KR20210071604A - 배기가스 처리 시스템 - Google Patents

배기가스 처리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210071604A
KR20210071604A KR1020190161957A KR20190161957A KR20210071604A KR 20210071604 A KR20210071604 A KR 20210071604A KR 1020190161957 A KR1020190161957 A KR 1020190161957A KR 20190161957 A KR20190161957 A KR 20190161957A KR 20210071604 A KR20210071604 A KR 20210071604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust pipe
gas
unit
exhaust
Prior art date
Application number
KR1020190161957A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102538614B1 (ko
Inventor
류용희
박성종
이대희
Original Assignee
삼성중공업 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 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020190161957A priority Critical patent/KR102538614B1/ko
Publication of KR20210071604A publication Critical patent/KR20210071604A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102538614B1 publication Critical patent/KR102538614B1/ko

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]
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • 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
    • F01N3/24—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 constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2821—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • 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
    • F01N2240/20—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 a flow director or deflector
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 배기가스 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템은, 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관과, 배기관 상에 설치되어 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 회전날개부와, 회전날개부 후단에 배기관의 내측 중앙에 설치되어 배기가스의 진행을 막아 배기가스를 배기관의 내측벽으로 유도하는 가스유도부와, 가스유도부에 설치되어 가스유도부를 지나온 배기가스에 암모니아를 분사하는 노즐부, 및 가스유도부 외측에 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함할 수 있다.

Description

배기가스 처리 시스템{Exhaust gas treatment system}
본 발명은 배기가스 처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기가스 처리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 유해물질을 포함하고 있다. 이러한 유해물질은 대기를 오염시키는 주요 원인이 되므로, 배기가스로부터 제거할 필요가 있다. 황산화물의 경우, 통상, 습식 스크러버(wet scrubber)를 이용하여 제거하며, 질소산화물의 경우, 통상, 선택적 촉매 환원 시스템(SCR; Selective Catalytic Reduction)을 이용하여 제거한다. 선택적 촉매 환원 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스에 요소수를 분사한 후 선택적촉매환원반응기를 통과하도록 하여, 요소수가 열분해되어 생성된 암모니아와 질소산화물을 반응시켜 물과 질소로 변환시킨다.
한편, 연료의 불완전 연소에 따른 발화원이 되는 수트(soot)도 함께 선택적촉매환원반응기로 유입되는데, 발화원이 되는 수트는 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해한다. 따라서, 종래에는 선택적촉매환원반응기에 수트 블로워(soot blower)를 설치하여 촉매에 접착된 발화원이 되는 수트를 분리하였으나, 별도의 수트 블로워를 설치함에 따라 구조적으로 복잡해지고 제작 및 설치 비용이 증가하는 문제점이 있다.
이에, 간단한 구조로 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트를 분리하여 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 제10-1758217호 (2017. 07. 10.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트(soot)를 효과적으로 분리하여 선택적촉매환원반응기에서의 질소산화물 제거 효과를 향상시킬 수 있는 배기가스 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템은, 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관; 상기 배기관 상에 설치되어 상기 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 회전날개부; 상기 회전날개부 후단에 상기 배기관의 내측 중앙에 설치되어 상기 배기가스의 진행을 막아 상기 배기가스를 상기 배기관의 내측벽으로 유도하는 가스유도부; 상기 가스유도부에 설치되어 상기 가스유도부를 지나온 상기 배기가스에 암모니아를 분사하는 노즐부; 및 상기 가스유도부 외측에 상기 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 상기 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함한다.
상기 가스유도부는 상기 회전날개부를 향하는 면이 콘 형상으로 형성될 수 있다.
상기 노즐부는 상기 배기가스의 배출방향을 향하여 상기 암모니아를 분사할 수 있다.
상기 회전날개는 나선형으로 비틀린 판 형상으로 형성되며, 복수 개가 상기 배기관의 내측벽에 각각 부착되어 상기 배기관의 중앙부로 연장되고, 상기 가스유도부는 상기 배기관의 내측벽으로부터 연장된 상기 회전날개와 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
상기 수트포집부는 상기 포집공간이 상기 배출구보다 크게 형성되어 상기 회전날개부 외측에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기 전단에서 분리되어 수트포집부에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 회전날개부에 의해 회전되면서 진행하는 배기가스가 가스유도부에 막혀 배기관의 내측벽으로 진행하는 흐름으로 유도되고, 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 원심력에 의해 배기가스로부터 분리되어 배기관 측으로 유동하게 된다. 수트포집부는 배기관의 일부가 개구되어 형성된 배출구의 외측에 포집공간이 형성되므로, 배기관 측으로 유동한 발화원이 되는 수트는 포집공간에 용이하게 포집될 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 종 방향 단면도이다.
도 3은 회전날개부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3의 회전날개부의 회전날개의 형상을 도시한 도면이다.
도 5의 도 2의 가스유도부가 암모니아 공급관에 의해 배기관에서 지지된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6는 도 4의 가스유도부를 지지하는 암모니아 공급관의 일례의 배치형상을 도시한 상면도이다.
도 7은 배기가스 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 시스템으로, 예를 들어, 선박 등에 적용될 수 있다.
배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR) 전단에서 분리되어 수트포집부(50)에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 배기가스 처리 시스템(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 A 부분의 종 방향 단면도이고, 도 3은 회전날개부를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3의 회전날개부의 회전날개의 형상을 도시한 도면, 도 5의 도 2의 가스유도부가 암모니아 공급관에 의해 배기관에서 지지된 상태를 도시한 단면도이고, 도 6는 도 4의 가스유도부를 지지하는 암모니아 공급관의 일례의 배치형상을 도시한 상면도이다.
본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은 배기관(10), 회전날개부(20), 가스유도부(30), 노즐부(40) 및 수트포집부(50)를 포함한다.
배기관(10)은 연소기관(E)에서 발생한 발화원이 되는 수트(soot)를 포함하는 배기가스를 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급하는 관으로, 일단이 연소기관(E)에 연결되고 타단이 선택적촉매환원반응기(SCR)에 연결된다. 연소기관(E)은 통상 화석연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키므로, 화석연료의 연소에 따른 배기가스를 생성한다. 연소기관(E)에서 생성된 배기가스는 다량의 질소산화물을 포함하고 있으므로, 선택적촉매환원반응기(SCR)를 통과시켜 질소산화물을 제거할 필요가 있다. 또한, 연소기관(E)에서 생성된 배기가스는 화석연료의 불완전 연소에 의해 다량의 발화원이 되는 수트도 포함하고 있으므로, 이를 제거할 필요가 있다. 배기관(10)은 양단이 각각 연소기관(E)과 선택적촉매환원반응기(SCR)에 연결되어 연소기관(E)에서 발생한 질소산화물과 발화원이 되는 수트를 포함하는 배기가스를 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급한다. 선택적촉매환원반응기(SCR)는 공지된 기술이므로, 자세한 설명은 생략한다. 배기관(10) 상에는 회전날개부(20)가 설치된다.
회전날개부(20)는 배기관(10)을 유동하는 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 것으로, 배기관(10) 상에 적어도 하나가 고정 설치된다. 회전날개부(20)가 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시킨다. 회전날개부(20)의 형상은 한정될 것은 아니나, 회전날개부(20)의 회전날개는 나선형으로 비틀린 판 형상으로 형성되어 회전날개에 의해 배기가스의 회전력을 증가시킬 수 있으며, 복수 개가 배기관의 내측벽에 각각 부착되어 배기관의 중앙부로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 회전날개부(20)는 배기관(10)에 고정된 원통형의 몸체(21)와, 몸체(21)의 내측에 방사형으로 배열되며 배기관(10)의 원주 방향을 따라 굴절된 다수 개의 블레이드(22)로 이루어질 수 있다. 여기서, 다수의 블레이드(22) 각각은 도 4와 같이 비틀린 형상으로 몸체(21)에 배치하여 통과되는 배기가스의 회전력을 증가시킬 수 있다.
회전날개부(20) 후단의 배기관(10)의 내측 중앙에는 가스유도부(30)가 설치되고 배기가스의 진행을 막아 배기가스를 배기관의 내측벽으로 유도한다. 이때, 배기가스에 함유된 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동하여 후술할 수트포집부(50)에 포집될 수 있다. 즉, 회전날개부(20) 및 가스유도부(30)에 의해 발화원이 되는 수트가 수트포집부(50)에포집됨으로써 노즐부(40) 후단으로 이동하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되지 않아 후술할 노즐부(40)에서 분사된 암모니아와 질소산화물의 반응이 증대될 수 있다.
가스유도부(30)는 배기가스의 진행방향과 반대방향인 회전날개부(20)를 향하는 면이 콘(Cone) 형상으로 형성될 수 있으며, 회전날개부(20)에 의해 회전되는 배기가스는 콘 형상의 가스유도부(30)에 막혀 배기관(10)의 내측벽으로 진행하는 흐름으로 유도되고, 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 원심력에 의해 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동하여 후술할 수트포집부(50)에 포집될 수 있다. 여기서, 일부의 발화원이 되는 수트는 콘 형상의 가스유도부(30)와 충돌되어 수트포집부(50)에 저장된다. 가스유도부(30)는 배기관(10)의 내측벽으로부터 연장된 회전날개부(20)의 회전날개와 적어도 일부가 중첩되도록 하여 회전날개부(20)에 의해 배기가스가 회전되어 원심력에 의해 발화원이 되는 수트가 수트포집부(50)에 포집되거나 배기가스가 가스유도부(30)에 의해 배기관(10) 내측벽으로 유도되어 발화원이 되는 수트가 수트포집부(50)에 포집되도록 하여 발화원이 되는 수트의 포집률을 증가시킬 수 있다.
노즐부(40)는 배기가스의 진행방향인 회전날개부(20)를 향하는 가스유도부(30)의 반대면에 형성되고 배기가스의 배출방향을 향하여 암모니아를 분사하도록 가스유도부(30)에 설치되어 가스유도부(30)를 지나온 배기가스에 암모니아를 분사하여 발화원이 되는 수트를 하류로 전진하지 못하게 한다. 또한, 회전날개부(20)를 통과한 배기가스를 향하여 노즐부(40)에서 암모니아를 분사하여 암모니아와 배기가스에 함유된 질소산화물의 반응이 증대됨에 따라 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다. 여기서, 노즐부(40)가 암모니아를 분사하는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 저장탱크로부터 요소수를 공급받아 배기가스에 분사할 수도 있다. 노즐부(40)가 요소수를 분사하는 경우, 요소수가 고온의 배기가스와 접촉하며 열분해되어 암모니아를 생성할 수 있다.
수트포집부(50)는 배기가스로부터 분리된 발화원이 되는 수트가 포집되는 곳으로, 가스유도부(30)의 측방향에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성된다. 수트포집부(50)는 배기관(10)의 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구(10a)가 형성되고, 배출구(10a)의 외측에 포집공간(40a)이 형성되어 발화원이 되는 수트가 포집될 수 있다. 수트포집부(50)의 배출구(10a)는 가스유도부(30)에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 회전날개부(20)에서 배기관(10)을 유동하는 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키고, 회전날개부(20)에 의해 회전되면서 진행하는 배기가스가 가스유도부(30)에 막혀 배기관(10)의 내측벽으로 진행하는 흐름으로 유도되고, 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 원심력에 의해 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동하게 된다. 수트포집부(50)는 배기관(10)의 일부가 개구되어 형성된 배출구(10a)의 외측에 포집공간(40a)이 형성되므로, 배기관(10) 측으로 유동한 발화원이 되는 수트는 포집공간(40a)에 용이하게 포집될 수 있다. 여기서, 수트포집부(50)의 배출구(10a)는 가스유도부(30)에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성될 수 있다. 배출구(10a)가 가스유도부(30)에 대향되어 형성됨으로써, 회전날개부(20)를 통과하지 못한 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)를 통해 수트포집부(50)에 포집될 수 있다. 또한, 수트포집부(50)는 포집공간(40a)이 배출구(10a)보다 크게 형성되어 회전날개부(20) 외측에 배치되고 배기관(10)의 외측에서 회전날개부(20)를 향하여 연장될 수 있다. 포집공간(40a)이 배출구(10a)보다 크게 형성되어 배기관(10)의 외측에서 회전날개부(20)를 향하여 연장됨으로써, 배출구(10a)를 통해 포집공간(40a)에 포집된 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)로 다시 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가스유도부(30)가 배기관(10) 내에서 지지되기 위한 구조는 다양하게 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 노즐부(40)로 암모니아 를 공급하는 암모니아 공급관(70)을 이용하여 가스유도부(30)를 지지할 수 있는 지지구조를 구현할 수 있다. 암모니아 공급관(70)은 배기관(10) 외측으로 연장되어 암모니아 저장탱크와 연결되어 노즐부(40)로 암모니아를 공급한다. 여기서, 배기관(10)에서 가스유도부(30)를 지지할 수 있는 지지구조의 전부 또는 일부를 암모니아 공급관(70)으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 암모니아 공급관(70)을 가이드형 링구조(71) 및 링구조(71)에 연결되어 가스유도부(30)를 지지하기 위한 십자형 구조(72)로 구현할 수 있고, 십자형 구조(72)의 암모니아 공급관의 교차점에서 노즐관(40)으로 암모니아를 공급할 수 있도록 구성할 수 있다. 여기서, 암모니아가 공급되지 않는 더비(dummy) 공급관도 포함될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 배기가스 처리 시스템(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 배기가스 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR) 전단에서 분리되어 수트포집부(50)에 포집되므로, 발화원이 되는 수트가 선택적촉매환원반응기(SCR)의 촉매에 접착되어 암모니아와 질소산화물의 반응을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
배기관(10)을 통해 연소기관(E)에서 발생한 질소산화물과 발화원이 되는 수트를 포함하는 배기가스는 선택적촉매환원반응기(SCR)으로 진행된다. 선택적촉매환원반응기(SCR)의 전단의 배기관(10)에 위치된 회전날개부(20)에서 유동하는 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키고, 회전날개부(20)에 의해 회전되면서 진행하는 배기가스가 가스유도부(30)에 막혀 배기관(10)의 내측벽으로 진행하는 흐름으로 유도되고, 상대적으로 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 원심력에 의해 배기가스로부터 분리되어 배기관(10) 측으로 유동시켜, 무겁고 입자가 큰 발화원이 되는 수트가 배기가스로부터 분리되어 배기관(10)에 형성된 배출구(10a)를 통해 수트포집부(50)의 포집공간(40a)에 포집된다. 수트포집부(50)의 배출구(10a)가 가스유도부(30)의 측방향에 대향되는 배기관(10) 영역에 형성되므로, 가스유도부(30)에서 유도된 배기가스에 포함된 발화원이 되는 수트가 배출구(10a)를 통해 수트포집부(50)에 포집될 수 있다.
발화원이 되는 수트가 제거되고 질소산화물만 포함하는 배기가스는 가스유도부(30)와 수트포집부(50) 또는 배기관(10) 측 사이를 통과하고, 노즐부(40)에서 분사되는 암모니아와 혼합되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급된다. 발화원이 되는 수트가 노즐부(40) 전단에서 포집공간(40a)에 포집되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되지 않음으로써, 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 암모니아와 질소산화물의 반응이 증대되어 배기가스에 포함된 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있다.
1: 배기가스 처리 시스템
10: 배기관 10a: 배출구
20: 회전날개부 30: 가스유도부
40: 노즐부 40: 수트포집부
40a: 포집공간 70: 암모니아 공급관
E: 연소기관 SCR: 선택적촉매환원반응기

Claims (5)

  1. 연소기관에서 발생한 수트(soot)가 포함된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하는 배기관;
    상기 배기관 상에 설치되어 상기 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 회전날개부;
    상기 회전날개부 후단에 상기 배기관의 내측 중앙에 설치되어 상기 배기가스의 진행을 막아 상기 배기가스를 상기 배기관의 내측벽으로 유도하는 가스유도부;
    상기 가스유도부에 설치되어 상기 가스유도부를 지나온 상기 배기가스에 암모니아를 분사하는 노즐부; 및
    상기 가스유도부 외측에 상기 배기관 중 적어도 일부가 개구되어 형성된 배출구가 형성되고, 상기 배출구 외측에 포집공간이 형성되어 상기 배기가스에 포함된 수트가 포집되는 수트포집부를 포함하는 배기가스 처리 장치..
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스유도부는 상기 회전날개부를 향하는 면이 콘 형상으로 형성된 배기가스 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부는 상기 배기가스의 배출방향을 향하여 상기 암모니아를 분사하는 배기가스 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전날개는 나선형으로 비틀린 판 형상으로 형성되며, 복수 개가 상기 배기관의 내측벽에 각각 부착되어 상기 배기관의 중앙부로 연장되고,
    상기 가스유도부는 상기 배기관의 내측벽으로부터 연장된 상기 회전날개와 적어도 일부가 중첩되는 배기가스 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수트포집부는 상기 포집공간이 상기 배출구보다 크게 형성되어 상기 회전날개부 외측에 배치되는 배기가스 처리 장치.
KR1020190161957A 2019-12-06 2019-12-06 배기가스 처리 시스템 KR102538614B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190161957A KR102538614B1 (ko) 2019-12-06 2019-12-06 배기가스 처리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190161957A KR102538614B1 (ko) 2019-12-06 2019-12-06 배기가스 처리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210071604A true KR20210071604A (ko) 2021-06-16
KR102538614B1 KR102538614B1 (ko) 2023-05-31

Family

ID=76603113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190161957A KR102538614B1 (ko) 2019-12-06 2019-12-06 배기가스 처리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102538614B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187132A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置
JP2008127998A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
KR101758217B1 (ko) 2016-05-18 2017-07-14 세종공업 주식회사 액적방지 기능을 구비하는 환원제 믹싱장치
KR101814979B1 (ko) * 2016-08-08 2018-01-04 주식회사 애니텍 원형 루버를 구비한 입자상 물질 제거용 배기가스 전처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187132A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置
JP2008127998A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 内燃機関の排気浄化装置
KR101758217B1 (ko) 2016-05-18 2017-07-14 세종공업 주식회사 액적방지 기능을 구비하는 환원제 믹싱장치
KR101814979B1 (ko) * 2016-08-08 2018-01-04 주식회사 애니텍 원형 루버를 구비한 입자상 물질 제거용 배기가스 전처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102538614B1 (ko) 2023-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2716349B1 (en) Spray drying apparatus for filtrate from desulfurization waste water, and exhaust gas treatment system
EP2628913A1 (en) Maritime exhaust gas denitration device
JP4096068B2 (ja) 排ガス用乾式同時脱硫脱硝装置
KR101630074B1 (ko) 선박용 배기가스 탈황장치
KR101608720B1 (ko) 배기가스 정화장치
KR20130135343A (ko) 배기 가스 혼합 방법과 혼합 구역을 갖는 컴팩트한 배기 가스 처리 유닛
KR20160049782A (ko) 선박용 스크러버
CN107737527A (zh) 船舶废气除尘脱硝一体化系统
JP2000000436A (ja) 窒素酸化物を低減させるための設備における装置
KR102220487B1 (ko) 배기가스 처리 시스템
KR102517141B1 (ko) 배기가스 처리 시스템
KR101058909B1 (ko) 일체형 여과 모듈 및 이를 포함하는 집진 장치
KR102150213B1 (ko) 촉매 일체형 집진기
KR102150227B1 (ko) 암모니아 분사장치를 삽입한 촉매 일체형 집진기
KR102538614B1 (ko) 배기가스 처리 시스템
KR101924167B1 (ko) 배기 오염물질 저감장치
KR102098232B1 (ko) 배기가스 처리용 스크러버 및 이를 갖는 통합형 배기처리장치
JP2009091976A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR102548397B1 (ko) 배기 오염물질 저감 구조를 갖는 동력 발생 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102538626B1 (ko) 배기가스 처리장치
KR100833126B1 (ko) 선택적 촉매 환원법을 통한 질소산화물의 처리 시스템
KR102517134B1 (ko) 배기가스 처리 시스템
KR102153836B1 (ko) 펠렛 촉매 이용 시 탈질 효율을 높이는 탈질 장치
KR102605024B1 (ko) 오염물질 제거 기능을 갖는 소음기
KR20230065063A (ko) 배기가스 처리장치

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