KR20170099110A - Lp scr system and control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a low pressure (LP) selective catalytic reduction (SCR) system capable of completely converting urea into NH_3 without using a separate heat source; and a control method thereof. To achieve this, the system comprises: an exhaust gas receiver receiving exhaust gas discharged from an engine to supply the same to a turbocharger (T/C); an LP SCR reactor including an LP SCR catalyst to remove harmful components from the exhaust gas outputted through the T/C; an exhaust gas bypass (EGB) line bypassing a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver without passing the T/C to guide the same to the LP SCR; a urea spray device to spray the urea to the exhaust gas bypassed to the LP SCR reactor; and a hydrolysis catalyst decomposing side products generated during a hydrolysis process of the sprayed urea to generate NH_3.

Description

LP SCR 시스템 및 그 제어 방법{LP SCR SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an LP SCR system,

본 발명은 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 배기가스 리시버에서 T/C를 거치지 않고 LP SCR 반응기로 배기가스를 바이패스 하는 EGB 라인에 우레아를 직접 분사하고 우레아 가수분해용 촉매를 사용하여 별도의 열원을 사용하지 않고도 우레아를 완전히 암모니아(NH3)로 전환시킬 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LP SCR system and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a LP SCR system and a control method thereof, in which a urea is directly injected into an EGB line bypassing exhaust gas to an LP SCR reactor without passing through T / C in an exhaust gas receiver, To an LP SCR system capable of completely converting urea into ammonia (NH 3 ) without using a separate heat source, and a control method thereof.

일반적으로 선박에는 선박을 추진시키기 위해 프로펠러를 구동하는 메인엔진과 선박에 탑재된 각종 장비나 의장품 등에 전원을 공급하기 위한 보조 동력 시스템인 보조엔진이 설치되어 운영되고 있다.Generally, a ship is equipped with a main engine that drives the propeller to propel the ship, and an auxiliary engine that is an auxiliary power system for supplying power to various equipments and equipment mounted on the ship.

이러한 선박 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 다수의 부유성 미립자와 질소 산화물인 NOx, 황산화물인 SOx 등의 유해성 물질이 포함되어 있다.The exhaust gas discharged after combustion in such a marine engine contains a large number of floating fine particles, NOx which is nitrogen oxide, and SOx which is sulfur oxides.

따라서 엔진의 배기 라인에는 매연 여과 장치(DPF:Diesel Particulate Filter), 선택적 촉매 환원 장치(SCR:Selective Catalytic Reduction), 스크러버(Scrubber, SOx 제거) 등을 설치하여 배기가스 내의 유해 성분을 제거하고 있다.Therefore, the exhaust line of the engine is provided with a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction (SCR), and a scrubber (SOx removal) to remove harmful components in the exhaust gas.

이 중에서 SCR 시스템은 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 촉매(Catalyst) 층에서 암모니아(NH3), 우레아(Urea) 등의 환원제와의 화학적 반응을 통해 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시키는 장치이다. 여기서 우레아는 열분해 또는 가수분해되어 암모니아(NH3)로 변환된다.Among them, the SCR system decomposes nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas into harmless water and nitrogen through a chemical reaction with a reducing agent such as ammonia (NH 3 ), urea (Urea) and the like in the catalyst layer . Here, the urea is pyrolyzed or hydrolyzed and converted to ammonia (NH 3 ).

여기서 SCR 촉매(Catalyst)는 압출 혹은 코팅이 형성된 다공질 촉매 필터로 이루어진 것으로서, 배기 라인에 설치된 SCR 반응기 내에 한 개 또는 두 개가 연속 설치되어 배기가스 내의 유해 성분을 제거하게 된다.Here, the SCR catalyst is made of a porous catalyst filter formed by extrusion or coating. One or two SCR reactors are continuously installed in the exhaust line to remove harmful components in the exhaust gas.

기존의 대형엔진용 SCR 시스템은 ABS(Ammonium Bisulfate:NH4HSO4) 생성 방지, 분해 및 NOx 제거를 위하여 연료 중 황 함량에 따라 250℃ 이상의 고온이 필요함에 따라 엔진 튜닝을 통해 배기가스 온도를 높이거나, 배기가스 온도가 250~500℃인 엔진 T/C(Turbo Charger) 전단에 설치된다.Conventional large-scale engine SCR systems require a high temperature of 250 ° C or higher depending on the sulfur content of the fuel to prevent the formation of ABS (Ammonium Bisulfate: NH4HSO4), decompose and remove NOx, (Turbo Charger) with a gas temperature of 250 to 500 ° C.

이와 같이 SCR 시스템이 T/C 전단에 설치되는 경우 SCR 시스템으로 유입되는 배기가스의 압력이 높기 때문에 고압 SCR 시스템이라 불린다.Thus, when the SCR system is installed at the front of the T / C, it is called a high-pressure SCR system because the pressure of the exhaust gas flowing into the SCR system is high.

그러나 SCR 시스템을 T/C 전단에 설치하게 되면, 협소한 엔진룸으로 인하여 SCR 시스템의 배치에 어려움이 있다.However, when the SCR system is installed in front of the T / C, it is difficult to arrange the SCR system due to the narrow engine room.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배기가스 온도가 150~300℃이며, 압력은 대기압 수준인 T/C 후단에 SCR 시스템을 설치할 수 있다.To solve this problem, the SCR system can be installed at the exhaust gas temperature of 150 to 300 ° C. and the pressure at the atmospheric pressure T / C downstream.

SCR 시스템을 T/C 후단에 설치하게 되면, 엔진룸 외부에 SCR 시스템을 설치할 수 있게 됨에 따라 SCR 시스템을 공간 제약 없이 자유로이 배치할 수 있게 된다. 이러한 시스템 구성을 LP SCR(Low Pressure Selective Catalytic Reduction) 시스템이라고 한다.When the SCR system is installed at the rear end of the T / C, the SCR system can be installed outside the engine room, so that the SCR system can be freely placed without any restriction on the space. This system configuration is called LP Low Pressure Selective Catalytic Reduction (LP SCR) system.

상기의 구성과 같이 LP SCR 시스템을 T/C 후단에 설치하게 되면, 배기가스의 낮은 온도로 인하여 환원제인 우레아의 분해가 이루어지지 않아 NOx 제거 성능의 확보가 어렵다.If the LP SCR system is installed at the downstream end of the T / C as described above, the decomposition of urea, which is a reducing agent, can not be achieved due to the low temperature of the exhaust gas.

즉, 배기가스의 낮은 온도로 인하여 환원제인 우레아의 분해가 이루어지지 않으면, NOx를 규정치 이내로 만족시킬 수 없고, 암모니아(NH3)가 배기가스 중으로 배출되는 암모니아 슬립이 발생할 수 있으며, 암모니아 슬립은 SCR 촉매 후단에서 엔진에서 연소된 삼산화황(SO3)과 반응하여 온도 영역에 따라 AS(Ammonium Sulfate), ABS(Ammonium Bisulfate)가 생성되며 파울링(Fouling) 현상의 원인이 되는 문제점이 있다.That is, if the decomposition of urea, which is a reducing agent, is not performed due to a low temperature of the exhaust gas, NOx can not be satisfied within a predetermined value, and ammonia slip that ammonia (NH 3 ) is discharged into exhaust gas may occur. There is a problem that AS (Ammonium Sulfate) and ABS (Ammonium Bisulfate) are generated depending on the temperature region in reaction with sulfur trioxide (SO 3 ) burned in the engine at the rear end of the catalyst and cause fouling phenomenon.

이와 같이 암모니아 슬립에 의해 생성된 물질들은 시스템의 유동 및 차압에 영향을 주며, 정상적인 운전을 방해하게 된다.The materials produced by the ammonia slip thus affect the flow and differential pressure of the system and interfere with normal operation.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 히터, 버너 등의 별도의 열원을 사용하여 우레아를 분해하거나, 우레아 분해를 위한 별도의 장치 즉, 우레아 가수분해 챔버를 필요로 하게 된다.In order to solve this problem, conventionally, a separate heat source such as a heater or a burner is used to decompose urea or a separate apparatus for decomposing urea, that is, a urea hydrolysis chamber.

전술한 바와 같이 별도의 열원을 사용하거나, 우레아 가수분해 챔버를 구비하게 되면, LP SCR 시스템의 구성이 복잡해지고, 설비 투자비(CAPEX)가 상승하는 문제점이 있다.As described above, if a separate heat source is used or a urea hydrolysis chamber is provided, the configuration of the LP SCR system becomes complicated and the equipment investment cost (CAPEX) increases.

한국공개특허공보 제10-2014-0001633호(공개일 2014.01.07.)Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0001633 (Publication date 2014.01.07.)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배기가스 리시버에서 T/C를 거치지 않고 LP SCR 반응기로 배기가스를 바이패스 하는 EGB 라인에 우레아를 직접 분사하고 우레아 가수분해용 촉매를 사용하여 별도의 열원을 사용하지 않고도 우레아를 완전히 암모니아(NH3)로 전환시킬 수 있도록 하는 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of directly injecting urea into an EGB line bypassing exhaust gas to an LP SCR reactor without passing through T / C in an exhaust gas receiver, The present invention provides an LP SCR system and a control method thereof, which can convert urea completely to ammonia (NH 3 ) without using a separate heat source.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템은, 엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C(Turbo Charger)로 공급하는 배기가스 리시버; 상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스 내의 유해 성분을 제거하는 LP SCR 촉매가 설치된 LP SCR 반응기; 상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 LP SCR 반응기로 유도하는 EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인; 상기 EGB 라인에 설치되어, 상기 배기가스 리시버에서 상기 LP SCR 반응기로 바이패스 되는 배기가스에 우레아를 분사하는 우레아 분사 장치; 및 상기 우레아 분사 장치에 의해 분사된 우레아의 분해 과정 중에 발생되는 부산물을 분해하여 암모니아(NH3)를 생성하는 가수분해 촉매;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LP SCR system including an exhaust gas receiver for receiving exhaust gas discharged from an engine and supplying the exhaust gas to a turbocharger; An LP SCR reactor provided with an LP SCR catalyst for removing harmful components in the exhaust gas passing through the T / C; An Exhaust Gas Bypass (EGB) line for bypassing a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver without passing through the T / C and leading to the LP SCR reactor; A urea injection device installed in the EGB line for injecting urea into the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver to the LP SCR reactor; And a hydrolysis catalyst for decomposing by-products generated during the decomposition process of the urea injected by the urea injection device to produce ammonia (NH 3 ).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법은, 운전 여부를 판단하는 운전 여부 판단 과정; 및 상기 운전 여부 판단결과 운전중이면, EGB 라인을 통해 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 LP SCR 반응기로 유도하고, 상기 EGB 라인 내에 우레아를 분사하는 과정;을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, a method of controlling an LP SCR system according to an embodiment of the present invention includes: determining whether an operation is performed; And injecting a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver into the LP SCR reactor through the EGB line and injecting urea into the EGB line when the operation is determined to be in operation.

본 발명의 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 배기가스 리시버에서 T/C를 거치지 않고 LP SCR 반응기로 배기가스를 바이패스 하는 EGB 라인에 우레아를 직접 분사하고 우레아 가수분해용 촉매를 사용하여 별도의 열원을 사용하지 않고도 우레아를 완전히 암모니아(NH3)로 전환시킬 수 있게 됨에 따라, LP SCR 시스템의 구조를 단순화할 수 있게 되고, 설비 투자비(CAPEX)를 줄일 수 있게 된다.According to the LP SCR system of the present invention and its control method, urea is directly injected into the EGB line bypassing the exhaust gas to the LP SCR reactor without passing through the T / C in the exhaust gas receiver, and the catalyst for urea hydrolysis is used separately It is possible to completely convert the urea into ammonia (NH 3 ) without using the heat source of the LP SCR system, thereby simplifying the structure of the LP SCR system and reducing the capital investment cost (CAPEX).

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an LP SCR system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling an LP SCR system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, an LP SCR system and a control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an LP SCR system according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 배기가스 리시버(20)는 메인엔진(10)의 실린더 왕복 운동으로 불균형한 압력을 가지고 배출된 메인엔진(10)의 배기가스를 고르게 완화시킨 후, 이를 T/C(Turbo Charger)(25)로 공급한다.1, the exhaust gas receiver 20 uniformly relieves the exhaust gas of the main engine 10 discharged with an unbalanced pressure in the cylinder reciprocating motion of the main engine 10, and thereafter supplies it to a turbocharger (T / C) 25).

T/C(25)는 메인엔진(10)의 배기가스가 갖는 압력으로 터빈을 돌려 메인엔진(10)에 새로운 외기를 공급한다.The T / C 25 rotates the turbine with the pressure of the exhaust gas of the main engine 10 to supply fresh air to the main engine 10.

메인엔진(10)에서 배출된 배기가스는 대략 250℃~450℃ 정도의 온도를 가질 수 있는데, T/C(25)를 거치면서 대략 150℃~250℃ 정도로 낮아질 수 있다.The exhaust gas discharged from the main engine 10 may have a temperature of approximately 250 ° C to 450 ° C and may be lowered to approximately 150 ° C to 250 ° C through the T / C 25. [

LP SCR 반응기(30)는 T/C(25)를 거쳐 나오는 배기가스 내의 유해 성분을 제거하는 LP SCR 촉매(도시하지 않음)가 설치된다.The LP SCR reactor 30 is provided with an LP SCR catalyst (not shown) for removing harmful components in the exhaust gas flowing through the T / C 25. [

제1배기가스 라인(40)은 T/C(25)에서 배출되는 배기가스를 LP SCR 반응기(30)로 유도한다.The first exhaust gas line 40 leads the exhaust gas discharged from the T / C 25 to the LP SCR reactor 30.

제1배기 밸브(45)는 제1배기가스 라인(40)에 설치되며, 제어부(100)의 제어하에 LP SCR 반응기(30) 운전시에는 개방되고, LP SCR 반응기(30) 비운전시에는 폐쇄된다.The first exhaust valve 45 is installed in the first exhaust gas line 40 and is opened under the control of the control unit 100 when the LP SCR reactor 30 is operated and closed during the LP SCR reactor 30 .

제2배기가스 라인(50)은 LP SCR 반응기(30) 후단에 설치되어 배기가스를 배출한다.The second exhaust gas line 50 is installed at the downstream end of the LP SCR reactor 30 to exhaust the exhaust gas.

제2배기 밸브(55)는 제2배기가스 라인(50)에 설치되며, 제어부(100)의 제어하에 LP SCR 반응기(30) 운전시에는 개방되고, LP SCR 반응기(30) 비운전 시에는 폐쇄된다.The second exhaust valve 55 is installed in the second exhaust gas line 50 and is opened when the LP SCR reactor 30 is operated under the control of the controller 100. When the LP SCR reactor 30 is not operated, do.

바이패스 라인(60)은 T/C(25)에서 배출되는 배기가스를 LP SCR 반응기(30)를 거치지 않고 바이패스시켜 배출시킨다.The bypass line 60 bypasses and exhausts the exhaust gas discharged from the T / C 25 without going through the LP SCR reactor 30.

바이패스 밸브(65)는 바이패스 라인(60)에 설치되며, 제어부(100)의 제어하에 LP SCR 반응기(30) 운전시에는 폐쇄되고, LP SCR 반응기(30) 비운전시에는 개방된다.The bypass valve 65 is installed in the bypass line 60 and is closed when the LP SCR reactor 30 is operated under the control of the control unit 100 and opened when the LP SCR reactor 30 is not emptied.

EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인(70)은 배기가스 리시버(20)의 배기가스 일부를 T/C(25)를 거치지 않고 바이패스시켜 LP SCR 반응기(30) 측으로 유도한다.The Exhaust Gas Bypass (EGB) line 70 bypasses a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver 20 without going through the T / C 25 and guides it to the LP SCR reactor 30 side.

EGB 밸브(75)는 EGB 라인(70)에 설치되며, 제어부(100)의 제어하에 LP SCR 반응기(30) 운전시에는 개방되고, LP SCR 반응기(30) 비운전시에는 폐쇄된다.The EGB valve 75 is installed in the EGB line 70 and is opened when the LP SCR reactor 30 is operated under the control of the controller 100 and is closed during the LP SCR reactor 30 is not emptied.

우레아 분사 장치(80)는 EGB 라인(70)에 설치되어, 배기가스 리시버(20)에서 LP SCR 반응기(30)로 바이패스 되는 배기가스에 우레아 수용액을 분사한다. 즉, 제어부(100)의 제어하에 EGB 라인(70) 내에 우레아 수용액을 분사한다.The urea injector 80 is installed in the EGB line 70 and injects urea aqueous solution into the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver 20 to the LP SCR reactor 30. [ That is, the urea aqueous solution is injected into the EGB line 70 under the control of the control unit 100.

전술한 바와 같이 EGB 라인(70)에 설치되는 우레아 분사 장치(80)는 우레아 수용액을 배기가스 리시버(20)에서 LP SCR 반응기(30)로 바이패스 되는 배기가스에 분사하는 우레아 분사 노즐(85)을 포함하여 이루어진다.As described above, the urea jetting device 80 installed in the EGB line 70 includes a urea injection nozzle 85 for injecting the urea aqueous solution into the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver 20 to the LP SCR reactor 30, .

도 1에 도시하는 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 우레아 분사 노즐(85)을 EGB 라인(70)에 설치하여, 별도의 우레아 분해 챔버 없이 우레아 분해를 수행토록 함으로써, 구조를 단순화할 수 있게 된다.As shown in Fig. 1, in the embodiment of the present invention, the urea injection nozzle 85 is provided in the EGB line 70 to perform urea decomposition without a separate urea decomposition chamber, thereby simplifying the structure.

우레아 분사 노즐(85)을 통해 EGB 라인(70)에 분사된 우레아 수용액은 배기가스 리시버(20)에서 LP SCR 반응기(30)로 바이패스 되는 배기가스의 열에 의해 열분해 되는데, 분해 과정 중에 뷰렛(Biuret), 시아누르산(Cyanuric acid), 멜라민(Melamine) 등의 부산물이 발생할 수 있다.The urea aqueous solution injected into the EGB line 70 through the urea injection nozzle 85 is pyrolyzed by the heat of the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver 20 to the LP SCR reactor 30. During the decomposition process, ), Cyanuric acid, melamine, and the like.

가수분해 촉매(90)는 우레아 분사 장치(80)에 의해 분사된 우레아의 분해 과정 중에 발생되는 뷰렛(Biuret), 시아누르산(Cyanuric acid), 멜라민(Melamine) 등의 부산물을 분해하여 암모니아(NH3)를 생성한다.The hydrolysis catalyst 90 decomposes the byproducts such as biuret, cyanuric acid and melamine generated during the decomposition process of the urea injected by the urea injection device 80 to produce ammonia NH 3 ).

전술한 가수분해 촉매(90)는 EGB 라인(70)에 설치되되, 우레아 분사 장치(80)에 의해 분사된 우레아의 분해 과정 중에 발생되는 부산물을 분해하기 위해 우레아 분사 장치(80) 후단에 설치되는 것이 바람직하다.The hydrolysis catalyst 90 described above is installed in the EGB line 70 and is disposed downstream of the urea sprayer 80 to decompose the byproducts generated during the decomposition process of the urea sprayed by the urea sprayer 80 .

전술한 가수분해 촉매(90)는 산화 계열 촉매, 타이타니아 계열 촉매 등으로 구현될 수 있다.The hydrolysis catalyst 90 may be an oxidation catalyst, a titania catalyst, or the like.

제어부(100)는 LP SCR 반응기(30)를 운전하지 않는 비운전 상태가 되면, 제1배기 밸브(45), 제2배기 밸브(55)는 폐쇄하고, 바이패스 밸브(65)는 개방하여 T/C(25)에서 배출되는 배기가스가 LP SCR 반응기(30)를 거치지 않고 배출되도록 한다. 이때, 제어부(100)는 EGB 밸브(75)도 함께 폐쇄한다.The control unit 100 closes the first exhaust valve 45 and the second exhaust valve 55 when the LP SCR reactor 30 is not operating and the bypass valve 65 opens to release the T / C (25) is discharged without passing through the LP SCR reactor (30). At this time, the controller 100 also closes the EGB valve 75 together.

반면, LP SCR 반응기(30)를 운전하는 경우, 제1배기 밸브(45), 제2배기 밸브(55)는 개방하고, 바이패스 밸브(65)는 폐쇄하여 T/C(25)에서 배출되는 배기가스가 LP SCR 반응기(30)를 거치면서 배기가스 내 질소 산화물(NOx)이 제거된 후 배출되도록 한다. 이때, 제어부(100)는 EGB 밸브(75)도 함께 개방하고, 우레아 분사 장치(80)의 구동을 제어하여 EGB 라인(70) 내에 우레아 수용액을 분사시킨다.On the other hand, when the LP SCR reactor 30 is operated, the first exhaust valve 45 and the second exhaust valve 55 are opened, and the bypass valve 65 is closed and discharged from the T / C 25 So that the exhaust gas passes through the LP SCR reactor 30 so that nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas are removed and then discharged. At this time, the control unit 100 also opens the EGB valve 75 and controls the driving of the urea sprayer 80 to spray the urea aqueous solution in the EGB line 70.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LP SCR 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling an LP SCR system according to an embodiment of the present invention.

우선, 제어부(100)는 LP SCR 반응기(30) 운전 여부에 따라 LP SCR 반응기(30) 운전시에는 제1배기 밸브(45), 제2배기 밸브(55)를 개방하고, 바이패스 밸브(65)는 폐쇄하여 T/C(25)에서 배출되는 배기가스가 LP SCR 반응기(30)를 거친 후 배출되도록 한다(S10, S20).First, the control unit 100 opens the first exhaust valve 45 and the second exhaust valve 55 when the LP SCR reactor 30 is operated, and the bypass valve 65 And the exhaust gas discharged from the T / C 25 is exhausted after passing through the LP SCR reactor 30 (S10, S20).

그리고 제어부(100)는 EGB 밸브(75)를 개방하여 T/C(25)를 거치지 않은 높은 온도(대략 250℃~450℃)의 배기가스가 LP SCR 반응기(30)로 유입되도록 한다(S30).The control unit 100 opens the EGB valve 75 to allow the exhaust gas at a high temperature (approximately 250 ° C to 450 ° C) not flowing through the T / C 25 to flow into the LP SCR reactor 30 (S30) .

그리고 제어부(100)는 우레아 분사 장치(80)를 구동시켜 EGB 라인(70) 내에 우레아 수용액을 분사시킨다(S40).Then, the controller 100 drives the urea sprayer 80 to spray the urea aqueous solution in the EGB line 70 (S40).

상기한 과정 S40에서 우레아 분사 장치(80)를 구동시켜 EGB 라인(70) 내에 우레아 수용액을 분사시키게 되면, EGB 라인(70) 내에 분사된 우레아 수용액은 EGB 라인(70)을 통해 배기가스 리시버(20)에서 LP SCR 반응기(30)로 바이패스 되는 배기가스의 열과 반응하여 열분해 된다.When the urea injection device 80 is driven in step S40 and the urea aqueous solution is injected into the EGB line 70, the urea aqueous solution injected into the EGB line 70 flows through the EGB line 70 to the exhaust gas receiver 20 ) Reacts with the heat of the exhaust gas bypassed to the LP SCR reactor (30) and is pyrolyzed.

여기서, 우레아의 열분해 과정 중에 발생되는 뷰렛(Biuret), 시아누르산(Cyanuric acid), 멜라민(Melamine) 등의 부산물은 가수분해 촉매(90)에 의해 암모니아(NH3)로 분해된다.Byproducts such as biuret, cyanuric acid, and melamine generated during the pyrolysis process of urea are decomposed into ammonia (NH 3 ) by the hydrolysis catalyst 90.

한편, 제어부(100)는 LP SCR 반응기(30) 비운전시에는 제1배기 밸브(45), 제2배기 밸브(55)를 폐쇄하고, 바이패스 밸브(65)는 개방하여 T/C(25)에서 배출되는 배기가스가 LP SCR 반응기(30)를 거치지 않고 배출되도록 한다(S50).The control unit 100 closes the first exhaust valve 45 and the second exhaust valve 55 in the LP SCR reactor 30 and releases the bypass valve 65 to open the T / So that the exhaust gas discharged from the LP SCR reactor 30 is discharged without passing through the LP SCR reactor 30 (S50).

그리고 제어부(100)는 EGB 밸브(75)를 폐쇄하여 EGB 라인(70)을 통해 배기가스 리시버(20)의 배기가스가 LP SCR 반응기(30)로 유입되지 않도록 차단한다(S60).The controller 100 closes the EGB valve 75 to block the exhaust gas of the exhaust gas receiver 20 from flowing into the LP SCR reactor 30 through the EGB line 70 at step S60.

그리고 제어부(100)는 우레아 분사 장치(80)의 구동을 정지시켜 EGB 라인(70) 내에 우레아 수용액이 분사되지 않도록 한다(S70).Then, the controller 100 stops the driving of the urea sprayer 80 to prevent the urea aqueous solution from being sprayed into the EGB line 70 (S70).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 EGB 라인(70)에 우레아 분사 장치(80)와 가수분해 촉매(90)를 설치하여, EGB 라인(70) 내에 분사된 우레아 수용액이 EGB 라인(70)을 통해 배기가스 리시버(20)에서 LP SCR 반응기(30)로 바이패스 되는 배기가스의 열에 의해 열분해 되도록 하고, 우레아의 열분해 과정 중에 발생되는 부산물은 가수분해 촉매(90)에 의해 암모니아(NH3)로 분해되도록 함으로써, 별도의 열원을 사용하지 않고도 우레아를 완전히 암모니아(NH3)로 전환시킬 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the urea injection device 80 and the hydrolysis catalyst 90 are provided in the EGB line 70, and the urea aqueous solution injected into the EGB line 70 flows through the EGB line 70 Decomposed by the heat of the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver 20 to the LP SCR reactor 30 and the byproducts generated during the pyrolysis process of the urea are decomposed into ammonia (NH 3 ) by the hydrolysis catalyst 90 , The urea can be completely converted to ammonia (NH 3 ) without using a separate heat source.

이로 인해, LP SCR 시스템의 구조를 단순화할 수 있게 되고, 설비 투자비(CAPEX)를 줄일 수 있게 된다.As a result, the structure of the LP SCR system can be simplified, and the capital investment cost (CAPEX) can be reduced.

본 발명의 LP SCR 시스템 및 그 제어 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The LP SCR system and the control method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and can be variously modified and practiced within the scope of the technical idea of the present invention.

10. 메인 엔진, 20. 배기가스 리시버,
25. T/C, 30. LP SCR 반응기,
40. 제1배기가스 라인, 45. 제1배기 밸브,
50. 제2배기가스 라인, 55. 제2배기 밸브,
60. 바이패스 라인, 65. 바이패스 밸브,
70. EGB 라인, 75. EGB 밸브,
80. 우레아 분사 장치, 90. 가수분해 촉매,
100. 제어부10. Main engine, 20. Exhaust gas receiver,
25. T / C, 30. LP SCR reactor,
40. A first exhaust gas line, 45. A first exhaust valve,
50. Second exhaust line, 55. Second exhaust valve,
60. Bypass line, 65. Bypass valve,
70. EGB line, 75. EGB valve,
80. Urea injection device, 90. Hydrolysis catalyst,
100. Control unit

Claims (3)

엔진에서 배출되는 배기가스를 받아 T/C(Turbo Charger)로 공급하는 배기가스 리시버;
상기 T/C를 거쳐 나오는 배기가스 내의 유해 성분을 제거하는 LP SCR 촉매가 설치된 LP SCR 반응기;
상기 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 상기 T/C를 거치지 않고 바이패스시켜 상기 LP SCR 반응기로 유도하는 EGB(Exhaust Gas Bypass) 라인;
상기 EGB 라인에 설치되어, 상기 배기가스 리시버에서 상기 LP SCR 반응기로 바이패스 되는 배기가스에 우레아를 분사하는 우레아 분사 장치; 및
상기 우레아 분사 장치에 의해 분사된 우레아의 분해 과정 중에 발생되는 부산물을 분해하여 암모니아(NH3)를 생성하는 가수분해 촉매;를 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템.An exhaust gas receiver for receiving exhaust gas discharged from an engine and supplying the exhaust gas to a turbocharger (T / C);
An LP SCR reactor provided with an LP SCR catalyst for removing harmful components in the exhaust gas passing through the T / C;
An Exhaust Gas Bypass (EGB) line for bypassing a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver without passing through the T / C and leading to the LP SCR reactor;
A urea injection device installed in the EGB line for injecting urea into the exhaust gas bypassed from the exhaust gas receiver to the LP SCR reactor; And
And a hydrolysis catalyst for decomposing by-products generated during the decomposition process of the urea injected by the urea injection device to produce ammonia (NH 3 ). 제 1항에 있어서,
상기 가수분해 촉매는,
상기 EGB 라인에 설치되되, 상기 우레아 분사 장치 후단에 설치되는 것을 특징으로 하는 LP SCR 시스템.The method according to claim 1,
The hydrolysis catalyst may comprise,
And the LP SCR system is installed on the EGB line, and is installed downstream of the urea injection device. 운전 여부를 판단하는 운전 여부 판단 과정; 및
상기 운전 여부 판단결과 운전중이면, EGB 라인을 통해 배기가스 리시버의 배기가스 일부를 LP SCR 반응기로 유도하고, 상기 EGB 라인 내에 우레아를 분사하는 과정;을 포함하여 이루어지는 LP SCR 시스템 제어 방법.Determining whether the vehicle is driven or not; And
And a step of injecting a part of the exhaust gas of the exhaust gas receiver into the LP SCR reactor through the EGB line and injecting urea into the EGB line when the operation is determined to be in operation.
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