KR20180137977A - NOx Removing System Using Urea as Reduction Catalyst - Google Patents

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변석종
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Abstract

The present invention relates to a nitrogen oxide removal system using urea as a reduction catalyst, comprising: a urea tank for storing urea; a urea supply pump for supplying the urea from the urea tank to a high-frequency induction heating device; a high-frequency induction heating device for rapidly heating the urea supplied from the urea supply pump; a spray nozzle for spraying a product pyrolyzed by the high-frequency induction heating device in a reaction space; a compressed air supply device for supplying compressed air to the reaction space; a blocking damper for blocking supply of combustion gas; and a reaction space in which the pyrolysis product of the combustion gas and the urea react to reduce nitrogen oxide, and to a nitorgen oxide removal method using the same. According to the present invention, the reduction reaction of NO_x can be promoted by using urea as a reduction catalyst even when the temperature of exhaust gas is low.

Description

우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법{NOx Removing System Using Urea as Reduction Catalyst}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a NOx removal system and a NOx removal system using urea as a reduction catalyst,

본 발명은 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스의 온도가 낮을 경우에도 우레아를 환원촉매제로 사용하여 NOx의 환원반응을 보다 촉진시킬 수 있게 해주는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nitrogen oxide removal system and a removal method using urea as a reduction catalyst. More particularly, the present invention relates to a nitrogen oxide removal system and a removal method using urea as a reduction catalyst, To a nitrogen oxide removal system and a removal method using urea as a reduction catalyst.

연소가스 중에 포함된 NOx의 저감을 위해 환원촉매제로 암모니아(NH3), 우레아((NH2)2CO)를 사용한다. 이중에서 암모니아는 폭발성이 발생할 수 있는 물질로써 취급과 사용허가가 필요하다.Ammonia (NH 3 ) and urea ((NH 2 ) 2 CO) are used as reduction catalysts for reducing NOx contained in the combustion gas. Of these, ammonia is a substance that can cause explosion and requires a handling and licensing.

암모니아와는 달리 우레아((NH2)2CO)는 액상으로 취급이 용이하지만 연소가스와의 혼합 및 촉매에서 환원반응을 향상시키기 위해 암모니아(NH3)와 수증기(H2O)로 분해될 것이 요구된다.Unlike ammonia, urea ((NH 2 ) 2 CO) is easily handled as a liquid phase, but it is decomposed into ammonia (NH 3 ) and water vapor (H 2 O) to improve the mixing with the combustion gas and the reduction reaction in the catalyst Is required.

우레아가 암모니아(NH3)와 수증기(H2O)로 분해되기 위한 조건으로 우레아를 연소가스에 주입시 온도를 열분해온도인 150℃ 이상으로 가열될 것이 요구되어진다.As a condition for decomposing urea into ammonia (NH 3 ) and water vapor (H 2 O), it is required to heat the urea to a pyrolysis temperature of 150 ° C. or higher when injecting the urea into the combustion gas.

(NH2)2CO→ NH3 + H2O (NH 2) 2 CO → NH 3 + H 2 O

상기와 같은 화학반응(열분해)을 이용하여, 기존에는 우레아를 고온의 배기가스에 분사하여 접촉시켜 아래 화학반응식에서와 같이 암모니아(NH3)와 수증기(H2O)로 분해하는 방법이 이용되고 있다.A method of decomposing urea into ammonia (NH 3 ) and water vapor (H 2 O) using a chemical reaction (thermal decomposition) as in the following chemical reaction equation is used in the prior art by injecting urea into a high temperature exhaust gas have.

(NH2)2CO + 2NO + 1/2O2→ 2N2+CO2+2H2O(NH 2 ) 2 CO + 2NO + 1 / 2O 2 ? 2N 2 + CO 2 + 2H 2 O

하지만, 배기가스의 온도가 낮을 경우에는 상기와 같은 NOx의 환원반응을 보다 촉진시킬 수 없게 되어 이에 대한 대책이 요구되고 있다.However, when the temperature of the exhaust gas is low, the reduction reaction of NOx as described above can not be further promoted, and countermeasures are demanded.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 배기가스의 온도가 낮을 경우에도 우레아를 환원촉매제로 사용하여 NOx의 환원반응을 보다 촉진시킬 수 있게 해주는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a urea catalyst capable of promoting the reduction reaction of NOx using urea as a reducing catalyst even when the exhaust gas temperature is low. And to provide a nitrogen oxide removal system and a removal method using the same as a reduction catalyst.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.

(1) 우레아를 저장하는 우레아탱크; 상기 우레아탱크로부터 우레아를 고주파유도가열기에 공급하는 우레아공급펌프; 우레아공급펌프로부터 공급받은 우레아를 급속가열하는 고주파유도가열기; 상기 고주파유도가열기에 의해 열분해된 생성물을 반응공간내 분사하는 분사노즐; 반응공간에 압축공기를 공급하는 압축공기공급기; 연소가스의 공급을 차단하는 차단댐퍼; 및 연소가스와 우레아의 열분해된 생성물이 반응하여 질소산화물을 환원시키는 반응공간을 포함하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.(1) a urea tank for storing urea; A urea supply pump for supplying urea from the urea tank to high-frequency induction heating; High frequency induction heating for rapidly heating the urea supplied from the urea supply pump; A spray nozzle for spraying the product pyrolyzed by the high frequency induction heating in a reaction space; A compressed air supply for supplying compressed air to the reaction space; A blocking damper for blocking supply of the combustion gas; And a reaction space in which the combustion gas and the pyrolyzed product of urea react with each other to reduce the nitrogen oxide, wherein the urea is a reduction catalyst.

(2) 상기 (1)에 있어서, 시스템의 관로상에 설치되며, (2) In the above-mentioned (1), it is preferable that,

우레아공급펌프와 고주파유도가열기의 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제1솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 분사노즐사이에 직렬로 연결된 제3솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 제3솔레노이드밸브 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제2솔레노이드밸브; 제3솔레노이드밸브와 분사노즐의 사이에 병렬로 연결되어 압축공기공급기로부터 압축공기의 흐름을 제어하는 제4솔레노이드밸브(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.A first solenoid valve connected in parallel between the urea supply pump and the high frequency induction heater to form a recovery circuit to the urea tank; A third solenoid valve connected in series between the high frequency induction heater and the injection nozzle; A second solenoid valve connected in parallel between the high frequency induction heater and the third solenoid valve to form a recovery circuit to the urea tank; And a fourth solenoid valve (4) connected in parallel between the third solenoid valve and the injection nozzle for controlling the flow of compressed air from the compressed air supply.

(3) 상기 (1)에 있어서,(3) In the above (1)

고주파유도가열기와 제2솔레노이드밸브의 사이 관로상에 상기 고주파유도가열기로부터 배출되는 유체의 온도를 측정하기 위한 회수라인 온도센서가 더 장착된 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.And a recovery line temperature sensor for measuring the temperature of the fluid discharged from the high frequency induction heating furnace on the pipe between the high frequency induction heating furnace and the second solenoid valve. system.

(4) 상기 (2)에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템을 이용하여 질소산화물을 제거하는 방법에 있어서,(4) A method for removing nitrogen oxides using a nitrogen oxide removal system using urea according to (2) above as a reduction catalyst,

고주파유도가열기의 구동을 위한 전자회로부를 작동시키는 단계;Operating an electronic circuit portion for driving the high frequency induction heater;

우레아공급펌프를 구동하여 우레아를 공급하는 단계; Driving a urea supply pump to supply urea;

제3솔레노이드밸브(3)과 제4솔레노이드밸브(4)는 차단상태에서, 제1솔레노이드밸브와 제2솔레노이드밸브를 개방하는 단계;Opening the first solenoid valve and the second solenoid valve with the third solenoid valve (3) and the fourth solenoid valve (4) in a cut-off state;

우레아가 설정온도 이상으로 가열되었을 때 제3솔레노이드밸브(3)를 개방하고, 이와 함께 제1솔레노이드밸브 및 제2솔레노이드밸브를 차단하는 단계; 및Opening the third solenoid valve (3) when the urea is heated above the set temperature, and blocking the first solenoid valve and the second solenoid valve together therewith; And

차단댐퍼를 개방하여 반응공간으로 연소가스를 유입하고, 분사노즐을 통해 반응공간으로 우레아를 분사하여 질소산화물 환원반응을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거방법.And a step of injecting the combustion gas into the reaction space by opening the blocking damper and injecting urea into the reaction space through the injection nozzle to perform the nitrogen oxide reduction reaction. Way.

(5) 상기 (4)에 있어서, 반응을 종결할 경우,(5) In the above (4), when the reaction is terminated,

상기 고주파유도가열기의 구동을 정지하기 위해 전자회로부의 작동을 정지시키는 단계;Stopping the operation of the electronic circuit section to stop the driving of the high frequency induction heater;

제3솔레노이드밸브를 닫아 우레아의 유입을 차단하고, 제2솔레노이드밸브를 개방하는 단계;Closing the third solenoid valve to shut off the inflow of the urea and opening the second solenoid valve;

우레아공급펌프의 속도를 떨어트리고, 회수온도센서에 측정된 회수온도가 설정온도 이하가 되면 펌프를 정지시키는 단계;Dropping the speed of the urea feed pump and stopping the pump when the recovered temperature measured by the recovered temperature sensor is lower than the set temperature;

우레아공급펌프가 정지되면 제2솔레노이드밸브를 차단하여 유체의 내부순환을 차단하는 단계;Shutting off the second solenoid valve when the urea supply pump is stopped to shut off the internal circulation of the fluid;

제2솔레노이드밸브를 차단한 상태에서 차단댐퍼를 닫아 연소가스의 유입을 차단하는 단계; Closing the blocking damper in a state where the second solenoid valve is shut off to block the inflow of the combustion gas;

반응공간 내부 및 분사노즐을 청소하기 위해 제4솔레노이드밸브를 개방하는 단계; 및Opening a fourth solenoid valve to clean the reaction space and the injection nozzle; And

압축공기공급기를 통해 고압의 압축공기를 분사시켜 반응공간 내부 및 분사노즐을 퍼지 및 청소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거방법. And purging and cleaning the inside of the reaction space and the injection nozzle by injecting compressed air at a high pressure through a compressed air supply, wherein the urea is a reduction catalyst.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법에 의하면, 배기가스의 온도가 낮을 경우에도 우레아를 환원촉매제로 사용하여 NOx의 환원반응을 보다 촉진시킬 수 있게 해주는 효과를 제공한다.As described above, according to the nitrogen oxide removal system and the removal method using the urea reduction catalyst according to the present invention, even when the temperature of the exhaust gas is low, the reduction reaction of NOx can be further promoted by using urea as the reduction catalyst It gives effect.

도 1은 본 발명에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템을 이용한 NOx 제거반응의 개시 및 후속 진행과정을 보여주는 절차도이며,
도 3은 본 발명에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템을 이용한 NOx 제거반응의 종결과정을 보여주는 절차도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a nitrogen oxide removal system using urea as a reduction catalyst according to the present invention,
2 is a flow chart showing the initiation and subsequent progress of NOx removal reaction using a nitrogen oxide removal system using urea as a reduction catalyst according to the present invention,
FIG. 3 is a flow chart showing the termination process of the NOx removal reaction using the nitrogen oxide removal system using urea as a reduction catalyst according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템 및 제거방법에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the nitrogen oxide removal system and the removal method using the urea reduction catalyst according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a nitrogen oxide removal system using urea as a reduction catalyst according to the present invention.

상기 본 발명의 시스템은 교반기(11)가 장착된 우레아탱크(10), 우레아공급펌프(20), 플로미터(30), 전자회로부(41)를 구비한 고주파유도가열기(40), 압축공기공급기(50), 분사노즐(60), 차단댐퍼(70) 및 반응공간(80)으로 이루어진다.The system of the present invention includes a high frequency induction heater 40 having a urea tank 10, a urea feed pump 20, a flow meter 30, and an electronic circuit 41 equipped with an agitator 11, A feeder 50, an injection nozzle 60, a blocking damper 70, and a reaction space 80.

우레아탱크(10)는 반응에 참여할 우레아(Urea)가 저장된 탱크로써, 우레아의 교반을 위해 교반기(11)가 장착되어 있다.The urea tank 10 is a tank in which a urea to be involved in the reaction is stored, and an agitator 11 is mounted for stirring the urea.

우레아탱크(10)내 저장된 우레아의 공급을 위해 우레아공급펌프(20)가 상기 우레아탱크의 후단에 설치된다. 따라서, 우레아공급펌프(20)에 의해 탱크(10)내 저장된 우레아가 순환 내지 분사노즐에 공급되어지며, 일정한 유량을 갖도록 체크하기 위한 플로미터(30)가 설치된다.A urea supply pump 20 is installed at the rear end of the urea tank for supplying the urea stored in the urea tank 10. Therefore, the urea stored in the tank 10 by the urea feed pump 20 is supplied to the circulation or injection nozzle, and a flow meter 30 is provided for checking to have a constant flow rate.

고주파유도가열기(40)는 유입된 우레아를 우레아의 열분해 온도까지 급속가열하기 위해 요구된다. 우레아는 고주파유도가열기(40)에 의해 열분해온도인 150℃ 이상으로 급속가열되어 암모니아와 수증기로 분해되며, 이를 위해 전자회로부(41)가 구비되어 있다.The high frequency induction furnace 40 is required to rapidly heat the introduced urea to the pyrolysis temperature of the urea. The urea is rapidly heated to a pyrolysis temperature of 150 캜 or higher by the high-frequency induction furnace 40 and decomposed into ammonia and water vapor. For this purpose, an electronic circuit unit 41 is provided.

상기 본 발명에 사용되는 고주파유도가열기(40)는 직렬파이프코일형 혹은 병렬멀티파이프형의 어느 것도 사용이 가능함은 물론이다.It is needless to say that the high-frequency induction heater 40 used in the present invention may be a series pipe coil type or a parallel multi-pipe type.

상기 고주파유도가열기(40)에서 열분해되어 생성된 암모니아는 분사노즐(60)로 공급되고, 분사노즐(60)은 반응공간(80)에 암모니아를 분사한다.The ammonia produced by pyrolysis in the high frequency induction furnace 40 is supplied to the injection nozzle 60 and the injection nozzle 60 injects ammonia into the reaction space 80.

이와 함께, 처리를 요하는 연소가스를 반응공간(80) 내로 공급 및 차단을 위해 차단댐퍼(70)가 구비되고, 반응공간(80)내에서 암모니아와 연소가스가 반응하여 NOx를 환원시켜 제거한다.At the same time, a blocking damper 70 is provided for supplying and blocking the combustion gas requiring treatment into the reaction space 80, and ammonia and combustion gas react in the reaction space 80 to reduce and remove NOx .

상기 본 발명의 시스템의 관로상에 4개의 밸브가 유체회로를 형성하기 위해 장착되며, 구체적으로 상기 유체회로는 우레아공급펌프와 고주파유도가열기의 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제1솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 분사노즐사이에 직렬로 연결된 제3솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 제3솔레노이드밸브 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제2솔레노이드밸브; 제3솔레노이드밸브와 분사노즐의 사이에 병렬로 연결되어 압축공기공급기로부터 압축공기의 흐름을 제어하는 제4솔레노이드밸브(4)를 포함한다.Four valves on the pipeline of the system of the present invention are mounted to form a fluid circuit, specifically the fluid circuit is connected in parallel between the urea supply pump and the high frequency induction heater to provide a recovery circuit to the urea tank A first solenoid valve for forming the first solenoid valve; A third solenoid valve connected in series between the high frequency induction heater and the injection nozzle; A second solenoid valve connected in parallel between the high frequency induction heater and the third solenoid valve to form a recovery circuit to the urea tank; And a fourth solenoid valve (4) connected in parallel between the third solenoid valve and the injection nozzle for controlling the flow of compressed air from the compressed air supply.

이하, 상기 본 발명의 우레아 유체회로에 대하여 그 동작과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the urea fluid circuit of the present invention will be described in more detail.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 유체회로는 반응의 개시 및 진행과정에서 상기 제1솔레노이드밸브(1) 및 제2솔레노이드밸브(2)가 개방되고, 제3솔레노이드밸브(3) 및 제4솔레노이드밸브(4)는 차단한다. 그 결과, 상기 고주파유도가열기(40)에서 가열된 우레아가 제3솔레노이드밸브(3)를 통해 외부로 배출되지 않고, 내부로 순환이 일어나면서 점진적으로 설정온도인 열분해온도(예로, 150℃) 까지 가열된다.The first solenoid valve 1 and the second solenoid valve 2 are opened and the third solenoid valve 3 and the fourth solenoid valve 3 are opened during the initiation and progress of the reaction. The valve 4 is shut off. As a result, the urea heated in the high frequency induction heater 40 is not discharged to the outside through the third solenoid valve 3 but is circulated inside, and gradually reaches a pyrolysis temperature (for example, 150 캜) .

고주파유도가열기(40)과 제2솔레노이드밸브(2)의 사이 관로상에 회수라인 온도센서(5)를 장착하여 고주파유도가열기(40)로부터 배출되는 유체의 온도를 측정하고, 설정온도 이상이 될 경우 제3솔레노이드밸브(3)을 개방하면서, 상기 제1솔레노이드밸브(1) 및 제2솔레노이드밸브(2)는 차단한다.The recovery line temperature sensor 5 is mounted on the pipe between the high frequency induction heater 40 and the second solenoid valve 2 to measure the temperature of the fluid discharged from the high frequency induction heater 40, The first solenoid valve 1 and the second solenoid valve 2 are closed while the third solenoid valve 3 is opened.

반대로 상기 유체회로는 반응이 종료될 경우, 제3솔레노이드밸브(3)를 차단하고 제2솔레노이드밸브(2)를 개방하여 관내 유체를 회수라인을 통해 내부순환시키되, 회수라인 온도센서(5)의 온도가 설정온도(예로, 100℃) 이하로 떨어지면 제2솔레노이드밸브(2)를 차단하고, 제4솔레노이드밸브(4)를 개방하여 반응공간(80)을 퍼지 및 청소한다.On the other hand, when the reaction is terminated, the fluid circuit interrupts the third solenoid valve 3 and opens the second solenoid valve 2 to internally circulate the in-pipe fluid through the recovery line, The second solenoid valve 2 is shut off and the fourth solenoid valve 4 is opened to purge and clean the reaction space 80 when the temperature falls below a set temperature (for example, 100 ° C).

이하, 상기와 같은 구성 및 동작을 수행하는 본 발명에 따른 우레아 유체회로를 이용하여 연소가스내 함유된 NOx를 환원시키는 과정을 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the process of reducing NOx contained in the combustion gas using the urea fluid circuit according to the present invention for performing the above-described configuration and operation will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention.

이를 위해, 먼저 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 NOx 환원 반응의 개시 및 후속 진행과정은 다음과 같다.To this end, as shown in FIG. 2, the start and follow-up processes of the NOx reduction reaction according to the embodiment of the present invention are as follows.

먼저, 단계 201에서 우레아탱크(10)의 교반기(11)를 구동한다. 단계 202에서 고주파유도가열기(40)의 구동을 위한 전자회로부(41)를 작동시킨다. 이때 가열온도는 열분해온도인 최대치로 설정한다.First, in Step 201, the agitator 11 of the urea tank 10 is driven. In step 202, the electronic circuit section 41 for driving the high frequency induction heater 40 is operated. At this time, the heating temperature is set to a maximum value which is a pyrolysis temperature.

단계 203에서 펌프(20)를 구동하여 우레아를 가속시키고, 바람직하게는 일정유량으로 흐르도록 하기 위해 플로미터(30)를 이용하여 유속을 체크한다.At step 203, the flow rate is checked using the flow meter 30 to drive the pump 20 to accelerate the urea, preferably at a constant flow rate.

단계 204에서 제1솔레노이드밸브(1)와 제2솔레노이드밸브(2)를 개방한다. 이때, 제3솔레노이드밸브(3)과 제4솔레노이드밸브(4)는 차단되어 있어야 한다. 이와 같이 제1솔레노이드밸브(1) 및 제2솔레노이드밸브(2)는 개방, 제3솔레노이드밸브(3) 및 제4솔레노이드밸브(4)는 차단 상태인 경우 회수라인을 통해 우레아가 다시 우레아탱크(10) 내로 유입되어 온도가 상승되고 설정온도가 될 때까지 순환이 이루어진다.In step 204, the first solenoid valve 1 and the second solenoid valve 2 are opened. At this time, the third solenoid valve 3 and the fourth solenoid valve 4 should be shut off. When the first solenoid valve 1 and the second solenoid valve 2 are opened and the third solenoid valve 3 and the fourth solenoid valve 4 are in the cut-off state, the urea is returned to the urea tank 10), and the circulation is performed until the temperature rises and reaches the set temperature.

단계 205에서 우레아가 설정온도 이상이 된 경우에는 제3솔레노이드밸브(3)를 개방하고, 동시에 제1솔레노이드밸브(1) 및 제2솔레노이드밸브(2)는 차단한다.When the urea reaches the set temperature or more in step 205, the third solenoid valve 3 is opened and at the same time, the first solenoid valve 1 and the second solenoid valve 2 are shut off.

단계 206에서 연소가스는 차단댐퍼(70)의 개방을 통해 반응공간(80)으로 유입되고, 우레아는 분사노즐(60)을 통해 반응공간(80)으로 분사되어 반응이 일어난다.In step 206, the combustion gas flows into the reaction space 80 through the opening of the blocking damper 70, and the urea is injected into the reaction space 80 through the injection nozzle 60 to cause the reaction.

상기와 같이 반응이 일어나 질소산화물(NOx)를 제거한 이후에 반응공간(80)의 퍼지 내지 청소과정은 아래 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반응종결과정을 통해 구체적으로 설명한다.The process of purging or cleaning the reaction space 80 after the removal of nitrogen oxide (NOx) due to the reaction as described above will be described in detail through a reaction termination process according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템를 이용한 질소산화물(NOx)의 환원반응이 종료되면, 먼저 단계 301에서 고주파유도가열기(40)의 구동을 차단하기 위해 전자회로부(41)의 작동을 정지시킨다.As shown in FIG. 3, when the reduction reaction of nitrogen oxides (NOx) using the system according to the present invention is completed, the operation of the electronic circuit unit 41 is first performed in step 301 to cut off the driving of the high frequency induction heater 40 Stop.

단계 302에서 제3솔레노이드밸브(3)를 차단하여 우레아의 유입을 차단하고, 단계 303에서 제2솔레노이드밸브(2)를 개방한다.In step 302, the third solenoid valve 3 is shut off to block the inflow of urea, and in step 303, the second solenoid valve 2 is opened.

단계 304에서 우레아공급펌프(20)의 속도를 최하로 떨어트리고, 회수온도센서(5)에 측정된 회수온도가 100℃ 이하가 되면 우레아공급펌프(20)를 정지시킨다.In step 304, the speed of the urea feed pump 20 is lowered to the lowest level, and when the recovered temperature measured in the recovered temperature sensor 5 is lower than 100 캜, the urea feed pump 20 is stopped.

우레아공급펌프(20)가 정지되면 동시에 혹은 이후 단계 305에서 제2솔레노이드밸브(2)를 차단하여 유체의 내부순환을 차단한다. 이때 제1솔레노이드밸브(1)은 차단된 상태이다.When the urea feed pump 20 is stopped, the second solenoid valve 2 is shut off at step 305 or thereafter to shut off the internal circulation of the fluid. At this time, the first solenoid valve 1 is in a cut-off state.

제2솔레노이드밸브(2)를 차단한 상태에서 단계 306에서 차단댐퍼(70)를 차단하여 연소가스의 유입을 차단한다.In a state where the second solenoid valve 2 is shut off, the blocking damper 70 is shut off in step 306 to block the inflow of the combustion gas.

이와 함께 반응공간(80) 내부 및 분사노즐(60)을 청소하기 위해 단계 307에서 제4솔레노이드밸브(4)를 개방한다.At the same time, the fourth solenoid valve 4 is opened in step 307 to clean the reaction space 80 and the injection nozzle 60.

단계 308에서 압축공기공급기(50)를 통해 고압의 압축공기를 분사시켜 반응공간(80) 내부 및 분사노즐(60)을 퍼지 및 청소한다.In step 308, high pressure compressed air is injected through the compressed air supply 50 to purge and clean the interior of the reaction space 80 and the injection nozzle 60.

그런 다음, 단계 309에서 제4솔레노이드밸브(4)를 차단하고, 압축공기공급기(50)의 동작을 정지시킨다.Then, in step 309, the fourth solenoid valve 4 is shut off, and the operation of the compressed air supply 50 is stopped.

상기와 같은 구성에 의하여, 배기가스의 온도가 낮을 경우에도 우레아를 환원촉매제로 사용하여 질소산화물(NOx)의 환원반응을 보다 촉진시킬 수 있다. With the above arrangement, even when the temperature of the exhaust gas is low, the reduction reaction of nitrogen oxides (NOx) can be further promoted by using urea as a reduction catalyst.

10: 우레아탱크
11: 교반기
20: 우레아공급펌프
30: 플로미터
40: 고주파유도가열기
41: 전자회로부
50: 압축공기공급기
60: 분사노즐
70: 차단댐퍼
80: 반응공간10: Urea tank
11: Stirrer
20: Urea supply pump
30: Flow meter
40: High frequency induction heating
41: Electronic circuit part
50: Compressed air supply
60: injection nozzle
70: Blocking damper
80: reaction space

Claims (5)

우레아를 저장하는 우레아탱크; 상기 우레아탱크로부터 우레아를 고주파유도가열기에 공급하는 우레아공급펌프; 우레아공급펌프로부터 공급받은 우레아를 급속가열하는 고주파유도가열기; 상기 고주파유도가열기에 의해 열분해된 생성물을 반응공간내 분사하는 분사노즐; 반응공간에 압축공기를 공급하는 압축공기공급기; 연소가스의 공급을 차단하는 차단댐퍼; 및 연소가스와 우레아의 열분해된 생성물이 반응하여 질소산화물을 환원시키는 반응공간을 포함하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.A urea tank for storing urea; A urea supply pump for supplying urea from the urea tank to high-frequency induction heating; High frequency induction heating for rapidly heating the urea supplied from the urea supply pump; A spray nozzle for spraying the product pyrolyzed by the high frequency induction heating in a reaction space; A compressed air supply for supplying compressed air to the reaction space; A blocking damper for blocking supply of the combustion gas; And a reaction space in which the combustion gas and the pyrolyzed product of urea react with each other to reduce the nitrogen oxide, wherein the urea is a reduction catalyst. 제 1항에 있어서, 시스템의 관로상에 설치되며,
우레아공급펌프와 고주파유도가열기의 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제1솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 분사노즐사이에 직렬로 연결된 제3솔레노이드밸브; 고주파유도가열기와 제3솔레노이드밸브 사이에 병렬로 연결되어 우레아탱크로의 회수회로를 형성하는 제2솔레노이드밸브; 제3솔레노이드밸브와 분사노즐의 사이에 병렬로 연결되어 압축공기공급기로부터 압축공기의 흐름을 제어하는 제4솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.The system of claim 1, further comprising:
A first solenoid valve connected in parallel between the urea supply pump and the high frequency induction heater to form a recovery circuit to the urea tank; A third solenoid valve connected in series between the high frequency induction heater and the injection nozzle; A second solenoid valve connected in parallel between the high frequency induction heating element and the third solenoid valve to form a recovery circuit to the urea tank; And a fourth solenoid valve connected in parallel between the third solenoid valve and the injection nozzle for controlling the flow of compressed air from the compressed air supply. 제 1항에 있어서,
고주파유도가열기와 제2솔레노이드밸브의 사이 관로상에 상기 고주파유도가열기로부터 배출되는 유체의 온도를 측정하기 위한 회수라인 온도센서가 더 장착된 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템.The method according to claim 1,
And a recovery line temperature sensor for measuring the temperature of the fluid discharged from the high frequency induction heating furnace on the pipe between the high frequency induction heating furnace and the second solenoid valve. system. 제2항에 따른 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거시스템을 이용하여 질소산화물을 제거하는 방법에 있어서,
고주파유도가열기의 구동을 위한 전자회로부를 작동시키는 단계;
우레아공급펌프를 구동하여 우레아를 공급하는 단계;
제3솔레노이드밸브과 제4솔레노이드밸브는 차단상태에서, 제1솔레노이드밸브와 제2솔레노이드밸브를 개방하는 단계;
우레아가 설정온도 이상으로 가열되었을 때 제3솔레노이드밸브를 개방하고, 이와 함께 제1솔레노이드밸브 및 제2솔레노이드밸브를 차단하는 단계; 및
차단댐퍼를 개방하여 반응공간으로 연소가스를 유입하고, 분사노즐을 통해 반응공간으로 우레아를 분사하여 질소산화물 환원반응을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거방법. A method for removing nitrogen oxides using a nitrogen oxide removal system using the urea as a reduction catalyst according to claim 2,
Operating an electronic circuit portion for driving the high frequency induction heater;
Driving a urea supply pump to supply urea;
Opening the first solenoid valve and the second solenoid valve with the third solenoid valve and the fourth solenoid valve in a cut-off state;
Opening the third solenoid valve and blocking the first solenoid valve and the second solenoid valve together when the urea is heated above the set temperature; And
And a step of injecting the combustion gas into the reaction space by opening the blocking damper and injecting urea into the reaction space through the injection nozzle to perform the nitrogen oxide reduction reaction. Way. 제 4항에 있어서, 반응을 종결할 경우,
상기 고주파유도가열기의 구동을 정지를 위해 전자회로부의 작동을 정지시키는 단계;
제3솔레노이드밸브를 닫아 우레아의 유입을 차단하고, 제2솔레노이드밸브를 개방하는 단계;
우레아공급펌프의 속도를 떨어트리고, 회수온도센서에 측정된 회수온도가 설정온도 이하가 되면 펌프를 정지시키는 단계;
우레아공급펌프가 정지되면 제2솔레노이드밸브를 차단하여 유체의 내부순환을 차단하는 단계;
제2솔레노이드밸브를 차단한 상태에서 차단댐퍼를 닫아 연소가스의 유입을 차단하는 단계;
반응공간 내부 및 분사노즐을 청소하기 위해 제4솔레노이드밸브를 개방하는 단계; 및
압축공기공급기를 통해 고압의 압축공기를 분사시켜 반응공간 내부 및 분사노즐을 퍼지 및 청소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아를 환원촉매제로 하는 질소산화물 제거방법.
5. The process according to claim 4, wherein, when the reaction is terminated,
Stopping the operation of the electronic circuit portion to stop the driving of the high frequency induction heater;
Closing the third solenoid valve to shut off the inflow of the urea and opening the second solenoid valve;
Dropping the speed of the urea feed pump and stopping the pump when the recovered temperature measured by the recovered temperature sensor is lower than the set temperature;
Shutting off the second solenoid valve when the urea supply pump is stopped to shut off the internal circulation of the fluid;
Closing the blocking damper in a state where the second solenoid valve is shut off to block the inflow of the combustion gas;
Opening a fourth solenoid valve to clean the reaction space and the injection nozzle; And
And purging and cleaning the inside of the reaction space and the injection nozzle by injecting compressed air at a high pressure through a compressed air supply, wherein the urea is a reduction catalyst.
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