KR20170110933A - 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 scr 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 SCR 반응기에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리를 진행함에 따라 SCR 반응기에 생성되는 암모늄 이황산염에 기인한 SCR 반응기의 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하는 경우에, 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하여 제거하기 위하여 SCR 반응기에 유입시킨 가열된 유체의 흐름을 제한하여서 SCR 반응기로부터 외부로 배출되는 열에너지의 손실을 감소시킴으로써 촉매 재생시에 에너지 소비를 절감한다.

Description

촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템{Selective Catalytic Reduction System for Energy Savings During the Catalyst Regeneration}
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 재생하는 경우에, 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하여 제거하기 위하여 SCR 반응기에 유입시킨 가열된 유체의 흐름을 제한하여서 SCR 반응기로부터 외부로 배출되는 열에너지의 손실을 감소시킴으로써 촉매 재생시에 에너지 소비를 절감하도록 하는 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 우레아 분해 챔버에 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 주기적으로 SCR 반응기 촉매에 누적된 암모늄 이황산염을 제거하여서 SCR 반응기의 촉매를 재생할 필요가 있다.
종래에 SCR 시스템에서 SCR 반응기의 촉매를 재생하는 경우의 처리과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
SCR 반응기(10)의 내부에 구비되어 있는 촉매에 누적되어 있는 암모늄 이황산염을 제거하여 촉매를 재생하고자 하는 경우, 밸브(V11)를 개방함과 아울러 밸브(V12)를 폐쇄하여 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 배기관(P11)을 통해 외부에 배출하는 상태에서, 밸브(V13)와 밸브(V14)를 개방하여, 엔진으로부터의 배기가스를 밸브(V13)를 통해 가열기(40)에 유입시켜 해당 배기가스를 가열기(40)에 의해 가열하여서 해당 가열된 배기가스를 우레아 분해 챔버(30)와 혼합기(20)를 경유하여 SCR 반응기(10)에 유입시킨다.
이에, SCR 반응기(10)의 촉매는 가열된 배기가스의 열에 의해 가열되어서 암모늄 이황산염의 분해 가능한 온도 이상으로 가열되며, 그로 인하여 촉매에 누적되어 있는 암모늄 이황산염이 분해되어서 밸브(V14)를 통해 외부에 배출된다.
이상과 같은 종래의 SCR 시스템에서는 가열기(40)에 의해 가열된 배기가스를 일정한 유속으로 SCR 반응기(10)에 지속적으로 유입시켜서 해당 가열된 배기가스를 촉매에 일정 유속으로 통과시켜 촉매를 가열함으로써 암모늄 이황산염을 분해하여 외부로 배출하므로, 촉매의 암모늄 이황산염 제거시에 지속적으로 가열기(40)에 의해 가열해야 되어 촉매 재생시의 에너지 손실이 많은 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 재생하는 경우에, 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하여 제거하기 위하여 SCR 반응기에 유입시킨 가열된 유체의 흐름을 제한하여서 SCR 반응기로부터 외부로 배출되는 열에너지의 손실을 감소시킴으로써 촉매 재생시에 에너지 소비를 절감하도록 하는 SCR 시스템을 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1 실시예에 따른 본 발명은, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB(Exhaust Gas Bypass valve)를 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 밸브와; 상기 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와; 상기 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 밸브를 개방하여 상기 EGB로부터의 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 밸브를 폐쇄하여 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 밸브를 개방하여 EGB로부터 밸브를 통해 가열기에 인가되는 배기가스를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제2 실시예에 따른 본 발명은, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제1 밸브와; 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 혼합기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제2 밸브와; 상기 제1 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와; 상기 제1 및 제2 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 제1 밸브를 개방함과 아울러 제2 밸브를 폐쇄하여 상기 EGB로부터 제1 밸브를 통해 인가되는 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 제2 밸브를 개방하여 배기관으로부터의 배기가스를 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.
그리고, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제3 실시예에 따른 본 발명은, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제1 밸브와; 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 혼합기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제2 밸브와; 상기 제1 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와; 상기 제1 및 제2 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 제1 밸브를 개방함과 아울러 제2 밸브를 폐쇄하여 상기 배기관으로부터 제1 밸브를 통해 인가되는 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 제2 밸브를 개방하여 배기관으로부터의 배기가스를 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.
또한, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제4 실시예에 따른 본 발명은, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 밸브와; 상기 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와; 상기 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 밸브를 개방하여 상기 배기관으로부터의 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 밸브를 폐쇄하여 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 밸브를 개방하여 배기관으로부터 밸브를 통해 가열기에 인가되는 배기가스를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 제공한다.
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 재생하는 경우에, 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하여 제거하기 위하여 SCR 반응기에 유입시킨 가열된 유체의 흐름을 제한하여서 SCR 반응기로부터 외부로 배출되는 열에너지의 손실을 감소시킴으로써 촉매 재생시에 에너지 소비를 절감하게 된다.
도 1은 종래의 SCR 시스템을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템을 예시한 도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 촉매 재생시 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 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템(100)은 도 2에 예시된 바와 같이 SCR 반응기(110), 혼합기(120), 우레아 분해 챔버(130), 가열기(140), 제어기(150) 및 밸브(V111~V114)를 포함하여 이루어진다.
혼합기(120)는 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하기 위한 배기가스 정화 처리시에 엔진 터보차저의 후단으로부터 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(130)로부터 인가되는 환원제인 암모니아를 혼합하여 SCR 반응기(110)에 인가하기 위한 것으로, 배기관(P111)으로부터 밸브(V112)를 통해 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(130)로부터 인가되는 암모니아를 혼합하여서 SCR 반응기(110)에 인가하여 SCR 반응기(110)의 촉매를 통과시킴으로써 SCR 반응기(110)에서 암모니아를 환원제로 사용하여 배기가스의 질소산화물을 제거케 한다.
우레아 분해 챔버(130)는 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하기 위한 배기가스 정화 처리시에 가열기(140)로부터 인가되는 열에 의해 우레아 수용액을 분해하여 얻어지는 암모니아를 혼합기(120)에 인가한다.
가열기(140)는 SCR 반응기(110)에 의한 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리시에 엔진 터보차저의 전단으로부터 배기가스 바이패스 밸브(Exhaust Gas Bypass valve; EGB)를 경유하여 인가되는 배기가스를 에너지를 이용하여 가열시켜 우레아 분해 챔버(130)에 인가하여서 우레아 분해 챔버(130)에 우레아 분해용 열원으로서 제공한다.
상술한 바와 같은 기능을 하여 SCR 반응기(110)의 촉매에 의해 배기가스의 질소산화물을 제거하는 SCR 시스템(100)은 촉매에 의한 질소산화물의 제거에 의해 생성되는 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리를 진행하는 경우에, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(140)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(130)와 혼합기(120)를 경유하여 SCR 반응기(110)에 유입시켜서 SCR 반응기(110)의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(140)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(110) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시키고, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 가열기(140)에 인가되는 배기가스를 우레아 분해 챔버(130)와 혼합기(120)를 통해 SCR 반응기(110)에 유입시켜서 SCR 반응기(110)의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 구현된다.
가열기(140)는 SCR 반응기(110)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리시에 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 인가되는 배기가스를 에너지를 사용하여 가열시켜 우레아 분해 챔버(130)와 혼합기(120)를 경유하여 SCR 반응기(110)에 인가함으로써 SCR 반응기(110)에 암모늄 이황산염을 분해하기 위한 열원을 공급한다.
우레아 분해 챔버(130)는 SCR 반응기(110)에 의한 배기가스 정화 처리시에 가열기(140)로부터 공급된 열원에 의해 우레아 수용액을 분해하여 암모니아로 전환하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 가열기(140)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 혼합기(120)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
또한, 혼합기(120)는 SCR 반응기(110)에 의한 배기가스 정화 처리시에 밸브(V112)를 통해 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(130)로부터 인가되는 암모니아를 혼합하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 우레아 분해 챔버(130)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 SCR 반응기(110)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
제어기(150)는 SCR 시스템(100)의 운전을 제어하되 밸브(V111~V114)와 가열기(140)의 작동을 제어하여서 SCR 시스템(100)의 촉매 재생 운전을 제어한다.
제어기(150)는 SCR 반응기(110)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하는 촉매 재생 처리시에, 밸브(V111)를 개방함과 아울러 밸브(V112)를 폐쇄하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배출되는 배기가스를 배기관(P11)을 통해 외부에 배출하는 상태에서, 밸브(V113)와 밸브(V114)를 개방하여, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(140)에 의해 가열하여서 해당 가열된 배기가스를 우레아 분해 챔버(130)와 혼합기(120)를 경유하여 SCR 반응기(110)에 유입시킨다.
이와 같이 제어기(150)는 SCR 반응기(110)에 가열된 배기가스를 유입시킴으로써 SCR 반응기(110) 내부의 온도를 암모늄 이황산염이 분해되는 온도 이상으로 가열하고서, 밸브(V113)를 패쇄하여 가열기(140) 내의 유체 흐름을 차단시켜 SCR 반응기(110) 내부의 열기가 밸브(V114)를 통해 외부로 유출되지 않게 통제하되, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 유체의 흐름을 차단하거나, 온도센서(도면에 도시하지 않음)에 의해 SCR 반응기(110)의 내부 온도를 감시하여 SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 유체의 흐름을 차단한다.
그 후에, 제어기(150)는 SCR 반응기(110) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 밸브(V114)를 통해 외부로 배출하되, 밸브(V113)를 개방하여 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(140), 우레아 분해 챔버(130) 및 혼합기(120)를 통해 SCR 반응기(110)에 유입시켜서 SCR 반응기(110) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
이상과 같은 제1 실시예에 의한 SCR 시스템(100)은 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V113)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(140)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(130)와 혼합기(120)를 경유하여 SCR 반응기(110)에 유입시켜서 SCR 반응기(110)의 내부를 가열하여 SCR 반응기(110) 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(140)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(110) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 SCR 시스템(200)은 도 3에 예시된 바와 같이 SCR 반응기(210), 혼합기(220), 우레아 분해 챔버(230), 가열기(240), 제어기(250) 및 밸브(V211~V214)를 포함하여 이루어진다.
SCR 시스템(200)은 SCR 반응기(210)의 촉매에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리는 SCR 시스템(100)과 마찬가지로 진행하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
SCR 시스템(200)은 촉매에 의한 질소산화물의 제거에 의해 생성되는 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리를 진행하는 경우에, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V213)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(240)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(230)와 혼합기(220)를 경유하여 SCR 반응기(210)에 유입시켜서 SCR 반응기(210)의 내부를 가열하여 SCR 반응기(210) 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(240)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(210) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시키고, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P211)을 경유하여 밸브(V212)를 통해 혼합기(220)에 인가되는 배기가스를 SCR 반응기(210)에 유입시켜서 SCR 반응기(210)의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 구현된다.
가열기(240)는 SCR 반응기(210)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리시에 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V213)를 통해 인가되는 배기가스를 에너지를 사용하여 가열시켜 우레아 분해 챔버(230)와 혼합기(220)를 경유하여 SCR 반응기(210)에 인가함으로써 SCR 반응기(210)에 암모늄 이황산염을 분해하기 위한 열원을 공급한다.
우레아 분해 챔버(230)는 SCR 반응기(210)에 의한 배기가스 정화 처리시에 가열기(240)로부터 공급된 열원에 의해 우레아 수용액을 분해하여 암모니아로 전환하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 가열기(240)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 혼합기(220)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
또한, 혼합기(220)는 SCR 반응기(210)에 의한 배기가스 정화 처리시에 밸브(V212)를 통해 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(230)로부터 인가되는 암모니아를 혼합하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 우레아 분해 챔버(230)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 SCR 반응기(210)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
제어기(250)는 SCR 시스템(200)의 운전을 제어하되 밸브(V211~V214)와 가열기(240)의 작동을 제어하여서 SCR 시스템(200)의 촉매 재생 운전을 제어한다.
제어기(250)는 SCR 반응기(210)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하는 촉매 재생 처리시에, 밸브(V211)를 개방함과 아울러 밸브(V212)를 폐쇄하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배출되는 배기가스를 배기관(P211)을 통해 외부에 배출하는 상태에서, 밸브(V213)와 밸브(V214)를 개방하여, 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V213)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(240)에 의해 가열하여서 해당 가열된 배기가스를 우레아 분해 챔버(230)와 혼합기(220)를 경유하여 SCR 반응기(210)에 유입시킨다.
이와 같이 제어기(250)는 SCR 반응기(210)에 가열된 배기가스를 유입시킴으로써 SCR 반응기(210) 내부의 온도를 암모늄 이황산염이 분해되는 온도 이상으로 가열하고서, 밸브(V213)를 패쇄하여 가열기(240) 내의 유체 흐름을 차단시켜 SCR 반응기(210) 내부의 열기가 밸브(V214)를 통해 외부로 유출되지 않게 통제하되, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 유체의 흐름을 차단하거나, 온도센서(도면에 도시하지 않음)에 의해 SCR 반응기(210)의 내부 온도를 감시하여 SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 유체의 흐름을 차단한다.
그 후에, 제어기(250)는 SCR 반응기(210) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 밸브(V214)를 통해 외부로 배출하되, 밸브(V212)를 개방하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P211)을 경유하여 밸브(V212)를 통해 인가되는 배기가스를 혼합기(220)를 통해 SCR 반응기(210)에 유입시켜서 SCR 반응기(210) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
이상과 같은 제2 실시예에 의한 SCR 시스템(200)은 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB를 경유하여 밸브(V213)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(240)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(230)와 혼합기(220)를 경유하여 SCR 반응기(210)에 유입시켜서 SCR 반응기(210)의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(240)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(210) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. 아울러, SCR 시스템(200)은 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P211)을 통해 밸브(V212)에 인가되는 배기가스를 혼합기(220)를 경유하여 SCR 반응기(210)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(210) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 SCR 시스템(300)은 도 4에 예시된 바와 같이 SCR 반응기(310), 혼합기(320), 우레아 분해 챔버(330), 가열기(340), 제어기(350) 및 밸브(V311~V314)를 포함하여 이루어진다.
SCR 시스템(300)은 SCR 반응기(310)의 촉매에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리는 상술한 SCR 시스템(100)과 마찬가지로 진행하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
SCR 시스템(300)은 촉매에 의한 질소산화물의 제거에 의해 생성되는 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리를 진행하는 경우에, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V313)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(340)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(330)와 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시켜서 SCR 반응기(310)의 내부를 가열하여 SCR 반응기(310) 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(340)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(310) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시키고, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V312)를 통해 인가되는 배기가스를 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시켜서 SCR 반응기(310)의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 구현된다.
가열기(340)는 SCR 반응기(310)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리시에 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V313)를 통해 인가되는 배기가스를 에너지를 사용하여 가열시켜 우레아 분해 챔버(330)와 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 인가함으로써 SCR 반응기(310)에 암모늄 이황산염을 분해하기 위한 열원을 공급한다.
우레아 분해 챔버(330)는 SCR 반응기(310)에 의한 배기가스 정화 처리시에 가열기(340)로부터 공급된 열원에 의해 우레아 수용액을 분해하여 암모니아로 전환하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 가열기(340)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 혼합기(320)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
또한, 혼합기(320)는 SCR 반응기(310)에 의한 배기가스 정화 처리시에 밸브(V312)를 통해 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(330)로부터 인가되는 암모니아를 혼합하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 우레아 분해 챔버(330)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 SCR 반응기(310)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
제어기(350)는 SCR 시스템(300)의 운전을 제어하되 밸브(V311~V314)와 가열기(340)의 작동을 제어하여서 SCR 시스템(300)의 촉매 재생 운전을 제어한다.
제어기(350)는 SCR 반응기(310)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하는 촉매 재생 처리시에, 밸브(V311)를 개방함과 아울러 밸브(V312)를 폐쇄하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배출되는 배기가스를 배기관(P311)을 통해 외부에 배출하는 상태에서, 밸브(V313)와 밸브(V314)를 개방하여, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V313)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(340)에 의해 가열하여서 해당 가열된 배기가스를 우레아 분해 챔버(330)와 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시킨다.
이와 같이 제어기(350)는 SCR 반응기(310)에 가열된 배기가스를 유입시킴으로써 SCR 반응기(310) 내부의 온도를 암모늄 이황산염이 분해되는 온도 이상으로 가열하고서, 밸브(V313)를 패쇄하여 가열기(340) 내의 유체 흐름을 차단시켜 SCR 반응기(310) 내부의 열기가 밸브(V314)를 통해 외부로 유출되지 않게 통제하되, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 유체의 흐름을 차단하거나, 온도센서(도면에 도시하지 않음)에 의해 SCR 반응기(310)의 내부 온도를 감시하여 SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 유체의 흐름을 차단한다.
그 후에, 제어기(350)는 SCR 반응기(310) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 밸브(V314)를 통해 외부로 배출하되, 밸브(V312)를 개방하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V312)를 통해 인가되는 배기가스를 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시켜서 SCR 반응기(310) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
이상과 같은 제3 실시예에 의한 SCR 시스템(300)은 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 경유하여 밸브(V313)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(340)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(330)와 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시켜서 SCR 반응기(310)의 내부를 가열하여 SCR 반응기(310) 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(340)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(310) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. 아울러, SCR 시스템(300)은 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P311)을 통해 밸브(V312)에 인가되는 배기가스를 혼합기(320)를 경유하여 SCR 반응기(310)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(310) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
본 발명의 제4 실시예에 의한 SCR 시스템(400)은 도 5에 예시된 바와 같이 SCR 반응기(410), 혼합기(420), 우레아 분해 챔버(430), 가열기(440), 제어기(450) 및 밸브(V411~V414)를 포함하여 이루어진다.
SCR 시스템(400)은 SCR 반응기(410)의 촉매에 의해 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거하는 배기가스 정화 처리는 상술한 SCR 시스템(100)과 마찬가지로 진행하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
SCR 시스템(400)은 촉매에 의한 질소산화물의 제거에 의해 생성되는 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리를 진행하는 경우에, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(440)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(430)와 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시켜서 SCR 반응기(410)의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(440)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(410) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시키고, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 가열기(440)에 인가되는 배기가스를 우레아 분해 챔버(430)와 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시켜서 SCR 반응기(410)의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 구현된다.
가열기(440)는 SCR 반응기(410)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하기 위한 촉매 재생 처리시에 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 인가되는 배기가스를 에너지를 사용하여 가열시켜 우레아 분해 챔버(430)와 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 인가함으로써 SCR 반응기(410)에 암모늄 이황산염을 분해하기 위한 열원을 공급한다.
우레아 분해 챔버(430)는 SCR 반응기(410)에 의한 배기가스 정화 처리시에 가열기(440)로부터 공급된 열원에 의해 우레아 수용액을 분해하여 암모니아로 전환하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 가열기(440)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 혼합기(420)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
또한, 혼합기(420)는 SCR 반응기(410)에 의한 배기가스 정화 처리시에 밸브(V412)를 통해 인가되는 배기가스와 우레아 분해 챔버(430)로부터 인가되는 암모니아를 혼합하는 역할을 수행하지만, 촉매 재생 처리시에는 우레아 분해 챔버(430)로부터 인가되는 가열된 배기가스를 SCR 반응기(410)에 전달하는 통로 역할만을 한다.
제어기(450)는 SCR 시스템(400)의 운전을 제어하되 밸브(V411~V414)와 가열기(440)의 작동을 제어하여서 SCR 시스템(400)의 촉매 재생 운전을 제어한다.
제어기(450)는 SCR 반응기(410)에 구비된 촉매의 암모늄 이황산염을 제거하는 촉매 재생 처리시에, 밸브(V411)를 개방함과 아울러 밸브(V412)를 폐쇄하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배출되는 배기가스를 배기관(P411)을 통해 외부에 배출하는 상태에서, 밸브(V413)와 밸브(V414)를 개방하여, 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(440)에 의해 가열하여서 해당 가열된 배기가스를 우레아 분해 챔버(430)와 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시킨다.
이와 같이 제어기(450)는 SCR 반응기(410)에 가열된 배기가스를 유입시킴으로써 SCR 반응기(410) 내부의 온도를 암모늄 이황산염이 분해되는 온도 이상으로 가열하고서, 밸브(V413)를 패쇄하여 가열기(440) 내의 유체 흐름을 차단시켜 SCR 반응기(410) 내부의 열기가 밸브(V414)를 통해 외부로 유출되지 않게 통제하되, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 유체의 흐름을 차단하거나, 온도센서(도면에 도시하지 않음)에 의해 SCR 반응기(410)의 내부 온도를 감시하여 SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 유체의 흐름을 차단한다.
그 후에, 제어기(450)는 SCR 반응기(410) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 밸브(V414)를 통해 외부로 배출하되, 밸브(V413)를 개방하여 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(440), 우레아 분해 챔버(430) 및 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시켜서 SCR 반응기(410) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
이상과 같은 제4 실시예에 의한 SCR 시스템(400)은 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 경유하여 밸브(V413)를 통해 인가되는 배기가스를 가열기(440)에 의해 가열시켜 우레아 분해 챔버(430)와 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시켜서 SCR 반응기(410)의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 가열기(440)로의 배기가스 유입을 차단하여 SCR 반응기(410) 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제하여서 촉매 재생시의 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. 아울러, SCR 시스템(400)은 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관(P411)을 통해 밸브(V413)에 인가되는 배기가스를 가열기(440), 우레아 분해 챔버(430) 및 혼합기(420)를 경유하여 SCR 반응기(410)에 유입시킴으로써 SCR 반응기(410) 내부의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출한다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.
본 발명은 선박에서 엔진 배기가스의 질소산화물을 제거함에 기인하여 생성되는 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하는 경우에 매우 유용하게 적용할 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 반응기의 촉매의 오염을 제거하여 SCR 반응기의 촉매를 재생하는 경우에, 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하여 제거하기 위하여 SCR 반응기에 유입시킨 가열된 유체의 흐름을 제한하여서 SCR 반응기로부터 외부로 배출되는 열에너지의 손실을 감소시킴으로써 촉매 재생시에 에너지 소비를 절감하게 된다.
100, 200, 300, 400; SCR 시스템
110, 210, 310, 410; SCR 반응기
120, 220, 320, 420; 혼합기
130, 230, 330, 430; 우레아 분해 챔버
140, 240, 340, 440; 가열기
150, 250, 350, 450; 제어기
V111~V114, V211~V214, V311~V314, V411~V414: 밸브
P111, P211, P311, P411; 배기관

Claims (12)

  1. 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB(Exhaust Gas Bypass valve)를 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 밸브와;
    상기 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와;
    상기 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 밸브를 개방하여 상기 EGB로부터의 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 밸브를 폐쇄하여 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 밸브를 개방하여 EGB로부터 밸브를 통해 가열기에 인가되는 배기가스를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  4. 엔진 터보차저의 전단으로부터 EGB(Exhaust Gas Bypass valve)를 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제1 밸브와;
    엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 혼합기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제2 밸브와;
    상기 제1 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와;
    상기 제1 및 제2 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 제1 밸브를 개방함과 아울러 제2 밸브를 폐쇄하여 상기 EGB로부터 제1 밸브를 통해 인가되는 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 제2 밸브를 개방하여 배기관으로부터의 배기가스를 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 EGB로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  7. 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제1 밸브와;
    엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 혼합기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 제2 밸브와;
    상기 제1 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와;
    상기 제1 및 제2 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 제1 밸브를 개방함과 아울러 제2 밸브를 폐쇄하여 상기 배기관으로부터 제1 밸브를 통해 인가되는 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 제1 밸브를 폐쇄하여 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 제2 밸브를 개방하여 배기관으로부터의 배기가스를 혼합기를 통해 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  10. 엔진 터보차저의 후단으로부터 배기관을 경유하여 가열기에 인가되는 배기가스의 흐름을 제어기의 제어에 따라 통제하는 밸브와;
    상기 밸브를 통해 유입되는 배기가스를 제어기의 제어에 따라 가열하여 SCR 반응기 측으로 인가하여 촉매 재생을 위한 열기를 공급하는 가열기와;
    상기 밸브와 가열기를 제어하여 촉매 재생 운전을 제어하되, 상기 밸브를 개방하여 상기 배기관으로부터의 배기가스를 가열기에 의해 가열시켜 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하되 촉매의 암모늄 이황산염을 분해하는 때에 상기 밸브를 폐쇄하여 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 통제한 후, 상기 밸브를 개방하여 배기관으로부터 밸브를 통해 가열기에 인가되는 배기가스를 SCR 반응기에 유입시켜서 SCR 반응기의 분해된 암모늄 이황산염을 외부로 배출하도록 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, 암모늄 이황산염의 분해 가능 시간 동안 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어기는 배기관으로부터 가열기로의 배기가스 유입을 차단시켜 SCR 반응기 내부의 열기가 외부로 배출되지 않게 하는 경우, SCR 반응기 내부 온도가 암모늄 이황산염의 분해 가능 온도로부터 설정 온도 이하로 저하될 때까지 배기가스의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 SCR 시스템.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101579687B1 (ko) * 2014-06-30 2015-12-22 두산엔진주식회사 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치
KR20160007801A (ko) * 2014-06-30 2016-01-21 두산엔진주식회사 배기정화장치를 포함하는 동력발생시스템

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