KR20160125113A - 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치 - Google Patents

샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 샘플 촉매를 이용한 새로운 검사 타입을 적용하여 챔버 내에 탑재되어 있는 촉매 모듈의 상태 및 사용 수명을 신속 간편하게 확인 점검할 수 있도록 하고, 아울러 촉매 모듈이 수납되는 촉매 모듈 수납구의 개방으로 인한 배기가스의 과다 유출을 방지할 수 있도록 한 것으로, 챔버의 일면에 형성되며 샘플 촉매 수납구의 면적 미만의 면적으로 형성되는 샘플 촉매 검사구; 상기 샘플 촉매 검사구의 개폐를 위해 분리 가능하게 결합 되는 검사커버; 상기 샘플 촉매 검사구의 안쪽 챔버 내부공간에 수평 상태로 챔버에 지지 고정되며 샘플촉매가 놓여 지는 다공성 플레이트;를 포함하여 구성되는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치가 제공된다.

Description

샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치{Selective Catalytic Reduction Providing Examination Function Using Sample Catalyst}
본 발명은 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치에 관한 것으로, 특히 본 발명에서는 샘플 촉매를 이용한 새로운 검사 타입을 적용하여 챔버 내에 탑재되어 있는 촉매 모듈의 상태 및 사용 수명을 신속 간편하게 확인 점검할 수 있도록 하고, 아울러 촉매 모듈 수납구의 개방으로 인한 배기가스의 과다 유출을 방지할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 선택적 촉매 환원장치(SCR, Selective Catalytic Reduction)는 연료의 연소과정에서 발생하는 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)의 저감을 목적으로 환원제인 암모니아와 혼합하여 SCR 촉매를 통과시키면서 질소산화물을 환원제와 반응시키고, 이러한 반응을 통해 질소와 수증기로 환원 처리하여 대기로 배출시키는 일종의 정화 처리 시스템이다.
위와 같은 기능을 수행하는 일반적인 선박용 SCR시스템은 배기가스가 통과하는 챔버의 내부에 다수개의 개별 촉매를 하나로 묶어 모듈화한 촉매 모듈이 배기가스가 지나가는 방향을 가로막는 배치 구조로 설치되어 있다.
따라서, 상기 챔버의 입구로부터 유입되는 배기가스는 촉매 모듈을 통과한 후, 챔버의 출구로 이송되며 이와 같이 챔버의 출구로 이송된 배기가스는 대기로 방출되게 된다.
위와 같은 구성을 가지는 SCR시스템에서 촉매 모듈에 대한 상태와 사용 수명을 확인 점검 하고자 할 경우, 먼저 SCR시스템의 가동을 중단하고, 촉매 모듈이 수납되는 챔버의 촉매 모듈 수납구를 완전히 개방한 후, 촉매 모듈을 인출시켜 확인 및 점검을 하게 된다. 이때, 촉매 모듈의 규모와 크기가 크므로 수납구의 개방 및 촉매모듈 인출, 수납 작업 시간 등이 상당히 소요되는 문제가 있었다.
촉매 성능을 판단하기 위해서는 촉매의 일부를 신환하고 기존 촉매를 검증 기관으로 보내 검증을 의뢰하게 된다. 다만, 특히 선박용 SCR 챔버는 공간 활용을 위해 최소한의 크기로 제작되어 유지 보수 작업의 난이도가 높은 편으로, 교환 대상의 촉매의 큰 크기는 취급 및 운송에 여러 어려움이 있다.
또한, 상기 수납구 전면을 개방해야 하므로, 챔버 내에 잔류하는 배기가스가 촉매 모듈 수납구를 통해 선내로 과다 유출되는 문제도 있다.
위와 같은 문제를 다소 해소하기 위해 배기가스 배출관으로 배출되는 배기가스를 질소산화물 계측장비로 측정하여 촉매 모듈의 상태와 사용 수명을 우회적으로 판단하는 방법도 있으나, 질소산화물 계측장비가 고가이므로 SCR시스템이 탑재된 선박마다 비치해 두기가 현실적으로 어렵고, 특히 질소산화물 계측 장비의 크기가 크고 무게가 무거워서 이동에 따른 취급이 용이하지 못해 측정이 신속 간편하지 못한 문제가 있었다.
대한민국공개특허공보 제10-2014-0121129호
본 발명은 배경기술에서 제시하고 있는 문제를 해소하기 위한 것으로, 샘플 촉매를 이용한 새로운 검사 타입을 적용하여 챔버 내에 탑재되어 있는 촉매 모듈의 상태 및 사용 수명을 신속 간편하게 확인 점검할 수 있도록 하고, 아울러 촉매 모듈 수납구의 개방으로 인한 배기가스의 과다 유출을 방지할 수 있도록 한 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 배기가스가 통과하게 되는 챔버의 일면에 챔버의 내부 공간과 통하도록 형성되는 촉매 모듈 수납구와, 상기 촉매 모듈 수납구의 전면에 분리 가능하게 결합 되는 개폐부재와, 상기 촉매 모듈 수납구를 챔버의 공간으로 수납되는 촉매 모듈을 포함하여 구성되는 선택적 촉매 환원장치에 있어서, 상기 챔버의 일면에 형성되며 샘플 촉매 수납구의 면적 미만의 면적으로 형성되는 샘플 촉매 검사구; 상기 샘플 촉매 검사구의 개폐를 위해 분리 가능하게 결합 되는 검사커버; 상기 샘플 촉매 검사구의 안쪽인 챔버의 내부에 지지 고정되며 샘플촉매가 놓여 지는 다공성 플레이트; 를 포함하여 구성되는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치가 제공된다.
또한, 상기 샘플 촉매 검사구의 테두리부를 따라 돌출되는 형태로 구비되어 커버부재가 샘플 촉매 검사구를 막고자 테두리부에 밀착될 때 샘플 촉매 검사구와 커버부재 간에 실링이 이루어지도록 하는 실링부재를 포함하여 구성되는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치가 제공된다.
또한, 상기 검사커버와 챔버 간에 연결되는 힌지수단을 포함하며, 상기 힌지수단은 샘플 촉매 검사구로부터 이격 되는 상태로 챔버의 외면에 고정되는 한 쌍의 힌지러그와, 상기 검사커버의 하단 양 측면에 각각 돌출 형성되며 힌지러그에 회동 가능하게 결합 되는 힌지핀으로 이루어지는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치가 제공된다.
또한, 상기 검사커버의 선단에는 샘플 촉매 검사구의 테두리부에 형성되어 있는 체결공과 일치하는 체결공이 형성되어 있고, 상기 체결공 간에는 체결부재가 체결되어 커버부재가 샘플 촉매 검사구의 테두리부에 가압하게 형태로 밀착 고정되는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치가 제공된다.
본 발명에 따른 수납식 촉매 모듈을 구비하는 선택적 촉매 환원장치를 사용하게 되면, 샘플 촉매를 이용한 새로운 검사 타입을 적용하여 챔버 내에 탑재되어 있는 촉매 모듈의 상태 및 사용 수명을 신속 간편하게 확인 점검할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수납식 촉매 모듈을 구비하는 선택적 촉매 환원장치를 사용하게 되면, 촉매 모듈이 수납되는 촉매 모듈 수납구의 개방으로 인해 배기가스의 과다 유출을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치를 보여주는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 요부를 확대하여 보여주는 것으로, 도 2a는 샘플 촉매 검사구가 닫힌 상태를 보여주는 도면이고, 도 2b는 샘플 촉매 검사구가 열린 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2a를 나타낸 측단면도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치(10)(이하, 촉매 환원장치로 약칭함)는 챔버(12)와, 상기 챔버(12)의 일면에 형성되는 촉매 모듈 수납구(14) 및 샘플 촉매 검사 구성요소(16)와, 상기 촉매 모듈 수납구(14)를 개폐하는 개폐부재(18)와, 상기 촉매 모듈 수납구(14)를 통해 챔버(12)의 내, 외부로 수납되는 촉매 모듈(20), 상기 촉매 모듈(20)의 앵글틀(26)을 지지 하는 지지부재(22)를 포함 하여 구성된다.
구체적으로, 상기 촉매 모듈 수납구(14)의 전면에는 촉매 모듈 수납구(14)에 대한 개폐를 위해 개폐부재(18)가 분리 가능한 구조로 결합 되어 있다. 이러한 촉매 모둘 수납구(14)와 개폐부재(18) 간에는 볼트를 이용한 체결 타입이 바람직하다.
한편, 상기 샘플 촉매 검사구성요소(16)는 도 2b에 도시된 바와 같이 챔버(12)의 일면에 샘플 촉매 수납구(14)의 면적보다 현저히 작은 면적을 형성하는 적어도 하나 이상의 샘플 촉매 검사구(28)와, 상기 샘플 촉매 검사구(28)의 테두리부(30)를 따라 돌출되는 형태로 테두리부(30)에 일부 매립 고정되는 실링부재(32)와, 상기 검사커버(34)를 회동시키는 타입으로 샘플 촉매 검사구(28)를 개폐할 수 있도록 검사커버(34)와 챔버(12) 간에 연결되는 힌지수단(36)과, 상기 샘플 촉매 검사구(28)의 안쪽에 지지 고정되는 다공성 플레이트(50)와, 상기 다공성 플레이트(50)에 놓이는 샘플 촉매(52)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 다공서 플레이트(50)가 반드시 다공으로 이루질 필요는 없다. 상기 샘플 촉매(52)의 하부가 완전히 개방되는 구조이므로 샘플 촉매(52)의 하단 선단 만을 지지하는 플레이트 구조도 본 발명에 포함 된다.
여기서 상기 샘플 촉매 검사구(28)의 면적은 샘플 촉매(52)의 수납이 가능할 정도 즉, 폭과 너비를 기준으로 촉매 모듈(52)이 1개 내지 3개의 수납이 가능한 면적을 기준 하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 샘플 촉매 검사 구성요소(16)를 구성하는 구성요소 중 상기 실링부재(32)는 검사커버(34)가 샘플 촉매 검사구(28)를 막고자 테두리부(30)에 밀착될 때, 상기 검사커버(34)의 샘플 촉매 검사구(28)를 막기 위한 가압에 의하여 검사커버(34)와 테두리부(30)에 실링부재(32)가 압지 되는 상태로 밀착됨으로써, SCR 시스템 가동 중 배기가스가 샘플 촉매 검사구(28)와 검사커버(34)의 사이로 누출되는 것을 방지하는 기능을 발휘한다.
또한, 상기 힌지수단(36)은 샘플 촉매 검사구(28)로부터 이격된 하부에 서로 마주하는 배치 구조로 챔버(12)에 고정되는 한 쌍의 힌지러그(38)와, 상기 검사커버(34)의 하단 양 측면에 각각 돌출 형성되며 힌지러그(38)에 회동 가능하게 결합 되는 힌지핀(40)으로 형성된다.
또한, 상기 검사커버(34)의 선단에는 샘플 촉매 검사구(28)의 테두리부(30)에 형성되어 있는 체결공(42)과 일치하는 체결공(44)이 형성되어 있고, 이러한 체결공(42, 44) 간에는 체결부재(46)가 체결되는 구조를 취하며, 궁극적으로는 검사커버(34)가 샘플 촉매 검사구(28)의 테두리부(30)에 가압하게 형태로 고정되게 된다.
또한, 상기 샘플 촉매 검사구(28)의 바로 안쪽 즉, 챔버(12)의 내면에는 배기가스가 통과할 수 있도록 적어도 하나의 이상의 통공(48)을 형성한 다공성 플레이트(50)가 수평의 배치 상태로 지지 고정되어 있고, 상기 다공성 플레이트(50)의 상면에는 샘플 촉매(52)가 놓여져 있다.
따라서, 상기 샘플 촉매(52)를 이용한 검사시, 먼저 도 2a 내지 도 3에 도시된 바와 같이 SCR시스템의 가동 중단 후 촉매 모듈(20)이 비치되는 힌지 수단(36)을 중심으로 검사 커버(34)를 회동시켜 샘플 촉매 검사구(28)를 개방하고, 그 내부에 비치된 샘플 촉매(52)를 인출시켜 확인하는 것으로 촉매 모듈(20)의 상태와 사용수명을 가름하게 된다.
위와 같이 샘플 촉매(52)를 이용한 검사를 적용하게 되면, 샘플 촉매(52)는 촉매 모듈(20)을 구성하고 있는 개별 촉매와 동일하거나 그보다 작기 때문에 샘플 촉매 검사구(28)가 개방되더라도 개방 면적이 작아 챔버(12) 내에 잔류하는 배기가스가 샘플 촉매 검사구(28)를 통해 선내로 유출되는 누출 량을 최소화할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 여러 가지로 변경 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시 예들의 변형 또는 변경은 본 발명의 기술적 범위를 벗어날 수 없을 것이다.
10 : 선택적 촉매 환원장치 12 : 챔버
14 : 촉매 모듈 수납구 16 : 샘플 촉매 검사구성요소
18 : 개폐부재 20 : 촉매 모듈
22 : 지지부재 24, 30 : 테두리부
26 : 앵글 틀 28 : 샘플 촉매 검사구
32 : 실링부재 34 : 검사커버
36 : 힌지수단 38 : 힌지러그
40 : 힌지핀 42, 44 : 체결공
46 : 체결부재 48 : 통공
50 : 다공성 플레이트 52 : 샘플 촉매

Claims (4)

  1. 배기가스가 통과하게 되는 챔버의 일면에 챔버의 내부 공간과 통하도록 형성되는 촉매 모듈 수납구와, 상기 촉매 모듈 수납구의 전면에 분리 가능하게 결합 되는 개폐부재와, 상기 촉매 모듈 수납구를 챔버의 공간으로 수납되는 촉매 모듈을 포함하여 구성되는 선택적 촉매 환원장치에 있어서,
    상기 챔버의 일면에 형성되며 샘플 촉매 수납구의 면적 미만의 면적으로 형성되는 샘플 촉매 검사구;
    상기 샘플 촉매 검사구의 개폐를 위해 분리 가능하게 결합 되는 검사커버;
    상기 샘플 촉매 검사구의 안쪽인 챔버의 내부에 지지 고정되며 샘플촉매가 놓여 지는 다공성 플레이트;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치.
  2. 제 1항에 있어서
    샘플 촉매 검사구의 테두리부를 따라 돌출되는 형태로 구비되어 커버부재가 샘플 촉매 검사구를 막고자 테두리부에 밀착될 때 샘플 촉매 검사구와 커버부재 간에 실링이 이루어지도록 하는 실링부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    검사커버와 챔버 간에 연결되는 힌지수단을 포함하며,
    힌지수단은 샘플 촉매 검사구로부터 이격 되는 상태로 챔버의 외면에 고정되는 한 쌍의 힌지러그와, 상기 검사커버의 하단 양 측면에 각각 돌출 형성되며 힌지러그에 회동 가능하게 결합 되는 힌지핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검사커버의 선단에는 샘플 촉매 검사구의 테두리부에 형성되어 있는 체결공과 일치하는 체결공이 형성되어 있고, 상기 체결공 간에는 체결부재가 체결되어 커버부재가 샘플 촉매 검사구의 테두리부에 가압하게 형태로 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 샘플 촉매를 이용한 검사 기능이 구비된 선택적 촉매 환원장치.
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KR20220089229A (ko) 2020-12-21 2022-06-28 현대중공업 주식회사 Scr 탈질시스템의 촉매 모듈 및 촉매 모듈이 내장된 scr 챔버
KR20220103272A (ko) 2021-01-15 2022-07-22 현대중공업 주식회사 Scr 탈질시스템의 scr 챔버

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KR20120078868A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 두산엔진주식회사 선박용 디젤엔진의 선택적 환원 촉매 시스템의 촉매 샘플링 장치
KR20140121129A (ko) 2013-04-05 2014-10-15 현대중공업 주식회사 수납식 촉매 모듈을 구비하는 선택적 촉매 환원장치

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