KR20180028173A - Reducing agent supply device for SCR system - Google Patents

Reducing agent supply device for SCR system Download PDF

Info

Publication number
KR20180028173A
KR20180028173A KR1020160115527A KR20160115527A KR20180028173A KR 20180028173 A KR20180028173 A KR 20180028173A KR 1020160115527 A KR1020160115527 A KR 1020160115527A KR 20160115527 A KR20160115527 A KR 20160115527A KR 20180028173 A KR20180028173 A KR 20180028173A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
urea
chamber
urea decomposition
decomposition cylinder
cylinder
Prior art date
Application number
KR1020160115527A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102247340B1 (en
Inventor
김현수
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020160115527A priority Critical patent/KR102247340B1/en
Publication of KR20180028173A publication Critical patent/KR20180028173A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102247340B1 publication Critical patent/KR102247340B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus

Abstract

The present invention relates to a pipe integral type device for supplying a reducing agent which is provided with a device capable of disintegrating urea in an engine pipe such that a design of a facility required in disintegrating urea and supplying the reducing agent can be simplified. The pipe integral type device for supplying a reducing agent according to the present invention comprises: a chamber provided in one section of the engine pipe; a urea disintegrating cylinder provided in the chamber to generate ammonia by disintegrating urea, and having a smaller diameter toward the top thereof; a urea supply nozzle ejecting urea to the urea disintegrating cylinder; and a heat source supply device provided on inner and outer surfaces of the urea disintegrating cylinder and heating the urea disintegrating cylinder.

Description

배관일체형 환원제 공급장치{Reducing agent supply device for SCR system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a reduction-

본 발명은 배관일체형 환원제 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 배관 내부에 우레아 분해가 가능한 장치를 구비시킴으로써 우레아 분해 및 환원제 공급에 요구되는 장치 설계를 간략화할 수 있는 배관일체형 환원제 공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pipe-integrated reducing agent supply device, and more particularly, to a piping-integrated reducing agent supply device capable of simplifying the design of a device required for urea decomposition and reductant supply by providing a device capable of urea decomposition in an engine pipe will be.

선박의 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물(NOx) 및 황산화물은 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에 의해 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기오염물질이다. Nitrogen oxides (NO x ) and sulfur oxides contained in the ship's exhaust are representative air pollutants subject to emission regulation by the International Maritime Organization (IMO).

질소산화물을 제거하기 위해 선박에는 통상, 선택적촉매환원 장치(selective catalytic reduction system)(이하, SCR 장치라 함)가 구비된다(한국공개특허 제2012-30553호 참조). SCR 장치는 촉매가 내장된 SCR 반응기, SCR 반응기 내에 암모니아(NH3)와 같은 환원제를 공급하는 환원제 공급장치를 포함하여 구성된다. In order to remove nitrogen oxides, a ship is usually equipped with a selective catalytic reduction system (hereinafter referred to as SCR device) (Korean Patent Publication No. 2012-30553). The SCR apparatus includes a SCR reactor having a catalyst and a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent such as ammonia (NH 3 ) in the SCR reactor.

SCR 장치에 의한 질소산화물 제거는 다음과 같은 과정으로 진행된다. 엔진의 배기가스가 SCR 반응기에 유입되는 상태에서 SCR 반응기 내에 암모니아(NH3)가 공급되면, 암모니아(NH3)가 배기가스와 섞여 촉매를 통과하게 되며 촉매를 통과하는 과정에서 암모니아(NH3)가 배기가스 내의 질소산화물(NOx)과 반응하여 질소산화물(NOx)이 질소(N2)와 수증기로 환원된다. The removal of nitrogen oxide by the SCR apparatus proceeds as follows. When the ammonia (NH 3) is supplied into the SCR reactor in a state in which the exhaust gas of the engine flowing into the SCR reactor, ammonia (NH 3) that is to be mixed with the exhaust gas passing through the catalyst ammonia in the course of passing through the catalyst (NH 3) is reacted with nitrogen oxide (NO x) in exhaust gas of nitrogen oxides (NO x) are reduced to nitrogen (N 2) and water vapor.

질소산화물(NOx)의 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)는 우레아(Urea, CO(NH2)2)의 가수분해에 의해 생성됨에 따라, SCR 장치 특히, LP-SCR(low pressure selective catalytic reduction) 장치에는 우레아를 가수분해하기 위한 우레아 가수분해장치가 필수적으로 구비되며, 우레아 가수분해장치는 우레아를 가수분해 온도까지 가열하기 위한 히터 또는 버너 등의 가열수단을 구비한다(한국등록특허 제141726호 참조). 이와 같이, 우레아의 가수분해를 위해 우레아 가수분해장치, 버너 등의 장치가 요구됨에 따라 장치적 구성이 복잡해지는 문제점이 있다. Since ammonia (NH 3 ) used as a reducing agent of nitrogen oxides (NO x ) is produced by the hydrolysis of urea (Urea, CO (NH 2 ) 2 ), SCR apparatuses, especially low pressure selective catalytic reduction ) Device is essentially equipped with a urea hydrolyzing device for hydrolyzing urea, and the urea hydrolyzing device is provided with a heating means such as a heater or a burner for heating the urea to the hydrolysis temperature (Korean Patent No. 141726 Reference). Thus, there is a problem in that the device configuration becomes complicated due to the requirement of a device such as a urea hydrolysis device and a burner for hydrolysis of urea.

한국공개특허 제2012-30553호Korea Patent Publication No. 2012-30553

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 엔진 배관 내부에 우레아 분해가 가능한 장치를 구비시킴으로써 우레아 분해 및 환원제 공급에 요구되는 장치 설계를 간략화할 수 있는 배관일체형 환원제 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Disclosure of the Invention The present invention has been devised to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a pipe-integrated reductant supply apparatus capable of simplifying the apparatus design required for urea decomposition and reductant supply by providing a device capable of decomposing urea It has its purpose.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배관일체형 환원제 공급장치는 엔진 배관의 일 구간에 구비되는 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되어 우레아를 분해하여 암모니아를 생성하며, 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형태의 우레아 분해실린더; 상기 우레아 분해실린더에 우레아를 분사하는 우레아 공급노즐; 및 상기 우레아 분해실린더의 외면 상에 구비되어 우레아 분해실린더를 가열하는 열원공급장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a pipe-integrated reducing agent supply apparatus including: a chamber provided in a section of an engine pipe; A urea decomposition cylinder provided inside the chamber to decompose urea to produce ammonia and to have a smaller diameter toward the upper part; A urea feed nozzle for injecting urea into the urea decomposition cylinder; And a heat source supply device provided on the outer surface of the urea decomposition cylinder for heating the urea decomposition cylinder.

상기 챔버는 엔진 배관의 일부 구간이거나 원통 형상의 하우징이 엔진 배관의 일부 구간에 장착될 수 있다. The chamber may be a part of the engine piping, or a cylindrical housing may be mounted in a part of the engine piping.

상기 우레아 분해실린더는 상기 챔버와 동심원을 이루는 형태로 챔버 내부에 길이 방향으로 배치되며, 우레아 분해실린더의 하단부 직경은 챔버의 하단부 직경보다 작다. 또한, 상기 우레아 분해실린더의 상단 및 하단 일측에 고정부재가 더 구비되며, 상기 고정부재는 챔버의 내측면 상에 고정된다. 이와 함께, 상기 우레아 분해실린더의 내부에 히트싱크가 더 구비될 수 있다. The urea decomposition cylinder is arranged in the longitudinal direction inside the chamber in a form concentric with the chamber, and the lower end diameter of the urea decomposition cylinder is smaller than the lower end diameter of the chamber. Further, a fixing member is further provided on the upper and lower ends of the urea decomposition cylinder, and the fixing member is fixed on the inner surface of the chamber. In addition, a heat sink may be further provided inside the urea decomposition cylinder.

상기 열원공급장치는 히팅코일 또는 유도코일이며, 상기 히팅코일 또는 유도코일은 상기 우레아 분해실린더 내외면의 전체면 상에 구비될 수 있다. The heat source supply device may be a heating coil or an induction coil, and the heating coil or the induction coil may be provided on the entire surface of the outer surface of the urea decomposition cylinder.

본 발명에 따른 배관일체형 환원제 공급장치는 엔진 배관의 일 구간에 구비되는 챔버; 상기 챔버 내부에 구비되며, 상부로 갈수록 직경이 커지는 형태의 우레아 분해실린더; 우레아 분해실린더의 외경면과 챔버 내측면 사이의 공간에 우레아를 분사하는 우레아 공급노즐; 및 상기 챔버 또는 우레아분해실린더를 가열하는 열원공급장치;를 포함하여 이루어지며, 상기 우레아 분해실린더의 외경면과 챔버 내측면 사이의 거리는 상부로 갈수록 작아지는 구조를 이루는 것을 다른 특징으로 한다. A pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the present invention comprises: a chamber provided in a section of an engine piping; A urea decomposition cylinder provided in the chamber and having a larger diameter toward the upper side; A urea supply nozzle for injecting urea into a space between an outer diameter surface of the urea decomposition cylinder and an inner side surface of the chamber; And a heat source supply unit for heating the chamber or the urea decomposition cylinder, wherein a distance between an outer diameter surface of the urea decomposition cylinder and an inner side surface of the chamber becomes smaller toward the upper part.

상기 열원공급장치는 챔버의 내면 상에 구비되거나 우레아 분해실린더의 내외면 상에 구비될 수 있다. The heat source supply device may be provided on the inner surface of the chamber or on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder.

본 발명에 따른 배관일체형 환원제 공급장치는 다음과 같은 효과가 있다. The pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the present invention has the following effects.

테이퍼 형상을 이루는 우레아 분해실린더를 엔진 배관 내에 구비시키는 구조를 통해 우레아의 체류시간을 증가시킴과 함께 복사열을 증대시켜 우레아의 분해효율을 향상시킬 수 있다. The structure of providing the urea decomposition cylinder having a tapered shape in the engine piping can increase the residence time of the urea and increase the radiant heat to improve the decomposition efficiency of the urea.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치의 단면 구성도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치의 절개 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치의 분리 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치의 단면 구성도.
도 6은 우레아 분해실린더 내부의 유속변화를 나타낸 해석결과.
도 7은 우레아 분해실린더 내부 배기가스의 온도변화를 나타낸 해석결과. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a sectional structural view of a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention; FIG.
5 is a sectional structural view of a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 6 shows the results of the analysis of the flow velocity change in the urea decomposition cylinder.
Fig. 7 shows the results of the analysis of the temperature change of the exhaust gas in the urea decomposition cylinder.

본 발명은 SCR 반응기 전단의 엔진 배관 내부에서 우레아가 분해되도록 함과 함께 우레아의 분해에 의해 생성된 암모니아가 SCR 반응기로 공급되도록 함으로써 우레아 분해 및 암모니아 공급에 요구되는 장치적 구성을 간략화할 수 있는 기술을 제시한다. The present invention relates to a technology capable of decomposing urea in the engine piping upstream of the SCR reactor and supplying ammonia produced by decomposition of urea to the SCR reactor, thereby simplifying the device configuration required for urea decomposition and ammonia supply .

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first and second embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치는 챔버(110)를 구비한다. Referring to FIGS. 1 to 4, a pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a chamber 110.

상기 챔버(110)는 엔진 배관(30)의 일 구간에 해당되는 것으로서, 엔진 배관(30)의 일부 구간을 상기 챔버(110)로 활용하거나 원통 형상의 하우징(housing)을 엔진 배관(30)의 일부 구간에 장착하여 챔버(110)로 활용할 수 있다. The chamber 110 corresponds to a section of the engine piping 30 and may include a portion of the engine piping 30 as the chamber 110 or a cylindrical housing as a part of the engine piping 30. [ And can be used as the chamber 110 by being mounted in a certain section.

상기 챔버(110)가 엔진 배관(30)의 일 구간에 해당됨에 따라, 챔버(110)의 하단부를 통해 엔진(10)의 배기가스가 유입되고 챔버(110)의 상단부를 통해 엔진 배기가스가 유출된다. 챔버(110)의 상단부를 통해 유출되는 배기가스는 SCR 반응기(20)로 공급된다. The exhaust gas of the engine 10 flows through the lower end of the chamber 110 and the engine exhaust gas flows out through the upper end of the chamber 110 as the chamber 110 corresponds to a section of the engine piping 30. [ do. The exhaust gas flowing out through the upper end of the chamber 110 is supplied to the SCR reactor 20.

엔진 배기가스가 유동되는 챔버(110) 내에는 우레아 분해실린더(urea decomposition cylinder)(120)가 구비되며, 상기 우레아 분해실린더(120)은 우레아를 분해하여 암모니아를 생성하는 역할을 한다. A urea decomposition cylinder 120 is provided in the chamber 110 where the engine exhaust gas flows, and the urea decomposition cylinder 120 decomposes the urea to generate ammonia.

상기 우레아 분해실린더(120)은 상기 챔버(110)와 마찬가지로 원통 형상을 이루며, 챔버(110)와 동심원을 이루는 형태로 챔버(110) 내부에 길이 방향으로 배치된다. 우레아 분해실린더(120)의 하단부 직경은 챔버(110)의 하단부 직경보다 작다. 한편, 상기 우레아 분해실린더(120)은 정단면 형상이 테이퍼(taper) 형태를 이룬다. 즉, 우레아 분해실린더(120)의 직경은 상부로 갈수록 작아지는 형태를 이룬다. The urea decomposition cylinder 120 has a cylindrical shape similar to the chamber 110 and is longitudinally disposed inside the chamber 110 concentrically with the chamber 110. The diameter of the lower end of the urea decomposition cylinder 120 is smaller than the diameter of the lower end of the chamber 110. On the other hand, the urea decomposition cylinder 120 has a tapered shape in its front section. That is, the diameter of the urea decomposition cylinder 120 becomes smaller toward the upper part.

우레아 분해실린더(120)의 직경이 길이 방향을 따라 상부로 갈수록 작아지도록 설계하는 이유는, 우레아 분해실린더(120) 내부에서의 우레아 체류기간을 증대시킴과 함께 우레아 분해실린더(120) 내부의 온도를 증가시키기 위함이다. The reason why the diameter of the urea decomposition cylinder 120 is designed to become smaller along the longitudinal direction is that the urea retention time in the urea decomposition cylinder 120 is increased and the temperature inside the urea decomposition cylinder 120 is increased .

우레아 분해실린더(120)의 하단부 직경이 챔버(110)의 하단부 직경보다 작기 때문에 우레아 분해실린더(120)로 유입되는 배기가스의 유속은 우레아 분해실린더(120)의 입구 부분에서 감속된다. 이와 같이, 우레아 분해실린더(120)로 유입되는 배기가스의 유속이 감속됨에 따라 우레아 분해실린더(120) 내부에서의 배기가스 및 우레아의 체류시간이 증가되며, 배기가스 및 우레아의 체류시간이 증가됨으로 인해 우레아 분해효율 즉, 암모니아 생성효율이 증가된다. 우레아 분해실린더(120)의 직경이 상부로 갈수록 작아짐에 따라 감속된 배기가스의 유속은 우레아 분해실린더(120)의 상부로 갈수록 회복된다. Since the diameter of the lower end of the urea decomposition cylinder 120 is smaller than the diameter of the lower end of the chamber 110, the flow velocity of the exhaust gas flowing into the urea decomposition cylinder 120 is decelerated at the inlet portion of the urea decomposition cylinder 120. As the flow rate of the exhaust gas flowing into the urea decomposition cylinder 120 is decelerated, the residence time of the exhaust gas and the urea in the urea decomposition cylinder 120 is increased, and the residence time of the exhaust gas and the urea is increased The urea decomposition efficiency, that is, the ammonia generation efficiency is increased. As the diameter of the urea decomposition cylinder 120 decreases, the flow rate of the decelerated exhaust gas recovers toward the upper portion of the urea decomposition cylinder 120.

한편, 우레아CO(NH2)2)는 일정 온도 하에서 암모니아(NH3)로 분해되는데, 우레아 분해실린더(120)로 유입되는 배기가스의 온도가 우레아 분해에 요구되는 온도에 충족하지 못하는 경우에 대비하여 상기 우레아 분해실린더(120)의 내외면 상에 열원공급장치(130)가 구비된다. On the other hand, urea CO (NH 2 ) 2 ) is decomposed into ammonia (NH 3 ) under a certain temperature. In the case where the temperature of the exhaust gas flowing into the urea decomposition cylinder 120 does not satisfy the temperature required for urea decomposition A heat source supply device 130 is provided on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120.

상기 열원공급장치(130)는 우레아 분해실린더(120)을 가열하여 우레아 분해실린더(120) 내부에 분사된 우레아를 암모니아로 분해시키는 역할을 한다. 상기 열원공급장치(130)는 일 실시예로 히팅코일(heating coil) 또는 유도코일(induction coil)로 구성할 수 있다. 즉, 우레아 분해실린더(120)의 내외면 상에 열원공급장치(130)로 히팅코일 또는 유도코일을 장착될 수 있다. The heat source supply unit 130 serves to heat the urea decomposition cylinder 120 to decompose the urea injected into the urea decomposition cylinder 120 into ammonia. The heat source supply device 130 may be a heating coil or an induction coil. That is, a heating coil or an induction coil may be mounted on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120 with the heat source supply device 130.

우레아 분해실린더(120)의 내외면 상에 히팅코일 또는 유도코일의 열원공급장치(130)가 구비됨과 함께 열원공급장치(130)에 의해 우레아 분해실린더(120)이 가열되는 구조 하에서, 우레아 분해실린더(120)의 내외면 전체에 걸쳐 구비된 히팅코일 또는 유도코일에 의해 우레아 분해실린더(120) 내부로 열이 지속적으로 공급됨과 함께 우레아 분해실린더(120)의 형상이 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형태임에 따라 우레아 분해실린더(120) 내부의 복사열은 증가될 수 밖에 없다. 이와 같이, 우레아 분해실린더(120) 내부의 복사열이 증가됨에 따라 우레아 분해효율 즉, 암모니아 생성효율이 증가된다. Under the structure that the heat source supply device 130 of the heating coil or the induction coil is provided on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120 and the urea decomposition cylinder 120 is heated by the heat source supply device 130, The heat is continuously supplied into the urea decomposition cylinder 120 by the heating coil or the induction coil provided on the entire inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120 and the shape of the urea decomposition cylinder 120 becomes smaller The radiant heat inside the urea decomposition cylinder 120 can not be increased. Thus, as the radiant heat inside the urea decomposition cylinder 120 increases, the urea decomposition efficiency, that is, the ammonia generation efficiency is increased.

우레아 분해실린더(120)로 유입되는 배기가스의 유속변화 및 우레아 분해실린더(120) 내부의 온도변화는 해석을 통해 확인된다. 도 6을 참조하면, 우레아 분해실린더(120)의 입구 부분에서 배기가스의 유속이 급격히 감소하고 우레아 분해실린더(120)을 통과하면서 유속이 회복됨을 알 수 있다. 또한, 도 7을 참조하면, 우레아 분해실린더(120)의 입구 부분에서는 액상의 우레아 공급으로 인해 온도가 떨어지나 우레아 분해실린더(120)의 상부로 갈수록 온도가 증가함을 알 수 있다. The change in the flow rate of the exhaust gas flowing into the urea decomposition cylinder 120 and the change in the temperature inside the urea decomposition cylinder 120 are confirmed through analysis. Referring to FIG. 6, it can be seen that the flow rate of the exhaust gas at the inlet of the urea decomposition cylinder 120 is rapidly reduced, and the flow rate is restored while passing through the urea decomposition cylinder 120. Referring to FIG. 7, the temperature of the inlet of the urea decomposition cylinder 120 drops due to the supply of liquid urea, and the temperature increases toward the upper portion of the urea decomposition cylinder 120.

한편, 상기 우레아 분해실린더(120)의 하단 일측에 우레아 공급노즐(41)이 구비되며, 상기 우레아 공급노즐(41)을 통해 액상의 우레아가 우레아 분해실린더(120) 내부로 분사된다. 상기 우레아 공급노즐(41)의 일단에는 우레아 저장탱크(40)가 구비된다. A urea supply nozzle 41 is provided at one side of the lower end of the urea decomposition cylinder 120 and the liquid urea is injected into the urea decomposition cylinder 120 through the urea supply nozzle 41. A urea storage tank 40 is provided at one end of the urea supply nozzle 41.

이와 함께, 우레아 분해실린더(120)의 챔버(110)로의 고정을 위해 우레아 분해실린더(120)의 상단 및 하단 일측에 고정부재(121)가 더 구비될 수 있으며, 상기 고정부재(121)는 챔버(110)의 내측면 상에 고정된다. 또한, 우레아 분해실린더(120)의 내부가 열원공급장치(130)에 의해 가열됨에 있어서 우레아 분해실린더(120) 내부 중심까지 열전달이 원활하도록 하기 위해 우레아 분해실린더(120)의 내부 전 길이에 걸쳐 히트싱크(heat sink)(122)가 구비될 수 있다. In addition, a fixing member 121 may be further provided at the upper and lower ends of the urea decomposition cylinder 120 for fixing the urea decomposition cylinder 120 to the chamber 110, (Not shown). When the inside of the urea decomposition cylinder 120 is heated by the heat source supply device 130, the heat is supplied to the urea decomposition cylinder 120 through the entire length of the urea decomposition cylinder 120, A heat sink 122 may be provided.

이상, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배관일체형 환원제 공급장치에 대해 설명하였다. 상술한 제 1 실시예에 있어서, 우레아 분해실린더(120)이 하부에서 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형태로 이루어지고, 우레아 분해실린더(120)의 내외면 상에 히팅코일 또는 유도코일 등의 열원공급장치(130)가 구비됨을 설명하였는데, 이에 대한 변형 실시예의 구성도 가능하다. 구체적으로, 다음과 같은 제 2 실시예의 구성이 가능하다. As described above, the pipe-integrated reducing agent supply apparatus according to the first embodiment of the present invention has been described. In the first embodiment, the urea decomposition cylinder 120 has a smaller diameter as it goes from the lower part to the upper part, and a heat source such as a heating coil or induction coil is provided on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120 The apparatus 130 is provided, but a configuration of a modified embodiment thereof is also possible. Specifically, the following configuration of the second embodiment is possible.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 우레아 분해실린더(120)은 제 1 실시예와 마찬가지로 테이퍼(taper) 형상을 이루나, 상부로 갈수록 직경이 커지는 형태를 이룬다. 이에 따라, 우레아 분해실린더(120)의 외경면과 챔버(110) 내측면 사이의 거리는 상부로 갈수록 작아지는 구조를 이룬다. As shown in FIG. 5, according to the second embodiment of the present invention, the urea decomposition cylinder 120 has a taper shape as in the first embodiment, but has a larger diameter toward the upper part. Thus, the distance between the outer diameter surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner surface of the chamber 110 becomes smaller as it goes down.

이와 같은 구조 하에, 우레아는 우레아 분해실린더(120)의 내부 공간이 아닌 우레아 분해실린더(120)의 외경면과 챔버(110) 내측면 사이의 공간에서 분해된다. 즉, 우레아는 우레아 공급노즐(41)을 통해 우레아 분해실린더(120)의 외경면과 챔버(110) 내측면 사이의 공간에 분사되며, 우레아 분해에 의해 생성된 암모니아는 배기가스와 함께 SCR 반응기(20)로 공급된다. Under such a structure, the urea is decomposed in the space between the outer surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner surface of the chamber 110, not the inner space of the urea decomposition cylinder 120. That is, the urea is injected into the space between the outer surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner surface of the chamber 110 through the urea supply nozzle 41, and the ammonia generated by the urea decomposition is injected into the SCR reactor 20).

제 1 실시예에 있어서 우레아 분해실린더(120)의 직경이 길이 방향을 따라 상부로 갈수록 작아지도록 설계함으로써 우레아 분해실린더(120) 내부에서의 우레아 체류기간을 증대시킴과 함께 우레아 분해실린더(120) 내부의 온도를 증가시키는 효과를 구현하였는데, 제 2 실시예의 구성을 통해 제 1 실시예의 효과를 동일하게 구현할 수 있다. The diameter of the urea decomposition cylinder 120 in the first embodiment is designed to be smaller along the longitudinal direction to increase the urea retention period in the urea decomposition cylinder 120, The effect of the first embodiment can be realized in the same manner through the configuration of the second embodiment.

즉, 제 2 실시예에 따른 우레아 분해실린더(120)의 외경면과 챔버(110) 내측면 사이의 거리가 상부로 갈수록 작아지는 구조는 우레아 분해실린더(120)의 직경이 길이 방향을 따라 상부로 갈수록 작아지는 제 1 실시예의 구조에 대응되며, 이에 따라 우레아 분해실린더(120)의 외경면과 챔버(110) 내측면 사이의 거리가 상부로 갈수록 작아지는 구조를 통해 우레아 분해실린더(120) 내부에서의 우레아 체류기간을 증대시킴과 함께 우레아 분해실린더(120) 내부의 온도를 증가시키는 효과를 구현할 수 있다. That is, in the structure in which the distance between the outer diameter surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner side surface of the chamber 110 according to the second embodiment becomes smaller toward the upper part, the diameter of the urea decomposition cylinder 120 is increased along the length direction The distance between the outer surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner surface of the chamber 110 becomes smaller as the distance between the outer surface of the urea decomposition cylinder 120 and the inner surface of the chamber 110 becomes smaller, The urea retention time of the urea decomposition cylinder 120 can be increased and the temperature inside the urea decomposition cylinder 120 can be increased.

제 2 실시예에 있어서 히팅코일 또는 유도코일 등의 열원공급장치(130)는 제 1 실시예와 마찬가지로 우레아 분해실린더(120)의 내외면 상에 구비될 수 있으며, 다른 실시예로 챔버(110)의 내면 상에 열원공급장치(130)를 구비시킬 수도 있다. In the second embodiment, a heat source supply device 130 such as a heating coil or an induction coil may be provided on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder 120 as in the first embodiment. In another embodiment, The heat source supply device 130 may be provided on the inner surface of the heat exchanger 130.

10 : 엔진 20 : SCR 반응기
30 : 엔진 배관 40 : 우레아 저장탱크
41 : 우레아 공급노즐 110 : 챔버
120 : 우레아 분해실린더 121 : 고정부재
122 : 히트싱크 130 : 열원공급장치10: engine 20: SCR reactor
30: Engine piping 40: Urea storage tank
41: urea supply nozzle 110: chamber
120: urea decomposition cylinder 121: fixing member
122: heat sink 130: heat source supply device

Claims (11)

엔진 배관의 일 구간에 구비되는 챔버;
상기 챔버 내부에 구비되어 우레아를 분해하여 암모니아를 생성하며, 상부로 갈수록 직경이 작아지는 형태의 우레아 분해실린더;
상기 우레아 분해실린더에 우레아를 분사하는 우레아 공급노즐; 및
상기 우레아 분해실린더의 외면 상에 구비되어 우레아 분해실린더를 가열하는 열원공급장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
A chamber provided in one section of the engine piping;
A urea decomposition cylinder provided inside the chamber to decompose urea to produce ammonia and to have a smaller diameter toward the upper part;
A urea feed nozzle for injecting urea into the urea decomposition cylinder; And
And a heat source supply device provided on an outer surface of the urea decomposition cylinder for heating the urea decomposition cylinder.
제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 엔진 배관의 일부 구간이거나 원통 형상의 하우징이 엔진 배관의 일부 구간에 장착된 것인 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
2. The apparatus according to claim 1, wherein the chamber is a part of the engine piping, or the cylindrical housing is mounted in a part of the engine piping.
제 1 항에 있어서, 상기 우레아 분해실린더는 상기 챔버와 동심원을 이루는 형태로 챔버 내부에 길이 방향으로 배치되며, 우레아 분해실린더의 하단부 직경은 챔버의 하단부 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
2. The apparatus according to claim 1, wherein the urea decomposition cylinder is arranged in a longitudinal direction in a chamber concentrically with the chamber, and the lower end diameter of the urea decomposition cylinder is smaller than the lower end diameter of the chamber. .
제 1 항에 있어서, 상기 우레아 분해실린더의 상단 및 하단 일측에 고정부재가 더 구비되며, 상기 고정부재는 챔버의 내측면 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a fixing member at one of upper and lower ends of the urea decomposition cylinder, wherein the fixing member is fixed on the inner surface of the chamber.
제 1 항에 있어서, 상기 우레아 분해실린더 내부에 히트싱크가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
The apparatus according to claim 1, further comprising a heat sink inside the urea decomposition cylinder.
제 1 항에 있어서, 상기 열원공급장치는 히팅코일 또는 유도코일이며, 상기 히팅코일 또는 유도코일은 상기 우레아 분해실린더 내외면의 전체면 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
The reductant supply device according to claim 1, wherein the heat source supply device is a heating coil or an induction coil, and the heating coil or induction coil is provided on the entire surface of the inner surface of the urea decomposition cylinder.
엔진 배관의 일 구간에 구비되는 챔버;
상기 챔버 내부에 구비되며, 상부로 갈수록 직경이 커지는 형태의 우레아 분해실린더;
우레아 분해실린더의 외경면과 챔버 내측면 사이의 공간에 우레아를 분사하는 우레아 공급노즐; 및
상기 챔버 또는 우레아분해실린더를 가열하는 열원공급장치;를 포함하여 이루어지며,
상기 우레아 분해실린더의 외경면과 챔버 내측면 사이의 거리는 상부로 갈수록 작아지는 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
A chamber provided in one section of the engine piping;
A urea decomposition cylinder provided in the chamber and having a larger diameter toward the upper side;
A urea supply nozzle for injecting urea into a space between an outer diameter surface of the urea decomposition cylinder and an inner side surface of the chamber; And
And a heat source supply device for heating the chamber or the urea decomposition cylinder,
Wherein the distance between the outer diameter surface of the urea decomposition cylinder and the inner side surface of the chamber becomes smaller toward the upper part.
제 1 항에 있어서, 상기 열원공급장치는 챔버의 내면 상에 구비되거나 우레아 분해실린더의 내외면 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the heat source supply device is provided on the inner surface of the chamber or on the inner and outer surfaces of the urea decomposition cylinder.
제 7 항에 있어서, 상기 챔버는 엔진 배관의 일부 구간이거나 원통 형상의 하우징이 엔진 배관의 일부 구간에 장착된 것인 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
8. The apparatus according to claim 7, wherein the chamber is a part of the engine piping, or a cylindrical housing is mounted on a part of the engine piping.
제 7 항에 있어서, 상기 우레아 분해실린더의 상단 및 하단 일측에 고정부재가 더 구비되며, 상기 고정부재는 챔버의 내측면 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치.
8. The apparatus according to claim 7, further comprising a fixing member at one of upper and lower ends of the urea decomposition cylinder, wherein the fixing member is fixed on the inner surface of the chamber.
제 7 항에 있어서, 상기 열원공급장치는 히팅코일 또는 유도코일인 것을 특징으로 하는 배관일체형 환원제 공급장치. The apparatus according to claim 7, wherein the heat source supply device is a heating coil or an induction coil.
KR1020160115527A 2016-09-08 2016-09-08 Reducing agent supply device for SCR system KR102247340B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160115527A KR102247340B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Reducing agent supply device for SCR system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160115527A KR102247340B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Reducing agent supply device for SCR system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180028173A true KR20180028173A (en) 2018-03-16
KR102247340B1 KR102247340B1 (en) 2021-04-30

Family

ID=61910502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160115527A KR102247340B1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Reducing agent supply device for SCR system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102247340B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008509328A (en) * 2004-08-06 2008-03-27 スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） Device for supplying a medium into an exhaust gas conduit of an internal combustion engine
KR20140048714A (en) * 2012-10-16 2014-04-24 현대중공업 주식회사 Urea pretreatment apparatus
KR20140129366A (en) * 2012-03-15 2014-11-06 히다치 조센 가부시키가이샤 Exhaust gas purification device
KR20160102664A (en) * 2015-02-23 2016-08-31 현대중공업 주식회사 Heating Device for Reductant Spray Nozzle of SCR System

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008509328A (en) * 2004-08-06 2008-03-27 スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） Device for supplying a medium into an exhaust gas conduit of an internal combustion engine
KR20140129366A (en) * 2012-03-15 2014-11-06 히다치 조센 가부시키가이샤 Exhaust gas purification device
KR20140048714A (en) * 2012-10-16 2014-04-24 현대중공업 주식회사 Urea pretreatment apparatus
KR20160102664A (en) * 2015-02-23 2016-08-31 현대중공업 주식회사 Heating Device for Reductant Spray Nozzle of SCR System

Also Published As

Publication number Publication date
KR102247340B1 (en) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7776280B2 (en) Method and apparatus for selective catalytic reduction of NOx
JP4779959B2 (en) Exhaust purification device
KR101739183B1 (en) Power plant system for a ship
US8173088B2 (en) Method, system and apparatus for liquid injection into a gas system
EP3015669B1 (en) Reducing agent pyrolysis system for selective catalytic reduction apparatus
US6449947B1 (en) Low pressure injection and turbulent mixing in selective catalytic reduction system
US8402755B2 (en) Gas turbine combustor exhaust gas spray cooling for NOx control using selective catalytic reductions
CN104024596B (en) Exhaust gas purification device
RU2643260C2 (en) System and device for reducing formation of reductant deposits in systems for additional exhaust purification
US9650933B2 (en) In-line decomposition reactor pipe with exhaust assist
US9353665B2 (en) Ammonia generation system for an SCR system
JP2005127271A (en) Urea water vaporizer
JP2008267288A (en) Exhaust emission control device
JP5711578B2 (en) Urea water reformer and exhaust gas purification apparatus using the same
JP2007182805A (en) Exhaust emission control device
KR20180028173A (en) Reducing agent supply device for SCR system
JP2018076801A (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP2009091976A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
KR101724429B1 (en) Exhaust gas denitrifing system having noise-reduction structure
KR102402308B1 (en) Reducing agent supply apparatus
KR102639997B1 (en) Film plating device
KR101636179B1 (en) Reductant supply apparatus
KR101915741B1 (en) Urea ammonia transformming device and urea scr system using of the same
KR102516798B1 (en) Selective catalytic reduction system
JP2010242704A (en) Purifier of exhaust gas

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant