KR20170075515A - 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 주동력원으로 사용되며 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 배출하는 제1 엔진과, 발전용 보조 동력원으로 사용되며 상기 제1 엔진보다 상대적으로 높은 온도의 배기가스를 배출하는 하나 이상의 제2 엔진과, 상기 제1 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하는 제1 반응기, 그리고 상기 제2 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하며 상기 제1 반응기의 내부에 설치된 제2 반응기를 포함한다.

Description

선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치{POWER PLANT WITH SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}
본 발명은 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주동력원으로 사용 메인 엔진과 함께 발전용 보조 엔진을 사용하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박 등에 사용되는 동력 장치는 저속 디젤 엔진과 과급기(turbocharger) 등을 포함한다. 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진에서 발생된 배기가스를 정화하여 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.
선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.
또한, 선택적 촉매 환원 시스템은 경제성과 방사능 규제 등을 고려하여 섭씨 250도 내지 섭씨 350도 범위 내의 활성 온도를 갖는 고온 활성 촉매를 주로 이용하고 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다.
그런데, 촉매가 활성 온도 범위 밖에서 반응할 경우, 촉매가 피독되면서 촉매의 효율이 저하된다. 특히, 고온 활성 촉매가 설치된 반응기에 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도를 갖는 배기 가스가 유입되면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 환원제인 암모니아(NH4)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다. 촉매 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시킨다. 따라서, 촉매의 효율을 높이고 유지 보수에 따른 손실을 최소화하기 위해서는 촉매은 온도를 활성 온도 범위 내로 유지하는 것이 요구된다.
특히, 엔진의 가동 초기에 배출되는 배기가스는 상대적으로 온도가 낮으므로, 가동 초기 촉매가 집중적으로 피독되거나 목표치까지 질소산화물을 저감시키지 못하는 문제점이 있다.
구체적으로, 선박의 추진용 주동력원인 디젤 엔진에서 배출되는 질소산화물을 저감시키는 촉매는 선박 정박 후 출할 시 엔진에서 배출된 배기가스의 온도가 낮아 촉매가 정상적으로 질소산화물을 저감시키지 못하고 대기 중으로 인체에 해로운 질소산화물을 배출하게 되므로 대표적인 환경 규제 구역인 항구에서의 대기 오염을 줄이기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 주동력원으로 사용되는 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 예열하여 가동 초기부터 질소산화물을 효과적으로 저감시키고 촉매의 피독을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 피독된 촉매를 재생시킬 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 주동력원으로 사용되며 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 배출하는 제1 엔진과, 발전용 보조 동력원으로 사용되며 상기 제1 엔진보다 상대적으로 높은 온도의 배기가스를 배출하는 하나 이상의 제2 엔진과, 상기 제1 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하는 제1 반응기, 그리고 상기 제2 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하며 상기 제1 반응기의 내부에 설치된 제2 반응기를 포함한다.
상기 제2 반응기는 상기 제1 반응기의 길이 방향에 수직한 단면에 중심에 배치되어 상기 제1 반응기를 가열할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 상기 제1 엔진에서 배출된 배기가스를 상기 제1 반응기를 거쳐 배출시키는 제1 배기 유로와, 상기 제2 엔진에서 배출된 배기가스를 상기 제2 반응기를 거쳐 배출시키며 상기 제1 반응기를 관통하여 상기 제2 반응기에 연결된 제2 배기 유로를 더 포함할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 상기 제1 반응기 전방의 상기 제1 배기 유로 또는 상기 제1 반응기의 전단부에 환원제 또는 환원제 전구체를 분사하는 제1 환원제 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 상기 제2 반응기 후방의 상기 제2 배기 유로에서 분기하여 상기 제2 반응기 전방의 상기 제2 배기 유로에 합류하는 재순환 유로와, 상기 재순환 유로 상에 설치된 분해 챔버와 상기 분해 챔버에 환원제 전구체를 공급하는 제2 환원제 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 상기 재순환 유로 상에 설치된 블로워를 더 포함할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 상기 재순환 유로 상에 설치된 보조 가열 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치는 주동력원으로 사용되는 엔진의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 예열하여 가동 초기부터 질소산화물을 효과적으로 저감시키고 촉매의 피독을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 피독된 촉매를 재생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치의 동작 상태도이다.
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.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 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.
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.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템을 포함한 동력 장치(101)를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치(101)는 제1 엔진(210), 제2 엔진(220), 제1 반응기(310), 및 제2 반응기(320)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치(101)는 제1 배기 유로(610), 제2 배기 유로(620), 제1 환원제 공급부(510), 재순환 유로(680), 분해 챔버(550), 및 제2 환원제 공급부(560)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치(101)는 블로워(400) 및 보조 가열 장치(450)를 더 포함할 수 있다.
제1 엔진(210)은, 일례로, 선박에 추진력을 공급하는 주동력원으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 제1 엔진(210)은 2행정 저속 디젤 엔진일 수 있으며, 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 배출한다. 제1 엔진(210)으로는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이 사용될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 제1 엔진(210)은 과급기를 포함할 수 있다. 과급기는 제1 엔진(210)의 배기가스가 갖는 압력으로 터빈을 돌려 제1 엔진(210)에 새로운 외부 공기를 압축하여 공급함으로써, 제1 엔진(210)의 효율을 향상시킨다. 그리고 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스의 온도는 과급기를 거치면서 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만으로 낮아질 수 있다.
제2 엔진(220)은 발전용 보조 동력원으로 사용될 수 있다. 제2 엔진(220)은, 일례로, 선박에 필요한 전력을 생산하는 발전용으로 사용될 수 있으며, 필요에 따라 하나 이상 사용될 수 있다. 구체적으로, 제2 엔진(220)은 4행정 중속 디젤 엔진일 수 있으며, 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 배출한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 엔진(220)은 제1 엔진(210)보다 상대적으로 높은 온도의 배기가스를 배출한다. 구체적으로, 제2 엔진(220)은 섭씨 250도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도를 갖는 배기가스를 배출할 수 있다.
제1 반응기(310)는 제1 엔진(210)의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하다. 구체적으로, 제1 반응기(310)의 내부에 설치된 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원제의 반응을 촉진시켜 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리한다.
제1 반응기(310)에 설치된 촉매는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 일례로, 촉매는 섭씨 250도 내지 섭씨 350도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매가 활성 온도 범위를 벗어난 환경에서 반응하면, 촉매가 피독되면서 효율이 저하된다.
예를 들어, 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도에서 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 환원 반응이 일어나면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 암모니아(NH3)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다.
구체적으로, 촉매 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시킨다. 촉매 피독 물질은 상대적으로 높은 온도, 즉 섭씨 350도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도에서 분해되므로, 제1 반응기(310) 내의 촉매를 승온시켜 피독된 촉매를 재생할 수 있다.
환원제로는 암모니아(NH3) 또는 우레아(urea, CO(NH2)2)가 사용될 수 있다. 환원제로 우레아(urea)가 사용될 경우, 우레아(urea, CO(NH2)2)를 가수분해 또는 열분해시켜 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)을 생성한다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해한다. 즉, 우레아를 분해시켜 최종적으로 암모니아를 생성한다. 그리고 암모니아(NH3)는 질소산화물과 직접 반응하는 최종적인 환원제의 역할을 한다. 즉, 우레아(urea, CO(NH2)2)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)은 환원제 전구체에 해당한다.
또한, 제1 반응기(310)의 하우징은, 일례로, 내열성이 우수한 스테인레스 스틸(stainless steel)을 소재로 만들어질 수 있다.
제2 반응기(320)는 제2 엔진(220)의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하다. 구체적으로, 제2 반응기(320)의 내부에 설치된 제2 엔진(220)에서 배출된 배기가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원제의 반응을 촉진시켜 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리한다.
제2 반응기(320)에 설치된 촉매는 제1 반응기(310)에 설치된 촉매와 동일하거나 제2 엔진(220)에서 배출된 성분 또는 배기가스의 온도를 고려하여 제1 반응기(310)에 설치된 촉매에서 성분 및 구조가 일부 변경될 수 있다.
제2 반응기(320)에 공급되는 환원제 또는 환원제 전구체는 제1 반응기(310)에 공급되는 환원제 또는 환원제 전구체와 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제2 반응기(320)는 제1 반응기(310)의 내부에 설치된다. 일례로, 제2 반응기(320)는 제1 반응기(310)의 길이 방향에 수직한 단면에 중심에 배치될 수 있다.
제2 반응기(320)를 거치는 제2 엔진(220)의 배기가스는 제1 엔진(210)의 배기가스보다 상대적으로 높은 온도를 가지므로, 제1 반응기(310)의 내부에 설치된 제2 반응기(320)는 제1 반응기(310)를 가열할 수 있다.
제1 배기 유로(610)는 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스를 제1 반응기(310)를 거쳐 배출시킬 수 있다.
제1 배기 유로(610)를 따라 이동하는 제1 엔진(210)의 배기가스는 일반적으로 과급기(미도시)를 거치면서 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 온도로 낮아진 상태일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 배기 유로(610)를 따라 이동하는 제1 엔진(210)의 배기가스가 과급기(미도시)를 거치기 전에 제1 반응기(310)를 먼저 거칠 수도 있다.
제1 환원제 공급부(510)는 제1 반응기(310) 전방의 제1 배기 유로(610) 또는 제1 반응기(310)의 전단부에 환원제 또는 환원제 전구체를 분사한다. 즉, 제1 환원제 공급부(510)는 제1 엔진(210)의 배기가스가 제1 반응기(310)에 설치된 촉매를 거치기 전에 환원제 또는 환원제 전구체를 분사하여 배기가스와 혼합시킨다. 일례로, 제1 환원제 공급부(510)는 제1 엔진(210)의 부하에 따라 변동하는 환원제 요구량을 고려하여 적절한 양의 환원제 또는 환원제 전구체를 공급할 수 있다. 제1 환원제 공급부(510)는 저장 탱크, 분무용 압축 공기 공급 장치 등 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.
제2 배기 유로(620)는 제2 엔진(220)에서 배출된 배기가스를 제2 반응기(320)를 거쳐 배출시킨다. 이때, 제2 배기 유로(620)는 제1 반응기(310)를 관통하여 제1 반응기(310)의 내부에 설치된 제2 반응기(320)에 연결될 수 있다.
재순환 유로(680)는 제2 반응기(320) 후방의 제2 배기 유로(620)에서 분기하여 제2 반응기(320) 전방의 제2 배기 유로(620)에 합류할 수 있다.
분해 챔버(550)는 재순환 유로(680) 상에 설치될 수 있다. 분해 챔버(550)는 환원제 전구체인 우레아(urea, CO(NH2)2)를 공급받아 이를 분해하여 질소산화물(NOx)을 환원시킬 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.
구체적으로, 분해 챔버(550) 내의 온도가 섭씨 300도 내지 섭씨 500도 범위 내로 유지되면, 우레아(urea, CO(NH2)2)가 용이하게 가수분해되면서 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성된다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해된다. 즉, 우레아가 분해되면 최종적으로 암모니아(NH3)가 생성될 수 있다.
분해 챔버(550)에서 생성된 환원제인 암모니아(NH3)는 재순환 유로(680)를 따라 제2 배기 유로(620)로 이동하며, 제2 엔진(220)에서 배출된 배기가스와 혼합되어 제2 반응기(320)에 함께 유입된다.
제2 환원제 공급부(560)는 환원제 전구체인 우레아를 분해 챔버(550)에 공급한다. 일례로, 제2 환원제 공급부(560)는 제2 엔진(220)의 부하에 따라 변동하는 환원제 요구량을 고려하여 적절한 양의 우레아를 분해 챔버(550)에 공급할 수 있다. 제2 환원제 공급부(560)는 저장 탱크, 분무용 압축 공기 공급 장치 등 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.
블로워(400)는 재순환 유로(680) 상에 설치된다. 블로워(400)는 재순환 유로(680)를 따라 제2 반응기(320) 후방에서 제2 반응기(320) 전방으로 유체를 재순환시킬 수 있다.
보조 가열 장치(450)는 재순환 유로(680) 상에 설치되어 재순환 유로(680)를 흐르는 유체를 승온시킬 수 있다. 일반적으로, 제2 엔진(220)에서 배출되는 배기가스의 온도는 환원제를 분해 생성하는데 요구되는 온도 이상일 수 있다. 따라서, 보조 가열 장치(450)가 없어도 분해 챔버(550)에 분사된 환원제 전구체는 용이하게 분해될 수 있다. 즉, 보조 가열 장치(4450)는 생략될 수도 있다.
하지만, 주변의 기후 환경에 따라, 또는 제2 엔진(220)의 가동 초기에는 제2 엔진(220)에서 배출된 배기가스의 온도가 환원제의 분해 생성에 요구되는 온도에 미치지 못할 수 있다.
보조 가열 장치(450)는 이러한 경우에 가동되어 제2 반응기(320)에 공급될 환원제를 안정적으로 분해 생성시킬 수 있다.
또한, 보조 가열 장치(450)는 제2 반응기(320)로 이동하는 유체를 승온시켜 제2 반응기(320)가 제1 반응기(310)를 가열하게 함으로써, 제1 반응기(310)에 설치된 촉매의 재생에도 활용될 수 있다. 제2 반응기(320)도 피독되었다면 제2 반응기(320)에 설치된 촉매도 보조 가열 장치(450)를 통해 재생시킬 수 있음은 물론이다.
또한, 제2 반응기(320)를 통과하는 제2 엔진(220)의 배기가스는 촉매 활성 온도 이상의 높은 온도를 가지므로, 제2 반응기(320)에 설치된 촉매는 제1 반응기(310)에 설치된 촉매 보다 잘 피독되지 않는다.
이와 같이, 보조 가열 장치(450)에 의해 승온된 유체는 제2 배기 유로(620)와 재순환 유로(680)를 순환하면서, 분해 챔버(550)의 내부 온도를 승온시키거나 제2 반응기(320)의 온도를 승온시킬 수 있는데, 이때 보조 가열 장치(450)는 순환하는 유체를 지속적으로 가열하므로, 상대적으로 적은 에너지를 사용하여 유체를 승온시킬 수 있다. 즉, 분해 챔버(550)의 내부 온도를 승온시키거나 제2 반응기(320)를 승온시키는데 소모되는 에너지를 최소화할 수 있다.
일례로, 보조 가열 장치(450)는 오일 버너(oil burner) 또는 플라스마 버너(plasma burner)일 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치(101)는 주동력원으로 사용되는 제1 엔진(210)의 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 예열하여 가동 초기부터 질소산화물을 효과적으로 저감시키고 촉매의 피독을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 피독된 촉매를 재생시킬 수 있다.
추진력을 공급하는 주동력원인 제1 엔진(210)은 선박의 정박 시 가동이 중단되지만, 발전용 보조 동력원인 제2 엔진(220)은 선박의 정박 중에도 계속 가동될 수 있다.
또한, 제1 엔진(210)으로 2행정 저속 디젤 엔진이 사용될 경우, 상대적으로 배기가스의 온도가 낮을 뿐만 아니라 특히 초기 가동 시에는 배기가스의 온도가 매우 낮으므로, 촉매가 쉽게 피독될 뿐만 아니라 질소산화물 저감 효율도 매우 낮아진다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 엔진(220)의 배기가스에 의해 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스와 접촉하는 촉매가 예열 되므로, 제1 엔진(210)의 가동 초기에도 촉매의 피독을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 제1 엔진(210)의 배기가스에 함유된 질소산화물을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 반응기(320)를 통과하는 제2 엔진(220)의 배기가스에 의해 제1 반응기(310)가 간접 가열 되어 예열되면, 제1 엔진(210)의 가동 초기에 질소산화물 저감 효율이 저하되거나 촉매 피독 물질이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 반응기(310)에 설치된 촉매에 촉매 피독 물질이 흡착되는 것을 지속적으로 방지할 뿐만 아니라 촉매 피독 물질이 부착된 경우에도 이를 효과적으로 제거할 수 있다. 촉매 피독 물질이 분해 온도까지 상승하면, 분해되어 제거된다.
또한, 제2 반응기(320)의 촉매는 보조 가열 장치(450)를 이용하여 예열하거나 재생시킬 수도 있다.
또한, 제2 반응기(320)에서 배출되는 열에너지를 낭비하지 않고 활용할 뿐만 아니라 제2 반응기(320)를 거친 배기가스를 재순환시켜 활용하므로, 전체적인 에너지의 이용 효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 제1 엔진(210)의 운전 정지 없이도, 제1 반응기(310)에 설치된 촉매를 재생시킬 수 있을 뿐만 아니라 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스를 제1 반응기(310)를 우회시켜 배출할 필요도 없다. 즉, 제1 반응기(310)의 촉매를 재생시키는 과정에서도 제1 엔진(210)에서 배출된 배기가스는 제1 반응기(310)를 거쳐 통과할 수 있다.
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.
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.
101: 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치
210: 제1 엔진
210: 제2 엔진
310: 제1 반응기
320: 제2 반응기
400: 블로워
450: 보조 가열 장치
510: 제1 환원제 공급부
550: 분해 챔버
560: 제2 환원제 공급부
610: 제1 배기 유로
620: 제2 배기 유로
680: 재순환 유로

Claims (7)

  1. 주동력원으로 사용되며 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 배출하는 제1 엔진;
    발전용 보조 동력원으로 사용되며 상기 제1 엔진보다 상대적으로 높은 온도의 배기가스를 배출하는 하나 이상의 제2 엔진;
    상기 제1 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하는 제1 반응기; 및
    상기 제2 엔진의 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매를 포함하며 상기 제1 반응기의 내부에 설치된 제2 반응기
    를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반응기는 상기 제1 반응기의 길이 방향에 수직한 단면에 중심에 배치되어 상기 제1 반응기를 가열하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 엔진에서 배출된 배기가스를 상기 제1 반응기를 거쳐 배출시키는 제1 배기 유로;
    상기 제2 엔진에서 배출된 배기가스를 상기 제2 반응기를 거쳐 배출시키며 상기 제1 반응기를 관통하여 상기 제2 반응기에 연결된 제2 배기 유로
    를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 반응기 전방의 상기 제1 배기 유로 또는 상기 제1 반응기의 전단부에 환원제 또는 환원제 전구체를 분사하는 제1 환원제 공급부를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 반응기 후방의 상기 제2 배기 유로에서 분기하여 상기 제2 반응기 전방의 상기 제2 배기 유로에 합류하는 재순환 유로와;
    상기 재순환 유로 상에 설치된 분해 챔버와 상기 분해 챔버에 환원제 전구체를 공급하는 제2 환원제 공급부
    를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 재순환 유로 상에 설치된 블로워를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 재순환 유로 상에 설치된 보조 가열 장치를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치.
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