KR20160146924A - 배기가스 후처리 방법 및 연소 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료의 연소 시에 생성되고 후처리되는 배기가스가 환원제에 의해 처리되는 배기가스 후처리 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 안에서 연료가 연소 가능한 연소 챔버(10)와, 연료의 구성 성분을 연소 챔버(10)로 공급할 수 있는 저장기(28)와, 환원 챔버(20)를 구비한 연소 시스템(2)에 관한 것이다. 그 외에, 본 발명은 연료의 구성 성분의 사용에 관한 것이다. 복잡하지 않고/저렴한 배기가스 후처리를 달성하기 위해, 상기 방법에 있어서, 연료의 구성 성분이 환원제의 구성 성분으로서도 사용되며, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분은 수소이며, 환원제는 수소와 암모니아의 혼합물인 것이 제안된다. 이러한 목적을 위해, 연소 시스템(2)에서, 환원 챔버(20)는 저장기(28)로부터 연료의 구성 성분을 공급받을 수 있다. 또한, 수소와 암모니아의 혼합물로 이루어진 환원제를 이용하여, 연료의 연소 시에 생성되는 배기가스의 후처리를 위한 연소의 구성 성분의 사용이 제안된다.

Description

배기가스 후처리 방법 및 연소 시스템{METHOD FOR EXHAUST GAS AFTERTREATMENT AND COMBUSTION SYSTEM}
본 발명은 연료의 연소 시에 생성되고 후처리되는 배기가스가 환원제에 의해 처리되는 배기가스 후처리 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 연료가 그 안에서 연소 가능한 연소 챔버와, 연료의 구성 성분을 연소 챔버로 공급할 수 있는 저장기와, 환원 챔버를 구비한 연소 시스템에 관한 것이다.
그 외에, 본 발명은 연료의 구성 성분의 사용에 관한 것이다.
산업 설비, 특히 발전소에서, 그리고/또는 차량, 특히 연소 엔진을 갖는 차량에서, 배기가스 후처리를 위한 방법을 이용하는 것이 공지되어 있다. 산업 설비 또는 차량의 작동 시에 생성되는 배기가스의 후처리는 예를 들어, 법적으로 규제된 배출 기준/배기가스 기준을 엄수해야 할 경우에 필요할 수 있다.
배출 기준/배기가스 기준은 인간 및 환경을 보호해야 하는 목적을 갖는다. 따라서, 배기가스 내에 함유된 일부 물질, 특히, 질소 산화물(NOx)은 인간 및 환경에 유해한 영향을 가질 수 있다. 이러한 물질들은, 예를 들어 호흡기의 자극 또는 손상을 유발할 수 있거나 또는 산성비의 발생, 스모그 형성 및/또는 지구 온난화의 증폭에 기여할 수 있다.
배기가스 내의 이러한 많은 유해 물질을 감소시키기 위해, 배기가스를 예를 들어 암모니아(NH3)와 같은 환원제를 이용하여 처리/후처리하는 것이 공지되어 있다. 배기가스가 환원제를 이용하여 후처리되는 방법을 위한 일 예는, 이른바 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR)이다. 특히 배기가스 탈질소 시에, 선택적 촉매 환원이 다른 방법에 비해 그 효과로 인해 채용된다.
그러나 환원제를 이용하는 배기가스의 후처리는 일부 단점을 수반한다. 즉, 예를 들어 환원제용 저장기가 필요하다는 것이다. 이로써, 추가의 공간이 필요한데, 이는 특히 차량에서 그 제한된 공간 제공으로 인해 문제가 된다. 경우에 따라, 환원제를 위해 또는 환원제의 개별 구성 성분을 위해, 복수의 저장기가 필요할 수 있다. 이는 특히, 환원제의 개별 구성 성분이 그 화학적 특성으로 인해, 공통의 저장기에 저장될 수 없는/저장되어서는 안되는 경우일 수 있다.
또한, 환원제 또는 그 구성 성분의 상태, 특히 충전 상태가 감시되어야 하며, 필요할 경우, 환원제 또는 그 구성 성분의 하나가 보충되거나 교체되어야 한다. 이는 소정의 보수 비용을 수반한다.
어떠한 물질/물질 혼합물이 환원제로서 사용되는지에 따라, 환원제가 부식성/부식 촉진성일 수 있기 때문에, 환원제와 접촉되는 재료는 내부식성이어야 한다. 이러한 재료는 경우에 따라 복잡하게 제조될 수 있거나 그리고/또는 비쌀 수 있다.
또한, 환원제의 제조를 위해 에너지가 필요한데, 이는 어느 정도 비용과 관련된다. 어떠한 제조 방법이 사용되는지에 따라, 환원제의 제조 시에, 지구 온난화 증폭에 기여하는 CO2 배출이 발생할 수 있다.
DE 10 2007 021 827 A1, DE 10 2006 000 401 A1, EP 0 537 968 A1, DE 10 2011 011 952 A1 및 DE 10 2011 115 300 A1에는 연소 시스템의 배기가스에서 그에서 각각의 배기가스 후처리를 이용하는 다양한 연소 시스템이 공지되어 있으며, 연소 시스템 및 배기가스 후처리 장치는 연소 시스템의 연료의 구성 성분에 의해 작동된다.
본 발명의 과제는 복잡하지 않고 저렴한 배기가스 후처리를 위한 방법, 연소 시스템 및 그 생성물의 사용을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는, 각각의 독립항에 따른 특징을 갖는 배기가스 후처리 방법, 상기 방법을 실행하기 위한 연소 시스템 및 배기가스의 후처리를 위한 연료의 구성 성분의 사용을 통해 해결된다. 바람직한 구성/개선예는 종속 청구항 및 후술되는 설명의 대상이며, 상기 방법뿐만 아니라, 연소 시스템 및/또는 사용과도 관련된다.
본 발명에 따른 방법에서, 연료의 연소 시에 생성되고 후처리되는 배기가스가 환원제에 의해 처리된다. 이 경우에, 연료의 구성 성분뿐만 아니라 환원제의 구성 성분도 사용된다. 연료 및 환원제는 공통의 구성 성분/물질을 포함한다. 또한, 연료 및 환원제는 복수의 공통의 구성 성분들/물질들을 포함할 수 있다.
다른 물질을 환원할 수 있으며 이로써 자체적으로 산화되는 물질/물질 혼합물이 환원제로서 이해될 수 있다. 또한, 그 화학적 에너지가 연소를 통해 가용 에너지, 예를 들어 열 에너지로 변환될 수 있는 물질/물질 혼합물이 연료로서 이해될 수 있다. 배기가스는 예를 들어 연료의 연소와 같은 물질 변환 공정에서 생성되며, 통상 물질 변환 공정에서 더 이상 이용 가능하지 않은 가스/가스 혼합물로 이해될 수 있다.
연료/환원제의 구성 성분은 연료/환원제 내에 함유된 물질로 이해될 수 있다. 연료/환원제는 각각 하나의 개별 구성 성분/물질 또는 복수의 구성 성분들/물질들을 포함할 수 있다.
본 발명은, 환원제의 구성 성분으로서의 연료의 구성 성분의 사용을 통해, 환원제 구성 성분을 위한 고유의 저장기가 제거될 수 있는 구상을 기초로 한다. 결과적으로, 이러한 저장기를 위한 추가의 공간 요구 및 추가의 비용이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명은, 환원제의 구성 성분이 연료의 구성 성분이기도 할 경우에, 환원제의 구성 성분의 감시, 보충 및/또는 교환을 위한 비용이 그렇지 않을 경우보다 낮은 구상을 기초로 한다. 상기 첫 번째의 경우, 환원제의 구성 성분이 어차피 이미 연료의 구성 성분으로서 감시되고, 보충되고 그리고/또는 교체된다. 그러나 환원제의 구성 성분이 연료의 구성 성분이 아닐 경우에, 환원제의 구성 성분이 별도의 작동제로서 감시되고, 보충되고 그리고/또는 교체되어야 하며, 이는 많은 보수 비용을 수반한다.
또한, 환원제의 구성 성분의 저장 및/또는 안내를 위해 필요한 부재가 어차피 이미 연료의 구성 성분을 위해 제조되고/사용되는 재료와는 다른 (경우에 따라, 비싸게 또는 복잡하게 제조 가능한) 재료를 필요로 하지 않는다.
또한, 에너지를 절감하고 그리고/또는 CO2 배출을 감소시키기 위해 환원제의 구성 성분으로서의 연료 구성 성분의 사용이 가능하다. 이는, 예를 들어, 연료의 구성 성분의 제조보다, 그 제조를 위해 더 많은 에너지가 필요하고 그리고/또는 더 많은 CO2 배출이 야기되는 환원제의 구성 성분의 비율이 감소될 수 있는 경우에 가능하다.
경우에 따라, 연료의 구성 성분이 불완전 연소되는데, 즉, 연소 시에, 경우에 따라 연료의 구성 성분의 단지 부분량 만이 연소된다. 연료의 구성 성분의 잔여(미연소)량은 배기가스와 함께 배출될 수 있다. 바람직하게는, 연료의 구성 성분의 미연소량이 환원제의 구성 성분으로서 사용된다. 이 경우에, 전체 미연소량 또는 미연소량의 일 부분이 환원제의 구성 성분으로서 사용될 수 있다. 이는, 연료의 구성 성분의 효율적인/경제적인 이용을 가능케 하는데, 그 이유는 이러한 방식으로, 연료의 구성 성분이 미사용되어 (배기가스와 함께) 배출되지 않기 때문이다.
환원제의 구성 성분으로서도 사용되는 연료의 구성 성분은 수소(H2)이다. 수소는 저렴하게 제조되고 그리고/또는 저장될 수 있다. 이 경우에, 수소 제조, 수소 저장을 위한 공지되고 개발된 기술 및/또는 수소 공급을 위한 현재 기반 시설이 사용될 수 있다. 수소의 장점은 예를 들어 암모니아와 같은 여타 환원제 또는 환원제 구성 성분보다 더 적은 CO2 배출로 생성시킬 수 있다는 것이다.
연료는, 가스 혼합물, 특히 예를 들어 메탄(CH4)과 같은 탄화수소 가스 및 수소의 혼합물일 수 있다. 이 경우에, 수소는 가스 혼합물의 다른 구성 성분/물질보다 더 큰 또는 더 적은 가스 혼합물의 조성물의 비율을 포함할 수 있다.
환원제는 수소와 암모니아의 혼합물이다. 이에 의해, 환원제로서의 수소의 단독 사용에 비해, 환원 시에 물질 전환, 특히 배기가스의 탈질소 시에 물질 전환이 증가될 수 있다. 물질 전환은, 물질의 최초 양에 대한, 전환되었거나 또는 화학적으로 변환된 물질의 양의 비율로 이해될 수 있다. 암모니아에 대안적으로 또는 추가로, 추가의 가스 혼합물은 요소를 포함할 수도 있다.
또한, 수소와 암모니아의 가스 혼합물은 1보다 작거나 같은 수소 대 암모니아 비율을 포함할 수 있다. 수소 대 암모니아 비율은 환원제 내의 암모니아 입자 수에 대한 환원제 내의 수소 수의 비율로 이해될 수 있다.
바람직하게는, 후처리되는 배기가스는 환원제의 사용 하에 환원된다. 바람직하게는, 후처리되는 배기가스는 환원제 및 촉매의 사용하게 선택적 촉매식으로 환원된다. 촉매의 사용에 의해, 환원의 반응 속도가 증가될 수 있고 그리고/또는 환원을 위해 필요한 반응 온도가 하강될 수 있다. 이와 관련하여, 선택적이란, 사전 설정된 물질은 바람직하게 환원되는 반면, 사전 설정된 물질 외의 환원은 전반적으로 발생하지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 바람직하지 못한 부반응이 전반적으로 억제될 수 있다.
또한, 배기가스는 질소 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 배기가스 후처리 시에, 배기가스 탈질소(DeNOx-공정)가 수행된다. 즉, 바람직하게는, 배기가스 내에 함유된 많은 질소 산화물이 특히 환원제의 사용 하에 환원 반응의 진행에 따라 감소된다. 배기가스는 질소 산화물, 특히 상이한 산화 단계를 갖는 질소 산화물의 다양한 유형을 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어 일산화질소(NO) 또는 이산화질소(NO2)일 수 있다. 또한, 배기가스는 다른 물질, 특히 예를 들어 이산화황(SO2)과 같은 여타 산화물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 배기가스 내에 함유된 적어도 하나의 질소 산화물 유형은 환원되는 반면, 예를 들어 이산화황으로부터 삼산화황(SO3)으로의 산화와 같은 바람직하지 못한 부반응은 전반적으로 발생하지 않는다. 특히 바람직하게는, 배기가스 내에 함유된 복수의 또는 모든 질소 산화물-유형은 환원되는 반면, 바람직하지 못한 부반응은 전반적으로 발생하지 않는다.
바람직한 일 구성에서, 연료의 구성 성분 및 환원제의 구성 성분이 공통의 저장기로부터 제공된다.
바람직하게는, 환원제의 구성 성분으로서도 사용되는 연료의 구성 성분이 전기 분해를 이용하여 제조된다.
또한, 환원제의 구성 성분으로서도 사용되는 연료의 구성 성분의 제조 시에, 재생 에너지, 특히 풍력 및/또는 태양광이 사용될 수 있다. 이는 연료의 구성 성분/환원제의 구성 성분의 저-CO2/CO2-중립적인 제조를 가능케 한다.
전기 분해에 사용되는 전기 에너지/전압이 재생 에너지, 특히 풍력 및/또는 태양광으로부터 획득되는 경우 바람직하다.
바람직하게는, 환원제의 구성 성분으로서도 사용되는 연료의 구성 성분은 특히 물의 전기 분해를 이용하여 물로부터 제조되는 수소이다. 또한, 예를 들어 타워형 태양 발전(solar power tower)의 사용 하에, 열해리를 이용하여 물로부터 수소를 제조하는 것도 가능하다. 또한, 수소가 물 대신 바이오매스로부터 획득될 수도 있다.
본 발명에 따른 연소 시스템은 연료가 그 안에서 연소 가능한 연소 챔버를 포함한다. 또한, 연소 시스템은 연소 챔버에 연료의 구성 성분을 공급할 수 있는 저장기를 포함한다. 또한, 연소 시스템은 저장기로부터 연료의 구성 성분을 공급할 수 있는 환원 챔버를 포함한다.
따라서, 연료의 구성 성분의 저장을 위해 이미 존재하는 제공된 저장기는 연소 챔버뿐만 아니라, 환원 챔버에도 연료의 구성 성분을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 연료의 구성 성분은, 직접적으로 특히 별도로, 또는 간접적으로 특히 연료의 구성 성분 또는 환원제의 구성 성분의 다른 성분으로의 이전의 혼합 후에, 또는 연료 또는 환원제의 다른 성분으로의 이전의 혼합 후에, 연소 챔버/환원 챔버 내로 유입될 수 있다. 이에 의해, 간단하게, 연료의 구성 성분을 환원제의 구성 성분으로서도 사용하는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 연소 시스템은, 특히 열 생성 및/또는 기계적 일의 실행의 목적으로 연료를 연소하기 위한 시스템으로 이해될 수 있다.
또한, 환원 챔버는 물질/물질 혼합물, 특히 배기가스의 환원을 위한 챔버/용기로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 환원 챔버는 복수의 개구를 장착한다. 개구의 하나는 환원제의 유입을 위해 제공될 수 있다. 개구들 중 다른 하나는 환원되는 물질/물질 혼합물의 유입을 위해 제공될 수 있다. 또한, 또 다른 개구들은 환원 생성물의 배출을 위해 제공될 수 있다. 또한, 마지막 언급된 개구는 불완전 환원 시에 잔류하는 환원될 물질/물질 혼합물의 양을 배출하기 위해 사용될 수 있다.
연소 챔버는 연료의 연소를 위한 챔버/용기로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 연소 챔버는 복수의 개구를 장착할 수 있다. 개구들 중 하나는 연료의 유입을 위해 제공될 수 있다. 개구들 중 다른 하나는 예를 들어 산소와 같은 산화제의 유입을 위해 제공될 수 있다. 산화제는 다른 물질을 산화시킬 수 있으며 자체적으로 환원되는 물질/물질 혼합물로 이해될 수 있다. 연소 챔버의 다른 개구들은 연소 생성물의 배출을 위해, 특히 연료의 연소 시에 생성된 배기가스의 배출을 위해 제공될 수 있다. 연료는 단일 구성 성분/물질 또는 복수의 구성 성분들/물질들을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 공급 라인이 제공되며, 이에 의해 연소 챔버가 저장기와 연결된다. 환원 챔버를 저장기와 연결시키는 공급 라인이 제공될 경우 더 바람직하다. 저장기는 지하 저장기, 압력 용기 또는 액화 가스 탱크일 수 있다.
바람직하게는, 연소 챔버 및 환원 챔버는 저장기로부터 수소를 공급받을 수 있다.
연소 시스템은 내연 기관, 특히 가스 터빈 또는 연소 엔진을 포함할 수 있다. 상기 연소 챔버는 내연 기관의 구성 부분일 수 있다.
여기서, 가스 터빈은 "넓은 범주의" 가스 터빈을 의미한다. 가스 터빈은 팽창기(expander)("좁은 범주의" 가스 터빈)를 포함할 수 있다. 또한, 가스 터빈은 가스 터빈을 관류할 수 있는 유체의 유동 방향에서 팽창기 전방에 배열된 압축기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 연소 챔버는 팽창기와 압축기 사이에 배열된다.
바람직하게는, 선택적 촉매 환원의 실행을 위한 촉매가 환원 챔버 내에 배열된다. 촉매가 촉매 활성층을 포함하는 경우 바람직하다. 촉매 활성층은 특히 세라믹 또는 금속으로 된 캐리어 상에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 촉매는 예를 들어 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag) 및/또는 로듐(Rh)과 같은 하나 이상의 귀금속을 재료로서 포함한다. 특히 바람직하게는, 촉매 활성층은 하나 이상의 귀금속을 재료로서 포함한다.
바람직하게는, 연소 시스템은 전해 장치를 장착한다. 전해 장치가, 환원 챔버에 공급 가능한 연료의 구성 성분의 생성을 위해 제공되는 경우 더 바람직하다. 바람직하게는, 전해 장치가 공급 라인을 통해 저장기와 연결된다. 전해 장치는 특히 풍력 설비, 광기전 설비 또는 수력 발전소를 통해 전기 에너지/전압을 공급받을 수 있다.
본 발명에 따른 사용에서, 연료의 연소 시에 생성되는 배기가스의 후처리를 위해 연료의 구성 성분을 환원제와 함께 사용하며, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분, 수소 및 환원제는 수소와 암모니아의 혼합물이다. 연료는 개별 구성 성분/물질 또는 복수의 구성 성분들/물질들을 포함할 수 있다.
또한, 배기가스의 후처리는 배기가스 탈질소를 포함할 수 있다.
바람직한 구성의 지금까지 상술된 설명은 각각의 종속 청구항에서 부분적으로, 여러 번 요약되어 제시되는 많은 특징들을 포함한다. 그러나 이러한 특징들은 바람직하게는 개별적으로 고려되고 바람직한 다른 조합으로 요약될 수도 있다. 특히, 이러한 특징들은 각각 개별적으로, 그리고 본 발명에 따른 방법, 본 발명에 따른 연소 시스템 및/또는 본 발명에 따른 사용과 임의의 적절한 조합으로 조합될 수 있다.
본 발명의 상술된 특성, 특징 및 장점, 그리고 어떻게 이들이 달성되는지에 대한 방식은, 도면을 참조로 상세히 설명되는 실시예의 이하 설명을 참조로 명료하고 확실하게 이해된다. 실시예들은 본 발명의 설명을 위해 사용되며 실시예에 명시된 특징들의 조합으로 본 발명을 한정하지 않으며 기능적인 특징들에 대해서도 한정하지 않는다. 또한, 각각의 실시예의 바람직한 특징들은, 일 실시예로부터 별도로, 명백히 분리된 것으로 고려되어, 그의 보완을 위해 다른 실시예로 통합되고 그리고/또는 임의의 청구항과 조합될 수 있다.
도 1은 가스 터빈 및 전해 장치를 갖는 연소 시스템을 도시한다.
도 2는 연소 엔진을 갖는 다른 연소 시스템을 도시한다.
도 1은 내연 기관(4)을 갖는 연소 시스템(2)을 개략 도시한다. 본 실시예에서, 내연 기관(4)은 가스 터빈으로서 형성된다.
가스 터빈은 팽창기(6) 및 압축기(8)를 포함한다. 또한, 가스 터빈은 팽창기(6)와 압축기(8) 사이에 배열된 연소 챔버(10)를 포함한다. 연소 챔버(10)는 도 1에서 예시적으로 하나만 도시된 복수의 점화 플러그(12)를 장착한다.
또한, 연소 시스템(2)은 압축기(8)와 연결된 공기 유입 라인(14)을 포함한다. 공기 유입 라인(14)을 통해, 공기가 가스 터빈 내로, 특히 압축기(8) 내로 유입될 수 있다.
또한, 연소 시스템(2)은 발전기(16)를 포함한다. 발전기(16) 및 가스 터빈은, 발전기(16)가 구동될 수 있도록 하는 공통 축(18)을 포함한다.
또한, 연소 시스템(2)에서, 그 안에 촉매(22)가 배열되는 환원 챔버(20)가 제공된다. 촉매(22)는 세라믹으로 이루어진 캐리어를 포함하며, (도 1에 도시되지 않은) 예를 들어 백금과 같은 귀금속으로 형성된, 촉매 활성층이 캐리어 상에 배열된다.
환원 챔버(20)는 배기가스 배출 라인(24)과 연결되며, 이를 통해 가스/가스 혼합물, 특히 배기가스가 배출될 수 있다. 또한, 환원 챔버(20)는 연결 라인(26)을 통해 가스 터빈, 특히 팽창기(6)와 연결된다.
또한, 연소 시스템(2)은 수소용 저장기(28), 암모니아 용액용 저장기(30) 및 메탄용 저장기(32)를 포함한다. 저장기(28, 30, 32)는 각각 압력 용기로서 형성된다.
또한, 메탄용 저장기(32)는 공급 라인(34)을 통해 연소 챔버(10)와 연결된다. 암모니아 용액용 저장기(30)는 다른 공급 라인(34)을 통해 환원 챔버(20)와 연결된다. 또한, 수소용 저장기(28)는, 제1 공급 라인(34)을 통해 연소 챔버(10)와 연결되고, 제2 공급 라인(34)을 통해 환원 챔버(20)와 연결되고, 제3 공급 라인(34)을 통해 전해 장치(36)와 연결된다. 이전에 언급된 공급 라인들(34)은 각각 전기 제어 가능한 밸브(38)를 장착한다.
전해 장치(36)는 전기 분해 용기(40) 및 전기 분해 용기 내에 배치된 두 개의 전극, 즉, 애노드(42) 및 캐소드(44)를 포함한다. 애노드(42) 및 캐소드(44)는 직류 전압원(46)과 연결된다. 또한, 전해 장치(36)가 물 유입 라인(48)을 포함한다.
또한, 연소 시스템(2)은 공급 라인(34)의 밸브(38)를 제어할 수 있는 제어 유닛(50)을 장착한다.
공기 유입 라인(14)을 통해, 공기가 가스 터빈, 특히 압축기(8) 내로 유입된다. 공기의 유입 방향(52)은 도 1에서 화살표로 표시된다.
압축기(8) 내에서 공기가 밀집되고/압축되고, 공기의 온도가 상승된다. 가열 압축된 공기는 연료가 공급되는 연소실(10)로 유동한다.
본 실시예에서, 연료는 두 구성 성분, 즉, 메탄 및 수소의 가스 혼합물이다. 메탄은 메탄용 저장기(32)로부터 연소 챔버(10) 내로 유입된다. 이에 상응하여, 수소는 수소용 저장기(28)로부터 연소실(10)로 유입된다.
연료 및 공기의 혼합물(연료-공기 혼합물)이 점화 플러그(12)에 의해 점화된다. 이어서, 연료가 공기로부터의 산소와 함께 점화된다. 이 경우에, 특히 이산화황 및 다양한 질소 산화물을 포함하는 고온 배기가스가 발생한다. 연소 시에 발생한 열로 인해, 배기가스가 팽창된다.
팽창된 배기가스는 팽창기(6) 내로 유동하고 팽창기를 구동시킨다. 공통 축(18)을 통해, 팽창기(6)가 발전기(16)를 구동시킨다.
이어서, 배기가스는 연결 라인(26)을 통해 환원 챔버(20) 내로 유동한다. 그곳에서, 배기가스가 환원제에 의해 처리/후처리된다.
본 실시예에서, 환원제는 두 구성 성분, 즉, 수소 및 암모니아를 갖는 추가의 가스 혼합물이다. 따라서, 수소는 연료의 구성 성분으로서 뿐만 아니라, 환원제의 구성 성분으로서도 사용된다. 암모니아는 암모니아용 저장기(30)로부터 환원 챔버(20) 내로 유입된다. 이에 상응하여, 수소는 수소용 저장기(28)로부터 환원 챔버(20) 내로 유입된다.
이 경우에, 다른 가스 혼합물의 수소 대 암모니아 비율은 0.5이다. 즉, 환원제 내의 암모니아의 입자 수는 환원제 내의 수소의 입자 수의 두 배이다.
배기가스의 후처리 시에, 배기가스가 환원제 및 촉매(22)의 사용 하에 선택 촉매식으로 환원된다. 우선, 질소 산화물은 바람직하지 못한 부반응, 예를 들어, 삼산화황으로의 이산화황의 산화가 발생하지 않으면서 환원된다. 즉, 배기가스가 탈질소된다.
배기가스 후처리 후, 배기가스는 배기가스 배출 라인(24)을 통해 환원 챔버(20)로부터 배출된다. 배기가스의 유출 방향(54)은 도 1에 화살표로 표시된다. 연료/환원제의 구성 성분으로서 사용되는 수소는 물로부터 제조된다. 이 경우에, 수소의 제조는 전해 장치(36)의 도움으로 수행된다. 이를 위해, (산 또는 알칼리의 첨가 하에) 물이 물 유입 라인(48)을 통해 전해 장치(36)의 전해 용기(40) 내로 유입된다.
전해 장치(36) 내에는 유입된 물이 직류 전압원(46)에 의해 수소 및 산소로 분해되는 전기 분해가 실행된다(물 전기 분해). 전기 분해를 위해, 직류 전압원(46)은 예를 들어, 풍력 또는 태양광과 같은 재생 에너지로부터 전기 생성 중에 발생하는 에너지 피크를 이용한다. 이러한 방법으로 획득된 수소는 전해 장치(36)를 수소용 저장기(28)와 연결시키는 공급 라인(34)을 통해 상술된 저장기(28) 내로 유입됨으로써, 저장기가 (다시) 충전된다.
다음의 설명은 동일하게 유지되는 특징 및 기능이 참조되는, 실질적으로 전술한 실시예에 대한 차이점으로 한정된다. 실질적으로 동일한 또는 상호 대응하는 부재들은 기본적으로 동일한 도면 부호로 표시되고, 설명되지 않은 특징들은 다시 설명되지 않고 이하의 실시예로 전가된다.
도 2는 내연 기관(4)을 갖는 다른 연소 시스템(2)을 개략 도시한다. 본 실시 예에서, 내연 기관(4)은 연소 엔진, 특히 수소 연소 엔진으로서 구성된다.
연소 엔진은 그 안에 복수의 점화 플러그(12)가 배열된 연소 챔버(10)를 포함한다. 도 2에는 점화 플러그(12)들 중 하나가 예시적으로 도시된다.
또한, 연소 엔진은 피스톤(56)을 포함한다. 즉, 연소 엔진은 피스톤 엔진이다. 또한, 연소 엔진은 피스톤(56) 및 크랭크 샤프트(60)와 연결된 커넥팅 로드(58)를 포함한다. 크랭크 샤프트(60)는 피스톤(56) 및 커넥팅 로드(58)에 의해 구동될 수 있다.
또한, 연소 시스템(2)은 유입 밸브(62)를 갖는 공기 유입 라인(14)을 포함한다. 유입 밸브(62)에 의해, 연소 챔버(10) 내로의 가스/가스 혼합물, 특히 연료-공기 혼합물의 유입이 제어될 수 있다. 또한, 연소 시스템(2)은 연소 챔버(10)를 환원 챔버(20)와 연결시키는 연결 라인(26)을 포함한다. 연결 라인(26)은 배출 밸브(64)를 장착한다. 배출 밸브(64)에 의해 가스/가스 혼합물, 특히 배기가스의 배출이 제어될 수 있다.
또한, 연소 시스템(2)은 수소용 저장기(28)를 포함한다. 이 저장기(28)는 제1 연결 라인(34)을 통해 특히 유입 밸브(62)의 입구 측에서 공기 유입 라인(14)과 연결된다. 연소 챔버(10)는 공기 유입 라인(14)을 통해 공기 및 추가로 수소를 공급받을 수 있다. 상술된 저장기(28)는 제2 연결 라인(34)을 통해 환원 챔버(20)와 연결된다.
유입 밸브(62)의 개방 상태에서, 연료-공기 혼합물이 연소 챔버(10) 내로 유입된다. 이 경우에, 피스톤(56)이 유입 밸브(62) 또는 배출 밸브(64)로부터 멀리 이동하는 동안(도면에서 하부로), 피스톤(56)에 의해 연료-공기 혼합물이 흡입된다. 이때, 배출 밸브(64)는 폐쇄된다.
연료-공기 혼합물의 공기가 공기 유입 라인(14)을 통해 연소 챔버(10) 내로 유동한다. 공기의 유입 방향(52)이 도 2에서 화살표로 표시된다. 공기 유입 라인(14)을 통한 공기 유동 중에, 공기에는 저장기(28)로부터 공기 유입 라인(14)으로 유입되는 연료로서의 기체상 수소가 혼합된다. 본 실시예에서, 연료는 단일 구성 성분, 구체적으로, 기체상 수소를 포함한다.
그 다음, 유입 밸브(62)가 폐쇄된다. 피스톤(56)은 유입 밸브(62) 또는 배출 밸브(64) 쪽으로 이동하여(도면 상부로) 연료-공기 혼합물을 밀집/압축하며, 연료-공기 혼합물의 온도는 증가한다.
연료-공기 혼합물이 점화 플러그(12)에 의해 점화된다. 이어서, 연료가 공기로부터의 산소와 함께 점화된다. 이때 고온 배기가스가 생성된다. 연소 시에 생성된 열에 의해 배기가스가 팽창됨으로써, 피스톤(56)이 다시 유입 밸브(62) 또는 배출 밸브(64)로부터 멀리 이동된다. 즉, 배기가스가 피스톤(56)에 대해 일을 실행한다.
이어서, 배출 밸브(64)가 개방된다. 피스톤이 유입 밸브(62) 또는 배출 밸브(64) 쪽으로 다시 이동하여 연소 챔버(10)로부터의 배기가스를 가압한다.
배기가스는 연결 라인(26)을 통해 환원 챔버(20) 내로 유동한다. 그곳에서, 배기가스가 환원제에 의해 처리/후처리되며, 특히 촉매(22)를 이용하여 선택 촉매식으로 환원되어 탈질소된다.
본 실시예에서, 환원제는 단일 구성 성분, 구체적으로, 기체상 수소를 포함한다. 즉, 수소는 연료의 구성 성분뿐만 아니라 환원제의 구성 성분으로도 사용된다. 여기서, 수소는 저장기(28)로부터 환원 챔버(20) 내로 유입된다.
배기가스 후처리 후에, 배기가스는 배기가스 배출 라인(24)을 통해 환원 챔버(20)로부터 유동한다. 배기가스의 유출 방향(54)이 도 2에 화살표로 표시된다.
그 다음, 유입 밸브(62)가 개방되고 배출 밸브(64)가 폐쇄된다. 여기서부터, 전술한 과정이 다시 시작된다.
설명된 과정에서의 피스톤(56)의 주기적인 이동에 의해, 크랭크 샤프트(60)가 구동된다. 커넥팅 로드(58)에 의해, 피스톤(56)으로부터 크랭크 샤프트(60)로의 에너지 전달이 수행된다.
본 발명이 바람직한 실시예에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 공개된 실시예로 한정되지 않으며, 다른 변형예들이 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 통상의 기술자에 의해 도출될 수 있다.

Claims (13)

  1. 연료의 연소 시에 생성되고 후처리되는 배기가스가 환원제에 의해 처리되는 배기가스 후처리 방법이며, 연료의 구성 성분이 환원제의 구성 성분으로서도 사용되며, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분은 수소이며, 환원제는 수소와 암모니아의 혼합물인, 배기가스 후처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 연료는 가스 혼합물, 특히 수소와 탄화수소 가스의 혼합물인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가의 가스 혼합물은 1과 같거나 1보다 작은 수소 대 암모니아 비율을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 후처리되는 배기가스는 환원제의 사용 하에 환원되며, 특히 환원제 및 촉매(22)의 사용 하에 선택 촉매식으로 환원되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스는 질소 산화물을 포함하며 배기가스 후처리 시에 배기가스 탈질소가 수행되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 연료의 구성 성분 및 환원제의 구성 성분은 공통의 저장기(28)로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분은 전기 분해를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분은, 특히 물의 전기 분해를 이용하여 물로부터 제조되는 수소인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
  9. 안에서 연료가 연소 가능한 연소 챔버(10)와, 연료의 구성 성분을 연소 챔버(10)로 공급할 수 있는 저장기(28)와, 환원 챔버(20)를 구비하며, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 구성된 연소 시스템(2)에 있어서,
    환원 챔버(20)는 저장기(28)로부터 연료의 구성 성분을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 연소 시스템(2).
  10. 제9항에 있어서, 내연 기관(4)은 특히 가스 터빈 또는 연소 엔진이며, 연소 챔버(10)는 내연 기관(4)의 구성 부분인 것을 특징으로 하는 연소 시스템(2).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 환원 챔버(20) 내에는 선택적 촉매 환원을 실행하기 위한 촉매(22)가 배열되는 것을 특징으로 하는 연소 시스템(2).
  12. 환원제를 이용하여, 연료의 연소 시에 생성되는 배기가스의 후처리를 위한 연료의 구성 성분의 사용이며, 환원제의 구성 성분으로도 사용되는 연료의 구성 성분은 수소이며, 환원제는 수소와 암모니아의 혼합물인, 연료의 구성 성분의 사용.
  13. 제12항에 있어서, 배기가스의 후처리는 배기가스 탈질소를 포함하는, 연료의 구성 성분의 사용.
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WO (1) WO2015161972A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180028151A (ko) * 2016-09-08 2018-03-16 현대중공업 주식회사 Scr 시스템의 환원제 공급장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9193055B2 (en) 2012-04-13 2015-11-24 Black & Decker Inc. Electronic clutch for power tool
US10036291B2 (en) * 2016-01-20 2018-07-31 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust after-treatment system including ammonia and hydrogen generation
US20180195469A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-12 Saudi Arabian Oil Company Onboard fuel reforming using solar or electrical energy
CN111255560B (zh) * 2020-01-15 2021-08-13 北京工业大学 一种氢氨双燃料活塞机及控制方法
AT524505B1 (de) 2020-12-14 2022-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer mit wasserstoff betriebenen brennkraftmaschine
WO2023156773A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 Johnson Matthey Public Limited Company Exhaust system for an ammonia-burning combustion engine
CN114837828B (zh) * 2022-05-05 2023-09-19 北京工业大学 一种复合喷射氨氢发动机及控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030234011A1 (en) * 2002-05-03 2003-12-25 Norbert Breuer Combustion system having an emission control device
JP2010053813A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toyota Motor Corp 水素内燃機関
FR2941499A1 (fr) * 2009-01-27 2010-07-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne comportant un moyen de production d'hydrogene

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2639340B1 (fr) 1988-11-22 1993-06-25 Kagan Leon Dispositif pour briser les pointes d'ampoules contenant un liquide et la recuperation dans une poche des pointes, et des debris resultant de cette operation
JPH05106430A (ja) 1991-10-16 1993-04-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 内燃機関の窒素酸化物低減装置
DE10128414A1 (de) * 2001-06-12 2002-12-19 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Reduktionsmittelversorgung
US6981367B2 (en) * 2003-06-25 2006-01-03 General Motors Corporation Hydrogen and oxygen generation from a water vapor containing exhaust
JP4711425B2 (ja) * 2005-08-17 2011-06-29 株式会社デンソー 排ガス浄化装置及び排ガス浄化方法
US8469009B2 (en) * 2006-03-31 2013-06-25 Westport Power Inc. Method and apparatus of fuelling an internal combustion engine with hydrogen and methane
JP4711233B2 (ja) 2006-05-10 2011-06-29 スズキ株式会社 水素エンジンの排気ガス浄化システム
US8025033B2 (en) * 2007-05-29 2011-09-27 Hydrogen Engine Center, Inc. Hydrogen and ammonia fueled internal combustion engine
JP2009097419A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Central R&D Labs Inc エンジンシステム
US8225599B2 (en) * 2010-02-26 2012-07-24 GM Global Technology Operations LLC Method for supplying reductant to an aftertreatment system
US8464515B2 (en) 2010-05-21 2013-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ammonia burning internal combustion engine
US20120079813A1 (en) 2010-10-05 2012-04-05 Gm Global Technology Operations, Inc. OPERATING METHODS FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOx

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030234011A1 (en) * 2002-05-03 2003-12-25 Norbert Breuer Combustion system having an emission control device
JP2010053813A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toyota Motor Corp 水素内燃機関
FR2941499A1 (fr) * 2009-01-27 2010-07-30 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne comportant un moyen de production d'hydrogene

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180028151A (ko) * 2016-09-08 2018-03-16 현대중공업 주식회사 Scr 시스템의 환원제 공급장치

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