KR20170099128A

KR20170099128A - 에너지 절감을 위한 scr 시스템

Info

Publication number: KR20170099128A
Application number: KR1020160021118A
Authority: KR
Inventors: 김규종; 김대희; 김정래; 엄형식; 김현정
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2017-08-31
Also published as: KR102140948B1

Abstract

본 발명은 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하도록 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염에 기인한 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나, SCR 반응기를 일정 온도로 유지하여 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 발전기 구동용 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하므로, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하게 된다.

Description

에너지 절감을 위한 SCR 시스템{Selective Catalytic Reduction System for Energy Saving}

본 발명은 선박에 설치된 엔진의 구동시에 생성되는 엔진 배기가스의 질소산화물(NOx)을 제거하는 SCR 시스템에 관한 것으로, 특히 SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염(Ammonium Bisulfate)에 기인한 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나, SCR 반응기를 일정 온도로 유지하여 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기(heating & venting)를 진행하는 경우에, 발전기 구동용 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행함으로써, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하도록 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 사용되는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 국제연합(UN)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.

질소산화물은 NO, NO₂, NO₃, N₂O, N₂O₃, N₂O₄, N₂O₅를 통칭하지만 대부분의 질소산화물은 NO와 NO₂이다. 황산화물은 석탄과 석유와 같은 연료에 포함된 황성분이 연소과정에서 산화된 것으로 주로 SO₂이다.

질소산화물은, 고온 영역에서 공기 중 질소와 산소가 반응하여 생성되는 Thermal NOx, 연료에서 발생되는 탄화수소가 공기 중의 질소와 반응하여 생성되는 Prompt NOx, 연료에 포함된 질소성분이 연소과정에서 산화되어 생성되는 Fuel NOx로 구분된다.

화석연료의 연소반응으로 생성된 질소산화물을 제거하기 위하여 SCR 시스템이 이용되고 있다. SCR 시스템은 환원제와 섞인 배기가스를 SCR 반응기에 설치된 촉매층으로 통과시켜 질소산화물을 질소(N₂)와 물(H₂O)로 환원시키는데, 암모니아 (NH₃)를 환원제로 사용한다.

특히, SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 SCR 시스템에서는 엔진 배기가스를 SCR 반응기에 인가함과 아울러 환원제 투입모듈에 의하여 우레아를 암모니아로 분해하여 해당 암모니아를 환원제로서 SCR 반응기에 인가함으로써, SCR 반응기에서 암모니아를 환원제로 사용하여 엔진 배기가스의 질소산화물을 질소(N₂)와 물(H₂O)로 환원시켜서 정화하여 배출한다.

상술한 SCR 시스템에서는 SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 정화 처리를 반복적으로 진행하는 경우 연료에 존재하는 황산화물과 환원제인 암모니아가 반응함에 기인하여 SCR 반응기 내에 암모늄 이황산염(Ammonium Bisulfate)이 생성되어 SCR 반응기의 촉매가 오염되므로 SCR 반응기의 촉매에 의해 엔진 배기가스의 정화 처리를 안정적으로 진행할 수 없게 되며, 엔진 배기가스의 안정적인 정화 처리를 위해서는 ECA(Emission Control Area) 밖의 공해상에서 SCR 반응기에 250℃이상의 열을 가함과 아울러 SCR 반응기에 가열된 물이나 스팀 등을 인가하여 주기적으로 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여서 SCR 반응기의 촉매를 재생할 필요가 있다.

그리고, ECA(Emission Control Area) 밖의 공해상이나 항구에서 SCR 반응기에 의해 주엔진의 배기가스를 정화 처리하지 않는 상태에서는 SCR 반응기에 100℃ 이상으로(바람직하게는 200℃) 가열된 공기를 유입시켜 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기(heating & venting)를 진행하여서, 대기 중의 수분 응축에 의한 SCR 반응기의 촉매 강도 및 활성이 저감되는 것을 방지할 필요가 있다.

종래의 SCR 시스템에서는 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 전기히터 또는 버너를 이용하여 SCR 반응기의 온도를 상술한 바와 같이 일정온도로 높여주어야 하므로 에너지 소모가 증가하는 문제점이 있다.

종래의 SCR 시스템에서는 SCR 반응기의 촉매 재생이나 가열 및 환기를 진행하는 경우에 소요되는 에너지를 감소시키기 위하여 주엔진의 배기가스를 SCR 반응기에 유입시켜서 해당 배기가스의 열을 이용하여 SCR 반응기를 일정온도로 유지함으로써 SCR 반응기의 촉매 재생이나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 방안이 제안된바 있으나, 이와 같이 SCR 반응기에 주엔진의 배기가스를 직접 유입시켜서 촉매 재생이나 가열 및 환기를 진행하면 배기가스에 함유된 황(S)이나 인(P) 화합물에 의하여 SCR 반응기의 촉매가 피독되어 활성이 저하되는 문제점이 있으며, 항구 정박시에는 주엔진을 정지하므로 주엔진의 배기가스를 활용할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염에 기인한 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나, SCR 반응기를 일정 온도로 유지하여 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기(heating & venting)를 진행하는 경우에, 발전기 구동용 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행함으로써, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하도록 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공함에 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 태양(態樣)에 의하면, SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서, 공기를 유입시키는 블로워와, 상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와, 상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 상기 에어히터로부터 가열공기 송출배관을 통해 SCR 반응기에 전달되는 가열된 공기를 에너지를 사용하여 가열시키는 가열기를 더 포함한다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 상기 에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과, 상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 태양에 의하면, SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서, 공기를 유입시키는 블로워와, 상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와, 상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 우레아 분해 챔버에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하며; 상기 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기는 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.

본 발명의 제2 태양에 의하면, 상기 가열공기 송출배관을 통해 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기를 우레아 분해용 버너에 의해 가열시켜 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시킨다.

본 발명의 제2 태양에 의하면, 에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과, 상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함한다.

그리고, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 태양에 의하면, SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서, SCR 반응기의 후단에 설치되어 SCR 반응기로부터 배출되는 공기를 순환시키는 가열공기 순환배관과, 상기 가열공기 순환배관을 통해 인가되는 공기를 에어히터에 유입시키는 블로워와, 상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와, 상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.

본 발명의 제3 태양에 의하면, 상기 에어히터로부터 가열공기 송출배관을 통해 SCR 반응기에 전달되는 가열된 공기를 에너지를 사용하여 가열시키는 가열기를 더 포함한다.

본 발명의 제3 태양에 의하면, 상기 SCR 반응기로부터 가열공기 순환배관으로의 공기 배출을 단속하는 밸브를 더 포함한다.

본 발명의 제3 태양에 의하면, 에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과, 상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함한다.

또한, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 태양에 의하면, SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서, SCR 반응기의 후단에 설치되어 SCR 반응기로부터 배출되는 공기를 순환시키는 가열공기 순환배관과, 상기 가열공기 순환배관을 통해 인가되는 공기를 에어히터에 유입시키는 블로워와, 상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와, 상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 우레아 분해 챔버에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하며; 상기 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기는 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.

본 발명의 제4 태양에 의하면, 상기 가열공기 송출배관을 통해 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기를 우레아 분해용 버너에 의해 가열시켜 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시킨다.

본 발명의 제4 태양에 의하면, 상기 SCR 반응기로부터 가열공기 순환배관으로의 공기 배출을 단속하는 밸브를 더 포함한다.

본 발명의 제4 태양에 의하면, 에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과, 상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함한다.

본 발명에 의하면, SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염에 기인한 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나, SCR 반응기를 일정 온도로 유지하여 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 발전기 구동용 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하므로, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(100)은 도 1에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50) 및 블로워(60)를 포함하여 이루어진다.

혼합기(30)는 선박의 추진력 발생을 위한 주엔진(10)의 배기가스를 인가받되 주엔진 배기가스를 배기가스 리시버(11)와 터보차저(15)의 터빈(15-1)을 통해 인가받음과 아울러 우레아 분해 챔버(40)로부터 가수분해된 암모니아를 인가받아서 해당 주엔진 배기가스와 우레아 분배 챔버(40)로부터의 암모니아를 혼합하여 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써, SCR 반응기(20)에 의해 주엔진 배기가스의 질소산화물을 제거케 한다. 혼합기(30)는 우레아 분해 챔버(40)에서 생성된 암모니아가 주엔진 배기가스와 균일하게 혼합되어 SCR 반응기(20)로 공급될 있도록 하는 역할을 하는데 혼합기(30)는 챔버 형태일 수도 있고 AIG(Ammonia Injection Grid)가 배기가스 배관 벽면에 노즐 형태로 설치되며 배관 안쪽에는 유동균일화를 위한 배플 등이 설치될 수 있다.

SCR 반응기(20)는 주엔진(10)에 대해 압축 흡기를 제공하는 터보차저(15)의 후단에 설치된다. 터보차저(15)는 터빈(15-1)과 압축기(15-2)로 이루어진다. 터빈(15-1)은 주엔진(10) 배기가스의 유동 에너지를 이용하여 구동되어서 압축기(15-2)를 구동하고, 압축기(15-2)는 터빈(15-1)의 구동에 의해 흡기를 압축하여서 주엔진(10)으로 공급함으로써 주엔진(10)의 출력을 증가시킨다. 그리고, 배기가스 리시버(11)는 주엔진(10)의 배기 다기관의 출구에 설치되어 배기가스를 저장하고 해당 배기가스를 터빈(15-1)에 인가함과 아울러 밸브(V26)를 통해 주엔진 배기관(P11) 측으로 배출하며, 흡기 리시버(12)는 압축기(15-2)에 의해 압축된 흡기를 저장하였다가 흡기관을 통해 주엔진(10)에 인가하여서 주엔진(10)의 출력을 증강한다.

혼합기(30)는 배기가스 리시버(11)로부터 배출된 주엔진 배기가스와 터보차저(15)의 터빈(15-1)으로부터 배출된 주엔진 배기가스를 밸브(V14)를 통해 인가받음과 아울러 우레아 분해 챔버(40)로부터의 암모니아를 인가받아 해당 주엔진 배기가스와 암모니아를 혼합하여 SCR 반응기(20)에 인가함으로써 SCR 반응기(20)에서 암모니아를 환원제로 이용하여 주엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하여서 주엔진 배기가스를 정화 처리케 한다.

이때, 우레아 분해 챔버(40)는 우레아 수용액과 공기를 인가받아서 우레아 수용액을 분무 형태로 자체의 챔버 내부에 분사하고, 배기가스 리시버(11)로부터 밸브(V25)를 통해 인가되는 주엔진 배기가스와 버너(45)에 의해 가열된 공기를 자체 챔버 내부에 인가받아 해당 주엔진 배기가스와 가열 공기의 열에 의해 우레아를 가수분해하여 암모니아로 전환시켜 환원제로서 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 인가하는데, 우레아 분해 챔버(40)로부터의 암모니아를 혼합기(30)에 인가하는 경우에 가열된 기체를 함께 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 인가함으로써, 주엔진 배기가스의 온도를 SCR 반응기(20)에서의 반응 가능 온도로 상승시켜 SCR 반응기(20)에 인가한다.

그리고, SCR 반응기(20)에서 정화 처리된 주엔진 배기가스는 밸브(V11, V12)를 통해 외부에 배출된다.

한편, SCR 시스템(100)은 선박이 ECA(Emission Control Area) 밖의 공해상을 항해하는 경우에 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는데, 이처럼 ECA 밖의 공해상에서 SCR 반응기(20)에 의해 주엔진 배기가스를 정화 처리하지 않는 경우에 SCR 반응기(20)에 250℃이상의 열을 가함과 아울러 SCR 반응기(20)에 가열된 물이나 스팀 등을 인가하여 주기적으로 SCR 반응기(20) 촉매의 오염을 제거하여서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 촉매 재생 운전을 진행한다.

그리고, SCR 시스템(100)은 ECA 밖의 공해상이나 항구에서 SCR 반응기(10)에 의해 주엔진 배기가스를 정화 처리하지 않는 경우, SCR 반응기(20)의 촉매 강도 및 활성이 저감되는 것을 방지하기 위하여 SCR 반응기(20)에 100℃이상의 열을 가하여 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기(heating & venting) 운전을 진행한다.

이처럼 SCR 시스템(100)은 촉매 재생 운전을 진행하거나 가열 및 환기 운전을 진행하는 경우, 에어히터(50)가 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 공기를 가열하고, 해당 가열된 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시켜, 해당 배기가스 폐열에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써, 촉매 재생 운전 또는 가열 및 환기 운전에서의 필요 열원으로 사용케 함으로써, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기(20)의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감한다.

SCR 시스템(100)에서는 에어히터(50)로 하여금 보기엔진 배기가스를 이용하여 공기를 가열하기 위하여, 에어히터(50)에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키기 위한 배관(P13, P14)과, 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)를 구비하며, 해당 밸브(V15~V17)들은 제어기(도시하지 않음)의 제어에 따라 개폐되어서 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속한다.

배관(P13, P14)은 에어히터(50)에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관으로서 사용되는데, 배관(P13)은 보기엔진 배기관(P12)으로부터 인가되는 보기엔진 배기가스를 에어히터(50)에 전달하여 유입시키며, 배관(P14)은 에어히터(50)로부터 배출되는 보기엔진 배기가스를 보기엔진 배기관(P12)에 전달하여 배출시킨다.

밸브(V15~V17)는 에어히터(50)에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브로 사용되는데, 제어기의 제어에 따라 개폐되어 에어히터(50)에 대한 보기엔진 배기가스 출입을 단속한다. 에어히터(50)에 보기엔진 배기가스를 출입시키는 경우 보기엔지 배기관(P12)에 설치된 밸브(V17)는 폐쇄됨과 아울러 밸브(V15)와 밸브(V16)가 개방됨으로써 보기엔진 배기관(P12)으로부터의 배기가스가 배관(P13)과 밸브(V15)를 통해 에어히터(50)에 유입되고, 에어히터(50)로부터 배출되는 보기엔진 배기가스는 배관(P14)과 밸브(V16)를 통해 외부에 배출된다.

블로워(60)는 전동기에 의해 팬(fan)을 회전 구동하여서 공기를 에어히터(50)에 강제 유입시킨다. 에어히터(50)는 블로워(60)로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스에 의해 가열하되, 보기엔진 배기가스의 열을 공기에 열 교환시켜서 공기를 가열하여 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킨다. 에어히터(50)로부터 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입된 가열 공기는 SCR 반응기(20)에 열을 전달한 후에 SCR 반응기(20)의 후단에 설치된 밸브(V11, V12)를 통해 외부에 배출된다. 또한, SCR 시스템(100)에 구비된 모든 밸브(V11~V16, V25, V26)는 제어기에 의해 제어되어 개폐된다.

SCR 시스템(100)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진(10)의 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고서 우회배기관(P17)을 통해 직접 배출하는 경우 제어기에 의해 밸브(V25)를 폐쇄시켜 배기가스 리시버(11)로부터 배출되는 주엔진 배기가스가 우레아 분해 챔버(40)에 유입되는 것을 차단함과 아울러 밸브(V14)를 폐쇄시켜 주엔진 배기관(P11)으로부터의 주엔진 배기가스가 혼합기(30)에 유입되는 것을 차단하고, 밸브(V13)를 개방하여 주엔진 배기관(P11)으로부터의 주엔진 배기가스를 우회배기관(P17)을 통해 배출한다.

그리고, SCR 시스템(100)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)를 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매 재생을 진행하는 경우, 보기엔진 배기가스 단속용 밸브에 해당하는 밸브(V17)를 폐쇄함과 아울러 밸브(V15, V16)를 개방하여서 에어히터(50)에 보기엔진 배기가스를 출입시키고, 블로워(60)로부터의 공기를 에어히터(50)에 유입시켜, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열을 해당 공기에 열 교환시켜 공기를 가열하여서 해당 가열된 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시키며, 그와 함께 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열된 공기를 우레아 분해 챔버(40)로부터 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킨다. 이에, SCR 반응기(20)에는 에어히터(50)로부터 인가되는 적어도 100℃이상의 가열된 공기와 우레아 분해 챔버(40)로부터 인가되는 적어도 150℃이상의 가열된 공기가 입력되므로, SCR 반응기(20) 내부의 온도를 250℃이상으로 유지할 수 있게 되며, 이 상태에서 SCR 반응기에 가열된 물이나 스팀 등을 SCR 반응기(20)에 인가함으로써 SCR 반응기(20)의 촉매 재생을 원활히 진행하게 된다.

그리고, SCR 시스템(100)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하거나 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우, 보기엔진 배기가스 단속용 밸브에 해당하는 밸브(V17)를 폐쇄함과 아울러 밸브(V15, V16)를 개방하여서 보기엔진 배기관(P12)으로부터의 보기엔진 배기가스를 에어히터(50)에 인가하고, 블로워(60)로부터의 공기를 에어히터(50)에 유입시켜 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열을 해당 공기에 열교환시켜 공기를 가열하여 해당 가열된 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 인가하여 SCR 반응기(20)의 내부를 일정 온도로 유지시킨다.

이때, 에어히터(50)에 의해 가열된 공기는 SCR 반응기(20)에 그대로 유입시키면 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 적어도 100℃ 이상으로 가열할 수 있으므로, SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전이 가능하며, 이에 대기중의 수분 응축에 의한 SCR 반응기(20)의 촉매 강도 저감 및 활성 저감을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(200)은 도 2에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50), 블로워(60) 및 가열기(70)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 SCR 시스템(200)은, 상술한 제1 실시예의 SCR 시스템(100)에 비하여, 가열공기 송출배관(P15)에 가열기(70)를 더 구비한 점이 다르고, 그외의 구성은 도 1에 예시된 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일하다.

제2 실시예의 SCR 시스템(200)에서 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일한 부호를 갖는 구성 요소는 마찬가지로 동일한 기능 및 작용을 하므로, 설명의 편의를 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

SCR 시스템(200)은 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)에 대한 제어는 상술한 바와 마찬가지로 이루어지며, 이에 대한 설명은 생략한다.

SCR 시스템(200)은 에어히터(50)로부터의 가열된 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시키는 가열공기 송출배관(P15)에 가열기(70)를 구비하는데, 가열기(70)는 제어기(도시하지 않음)의 제어에 따라 에너지를 소모하여 에어히터(50)로부터의 공기를 가열시켜서 SCR 반응기(20)에 인가한다.

SCR 시스템(200)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하거나, 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열기(70)를 이용하여 가열시키지 않고 가열공기 송출배관(P15)을 통해 그대로 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 100℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전을 진행한다.

또한, SCR 시스템(200)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열기(70)를 이용하여 가열시켜서, 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 250℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생한다. 이때, 가열기(70)에 유입되는 공기는 에어히터(50)에 의해 가열된 상태로 유입되므로, SCR 반응기(20)의 재생에 소요되는 가열기(70)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(300)은 도 3에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50) 및 블로워(60)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 SCR 시스템(300)은, 상술한 제1 실시예의 SCR 시스템(100)에 비하여, 가열공기 송출배관(P15)을 우레아 분해 챔버(40)에 연결한 점이 다르고, 그외의 구성은 도 1에 예시된 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일하다.

제3 실시예의 SCR 시스템(300)에서 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일한 부호를 갖는 구성 요소는 마찬가지로 동일한 기능 및 작용을 하므로, 설명의 편의를 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

SCR 시스템(300)은 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)에 대한 제어는 상술한 바와 마찬가지로 이루어지며, 이에 대한 설명은 생략한다.

SCR 시스템(300)은 에어히터(50)로부터의 가열된 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입시킨다.

SCR 시스템(300)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하거나, 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 그대로 우레아 분해 챔버(40)에 유입시켜 해당 가열 공기를 우레아 분해 챔버(40)와 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 적어도 100℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전을 진행한다.

또한, SCR 시스템(300)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입시키고, 우레아 분해 챔버(40)에 유입된 해당 가열된 공기를 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열하여서 우레아 분해 챔버(40)로부터 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킨다. 이에, SCR 반응기(20) 내부의 온도를 250℃이상으로 유지할 수 있게 되며, 이 상태에서 SCR 반응기에 가열된 물이나 스팀 등을 SCR 반응기(20)에 인가함으로써 SCR 반응기(20)의 촉매 재생을 원활히 진행하게 된다. 이때, 우레아 분해 챔버(40)에 유입되는 공기는 에어히터(50)에 의해 가열된 상태로 유입되므로, 우레아 분해 챔버(40)에서 해당 가열 공기를 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열하여 SCR 반응기(20)에 유입시키는 경우 버너(45)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(400)은 도 4에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50) 및 블로워(60)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 SCR 시스템(400)은, 상술한 제1 실시예의 SCR 시스템(100)에 비하여, SCR 반응기(20)의 후단에 가열공기 순환배관(P16)를 구비하여서, SCR 반응기(20)로부터 배출되는 가열 공기를 블로워(60)에 유입시켜서 에어히터(50)에 다시 유입시켜 순환시키도록 구현한 점이 다르고, 그외의 구성은 도 1에 예시된 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일하다.

제4 실시예의 SCR 시스템(400)에서 제1 실시예의 SCR 시스템(100)과 동일한 부호를 갖는 구성 요소는 마찬가지로 동일한 기능 및 작용을 하므로, 설명의 편의를 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

SCR 시스템(400)은 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)에 대한 제어는 상술한 바와 마찬가지로 이루어지며, 이에 대한 설명은 생략한다. SCR 반응기(20)의 후단에 밸브(V18)를 구비하여, 해당 밸브(V18)에 의해 가열공기 순환배관(P16)의 개폐를 제어한다.

SCR 시스템(400)은 에어히터(50)에 의해 보기엔진 배기가스의 폐열을 이용하여 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시켜서 SCR 반응기(20)를 가열하고서 SCR 반응기(20)로부터 유출되는 해당 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가하여, 블로워(60)에 의해 해당 가열 공기를 에어히터(50)에 다시 유입시켜 순환시킨다.

이처럼 SCR 시스템(400)은 에어히터(50)에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시켜 SCR 반응기(20)를 가열함에 사용한 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가여서 블로워(60)에 의해 다시 에어히터(50)에 유입시키므로, 에어히터(50)에 의한 공기 가열시 열 효율을 증가시킬 수 있다.

SCR 시스템(400)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하거나, 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 그대로 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 적어도 100℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전을 진행한다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입된다.

또한, SCR 시스템(400)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시키고, 그와 함께 우레아 분해 챔버(40)에서 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열된 공기를 함께 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써, SCR 반응기(20)의 내부 온도를 적어도 250℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생한다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입되어, 에어히터(50)에서 가열된 후 다시 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입되고, 우레아 분해 챔버(40)에서 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열된 공기를 함께 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시키므로, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 공기를 재사용할 수 있어 SCR 반응기(20)의 재생에 소요되는 버너(45)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(500)은 도 5에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50), 블로워(60) 및 가열기(70)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 SCR 시스템(500)은, 상술한 제4 실시예의 SCR 시스템(400)에 비하여, 가열공기 송출배관(P15)에 가열기(70)를 더 구비한 점이 다르고, 그외의 구성은 도 4에 예시된 제4 실시예의 SCR 시스템(400)과 동일하다.

제5 실시예의 SCR 시스템(500)에서 제4 실시예의 SCR 시스템(400)과 동일한 부호를 갖는 구성 요소는 마찬가지로 동일한 기능 및 작용을 하므로, 설명의 편의를 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

SCR 시스템(500)은 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)에 대한 제어는 상술한 바와 마찬가지로 이루어지며, 이에 대한 설명은 생략한다.

SCR 시스템(500)은 에어히터(50)로부터의 가열된 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시키는 가열공기 송출배관(P15)에 가열기(70)를 구비하는데, 가열기(70)는 제어기(도시하지 않음)의 제어에 따라 에너지를 소모하여 에어히터(50)로부터의 공기를 가열시켜서 SCR 반응기(20)에 인가한다.

SCR 시스템(500)은 에어히터(50)에 의해 보기엔진 배기가스의 폐열을 이용하여 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시켜서 SCR 반응기(20)를 가열하고서 SCR 반응기(20)로부터 유출되는 해당 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가하여, 블로워(60)에 의해 해당 가열 공기를 에어히터(50)에 다시 유입시켜 순환시키고, 에어히터(50)에서 해당 가열 공기를 배기가스 폐열을 이용하여 다시 가열하고서 가열공기 송출배관(P15)을 통해 가열기(70)에 인가한다.

이처럼 SCR 시스템(500)은 에어히터(50)에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시켜 SCR 반응기(20)를 가열함에 사용한 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가여서 블로워(60)에 의해 다시 에어히터(50)에 유입시키고서 가열기(70)에 유입시키므로, 에어히터(50)와 가열기(70)에 의한 공기 가열시 열 효율을 증가시킬 수 있다.

SCR 시스템(500)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하거나, 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열기(70)에 의해 가열시키지 않고서 가열공기 송출배관(P15)을 통해 그대로 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 100℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전을 진행한다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입되므로, 에어히터(50)의 열 효율을 향상시킨다.

또한, SCR 시스템(500)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열기(70)를 이용하여 가열시켜서, 가열공기 송출배관(P15)을 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 250℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생한다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입되어서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열된 후에 가열기(70)에 인가되므로, SCR 반응기(20)의 재생에 소요되는 가열기(70)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제6 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(600)은 도 6에 예시된 바와 같이 주엔진(10), SCR 반응기(20), 혼합기(30), 우레아 분해 챔버(40), 버너(45), 에어히터(50) 및 블로워(60)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 SCR 시스템(600)은, 상술한 제3 실시예의 SCR 시스템(300)에 비하여, SCR 반응기(20)의 후단에 가열공기 순환배관(P16)을 구비하여서, SCR 반응기(20)로부터 배출되는 가열 공기를 블로워(60)에 유입시켜서 에어히터(50)에 다시 유입시켜 순환시키도록 구현한 점이 다르고, 그외의 구성은 도 3에 예시된 제3 실시예의 SCR 시스템(300)과 동일하다.

제6 실시예의 SCR 시스템(600)에서 제3 실시예의 SCR 시스템(300)과 동일한 부호를 갖는 구성 요소는 마찬가지로 동일한 기능 및 작용을 하므로, 설명의 편의를 위하여 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

SCR 시스템(600)은 에어히터(50)로의 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하기 위한 복수의 밸브(V15~V17)에 대한 제어는 상술한 바와 마찬가지로 이루어지며, 이에 대한 설명은 생략한다.

SCR 시스템(600)은 에어히터(50)로부터의 가열된 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입시킨다.

SCR 시스템(600)은 에어히터(50)에 의해 보기엔진 배기가스의 폐열을 이용하여 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입시켜서 해당 가열된 공기를 우레아 분해 챔버(40)에 의해 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시켜, SCR 반응기(20)를 가열하고서 SCR 반응기(20)로부터 유출되는 해당 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가하여, 블로워(60)에 의해 해당 가열 공기를 에어히터(50)에 다시 유입시켜 순환시킨다.

이처럼 SCR 시스템(600)은 SCR 반응기(20)를 가열함에 사용한 가열 공기를 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 인가여서 블로워(60)에 의해 다시 에어히터(50)에 유입시키므로, 에어히터(50)에 의한 공기 가열시 열 효율을 증가시킬 수 있다.

SCR 시스템(600)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하거나, 항구에서 주엔진 가동을 정지시킨 상태에서 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 그대로 우레아 분해 챔버(40)에 유입시켜 해당 가열 공기를 우레아 분해 챔버(40)와 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(20)의 내부 온도를 적어도 100℃이상으로 유지시켜 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기 운전을 진행한다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입되므로, 에어히터(50)에 의한 공기 가열시 열 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, SCR 시스템(600)은 ECA 밖의 공해상에서 주엔진 배기가스를 SCR 반응기(20)에 의해 정화 처리하지 않고 SCR 반응기(20)를 우회하는 우회배기관(P17)을 통해 배출하는 상태에서 SCR 반응기(20)의 촉매를 재생하는 경우에, 에어히터(50)에서 보기엔진 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입시키고, 우레아 분해 챔버(40)에 유입된 해당 가열된 공기를 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열하여서 우레아 분해 챔버(40)로부터 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시킨다. 이에, SCR 반응기(20) 내부의 온도를 250℃이상으로 유지할 수 있게 되며, 이 상태에서 SCR 반응기에 가열된 물이나 스팀 등을 SCR 반응기(20)에 인가함으로써 SCR 반응기(20)의 촉매 재생을 원활히 진행하게 된다. 이때, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 가열 공기는 SCR 반응기(20)로부터 가열공기 순환배관(P16)을 통해 블로워(60)에 유입되어 다시 에어히터(50)에 순환 유입되어, 에어히터(50)에서 가열된 후 다시 가열공기 송출배관(P15)을 통해 우레아 분해 챔버(40)에 유입되고, 우레아 분해 챔버(40)에서 우레아 분해용 버너(45)에 의해 가열된 공기를 함께 혼합기(30)를 통해 SCR 반응기(20)에 유입시키므로, SCR 반응기(20)를 가열함에 사용된 공기를 재사용할 수 있어 SCR 반응기(20)의 재생에 소요되는 버너(45)의 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기(20)에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기(20)에 대한 가열 및 환기를 진행하므로, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감할 수 있어서 매우 경제적이다.

본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.

본 발명은 선박에서 엔진 배기가스를 정화 처리하는 경우에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염에 기인한 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하거나, SCR 반응기를 일정 온도로 유지하여 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에, 발전기 구동용 보기엔진의 배기가스 폐열에 의해 가열시킨 공기를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하므로, 촉매 재생이나 가열 및 환기 운전시에 SCR 반응기의 피독을 방지함과 아울러 소비 에너지를 절감하게 된다.

10; 주엔진 20; SCR 반응기
30; 혼합기 40; 우레아 분해 챔버
45; 버너 50; 에어히터
60; 블로워 70; 가열기
100, 200, 300, 400, 500, 600; SCR 시스템 V11~V18, V25, V26; 밸브
P11; 주엔진 배기관 P12; 보기엔진 배기관
P13, P14; 보기엔진 배기가스 전달용 배관 P15: 가열공기 송출배관
P16; 가열공기 순환배관

Claims

SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서,
공기를 유입시키는 블로워와,
상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와,
상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제1항에 있어서,
상기 에어히터로부터 가열공기 송출배관을 통해 SCR 반응기에 전달되는 가열된 공기를 에너지를 사용하여 가열시키는 가열기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과,
상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서,
공기를 유입시키는 블로워와,
상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와,
상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 우레아 분해 챔버에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하며;
상기 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기는 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제4항에 있어서,
상기 가열공기 송출배관을 통해 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기를 우레아 분해용 버너에 의해 가열시켜 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시키는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서,
에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과,
상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서,
SCR 반응기의 후단에 설치되어 SCR 반응기로부터 배출되는 공기를 순환시키는 가열공기 순환배관과,
상기 가열공기 순환배관을 통해 인가되는 공기를 에어히터에 유입시키는 블로워와,
상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와,
상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 SCR 반응기에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제7항에 있어서,
상기 에어히터로부터 가열공기 송출배관을 통해 SCR 반응기에 전달되는 가열된 공기를 에너지를 사용하여 가열시키는 가열기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제7항에 있어서,
상기 SCR 반응기로부터 가열공기 순환배관으로의 공기 배출을 단속하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과,
상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
SCR 반응기 촉매의 오염을 제거하여 촉매 재생하거나 SCR 반응기에 대한 가열 및 환기를 진행하는 경우에 에너지를 절감하기 위한 SCR 시스템으로서,
SCR 반응기의 후단에 설치되어 SCR 반응기로부터 배출되는 공기를 순환시키는 가열공기 순환배관과,
상기 가열공기 순환배관을 통해 인가되는 공기를 에어히터에 유입시키는 블로워와,
상기 블로워로부터 유입되는 공기를 보기엔진 배기가스의 폐열에 의해 가열하는 에어히터와,
상기 에어히터에 의해 가열된 공기를 우레아 분해 챔버에 전달하는 가열공기 송출배관을 포함하며;
상기 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기는 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제11항에 있어서,
상기 가열공기 송출배관을 통해 우레아 분해 챔버에 전달되어진 가열된 공기를 우레아 분해용 버너에 의해 가열시켜 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시키는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제11항에 있어서,
상기 SCR 반응기로부터 가열공기 순환배관으로의 공기 배출을 단속하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
제11항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
에어히터에 대하여 보기엔진 배기가스를 출입시키는 보기엔진 배기가스 전달용 배관과,
상기 에어히터에 대한 보기엔진 배기가스의 출입을 단속하는 보기엔진 배기가스 단속용 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.