KR20180031199A - 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치 - Google Patents

중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180031199A
KR20180031199A KR1020160119275A KR20160119275A KR20180031199A KR 20180031199 A KR20180031199 A KR 20180031199A KR 1020160119275 A KR1020160119275 A KR 1020160119275A KR 20160119275 A KR20160119275 A KR 20160119275A KR 20180031199 A KR20180031199 A KR 20180031199A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reducing agent
frame
exhaust gas
passage
flue gas
Prior art date
Application number
KR1020160119275A
Other languages
English (en)
Inventor
박성진
Original Assignee
디엠브이이엔지 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 디엠브이이엔지 주식회사 filed Critical 디엠브이이엔지 주식회사
Priority to KR1020160119275A priority Critical patent/KR20180031199A/ko
Publication of KR20180031199A publication Critical patent/KR20180031199A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/008—Adaptations for flue gas purification in steam generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • F23J2215/101—Nitrous oxide (N2O)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/10—Catalytic reduction devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치가 개시된다. 배연가스 질소산화물 저감장치는, 보일러 배기가스와 환원제의 촉매 반응이 이루어지는 촉매 반응기 및 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제를 저장하고, 상기 제공하는 환원제의 분사량을 제어하는 환원제 제공부를 포함할 수 있다.

Description

중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치{FLUE GAS NOX REDUCTION DEVICES FOR A SMALL AND MEDIUM BOILER}
본 발명은 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치에 관한 것으로 특히, 최소설치면적과 최적화된 구조를 제공하는 배연가스 질소산화물 저감장치에 관한 것이다.
국내 대기환경보존법 개정에 따라 2015년에 개정되어 시행 중인 강화된 질소산화물 (NOx) 배출제한기준에 의거하여 현재 배출시설을 운영 중이거나 설치예정인 기업으로부터 중소형 보일러 설비의 배기가스 내 질소 산화물 규제 대응이 가능함과 동시에 배출설비규모에도 적합한 오염 방지설비가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 이러한 시장 요구상황에 적합한 기술이 있음에도 해당기술이 가지고 있는 단점인 과다한 시설비용 및 부지소요라는 인식으로 인해, 현재의 규제치를 만족할 수 없어 액체연료 (중유, 디젤)을 사용하는 보일러 시설은 많은 비용을 투여하여, 천연가스(LNG)연료로 변경 및 간접적 질소산화물(연소개선)저감 방식인 저NOx버너기술을 적용하고 있으나, 이런 변경은 추후 강화되는 규제치 대응이 어려운 상황에 있다. 그 외에 천연가스(LNG) 미보급 지역의 경우, 그 상황은 더 심각한 수준으로 전체 보일러 시스템을 다른 시스템으로 교체함으로 인해, 기업의 부담이 커져가고 있는 상황에 있어 문제 해결에 필요한 기술개발이 절실한 상황에 있다.
종래에도 질소산화물 저감장치가 사용되고 있었으나, 시설운영비용이 고가인 문제점 때문에 주로 대형배출시설에 적용이 되고 있었으며 설치를 위해 요구되는 면적이 크고 최적의 구조를 제공하지는 못하였다.
따라서, 질소산화물 규제의 적용범위가 점차 소형배출시설로 확대되어가고 있는 상황에서, 소형배출시설에 적용 가능한 경제적이고 효율적인 질소산화물 저감장치의 개발요구가 증대되고 있다.
한국등록특허 제10-1423578호
본 발명은 최소면적으로 최적의 촉매반응 효과를 유발하는 반응기를 제공함으로써, 배연가스 질소산화물 저감장치를 제공한다.
본 발명은 반응기 내에 다공형태의 배플을 제공함으로써, 배기가스의 균일한 체류속도를 확보할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치를 제공한다.
본 발명은 반응기 내에 2단의 촉매 레이어(layer)를 제공함으로써, 배기가스 저감 효율을 향상시킬 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치를 제공한다.
본 발명은 압축 액화된 환원제를 저장하는 압축실린더를 구비함으로써, 환원제이송펌프, 기화기 등의 부가 장치 없이도 환원제를 제공할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치를 제공한다.
본 발명은 환원제 분사 그리드, 유량조절 밸브 및 블로워를 일체형 모듈로 구성함으로써, 공간활용을 최적화하고 설치비용 및 제작비용을 저감할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치는, 보일러 배기가스와 환원제의 촉매 반응이 이루어지는 촉매 반응기 및 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제를 저장하고, 상기 제공하는 환원제의 분사량을 제어하는 환원제 제공부를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 촉매 반응기는, 보일러에서 배출되는 배기가스가 유입되는 제 1통로와 상기 제 1통로로부터 수직하게 절곡형성된 제 2통로로 구성되어, 상기 배기가스를 운반하는 덕트부, 상기 덕트부의 일측에 삽입 설치되어, 일단은 상기 제 1통로의 내부와 연통하는 제 1유입구가 형성되고, 타단은 상기 배기가스를 외부로 유도하는 제 2유입구가 형성된 제 1프레임, 상기 제 1프레임의 타단으로부터 수직하게 형성되어, 상면은 개구되고 4개의 측면 중 하나의 측면이 상기 제 2유입구와 연통 형성된 제 2프레임, 상기 제 1프레임의 일단으로부터 수직하게 형성되어, 일단은 상기 제 2통로의 내부와 연통하는 제 3유출구가 형성되고, 타단은 상기 제 2프레임의 일측과 수직하게 형성되는 제 3프레임, 상기 제 2프레임의 상측에 삽입 설치되어, 하측에 상기 제 2프레임의 내부와 연통하는 제 1유출구가 형성되고, 상측에 상기 제 3프레임의 내부와 연통하는 제 2유출구가 형성되며, 상기 제 1유출구에 상기 배기가스의 균일한 체류 속도를 확보하기 위한 다공형태 배플(baffle)이 구비되어, 상기 배플(baffle)을 통해 상기 배기가스가 지나면서 내부에 구비된 1단 촉매 및 상기 1단 촉매의 상단에 기설정된 공간 이격되어 마련된 2단 촉매와 각각 접촉하여 탈질반응을 일으키는 반응기본체;를 포함하고, 상기 배기가스는, 상기 제 1통로와 연통된 상기 제 1유입구를 통해 상기 제 1프레임의 내부로 유입되고 상기 제 1프레임의 길이방향을 따라 하강하여 상기 제 2유입구를 통해 외부로 배출되고, 상기 제 1유출구를 통해 상기 반응기본체의 내면을 따라 상승하여 상기 제 2유출구를 통해 상기 3프레임 내부로 유입되고 상기 제 3유출구를 통해 상기 제 2통로로 배출되도록 하여 상기 배기가스의 내부 체류시간을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 환원제 제공부는, 환원제를 저장하는 압축실린더, 상기 압축실린더로부터 상기 환원제를 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제 분사 그리드, 상기 환원제 분사 그리드에 연장하여 마련되며, 상기 환원제 분사 그리드에서 분사되는 환원제의 양을 제어하는 유량조절 밸브 및 상기 환원제 분사 그리드의 일측에 마련되어 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제의 농도를 희석하기 위한 공기를 제공하는 블로워(blower)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 최소면적으로 최적의 촉매반응 효과를 유발하는 반응기를 제공함으로써, 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 반응기 내에 다공형태의 배플을 제공함으로써, 배기가스의 균일한 체류속도를 확보할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 반응기 내에 2단의 촉매 레이어(layer)를 제공함으로써, 배기가스 저감 효율을 향상시킬 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 압축 액화된 환원제를 저장하는 압축실린더를 구비함으로써, 환원제이송펌프, 기화기 등의 부가 장치 없이도 환원제를 제공할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 환원제 분사 그리드, 유량조절 밸브 및 블로워를 일체형 모듈로 구성함으로써, 공간활용을 최적화하고 설치비용 및 제작비용을 저감할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 촉매 반응기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기 내부의 배기가스 흐름 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기 내부에 2단의 촉매 레이어가 마련된 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기의 구성을 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 환원제 제공부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 환원제 제공부의 환원제 분사 그리드를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 촉매 반응기를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 환원제 제공부를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의　실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 배연가스 질소산화물 저감장치는 촉매 반응기(110) 및 환원제 제공부(120)를 포함할 수 있다.
촉매 반응기(110)는 보일러(130)로부터 유입되는 배기가스와 환원제의 촉매 반응이 이루어지는 공간을 제공하며, 최적의 구조, 최소면적으로 설치되어 배기가스의 촉매 반응이 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
상기 촉매 반응기(110)의 세부구성은 도 2 내지 도 5를 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
여기서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 촉매 반응기를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기 내부의 배기가스 흐름 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기 내부에 2단의 촉매 레이어가 마련된 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 촉매 반응기의 구성을 분해사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 촉매 반응기(110)는, 배기가스를 운반하는 덕트부(10), 상기 덕트부(10)와 연통되며, 몸체 내부에 중공부를 형성하는 제 1프레임(21), 상기 제 1프레임(21)과 연통되는 제 2프레임(22), 일측이 상기 제 2프레임(22)과 연통되고, 타측이 상기 덕트부(10)와 연통되어 배기가스를 배출하는 제 3프레임(23), 내부에 SCR촉매와 접촉하여 탈질반응을 일으키는 반응기본체(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 덕트부(10)는 공기, 가스 등의 유체를 전달하기 위해 설치된 통로로서, 상기 덕트부(10)는 일단이 보일러(130)와 연통되어 보일러(130)로부터 배기가스를 유입할 수 있다.
이때, 덕트부(10)는 보일러(130)에서 배출되는 배기가스가 유입되는 제 1통로(11)와 이코노마이저(Economizer)로 탈질된 배기가스를 전달하는 제 2통로(12)로 구성될 수 있다.
상기 제 2통로(12)는 상기 제 1통로(11)로부터 수직하게 절곡형성되며, 상기 제 1통로(11)와 상기 제 2통로(12) 내부 공간 사이에는 격벽이 형성되어 상기 제 1통로(11)에서 상기 제 2통로(12) 배기가스가 직접적으로 유입되는 것을 차단한다.
제 1프레임(21)은 상기 덕트부(10)의 일측에 삽입 설치된다. 내부에 중공부를 형성하는 직육면체 형상의 몸체 일단은 상기 제 1통로(11)의 내부와 연통하는 제 1유입구(21a)가 형성되어, 상기 제 1유입구(21a)를 통해 상기 제 1프레임(21) 내부로 배기가스가 유입된다.
그리고, 타단은 유입된 상기 배기가스를 외부로 유도하는 제 2유입구(21b)가 형성된다. 상기 제 1유입구(21a)를 통해 유입된 상기 배기가스는 상기 제 1프레임(21)의 길이방향을 따라 하강하고 상기 제 2유입구(21b)를 통해 아래에서 설명될 제 2프레임(22)으로 배출된다.
제 2프레임(22)은 상기 제 1프레임(21)의 타단으로부터 수직하게 형성된다. 내부에 중공부를 형성하는 직육면체 형상의 몸체 상면은 개구되고, 4개의 측면 중 하나의 측면이 상기 제 2유입구(21b)와 연통형성되며, 나머지 측면들은 차단되어 상기 배기가스의 유출이 방지된다.
상기 제 2프레임(22)은 아래에서 설명할 반응기본체(30)를 지지하는 역할을 하는 동시에 상기 제 2유입구(21b)를 통해 유입된 배기가스를 상기 반응기본체(30) 내부로 유도하는 역할을 한다.
제 3프레임(23)은 상기 제 1프레임(21)의 일단으로부터 수직하게 형성된다. 상기 제 3프레임(23)은 상기 제 1프레임(21)과 대응되는 형상으로 내부에 중공부를 형성하는 직육면체 형상의 몸체 일단에 상기 제 2통로(12)의 내부와 연통하는 제 3유출구(23c)가 형성된다.
그리고, 타단은 상기 제 2프레임(22)의 4개의 측면 중 하나의 측면과 결합하여 수직하게 형성된다.
반응기본체(30)는 상기 제 2프레임(22)의 상측에 선택적으로 삽입 설치된다. 상기 반응기본체(30) 내부에 SCR촉매가 구비되어, 촉매 레이어(410, 420)를 형성한다.
상기 반응기본체(30)의 하측에는 상기 제 2프레임(22)의 상면과 연통하는 제 1유출구(23a)가 형성된다. 상기 제 1프레임(21)에서 배기가스와 환원제를 혼합시킨 혼합가스를 상기 제 1유출구(23a)를 통해 상기 반응기본체(30)에 유입시켜 상기 반응기본체(30) 내에서 상기 혼합가스가 상기 촉매 레이어(410, 420)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물 성분을 탈질시켜 질소산화물 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 방지하는 역할을 한다.
이때, 촉매 레이어(410, 420)는 도 4에 도시된 바와 같이, 2단으로 구성될 수 있으며, 상기 반응기본체(30) 하단부에 마련되는 1단 촉매 레이어(410) 및 상기 1단 촉매 레이어의 상단에 기설정된 공간 이격되어 마련된 2단 촉매 레이어(420)와 각각 접촉하여 탈질반응의 효과를 극대화할 수 있다.
한편, 상기 반응기본체(30)의 상측에는 상기 제 3프레임(23)의 내부와 연통하는 제 2유출구(23b)가 형성된다. 상기 반응기본체(30)의 촉매레이어(410, 420)를 통과한 배기가스는 상기 제 2유출구(23b)를 통해 상기 제 3프레임(23)으로 배출된다.
그리고 상기 제 3프레임(23)에 형성된 또 다른 상기 제 3유출구(23c)를 통해 상기 덕트부(10)의 제 2통로(12)로 유도된다.
상기 제 1유출구(23a)에는 배기가스의 유동제어를 위한 배플(31)이 구비된다. 상기 배플(31)은 상기 배기가스의 균일한 체류 속도를 확보하기 위한 다공형태 배플(baffle)로 마련된다.
대형시스템의 경우 환원제가 분사 투입되는 위치와 촉매층 사이의 거리가 상대적으로 멀기 때문에 배기가스가 흐름 방향으로 이동하는 동안 혼합이 충분히 이루어져 환원제의 혼합농도가 균일화되고 또 흐름의 단면에서 기체속도 분포의 균일도가 상대적으로 높다. 하지만 중소형 질소산화물 저감장치의 경우 장치 내부용적이 작고 기하학적 구조가 복잡하기 때문에 유동의 불균일도가 높을 뿐만 아니라 유동제어 역시 쉽지 않다.
SCR 장치에서 발생되는 유동의 불균일은 장치 전단에 연결된 상기 덕트부(10)를 통해 시스템으로 공급되는 배기가스 도입부의 확대영역에서 주로 발생되는데 이러한 유동의 불균일도를 최소화하기 위한 방법으로 유동 불균일이 발생하는 부분에 유동제어를 위한 배플(31)을 설치하는 것이 바람직하다.
배기가스는 촉매 레이어(410, 420)에 될 수 있는 한 균일하게 유입돼야 하고, 촉매 레이어(410, 420)에 유입하는 배기가스의 흐름과 촉매 레이어(410, 420)에서의 배기가스의 흐름이 될 수 있는 한 동일해야 한다.
즉, 촉매 레이어(410, 420)에 유입되기 직전의 배기가스의 유로 패턴과, 촉매 레이어(410, 420)에 형성된 배기가스에 대한 유로 패턴이 일치되는 것이 바람직하다. 이러한 요망 사항들은 이하의 이유에 기초한 것이다.
촉매 레이어(410, 420)에의 배기가스 유입이 될 수 있는 한 균일하도록 요구되는 이유는, 배기가스가 촉매 레이어(410, 420)의 촉매와 접촉하는 면적을 효율적으로 증가시키기 위한 것이다. 촉매 레이어(410, 420)에의 배기가스의 유입이 불균일하면, 촉매 레이어(410, 420) 내의 SCR촉매의 특정한 부분이 대량의 배기가스와 접촉함에 따라, 촉매 성능이 전체적으로는 저하하게 된다. 또한, 대량의 배기가스와 접촉하는 촉매 부분은 현저하게 열화(劣化)되고, 따라서 촉매의 수명이 단축되는 문제가 있다.
이어서, 촉매 레이어(410, 420)에 유입하는 배기가스의 흐름이, 촉매 레이어(410, 420) 내의 배기가스의 흐름과 될 수 있는 한 일치할 필요가 있는 이유는, 예를 들면, 배기가스 중에 플라이 애시(fly ash) 및 미연소 물질 등의 먼지를 함유하는 경우에는, 촉매 레이어(410, 420)의 촉매(촉매 판) 사이에 형성된 배기가스 유로에 대하여 배기가스가 때때로 비스듬히 유입함에 따라, 먼지가 상기 촉매(촉매 판)에 직접 충돌해서 그 표면을 마모시키고, 또한, 먼지가 촉매 레이어(410, 420)의 선단부에 부착 퇴적해서 유로에 계속되는 배기가스의 유입을 방해하기 때문이다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 유동제어를 목적으로 하는 배플(31)에 관한 설계변수로서는 배플(31)의 형상, 각도, 간격 등이 선택될 수 있는데 적절히 설계된 배플(31)에 의해 안정화된 유동은 촉매 레이어(410, 420)의 운전성능을 크게 개선시킬 수 있다.
상기 배플(31)의 형상은 격자형상, 다공형상, 원뿔대 형상, 믹서 형상 등으로 구성될 수 있으나, 상기 반응기본체(30) 내부 촉매 레이어(410, 420)에서 균일한 체류 속도를 확보하고 제작 용이성을 위해서는 다공형태로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 촉매 반응기(110) 내에서의 상기 배기가스의 이동 경로는, 상기 제 1통로와 연통된 상기 제 1유입구를 통해 상기 제 1프레임의 내부로 유입되고 상기 제 1프레임의 길이방향을 따라 하강하여 상기 제 2유입구를 통해 외부로 배출되고, 상기 제 1유출구를 통해 상기 반응기본체의 내면을 따라 상승하여 상기 제 2유출구를 통해 상기 3프레임 내부로 유입되고 상기 제 3유출구를 통해 상기 제 2통로로 배출되도록 구성되며, 상기와 같은 배기가스 이동 경로를 통해 배기가스의 내부 체류시간을 증가시킬 수 있는 효과가 발생한다.
한편, 환원제 제공부(120)는 상기 촉매 반응기(110)에 제공하는 환원제를 저장하고, 상기 제공하는 환원제의 분사량을 제어할 수 있다.
환원제 제공부(120)의 세부 구성은 도 6 및 도 7을 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
여기서, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 환원제 제공부를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 환원제 제공부의 환원제 분사 그리드를 도시한 도면이다.
환원제 제공부(120)는 압축실린더(121), 환원제 분사 그리드(124), 유량조절 밸브(122), 및 블로워(123)를 포함할 수 있다.
압축실린더(121)는 압축 액화된 환원제를 저장할 수 있으며, 중소형 보일러의 규모와 구조에 부합하도록 소형화할 수 있다.
환원제 분사 그리드(124)는 상기 압축실린더로부터 상기 환원제를 상기 촉매 반응기에 제공하기 위해 마련되며, 도 7에 도시된 바와 같이 일측 끝단이 원통형상으로 마련되되, 다수의 다공이 구비되어 환원제가 고른 영역에 분사될 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 환원제 분사 그리드(124)는 보일러로부터 배출되는 배기가스 중의 질소산화물을 탈질시키기 위해 사용되는 환원제, 즉 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐을 통해 상기 제 1프레임(21) 내에 분사시켜 배기가스와 혼합되도록 하되, 환원제가 효율적으로 분사되도록 다수의 다공이 마련될 수 있다.
한편, 이에 사용되는 환원제로서, 요소, 암모니아수 등이 사용가능하며, 첨가제로 수소, 탄화수소 등을 사용하여 반응온도 범위를 넓히고 암모니아 슬립을 줄이고 부식을 막을 수 있다.
유량조절 밸브(122)는 상기 환원제 분사 그리드에 연장하여 마련되며, 상기 환원제 분사 그리드에서 분사되는 환원제의 양을 제어할 수 있고, 블로워(123)는 상기 환원제 분사 그리드의 일측에 마련되어 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제의 농도를 희석하기 위한 공기를 제공할 수 있다.
여기서, 환원제 분사 그리드(124), 유량조절 밸브(122) 및 블로워(123)는 일체형 모듈(one skid)로 구성되어 공간활용을 최적화하고 설치비용 및 제작비용을 저감할 수 있도록 마련될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 촉매 반응기를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배연가스 질소산화물 저감장치의 환원제 제공부를 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 촉매 반응기(110)의 좌측면부에는 배기가스가 유입되는 제 1통로(11)가 마련되고, 정면부에는 탈질된 배기가스를 배출하는 제 2통로(12)가 마련될 수 있으며, 원통형상의 제 1통로(11) 외주면 일측을 관통하여 환원제 분사 그리드(124)가 유입되는 환원제 유입홀(13)이 마련될 수 있다.
또한, 도 9를 참고하면, 환원제 제공부(120)의 배면부에는 압축실린더(121)가 다수개 마련되고, 정면부에는 유량조절 밸브(122)가 다수 마련되며, 하단부 일측에는 블로워(123)가 마련되어 환원제를 효과적으로 제공할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 최소면적으로 최적의 촉매반응 효과를 유발하는 반응기를 제공할 수 있고, 반응기 내에 다공형태의 배플을 제공함으로써, 배기가스의 균일한 체류속도를 확보할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공될 수 있다.
또한, 반응기 내에 2단의 촉매 레이어(layer)를 제공함으로써, 배기가스 저감 효율을 향상시킬 수 있고, 압축 액화된 환원제를 저장하는 압축실린더를 구비함으로써, 환원제이송펌프, 기화기 등의 부가 장치 없이도 환원제를 제공할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공될 수 있다.
또한, 환원제 분사 그리드, 유량조절 밸브 및 블로워를 일체형 모듈로 구성함으로써, 공간활용을 최적화하고 설치비용 및 제작비용을 저감할 수 있는 배연가스 질소산화물 저감장치가 제공될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 촉매 반응기
120 : 환원제 제공부
121 : 압축실린더
122 : 유량조절 밸브
123 : 블로워
124 : 환원제 분사 그리드
130 : 보일러

Claims (3)

  1. 보일러 배기가스와 환원제의 촉매 반응이 이루어지는 촉매 반응기; 및
    상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제를 저장하고, 상기 제공하는 환원제의 분사량을 제어하는 환원제 제공부;
    를 포함하는 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 반응기는,
    보일러에서 배출되는 배기가스가 유입되는 제 1통로와 상기 제 1통로로부터 수직하게 절곡형성된 제 2통로로 구성되어, 상기 배기가스를 운반하는 덕트부;
    상기 덕트부의 일측에 삽입 설치되어, 일단은 상기 제 1통로의 내부와 연통하는 제 1유입구가 형성되고, 타단은 상기 배기가스를 외부로 유도하는 제 2유입구가 형성된 제 1프레임;
    상기 제 1프레임의 타단으로부터 수직하게 형성되어, 상면은 개구되고 4개의 측면 중 하나의 측면이 상기 제 2유입구와 연통 형성된 제 2프레임;
    상기 제 1프레임의 일단으로부터 수직하게 형성되어, 일단은 상기 제 2통로의 내부와 연통하는 제 3유출구가 형성되고, 타단은 상기 제 2프레임의 일측과 수직하게 형성되는 제 3프레임;
    상기 제 2프레임의 상측에 삽입 설치되어, 하측에 상기 제 2프레임의 내부와 연통하는 제 1유출구가 형성되고,
    상측에 상기 제 3프레임의 내부와 연통하는 제 2유출구가 형성되며, 상기 제 1유출구에 상기 배기가스의 균일한 체류 속도를 확보하기 위한 다공형태 배플(baffle)이 구비되어, 상기 배플(baffle)을 통해 상기 배기가스가 지나면서 내부에 구비된 1단 촉매 레이어 및 상기 1단 촉매 레이어의 상단에 기설정된 공간 이격되어 마련된 2단 촉매 레이어와 각각 접촉하여 탈질반응을 일으키는 반응기본체;를 포함하고,
    상기 배기가스는,
    상기 제 1통로와 연통된 상기 제 1유입구를 통해 상기 제 1프레임의 내부로 유입되고 상기 제 1프레임의 길이방향을 따라 하강하여 상기 제 2유입구를 통해 외부로 배출되고, 상기 제 1유출구를 통해 상기 반응기본체의 내면을 따라 상승하여 상기 제 2유출구를 통해 상기 3프레임 내부로 유입되고 상기 제 3유출구를 통해 상기 제 2통로로 배출되도록 하여 상기 배기가스의 내부 체류시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 환원제 제공부는,
    환원제를 저장하는 압축실린더;
    상기 압축실린더로부터 상기 환원제를 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제 분사 그리드;
    상기 환원제 분사 그리드에 연장하여 마련되며, 상기 환원제 분사 그리드에서 분사되는 환원제의 양을 제어하는 유량조절 밸브; 및
    상기 환원제 분사 그리드의 일측에 마련되어 상기 촉매 반응기에 제공하는 환원제의 농도를 희석하기 위한 공기를 제공하는 블로워(blower);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치.
KR1020160119275A 2016-09-19 2016-09-19 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치 KR20180031199A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160119275A KR20180031199A (ko) 2016-09-19 2016-09-19 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160119275A KR20180031199A (ko) 2016-09-19 2016-09-19 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180031199A true KR20180031199A (ko) 2018-03-28

Family

ID=61901726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160119275A KR20180031199A (ko) 2016-09-19 2016-09-19 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180031199A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7581387B2 (en) Exhaust gas mixing system
US8402755B2 (en) Gas turbine combustor exhaust gas spray cooling for NOx control using selective catalytic reductions
KR101198968B1 (ko) 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템
US8017084B1 (en) Ammonia injection grid for a selective catalytic reduction system
US20110079003A1 (en) Reductant nozzle indentation mount
US20120151902A1 (en) Biased reductant mixer
CN112007507B (zh) 火力发电厂的废气处理装置
KR20110047020A (ko) 환원제혼합 및 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템
US9067176B2 (en) Specialized ammonia injection grid with the dual purpose of suppressing noise
JP4404123B2 (ja) 排気通路の添加剤分散板構造
CN208493767U (zh) 一种高效锅炉脱硝装置
KR102231907B1 (ko) Scr 시스템의 가스상 환원제 주입장치
JP2009138598A (ja) 排気通路の添加剤分散板構造
JP7239645B2 (ja) 選択的触媒還元反応器
KR102150227B1 (ko) 암모니아 분사장치를 삽입한 촉매 일체형 집진기
KR102150213B1 (ko) 촉매 일체형 집진기
KR101561260B1 (ko) 최소 면적 설치용 scr반응기
KR20180031199A (ko) 중소형 보일러용 배연가스 질소산화물 저감장치
JP7273114B2 (ja) 選択的触媒還元反応器
KR101724429B1 (ko) 소음감쇄 구조를 갖는 배기가스 탈질시스템
KR102602501B1 (ko) 선택적 촉매 환원 반응기
KR102402308B1 (ko) 환원제 공급장치
KR101684624B1 (ko) 회전형 촉매 세정부를 포함하는 촉매 반응기
KR102402306B1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템
CN109351149B (zh) 船舶废气脱硫脱硝系统

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