KR20220064440A - Selective catalytic reduction system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선택적 촉매 환원 반응을 이용하여 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a selective catalytic reduction system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas using a selective catalytic reduction reaction.
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.
또한, 기존 화석 연료의 경우 탄소(Carbon, C) 포함하고 있어 연소 시 이산화탄소(CO2)가 발생하게 되어 온실가스 효과에 지대한 영향을 미치고 있다. 예를 들어, 디젤 엔진의 연료 주성분은 세탄(C16H34)이며, LNG 엔진의 연료 주성분은 메탄(CH4)이고, 메탄올 엔진의 연료 주성분은 메탄올(CH3OH)이다. 따라서, 디젤 엔진을 사용하고 있는 선박은 운항 시 대기 오염 물질인 질소산화물(NOx)을 배출하게 된다.In addition, in the case of existing fossil fuels, carbon (Carbon, C) is included, and carbon dioxide (CO 2 ) is generated during combustion, which greatly affects the greenhouse gas effect. For example, a main fuel component of a diesel engine is cetane (C1 6 H 34 ), a main fuel component of an LNG engine is methane (CH 4 ), and a main fuel component of a methanol engine is methanol (CH 3 OH). Accordingly, a ship using a diesel engine emits nitrogen oxide (NOx), an air pollutant, during operation.
근래에는 환경 보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 질소산화물에 대한 배출규제가 도입되고 있다. 이러한 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 nitrogen oxides have been introduced. A representative facility for reducing such nitrogen oxides is a selective catalytic reduction (SCR) system. In the selective catalytic reduction system, the exhaust gas and the reducing agent pass together through a reactor in which the catalyst is installed, and the nitrogen oxides and the reducing agent contained in the exhaust gas are reacted to reduce the nitrogen and water vapor.
선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 암모니아(NH3)가 사용되고 있다. 즉, 암모니아가 질소산화물과 반응하게 된다. 그런데 암모니아 자체가 오염 물질로 보관과 운반이 용이하지 않기 때문에 암모니아를 직접 사용하기 보다는 환원제 전구체에 해당하면서 안정적인 우레아 수용액을 사용하는 것이 보편적이다. 즉, 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액을 분사한 후 이를 가수분해 또는 열분해시켜 암모니아(NH3)를 생성한 후 환원제로 사용하는 방식이다.In the selective catalytic reduction system, ammonia (NH 3 ) is used as a reducing agent for reducing nitrogen oxides. That is, ammonia reacts with nitrogen oxides. However, since ammonia itself is not easy to store and transport as a contaminant, it is common to use a stable aqueous solution of urea, which is a reducing agent precursor, rather than directly using ammonia. That is, after spraying an aqueous solution of urea (urea, CO(NH 2 ) 2 ), it is hydrolyzed or thermally decomposed to generate ammonia (NH 3 ) and then used as a reducing agent.
그런데 우레아가 섭씨 250도 미만의 온도를 갖는 배기가스에 직접 분사되면, 우레아가 분해되면서 생성되는 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 등과 같은 부산물에 의해 분사 노즐이 막히거나 배기가스의 흐름을 방해하는 문제점이 있다.However, when urea is directly injected into the exhaust gas having a temperature of less than 250 degrees Celsius, biuret, cyanuric acid, melamine, and ammeline, etc., which are generated as urea is decomposed, are There is a problem in that the injection nozzle is clogged by by-products or the flow of exhaust gas is obstructed.
이에, 우레아의 열분해 및 가수분해 효율을 향상시키기 위해 별도의 분해 챔버를 마련하고 분해 챔버에 가열된 유체를 공급하여 분해 챔버의 내부 온도를 가수분해 반응 온도까지 상승시키고, 우레아를 분해 챔버에서 안정적으로 분해하여 생성된 암모니아(NH3)과 이소시안산(HNCO)을 반응기에 공급하는 방법을 사용하고 있다.Accordingly, in order to improve the pyrolysis and hydrolysis efficiency of urea, a separate decomposition chamber is provided, and a heated fluid is supplied to the decomposition chamber to raise the internal temperature of the decomposition chamber to the hydrolysis reaction temperature, and urea is stably produced in the decomposition chamber. A method of supplying ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) produced by decomposition to the reactor is used.
한편, 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 정지되어 환원제의 공급이 중단되면, 분사 노즐이나 환원제 공급관에 잔존하는 우레아 수용액이 고형화되어 분사 노즐이나 환원제 공급관이 폐색되는 문제점이 있었다.On the other hand, when the operation of the selective catalytic reduction system is stopped and the supply of the reducing agent is stopped, the urea aqueous solution remaining in the injection nozzle or the reducing agent supply pipe is solidified, and there is a problem in that the injection nozzle or the reducing agent supply pipe is blocked.
이에, 선택적 촉매 환원 시스템의 가동이 정지되어 환원제의 공급이 중단되면, 환원제 공급 라인에 세정수를 공급하여 잔여 환원제를 분사 노즐을 거쳐 고온의 가스 내에 분사하고, 다시 공기를 공급하여 환원제 공급 라인의 잔존 환원제와 물을 분사 노즐을 거쳐 제거하는 과정을 수행하고 있다.Accordingly, when the operation of the selective catalytic reduction system is stopped and the supply of the reducing agent is stopped, washing water is supplied to the reducing agent supply line, the remaining reducing agent is injected into the high-temperature gas through the injection nozzle, and air is supplied again to the reducing agent supply line. The process of removing the residual reducing agent and water through the spray nozzle is being performed.
그런데, 환원제 공급 라인과 분사 노즐의 세정을 위해 세정수를 사용할 때, 분사 노즐에 공기가 분사되고 있는 상태에서 세정수를 공급하게 되면, 공기의 압력에 의해 환원제 공급 라인으로의 역방향 압력이 작용하게 된다. 따라서 세정수의 공급 압력이 공기 역방향 작용 압력 보다 높아야 만 세정수의 역류를 방지하고 세정을 원활하게 수행할 수 있게 된다. However, when washing water is used for cleaning the reducing agent supply line and the spray nozzle, if the cleaning water is supplied while air is being sprayed to the spray nozzle, the reverse pressure to the reducing agent supply line is applied by the pressure of the air. do. Therefore, only when the supply pressure of the washing water is higher than the pressure acting in the reverse direction of the air, the reverse flow of the washing water can be prevented and washing can be performed smoothly.
하지만, 선박에서 공급 가능한 세정수의 공급 압력이 낮은 경우 원활한 세정을 위해서는 세정수를 공급하기 위한 별도의 펌프를 추가로 구비해야 하는 문제점이 있다.However, when the supply pressure of the washing water that can be supplied from the ship is low, there is a problem in that a separate pump for supplying the washing water must be additionally provided for smooth washing.
또한, 환원제의 공급량을 제어하기 위해 사용되는 유량 측정 장치는 전자식과 기계식이 있는데, 전자식 유량 측정 장치를 사용하게 되면, 전술한 공기 세정에 의해 관이 비워지는 경우 센서의 특성에 의해 유체의 흐름이 없어도 출력값이 발생하는 문제가 발생될 수 있다. 그리고 기계식 유량 측정 장치를 사용하게 되면, 복잡한 내부 구조로 인해 세정수를 이용한 세정으로 환원제가 전량 제거되지 않은 상태에서 공기로 세정을 실시할 경우 압축 공기가 이동하면서 팽창되어 온도가 하락하게 되는데 이때 잔류하고 있는 환원제의 온도가 저하되어 고형물이 생성되고 이로 인하여 유량 측정 장치가 오작동할 뿐만 아니라 밸브와 같은 다른 부품의 오작동도 야기하는 문제가 발생될 수 있다.In addition, the flow measurement device used to control the supply amount of the reducing agent has an electronic type and a mechanical type. If the electronic flow measurement device is used, the flow of the fluid is reduced by the characteristics of the sensor when the tube is emptied by the above-described air cleaning Even if there is no output value, a problem may occur. And when a mechanical flow measurement device is used, if the reducing agent is not completely removed by washing with washing water due to the complicated internal structure, when washing is performed with air, the compressed air expands as it moves and the temperature drops. At this time, the residual The temperature of the reducing agent being used is lowered to generate solids, which may cause a malfunction of the flow measuring device as well as other parts such as valves.
본 발명의 실시예는 간소한 구성을 가지고도 안정적으로 잔존 환원제를 세정시킬 수 있을 뿐만 아니라 오작동의 발생을 억제한 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a selective catalytic reduction system capable of stably cleaning the residual reducing agent even with a simple configuration and suppressing the occurrence of a malfunction.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위해 환원제를 분해하는 환원제 분해 챔버와, 상기 환원제 분해 챔버에 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐이 분사할 환원제를 저장하는 환원제 저장부와, 상기 환원제 저장부와 상기 분사 노즐을 연결하는 환원제 공급 라인과, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 환원제 공급 펌프와, 상기 환원제 공급 펌프와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에 연결된 세정수 공급 라인과, 상기 세정수 공급 라인으로 세정수를 공급하는 세정수 공급부와, 상기 분사 노즐이 분사할 압축 공기를 공급하는 공기 공급부와, 상기 공기 공급부와 상기 분사 노즐을 연결하는 공기 공급 라인, 그리고 상기 공기 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 공급 펌프와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인에 합류하는 퍼지 라인을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system includes a reducing agent decomposition chamber for decomposing a reducing agent to reduce nitrogen oxides, a spray nozzle for spraying a reducing agent to the reducing agent decomposition chamber, and a reducing agent to be sprayed by the spray nozzle. a reducing agent storage unit, a reducing agent supply line connecting the reducing agent storage unit and the injection nozzle, a reducing agent supply pump installed on the reducing agent supply line, and the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the reducing agent storage unit A washing water supply line connected to the washing water supply line, a washing water supply unit supplying washing water to the washing water supply line, an air supply unit supplying compressed air to be sprayed by the injection nozzle, and an air supply connecting the air supply unit and the injection nozzle a line, and a purge line branching from the air supply line and joining the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the injection nozzle.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 세정수 공급 라인과의 연결 지점과 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 환원제 공급 제어 밸브와, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치되어 환원제의 공급 압력을 측정하는 환원제 압력 검출 장치와, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치되어 환원제의 공급 유량을 검출하는 환원제 유량 검출 장치, 그리고 상기 환원제 유량 검출 장치와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치되어 환원제 분사 여부를 제어하는 환원제 분사 밸브를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system includes a reducing agent supply control valve installed in the reducing agent supply line between the connection point with the washing water supply line and the reducing agent storage unit, and installed on the reducing agent supply line to measure the supply pressure of the reducing agent A reducing agent pressure detection device, a reducing agent flow rate detection device installed on the reducing agent supply line to detect the supply flow rate of the reducing agent, and installed in the reducing agent supply line between the reducing agent flow rate detection device and the injection nozzle to control whether the reducing agent is injected It may further include a reducing agent injection valve.
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 환원제 공급 제어 밸브와 상기 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 환원제 필터를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 세정수 공급 라인은 상기 환원제 공급 제어 밸브와 상기 환원제 필터 사이의 상기 환원제 공급 라인에 연결될 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system may further include a reducing agent filter installed in the reducing agent supply line between the reducing agent supply control valve and the reducing agent supply pump. And the washing water supply line may be connected to the reducing agent supply line between the reducing agent supply control valve and the reducing agent filter.
상기 환원제 공급 펌프는 체적식 정량 제어 펌프일 수 있다.The reducing agent supply pump may be a volumetric metering control pump.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 환원제 공급 펌프보다 하류의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 맥동 감쇠용 댐프너(dampener)와, 상기 환원제 공급 펌프보다 하류의 상기 환원제 공급 라인에 설치되어 배압을 일정하기 유지시키는 배압 밸브를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system includes a dampener for pulsation damping installed in the reducing agent supply line downstream of the reducing agent supply pump, and installed in the reducing agent supply line downstream of the reducing agent supply pump to maintain a constant back pressure It may further include a back pressure valve.
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 환원제 공급 펌프와 상기 맥동 감쇠용 댐프너 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 환원제 회수 라인과, 상기 환원제 회수 라인에 설치된 릴리프 밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system includes a reducing agent recovery line branched from the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the pulsation damping damper and connected to the reducing agent storage unit, and a relief valve installed on the reducing agent recovery line. may include
상기 환원제 저장부의 배출구는 상기 환원제 공급 펌프와 같은 높이거나 높은 위치에 형성될 수 있다.The outlet of the reducing agent storage unit may be formed at the same height as the reducing agent supply pump or at a higher position.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 세정수 공급 라인 상에 설치된 세정수 공급 밸브와, 상기 세정수 공급 라인 상에 설치된 세정수 공급 압력 검출 장치를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a washing water supply valve installed on the washing water supply line, and a washing water supply pressure detecting device installed on the washing water supply line.
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 공기 공급 밸브와, 상기 공기 공급 밸브보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제1 공기 공급 압력 검출 장치와, 상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 공기 압력 조절 밸브와, 상기 공기 압력 조절 밸브보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제2 공기 공급 압력 검출 장치, 그리고 상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치와 상기 분사 노즐 사이의 상기 공기 공급 라인에 설치된 공기 분사 밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the selective catalytic reduction system includes an air supply valve installed on the air supply line, a first air supply pressure detection device installed on the air supply line downstream of the air supply valve, and the first air supply pressure an air pressure regulating valve installed on the air supply line downstream of the detection device, a second air supply pressure detection device installed on the air supply line downstream of the air pressure regulating valve, and the first air supply pressure detection device And it may further include an air injection valve installed in the air supply line between the injection nozzle.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치와 상기 공기 압력 조절 밸브 사이의 상기 공기 공급 라인에 설치된 공기 필터를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include an air filter installed in the air supply line between the first air supply pressure detection device and the air pressure control valve.
상기 퍼지 라인은 상기 공기 압력 조절 밸브의 상류 또는 하류의 상기 공기 공급 라인에서 분기될 수 있다.The purge line may be branched from the air supply line upstream or downstream of the air pressure regulating valve.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 환원제 공급 펌프의 동작과 상기 세정수 및 상기 압축 공기의 공급 여부를 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어 장치는 상기 분사 노즐로의 상기 환원제 공급이 중단되면, 상기 세정수 공급부가 공급하는 세정수를 사용하여 1차 세정 작업을 수행한 후, 상기 공기 공급부가 공급하는 압축 공기를 사용하여 2차 세정 작업을 수행할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a control device for controlling the operation of the reducing agent supply pump and whether the washing water and the compressed air are supplied. And when the supply of the reducing agent to the spray nozzle is stopped, the control device performs a primary cleaning operation using the washing water supplied by the washing water supply unit, and then using the compressed air supplied by the air supply unit 2 Car washing can be done.
상기 세정수 공급부가 공급하는 세정수는 상기 환원제 공급 펌프의 동작에 의해 상기 분사 노즐로 공급되며, 상기 제어 장치는 상기 환원제 공급 펌프가 공급하는 세정수의 공급량을 상기 환원제 공급 펌프의 최대 공급 유량의 60% 이하가 되도록 상기 환원제 공급 펌프의 동작을 제어할 수 있다.The washing water supplied by the washing water supply unit is supplied to the injection nozzle by the operation of the reducing agent supply pump, and the control device sets the supply amount of the washing water supplied by the reducing agent supply pump to the maximum supply flow rate of the reducing agent supply pump. It is possible to control the operation of the reducing agent supply pump so as to be less than 60%.
상기 2차 세정 작업이 종료된 이후 상기 세정수 공급 라인과 연결된 지점과 상기 퍼지 라인과 연결된 지점 사이의 상기 환원제 공급 라인에는 세정수가 잔존할 수 있다.After the secondary cleaning operation is finished, the washing water may remain in the reducing agent supply line between the point connected to the washing water supply line and the point connected to the purge line.
또한, 상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물(NOx)를 함유한 배기가스가 배출되며 상기 환원제 분해 챔버가 설치된 배기 유로와, 상기 배기 유로 상에 설치되고 내부에 촉매가 마련된 반응기와, 상기 반응기 보다 하류의 상기 배기 유로에서 분기되어 상기 반응기 보다 상류의 상기 배기 유로에 합류하는 재순환 유로와, 상기 재순환 유로 상에 설치된 블로워, 그리고 상기 재순환 유로 상에 설치된 가열 장치를 더 포함할 수 있다.In addition, in the selective catalytic reduction system, exhaust gas containing nitrogen oxides (NOx) is discharged and the exhaust passage in which the reducing agent decomposition chamber is installed, and a reactor installed on the exhaust passage and provided with a catalyst therein; It may further include a recirculation passage branched from the downstream exhaust passage and joining the exhaust passage upstream of the reactor, a blower installed on the recirculation passage, and a heating device installed on the recirculation passage.
그리고 상기 환원제 분해 챔버는 상기 가열 장치보다 하류의 상기 재순환 유로에 설치될 수 있다.And the reducing agent decomposition chamber may be installed in the recirculation passage downstream than the heating device.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 재순환 유로와 상기 배기 유로의 합류 지점에 설치된 환원제 주입부를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a reducing agent injection unit installed at the junction of the recirculation passage and the exhaust passage.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기 보다 상류의 상기 배기 유로에서 분기되어 상기 반응기 보다 하류의 상기 배기 유로에 합류하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로에 설치되어 상기 바이패스 유로를 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.The selective catalytic reduction system includes a bypass passage branching from the exhaust passage upstream of the reactor and joining the exhaust passage downstream of the reactor, and a bypass installed in the bypass passage to open and close the bypass passage It may further include a valve.
또한, 상기 배기 유로, 상기 반응기, 상기 재순환 유로, 상기 블로워, 상기 가열 장치, 및 상기 환원제 분해 챔버는 복수개가 마련될 수 있다. 그리고 상기 분사 노즐은 복수개가 복수의 상기 환원제 분해 챔버마다 각각 설치될 수 있다. 또한, 상기 환원제 공급 라인 및 상기 공기 공급 라인의 일단은 각각 분기되어 복수의 분사 노즐에 연결될 수 있다.In addition, a plurality of the exhaust passage, the reactor, the recirculation passage, the blower, the heating device, and the reducing agent decomposition chamber may be provided. And a plurality of the injection nozzles may be respectively installed for each of the plurality of reducing agent decomposition chambers. In addition, one end of the reducing agent supply line and the air supply line may be respectively branched and connected to a plurality of injection nozzles.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스에 함유된 질소산화물의 함량에 따라 상기 분사 노즐에서 분사되는 환원제의 양을 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어 장치는 복수의 상기 분사 노즐에 각각 공급되어야 할 환원제의 총량을 산출하고, 산출된 환원제의 총량을 공급할 수 있도록 상기 환원제 공급 펌프의 동작을 제어할 수 있다.The selective catalytic reduction system may further include a control device for controlling the amount of the reducing agent injected from the injection nozzle according to the content of nitrogen oxides contained in the exhaust gas. And the control device may calculate the total amount of the reducing agent to be supplied to each of the plurality of injection nozzles, and control the operation of the reducing agent supply pump to supply the calculated total amount of the reducing agent.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 간소한 구성을 가지고도 안정적으로 잔존 환원제를 세정시킬 수 있을 뿐만 아니라 오작동의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction system can not only stably clean the residual reducing agent even with a simple configuration, but also effectively suppress the occurrence of malfunction.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템에 사용된 통합 환원제 공급 장치의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형례에 따른 선택적 촉매 환원 시스템에 사용된 통합 환원제 공급 장치의 세부 구성도이다.
도 4는 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템이 선박에 적용된 형태를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템에 사용된 환원제 공급 펌프의 제어 방식을 나타낸 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템의 구성도이다.
도 8은 도 7의 선택적 촉매 환원 시스템에 사용된 통합 환원제 공급 장치의 세부 구성도이다.1 is a block diagram of a selective catalytic reduction system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an integrated reducing agent supply device used in the selective catalytic reduction system of FIG. 1 .
3 is a detailed configuration diagram of the integrated reducing agent supply device used in the selective catalytic reduction system according to a modification of the first embodiment of the present invention.
4 shows a form in which the selective catalytic reduction system of FIG. 1 is applied to a ship.
5 and 6 are graphs showing a control method of the reducing agent supply pump used in the selective catalytic reduction system of FIG.
7 is a block diagram of a selective catalytic reduction system according to a second embodiment of the present invention.
8 is a detailed configuration diagram of the integrated reducing agent supply device used in the selective catalytic reduction system of FIG.
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.
또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in various embodiments, components having the same configuration are typically described in the first embodiment using the same reference numerals, and only configurations different from those of the first embodiment will be described in the second embodiment. do.
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. And the same reference numerals are used to denote 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. Accordingly, 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 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 반응(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)을 설명한다.Hereinafter, a selective catalytic reduction (SCR)
본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)은 동력 장치에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)를 저감시키기 위해 사용된다. 일례로, 동력 장치는 선박에 추진력을 공급하는 주동력원으로 사용되거나 발전용으로 사용되는 디젤 엔진일 수 있다. 즉, 디젤 엔진은 선박용 2행정 저속 디젤 엔진이거나 4행정 중속 디젤 엔진일 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 동력 장치는 플랜트용 내연기관이거나 차량용 엔진일 수도 있다. 즉, 동력 장치로는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이 사용될 수 있다.The selective catalytic reduction (SCR)
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기 유로(610), 반응기(300), 재순환 유로(680), 블로워(450), 가열 장치(400), 환원제 주입부(470), 바이패스 유로(630), 바이패스 밸브(730), 환원제 분해 챔버(500), 분사 노즐(270), 환원제 저장부(250), 환원제 공급 라인(621), 환원제 공급 펌프(280), 세정수 공급 라인(625), 세정수 공급부(250), 공기 공급부(230), 공기 공급 라인(623), 퍼지 라인(627), 퍼지 밸브(727), 환원제 공급 제어 밸브(721), 환원제 압력 검출 장치(821), 환원제 유량 검출 장치(831), 환원제 분사 밸브(722), 환원제 필터(841), 맥동 감쇠용 댐프너(861), 배압 밸브(862), 환원제 회수 라인(628), 릴리프 밸브(728), 세정수 공급 밸브(725), 세정수 공급 압력 검출 장치(825), 공기 공급 밸브(726), 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823), 공기 압력 조절 밸브(723), 제2 공기 공급 압력 검출 장치(824), 공기 분사 밸브(724), 공기 필터(842), 및 제어 장치(700)를 포함할 수 있다.1 and 2, the selective
여기서, 분사 노즐(270), 환원제 공급 라인(621), 환원제 공급 펌프(280), 세정수 공급 라인(625), 공기 공급 라인(623), 퍼지 라인(627), 퍼지 밸브(727), 환원제 공급 제어 밸브(721), 환원제 압력 검출 장치(821), 환원제 유량 검출 장치(831), 환원제 분사 밸브(722), 환원제 필터(841), 맥동 감쇠용 댐프너(861), 배압 밸브(862), 환원제 회수 라인(628), 릴리프 밸브(728), 세정수 공급 밸브(725), 세정수 공급 압력 검출 장치(825), 공기 공급 밸브(726), 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823), 공기 압력 조절 밸브(723), 제2 공기 공급 압력 검출 장치(824), 공기 분사 밸브(724), 및 공기 필터(842)는 통합 환원제 공급 장치(201)의 구성이 될 수 있다.Here, the
배기 유로(610)는 동력 장치에서 배출된 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 일례로, 배기 유로(610)는 동력 장치인 엔진의 배기구와 후술할 반응기(300)를 연결할 수 있다.The
반응기(300)는 배기 유로(610) 상에 설치된다. 반응기(300)는 배기가스에 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 선택적 촉매 환원 반응을 일으키는 촉매(350)를 포함한다. 촉매(350)는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원제의 반응을 촉진시켜 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리할 수 있다. 이때, 질소산화물(NOx)과 반응하여 환원시킬 최종적인 환원제로 암모니아(NH3)가 사용될 수 있다.The
또한, 촉매(350)는 모듈 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 촉매 모듈이 반응기(300) 내부에서 배기가스가 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 적재되어 복수의 촉매층을 형성할 수 있다. 이러한 복수의 촉매층은 반응기(300) 내부에서 배기가스가 이동하는 방향을 기준으로 이격 배열될 수 있다.In addition, the
또한, 복수의 촉매 모듈은 육면체로 형성될 수 있다. 일례로, 복수의 촉매 모듈은 직육면체 또는 정육면체일 수 있다. 이와 같이 촉매 모듈을 직육면체 또는 정육면체로 형성하면, 촉매 모듈을 적재하기 용이할 뿐만 아니라 촉매 모듈의 교체 및 운반이 용이하고, 촉매 모듈에 포함된 촉매(350)의 효율을 극대화시킬 수 있다.In addition, the plurality of catalyst modules may be formed in a hexahedron. For example, the plurality of catalyst modules may be a cuboid or a cube. When the catalyst module is formed in a rectangular parallelepiped or cube as described above, it is easy to load the catalyst module, and it is easy to replace and transport the catalyst module, and it is possible to maximize the efficiency of the
또한, 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.In addition, the
예를 들어, 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도에서 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 환원 반응이 일어나면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 환원제인 암모니아(NH3)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성될 수 있다. 구체적으로, 촉매(350)를 피독시키는 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 피독 물질은 촉매(350)에 흡착되어 선택적 환원 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.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) of exhaust gas and ammonia (NH 3 ) as a reducing agent may react to form a catalyst poisoning substance. Specifically, the poisoning material poisoning the
바이패스 유로(630)는 반응기(300) 보다 상류의 배기 유로(610)에서 분기되어 반응기(300) 보다 하류의 배기 유로(610)에 합류할 수 있다. 즉, 바이패스 유로(630)는 반응기(300)를 우회할 수 있다. 이에, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 중단되어 배기가스가 반응기(300)를 통과할 필요가 없는 경우에는 바이패스 유로(630)를 통해 배기가스를 이동시킬 수 있게 된다.The
한편, 본 명세서에서 하류라 함은 유체의 이동 방향을 기준으로 후방을 의미하며, 상류라 함은 유체의 이동 방향을 기준으로 전방을 의미한다.Meanwhile, in the present specification, the term downstream means the rear with respect to the moving direction of the fluid, and the upstream refers to the front with respect to the moving direction of the fluid.
바이패스 밸브(730)는 바이패스 유로(630)에 설치되어 바이패스 유로(630)를 개폐할 수 있다.The
재순환 유로(680)는 반응기(300) 보다 하류의 배기 유로(610)에서 분기되어 반응기(300) 보다 상류의 배기 유로(610)에 합류할 수 있다.The
블로워(450)는 재순환 유로(680) 상에 설치될 수 있다. 블로워(450)는 배기 유로(610)를 따라 이동하는 배기가스의 일부를 재순환 유로(680)로 흡인시킬 수 있다.The
가열 장치(400)는 재순환 유로(680) 상에 설치될 수 있다. 가열 장치(400)는 재순환 유로(680)를 따라 이동하는 배기가스를 가열하여 승온시킨다.The
환원제 분해 챔버(500)는 가열 장치(400)보다 하류의 재순환 유로(680)에 설치될 수 있다. 환원제 분해 챔버(500)는 질소산화물을 저감시키기 위해 환원제를 분해할 수 있다. 선택적 촉매 환원 시스템(101)에서는 질소산화물을 저감시키기 위해 암모니아(NH3)를 질소산화물과 반응시키지만 암모니아 자체가 오염 물질로 보관과 운반이 용이하지 않기 때문에 암모니아를 직접 사용하기 보다는 안정적인 우레아 수용액을 사용하는 것이 보편적이다. 즉, 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액을 환원제 분해 챔버(500)에 분사한 후 이를 가수분해 또는 열분해시켜 암모니아(NH3)를 생성한 후 이를 촉매(350)가 내장된 반응기(300)로 공급하는 방식이다.The reducing
환원제 주입부(470)는 재순환 유로(680)와 배기 유로(610)의 합류 지점에 설치될 수 있다. 환원제 주입부(470)는 환원제 분해 챔버(500)에서 환원제를 분해하여 생성된 암모니아(NH3)를 반응기(300)를 향해 이동하는 배기가스에 주입하게 된다.The reducing
분사 노즐(270)은 환원제 분해 챔버(500)에 환원제를 분사할 수 있다. 여기서, 환원제는 우레아 수용액일 수 있다.The
환원제 저장부(210)는 분사 노즐(270)이 분사할 환원제인 우레아 수용액을 저장할 수 있다. 또한, 환원제 저장부(210)의 배출구는, 도 4에 도시한 바와 같이, 후술할 환원제 공급 펌프(280)와 같은 높이거나 높은 위치(h)에 형성될 수 있다. 도 4는 선박(100)에 선택적 촉매 환원 시스템(101)이 설치된 경우 환원제 저장부(210), 환원제 공급 펌프(280), 및 분사 노즐(270)의 위치를 예시적으로 나타낸다.The reducing
환원제 저장부(210)의 배출구가 환원제 공급 펌프(280)보다 높은 위치에 설치되면, 환원제 저장부(210)에 저장된 환원제의 수위에 의해 자연적으로 대기 압력 이상으로 환원제가 환원제 공급 펌프(280)에 공급되게 되어, 환원제 공급 펌프(280)의 성능을 온전히 활용할 수 있게 된다. 반면, 환원제 공급 펌프(280)가 환원제 저장부(210)의 배출구보다 높게 설치된다면, 환원제 공급 펌프(280)가 환원제를 흡상하게 되는 운전 조건이 되어 환원제 공급 펌프(280)의 토출 성능이 낮아지게 되고 한계 흡상 범위를 초과하는 경우 환원제 공급 펌프(280)의 운전이 불가해질 수도 있으며 유체와 공기가 함께 흡입되어 환원제 공급 펌프(280)에서 캐비테이션이 발생하여 환원제 공급 펌프(280)에 파손이 발생될 수 있다.When the outlet of the reducing
환원제 공급 라인(621)은 환원제 저장부(210)와 분사 노즐(270)을 연결할 수 있다.The reducing
환원제 공급 펌프(280)는 환원제 공급 라인(621) 상에 설치될 수 있다. 일례로, 환원제 공급 펌프(280)는 체적식 정량 제어 펌프일 수 있다. 즉, 환원제 공급 펌프(280)로 펌프 자체적으로 필요한 환원제의 공급 유량을 제어할 수 있는 펌프가 사용될 수 있다. 체적식 정량 제어 펌프로는 다이아프램 또는 실린더 타입으로 일정 체적을 왕복하는 형태로 유체를 공급하는 체적식 펌프가 사용될 수 있다. 이와 같은 체적식 정량 제어 펌프는 유량을 제어하는 방법으로 펌프를 구동시키는 모터의 회전수를 조절하여 체적의 왕복 횟수를 조절하여 공급 유량을 제어하거나 왕복 횟수를 고정하고 왕복 길이를 조절, 즉 체적을 변경하여 공급 유량을 제어할 수 있다. 또한, 전술한 두가지의 방법을 조합하여 보다 넓은 유량 영역에서 공급 유량을 제어할 수 있다. The reducing
이러한 체적식 정량 제어 펌프의 유량 제어는 펌프 출구단에 유량을 검출할 수 있는 장치를 설치하여, 펌프 출구의 유량을 공급하고자 하는 유량과 일치하도록 펌프 모터의 회전 속도 또는 왕복 길이를 조절하는 폐루프 방식이 적용되거나 펌프의 모터 회전수별 공급 유량 또는 펌프의 왕복 길이별 공급 유량에 대한 데이터를 제어 장치에 입력하고, 공급하고자 하는 유량별로 펌프 모터 회전수 또는 왕복 길이를 조절하는 개루프 방식이 적용될 수 있다. The flow control of such a volumetric quantitative control pump is a closed loop in which a device capable of detecting the flow rate is installed at the pump outlet end, and the rotation speed or reciprocating length of the pump motor is adjusted to match the flow rate to be supplied at the pump outlet. method is applied, or the open-loop method can be applied by inputting data on the supply flow rate for each motor revolution of the pump or the supply flow rate for each reciprocating length of the pump to the control device, and adjusting the pump motor revolution number or reciprocating length for each flow to be supplied. there is.
도 5 및 도 6은 개루프 방식으로 체적식 정량 제어 펌프를 제어하는 과정을 나타낸 그래프들이다.5 and 6 are graphs illustrating a process of controlling a volumetric quantitative control pump in an open-loop manner.
도 5에 도시한 바와 같이, 엔진 부하에 따라 체적식 정량 제어 펌프를 구동시키는 모터의 회전수를 제어하여 환원제 분사량을 조절하거나, 도 6에 도시한 바와 같이 엔진 부하에 따라 체적식 정량 제어 펌프의 왕복 길이를 제어하여 환원제 분사량을 조절할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the amount of reducing agent injection is adjusted by controlling the rotation speed of the motor driving the volumetric quantitative control pump according to the engine load, or the volumetric quantitative control pump according to the engine load as shown in FIG. 6 . By controlling the reciprocating length, the injection amount of the reducing agent can be adjusted.
또한, 전술한 개루프 방식과 폐루프 방식을 혼용하여, 제어 초기에는 개루프 방식으로 목표 유량을 제어하고, 이후 펌프 출구부에 설치된 유량 검출 수단을 통해 공급 유량을 검출하여 펌프 제어를 보정하는 방법을 적용할 수도 있다. In addition, by mixing the above-described open-loop method and the closed-loop method, the target flow rate is controlled in the open-loop method at the beginning of the control, and then the supply flow rate is detected through the flow rate detecting means installed at the pump outlet, thereby correcting the pump control. may be applied.
또한, 펌프를 구동시키는 모터의 회전수 제어를 위해서는 공급 전류의 주파수 제어 장치를 별도 구비하거나, 인버터가 모터에 내장된 형태로 구비될 수 있으며, 이 때 사용자는 아날로그 전류 또는 전압 신호를 입력하고, 이를 주파수와 매칭시켜 제어할 수 있다. 또한, 왕복 길이 조절을 통한 유량 제어 방식의 경우, 펌프 내부에 왕복 길이 조절 장치를 포함하거나 외부에서 별도로 부가되는 형태로 장착될 수 있으며, 사용자로부터 입력된 아날로그 전류 또는 전압 신호를 왕복 길이와 매칭시켜 제어할 수 있다. 또한, 전술한 2가지 유량 제어 방법을 혼용하여 모터 회전수와 왕복 길이를 제어함으로써 펌프의 공급 유량 가용 범위를 확대시킬 수 있다.In addition, in order to control the rotation speed of the motor that drives the pump, a frequency control device of the supply current may be separately provided, or an inverter may be provided in the form of a built-in motor, in which case the user inputs an analog current or voltage signal, It can be controlled by matching it with the frequency. In addition, in the case of a flow control method through reciprocating length adjustment, it may include a reciprocating length adjusting device inside the pump or may be mounted in a form that is separately added from the outside, and matches the analog current or voltage signal input from the user with the reciprocating length. can be controlled In addition, the available range of the supply flow rate of the pump can be expanded by controlling the motor rotation speed and the reciprocating length by mixing the two flow control methods described above.
한편, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 환원제 공급 펌프(280)로 체적식 정량 제어 펌프가 아닌 다른 펌프를 사용할 수도 있다. 다만, 체적식 정량 제어 펌프를 사용하지 않는 경우에도 환원제 공급 유량 영역이 넓은 것이 중요하며, 원심 펌프와 유량 제어 밸브를 이용한 유량 제어의 경우에도 유량 제어 밸브의 밸브 제어 범위를 넓게 하여 유량 영역을 확대할 수 있으며, 원심 펌프의 공급 압력을 제어함으로써 공급 유량 범위를 더 확대하여 사용할 수 있다.Meanwhile, the first embodiment of the present invention is not limited to the above, and a pump other than the volumetric quantitative control pump may be used as the reducing
맥동 감쇠용 댐프너(dampener)(861)는 환원제 공급 펌프(280)보다 하류의 환원제 공급 라인(621)에 설치되어 환원제 공급 펌프(280)에서 토출된 유체의 맥동을 저감시킬 수 있다. 여기서, 유체는, 일례로, 환원제 또는 세정수일 수 있다.A damper for pulsation damping 861 is installed in the reducing
배압 밸브(862)는 환원제 공급 펌프(280)보다 하류의 환원제 공급 라인(621)에 설치되어 환원제 공급 펌프(280)보다 하류의 환원제 공급 라인(621)의 배압을 일정하게 유지시킬 수 있다.The
환원제 회수 라인(628)은 환원제 공급 펌프(280)와 맥동 감쇠용 댐프너(861) 사이의 환원제 공급 라인(261)에서 분기되어 환원제 저장부(210)와 연결될 수 있다. 환원제 회수 라인(628)은 환원제 공급 펌프(280)에서 토출된 후 분사 노즐(270)로 분사되지 않은 환원제를 환원제 저장부(210)로 회수시킨다.The reducing
릴리프 밸브(728)는 환원제 회수 라인(628)에 설치될 수 있다. 즉, 환원제 공급 펌프(280) 보다 하류의 환원제 공급 라인(621)이 기설정된 압력을 초과하면 릴리프 밸브(728)가 개방되면서 환원제 회수 라인(628)을 통해 환원제를 환원제 저장부(210)로 회수하게 된다.The
한편, 예를 들어, 선박 엔진의 동작 조건이나 환경에 따라 배기가스에 함유된 질소산화물의 농도가 변화되면 일시적으로 환원제의 공급이 중단될 수 있는데, 이때 환원제 공급 펌프(280)의 가동까지 중단시키면 환원제 공급을 재개할 때 응답성이 불량해질 수 있다. 또한, 환원제 공급 펌프(280)가 가동됨과 동시에 분사 노즐(270)에서 환원제를 분사하게 되면, 환원제 분사 초기에 분사 노즐(270)에서 환원제가 고르게 분사되지 못하게 된다.On the other hand, for example, if the concentration of nitrogen oxide contained in the exhaust gas changes according to the operating conditions or environment of the marine engine, the supply of the reducing agent may be temporarily stopped. Responsiveness may deteriorate when resuming supply of reducing agent. In addition, when the reducing
이에, 본 발명의 제1 실시예에서는, 분사 노즐(270)에서 일정한 압력으로 환원제가 분사되고 환원제 분사에 대한 응답성을 향상시키기 위해서, 환원제 공급 펌프(280)가 환원제 공급이 요구되는 시점보다 먼저 가동될 수 있으며 환원제 회수 라인(628)과 릴리프 밸브(728)를 통해 분사 노즐(270)에 환원제를 공급하는 환원제 공급 라인(621)을 일정한 압력으로 유지하여 분사 노즐(270)에서 환원제의 분사를 개시할 때 응답성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 환원제를 고르게 분사할 수 있다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, the reducing agent is injected at a constant pressure from the
세정수 공급 라인(625)은 환원제 공급 펌프(280)와 환원제 저장부(210) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 연결될 수 있다.The washing
세정수 공급부(250)는 세정수 공급 라인(625)으로 세정수를 공급할 수 있다. 세정수 공급부(250)가 공급하는 세정수는 분사 노즐(270)로의 환원제 공급이 중단된 후 환원제 공급 라인(621)이나 분사 노즐(270)에 잔존하는 환원제를 제거하기 위해 사용될 수 잇다.The washing
세정수 공급 밸브(725)는 세정수 공급 라인(625) 상에 설치되어 세정수 공급 라인(625)을 개폐할 수 있다.The washing
세정수 공급 압력 검출 장치(825)는 세정수 공급 라인(625) 상에 설치될 수 있다. 후술할 제어 장치(700)는 세정수 공급 압력 검출 장치(825)가 검출한 세정수의 압력이 세정수 허용 압력보다 낮거나 높으면 경고를 발생시킬 수 있다. 여기서, 세정수 허용 압력은 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 세부적인 사양에 따라 달라질 수 있다.The washing water supply
공기 공급부(230)는 분사 노즐(270)이 분사할 압축 공기를 공급할 수 있다. 공기 공급부(230)가 공급하는 압축 공기는 분사 노즐(270)에서 분사되는 환원제의 미립화에 사용되거나 환원제 공급 라인(621)의 세정을 위해 사용될 수 있다. 또한, 공기 공급부(230)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 방법으로 구성될 수 있다.The
공기 공급 라인(623)은 공기 공급부(230)와 분사 노즐(270)을 연결할 수 있다.The
공기 공급 밸브(726)는 공기 공급 라인(623) 상에 설치되어 공기 공급 라인(623)을 개폐할 수 있다.The
제1 공기 공급 압력 검출 장치(823)는 공기 공급 밸브(726)보다 하류의 공기 공급 라인(623) 상에 설치될 수 있다. 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823)는 공기 공급부(230)가 공급하는 압축 공기의 압력을 검출할 수 있다. 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823)가 검출한 압축 공기의 압력이 허용 공기 압력보다 낮거나 높으면 후술할 제어 장치(700)는 경고를 발생시킬 수 있다. 여기서, 허용 공기 압력은 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 세부적인 사양에 따라 달라질 수 있다.The first air supply
공기 압력 조절 밸브(723)는 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823)보다 하류의 공기 공급 라인(623) 상에 설치될 수 있다. 공기 압력 조절 밸브(723)는 공기 공급 라인(623)이 공급하는 압축 공기가 사용되는 용도에 따라 적정한 압력이 되도록 압축 공기의 압력을 조절할 수 있다.The air
제2 공기 공급 압력 검출 장치(824)는 공기 압력 조절 밸브(723)보다 하류의 공기 공급 라인(623) 상에 설치될 수 있다. 제2 공기 공급 압력 검출 장치(824)는 공기 압력 조절 밸브(723)와 연동하여 공기 압력 조절 밸브(723)가 압축 공기의 압력을 조절하도록 돕는다.The second air supply
공기 분사 밸브(724)는 제1 공기 공급 압력 검출 장치(824)와 분사 노즐(270) 사이의 공기 공급 라인(623)에 설치될 수 있다. 즉, 공기 분사 밸브(724)는 분사 노즐(270)의 압축 공기 분사 여부를 제어할 수 있다.The
공기 필터(842)는 제1 공기 공급 압력 검출 장치(823)와 공기 압력 조절 밸브(723) 사이의 공기 공급 라인(623)에 설치될 수 있다. 공기 필터(842)는 공기 공급부(230)가 공급하는 압축 공기에 함유된 이물질을 제거할 수 있다.The
퍼지(purge) 라인(627)은 공기 공급 라인(623)에서 분기되어 환원제 공급 펌프(280)와 분사 노즐(270) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 합류할 수 있다. 퍼지 라인(627)에 의해 공기 공급부(230)가 공급하는 압축 공기를 이용하여 분사 노즐(270)에 잔존하는 환원제와 세정수를 제거할 수 있게 된다.The
일례로, 퍼지 라인(627)은 공기 압력 조절 밸브(723)보다 하류의 공기 공급 라인(623)에서 분기될 수 있다. 또한, 퍼지 라인(627)은 환원제 공급 펌프(280)보다 하류의 환원제 공급 라인(621)에 합류될 수 있다.For example, the
하지만, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시한 바와 같이, 퍼지 라인(627)은 공기 압력 조절 밸브(723)보다 상류의 공기 공급 라인(623)에서 분기될 수 있다.However, the first embodiment of the present invention is not limited to the above, and as shown in FIG. 3 , the
퍼지 밸브(727)는 퍼지 라인(627) 상에 설치되어 퍼지 라인(627)을 개폐할 수 있다.The
환원제 공급 제어 밸브(721)는 세정수 공급 라인(625)과의 연결 지점과 환원제 저장부(210) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 설치될 수 있다. 환원제 공급 제어 밸브(721)는 환원제의 공급과 차단을 제어할 수 있다.The reducing agent
환원제 압력 검출 장치(821)는 환원제 공급 라인(621) 상에 설치되어 환원제의 공급 압력을 측정할 수 있다. 환원제 압력 검출 장치(821)는 필요에 따라 복수개 설치될 수 있다.The reducing agent
한편, 후술할 제어 장치(700)는 환원제 압력 검출 장치(821)가 검출한 압력이 환원제 허용 압력을 초과하거나 미만이면 경고를 발생시킬 수 있다. 여기서, 환원제 허용 압력은 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 세부적인 사양에 따라 달라질 수 있다.On the other hand, the
환원제 유량 검출 장치(831)는 환원제 공급 라인(621) 상에 설치되어 환원제의 공급 유량을 검출할 수 있다. 후술할 제어 장치(700)는 환원제 유량 검출 장치(831)와 환원제 압력 검출 장치(821)가 제공하는 정보에 기초하여 현재 공급되고 있는 환원제의 양을 파악할 수 있게 된다.The reducing agent flow
환원제 분사 밸브(722)는 환원제 유량 검출 장치(831)와 분사 노즐(270) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 설치되어 환원제 분사 여부를 제어할 수 있다.The reducing
환원제 필터(841)는 환원제 공급 제어 밸브(721)와 환원제 공급 펌프(280) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 설치될 수 있다. 환원제 필터(841)는 환원제에 함유된 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 세정수 공급 라인(625)은 환원제 공급 제어 밸브(721)와 환원제 필터(841) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 연결될 수 있다. 따라서, 세정수 공급 라인(625)을 통해 환원제 공급 라인(621)에 공급된 세정수도 환원제 필터(841)를 거치게 된다.The reducing
제어 장치(700)는 선택적 촉매 환원 시스템(101)에 사용된 각종 밸브들과, 환원제 공급 펌프(280)와, 가열 장치(400), 그리고 블로워(450) 등을 제어할 수 있다.The
특히, 본 발명의 제1 실시예에서, 제어 장치(700)는 환원제 공급 펌프(270)의 동작과 세정수 및 압축 공기의 공급 여부를 제어할 수 있는데, 제어 장치(700)는 분사 노즐(270)로의 환원제 공급이 중단되면, 세정수 공급부(250)가 공급하는 세정수를 사용하여 1차 세정 작업을 수행한 후, 공기 공급부(230)가 공급하는 압축 공기를 사용하여 2차 세정 작업을 수행할 수 있다.In particular, in the first embodiment of the present invention, the
이때, 세정수 공급부(250)가 공급하는 세정수는 환원제 공급 펌프(280)의 동작에 의해 분사 노즐(270)로 공급될 수 있다.At this time, the washing water supplied by the washing
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 세정수 공급 라인(625)이 환원제 공급 펌프(280)와 환원제 저장부(210) 사이의 환원제 공급 라인(621)에 연결되므로, 환원제 공급 펌프(280)를 이용하여 세정수를 환원제 공급 압력과 동일한 압력으로 분사 노즐(270)을 향해 공급할 수 있다.According to the first embodiment of the present invention, since the washing
만약, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 환원제 공급 펌프(280)를 이용하여 세정수를 공급할 수 없는 구조라면, 선택적 촉매 환원 시스템(101)에는 세정수를 공급하기 위한 별도의 세정수 공급 펌프가 요구된다. 이때, 별도의 세정수 공급 펌프는 분사 노즐(270)이 단일 유체 타입의 노즐인 경우 분사 노즐(270)에서 환원제가 분사될 때 요구되는 압력 이상의 압력으로 세정수를 공급할 수 있어야 하며, 분사 노즐(270)이 이유체 타입의 노즐인 경우 분사 노즐(270)에 미립화를 위해 함께 공급되는 압축 공기의 압력보다 높은 압력으로 세정수를 공급할 수 있어야만 세정수가 원활하게 공급될 수 있다. 환원제 공급 라인(621)과 분사 노즐(270)의 세정을 위해 세정수를 사용할 때, 분사 노즐(270)이 압축 공기를 분사하고 있는 상태에서 세정수를 공급하게 되면, 압축 공기의 압력에 의해 환원제 공급 라인(621)으로의 역방향 압력이 작용하게 되고, 따라서 세정수의 공급 압력이 공기 역방향 작용 압력 보다 높아야 만 세정수의 역류를 방지하고 세정을 원활하게 수행할 수 있기 때문이다. 하지만, 전술한 성능을 만족시키도록 별도의 세정수 공급 펌프를 마련하는 것은 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 최초 설치 비용 및 유지 비용을 크게 증가시키는 원인이 될 수 있다.If, as in the first embodiment of the present invention, the washing water cannot be supplied using the reducing
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제어 장치(700)는 환원제 공급 펌프(280)가 공급하는 세정수의 공급량을 환원제 공급 펌프(280)의 최대 공급 유량의 60% 이하가 되도록 환원제 공급 펌프(280)의 동작을 제어할 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 2차 세정 작업이 종료된 이후 세정수 공급 라인(625)과 연결된 지점과 퍼지 라인(627)과 연결된 지점 사이의 환원제 공급 라인(621)에는 세정수가 잔존하게 된다. 따라서, 환원제 유량 검출 장치(831)가 설치된 환원제 공급 라인(621)이 비워져 환원제 유량 검출 장치(831)가 오작동하는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, after the secondary cleaning operation is finished, there is a washing water in the reducing
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 간소한 구성을 가지고도 안정적으로 잔존 환원제를 세정시킬 수 있을 뿐만 아니라 오작동의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.By such a configuration, the selective
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)에서는 배기 유로(611, 612), 촉매(351, 352)가 내장된 반응기(301, 302), 바이패스 유로(631, 632), 바이패스 밸브(731, 732), 재순환 유로(681, 682), 블로워(451, 452), 가열 장치(401, 402), 환원제 주입부(471, 472), 및 환원제 분해 챔버(501, 502)가 복수개가 마련될 수 있다. 그리고 분사 노즐(271, 272)은 복수개가 복수의 환원제 분해 챔버(501, 502)마다 각각 설치될 수 있다. 또한, 필요에 따라 제어 장치(701, 702)도 복수개 마련될 수 있다.7 and 8, in the selective
또한, 환원제 공급 라인(621) 및 공기 공급 라인(623)의 일단은 각각 분기되어 복수의 분사 노즐(271, 272)에 연결될 수 있다.In addition, one end of the reducing
또한, 본 발명의 제2 실시예에서 하나의 통합 환원제 공급 장치(202)는 복수의 분사 노즐(271, 272)이 사용되고, 환원제 공급 라인(621) 및 공기 공급 라인(623)의 일단이 분기되며, 환원제 공급 라인(621) 및 공기 공급 라인(623)의 분기에 따라 일부 밸브 및 센서가 복수개 설치되는 것을 제외하면 기본적인 구조는 제1 실시예와 동일하다.In addition, in the second embodiment of the present invention, one integrated reducing
또한, 제어 장치(700)는 배기가스에 함유된 질소산화물의 함량에 따라 복수의 분사 노즐(271, 272)에서 각각 분사되어야 할 환원제의 양을 제어할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 제어 장치(700)는 복수의 분사 노즐(271, 272)에 각각 공급되어야 할 환원제의 총량을 산출하고, 산출된 환원제의 총량을 공급할 수 있도록 환원제 공급 펌프(280)의 동작을 제어할 수 있다.Specifically, the
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(102)도 간소한 구성을 가지고도 안정적으로 잔존 환원제를 세정시킬 수 있을 뿐만 아니라 오작동의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.By such a configuration, the selective
특히, 복수의 동력 장치에서 배출되는 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 하나의 통합 환원제 공급 장치(202)를 사용함으로써, 선택적 촉매 환원 시스템(102)의 전체적인 구성을 간소화할 수 있다.In particular, by using one integrated reducing
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 characteristics 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.
100: 선박
101, 102: 선택적 촉매 환원 시스템
201, 202: 통합 환원제 공급 장치
210: 환원제 저장부
230: 공기 공급부
250: 세정수 공급부
270, 271, 272: 분사 노즐
280: 환원제 공급 펌프
300, 301, 302: 반응기
350, 351, 352: 촉매
400, 401, 402: 가열 장치
450, 451, 452: 블로워
470, 471, 472: 환원제 주입부
500, 501, 502: 환원제 분해 챔버
610, 611, 612: 배기 유로
621: 환원제 공급 라인
623: 공기 공급 라인
625: 세정수 공급 라인
627: 퍼지 라인
628: 환원제 회수 라인
630, 631, 632: 바이패스 유로
680, 681, 682: 재순환 유로
700, 701, 702: 제어 장치
721: 환원제 공급 제어 밸브
722: 환원제 분사 밸브
723: 공기 압력 조절 밸브
724: 공기 분사 밸브
725: 세정수 공급 밸브
726: 공기 공급 밸브
727: 퍼지 밸브
728: 릴리프 밸브
730, 731, 732: 바이패스 밸브
821: 환원제 압력 검출 장치
823: 제1 공기 압력 검출 장치
824: 제2 공기 압력 검출 장치
825: 세정수 압력 검출 장치
831: 환원제 유량 검출 장치
841: 환원제 필터
842: 공기 필터
861: 맥동 감쇠용 댐프너
862: 배압 밸브100: ship
101, 102: selective catalytic reduction system
201, 202: integrated reducing agent supply unit
210: reducing agent storage unit
230: air supply
250: washing water supply unit
270, 271, 272: spray nozzle
280: reducing agent supply pump
300, 301, 302: reactor
350, 351, 352: catalyst
400, 401, 402: heating device
450, 451, 452: blower
470, 471, 472: reducing agent injection unit
500, 501, 502: reducing agent decomposition chamber
610, 611, 612: exhaust flow path
621: reducing agent supply line
623: air supply line
625: washing water supply line
627: purge line
628: reducing agent recovery line
630, 631, 632: Bypass Euro
680, 681, 682: recirculation flow path
700, 701, 702: control unit
721: reducing agent supply control valve
722: reducing agent injection valve
723: air pressure regulating valve
724: air injection valve
725: flushing water supply valve
726: air supply valve
727: purge valve
728: relief valve
730, 731, 732: bypass valve
821: reducing agent pressure detection device
823: first air pressure detection device
824: second air pressure detection device
825: washing water pressure detection device
831: reducing agent flow rate detection device
841: reducing agent filter
842: air filter
861: dampener for pulsation damping
862: back pressure valve
Claims (20)
상기 환원제 분해 챔버에 환원제를 분사하는 분사 노즐;
상기 분사 노즐이 분사할 환원제를 저장하는 환원제 저장부;
상기 환원제 저장부와 상기 분사 노즐을 연결하는 환원제 공급 라인;
상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 환원제 공급 펌프;
상기 환원제 공급 펌프와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에 연결된 세정수 공급 라인;
상기 세정수 공급 라인으로 세정수를 공급하는 세정수 공급부;
상기 분사 노즐이 분사할 압축 공기를 공급하는 공기 공급부;
상기 공기 공급부와 상기 분사 노즐을 연결하는 공기 공급 라인; 및
상기 공기 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 공급 펌프와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인에 합류하는 퍼지 라인
을 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.a reducing agent decomposition chamber for decomposing the reducing agent to reduce nitrogen oxides;
a spray nozzle for spraying a reducing agent into the reducing agent decomposition chamber;
a reducing agent storage unit for storing the reducing agent to be sprayed by the injection nozzle;
a reducing agent supply line connecting the reducing agent storage unit and the spray nozzle;
a reducing agent supply pump installed on the reducing agent supply line;
a washing water supply line connected to the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the reducing agent storage unit;
a washing water supply unit supplying washing water to the washing water supply line;
an air supply unit for supplying compressed air to be sprayed by the spray nozzle;
an air supply line connecting the air supply unit and the spray nozzle; and
A purge line branching from the air supply line and joining the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the injection nozzle
A selective catalytic reduction system comprising a.
상기 세정수 공급 라인과의 연결 지점과 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 환원제 공급 제어 밸브;
상기 환원제 공급 라인 상에 설치되어 환원제의 공급 압력을 측정하는 환원제 압력 검출 장치;
상기 환원제 공급 라인 상에 설치되어 환원제의 공급 유량을 검출하는 환원제 유량 검출 장치; 및
상기 환원제 유량 검출 장치와 상기 분사 노즐 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치되어 환원제 분사 여부를 제어하는 환원제 분사 밸브
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
a reducing agent supply control valve installed in the reducing agent supply line between the connection point to the washing water supply line and the reducing agent storage unit;
a reducing agent pressure detection device installed on the reducing agent supply line to measure the supply pressure of the reducing agent;
a reducing agent flow rate detection device installed on the reducing agent supply line to detect the supply flow rate of the reducing agent; and
A reducing agent injection valve installed in the reducing agent supply line between the reducing agent flow rate detection device and the injection nozzle to control whether or not the reducing agent is injected
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 환원제 공급 제어 밸브와 상기 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 환원제 필터를 더 포함하며,
상기 세정수 공급 라인은 상기 환원제 공급 제어 밸브와 상기 환원제 필터 사이의 상기 환원제 공급 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a reducing agent filter installed in the reducing agent supply line between the reducing agent supply control valve and the reducing agent supply pump,
The washing water supply line is a selective catalytic reduction system, characterized in that connected to the reducing agent supply line between the reducing agent supply control valve and the reducing agent filter.
상기 환원제 공급 펌프는 체적식 정량 제어 펌프인 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
The selective catalytic reduction system, characterized in that the reducing agent supply pump is a volumetric quantitative control pump.
상기 환원제 공급 펌프보다 하류의 상기 환원제 공급 라인에 설치된 맥동 감쇠용 댐프너(dampener)와;
상기 환원제 공급 펌프보다 하류의 상기 환원제 공급 라인에 설치되어 배압을 일정하기 유지시키는 배압 밸브
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.5. The method of claim 4,
a dampener for pulsation damping installed in the reducing agent supply line downstream from the reducing agent supply pump;
A back pressure valve installed in the reducing agent supply line downstream of the reducing agent supply pump to maintain a constant back pressure
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 환원제 공급 펌프와 상기 맥동 감쇠용 댐프너 사이의 상기 환원제 공급 라인에서 분기되어 상기 환원제 저장부와 연결된 환원제 회수 라인과;
상기 환원제 회수 라인에 설치된 릴리프 밸브
를 더 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템.6. The method of claim 5,
a reducing agent recovery line branched from the reducing agent supply line between the reducing agent supply pump and the pulsation damping damper and connected to the reducing agent storage unit;
Relief valve installed in the reducing agent return line
Selective catalytic reduction system further comprising a.
상기 환원제 저장부의 배출구는 상기 환원제 공급 펌프와 같은 높이거나 높은 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
The outlet of the reducing agent storage unit is a selective catalytic reduction system, characterized in that formed at the same height or high position as the reducing agent supply pump.
상기 세정수 공급 라인 상에 설치된 세정수 공급 밸브와;
상기 세정수 공급 라인 상에 설치된 세정수 공급 압력 검출 장치
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
a washing water supply valve installed on the washing water supply line;
Washing water supply pressure detection device installed on the washing water supply line
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 공기 공급 라인 상에 설치된 공기 공급 밸브;
상기 공기 공급 밸브보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제1 공기 공급 압력 검출 장치;
상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 공기 압력 조절 밸브;
상기 공기 압력 조절 밸브보다 하류의 상기 공기 공급 라인 상에 설치된 제2 공기 공급 압력 검출 장치; 및
상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치와 상기 분사 노즐 사이의 상기 공기 공급 라인에 설치된 공기 분사 밸브
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
an air supply valve installed on the air supply line;
a first air supply pressure detecting device installed on the air supply line downstream of the air supply valve;
an air pressure regulating valve installed on the air supply line downstream of the first air supply pressure detecting device;
a second air supply pressure detecting device installed on the air supply line downstream of the air pressure regulating valve; and
an air injection valve installed in the air supply line between the first air supply pressure detection device and the injection nozzle
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 제1 공기 공급 압력 검출 장치와 상기 공기 압력 조절 밸브 사이의 상기 공기 공급 라인에 설치된 공기 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.10. The method of claim 9,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises an air filter installed in the air supply line between the first air supply pressure detection device and the air pressure control valve.
상기 퍼지 라인은 상기 공기 압력 조절 밸브의 상류 또는 하류의 상기 공기 공급 라인에서 분기되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.10. The method of claim 9,
The purge line is a selective catalytic reduction system, characterized in that branching from the air supply line upstream or downstream of the air pressure control valve.
상기 환원제 공급 펌프의 동작과 상기 세정수 및 상기 압축 공기의 공급 여부를 제어하는 제어 장치를 더 포함하며,
상기 제어 장치는 상기 분사 노즐로의 상기 환원제 공급이 중단되면, 상기 세정수 공급부가 공급하는 세정수를 사용하여 1차 세정 작업을 수행한 후, 상기 공기 공급부가 공급하는 압축 공기를 사용하여 2차 세정 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.According to claim 1,
Further comprising a control device for controlling the operation of the reducing agent supply pump and the supply of the washing water and the compressed air,
When the supply of the reducing agent to the spray nozzle is stopped, the control device performs a primary cleaning operation using the washing water supplied by the washing water supply unit, and then performs a secondary cleaning operation using the compressed air supplied by the air supply unit. A selective catalytic reduction system, characterized in that performing a cleaning operation.
상기 세정수 공급부가 공급하는 세정수는 상기 환원제 공급 펌프의 동작에 의해 상기 분사 노즐로 공급되며,
상기 제어 장치는 상기 환원제 공급 펌프가 공급하는 세정수의 공급량을 상기 환원제 공급 펌프의 최대 공급 유량의 60% 이하가 되도록 상기 환원제 공급 펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.13. The method of claim 12,
The washing water supplied by the washing water supply unit is supplied to the spray nozzle by the operation of the reducing agent supply pump,
The control device is a selective catalytic reduction system, characterized in that for controlling the operation of the reducing agent supply pump so that the supply amount of the washing water supplied by the reducing agent supply pump is 60% or less of the maximum supply flow rate of the reducing agent supply pump.
상기 2차 세정 작업이 종료된 이후 상기 세정수 공급 라인과 연결된 지점과 상기 퍼지 라인과 연결된 지점 사이의 상기 환원제 공급 라인에는 세정수가 잔존하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.13. The method of claim 12,
Selective catalytic reduction system, characterized in that the washing water remains in the reducing agent supply line between the point connected to the washing water supply line and the point connected to the purge line after the secondary washing operation is finished.
질소산화물(NOx)를 함유한 배기가스가 배출되며 상기 환원제 분해 챔버가 설치된 배기 유로;
상기 배기 유로 상에 설치되고 내부에 촉매가 마련된 반응기;
상기 반응기 보다 하류의 상기 배기 유로에서 분기되어 상기 반응기 보다 상류의 상기 배기 유로에 합류하는 재순환 유로;
상기 재순환 유로 상에 설치된 블로워; 및
상기 재순환 유로 상에 설치된 가열 장치
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.15. The method according to any one of claims 1 to 14,
an exhaust passage through which exhaust gas containing nitrogen oxide (NOx) is discharged and the reducing agent decomposition chamber is installed;
a reactor installed on the exhaust passage and provided with a catalyst therein;
a recirculation passage branching from the exhaust passage downstream of the reactor and joining the exhaust passage upstream of the reactor;
a blower installed on the recirculation passage; and
a heating device installed on the recirculation passage
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 환원제 분해 챔버는 상기 가열 장치보다 하류의 상기 재순환 유로에 설치된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.16. The method of claim 15,
The reducing agent decomposition chamber is a selective catalytic reduction system, characterized in that installed in the recirculation passage downstream than the heating device.
상기 재순환 유로와 상기 배기 유로의 합류 지점에 설치된 환원제 주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.16. The method of claim 15,
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises a reducing agent injection unit installed at the junction of the recirculation passage and the exhaust passage.
상기 반응기 보다 상류의 상기 배기 유로에서 분기되어 상기 반응기 보다 하류의 상기 배기 유로에 합류하는 바이패스 유로와;
상기 바이패스 유로에 설치되어 상기 바이패스 유로를 개폐하는 바이패스 밸브
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.16. The method of claim 15,
a bypass passage branching from the exhaust passage upstream of the reactor and joining the exhaust passage downstream of the reactor;
A bypass valve installed in the bypass flow path to open and close the bypass flow path
Selective catalytic reduction system, characterized in that it further comprises.
상기 배기 유로, 상기 반응기, 상기 재순환 유로, 상기 블로워, 상기 가열 장치, 및 상기 환원제 분해 챔버는 복수개가 마련되며,
상기 분사 노즐은 복수개가 복수의 상기 환원제 분해 챔버마다 각각 설치되고,
상기 환원제 공급 라인 및 상기 공기 공급 라인의 일단은 각각 분기되어 복수의 분사 노즐에 연결된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.16. The method of claim 15,
A plurality of the exhaust passage, the reactor, the recirculation passage, the blower, the heating device, and the reducing agent decomposition chamber are provided,
A plurality of the injection nozzles are installed for each of the plurality of reducing agent decomposition chambers,
Selective catalytic reduction system, characterized in that one end of the reducing agent supply line and the air supply line is respectively branched and connected to a plurality of injection nozzles.
배기가스에 함유된 질소산화물의 함량에 따라 상기 분사 노즐에서 분사되는 환원제의 양을 제어하는 제어 장치를 더 포함하며,
상기 제어 장치는 복수의 상기 분사 노즐에 각각 공급되어야 할 환원제의 총량을 산출하고, 산출된 환원제의 총량을 공급할 수 있도록 상기 환원제 공급 펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.20. The method of claim 19,
Further comprising a control device for controlling the amount of the reducing agent injected from the injection nozzle according to the content of nitrogen oxides contained in the exhaust gas,
Selective catalytic reduction system, characterized in that the control device calculates the total amount of the reducing agent to be supplied to each of the plurality of injection nozzles, and controls the operation of the reducing agent supply pump to supply the calculated total amount of the reducing agent.
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