray pipe connected to the connection pipe to spray the reducing agent, and an exhaust gas sucked in the circumferential direction of the connection pipe, And a suction port for allowing the air to pass therethrough.

또한, 상기 분사관의 내부에는 하나 이상의 믹서가 갖추어지는 구조이다.
In addition, at least one mixer is provided inside the injection pipe.

이와 같이, 본 발명은 환원제 분말을 이용하여 공급하므로, 종래의 우레아 수용액에 비해 저장탱크의 크기를 50% 이상 소형화가 가능하여 협소한 선박 SCR 시스템에 적용 가능하다.As described above, since the present invention is provided by using the reducing agent powder, the size of the storage tank can be reduced by 50% or more as compared with the conventional urea aqueous solution, and the present invention can be applied to a narrow vessel SCR system.

또한, 환원제 분말을 직접 배관의 내부에 공급 및 분사되도록 하므로, 종래의 우레아 수용액을 제조하는 전처리 과정을 생략할 수 있고, 그에 따라 공정 비용을 줄일 수 있는 것이다. In addition, since the reducing agent powder is directly supplied and injected into the piping, it is possible to omit the pretreatment process for manufacturing the conventional urea aqueous solution, thereby reducing the processing cost.

또한, 본 발명은 환원제 분말의 분해온도가 낮아 신속하게 분해될 수 있어, 저온(섭씨 250도 이하) SCR 시스템에도 적용가능하며, 대용량 분말 저장탱크를 적용할 수 있고, 종래의 우레아 수용액 대비 암모니아 가스 발생량이 더 많아질 수 있다.Further, since the decomposition temperature of the reducing agent powder is low and the decomposition temperature of the reducing agent powder is low, the present invention can be applied to a SCR system at a low temperature (250 DEG C or less), and a large-capacity powder storage tank can be applied. The amount of generated electricity can be increased.

또한, 본 발명은 환원제 분말이 분해온도가 낮으므로, 쉽게 분해될 수 있어 믹싱유닛 및 믹서의 크기를 소형화할 수 있다.In addition, since the reducing agent powder has a low decomposition temperature, it can be easily decomposed and the size of the mixing unit and the mixer can be reduced.

또한, 본 발명은 분사되는 환원제로부터 부산물이 생성되지 않아 공급라인, 믹싱유닛, 이덕터 등에 부산물에 의한 막힘현상이 발생하지 않는다.
In addition, since by-products are not generated from the reducing agent to be sprayed, clogging due to by-products does not occur in the supply line, the mixing unit, and the eductor.

도 1은 종래의 SCR 시스템의 환원제 공급장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SCR 시스템의 환원제 분말 공급장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SCR 시스템의 환원제 분말 공급장치의 이젝터 및 이덕터의 결합관계를 나타낸 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SCR 시스템의 환원제 분말 공급장치의 이덕터의 사시도이다.
도 5는 도 4의 단면 사시도이다. 1 is a schematic view showing a reducing agent supply apparatus of a conventional SCR system.
FIG. 2 is a schematic view showing a reducing agent powder feeder of an SCR system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling relationship between the ejector and the eductor of the reducing agent powder feeder of the SCR system according to the embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of an eductor of a reducing agent powder feeder of an SCR system according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional perspective view of Fig.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SCR 시스템의 환원제 분말 공급장치를 도시한 개략도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 환원제 분말을 저장하는 저장탱크(100)와, 이 저장탱크(100)로부터 환원제 분말을 공급하도록 하는 공급라인(101)과 연결되는 진공 컨베이어(110)와, 이 진공 컨베이어(110)와 연결되어서 진공 컨베이어(110)를 통해 저장탱크(100)안의 환원제 분말을 이송받는 피더(feeder)(120)와, 이 피더(120)로부터 환원제 분말을 공급받는 이젝터(130)와, 이 이젝터(130)와 공급라인(102)을 통해 연결되어 공급되는 환원제 분말을 분사하도록 배기가스가 통과되는 믹싱유닛(140)의 내부에 갖추어지는 이덕터(eductor)(150)를 포함한 구조이다. FIG. 2 is a schematic view showing a reducing agent powder supplying apparatus of an SCR system according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the apparatus includes a storage tank 100 storing a reducing agent powder, A vacuum conveyor 110 connected to a supply line 101 for supplying a reducing agent powder and a feeder connected to the vacuum conveyor 110 to feed a reducing agent powder in the storage tank 100 through a vacuum conveyor 110 an ejector 130 for receiving a reducing agent powder from the feeder 120 and an ejector 130 connected to the ejector 130 via a supply line 102. The exhaust gas passes through the feeder 102, And an eductor (150) provided inside the mixing unit (140).

상기 환원제 분말은 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate) 또는 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate)를 사용한다. The reducing agent powder may be ammonium carbonate or ammonium carbamate.

또한, 상기 저장탱크(100)는 단열재(103)로 처리되고, 상부에는 충전캡(104), 온도 게이지(105), 압력 게이지(106), 안전밸브(107) 등이 갖추어진다. The storage tank 100 is treated with a heat insulating material 103 and a charging cap 104, a temperature gauge 105, a pressure gauge 106, a safety valve 107 and the like are provided on the upper part.

상기 공급라인(101)(102)상에는 각각 개폐밸브(101a)(102a)가 갖추어진다. On the supply lines 101 and 102, on / off valves 101a and 102a are provided, respectively.

또한, 진공 컨베이어(110)와 피더(120) 사이의 공급라인(111)상에는 개폐밸브(111a)가 마련된다. On the supply line 111 between the vacuum conveyor 110 and the feeder 120, an on-off valve 111a is provided.

또한, 피더(120)와 이젝터(130) 사이에 연결되는 공급라인(121)은 막힘을 해소하기 위한 플러싱 에어(flushing air)를 공급할 수 있도록 플러싱 에어 공급라인(122)과 개폐밸브(122a)가 갖추어질 수 있다. The supply line 121 connected between the feeder 120 and the ejector 130 is provided with a flushing air supply line 122 and an on-off valve 122a so as to supply flushing air for eliminating clogging Can be equipped.

상기 플러싱 에어 공급라인(122)은 슈트(123)와 연결되어서 플러싱 에어를 슈트(123)를 거쳐서 공급라인(121)으로 공급하여 막힘 현상을 해소한다. The flushing air supply line 122 is connected to the chute 123 to supply the flushing air to the supply line 121 via the chute 123 to eliminate clogging.

상기 진공 컨베이어(110)는 환원제 분말을 받는 호퍼(110a)와, 이 호퍼(110a)의 상부에 블로워 모터(110b)를 구비하여, 외부 공기를 흡입하여 저장탱크(100)안의 환원제 분말을 피더(120)로 이송시키고, 피더(120)에서는 진공 컨베이어(110)로부터 이송된 환원제 분말을 받는 호퍼(120a)와, 환원제 분말이 잘 혼합되도록 교반해주는 교반기와, 이 교반기의 하부에 맞물려서 환원제 분말을 하부로 이송시키는 한쌍의 이송기어가 마련되며, 이 피더(120)로부터 슈트(123)(chute)를 거쳐서 이젝터(130)로 환원제 분말을 공급라인(121)을 통해 이송시키는데, 이젝터(130)에서 압축공기를 통해 환원제 분말을 이덕터(150)쪽으로 압송하여 분사되도록 한다. The vacuum conveyor 110 includes a hopper 110a for receiving a reducing agent powder and a blower motor 110b at an upper portion of the hopper 110a to suck external air to feed the reducing agent powder in the storage tank 100 to a feeder A hopper 120a for feeding the reducing agent powder transferred from the vacuum conveyor 110 to the feeder 120 and an agitator for agitating the reducing agent powder so as to be well mixed with each other, And feeds the reducing agent powder to the ejector 130 through the feed line 121 from the feeder 120 through the chute 123. The ejector 130 compresses And the reducing agent powder is fed through the air to the eductor 150 for spraying.

이러한 진공 컨베이어(110)와 피더(120)는 공지의 장치로서 구체적인 구조 및 동작설명은 생략한다. The vacuum conveyor 110 and the feeder 120 are known devices, and detailed description of the structure and operation thereof is omitted.

또한, 이젝터(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 본체부(131)와, 이 본체부(131)의 내부 길이방향을 따라 압축공기가 통과되도록 형성되는 압축공기 통과로(132)와, 본체부(131)의 한쪽 측면에서 환원제 분말이 공급되어 상기 압축공기 통과로(132)를 통과하는 압축공기에 의해 이동하도록 하는 공급관(133)을 포함한 구조이다.3, the ejector 130 includes a main body 131, a compressed air passage 132 formed to allow compressed air to pass along the inner longitudinal direction of the main body 131, And a supply pipe 133 for supplying the reducing agent powder from one side of the main body 131 and moving the compressed air passing through the compressed air passage 132.

상기 이젝터(130)에는 레귤레이터(134)가 연결되어서 환원제 분말이 공압에 의해 일정하게 제어되면서 이젝터(130)로 흡입되도록 한다. A regulator 134 is connected to the ejector 130 to allow the reducing agent powder to be sucked into the ejector 130 while being constantly controlled by pneumatic pressure.

또한, 상기 믹싱유닛(140)은 SCR 챔버(160)와 연결되어서 분사된 환원제 분말과 배기가스가 혼합되어 통과되도록 함으로써 배기가스의 처리가 이루어지도록 한다.In addition, the mixing unit 140 is connected to the SCR chamber 160 to mix the exhausted reducing agent powder and the exhaust gas, thereby allowing the exhaust gas to be processed.

또한, 상기 믹싱유닛(140)은 엔진(도시되지 않음)의 구동으로 발생되는 배기가스가 통과되도록 하는 배기관(161)과 연결되는 배관(141)으로 형성된다.The mixing unit 140 is formed of a pipe 141 connected to an exhaust pipe 161 through which exhaust gas generated by the driving of an engine (not shown) is allowed to pass.

상기 배관(141)은 종래의 증발기와 달리 배기관(161)과 동일한 직경으로 연결된다.Unlike the conventional evaporator, the pipe 141 is connected with the same diameter as the exhaust pipe 161.

또한, 상기 이덕터(150)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이젝터(130)로부터 환원제 분말이 공급되도록 구비되는 공급라인(102)과 연결되는 연결관(151)과, 이 연결관(151)과 연결되면서 환원제가 분사되도록 하는 분사관(152)을 포함한다.4 and 5, the eductor 150 includes a connection pipe 151 connected to a supply line 102 provided to supply a reducing agent powder from the ejector 130, And a spraying pipe 152 connected to the discharge pipe 151 for spraying the reducing agent.

또한, 상기 분사관(152)의 내부에는 하나 이상의 믹서(153)가 갖추어지는데, 상기 믹서(153)는 여러가지 형태로 구비될 수 있다. In addition, at least one mixer 153 is provided in the injection pipe 152, and the mixer 153 may be provided in various forms.

본 발명의 실시 예에 있어서, 믹서(153)는 원형을 이루면서 분사관(152)의 내주면에 고정되는 프레임(153a)과, 이 프레임(153a)의 원주방향을 따라 간격을 두고 복수 구비되는 블레이드(153b)를 포함한다. In the embodiment of the present invention, the mixer 153 includes a frame 153a having a circular shape and fixed to the inner circumferential surface of the jetting pipe 152, and a plurality of blades (not shown) spaced apart along the circumferential direction of the frame 153a 153b.

또한, 상기 연결관(151)의 원주방향으로는 배기가스가 흡입되어 분사관(152)을 통과하도록 하는 흡입구(154)가 형성된다. In addition, a suction port 154 is formed in the circumferential direction of the connection pipe 151 so that the exhaust gas is sucked to pass through the spray pipe 152.

따라서, 상기 공급라인(102)을 통해 공급되는 환원제 분말이 이덕터(150)의 내부를 통과하는 경우, 엔진으로부터 발생되는 배기가스가 배기관(161)을 지나서 믹싱유닛(140)의 배관(141)안으로 유입되면, 이덕터(150)의 연결관(151)을 지나서 분사관(152)의 내부로 환원제 분말이 공급됨과 동시에, 유입된 배기가스가 흡입구(154)를 통해 분사관(152)안으로 공급되어 환원제 분말과 혼합된다.Therefore, when the reducing agent powder supplied through the supply line 102 passes through the inside of the eductor 150, the exhaust gas generated from the engine flows through the exhaust pipe 161 to the pipe 141 of the mixing unit 140, The reducing agent powder is supplied to the inside of the spray pipe 152 through the connection pipe 151 of the eductor 150 and the introduced exhaust gas is supplied into the spray pipe 152 through the suction port 154 And mixed with the reducing agent powder.

상기 환원제 분말은 배기가스와 만나면서 믹서(143)를 통해 혼합되면서 분사되어 SCR 챔버(160)안으로 공급되는데, 이때 환원제 분말은 고체에서 기체로 승화되어 암모니아 가스가 발생되어 SCR 챔버(160)를 거치면서 배기가스를 처리한다. The reducing agent powder is mixed with the exhaust gas while being mixed with the exhaust gas through the mixer 143 and is injected into the SCR chamber 160. At this time, the reducing agent powder is sublimated into a gas from the solid to generate ammonia gas, passing through the SCR chamber 160 The exhaust gas is treated.

상기 환원제 분말은 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate) 또는 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate)를 사용하는데, 암모늄 카보네이트인 경우, 섭씨 58도 이상 또는 암모늄 카바메이트인 경우 60도 이상에서 고체에서 기체로 승화하여 암모니아 가스로 분해되는 특성을 가진다. The reducing agent powder may be ammonium carbonate or ammonium carbamate. In the case of ammonium carbonate, the reducing agent powder may be sublimed into a gas from a solid at a temperature of at least 58 degrees Celsius or ammonium cobamate at 60 degrees Celsius or higher, And has a characteristic of being decomposed.

또한, 본 발명에 따른 환원제 분말은 분해 과정 및 비가역 과정중 부산물의 발생이 없기 때문에, 섭씨 300도 이상의 고온의 SCR 배관 내에서 환원제 분말을 직접 분사,공급함으로써 분해온도가 낮고, 분해시간도 짧아져서 종래의 우레아 수용액 대비 4배 이상 빨리 암모니아 가스로 변환될 수 있으므로, 종래의 증발기가 필요없게 된다. Since the reducing agent powder according to the present invention does not generate any byproducts during the decomposition process and the irreversible process, the reducing agent is directly sprayed and supplied in the high-temperature SCR pipe having a temperature of 300 ° C or more, The ammonia gas can be converted to ammonia gas four times faster than the conventional urea aqueous solution, so that the conventional evaporator is not required.

한편, 섭씨 300도 미만에서 운전하는 저온 SCR 시스템의 경우, 우레아 수용액으로부터 암모니아 가스로 분해가 어렵기 때문에, 별도의 가열장치를 이용하여 암모니아 가스를 생성하여 SCR시스템에 공급하지만, 본 발명에 따른 환원제 분말을 이용한 장치에서는 별도의 가열수단을 마련하지 않아도 충분히 암모니아 가스의 생성이 가능하여 저온 SCR 시스템에서도 적용이 가능한 것이다. On the other hand, in the case of the low-temperature SCR system operating at less than 300 degrees centigrade, it is difficult to decompose ammonia gas from the urea aqueous solution. Therefore, ammonia gas is generated using a separate heating device and supplied to the SCR system. In the apparatus using powder, ammonia gas can be generated sufficiently without providing a separate heating means, so that the present invention can be applied to a low-temperature SCR system.

또한, 본 발명은 종래의 우레아 수용액 대비 암모니아 가스 발생량이 최대 2.5배/L에 달하여 종래의 우레아 수용액 대비 저장탱크의 크기를 1/2 이상 줄일 수 있고, 가역, 비가역 반응시 부산물의 생성이 없기 때문에, 공급라인(101)(102) 및 믹싱유닛(140), 이덕터(150) 등에서 부산물에 의한 막힘 현상이 발생하지 않는다.
In addition, since the amount of ammonia gas generated in the conventional urea aqueous solution reaches 2.5 times / L at most, the size of the storage tank can be reduced by ½ or more compared to the conventional aqueous urea solution, and no byproducts are produced during the reversible and irreversible reaction The supply lines 101 and 102, the mixing unit 140, the eductor 150, and the like.

이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But fall within the scope of the appended claims.

10 : 저장탱크
20 : 펌프
30 : SCR 챔버
31 : 배기관
40 : 증발기
50 : 분사노즐
100 : 저장탱크
101,102 : 공급라인
103 : 단열재
104 : 충전캡
105 : 온도 게이지
106 : 압력 게이지
107 : 안전밸브(safety valve)
110 : 진공 컨베이어
110a : 호퍼
110b : 블로워 모터
111 : 공급라인
111a : 개폐밸브
120 : 피더
120a : 호퍼
121 : 공급라인
122 : 공급라인
122a : 개폐밸브
123 : 슈트
130 : 이젝터
131 : 본체부
132 : 압축공기 통과로
133 ; 공급관
134 : 레귤레이터(regulator)
140 : 믹싱유닛
141 : 배관
150 : 이덕터
151 ; 연결관
152 : 분사관
153 : 믹서
153a : 프레임
153b : 블레이드
154 : 흡입구
160 ; SCR 챔버
161 : 배기관10: Storage tank
20: Pump
30: SCR chamber
31: Exhaust pipe
40: evaporator
50: injection nozzle
100: Storage tank
101, 102: Supply line
103: Insulation
104: Charging cap
105: Temperature gauge
106: Pressure gauge
107: Safety valve
110: Vacuum conveyor
110a: hopper
110b: Blower motor
111: Supply line
111a: opening / closing valve
120: feeder
120a: hopper
121: Supply line
122: supply line
122a: opening / closing valve
123: Suit
130: Ejector
131:
132: Compressed air passage
133; Feeder
134: regulator
140: Mixing unit
141: Piping
150: Etherecaster
151; Connector
152: Distributor
153: Mixer
153a: frame
153b: blade
154: inlet
160; SCR chamber
161: Exhaust pipe

Claims (6)

환원제 분말을 저장하는 저장탱크(100)와;
상기 저장탱크(100)로부터 환원제 분말을 공급하도록 구비되는 이젝터(130)와;
상기 이젝터(130)를 통해 공급되는 환원제 분말이 분해되어 분사되도록, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 통과되면서 SCR 챔버(160)의 전단에 연결되는 믹싱유닛(140)의 내부에 갖추어지는 이덕터(150);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템.
A storage tank (100) for storing a reducing agent powder;
An ejector 130 provided to supply a reducing agent powder from the storage tank 100;
The exhaust gas discharged from the engine passes through the ejector 130 and is discharged to the outside of the mixing unit 140 connected to the front end of the SCR chamber 160 so that the reductant powder is decomposed and injected. );
Wherein the SCR system comprises a reducing agent powder.
청구항 1에 있어서,
상기 이젝터(130)는,
본체부(131)와, 이 본체부(131)의 내부 길이방향을 따라 압축공기가 통과되도록 형성되는 압축공기 통과로(132)와, 본체부(131)의 한쪽 측면에서 환원제 분말이 공급되어 상기 압축공기 통과로(132)를 통과하는 압축공기에 의해 이동하도록 하는 공급관(133)을 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템.
The method according to claim 1,
The ejector (130)
A compressed air passage 132 formed so as to allow compressed air to pass along an inner longitudinal direction of the main body 131 and a compressed air passage 132 through which a reducing agent powder is supplied from one side of the main body 131, And a supply pipe (133) for moving the compressed air passing through the compressed air passage (132) by compressed air.
청구항 1에 있어서,
상기 환원제 분말은 암모늄 카보네이트(ammonium carbonate) 또는 암모늄 카바메이트(ammonium carbamate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the reducing agent powder is composed of ammonium carbonate or ammonium carbamate.
청구항 1에 있어서,
상기 믹싱유닛(140)은 배기가스가 통과되도록 하는 배기관(161)과 연결되는 배관(141)으로 이루어지고, 상기 배관(141)은 배기관(161)과 동일한 직경으로 연결되는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the mixer unit 140 comprises a pipe 141 connected to an exhaust pipe 161 through which exhaust gas is allowed to pass and the pipe 141 is connected with the same diameter as the exhaust pipe 161. [ SCR system using.
청구항 1에 있어서,
상기 이덕터(150)는,
환원제 분말이 공급되는 공급라인(102)과 연결되는 연결관(151)과, 이 연결관(151)과 연결되면서 환원제가 분사되도록 하는 분사관(152)과, 상기 연결관(151)의 원주방향으로 배기가스가 흡입되어 분사관(152)을 통과하도록 하는 흡입구(154)를 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템.
The method according to claim 1,
The eductor (150)
A connection pipe 151 connected to the supply line 102 to which the reducing agent powder is supplied, an injection pipe 152 connected to the connection pipe 151 to inject the reducing agent, And a suction port (154) for allowing the exhaust gas to be sucked through the spray pipe (152).
청구항 5에 있어서,
상기 분사관(152)의 내부에는 하나 이상의 믹서(153)가 갖추어지는 것을 특징으로 하는 환원제 분말을 이용한 SCR 시스템. The method of claim 5,
Wherein at least one mixer (153) is provided inside the spray tube (152).
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