KR20210075323A - Selective catalytic reduction system - Google Patents

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KR20210075323A
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윤주혁
황진우
김태훈
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에이치에스디엔진 주식회사
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Abstract

The present invention provides a selective catalytic reduction system that can effectively check whether a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas is installed. According to an embodiment of the present invention, a selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas comprises: an exhaust passage through which the exhaust gas moves; a reactor installed on the exhaust passage; a first temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor; a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas discharged from the reactor; and a control device for determining whether a catalyst for reducing nitrogen oxides is installed in the reactor by comparing the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor.

Description

선택적 촉매 환원 시스템{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}Selective Catalytic Reduction System {SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}

본 발명은 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 유무를 확인할 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a selective catalytic reduction system, and more particularly, to a selective catalytic reduction system capable of confirming the presence or absence of a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

산업화가 급속하게 진전됨에 따라 석유나 석탄과 같은 각종 화석 연료의 사용량이 증가하게 되었다. 이로 인하여 화석 연료의 연소 과정에서 배출되는 각종 유해 가스가 심각한 대기 오염을 야기하고 있다. 대표적인 예로서 스모그(Smog) 현상이나 산성비 등을 들 수 있다.As industrialization progresses rapidly, the use of various fossil fuels such as petroleum and coal has increased. As a result, various harmful gases emitted during the combustion of fossil fuels cause serious air pollution. Typical examples include smog and acid rain.

대기 오염의 주범으로는 차량 및 선박의 엔진 또는 화력 발전소나 공장 등으로부터 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)이나 질소산화물(NOx)이 있다.The main culprits of air pollution include sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) in exhaust gases emitted from engines of vehicles and ships, thermal power plants, factories, and the like.

근래에는 환경 보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 이러한 황산화물과 질소산화물에 대한 배출규제가 도입되고 있다. 특히, 질소산화물을 저감시키기 위한 대표적인 설비로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템이 있다. 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.In recent years, with the increasing awareness of environmental conservation, emission regulations for these sulfur oxides and nitrogen oxides have been introduced. In particular, there is a selective catalytic reduction (SCR) system as a representative facility for reducing nitrogen oxides. The selective catalytic reduction system reacts nitrogen oxides and reducing agents contained in the exhaust gas while passing the exhaust gas and the reducing agent together through a reactor in which the catalyst is installed to reduce the nitrogen and water vapor.

이러한 선택적 촉매 환원 시스템이 선박에 사용될 경우, 선박용 디젤 엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)의 배출량이 국제 해사 기구(International Maritime Organization)에서 규정한 엔진 국제 대기 오염 방지 3차 규제(IMO Tier-III)를 만족시킬 수 있어야 하므로, 저비용 고효율의 탈질 설비와 함께 효과적인 운용 방법이 요구되고 있다. 즉, 선박의 현재 운항 지역에 따라 적용되는 환경 규제 기준이 다르므로, 선박의 운항 시 선택적 촉매 환원 시스템이 항상 가동되는 것은 아니다.When such a selective catalytic reduction system is used in ships, the emission of nitrogen oxides (NOx) emitted from marine diesel engines is regulated by the International Maritime Organization (IMO Tier-III) for engine international air pollution prevention tertiary regulation (IMO Tier-III) Therefore, an effective operation method along with a low-cost and high-efficiency denitrification facility is required. That is, since the environmental regulatory standards applied according to the current operating area of the vessel are different, the selective catalytic reduction system is not always operated during the operation of the vessel.

또한, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 반응기의 내부에 설치되는 촉매는 재생 또는 교체를 위해 반응기에서 탈거(脫去)되거나 장시간 사용되지 않을 때에는 반응기의 외부에서 보관될 수 있다.In addition, the catalyst installed inside the reactor to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas may be removed from the reactor for regeneration or replacement or stored outside the reactor when not used for a long time. .

그런데, 반응기의 내부에 촉매가 정상적으로 설치되었는지 여부는 반응기의 외관을 보고서는 확인할 수 없으므로, 선택적 촉매 환원 시스템을 장시간 정지시켰다가 재가동할 경우, 선택적 촉매 환원 시스템의 가동을 위해 반응기의 내부에 촉매가 정상적으로 설치되었는지 확인이 필요하다. 하지만, 촉매의 설치 유무를 확인하기 위해서는 사용자가 직접 반응기의 내부를 확인하는 방법 밖에 없어 선택적 촉매 환원 시스템의 운용이 번거로워지는 문제점이 있다.However, whether the catalyst is normally installed inside the reactor cannot be confirmed by looking at the exterior of the reactor. Therefore, when the selective catalytic reduction system is stopped for a long time and then restarted, the catalyst is installed inside the reactor for operation of the selective catalytic reduction system. It is necessary to check whether it is installed properly. However, there is a problem in that the operation of the selective catalytic reduction system becomes cumbersome because there is only a method for the user to directly check the inside of the reactor in order to check whether the catalyst is installed.

본 발명의 실시예는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 여부를 효과적으로 확인할 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a selective catalytic reduction system that can effectively check whether a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas is installed.

본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 이동하는 배기 유로와, 상기 배기 유로 상에 설치된 반응기와, 상기 반응기에 유입되는 배기가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와, 상기 반응기에서 배출되는 배기가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서, 그리고 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도를 대비하여 상기 반응기의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 유무를 판단하는 제어 장치를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas includes an exhaust passage through which exhaust gas moves, a reactor installed on the exhaust passage, and exhaust gas flowing into the reactor. A first temperature sensor for measuring the temperature, a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas discharged from the reactor, and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor and the exhaust gas measured by the second temperature sensor and a control device for determining whether or not a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) is installed in the reactor in preparation for the temperature of the gas.

상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로에 환원제를 분사하는 환원제 분사부와, 상기 환원제 분사부에 환원제를 공급하는 환원제 공급부, 그리고 상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제의 유량을 측정하는 유량 측정부를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system includes a reducing agent injection unit for injecting a reducing agent to the exhaust passage in front of the reactor, a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent to the reducing agent injection unit, and a reducing agent supplied to the reducing agent injection unit by the reducing agent supply unit It may further include a flow rate measuring unit for measuring the flow rate.

상기 제어 장치는 상기 환원제 분사부가 환원제를 분사한 후 상기 반응기의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 유무를 판단할 수 있다.The control device may determine whether a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) is installed in the reactor after the reducing agent injection unit injects the reducing agent.

또한, 상기 제어 장치는 상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내일때, 상기 촉매의 설치 유무를 판단할 수 있다.In addition, the control device may determine whether the catalyst is installed when the variation range of the reducing agent supply amount supplied to the reducing agent injection unit by the reducing agent supply unit is within a preset reducing agent supply amount variation range.

상기 배기 유로는 엔진에서 배출된 배기가스를 이동시키며, 상기 제어 장치는 상기 엔진의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내이고, 상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내일때, 상기 촉매의 설치 유무를 판단할 수 있다.The exhaust passage moves the exhaust gas discharged from the engine, the control device has a load variation range of the engine within a preset load variation range, and the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit to the reducing agent injection unit has a preset variation range When the supply amount is within the fluctuation range, it is possible to determine whether the catalyst is installed or not.

상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도가 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도보다 높고, 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 이상이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 설치된 것으로 판단할 수 있다.In the control device, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor is higher than the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor, and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first temperature sensor If the difference between the temperatures of the exhaust gas measured by is equal to or greater than the preset catalyst installation determination reference temperature, it may be determined that the catalyst is installed in the reactor.

상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이지만 상기 촉매 설치 판단 기준 온도보다 낮게 설정된 촉매 설치 판단 보류 온도 이상이면, 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단할 수 있다.The control device is configured such that a difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor is less than a preset catalyst installation determination reference temperature, but is set lower than the catalyst installation determination reference temperature If the catalyst installation determination hold temperature is higher, it may be determined again whether or not the catalyst is installed based on the exhaust gas temperature re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor.

상기 제어 장치는 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단한 결과 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 기준 온도 이상이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 설치된 것으로 판단할 수 있다.The control device determines whether or not the catalyst is installed again with the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. As a result, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first temperature When the difference between the temperatures of the exhaust gas measured by the sensor is equal to or greater than the catalyst installation determination reference temperature, it may be determined that the catalyst is installed in the reactor.

상기 제어 장치는 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단하여도 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단할 수 있다.The control device determines whether the catalyst is installed again with the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first When the difference between the temperatures of the exhaust gas measured by the temperature sensor is less than the catalyst installation determination reference temperature, it may be determined that the catalyst is not installed in the reactor.

상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 보류 온도보다도 낮으면, 상기 반응기에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단할 수 있다.If the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor is lower than the catalyst installation determination hold temperature, the control device is configured to determine whether the catalyst is not installed in the reactor. can be judged as

상기 제어 장치가 상기 반응기 내부에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하면 경고 신호를 발생시킬 수 있다.When the control device determines that the catalyst is not installed in the reactor, a warning signal may be generated.

또한, 상기 제어 장치가 상기 반응기 내부에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하면 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 중단될 수 있다.In addition, when the control device determines that the catalyst is not installed in the reactor, the operation of the selective catalytic reduction system may be stopped.

본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 여부를 효과적으로 확인할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system can effectively determine whether a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas is installed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram showing a selective catalytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing the operation process of the selective catalytic reduction system of Figure 1.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. In addition, the same reference numerals are used to indicate like features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiment of the present invention specifically represents an ideal embodiment of the present invention. As a result, various modifications of the diagram are expected. Therefore, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)을 설명한다.Hereinafter, a selective catalytic reduction (SCR) system 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)은 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)를 저감시키는데 사용된다.A selective catalytic reduction (SCR) system 101 according to an embodiment of the present invention is used to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas discharged from an engine.

일례로, 엔진은 선박용 2행정 저속 디젤 엔진일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 엔진은 4행 중속 디젤 엔진일 수도 있다. 또한, 복수의 엔진이 사용될 수도 있으며, 이 경우 2행정 저속 디젤 엔진과 4행 중속 디젤 엔진이 혼용될 수 있다. 이때, 2행정 저속 디젤 엔진은 선박에 추진력을 제공하는 주동력원으로 사용될 수 있으며, 4행 중속 디젤 엔진은 발전용 또는 보조 동력원으로 사용될 수 있다.As an example, the engine may be a two-stroke low-speed diesel engine for marine use. However, an embodiment of the present invention is not limited to the above, and the engine may be a 4-line medium-speed diesel engine. In addition, a plurality of engines may be used, and in this case, a 2-stroke low-speed diesel engine and a 4-line medium-speed diesel engine may be mixed. In this case, the 2-stroke low-speed diesel engine may be used as a main power source for providing propulsion to the ship, and the 4-stroke medium-speed diesel engine may be used for power generation or as an auxiliary power source.

또한, 엔진이 반드시 선박용에 한정되는 것은 아니며 차량용 엔진일 수도 있다. 그 밖에 플랜트에서 사용되는 엔진도 포함하여 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이 사용될 수 있다.In addition, the engine is not necessarily limited to a ship, and may be an engine for a vehicle. In addition, various types of engines known to those of ordinary skill in the art may be used, including engines used in plants.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기 유로(610), 반응기(300), 제1 온도 센서(710), 제2 온도 센서(720), 및 제어 장치(700)를 포함한다.1, the selective catalytic reduction system 101 according to an embodiment of the present invention is an exhaust flow path 610, a reactor 300, a first temperature sensor 710, a second temperature sensor 720 , and a control device 700 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 환원제 분사부(510), 환원제 공급부(550), 및 유량 측정부(540)를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system 101 according to an embodiment of the present invention may further include a reducing agent injection unit 510 , a reducing agent supply unit 550 , and a flow rate measurement unit 540 .

배기 유로(610)는 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 그리고 배기 유로(610)를 따라 이동하는 배기가스는 후술할 반응기(300)를 거쳐 외부로 배출된다. 일례로, 배기 유로(610)는 엔진(100)의 배기구와 연결되어 엔진(100)에서 배출된 배기가스를 배출시킬 수 있다.The exhaust flow path 610 moves the exhaust gas containing nitrogen oxide (NOx). And the exhaust gas moving along the exhaust flow path 610 is discharged to the outside through the reactor 300 to be described later. For example, the exhaust flow path 610 may be connected to the exhaust port of the engine 100 to discharge the exhaust gas discharged from the engine 100 .

반응기(300)는 배기 유로(610) 상에 설치된다. 즉, 반응기(300)는 배기 유로(610)를 통해 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 전달받는다. 그리고 반응기(300)의 내부에는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)가 설치된다. 촉매(350)는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원제의 반응을 촉진시켜 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리한다.The reactor 300 is installed on the exhaust passage 610 . That is, the reactor 300 receives the exhaust gas containing nitrogen oxide (NOx) through the exhaust passage 610 . And a catalyst 350 for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas is installed inside the reactor 300 . The catalyst 350 promotes a reaction between nitrogen oxides (NOx) and a reducing agent contained in exhaust gas to reduce nitrogen oxides (NOx) into nitrogen and water vapor.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 반응기(300)의 내부에 설치되는 촉매(350)는 배기가스의 이동 방향을 기준으로 다층 구조로 배치될 수도 있다. 즉, 촉매(350)가 복수의 촉매 모듈 형태로 마련될 수 있으며, 복수의 촉매 모듈은 배기가스의 이동 방향을 따라 배치될 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the catalyst 350 installed inside the reactor 300 may be arranged in a multi-layer structure based on the movement direction of the exhaust gas. That is, the catalyst 350 may be provided in the form of a plurality of catalyst modules, and the plurality of catalyst modules may be disposed along the movement direction of the exhaust gas.

촉매(350)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 일례로, 촉매(350)는 섭씨 200도 내지 섭씨 500도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매(350)가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매(350)가 활성 온도 범위 밖에서 반응하면, 촉매(350)가 피독되면서 효율이 저하된다. 예를 들어, 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도에서 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 환원 반응이 일어나면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 암모니아(NH3)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다. 구체적으로, 촉매(351)를 피독시키는 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매(350)의 활성을 저하시킨다. 촉매 피독 물질은 상대적으로 높은 온도, 즉 섭씨 350도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도에서 분해되므로, 반응기(300) 내의 촉매(350)를 승온시켜 피독된 촉매(350)를 재생할 수 있다.The catalyst 350 may be made of various materials known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum. For example, the catalyst 350 may have an activation temperature within the range of 200 degrees Celsius to 500 degrees Celsius. Here, the activation temperature refers to a temperature at which the catalyst 350 can stably reduce nitrogen oxides without being poisoned. If the catalyst 350 reacts outside the active temperature range, the catalyst 350 is poisoned and the efficiency is lowered. For example, when a reduction reaction to reduce nitrogen oxides contained in exhaust gas occurs at a relatively low temperature of 150 degrees Celsius or more and less than 250 degrees Celsius, sulfur oxides (SOx) and ammonia (NH 3 ) in the exhaust gas react Thus, a catalyst poisoning substance is produced. Specifically, the poisoning material that poisons the catalyst 351 may include at least one of ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) and ammonium bisulfate (NH 4 HSO 4 ). This catalyst poisoning material is adsorbed to the catalyst to reduce the activity of the catalyst 350 . Since the catalyst poisoning material is decomposed at a relatively high temperature, that is, at a temperature within the range of 350 degrees Celsius to 450 degrees Celsius, the catalyst 350 in the reactor 300 may be heated to regenerate the poisoned catalyst 350 .

또한, 촉매(350)에서 질소산화물과 직접 반응하는 환원제로는 암모니아(NH3)가 사용되는데, 이는 환원제 전구체인 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액의 형태로 보급될 수 있다. 암모니아 자체가 오염 물질로 보관과 운반이 용이하지 않기 때문에 안정적인 우레아 수용액을 사용하는 것이 보편적이다. 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액은 가수분해 또는 열분해되어 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)을 생성한다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해한다. 즉, 우레아를 분해시켜 질소산화물과 반응하는 환원제인 암모니아를 생성하게 된다. In addition, ammonia (NH 3 ) is used as a reducing agent directly reacting with nitrogen oxides in the catalyst 350, which is a reducing agent precursor urea (urea, CO (NH 2 ) 2 ) It may be supplied in the form of an aqueous solution. Since ammonia itself is a contaminant, it is not easy to store and transport, so it is common to use a stable aqueous urea solution. Urea (urea, CO(NH 2 ) 2 ) aqueous solution is hydrolyzed or pyrolyzed to produce ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO). And isocyanic acid (HNCO) is again decomposed into ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ). That is, urea is decomposed to produce ammonia, which is a reducing agent that reacts with nitrogen oxides.

환원제 분사부(510)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610)에 설치되어 배기유로(610)를 따라 이동하는 배기가스에 환원제를 분사한다. 본 명세서에서 전방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 상류를 의미하며, 후방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 하류를 의미한다. 이와 같이, 환원제 분사부(510)에서 분사된 환원제는 배기가스와 혼합된 후 반응기(300)로 유입된다. 그리고 환원제는 반응기(300)의 내부에 설치된 촉매(350)에서 질소산화물과 반응하여 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시킨다.The reducing agent injection unit 510 is installed in the exhaust passage 610 in front of the reactor 300 to inject the reducing agent to the exhaust gas moving along the exhaust passage 610 . In this specification, the front means upstream with respect to the movement direction of the exhaust gas, and the rear means downstream with respect to the movement direction of the exhaust gas. As such, the reducing agent injected from the reducing agent injection unit 510 is mixed with the exhaust gas and then introduced into the reactor 300 . And the reducing agent reacts with nitrogen oxides in the catalyst 350 installed inside the reactor 300 to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas.

예를 들어, 선박용 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 이동하는 배기 유로(610)는 그 직경이 상대적으로 크므로, 환원제를 고르게 분사하고, 분사된 환원제를 배기가스와 효과적으로 혼합시키기 위해 환원제 분사부(510)는 그리드 타입(grid type)으로 형성될 수 있다. 또한, 환원제 분사부(510)는 환원제와 배기가스를 효과적으로 혼합시키기 위하여 복수의 노즐과 믹서를 포함할 수 있다.For example, since the exhaust flow path 610 through which the exhaust gas discharged from the marine engine 100 moves has a relatively large diameter, the reducing agent is sprayed evenly and the reducing agent is effectively mixed with the exhaust gas. The master 510 may be formed in a grid type. In addition, the reducing agent injection unit 510 may include a plurality of nozzles and a mixer to effectively mix the reducing agent and the exhaust gas.

환원제 공급부(550)는 환원제 분사부(510)가 분사할 환원제를 공급한다. 엔진(100)의 부하 변동에 따라 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 배출량이 달라지므로, 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 요구되는 환원제의 양도 달라지게 된다. 이에, 환원제 공급부(550)는 엔진(100)의 운전 조건 또는 배기가스의 배출 상황에 따라 적정량의 환원제가 공급될 수 있도록 환원제의 공급량을 조절할 수 있다.The reducing agent supply unit 550 supplies a reducing agent to be sprayed by the reducing agent injection unit 510 . Since the amount of exhaust gas discharged from the engine 100 varies according to the load variation of the engine 100, the amount of the reducing agent required to reduce nitrogen oxides contained in the exhaust gas also varies. Accordingly, the reducing agent supply unit 550 may adjust the supply amount of the reducing agent so that an appropriate amount of the reducing agent can be supplied according to the operating conditions of the engine 100 or the exhaust gas emission condition.

일례로, 환원제 공급부(550)는 환원제 분사부(510)에 공급할 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와, 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 펌프 모듈 등을 포함할 수 있다. 여기서, 환원제 공급 펌프 모듈은 환원제 공급을 위한 펌프와, 펌프 설치를 위해 필요한 필터, 압력 게이지, 밸브 등을 포함할 수 있다.As an example, the reducing agent supply unit 550 may include a reducing agent storage tank for storing the reducing agent to be supplied to the reducing agent injection unit 510, and a reducing agent supply pump module for supplying the reducing agent stored in the reducing agent storage tank. Here, the reducing agent supply pump module may include a pump for supplying a reducing agent, and a filter, a pressure gauge, a valve, etc. necessary for installing the pump.

유량 측정부(540)는 환원제 공급부(550)가 환원제 분사부(510)에 공급하는 환원제의 유량을 측정한다. 그리고 유량 측정부(540)는 후술할 제어 장치(700)에 환원제 공급량에 대한 정보를 제공한다. 따라서, 제어 장치(700)는 환원제 공급부(550)가 환원제 분사부(510)에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭을 파악할 수 있다.The flow rate measurement unit 540 measures the flow rate of the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit 550 to the reducing agent injection unit 510 . And the flow rate measurement unit 540 provides information on the supply amount of the reducing agent to the control device 700 to be described later. Accordingly, the control device 700 may determine the fluctuation range of the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit 550 to the reducing agent injection unit 510 .

제1 온도 센서(710)는 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 온도를 측정한다. 일례로, 제1 온도 센서(710)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610)에 설치될 수 있다.The first temperature sensor 710 measures the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor 300 . For example, the first temperature sensor 710 may be installed in the exhaust flow path 610 in front of the reactor 300 .

제2 온도 센서(720)는 반응기(300)에서 배출되는 배기가스의 온도를 측정한다. 일례로, 제2 온도 센서(720)는 반응기(300) 후방의 배기 유로(610)에 설치될 수 있다.The second temperature sensor 720 measures the temperature of the exhaust gas discharged from the reactor 300 . For example, the second temperature sensor 720 may be installed in the exhaust flow path 610 behind the reactor 300 .

그리고 제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)는 각각 측정한 배기가스의 온도 정보를 후술할 제어 장치(700)에 제공한다.In addition, the first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 provide each measured temperature information of the exhaust gas to the control device 700 , which will be described later.

제어 장치(700)는 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도와 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도를 대비하여 반응기(300)의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)의 설치 유무를 판단한다. 이때, 제어 장치(700)는 환원제 분사부(510)가 환원제를 분사한 후 반응기(300)의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)의 설치 유무를 판단한다.The control device 700 compares the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 to the inside of the reactor 300 for nitrogen oxide (NOx) It is determined whether or not the catalyst 350 is installed to reduce the . At this time, the control device 700 determines whether the catalyst 350 for reducing nitrogen oxide (NOx) is installed in the reactor 300 after the reducing agent injection unit 510 injects the reducing agent.

반응기(300)의 내부에 촉매(350)가 설치된 상태라면, 환원제 분사부(510)에서 분사된 환원제인 암모니아가 배기가스와 혼합되어 반응기(300) 내부에 설치된 촉매(350)에서 화학 반응을 시작하게 되고, 화학 반응 시 발생하는 열을 반응기(300)의 후방에 설치된 제2 온도 센서(720)가 측정하게 된다. 그리고 제2 온도 센서(720)에서 측정한 배기가스의 온도가 제1 온도 센서(710)에서 측정한 배기가스의 온도 보다 촉매 설치 판단 기준 온도 이상으로 높으면, 제어 장치(700)는 반응기(300)에 촉매가 설치된 것으로 판단한다.If the catalyst 350 is installed inside the reactor 300, ammonia, which is a reducing agent injected from the reducing agent injection unit 510, is mixed with the exhaust gas to start a chemical reaction in the catalyst 350 installed inside the reactor 300 The heat generated during the chemical reaction is measured by the second temperature sensor 720 installed at the rear of the reactor 300 . And when the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 is higher than the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 by more than the catalyst installation determination reference temperature, the control device 700 is the reactor 300 It is judged that the catalyst is installed in

이와 같이, 제어 장치(700)는 기본적으로 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도가 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도보다 높은 경우에, 촉매(350)가 설치된 것으로 판단할 수 있다.As such, the control device 700 basically controls the catalyst 350 when the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 is higher than the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 . installed can be considered.

그런데, 제1 온도 센서(710)에서 측정되는 배기가스의 온도는 여러 변수에 의해 변동될 수 있다. 따라서, 촉매 설치 유무 판단의 정확성을 높이기 위해서는 제1 온도 센서(710)에서 측정되는 온도의 변동폭을 최소화할 필요가 있다.However, the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 may be changed by various variables. Therefore, in order to increase the accuracy of determining whether or not the catalyst is installed, it is necessary to minimize the fluctuation range of the temperature measured by the first temperature sensor 710 .

또한, 엔진(100)의 부하 변동에 따라 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 배출량과 온도가 달라진다. 즉, 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭을 벗어나면, 제1 온도 센서(710)에서 측정되는 배기가스 온도의 변동폭도 커져 제어 장치(700)의 촉매 설치 유무 판단에 대한 정확도가 저하될 수 있다.In addition, the amount of exhaust gas and the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 100 vary according to the load variation of the engine 100 . That is, when the load fluctuation range of the engine 100 is out of the preset load fluctuation range, the fluctuation range of the exhaust gas temperature measured by the first temperature sensor 710 also increases, so that the accuracy of determining whether the catalyst is installed by the control device 700 is lowered. can be

그리고 엔진에서 배출되는 배기가스의 배출량이 변동하면, 환원제 공급부(550)가 환원제 분사부(510)에 공급하는 환원제 공급량도 변동하게 된다. 환원제 공급부(550)가 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭을 벗어나면, 촉매(350)에서의 화학 반응 시 발생하는 열을 기준으로 촉매 설치 유무를 판단할 때 정확도가 떨어질 수밖에 없다.And when the amount of exhaust gas discharged from the engine fluctuates, the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit 550 to the reducing agent injection unit 510 also varies. When the fluctuation range of the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit 550 is out of the preset reducing agent supply amount fluctuation range, the accuracy is inevitably reduced when determining whether or not the catalyst is installed based on the heat generated during the chemical reaction in the catalyst 350 .

이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 제어 장치(700)가 먼저 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내인지 확인하고, 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내이면 다음으로 환원제 공급량의 변동폭을 확인한다. 이때, 제어 장치(700)는 엔진(100) 또는 엔진 제어 장치로부터 엔진의 부하 정보를 제공받을 수 있다. 또한, 유량 측정부(540)로부터 제공받은 환원제 공급량의 변동폭도 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내이면, 제어 장치(700)는 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도를 대비하여 반응기(300)의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)의 설치 유무를 판단한다. 여기서, 기설정된 부하 변동폭은 엔진(100)의 성능 및 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 기설정된 환원제 공급량의 변동폭은 엔진(100)의 총 배기량과 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 성능 및 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the control device 700 first checks whether the load variation range of the engine 100 is within a preset load variation range, and if the load variation range of the engine 100 is within the preset load variation range, next Check the fluctuation range of the reducing agent supply amount. In this case, the control device 700 may receive engine load information from the engine 100 or the engine control device. In addition, if the fluctuation range of the reducing agent supply amount provided from the flow measurement unit 540 is also within the preset reducing agent supply amount fluctuation range, the control device 700 controls the exhaust gas temperature measured by the second temperature sensor 720 and the first temperature sensor ( It is determined whether or not the catalyst 350 for reducing nitrogen oxide (NOx) is installed in the reactor 300 in comparison with the temperature of the exhaust gas measured by the 710 . Here, the preset load fluctuation range may be variously set according to the performance and specifications of the engine 100 , and the preset reduction agent supply amount fluctuation range is the total displacement of the engine 100 and the performance and specifications of the selective catalytic reduction system 101 . It can be set in various ways according to

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 제어 장치(700)가 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내이고, 환원제 공급부(550)가 환원제 분사부(510)에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내일때, 제2 온도 센서(720)에서 측정한 배기가스의 온도가 제1 온도 센서(710)에서 측정한 배기가스의 온도 보다 촉매 설치 판단 기준 온도 이상으로 높은지를 분석하여 촉매 설치 유무를 판단하므로, 더욱 정확하게 촉매 설치 유무를 판단할 수 있다.As such, in one embodiment of the present invention, the control device 700 has the load variation range of the engine 100 within a preset load variation range, and the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit 550 to the reducing agent injection unit 510 of the Analyze whether the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 is higher than the catalyst installation determination reference temperature than the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 when the fluctuation range is within the preset reducing agent supply amount fluctuation range to determine whether or not the catalyst is installed, it is possible to more accurately determine whether or not the catalyst is installed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(700)는 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이지만 촉매 설치 판단 기준 온도보다 낮게 설정된 촉매 설치 판단 보류 온도 이상이면, 촉매 설치 유무의 정확한 판단을 위해 제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)가 재측정한 배기가스의 온도로 촉매(350)의 설치 유무를 다시 판단할 수 있다. 이때, 엔진(100)의 부하 변동폭과 환원제 공급량의 변동폭도 모두 기준을 만족시키는지 다시 확인할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the control device 700 determines the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 . The first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 are re-measured to accurately determine whether the catalyst is installed or not, if it is less than the set catalyst installation determination reference temperature but is higher than the catalyst installation determination pending temperature set lower than the catalyst installation determination reference temperature Whether or not the catalyst 350 is installed can be determined again based on the temperature of one exhaust gas. At this time, it can be checked again whether both the load variation of the engine 100 and the variation in the supply amount of the reducing agent satisfy the criteria.

앞서 설명한 바와 같이, 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 온도와, 배기가스의 유량, 그리고 환원제의 유량은 여러 외부 요인에 의해 변동되므로, 본 발명의 일 실시예에서는, 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 전술한 촉매 설치 판단 보류 온도 범위 내라면, 배기가스의 온도를 재측정하여 다시 판단함으로써, 판단의 정확도를 높일 수 있다.As described above, since the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor 300, the flow rate of the exhaust gas, and the flow rate of the reducing agent are changed by various external factors, in an embodiment of the present invention, the second temperature sensor 720 ) if the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 is within the above-described catalyst installation determination retention temperature range, by re-measurement and re-judging the temperature of the exhaust gas, can increase the accuracy of

그러나 제어 장치(700)는 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 촉매 설치 판단 보류 온도에도 미치지 못하면, 바로 반응기(300)에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단할 수 있다.However, if the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor 720 and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 does not reach the catalyst installation determination hold temperature, the control device 700 immediately responds to the reactor It may be determined that the catalyst 350 is not installed in the 300 .

또한, 제어 장치(700)는 제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)가 재측정한 배기가스의 온도로 촉매(350)의 설치 유무를 다시 판단하여도 제2 온도 센서(720)가 측정한 배기가스의 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이면, 이때에는 반응기(300)에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단할 수 있다.In addition, the control device 700 determines whether the catalyst 350 is installed again with the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 even when the second temperature sensor 720 is installed. If the difference between the temperature of the exhaust gas measured by ) and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor 710 is less than the catalyst installation determination reference temperature, it is determined that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 at this time. can do.

그리고 촉매 설치 판단 기준 온도 및 이보다 낮게 설정된 촉매 설치 판단 보류 온도는 촉매(350)의 종류와 크기 그리고 환원제의 공급량 등을 포함한 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 전체적인 성능과 사양에 따라 다양하게 설정될 수 있다.And the catalyst installation determination reference temperature and the catalyst installation determination hold temperature set lower than this can be variously set according to the overall performance and specifications of the selective catalytic reduction system 101, including the type and size of the catalyst 350 and the supply amount of the reducing agent. have.

이와 같이, 제어 장치(700)는 반응기(300) 내부에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단하면 경고 신호를 발생시킬 수 있다.As such, the control device 700 may generate a warning signal when it is determined that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 .

또한, 제어 장치(700)는 반응기(300) 내부에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단되면, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 중단시킬 수 있다.In addition, if the control device 700 determines that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 , the operation of the selective catalytic reduction system 101 may be stopped.

또한, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기 유로(610)에서 분기된 후 반응기(300)를 우회하여 다시 배기 유로(610)에 합류하는 바이패스 유로를 더 포함할 수 있다. 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 가동되지 않을 때에는 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 바이패스 유로(640)를 통해 이동하게 된다.In addition, although not shown, the selective catalytic reduction system 101 according to an embodiment of the present invention bypasses the reactor 300 after branching from the exhaust flow path 610 and joins the exhaust flow path 610 again. may further include. When the selective catalytic reduction system 101 is not operated, the exhaust gas discharged from the engine 100 moves through the bypass flow path 640 .

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)의 설치 유무를 효과적으로 확인할 수 있다.By this configuration, the selective catalytic reduction system 101 according to an embodiment of the present invention can effectively check whether the catalyst 350 is installed or not for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

즉, 선택적 촉매 환원 시스템(101)을 장시간 정지시켰다가 재가동할 경우, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동을 위해 반응기(300)의 내부에 촉매(350)가 정상적으로 설치되었는지 여부를 효과적으로 확인할 수 있으며, 이로 인해 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 운용 효율을 향상시킬 수 있다.That is, when the selective catalytic reduction system 101 is stopped for a long time and then restarted, it can be effectively checked whether the catalyst 350 is normally installed in the reactor 300 for the operation of the selective catalytic reduction system 101, , thereby improving the operating efficiency of the selective catalytic reduction system 101 .

또한, 사용자가 직접 반응기(300)의 내부를 확인하는 과정에서 발생할 수 있는 안전 사고를 예방할 수 있다.In addition, it is possible to prevent a safety accident that may occur in the process of the user directly checking the inside of the reactor 300 .

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 동작 과정과 이에 따른 촉매 설치 유무 진단 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation process of the selective catalytic reduction system 101 according to an embodiment of the present invention and a method for diagnosing whether a catalyst is installed or not will be described in detail with reference to FIG. 2 .

도 2에 도시한 바와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동을 위해 먼저 환원제 공급을 시작한다.As shown in FIG. 2 , the reducing agent supply is first started for the operation of the selective catalytic reduction system 101 .

다음, 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내인지 확인한다. 엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내가 아니면, 기설정된 부하 변동폭이 될 때까지 엔진(100)의 부하 변동폭을 지속적으로 확인한다.Next, it is checked whether the load variation range of the engine 100 is within a preset load variation range. If the load variation range of the engine 100 is not within the preset load variation range, the load variation range of the engine 100 is continuously checked until the load variation range becomes the preset load variation range.

엔진(100)의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내이면, 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내인지 확인한다. 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내가 아니면, 기설정된 환원제 공급량 변동폭이 될 때까지 환원제 공급량의 변동폭을 지속적으로 확인한다.If the load variation range of the engine 100 is within the preset load variation range, it is checked whether the variation range of the reducing agent supply amount is within the preset reducing agent supply amount variation range. If the fluctuation range of the reducing agent supply amount is not within the preset reducing agent supply amount fluctuation range, the fluctuation range of the reducing agent supply amount is continuously checked until it becomes the preset reducing agent supply amount fluctuation range.

엔진(100)의 부하 변동폭과 환원제 공급량의 변동폭이 모두 기준을 만족시키면, 제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)를 통해 반응기(300)의 전방과 후방에서 배기가스의 온도를 측정한다.When the load fluctuation range of the engine 100 and the fluctuation range of the reducing agent supply both satisfy the criteria, the temperature of the exhaust gas in the front and rear of the reactor 300 through the first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 measure

제2 온도 센서(720)가 측정한 반응기(300) 후방의 배기가스 온도와 제1 온도 센서(710)가 측정한 반응기(300) 전방의 배기가스 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 이상이면, 촉매(350)가 설치된 것으로 판단한다.The difference between the temperature of the exhaust gas at the rear of the reactor 300 measured by the second temperature sensor 720 and the temperature of the exhaust gas in the front of the reactor 300 measured by the first temperature sensor 710 is equal to or greater than the preset catalyst installation determination reference temperature In this case, it is determined that the catalyst 350 is installed.

그리고 기본적으로 촉매(350)가 설치된 것으로 판단하기 위해서는 반응기(300) 후방의 배기가스 온도가 반응기(300) 전방의 배기가스의 온도보다 높아야 한다.And basically, in order to determine that the catalyst 350 is installed, the temperature of the exhaust gas at the rear of the reactor 300 should be higher than the temperature of the exhaust gas at the front of the reactor 300 .

반면, 반응기(300) 후방의 배기가스의 온도와 반응기(300) 전방의 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이지만 촉매 설치 판단 기준 온도보다 낮게 설정된 촉매 설치 판단 보류 온도 이상이면, 제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)가 각각 재측정한 반응기(300) 전방 및 후방에서의 배기가스의 온도를 대비하여 촉매(350)의 설치 유무를 다시 판단한다. 이때, 엔진(100)의 부하 변동폭과 환원제 공급량의 변동폭도 모두 기준을 만족시키는지 다시 확인한다.On the other hand, if the difference between the temperature of the exhaust gas at the rear of the reactor 300 and the temperature of the exhaust gas in front of the reactor 300 is less than the preset catalyst installation determination reference temperature, but is higher than the catalyst installation determination hold temperature set lower than the catalyst installation determination reference temperature , the first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 compare the temperature of the exhaust gas in the front and rear of the reactor 300 re-measured, respectively, to determine whether the catalyst 350 is installed again. At this time, it is checked again whether both the load variation of the engine 100 and the variation in the supply amount of the reducing agent satisfy the criteria.

제1 온도 센서(710)와 제2 온도 센서(720)가 각각 재측정한 반응기(300) 전방 및 후방에서의 배기가스의 온도를 대비하여 촉매(350)의 설치 유무를 다시 판단하여도, 반응기(300) 후방의 배기가스 온도와 반응기(300) 전방의 배기가스 온도 간의 차이가 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이면, 이때에는 반응기(300)에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단한다.Even if the first temperature sensor 710 and the second temperature sensor 720 compare the temperature of the exhaust gas in the front and rear of the reactor 300 re-measured, respectively, to determine whether the catalyst 350 is installed again, the reactor (300) If the difference between the exhaust gas temperature in the rear and the exhaust gas temperature in front of the reactor 300 is less than the catalyst installation determination reference temperature, in this case, it is determined that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300.

또한, 최초 판단 시 반응기(300) 후방의 배기가스의 온도와 반응기(300) 전방의 배기가스의 온도 간의 차이가 촉매 설치 판단 보류 온도보다도 낮으면, 바로 반응기(300)에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단한다.In addition, when the difference between the temperature of the exhaust gas at the rear of the reactor 300 and the temperature of the exhaust gas in the front of the reactor 300 is lower than the catalyst installation decision retention temperature at the time of initial determination, the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 immediately judged to have been

이와 같이, 반응기(300) 내부에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단하면, 제어 장치(700)는 경고 신호를 발생시킬 수 있다.As such, if it is determined that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 , the control device 700 may generate a warning signal.

또한, 반응기(300) 내부에 촉매(350)가 미설치된 것으로 판단하면, 제어 장치(700)는 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 중단시킬 수 있다.In addition, if it is determined that the catalyst 350 is not installed in the reactor 300 , the control device 700 may stop the operation of the selective catalytic reduction system 101 .

선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 중단되면, 환원제 공급부(550)는 환원제의 공급을 중단하고, 엔진(100)에서 배출된 배기가스는 바이패스 유로(미도시)를 통해 배출될 수 있다.When the operation of the selective catalytic reduction system 101 is stopped, the reducing agent supply unit 550 stops the supply of the reducing agent, and the exhaust gas discharged from the engine 100 may be discharged through a bypass flow path (not shown).

전술한 바와 같은 방법에 의하여, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)의 설치 유무를 효과적으로 확인할 수 있다.By the method as described above, it is possible to effectively check whether the catalyst 350 for reducing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas is installed.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims, the meaning and scope of the claims, and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

101: 선택적 촉매 환원 시스템
300: 반응기
350: 촉매
510: 환원제 분사부
540: 유량 측정부
550: 환원제 공급부
610: 배기 유로
700: 제어 장치
710: 제1 온도 센서
720: 제2 온도 센서101: selective catalytic reduction system
300: reactor
350: catalyst
510: reducing agent injection unit
540: flow measurement unit
550: reducing agent supply unit
610: exhaust flow path
700: control device
710: first temperature sensor
720: second temperature sensor

Claims (12)

배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
배기가스가 이동하는 배기 유로;
상기 배기 유로 상에 설치된 반응기;
상기 반응기에 유입되는 배기가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
상기 반응기에서 배출되는 배기가스의 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 및
상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도를 대비하여 상기 반응기의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 유무를 판단하는 제어 장치
를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.In the selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas,
an exhaust passage through which exhaust gas moves;
a reactor installed on the exhaust passage;
a first temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor;
a second temperature sensor for measuring the temperature of the exhaust gas discharged from the reactor; and
Control for determining whether or not a catalyst for reducing nitrogen oxide (NOx) is installed in the reactor by comparing the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor Device
A selective catalytic reduction system comprising a. 제1항에 있어서,
상기 반응기 전방의 상기 배기 유로에 환원제를 분사하는 환원제 분사부;
상기 환원제 분사부에 환원제를 공급하는 환원제 공급부; 및
상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제의 유량을 측정하는 유량 측정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
a reducing agent injection unit for injecting a reducing agent into the exhaust passage in front of the reactor;
a reducing agent supply unit for supplying a reducing agent to the reducing agent injection unit; and
Flow rate measurement unit for measuring the flow rate of the reducing agent supplied to the reducing agent supply unit to the reducing agent injection unit
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises. 제2항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 환원제 분사부가 환원제를 분사한 후 상기 반응기의 내부에 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매의 설치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.3. The method of claim 2,
The control device is a selective catalytic reduction system, characterized in that it determines whether a catalyst for reducing nitrogen oxides (NOx) is installed in the reactor after the reducing agent injection unit injects the reducing agent. 제3항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내일때, 상기 촉매의 설치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 3,
The control device is a selective catalytic reduction system, characterized in that for determining whether the catalyst is installed or not, when the fluctuation range of the reducing agent supply amount supplied to the reducing agent injection unit by the reducing agent supply unit is within a preset reducing agent supply amount fluctuation range. 제3항에 있어서,
상기 배기 유로는 엔진에서 배출된 배기가스를 이동시키며,
상기 제어 장치는 상기 엔진의 부하 변동폭이 기설정된 부하 변동폭 이내이고, 상기 환원제 공급부가 상기 환원제 분사부에 공급하는 환원제 공급량의 변동폭이 기설정된 환원제 공급량 변동폭 이내일때, 상기 촉매의 설치 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.4. The method of claim 3,
The exhaust passage moves the exhaust gas discharged from the engine,
The control device determines whether or not the catalyst is installed when the load fluctuation range of the engine is within a preset load fluctuation range, and the reducing agent supply amount supplied by the reducing agent supply unit is within a preset reducing agent supply amount fluctuation range. Selective catalytic reduction system, characterized. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도가 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도보다 높고, 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 이상이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 설치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
In the control device, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor is higher than the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor, and the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first temperature sensor Selective catalytic reduction system, characterized in that it is determined that the catalyst is installed in the reactor when the difference between the temperatures of the exhaust gas measured by is equal to or greater than a preset catalyst installation determination reference temperature. 제6항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 기설정된 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이지만 상기 촉매 설치 판단 기준 온도보다 낮게 설정된 촉매 설치 판단 보류 온도 이상이면,
상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.7. The method of claim 6,
The control device is configured such that a difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor is less than a preset catalyst installation determination reference temperature, but is set lower than the catalyst installation determination reference temperature If the catalyst installation judgment hold temperature is higher,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it is determined again whether the catalyst is installed by the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. 제7항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단한 결과 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 기준 온도 이상이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 설치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.8. The method of claim 7,
The control device determines whether or not the catalyst is installed again using the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor. As a result, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first temperature Selective catalytic reduction system, characterized in that if the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the sensor is equal to or greater than the catalyst installation determination reference temperature, it is determined that the catalyst is installed in the reactor. 제7항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 제1 온도 센서와 상기 제2 온도 센서가 재측정한 배기가스의 온도로 상기 촉매의 설치 유무를 다시 판단하여도 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 기준 온도 미만이면, 상기 반응기에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.8. The method of claim 7,
The control device determines whether the catalyst is installed again with the temperature of the exhaust gas re-measured by the first temperature sensor and the second temperature sensor, the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the first Selective catalytic reduction system, characterized in that if the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the temperature sensor is less than the catalyst installation determination reference temperature, it is determined that the catalyst is not installed in the reactor. 제7항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 제2 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도와 상기 제1 온도 센서가 측정한 배기가스의 온도 간의 차이가 상기 촉매 설치 판단 보류 온도보다도 낮으면, 상기 반응기에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.8. The method of claim 7,
If the difference between the temperature of the exhaust gas measured by the second temperature sensor and the temperature of the exhaust gas measured by the first temperature sensor is lower than the catalyst installation determination hold temperature, the control device is configured to determine whether the catalyst is not installed in the reactor. Selective catalytic reduction system, characterized in that it is determined. 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제어 장치가 상기 반응기 내부에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하면 경고 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.11. The method of claim 9 or 10,
Selective catalytic reduction system, characterized in that for generating a warning signal when the control device determines that the catalyst is not installed inside the reactor. 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제어 장치가 상기 반응기 내부에 상기 촉매가 미설치된 것으로 판단하면 가동이 중단되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.11. The method of claim 9 or 10,
Selective catalytic reduction system, characterized in that the operation is stopped when the control device determines that the catalyst is not installed inside the reactor.
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