KR20170137360A - Exhaust gas system for improving performance and durability of SCR reactor - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an exhaust system to improve the performance and durability of a selective catalyst reduction (SCR) reactor, capable of reducing the performance degradation of an SCR catalyst. According to the present invention, the exhaust system comprises: an SCR reactor (30) having an SCR catalyst installed therein; a second exhaust pipe (25) extended from an outlet side of the SCR reactor (30); a particulate matter collection pipe (100) downwardly extended from an input of the SCR reactor (30) by a predetermined length and having an opening/closing cover (110) installed in an extended bottom part; and a first exhaust pipe (20) extended from an exhaust side of an engine (10), and ensuring sufficient height (h) to prepare a reception space for storing particulate matters from a bottom part of the particulate matter collection pipe (100) to connect to a middle part of the particulate matter collection pipe (100). An annular water collection hole member (200) to block and collect moisture flowing down along an inner wall of the second exhaust pipe (25) is formed in the middle part of the second exhaust pipe (25), and a discharge pipe (210) to discharge the water collected in the water collection hole member (200) is installed on one side of the water collection hole member (200).

Description

SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계{Exhaust gas system for improving performance and durability of SCR reactor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an exhaust gas system for improving performance and durability of an SCR reactor,

본 발명은 배기가스 포함된 입자상 물질이 SCR 촉매나 반응기 내에 부착 및 퇴적되는 한편, 외기로부터의 수분이 SCR 반응기 내에 유입되는 원인에 기인하여 SCR 장치의 기능 및 내구성과 엔진성능을 떨어뜨리는 현상을 전반적으로 억제 내지 방지함으로써 SCR 반응기를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 하는 SCR 장치의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계에 관한 것이다.In the present invention, the particulate matter contained in the exhaust gas adheres to and accumulates in the SCR catalyst or the reactor, while the function, durability and engine performance of the SCR device are deteriorated due to the influx of moisture from the outside air into the SCR reactor. To an exhaust system for improving the performance and durability of an SCR apparatus that can maintain the SCR reactor in an optimum state.

선택적 촉매 환원 시스템(Selective Catalyst Reduction System)으로 불리는 SCR 시스템은, 선박 추진용 디젤 엔진, 플랜트 발전용 디젤 엔진, 터빈 발전기 등에서 배출되는 질소산화물(NOx)을 선택적으로 제거하기 위한 시스템이다.SCR system, which is called Selective Catalyst Reduction System, is a system for selectively removing nitrogen oxides (NOx) emitted from diesel engines for ship propulsion, diesel engines for plant power generation, and turbine generators.

이러한 SCR 시스템은, 배기관의 도중에 촉매가 내장된 SCR 반응기(SCR Chamber)를 설치하고, 배기가스 내에 암모니아나 요소 수용액(Urea)과 같은 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 장치를 구비하여, 배기가스 내의 질소 산화물(NOx)을 촉매(Catalyst) 층에서 암모니아(NH3), 우레아(Urea) 등의 환원제와 화학적으로 반응시켜 인체에 무해한 물과 질소로 분해한 후 배출시킨다(특허문헌 1 내지 3 참조).In such an SCR system, an SCR reactor (SCR chamber) in which a catalyst is incorporated is disposed in the middle of an exhaust pipe, and a reducing agent supply device for supplying a reducing agent such as ammonia or urea aqueous solution (Urea) Oxides (NOx) are chemically reacted with a reducing agent such as ammonia (NH3), urea (Urea) or the like in a catalyst layer to decompose into water and nitrogen which are harmless to the human body, and are then discharged (see Patent Documents 1 to 3).

도 1에는 엔진의 배기계에 대한 하나의 대표적 형태로서, 선박의 동력 시스템의 배기계의 계통도가 도시되어 있다.1 shows a schematic diagram of an exhaust system of a power system of a ship as one representative form of an exhaust system of an engine.

도 2를 참조하면, 엔진(10) 배기 측의 배기가스 리시버(exhaust gas receiver)(12)로부터 제1 배기관(20)이 연장되어 SCR 반응기(30)의 입구 측에 연결되고, SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 제2 배기관(25)이 연장되며, 제1 배기관(20)에는 암모니아나 우레아와 같은 환원제를 공급하는 환원제 분사장치(40)가 설치된다.2, a first exhaust pipe 20 is extended from the exhaust gas receiver 12 on the exhaust side of the engine 10 and connected to the inlet side of the SCR reactor 30, and the SCR reactor 30 A second exhaust pipe 25 is extended from the outlet of the first exhaust pipe 20 and a reducing agent injector 40 is provided in the first exhaust pipe 20 to supply a reducing agent such as ammonia or urea.

SCR 반응기(30)의 내부에는, SCR 촉매(32)들이 배치되고, SCR 촉매(32)의 표면에 부착된 입자상 물질(PM; Particle Matter)(예; 탄소 찌꺼기(그을음, 검댕 등)이나 부반응 물질(예; 중황산암모늄, 황산암모늄)을 고압공기로 불어 제거하기 위한 수트 블로어(soot blower)(34)가 설치된다.In the SCR reactor 30, SCR catalysts 32 are disposed, and particulate matter (PM) (e.g., carbon residue (soot, soot and the like) or the like adhered to the surface of the SCR catalyst 32 A soot blower 34 for blowing off high pressure air (for example, ammonium sulfonate, ammonium sulfate) is installed.

엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스에는 질소산화물(NOx)이나 황산화물(SOx)과 같은 환경오염 물질 이외에도 다량의 입자상 물질이 포함되어 있는데, 이러한 입자상 물질은 SCR 반응기(30) 내부로 들어와 부유하다가 일부는 SCR 촉매(32)를 통과하여 제2 배기관(25)으로 빠져나와 외부로 배출되고, 일부는 SCR 촉매(32)에 부착되거나 아래로 가라앉아 SCR 반응기(30)의 바닥면이나 벽면, 제1,2 배기관(20, 25)의 내벽면에 침착된다.Exhaust gas discharged after combustion in the engine contains a large amount of particulate matter in addition to environmental pollutants such as NOx and SOx. Such particulate matter enters the SCR reactor 30 and floats, Passes through the SCR catalyst 32 and exits to the second exhaust pipe 25 and is discharged to the outside. Part of the exhaust gas adheres to the SCR catalyst 32 or sinks down to the bottom or wall surface of the SCR reactor 30, , And the second exhaust pipe (20, 25).

또한, 수트 블로어(34)에 의해 SCR 촉매(32)를 세척하는 경우에도, SCR 촉매(32)로부터 탈리된 입자상 물질의 일부가 SCR 반응기(30)의 바닥면에 침착된다.Part of the particulate matter desorbed from the SCR catalyst 32 is also deposited on the bottom surface of the SCR reactor 30, even when the SCR catalyst 32 is cleaned by the soot blower 34.

입자상 물질이 SCR 촉매(32)에 부착되면, 촉매 반응을 저해하여 본연의 질소산화물 제가 성능을 떨어뜨리고, 배기 흐름을 방해하여 엔진 배압(背壓, Back Pressure)을 증가시킴으로써 엔진 출력을 떨어뜨린다. 또한, SCR 반응기(30)의 바닥면이나 벽면, 제1,2 배기관(20, 25)의 내벽면에 침착하는 경우에도 배기 흐름을 방해하여 엔진 배압을 증가시켜 엔진 출력을 떨어뜨린다.When the particulate matter adheres to the SCR catalyst 32, the catalytic reaction is impaired to deteriorate the performance of the original nitrogen oxide agent, and the exhaust flow is interrupted to increase the engine back pressure, thereby decreasing the engine output. Further, even when the exhaust gas is deposited on the bottom surface or the wall surface of the SCR reactor 30 or the inner wall surface of the first and second exhaust pipes 20 and 25, the exhaust flow is interrupted to increase the engine back pressure,

SCR 반응기(30)가 도 1에 도시된 형태와 같은 수직형(배기 흐름을 기준으로 수직으로 설치된 형태)이 아니고 수평형으로 설치되는 형태라면, 위와 같은 입자상 물질의 부착 및 침착에 의한 악영향이 더욱 커지게 된다.If the SCR reactor 30 is installed in a horizontal type rather than a vertical type (vertically installed on the basis of the exhaust flow) as shown in FIG. 1, adverse effects due to deposition and deposition of the particulate matter .

한편, 선박의 배기계인 경우에는, SCR 반응기(30) 출구 측의 제2 배기관(25)은 선상에 높게 구축된 이른바 '펀넬(Funnel)'이라고 하는 연돌 구조물의 내부로 연장된 후 연돌 구조물 상단으로 돌출되어 배기가스를 대기 중에 확산시켜 배출하도록 되어 있다(특허문헌 4, 5 참조).On the other hand, in the case of a ship's exhaust system, the second exhaust pipe 25 on the outlet side of the SCR reactor 30 is extended to the interior of a stack structure called "Funnel" So that the exhaust gas is diffused into the atmosphere and discharged (refer to Patent Documents 4 and 5).

이처럼 제2 배기관(25)이 외기로 노출되는 배기계에서는 외부로부터 빗물 등의 수분이 침투하거나 온도 차이에 의해 배관 내벽에 응결이 발생하여 물방울이 맺히고, 맺힌 물방울이 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 내려와 SCR 반응기(30) 내부로 침투하게 된다.In the exhaust system in which the second exhaust pipe 25 is exposed to the outside air, moisture such as rainwater infiltrates from the outside or condensation occurs on the inner wall of the pipe due to a temperature difference, so that water drops are formed, And penetrates into the SCR reactor 30.

SCR 반응기(30) 내부로 침투한 수분에 의해, 엔진 정지 중이나 SCR 정지 중과 같이 배기계의 온도가 낮을 때에는 부착된 입자상 물질이 엉겨 반죽처럼 되고, 기어이 엔진 가동에 의한 배기가스 열에 의해 고체화되어 SCR 촉매(32) 표면이나 SCR 반응기(30)의 바닥면 및 내벽면에 고착되게 하는 문제를 야기한다.When the temperature of the exhaust system is low, such as during stop of the engine or stop of the SCR due to moisture penetrated into the SCR reactor 30, the attached particulate matter is clogged like dough and the gear is solidified by the exhaust gas heat generated by the engine operation, 32) surface or the bottom surface and the inner wall surface of the SCR reactor (30).

또한, SCR 촉매(32)는 보통 세라믹을 허니콤 구조로 압출하거나 또는 금속판으로 만들어진 지지체의 표면에 촉매 물질을 코팅한 구조를 가지는데, SCR 반응기(30) 내부로 침투한 수분은 SCR 운전 중에 높은 온도로 가열된 SCR 촉매(32)의 표면에 접촉하는 즉시 폭발하여 SCR 촉매(32)에 균열이나 파손을 일으키게 된다.The SCR catalyst 32 has a structure in which a ceramic material is extruded into a honeycomb structure or a support made of a metal plate is coated with a catalytic material. The moisture penetrated into the SCR reactor 30 is high during the SCR operation. It immediately explodes upon contact with the surface of the SCR catalyst 32 heated to a temperature, causing the SCR catalyst 32 to crack or break.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2015-0077801호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0077801 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2015-0049807호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0049807 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2014-0121129호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0121129 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0137772호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0137772 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0075123호Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0075123

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, SCR 촉매나 반응기 내의 입자상 물질을 쉽게 포집하고 제거할 수 있도록 하여 배기가스 포함된 입자상 물질이 SCR 촉매나 반응기 내에 부착 및 퇴적되는 것을 억제하고, SCR 반응기 안으로 침투하는 수분을 SCR 반응기에 이르기 전에 제거함으로써 SCR 내부에 부착된 입자상 물질을 고착시키는 것을 방지하고 SCR 촉매의 손상을 줄임으로써, SCR 반응기를 최적의 상태로 유지시켜 SCR 장치의 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 배기계를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems of the prior art and to provide an SCR catalyst and a particulate matter removal apparatus capable of easily collecting and removing particulate matter in a reactor, Thereby preventing the adhering particulate matter adhering to the interior of the SCR and reducing the damage of the SCR catalyst, thereby preventing the SCR reactor from being in an optimal state And to improve the performance and durability of the SCR device.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 따른 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계는, 내부에 SCR 촉매가 설치되는 수직형 SCR 반응기(30); 상기 SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25); 상기 SCR 반응기(30)의 입구로부터 일정 길이 하향 연장되고, 연장된 하단부에 개폐 덮개(110)가 설치되는 입자상 물질 포집관(100); 엔진(10)의 배기 측으로부터 연장되고, 상기 입자상 물질 포집관(100)의 하단부로부터 입자상 물질을 수용하기 위한 수용공간을 마련하기 위한 높이(h)를 확보하여 상기 입자상 물질 포집관(100)의 중간 부분에 접속되는 제1 배기관(20); 을 포함한 구성을 가진다.In order to achieve the above object, an exhaust system for improving performance and durability of an SCR reactor according to an aspect of the present invention includes a vertical SCR reactor 30 having an SCR catalyst installed therein; A second exhaust pipe (25) extending from an outlet side of the SCR reactor (30); A particulate matter collecting pipe 100 extending downward from the inlet of the SCR reactor 30 by a predetermined length and having an open / close lid 110 installed at an extended lower end thereof; A height h for securing a space for accommodating particulate matter from the lower end of the particulate matter collecting pipe 100 is ensured so that the height h of the particulate matter collecting pipe 100 A first exhaust pipe (20) connected to an intermediate portion; .

본 발명의 한 형태에 따른 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계는, 내부에 SCR 촉매가 설치되는 수평형 SCR 반응기(30a); 상기 SCR 반응기(30a)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25); 상기 SCR 반응기(30a)의 바닥으로부터 일정 길이 하향 연장되어 SCR 반응기(30a) 내부에서 가라앉는 입자상 물질을 담아 가두는 수용공간을 형성하고, 연장된 하단부에는 담아 가둔 입자상 물질을 제거하기 위한 개폐 덮개(110)가 설치되는 입자상 물질 포집관(100); 엔진(10)의 배기 측으로부터 연장되어 상기 SCR 반응기(30a)의 입구 측에 연결되는 제1 배기관(20); 을 포함한 구성을 가진다.The exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor according to one embodiment of the present invention includes a horizontal SCR reactor 30a in which an SCR catalyst is installed; A second exhaust pipe (25) extending from an outlet side of the SCR reactor (30a); An opening and closing cover (not shown) for removing particulate matter contained in the extended lower end portion is formed in the SCR reactor 30a by forming a receiving space which is extended downward from the bottom of the SCR reactor 30a to contain particulate matter sinking in the SCR reactor 30a A particulate matter collection pipe (100) in which a particulate matter collecting pipe (110) is installed; A first exhaust pipe (20) extending from the exhaust side of the engine (10) and connected to an inlet side of the SCR reactor (30a); .

본 발명에 따른 배기계에 있어서, 상기 제2 배기관(25)의 중간 부분에는, 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 내려오는 수분을 차단하여 모으기 위한 환형의 집수구 부재(200)를 구비하고; 상기 집수구 부재(200)의 일측에는, 집수구 부재(200)에 모인 물을 배출하기 위한 배출관(210)을 설치하는 것이 바람직하다.In the exhaust system according to the present invention, an intermediate portion of the second exhaust pipe (25) is provided with an annular collection member (200) for collecting and collecting water coming down from the inner wall surface of the second exhaust pipe (25) It is preferable that a drain pipe 210 for discharging the water collected in the catch member 200 is installed at one side of the catch member 200.

여기서, 상기 집수구 부재(200)는 받은 물을 한쪽으로 흘려 모을 수 있도록 한쪽으로 경사진 형태로 이루어지고, 상기 배출관(210)은 경사진 집수구 부재(200)의 가장 낮은 지점에 연결하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the catching member 200 is inclined to one side to collect the collected water, and the discharge pipe 210 is connected to the lowest point of the inclined catching member 200 .

본 발명에 따른 배기계에 있어서, 상기 집수구 부재(200)는, 제2 배기관(25)의 내벽면에 접합되어 배수 도랑의 바닥을 형성하는 바닥부(202)와, 상기 바닥부(202)의 반경방향 내측 단부로부터 출구 방향으로 절곡 연장되어 배수 도랑의 측벽을 형성하는 측벽부(204)로 구성할 수 있다.In the exhaust system according to the present invention, the catching member 200 includes a bottom portion 202 joined to the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 to form a bottom of the drainage ditch, And a sidewall portion 204 which extends from the inner side end portion in the direction of the outlet to form a sidewall of the drainage ditch.

본 발명에 따른 배기계에 의하면, SCR 반응기에 유입된 배기가스에 포함된 입자상 물질을 입자상 물질 포집관을 통해 포집하여 배출할 수 있다. 따라서 SCR 촉매 표면이나 SCR 반응기의 바닥면에 부착 내지 침착되는 입자상 물질의 양이 줄어들고, SCR 촉매의 성능 저하나 배기가스 흐름 방해 현상을 줄일 수 있게 된다.According to the exhaust system of the present invention, the particulate matter contained in the exhaust gas flowing into the SCR reactor can be collected and discharged through the particulate matter collection pipe. Therefore, the amount of particulate matter adhering to or deposited on the SCR catalyst surface or the bottom surface of the SCR reactor is reduced, and the performance of the SCR catalyst or the exhaust gas flow disturbance phenomenon can be reduced.

또한, SCR 반응기의 출구로부터 연장되는 제2 배기관에 집수구 부재를 설치하여 제2 배기관의 내벽면을 타고 SCR 반응기 방향으로 흘러내리는 물을 차단하고 배출함으로써, SCR 반응기 내부로 수분 침투를 막을 수 있다. 따라서, SCR 반응기 내부로 침투한 수분에 의해 SCR 반응기 내벽면이나 SCR 촉매 표면에서의 입자상 물질의 반죽화 및 고착 현상을 줄일 수 있으며, SCR 촉매의 파손을 방지할 수 있다.In addition, water infiltration into the SCR reactor can be prevented by providing a collection member in a second exhaust pipe extending from the outlet of the SCR reactor to block and discharge water flowing in the direction of the SCR reactor on the inner wall surface of the second exhaust pipe. Therefore, it is possible to reduce the kneading and fixing phenomenon of the particulate matter on the wall surface of the SCR reactor or on the surface of the SCR catalyst by moisture permeated into the SCR reactor, and it is possible to prevent breakage of the SCR catalyst.

도 1은 SCR 장치를 가지는 일반적인 배기계의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기계의 주요부분을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기계의 주요부분을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 집수구 부재 및 배출관을 자세하게 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 집수구 부재 및 배출관을 자세하게 나타내는 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기계의 주요부분을 도시한 도면이다.1 is a schematic diagram of a general exhaust system having an SCR device.
2 is a view showing a main part of an exhaust system according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a main part of an exhaust system according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a cross-sectional view showing in detail the catching member and the discharge pipe of Fig. 3;
Fig. 5 is a cross-sectional perspective view showing in detail the catching member and the discharge pipe of Fig. 3;
6 is a view showing a main part of an exhaust system according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 양호한 실시예들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기계의 주요부분을 도시한 도면이 도시되어 있다.2 is a view showing a main part of the exhaust system according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기계는, 내부에 SCR 촉매(32)가 설치되는 수직형 SCR 반응기(30)와, SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25)과, SCR 반응기(30)의 입구로부터 일정 길이 하향 연장되는 입자상 물질 포집관(100)을 포함한다.2, the exhaust system according to the first embodiment of the present invention includes a vertical SCR reactor 30 in which an SCR catalyst 32 is installed, a second SCR reactor 30 extending from the outlet side of the SCR reactor 30, An exhaust pipe 25 and a particulate matter collecting pipe 100 extending downward from the inlet of the SCR reactor 30 by a predetermined length.

엔진(10)(도 1 참조)의 배기 측으로부터 연장된 제1 배기관(20)은 입자상 물질 포집관(100)의 중간 부분에 연결되는데, 입자상 물질 포집관(100)의 하단부로부터 입자상 물질을 수용하기 위한 수용공간을 마련하기 위한 소정의 높이(h)를 확보하여 접속된 구조를 가진다.The first exhaust pipe 20 extending from the exhaust side of the engine 10 (see Fig. 1) is connected to an intermediate portion of the particulate matter collecting pipe 100. The particulate matter collecting pipe 100 receives particulate matter from the lower end of the particulate matter collecting pipe 100 And a predetermined height (h) for providing a space for accommodating the battery.

따라서, 엔진(10)으로부터 배출되는 배기가스는 제1 배기관(20)을 따라 흘러 입자상 물질 포집관(100)으로 들어온 다음 SCR 반응기(30) 안으로 들어간다. SCR 반응기(30) 안으로 들어온 배기가스는 SCR 촉매(32)를 거치면서 질소산화물이 제거된 후 제2 배기관(25)을 통해 밖으로 배출된다.Therefore, the exhaust gas discharged from the engine 10 flows along the first exhaust pipe 20, enters the particulate matter collecting pipe 100, and then enters the SCR reactor 30. The exhaust gas entering the SCR reactor 30 is exhausted through the second exhaust pipe 25 after the nitrogen oxide is removed through the SCR catalyst 32.

이와 같이 배기가스가 SCR 반응기(30)를 통과하는 과정에서, 배기가스에 포함된 무게가 무거운 입자상 물질은 SCR 반응기(30)의 아래로 가라앉으면서 입자상 물질 포집관(100)으로 떨어지게 된다.As the exhaust gas passes through the SCR reactor 30, the heavy particulate matter contained in the exhaust gas sinks down to the particulate matter collecting pipe 100 while sinking down the SCR reactor 30.

입자상 물질 포집관(100)으로 떨어진 입자상 물질은 제1 배기관(20)의 아래쪽으로 높이(h)에 의해 확보된 수용 공간에 쌓이게 되며, 주기적으로 개폐 덮개(110)를 열어 제거할 수 있게 된다. 따라서 SCR 촉매(32) 표면이나 SCR 반응기(30)의 바닥면에 부착 내지 침착되는 입자상 물질의 양이 줄어들고, SCR 촉매(32)의 성능 저하나 배기가스 흐름 방해 현상을 줄일 수 있게 된다.The particulate matter separated by the particulate matter collecting pipe 100 is accumulated in the receiving space secured by the height h to the lower side of the first exhaust pipe 20 so that the opening and closing lid 110 can be opened and removed periodically. Therefore, the amount of particulate matter deposited or deposited on the surface of the SCR catalyst 32 or the bottom surface of the SCR reactor 30 is reduced, and the performance of the SCR catalyst 32 or the exhaust gas flow disturbance can be reduced.

개폐 덮개(110)는, 입자상 물질 포집관(100)의 하단부에 플랜지(102)를 형성하고, 그 플랜지(102)에 볼트 등의 체결구(120)에 의해 설치할 수 있다. 또한, 개폐 덮개(110)를 플랜지(102)에 힌지(112)에 의해 회동가능하게 설치하면 입자상 물질 제거시 개폐 덮개(110)를 떼어내지 않고 한쪽으로 열어놓고 작업할 수 있으므로 작업이 간편하고 무거운 개폐 덮개(110) 취급시의 안전사고 등을 방지할 수 있다.The opening and closing lid 110 may be provided with a flange 102 at the lower end of the particulate matter collecting pipe 100 and a fastener 120 such as a bolt in the flange 102. When the opening and closing lid 110 is rotatably attached to the flange 102 by the hinge 112, the opening and closing lid 110 can be opened without removing the particulate matter, It is possible to prevent a safety accident or the like when the opening and closing cover 110 is handled.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기계를 설명하기 위한 것으로서, 도 3에는 주요부 계통도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 집수구 부재 및 배출관을 자세하게 나타내는 단면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 집수구 부재 및 배출관을 자세하게 나타내는 단면 사시도가 도시되어 있다.3 to 5 illustrate an exhaust system according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of the main part, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the collection member and the discharge pipe of FIG. 3 in detail And Fig. 5 is a cross-sectional perspective view showing the catching member and the discharge pipe in detail.

우선, 도 3을 참조하면, SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25)의 중간 부분에는 환형의 집수구(集水溝) 부재(200)가 구비된다. 집수구 부재(200)는, 그 명칭 그대로 '물을 모으는 도랑'으로서, 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 SCR 반응기(30) 방향으로 흘러내리는 수분을 차단하여 모으는 역할을 한다.Referring to FIG. 3, an annular collection groove member 200 is provided at an intermediate portion of the second exhaust pipe 25 extending from the outlet side of the SCR reactor 30. The catching member 200 serves as a 'ditch for collecting water', collecting moisture collected on the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 and flowing down toward the SCR reactor 30.

집수구 부재(200)의 일측에는, 집수구 부재(200)를 통해 모은 물을 배출하기 위한 배출관(210)이 설치된다.At one side of the catching member 200, a discharge pipe 210 for discharging the collected water through the catching member 200 is installed.

배출관(210)으로 배출되는 물은 집수통(220)에 집수된다. 배출관(210)에는 개폐 밸브(212)를 설치하여 배수가 필요할 때마다 열어서 배출하고 평상시에는 닫아 두어 배기가스가 배출관(210)을 통해 빠져나가는 것을 막을 수 있다.The water discharged into the discharge pipe 210 is collected in the water container 220. The discharge pipe 210 is provided with an on-off valve 212 to open and discharge the drain water whenever necessary, and to close the drain pipe 210 to prevent the exhaust gas from escaping through the discharge pipe 210.

도 3 내지 도 5에 도시된 실시형태와 같이, 집수구 부재(200)는 받은 물을 한쪽으로 흘려 모을 수 있도록 한쪽으로 경사진 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 배출관(210)은 경사진 집수구 부재(200)의 가장 낮은 지점에 연결하는 것이 바람직하다.As in the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, it is preferable that the catching member 200 is configured to be inclined to one side so that the received water can be collected and collected. In this case, the discharge pipe 210 is preferably connected to the lowest point of the inclined catch member 200.

도 4 내지 도 5를 통해 집수구 부재(200)의 하나의 양호한 실시형태에 대해 설명한다.4 through 5, one preferred embodiment of the catch member 200 will be described.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 집수구 부재(200)는 바닥부(202)와 측벽부(204)를 가지면서 전체 모양이 제2 배기관(25)의 내벽면 둘레를 따르는 환형으로 이루어진다.4 to 5, the catch member 200 has an annular shape along the inner wall surface of the second exhaust pipe 25, having a bottom portion 202 and a side wall portion 204.

바닥부(202)는 제2 배기관(25)의 내벽면에 용접 등의 방법으로 접합되어 배수 도랑의 바닥을 형성함으로써 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 흘러내리는 물을 차단하고 모으는 역할을 한다.The bottom portion 202 is joined to the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 by welding or the like to form the bottom of the drainage trench so as to block and collect the water flowing down the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 do.

측벽부(204)는, 바닥부(202)의 반경방향 내측 단부로부터 출구 방향으로 절곡된 형태로 이루어져서 배수 도랑의 측벽을 형성함으로써 바닥부(202)에 의해 차단한 물을 가두는 역할을 한다.The side wall portion 204 is bent in a radially inward end portion of the bottom portion 202 in the outlet direction to form a sidewall of the drainage ditch so as to confine the water blocked by the bottom portion 202.

배출관(210)은, 이러한 집수구 부재(200)의 가장 낮은 부분에 접속된다. 즉, 집수구 부재(200)의 가장 낮은 부분의 바닥부(202)와 통하도록 연결된다. 이로써 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 SCR 반응기(30) 방향으로 흘러내리는 물은 바닥부(202)에 의해 차단되는 한편, 바닥부(202)와 측벽부(204)에 의해 형성된 경사진 도랑을 따라 가장 낮은 곳으로 흘러 모이고, 가장 낮은 곳에서 배출관(210)을 통해 배출된다.The discharge pipe 210 is connected to the lowest part of the catching member 200. That is, to the bottom portion 202 of the lowest portion of the catchment member 200. The water flowing down toward the SCR reactor 30 on the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 is blocked by the bottom portion 202 while the water flowing down the inclined portion formed by the bottom portion 202 and the side wall portion 204 Flows to the lowest point along the ditch, and is discharged through the discharge pipe 210 at the lowest point.

이와 같이, SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25)에 집수구 부재(200)를 설치하여, 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 SCR 반응기(30) 방향으로 흘러내리는 물을 차단하고 배출함으로써, SCR 반응기(30) 내부로 수분 침투를 막을 수 있게 된다. 따라서, SCR 반응기(30) 내부로 침투한 수분에 의해 SCR 반응기(30) 내벽면이나 SCR 촉매(32) 표면에서의 입자상 물질의 반죽화 및 고착 현상을 줄일 수 있으며, SCR 촉매(32)의 파손을 방지할 수 있다.As described above, the second exhaust pipe 25 extending from the outlet side of the SCR reactor 30 is provided with the collection member 200, and flows downward in the direction of the SCR reactor 30 on the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 By intercepting and discharging the water, moisture penetration into the SCR reactor 30 can be prevented. Therefore, it is possible to reduce the kneading and fixing phenomenon of the particulate matter on the inner wall surface of the SCR reactor 30 or on the surface of the SCR catalyst 32 by moisture permeated into the SCR reactor 30, and the damage of the SCR catalyst 32 Can be prevented.

다음으로, 도 6에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기계의 주요부분이 도시되어 있다. 도 6에 도시한 제3 실시예는 수평형의 SCR 반응기(30a)에 본 발명을 적용한 예를 보여준다.Next, Fig. 6 shows a main part of the exhaust system according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment shown in Fig. 6 shows an example in which the present invention is applied to the horizontal type SCR reactor 30a.

수평형의 SCR 반응기(30a)의 길이방향 한쪽 끝의 입구 측에는 제1 배기관(20)이 연결되고, 반대쪽 끝의 출구 측에는 제2 배기관(25)이 연결된다.A first exhaust pipe (20) is connected to the inlet side of one end in the longitudinal direction of the horizontal type SCR reactor (30a), and a second exhaust pipe (25) is connected to the outlet side of the opposite end.

수평형 SCR 반응기(30a)의 내부에는 SCR 촉매(32a)가 설치된다. 제1 배기관(20)으로부터 유입되는 배기가스는 SCR 촉매(32a)를 거치면서 질소산화물이 제거된 후 제2 배기관(25)을 통해 밖으로 배출된다.The SCR catalyst 32a is installed in the horizontal SCR reactor 30a. The exhaust gas flowing from the first exhaust pipe 20 is exhausted through the second exhaust pipe 25 after the nitrogen oxide is removed through the SCR catalyst 32a.

SCR 반응기(30a)의 하단에는 입자상 물질 포집관(100)이 구비된다. 입자상 물질 포집관(100)은 하나의 SCR 촉매(32a)마다 각각 설치하는 것이 바람직하며, 각 SCR 촉매(32a)의 하류 측에 설치하는 것이 바람직하다.The particulate matter collecting pipe 100 is provided at the lower end of the SCR reactor 30a. The particulate matter collecting pipe 100 is preferably provided for each SCR catalyst 32a, and is preferably provided downstream of each SCR catalyst 32a.

입자상 물질 포집관(100)은 SCR 반응기(30a)의 바닥으로부터 일정 길이 하향 연장되어, SCR 반응기(30a) 내부에서 가라앉는 입자상 물질을 담아 가두는 수용공간을 형성한다. 입자상 물질 포집관(100)의 연장된 하단부에는 담아 가둔 입자상 물질을 제거하기 위한 개폐 덮개(110)가 설치된다. 개폐 덮개(110)는 제1 실시예에서 설명한 형태와 동일하다.The particulate matter collecting pipe 100 extends downward from the bottom of the SCR reactor 30a by a predetermined length to form a receiving space for trapping particulate matter that sinks inside the SCR reactor 30a. An opening / closing cover 110 for removing particulate matter contained in the particulate matter collecting pipe 100 is installed at an extended lower end portion of the particulate matter collecting pipe 100. The opening and closing lid 110 is the same as the one described in the first embodiment.

엔진(10)으로부터 배출되는 배기가스는 제1 배기관(20)을 따라 흘러 SCR 반응기(30a) 안으로 들어간다. SCR 반응기(30a) 안으로 들어온 배기가스는 SCR 촉매(32a)를 거치면서 질소산화물이 제거된 후 제2 배기관(25)을 통해 밖으로 배출된다.The exhaust gas discharged from the engine 10 flows along the first exhaust pipe 20 and enters the SCR reactor 30a. The exhaust gas entering the SCR reactor 30a is exhausted through the second exhaust pipe 25 after the nitrogen oxide is removed through the SCR catalyst 32a.

이와 같이 배기가스가 SCR 반응기(30a)를 통과하는 과정에서, 배기가스에 포함된 무게가 무거운 입자상 물질은 SCR 반응기(30a)의 아래로 가라앉으면서 입자상 물질 포집관(100)으로 떨어지게 된다.As the exhaust gas passes through the SCR reactor 30a, the heavy particulate matter contained in the exhaust gas sinks down to the particulate matter collecting pipe 100 while sinking down the SCR reactor 30a.

입자상 물질 포집관(100)으로 떨어진 입자상 물질은, 입자상 물질 포집관(100)에 의해 확보된 내부 수용 공간에 쌓이게 되며, 주기적으로 개폐 덮개(110)를 열어 제거할 수 있게 된다. 따라서 SCR 촉매(32a)나 SCR 반응기(30a)의 바닥면에 부착 내지 침착되는 입자상 물질의 양이 줄어들고, SCR 촉매(32a)의 성능 저하나 배기가스 흐름 방해 현상을 줄일 수 있게 된다.The particulate matter that has fallen into the particulate matter collecting pipe 100 is accumulated in the internal accommodating space secured by the particulate matter collecting pipe 100 and can be periodically opened and closed by opening the opening and closing lid 110. Therefore, the amount of particulate matter deposited or deposited on the bottom surfaces of the SCR catalyst 32a and the SCR reactor 30a is reduced, and the performance of the SCR catalyst 32a or the exhaust gas flow disturbance can be reduced.

또한, 제2 실시예와 마찬가지로, 제2 배기관(25)에 집수구 부재(200) 및 배출관(210)을 설치하여 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 흘러내리는 수분을 차단하여 배출함으로써 SCR 반응기(30a) 안으로 수분이 침투하는 것을 방지한다.As in the second embodiment, the water collection member 200 and the discharge pipe 210 are installed in the second exhaust pipe 25 so as to shut off and discharge water flowing down the inner wall surface of the second exhaust pipe 25, Thereby preventing the moisture from penetrating into the inner wall 30a.

집수구 부재(200) 및 그와 연관된 배출관(210), 집수통(220), 밸브(212)의 상세 구성은 제2 실시예의 도 4 내지 도 5에 도시된 구성과 동일하다.The detailed configuration of the catching member 200 and the associated discharge pipe 210, the catching cans 220 and the valve 212 is the same as that shown in Figs. 4 to 5 of the second embodiment.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.The foregoing is a description of certain preferred embodiments of the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, .

10: 엔진
12: 배기가스 리시버
14: 흡기부
16: 과급기
20: 제1 배기관
25: 제2 배기관
30: SCR 반응기
32: SCR 촉매
34: 수트 블로어
40: 환원제 분사장치
100: 입자상 물질 포집관
102: 플랜지
110: 개폐 덮개
112: 힌지
120: 체결구
200: 집수구 부재
202: 바닥부
204: 측벽부
210: 배출관
212: 밸브
220: 집수통10: Engine
12: Exhaust gas receiver
14:
16: supercharger
20: First exhaust pipe
25: Second exhaust pipe
30: SCR reactor
32: SCR catalyst
34: Soot Blower
40: Reducing agent injection device
100: particulate matter collecting pipe
102: Flange
110: opening / closing cover
112: Hinge
120: fastener
200: absence of catcher
202:
204:
210:
212: valve
220: Collection cans

Claims (8)

내부에 SCR 촉매가 설치되는 수직형 SCR 반응기(30);
상기 SCR 반응기(30)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25);
상기 SCR 반응기(30)의 입구로부터 일정 길이 하향 연장되고, 연장된 하단부에 개폐 덮개(110)가 설치되는 입자상 물질 포집관(100); 및
엔진(10)의 배기 측으로부터 연장되고, 상기 입자상 물질 포집관(100)의 하단부로부터 입자상 물질을 수용하기 위한 수용공간을 마련하기 위한 높이(h)를 확보하여 상기 입자상 물질 포집관(100)의 중간 부분에 접속되는 제1 배기관(20); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.A vertical SCR reactor 30 in which an SCR catalyst is installed;
A second exhaust pipe (25) extending from an outlet side of the SCR reactor (30);
A particulate matter collecting pipe 100 extending downward from the inlet of the SCR reactor 30 by a predetermined length and having an open / close lid 110 installed at an extended lower end thereof; And
A height h for securing a space for accommodating particulate matter from the lower end of the particulate matter collecting pipe 100 is ensured so that the height h of the particulate matter collecting pipe 100 A first exhaust pipe (20) connected to an intermediate portion; And an exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor. 제1항에 있어서,
상기 제2 배기관(25)의 중간 부분에는, 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 내려오는 수분을 차단하여 모으기 위한 환형의 집수구 부재(200)가 구비되고,
상기 집수구 부재(200)의 일측에는, 집수구 부재(200)에 모인 물을 배출하기 위한 배출관(210)이 설치되는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.The method according to claim 1,
An annular collection member 200 for collecting moisture collected on the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 is provided at an intermediate portion of the second exhaust pipe 25,
And a discharge pipe (210) for discharging water collected in the collection member (200) is installed on one side of the collection member (200). 제2항에 있어서,
상기 집수구 부재(200)는 받은 물을 한쪽으로 흘려 모을 수 있도록 한쪽으로 경사진 형태로 이루어지고,
상기 배출관(210)은 경사진 집수구 부재(200)의 가장 낮은 지점에 연결되는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.3. The method of claim 2,
The catching member 200 is inclined to one side so as to collect the collected water to one side,
The exhaust pipe (210) is connected to the lowest point of the inclined catch member (200). The exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 집수구 부재(200)는,
제2 배기관(25)의 내벽면에 접합되어 배수 도랑의 바닥을 형성하는 바닥부(202)와,
상기 바닥부(202)의 반경방향 내측 단부로부터 출구 방향으로 절곡 연장되어 배수 도랑의 측벽을 형성하는 측벽부(204)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.3. The method according to claim 1 or 2,
The catching member (200)
A bottom portion 202 joined to the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 to form the bottom of the drainage trench,
And a sidewall part (204) extending from a radially inner end of the bottom part (202) to an outlet direction to form a sidewall of the drainage ditch. The exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor. 내부에 SCR 촉매가 설치되는 수평형 SCR 반응기(30a);
상기 SCR 반응기(30a)의 출구 측으로부터 연장되는 제2 배기관(25);
상기 SCR 반응기(30a)의 바닥으로부터 일정 길이 하향 연장되어 SCR 반응기(30a) 내부에서 가라앉는 입자상 물질을 담아 가두는 수용공간을 형성하고, 연장된 하단부에는 담아 가둔 입자상 물질을 제거하기 위한 개폐 덮개(110)가 설치되는 입자상 물질 포집관(100); 및
엔진(10)의 배기 측으로부터 연장되어 상기 SCR 반응기(30a)의 입구 측에 연결되는 제1 배기관(20); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.A horizontal SCR reactor 30a in which an SCR catalyst is installed;
A second exhaust pipe (25) extending from an outlet side of the SCR reactor (30a);
An opening and closing cover (not shown) for removing particulate matter contained in the extended lower end portion is formed in the SCR reactor 30a by forming a receiving space which is extended downward from the bottom of the SCR reactor 30a to contain particulate matter sinking in the SCR reactor 30a A particulate matter collection pipe (100) in which a particulate matter collecting pipe (110) is installed; And
A first exhaust pipe (20) extending from the exhaust side of the engine (10) and connected to an inlet side of the SCR reactor (30a); And an exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor. 제5항에 있어서,
상기 제2 배기관(25)의 중간 부분에는, 제2 배기관(25)의 내벽면을 타고 내려오는 수분을 차단하여 모으기 위한 환형의 집수구 부재(200)가 구비되고,
상기 집수구 부재(200)의 일측에는, 집수구 부재(200)를 통해 모은 물을 배출하기 위한 배출관(210)이 설치되는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.6. The method of claim 5,
An annular collection member 200 for collecting moisture collected on the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 is provided at an intermediate portion of the second exhaust pipe 25,
And a discharge pipe (210) for discharging the collected water through the collection member (200) is installed at one side of the collection member (200). 제6항에 있어서,
상기 집수구 부재(200)는 받은 물을 한쪽으로 흘려 모을 수 있도록 한쪽으로 경사진 형태로 이루어지고,
상기 배출관(210)은 경사진 집수구 부재(200)의 가장 낮은 지점에 연결되는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.The method according to claim 6,
The catching member 200 is inclined to one side so as to collect the collected water to one side,
The exhaust pipe (210) is connected to the lowest point of the inclined catch member (200). The exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor. 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 집수구 부재(200)는,
제2 배기관(25)의 내벽면에 접합되어 배수 도랑의 바닥을 형성하는 바닥부(202)와,
상기 바닥부(202)의 반경방향 내측 단부로부터 출구 방향으로 절곡 연장되어 배수 도랑의 측벽을 형성하는 측벽부(204)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 반응기의 성능 및 내구성 향상을 위한 배기계.The method according to claim 5 or 6,
The catching member (200)
A bottom portion 202 joined to the inner wall surface of the second exhaust pipe 25 to form the bottom of the drainage trench,
And a sidewall part (204) extending from a radially inner end of the bottom part (202) to an outlet direction to form a sidewall of the drainage ditch. The exhaust system for improving the performance and durability of the SCR reactor.
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