KR20190127138A - Selective Catalytic Reduction System and Ship having the same - Google Patents

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KR20190127138A
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Abstract

The present invention relates to an SCR system and a ship having the same. The SCR system of the present invention comprises: an SCR reactor having a catalyst therein, and installed in an exhaust pipe; and a urea storage tank supplying urea solution to the SCR reactor. The urea storage tank is installed in an after peak tank used as a ballast tank or a void of a ship.

Description

SCR 시스템 및 이를 구비한 선박{Selective Catalytic Reduction System and Ship having the same}Selective Catalytic Reduction System and Ship having the same

본 발명은 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an SCR system and a ship having the same.

일반적으로 선박에 사용되는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 국제연합(UN)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.In general, nitrogen oxides and sulfur oxides in the exhaust gas emitted from diesel engines used in ships are representative air pollutants that are regulated by the International Maritime Organization (IMO), which is a subsidiary of the United Nations.

질소산화물은 NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5를 통칭하지만 대부분의 질소산화물은 NO와 NO2이다. 황산화물은 석탄과 석유와 같은 연료에 포함된 황성분이 연소과정에서 산화된 것으로 주로 SO2이다.Nitrogen oxides are commonly referred to as NO, NO 2 , NO 3 , N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 4 , N 2 O 5 , but most of them are NO and NO 2 . Sulfur oxides are mainly SO 2, which is the oxidation of sulfur components in the combustion process such as coal and petroleum.

질소산화물은, 고온 영역에서 공기 중 질소와 산소가 반응하여 생성되는 Thermal NOx, 연료에서 발생되는 탄화수소가 공기 중의 질소와 반응하여 생성되는 Prompt NOx, 연료에 포함된 질소성분이 연소과정에서 산화되어 생성된 Fuel NOx로 구분된다.Nitrogen oxides are produced by thermal NOx generated by reacting nitrogen and oxygen in air at high temperature region, Prompt NOx produced when hydrocarbons generated in fuel react with nitrogen in air, and nitrogen components contained in fuel are oxidized during combustion. Fuel NOx.

화석연료의 연소반응으로 생성된 질소산화물을 제거하기 위하여 SCR(elective Catalytic Reduction) 시스템이 이용되고 있다.Electrolytic Catalytic Reduction (SCR) systems have been used to remove nitrogen oxides produced by the combustion of fossil fuels.

SCR 시스템은, 디젤, 가솔린, 벙커유, LNG, LPG, 바이오 연료 등의 화석연료를 사용하는 엔진, 소각로 및 산업용 연소설비에서 배출되는 배기가스 중의 질소 산화물(NOx)을 제거하기 위한 효과적인 배기가스 처리 장치 중 하나이다.SCR systems provide effective exhaust gas treatment to remove NOx from exhaust gases from engines, incinerators and industrial combustion plants using fossil fuels such as diesel, gasoline, bunker oil, LNG, LPG and biofuels. One of the devices.

SCR 시스템의 배출가스 처리는, 촉매가 내장된 SCR 반응기를 배기관에 설치해 두고, SCR 반응기 상류 측에 우레아(Urea) 용액을 분무하여, 우레아의 미세 입자가 배기가스와 섞이면서 분해되어 환원제인 암모니아를 생성하고, 생성된 암모니아와 배기가스가 촉매를 통과하면서 배기가스 중의 질소산화물의 환원반응을 촉진하여 인체에 무해한 질소와 수증기로 환원시켜 배출시킨다.In the exhaust gas treatment of the SCR system, a catalyst-embedded SCR reactor is installed in an exhaust pipe, and a urea solution is sprayed upstream of the SCR reactor, and fine particles of urea are mixed with the exhaust gas to be decomposed to generate ammonia as a reducing agent. Then, the produced ammonia and the exhaust gas promotes the reduction reaction of nitrogen oxides in the exhaust gas while passing through the catalyst, and is reduced by nitrogen and water vapor which is harmless to the human body and discharged.

예를 들어, 선박용 디젤 엔진의 배기관 내부에 분무한 우레아 용액은, 일정 범위의 요구 온도(예를 들어, 약 섭씨 300도 부근 또는 그 이상)의 배기가스 중에서 안정적으로 암모니아로 분해되고, 이와 함께 분해반응에 소정의 체류시간이 필요함과 더불어 배기가스와의 혼합이 잘 이루어져야 한다. 이렇게 하여야만, 암모니아의 분해가 완전하게 이루어져서 질소산화물 제거 효율이 높아지고, 질산암모늄(ammonium nitrate)이나 ABS(Ammonium Bisulfate: NH4HSO4) 등의 부반응물의 생성을 억제하여 성능 저하를 줄일 수 있다.For example, the urea solution sprayed inside the exhaust pipe of a marine diesel engine is stably decomposed into ammonia in exhaust gas having a predetermined range of required temperature (for example, about 300 degrees Celsius or more), and is decomposed with it. The reaction requires a certain residence time and must be well mixed with the exhaust gases. Only in this way, the decomposition of ammonia is completely performed to increase the efficiency of removing nitrogen oxides, and it is possible to reduce the performance deterioration by suppressing the formation of side reactions such as ammonium nitrate or ABS (Ammonium Bisulfate: NH 4 HSO 4 ).

이와 같이, 엔진 배기가스의 정화시에 환원제인 암모니아를 생성하는 용도로 이용되는 우레아를 SCR 반응기에 안정적으로 공급하기 위해서는 우레아 저장탱크에 용액 형태로 저장되는 우레아의 온도를 일정 온도로 유지할 필요성이 있다.As such, in order to stably supply urea, which is used to generate ammonia as a reducing agent when purifying engine exhaust gas, to the SCR reactor, it is necessary to maintain the temperature of urea stored in solution in the urea storage tank at a constant temperature. .

즉, 우레아 저장탱크의 내부에 저장된 우레아는 섭씨 0도 이하에서는 염석(salt-out) 되며 섭씨 30도 이상에서는 물과 암모니아로 가수분해되기 때문에, ISO18611에서도 우레아 저장탱크의 내부 온도가 최소 섭씨 0도 그리고 최대 섭씨 30도를 유지할 것을 권고하고 있다. 이에 따라 기존의 SCR 시스템에는 우레아의 온도를 일정 온도로 유지한 가열설비 또는/및 냉각설비를 설치하고 있다.In other words, the urea stored inside the urea storage tank is salt-out below 0 degrees Celsius and hydrolyzed to water and ammonia above 30 degrees Celsius, so the internal temperature of the urea storage tank is at least 0 degrees Celsius even in ISO18611. It is recommended to maintain a maximum of 30 degrees Celsius. Accordingly, existing SCR systems are equipped with heating or / and cooling facilities that maintain the temperature of urea at a constant temperature.

또한, 우레아 저장탱크는 선급에서 엔진룸 내부에 설치할 것을 권고하고 있는데, 우레아 저장탱크를 엔진룸 내부에 설치하였을 경우 별도의 격리구역이 요구되며, 격리구역의 환기를 위한 환기팬 설치가 함께 요구된다.In addition, the urea storage tanks are recommended to be installed inside the engine room by the Society. When a urea storage tank is installed inside the engine room, a separate isolation area is required, and a ventilation fan for the ventilation of the isolation area is required. .

상기와 같이, 기존의 SCR 시스템은 가열설비 또는/및 냉각설비는 물론 환기설비까지 마련해야 함에 따라, 설치공간 부족, 설치공수 증가, 유지보수 과다 등으로 비용 및 경제성이 저하되는 문제가 있다.As described above, the existing SCR system has to provide not only a heating facility and / or a cooling facility but also a ventilation facility, and thus, there is a problem in that cost and economic efficiency are deteriorated due to lack of installation space, increased installation man-hours, and excessive maintenance.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 우레아 저장탱크의 내부 온도를 ISO18611에서 권고하고 있는 최소 섭씨 0도 그리고 최대 30도 기준을 별도의 가열설비 및 냉각설비 없이 만족할 수 있도록 하는 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a separate heating device based on a minimum 0 degree Celsius and a maximum 30 degree standard recommended by ISO18611 for the internal temperature of a urea storage tank. It is to provide a SCR system and a ship provided with the same that can be satisfied without the cooling installation.

또한, 본 발명의 목적은, 우레아 저장탱크의 배치를 선급에서 권고하는 엔진룸 내부에 설치하지 않으므로, 엔진룸에 별도의 격리구역이 불필요하여, 격리구역의 환기를 위한 환기설비를 삭제할 수 있도록 하는 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박을 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention, since the arrangement of the urea storage tank is not installed inside the engine room recommended by the Society, a separate containment zone is unnecessary in the engine room, so that the ventilation equipment for ventilation of the containment zone can be deleted. It is to provide an SCR system and a ship having the same.

본 발명의 일 측면에 따른 SCR 시스템은, 촉매가 내장되며, 배기관에 설치되는 SCR 반응기; 및 SCR 반응기에 우레아 용액을 공급하는 우레아 저장탱크를 포함하고, 상기 우레아 저장탱크는, 선박의 발라스트 탱크 또는 보이드로 이용되는 애프터 피크탱크의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.SCR system according to an aspect of the present invention, the catalyst is built-in, SCR reactor is installed in the exhaust pipe; And an urea storage tank for supplying a urea solution to the SCR reactor, wherein the urea storage tank is installed inside an after peak tank used as a ballast tank or a void of a vessel.

구체적으로, 상기 우레아 저장탱크는, 상기 애프터 피크탱크의 내부 또는 외부 해수온도를 이용하여 일정온도로 유지될 수 있다.Specifically, the urea storage tank may be maintained at a constant temperature by using the internal or external seawater temperature of the after peak tank.

구체적으로, 상기 SCR 반응기 전단의 상기 배기관에 설치되는 우레아 가스분해장치를 더 포함하며, 상기 우레아 가스분해장치는, 상기 우레아 저장탱크와 우레아 공급라인으로 연결되어 상기 우레아 저장탱크로부터 공급되는 우레아 용액을 무화시키고 암모니아로 분해시킬 수 있다.Specifically, further comprising a urea gas cracker installed in the exhaust pipe in front of the SCR reactor, the urea gas cracker is connected to the urea storage tank and urea supply line to supply a urea solution supplied from the urea storage tank It can be atomized and decomposed into ammonia.

구체적으로, 상기 우레아 저장탱크는, 일면이 엔진룸과 접하도록 선미격벽에 배치되며, 상기 일면에는 단열재가 부착될 수 있다.Specifically, the urea storage tank is disposed on the stern bulkhead so that one surface is in contact with the engine room, the heat insulating material may be attached to one surface.

구체적으로, 상기 우레아 저장탱크는, 적어도 일측면이 선측외판에 접하도록 배치될 수 있다.Specifically, the urea storage tank may be arranged such that at least one side thereof contacts the side shell plate.

구체적으로, 상기 우레아 저장탱크는, 상기 우레아 저장탱크의 온도를 일정 온도로 유지하기 위한 가열 및 냉각설비가 삭제될 수 있다.Specifically, the urea storage tank, the heating and cooling equipment for maintaining the temperature of the urea storage tank may be deleted.

본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 상기에 기재된 SCR 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship according to another aspect of the present invention is characterized by including the SCR system described above.

본 발명에 따른 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박은, 우레아 저장탱크를 선박의 발라스트 탱크 또는 보이드로 이용되는 애프터 피크탱크의 내부에 설치함으로써, 애프터 피크탱크의 내부 또는 외부 해수온도를 이용하여 우레아 저장탱크를 일정온도로 유지시킬 수 있어, 우레아 저장탱크에 저장된 우레아 용액을 일정온도로 유지시키기 위한 별도의 가열설비 및 냉각설비를 삭제할 수 있다.SCR system according to the present invention and a ship having the same, by installing the urea storage tank in the after peak tank used as the ballast tank or void of the vessel, by using the internal or external sea water temperature of the after peak tank urea storage tank It can be maintained at a constant temperature, it is possible to eliminate the separate heating and cooling equipment for maintaining the urea solution stored in the urea storage tank at a constant temperature.

또한, 본 발명에 따른 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박은, 우레아 저장탱크를 애프터 피크탱크에 설치함에 따라, 엔진룸에 별도의 격리구역를 마련하지 않아도 되어, 엔진룸의 공간 활용도를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 격리구역의 환기를 위한 환기설비를 삭제할 수 있다.In addition, the SCR system and the ship provided with the same according to the present invention, by installing the urea storage tank in the after peak tank, do not need to provide a separate isolation zone in the engine room, it is possible to increase the space utilization of the engine room However, ventilation equipment for ventilation in containment may be deleted.

또한, 본 발명에 따른 SCR 시스템 및 이를 구비한 선박은, 우레아 저장탱크를 애프터 피크탱크에 설치함으로써, 가열설비, 냉각설비, 환기설비 등을 삭제할 수 있어, 비용 절감 및 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, the SCR system and the ship having the same according to the present invention, by installing the urea storage tank in the after-peak tank, it is possible to eliminate the heating equipment, cooling equipment, ventilation equipment, etc., it is possible to reduce the cost and improve the economics.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 시스템을 구비한 선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 시스템의 구성도이다.1 is a side view of a ship equipped with an SCR system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an SCR system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 시스템을 구비한 선박의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 시스템의 구성도이다.1 is a side view of a ship having an SCR system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram of an SCR system according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 SCR 시스템(100)은, 디젤, 가솔린, 벙커유, LNG, LPG, 바이오 연료 등의 화석연료를 사용하는 엔진, 소각로 및 산업용 연소설비에서 배출되는 배기가스 중의 질소 산화물(NOx)을 제거하기 위한 효과적인 배기가스 처리 장치 중 하나로서, 이하에서는 선박(1)에 구비되는 경우를 예로서 설명한다.As shown in Figure 1 and 2, the SCR system 100 according to an embodiment of the present invention, the engine, incinerator and using fossil fuel, such as diesel, gasoline, bunker oil, LNG, LPG, biofuel and the like As one of the effective exhaust gas treating apparatuses for removing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas discharged from the industrial combustion equipment, the case provided in the ship 1 will be described as an example.

선박(1)은, 선미부(10)의 선체 내부에 엔진룸(20)이 마련되고, 엔진룸(20)의 내부 공간에 엔진(60)이 설치될 수 있다. 엔진(60)에서 배기되는 배기가스는, 엔진(60)의 출구에 설치되는 배기가스 리시버(61)와, 배기가스 리시버(61)에 연결되는 과급기(62)와, 과급기(62)에 연결되는 배기관(63)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기관(63)은, 엔진룸 케이싱과 연돌(30) 내부에 설치되어 배기가스를 외부로 배출할 수 있으며, 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 SCR 시스템(100)이 마련될 수 있다.The vessel 1 may be provided with an engine room 20 in the hull of the stern portion 10, and the engine 60 may be installed in an internal space of the engine room 20. The exhaust gas exhausted from the engine 60 is connected to an exhaust gas receiver 61 installed at an outlet of the engine 60, a supercharger 62 connected to the exhaust gas receiver 61, and a supercharger 62. It may be discharged to the outside through the exhaust pipe (63). The exhaust pipe 63 may be installed in the engine room casing and the stack 30 to discharge the exhaust gas to the outside, and the SCR system 100 may be provided to reduce the nitrogen oxide contained in the exhaust gas.

SCR 시스템(100)은, SCR 반응기(110), 우레아 가스분해장치(120), 우레아 저장탱크(130)를 포함한다.The SCR system 100 includes an SCR reactor 110, a urea gas cracker 120, and a urea storage tank 130.

SCR 반응기(110)는, 촉매가 내장되어 있으며, 배기관(63)에 설치될 수 있다. SCR 반응기(110)는, 엔진(60)에 대해 압축 흡기를 제공하는 과급기(62) 후단의 배기관(63)에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 SCR 반응기(110)가 과급기(62)의 후단에 설치되는 것으로 설명하지만, 과급기(62)의 전단에 설치될 수 있음은 물론이다.SCR reactor 110, the catalyst is built-in, may be installed in the exhaust pipe (63). The SCR reactor 110 may be installed in the exhaust pipe 63 at the rear end of the supercharger 62 that provides compressed intake to the engine 60. In this embodiment, the SCR reactor 110 is described as being installed at the rear end of the supercharger 62, but of course it can be installed at the front end of the supercharger 62.

이러한 SCR 반응기(110)는, 내부에 촉매가 내장되어 있어, 배기관(63)을 통해 배기가스가 촉매를 통과하는 과정에서 암모니아 입자와 반응하여 배기가스 중의 질소산화물이 환원되어 인체에 무해한 질소와 수증기로 변화시킬 수 있다.The SCR reactor 110 has a catalyst embedded therein, and reacts with ammonia particles in the course of passing the catalyst through the exhaust pipe 63 to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas so that nitrogen and water vapor, which are harmless to the human body, are reduced. Can be changed to

구체적으로, SCR 반응기(110)는, SCR 반응기(110)의 상류 측에서 후술할 우레아 저장탱크(130)로부터 공급되는 우레아 용액을 후술할 우레아 가스분해장치(120)에서 분무함에 의해, 우레아의 미세 입자가 배기가스와 섞이면서 분해되어 환원제인 암모니아를 생성하고, 생성된 암모니아와 배기가스가 SCR 반응기(110)에 내장된 촉매를 통과하면서 배기가스 중의 질소산화물의 환원반응을 촉진하여 인체에 무해한 질소와 수증기로 환원시킬 수 있다.Specifically, the SCR reactor 110, by spraying the urea solution supplied from the urea storage tank 130 to be described later on the upstream side of the SCR reactor 110 in the urea gas cracking device 120 to be described later, fine urea Particles are mixed with the exhaust gas to decompose to produce ammonia as a reducing agent, and the generated ammonia and the exhaust gas pass through a catalyst embedded in the SCR reactor 110 to promote the reduction reaction of nitrogen oxides in the exhaust gas so that the nitrogen is harmless to the human body. It can be reduced with water vapor.

우레아 가스분해장치(120)는, 우레아 분해챔버, 우레아 분사노즐 등을 포함할 수 있으며, 배기관(63)에 설치될 수 있다. 우레아 가스분해장치(120)는, 후술할 우레아 저장탱크(130)와 우레아 공급라인(131)으로 연결될 수 있으며, SCR 반응기(110) 전단의 배기관(63)에 설치될 수 있다.The urea gas decomposition device 120 may include a urea decomposition chamber, a urea injection nozzle, or the like, and may be installed in the exhaust pipe 63. The urea gas cracking device 120 may be connected to the urea storage tank 130 and urea supply line 131 which will be described later, and may be installed in the exhaust pipe 63 in front of the SCR reactor 110.

우레아 가스분해장치(120)는, 우레아 저장탱크(130)로부터 공급되는 우레아 용액을 우레아 분사노즐을 통해 우레아 분해챔버에 무화시켜 분사할 수 있으며, 분무된 우레아는 고열의 배기가스와 섞이면서 배기가스의 열에 의해 환원제로서의 암모니아로 분해될 수 있다. 일반적으로 우레아 용액은, 일정 범위의 요구 온도(예를 들어, 약 섭씨 300도 부근 또는 그 이상)의 배기가스 중에서 안정적으로 암모니아로 분해되어 배기가스와 혼합되는데, 보다 안정적인 분해를 위해 우레아 가스분해장치(120)에 버너와 같은 열원이 구비될 수 있다.The urea gas cracking apparatus 120 may atomize and spray the urea solution supplied from the urea storage tank 130 to the urea decomposition chamber through the urea injection nozzle, and the sprayed urea may be mixed with the high temperature exhaust gas and discharge the urea solution. It can be decomposed into ammonia as a reducing agent by heat. In general, urea solution is stably decomposed into ammonia and mixed with the exhaust gas in a range of required temperatures (for example, around 300 degrees Celsius or more), and the urea gas cracker is used for more stable decomposition. A heat source such as a burner may be provided at 120.

우레아 저장탱크(130)는, 엔진 배기가스의 정화시에 환원제인 암모니아를 생성하는 용도로 이용되는 우레아 용액을 SCR 반응기(110)에 안정적으로 공급하기 위해서 마련될 수 있으며, 우레아 용액을 저장할 수 있다.The urea storage tank 130 may be provided to stably supply the urea solution, which is used to generate ammonia as a reducing agent when the engine exhaust gas is purified, to the SCR reactor 110, and store the urea solution. .

우레아 저장탱크(130)는, 애프터 피크탱크(after peak tank; 40)의 내부에 설치될 수 있으며, 우레아 공급라인(131)을 통해 우레아 가스분해장치(120)와 연결되어, 우레아 가스분해장치(120)에 우레아 용액을 공급할 수 있다.The urea storage tank 130 may be installed in the after peak tank 40 and is connected to the urea gas cracker 120 through the urea supply line 131, thereby providing a urea gas cracking device ( 120) may be fed a urea solution.

일반적으로 우레아 저장탱크(130)는, 용액 형태로 저장되는 우레아의 온도를 일정 온도로 유지할 필요성이 있는데, 우레아 용액은 섭씨 0도 이하에서는 염석(salt-out) 되며 섭씨 30도 이상에서는 물과 암모니아로 가수분해되기 때문에 ISO18611에서도 우레아 저장탱크(130)의 내부 온도가 최소 섭씨 0도 그리고 최대 섭씨 30도를 유지할 것을 권고하고 있고, 또한, 선급에서 엔진룸(20) 내부에 설치할 것을 권고하고 있는데, 이에 따라 기존의 SCR 시스템에는 우레아 저장탱크를 엔진룸(20)의 일부 공간에 격리구역을 마련하고, 우레아 저장탱크의 온도를 일정 온도로 유지하기 위한 가열설비 또는/및 냉각설비를 설치하고 있다.In general, the urea storage tank 130, it is necessary to maintain the temperature of the urea stored in the form of a solution at a constant temperature, the urea solution salt-out (salt-out) below 0 degrees Celsius and water and ammonia above 30 degrees Celsius ISO18611 recommends that the internal temperature of the urea storage tank 130 be maintained at a minimum of 0 degrees Celsius and a maximum of 30 degrees Celsius in order to be hydrolyzed by the Society.In addition, the Society recommends that the tank be installed inside the engine room 20. Accordingly, in the existing SCR system, a urea storage tank is provided with an isolation zone in a part of the engine room 20, and a heating or / and cooling facility is installed to maintain the temperature of the urea storage tank at a constant temperature.

본 발명은 우레아 용액을 저장하는 우레아 저장탱크(130)를 선박(1)의 발라스트 탱크(ballast tank) 또는 보이드(void)로 이용되는 애프터 피크탱크(40)의 내부에 설치함으로써, 별도의 가열설비 및 냉각설비 없이 우레아 저장탱크(130)에 저장된 우레아 용액을 일정온도로 유지시킬 수 있도록 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 엔진룸(20)의 내부에 별도의 격리구역 및 격리구역의 환기설비를 설치하지 않아도 된다.The present invention by installing the urea storage tank 130 for storing the urea solution in the after peak tank 40 used as a ballast tank (ballast) or a void (void) of the vessel 1, a separate heating facility And not only can be implemented to maintain a urea solution stored in the urea storage tank 130 at a constant temperature without a cooling facility, and do not install a separate isolation and isolation ventilation equipment inside the engine room (20). You don't have to.

애프터 피크탱크(40)는, 선미격벽(50)에 의해 엔진룸(20)과 격리될 수 있으며, 해수로 채워져 발라스트 탱크로서의 역할을 하거나, 해수가 비워져 보이드로 이용될 수 있다. 해수온도는, 일반적으로 적도 부근에서 섭씨 27도 내지 28도 정도이고, 양극에서는 섭씨 0도 내지 2도 정도를 유지하므로, 우레아 저장탱크(130)에 저장된 우레아 용액을 적정 온도로 유지할 수 있다.The after peak tank 40 may be isolated from the engine room 20 by the stern bulkhead 50 and may be filled with seawater to serve as a ballast tank, or the seawater may be used as a void. The seawater temperature is generally about 27 degrees to 28 degrees Celsius near the equator and about 0 degrees to 2 degrees Celsius at the anode, so that the urea solution stored in the urea storage tank 130 can be maintained at an appropriate temperature.

이러한 애프터 피크탱크(40)는, 해수로 채워져 발라스트 탱크로서의 역할을 할 때는 물론 보이드 상태일 때에도 외부가 해수로 둘러싸여 있기 때문에 그 내부 온도가 해수온도와 동일 또는 유사하게 유지될 수 있어, 우레아 저장탱크(130)에 저장된 우레아 용액이 적정 온도를 유지할 수 있게 된다.Since the after peak tank 40 is filled with seawater and serves as a ballast tank, the outside temperature is surrounded by seawater even when in the void state, so that the inside temperature thereof may be maintained at the same or similar to the seawater temperature, so that the urea storage tank The urea solution stored in 130 may maintain a proper temperature.

우레아 저장탱크(130)는, 상기한 바와 같이 애프터 피크탱크(40)의 내부에 설치되되, 엔진룸(20)에 설치되는 SCR 설비, 예를 들어 우레아 가스분해장치(120)와 우레아 공급라인(131)으로 연결하는 등 배관설비를 용이하게 할 수 있도록, 일면이 엔진룸(20)과 접하도록 선미격벽(50)에 배치될 수 있다. 이때, 엔진룸(20) 내부의 온도가 최대 섭씨 45도 또는 겨울에는 섭씨 15도 정도임을 고려하여 엔진룸(20) 내부의 온도로부터 영향을 최소화할 수 있도록, 선미격벽(50)과 접하는 일면에 인슐레이션 등의 단열재를 부착하는 것이 바람직할 수 있다.The urea storage tank 130 is installed in the after peak tank 40 as described above, but is installed in the engine room 20, for example, an SCR facility, for example, urea gas cracking device 120 and urea supply line ( One side may be disposed in the stern bulkhead 50 to be in contact with the engine room 20 so as to facilitate the plumbing installation, such as by connecting to the 131. At this time, considering that the temperature inside the engine room 20 is up to 45 degrees Celsius or about 15 degrees Celsius in winter, so as to minimize the impact from the temperature inside the engine room 20, on one surface in contact with the stern bulkhead 50 It may be desirable to attach insulation such as insulation.

또한, 우레아 저장탱크(130)는, 애프터 피크탱크(40)가 보이드 상태일 때에도 해수온도를 안정적으로 이용할 수 있도록, 적어도 일측면이 선측외판에 접하도록 배치될 수 있다.In addition, the urea storage tank 130 may be arranged such that at least one side is in contact with the side shell plate so that the seawater temperature can be stably used even when the after peak tank 40 is in the void state.

이와 같이 본 실시예는, 우레아 저장탱크(130)를 선박(1)의 발라스트 탱크 또는 보이드로 이용되는 애프터 피크탱크(40)의 내부에 설치함으로써, 애프터 피크탱크(40)의 내부 또는 외부 해수온도를 이용하여 우레아 저장탱크(130)를 일정온도로 유지시킬 수 있어, 우레아 저장탱크(130)에 저장된 우레아 용액을 일정온도로 유지시키기 위한 별도의 가열설비 및 냉각설비를 삭제할 수 있다.Thus, in this embodiment, by installing the urea storage tank 130 in the after peak tank 40 used as the ballast tank or void of the vessel 1, the internal or external seawater temperature of the after peak tank 40 By using the urea storage tank 130 can be maintained at a constant temperature, separate heating and cooling equipment for maintaining the urea solution stored in the urea storage tank 130 at a constant temperature can be deleted.

또한, 본 실시예는, 우레아 저장탱크(130)를 애프터 피크탱크(40)에 설치함에 따라, 엔진룸(20)에 별도의 격리구역를 마련하지 않아도 되어, 엔진룸(20)의 공간 활용도를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 격리구역의 환기를 위한 환기설비를 삭제할 수 있다.In addition, in the present embodiment, since the urea storage tank 130 is installed in the after peak tank 40, it is not necessary to provide a separate isolation zone in the engine room 20, thereby increasing the space utilization of the engine room 20. In addition to this, ventilation systems for ventilation of containment areas can be eliminated.

또한, 본 실시예는, 우레아 저장탱크(130)를 애프터 피크탱크(40)에 설치함으로써, 가열설비, 냉각설비, 환기설비 등을 삭제할 수 있어, 비용 절감 및 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the present embodiment, by installing the urea storage tank 130 in the after peak tank 40, it is possible to eliminate the heating equipment, cooling equipment, ventilation equipment, etc., it is possible to reduce the cost and economical efficiency.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments of the present invention, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art do not depart from the essential technical details of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or modifications and applications which are not exemplified in the embodiments are possible in scope. Therefore, technical matters related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.

1: 선박 10: 선미부
20: 엔진룸 30: 연돌
40: 애프터 피크탱크 50: 선미격벽
60: 엔진 61: 배기가스 리시버
62: 과급기 63: 배기관
100: SCR 시스템 110: SCR 반응기
120: 우레아 가스분해장치 130: 우레아 저장탱크
131: 우레아 공급라인1: Vessel 10: Stern
20: engine room 30: stack
40: after peak tank 50: stern bulkhead
60: engine 61: exhaust gas receiver
62: supercharger 63: exhaust pipe
100: SCR system 110: SCR reactor
120: urea gas cracking device 130: urea storage tank
131: urea supply line

Claims (7)

촉매가 내장되며, 배기관에 설치되는 SCR 반응기; 및
SCR 반응기에 우레아 용액을 공급하는 우레아 저장탱크를 포함하고,
상기 우레아 저장탱크는,
선박의 발라스트 탱크 또는 보이드로 이용되는 애프터 피크탱크의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.SCR reactor is built in the catalyst, installed in the exhaust pipe; And
A urea storage tank for supplying urea solution to the SCR reactor,
The urea storage tank,
SCR system, characterized in that installed in the after peak tank used as ballast tank or void of a vessel. 제1항에 있어서, 상기 우레아 저장탱크는,
상기 애프터 피크탱크의 내부 또는 외부 해수온도를 이용하여 일정온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.According to claim 1, The urea storage tank,
SCR system, characterized in that it is maintained at a constant temperature using the internal or external sea water temperature of the after peak tank. 제1항에 있어서,
상기 SCR 반응기 전단의 상기 배기관에 설치되는 우레아 가스분해장치를 더 포함하며,
상기 우레아 가스분해장치는,
상기 우레아 저장탱크와 우레아 공급라인으로 연결되어 상기 우레아 저장탱크로부터 공급되는 우레아 용액을 무화시키고 암모니아로 분해시키는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a urea gas cracking device is installed in the exhaust pipe in front of the SCR reactor,
The urea gas cracking device,
SCR system characterized in that connected to the urea storage tank and urea supply line to atomize the urea solution supplied from the urea storage tank and decomposes into ammonia. 제1항에 있어서, 상기 우레아 저장탱크는,
일면이 엔진룸과 접하도록 선미격벽에 배치되며, 상기 일면에는 단열재가 부착되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.According to claim 1, The urea storage tank,
One side is disposed on the stern bulkhead so as to contact the engine room, SCR system characterized in that the insulating material is attached to one side. 제1항에 있어서, 상기 우레아 저장탱크는,
적어도 일측면이 선측외판에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.According to claim 1, The urea storage tank,
SCR system, characterized in that at least one side is arranged in contact with the side shell plate. 제1항에 있어서, 상기 우레아 저장탱크는,
상기 우레아 저장탱크의 온도를 일정 온도로 유지하기 위한 가열 및 냉각설비가 삭제되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템.According to claim 1, The urea storage tank,
SCR system, characterized in that the heating and cooling equipment for maintaining the temperature of the urea storage tank is deleted. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 SCR 시스템이 구비되는 것을 특징으로 하는 선박.Ship, characterized in that the SCR system according to any one of claims 1 to 6.
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CN114718704A (en) * 2022-04-18 2022-07-08 江苏省镇江船厂（集团）有限公司 SCR denitration system of full-rotation tugboat

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113914978A (en) * 2021-10-09 2022-01-11 南通中远海运川崎船舶工程有限公司 Urea water storage cabin capable of automatically adjusting temperature and resisting corrosion and use method thereof
CN114718704A (en) * 2022-04-18 2022-07-08 江苏省镇江船厂（集团）有限公司 SCR denitration system of full-rotation tugboat
CN114718704B (en) * 2022-04-18 2023-11-14 江苏省镇江船厂（集团）有限公司 SCR denitration system of full-rotation tugboat

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