KR20220161776A - Scr system and mixer for thereof - Google Patents

Scr system and mixer for thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20220161776A
KR20220161776A KR1020210069928A KR20210069928A KR20220161776A KR 20220161776 A KR20220161776 A KR 20220161776A KR 1020210069928 A KR1020210069928 A KR 1020210069928A KR 20210069928 A KR20210069928 A KR 20210069928A KR 20220161776 A KR20220161776 A KR 20220161776A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mixer
scr system
urea water
center
exhaust gas
Prior art date
Application number
KR1020210069928A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
고아현
장진영
우영민
정용진
유동규
이영재
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020210069928A priority Critical patent/KR20220161776A/en
Priority to PCT/KR2021/009098 priority patent/WO2022255534A1/en
Publication of KR20220161776A publication Critical patent/KR20220161776A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2821Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409Nitrogen oxides
    • B01D53/9413Processes characterised by a specific catalyst
    • B01D53/9418Processes characterised by a specific catalyst for removing nitrogen oxides by selective catalytic reduction [SCR] using a reducing agent in a lean exhaust gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

The present embodiment relates to a mixer for a selective catalytic reduction (SCR) system installed in an engine exhaust pipe, and an SCR system using the same. More particularly, the present invention relates to a mixer for an SCR system and an SCR system for contacting a blade heated by a heater with urea solution in order to promote hydrolysis of urea solution.

Description

SCR 시스템용 믹서 및 이를 이용한 SCR 시스템 {SCR SYSTEM AND MIXER FOR THEREOF}Mixer for SCR system and SCR system using the same {SCR SYSTEM AND MIXER FOR THEREOF}

본 실시예는 엔진 배기관에 설치되는 SCR 시스템용 믹서 및 SCR 시스템에 관한 것이다.This embodiment relates to a mixer for an SCR system installed in an engine exhaust pipe and an SCR system.

전 세계적으로 환경문제를 해결하기 위한 방안으로 환경규제를 강화시키며 특히 다양한 대기오염 물질 중 최근 큰 이슈인 초미세먼지 저감을 위해 전구물질로 알려진 질소산화물(NOx)을 제어하기 위한 다양한 기술개발이 가속화되고 있다. 특히, 다양한 처리기술 중 기술적, 경제적 이점을 갖춘 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR) 기술을 통하여 질소산화물 제거를 위해 암모니아를 환원제로 이용하는 기술이 대표적이다. As a way to solve environmental problems worldwide, environmental regulations are strengthened, and in particular, the development of various technologies to control nitrogen oxides (NOx), known as precursors, is accelerating to reduce ultrafine dust, which is a big issue among various air pollutants. It is becoming. In particular, among various treatment technologies, a technology using ammonia as a reducing agent for the removal of nitrogen oxides through a selective catalytic reduction (SCR) technology with technical and economic advantages is representative.

SCR 시스템이란, 배기가스에 환원제를 분사하여 촉매층을 통과시켜 상대적으로 저온인 250~450℃에서 질소산화물(NOx)의 환원반응을 효과적으로 진행시키는 시스템이다. 배기가스가 SCR 촉매를 통과하는 동안 화학반응(아래의 화학식 참고)을 통하여 암모니아는 질소산화물을 질소와 물로 전환시킨다.The SCR system is a system that effectively proceeds a reduction reaction of nitrogen oxides (NOx) at a relatively low temperature of 250 to 450 ° C. by injecting a reducing agent into exhaust gas and passing it through a catalyst layer. As the exhaust gas passes through the SCR catalyst, ammonia converts nitrogen oxides into nitrogen and water through a chemical reaction (see formula below).

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O : 환원반응 예시 14NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O : Reduction Example 1

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O : 환원반응 예시 2NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N2 + 3H 2 O: reduction reaction example 2

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O : 환원반응 예시 36NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O: Reduction Example 3

아래의 화학식에서 보듯이, 요소수가 분해되어 HNCO가 생성되고, HNCO가 가수분해 반응을 통해 암모니아(NH3)를 생성하며, 일반적으로 SCR 촉매 (예를 들어, 제올라이트, Zr, Ti 등)가 가수분해 촉매 역할을 한다.As shown in the chemical formula below, urea water is decomposed to produce HNCO, and HNCO generates ammonia (NH 3 ) through a hydrolysis reaction, and in general, an SCR catalyst (eg, zeolite, Zr, Ti, etc.) It acts as a decomposition catalyst.

NH2-CO-NH2 (g or l, Urea) ↔ NH3 (g) + HNCO (g) : 열분해 반응NH 2 -CO-NH 2 (g or l, Urea) ↔ NH 3 (g) + HNCO (g) : thermal decomposition reaction

HNCO (g) + H2O (g) → NH3 (g) + CO2 (g) : 가수분해 반응HNCO (g) + H 2 O (g) → NH 3 (g) + CO 2 (g) : hydrolysis reaction

한편, 상기 HNCO의 가수분해가 빠르게 일어나지 않고 낮은 온도 또는 특정 온도에 있게 되면 HNCO에 의해 부산물이 발생하는데, 이러한 부산물의 발생은 배기가스 정화에 도움이 되지 않으며 결과적으로 SCR 시스템 에서의 배기가스 정화 효율을 저하시키게 된다.On the other hand, when the hydrolysis of the HNCO does not occur rapidly and is at a low temperature or a specific temperature, by-products are generated by HNCO. The generation of these by-products does not help in exhaust gas purification and consequently the exhaust gas purification efficiency in the SCR system will lower

NH2-CO-NH2 + HNCO ↔ NH2-CO-NH-CO-NH2 (Biuret) : 불완전한 열분해 반응NH 2 -CO-NH 2 + HNCO ↔ NH 2 -CO-NH-CO-NH 2 (Biuret): incomplete thermal decomposition reaction

NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → CYA + NH3 (사이아누르산, Cyanuric acid)NH 2 -CO-NH-CO-NH 2 + HNCO → CYA + NH 3 (Cyanuric acid)

3HNCO → CYA (190℃)3HNCO → CYA (190℃)

NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → Ammelide + H2ONH 2 -CO-NH-CO-NH 2 + HNCO → Ammelide + H 2 O

NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → Ammeline + H2ONH 2 -CO-NH-CO-NH 2 + HNCO → Ammeline + H 2 O

따라서, SCR 시스템에서의 배기가스 정화 효율을 높이기 위해서는 HNCO의 가수분해를 촉진시켜 HNCO에 의한 부산물 발생을 저감시키는 것이 필요하다.Therefore, in order to increase exhaust gas purification efficiency in the SCR system, it is necessary to reduce by-product generation by HNCO by accelerating the hydrolysis of HNCO.

이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 요소수의 가수분해를 촉진하기 위해, 별도의 외부 가열장치가 아닌 믹서 내에 구비된 히터를 통해 날개부를 가열하는 기술을 제공하는 것이다.Against this background, an object of the present embodiment is, in one aspect, to provide a technique for heating the wings through a heater provided in the mixer rather than a separate external heating device in order to promote the hydrolysis of urea water.

전술한 목적을 달성하기 위해, 일 측면에서, 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서는 믹서의 몸체부; 상기 몸체부 내부의 중심에 배치되는 중심부; 상기 중심부의 내부에 배치되며 상기 중심부를 가열하는 히터; 상기 몸체부와 상기 중심부 사이에 형성되고, 배기가스와 요소수가 통과되는 내부 공간; 및 상기 중심부 외측면에 결합되고, 상기 중심부를 통해 상기 히터에 의해 가열됨으로써 상기 요소수를 가열하여 상기 내부 공간을 통과하는 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 날개부; 를 포함한다.In order to achieve the above object, in one aspect, a mixer for an SCR system according to the present embodiment includes a body portion of the mixer; a center disposed at the center of the inside of the body; a heater disposed inside the center and heating the center; an inner space formed between the body portion and the center portion and through which exhaust gas and urea water pass; and wing portions coupled to an outer surface of the central portion and heated by the heater through the central portion to heat the urea water and promote hydrolysis of the urea water passing through the internal space. includes

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 가열된 믹서의 날개부가 요소수를 가열함으로써 요소수의 가수분해를 촉진할 수 있다. 이에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물의 정화 효율을 높일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the heated wings of the mixer heat the urea water, thereby promoting hydrolysis of the urea water. Accordingly, it is possible to increase the purification efficiency of nitrogen oxides included in the exhaust gas.

도 1은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서의 구성도이다.
도 2는 도 1의 SCR 시스템용 믹서의 측면에서 바라본 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 믹서의 내부 공간 내에서의 배기가스와 요소수가 통과되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 방열 코일이 구비된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 SCR 시스템용 믹서의 중심부로부터 분리된 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 온도센서가 부착된 SCR 시스템용 믹서를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서를 포함한 SCR 시스템의 구성도이다.
도 9는 SCR 시스템에서 배기가스와 요소수의 흐름 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a configuration diagram of a mixer for an SCR system according to an embodiment.
2 is a front view viewed from the side of the mixer for the SCR system of FIG. 1;
3 is a view for explaining a process in which exhaust gas and urea water pass through an internal space of a mixer according to an exemplary embodiment.
4 is a view for explaining a wing portion equipped with a heat dissipation coil.
5 is a view for explaining a wing part coated with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.
6 is a view for explaining a heater separated from the center of a mixer for an SCR system.
7 is a view for explaining a mixer for an SCR system to which a temperature sensor is attached.
8 is a configuration diagram of an SCR system including a mixer for the SCR system according to an embodiment.
9 is a diagram for explaining a flow process of exhaust gas and urea water in an SCR system.

이하, 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments are described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe the components. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is directly connected or connectable to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.

도 1은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a mixer 100 for an SCR system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, SCR 시스템용 믹서(100)는 몸체부(110), 중심부(120), 히터(130), 내부 공간(140), 날개부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the mixer 100 for the SCR system may include a body portion 110, a center portion 120, a heater 130, an inner space 140, and a wing portion 150.

몸체부(110)는 SCR 시스템용 믹서(100)의 몸체를 형성하는 구성이다.The body portion 110 is a component forming the body of the mixer 100 for the SCR system.

몸체부(110)는 중심부(120), 히터(130), 내부 공간(140), 날개부(150)의 구성을 몸체부(110)의 내부에 포함할 수 있다.The body portion 110 may include a central portion 120 , a heater 130 , an inner space 140 , and wing portions 150 inside the body portion 110 .

몸체부(110)는 중심부(120), 히터(130), 및 기타 구성들과 나사를 통해 결속될 수 있도록 다수의 홈을 구비할 수 있다.The body portion 110 may have a plurality of grooves to be coupled with the center portion 120, the heater 130, and other components through screws.

몸체부(110)의 외측면에는 히터(130), 및 온도를 측정하는 온도 센서(160)의 연결선이 몸체부(110) 밖으로 나올 수 있도록 하는 소켓이 하나 이상 구비될 수 있다. 히터(130) 및 온도 센서(160)은 소켓을 통해 밖으로 나온 연결선으로 SCR 시스템의 외부 장치와 연결될 수 있다.One or more sockets may be provided on an outer surface of the body portion 110 so that connection lines of the heater 130 and the temperature sensor 160 that measure temperature may come out of the body portion 110 . The heater 130 and the temperature sensor 160 may be connected to an external device of the SCR system with a connection wire coming out through a socket.

상기 소켓은 1/2인치 또는 1/8인치 소켓을 포함하며, 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.The socket includes a 1/2 inch or 1/8 inch socket, but is not limited thereto and may be configured in various ways.

중심부(120)는 몸체부(110)의 중심과 중심부(120)의 중심이 일치되도록 몸체부(110)의 내부에 배치될 수 있다.The center portion 120 may be disposed inside the body portion 110 so that the center of the body portion 110 and the center of the center portion 120 coincide.

일 실시예에 따르면, 중심부(120)는 몸체부(110)와의 결속을 위해 플랜지(flange)가 마주보는 양쪽 단면에 구비될 수 있고, 몸체부(110)의 말단과 나사를 통해 체결될 수 있다.According to one embodiment, the central portion 120 may be provided on both end surfaces facing flanges for binding with the body portion 110, and may be fastened to the ends of the body portion 110 through screws. .

또한, 몸체부(110) 내부에 배치된 중심부(120)의 외측면에는 날개부(150)가 결합될 수 있고, 중심부(120)가 날개부(150) 스크류(screw) 형상의 중심이 되는 역할을 수행할 수 있다. 중심부(120)의 외측면과 날개부(150)는 용접 방식으로 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the wing part 150 may be coupled to the outer surface of the center part 120 disposed inside the body part 110, and the center part 120 serves as the center of the screw shape of the wing part 150. can be performed. The outer surface of the central portion 120 and the wing portion 150 may be coupled by welding, but is not limited thereto.

촉매의 성능 개발이 계속되어 SCR 리액터의 온도가 비교적 저온인 약 180℃ 이상이더라도 질소산화물(NOx)의 정화가 가능하다. 그러나, 요소수의 가수분해는 약 200~210℃ 에서 발생하여 180℃ 내외에서는 정상적인 기능을 할 수 없다.As the performance of the catalyst continues to be developed, it is possible to purify nitrogen oxides (NOx) even when the temperature of the SCR reactor is relatively low, about 180 ° C or higher. However, hydrolysis of urea water occurs at about 200 ~ 210 ℃, so it cannot function normally around 180 ℃.

이에 따라, 히터(130)는 요소수의 온도를 가수분해가 잘 일어나는 온도인 약 200~210℃까지 상승시켜 가수분해를 촉진하는 역할을 할 수 있다. Accordingly, the heater 130 may serve to promote hydrolysis by raising the temperature of the urea water to about 200 to 210° C., which is a temperature at which hydrolysis easily occurs.

구체적으로, 히터(130)에서 발생하는 열이 중심부(120) 및 날개부(150)를 가열하고, 가열된 날개부(150)가 내부 공간(140)을 통과하는 요소수를 가열하여 가수분해를 촉진하게 되는 것이다. 이는, 요소수가 SCR 리액터(210)에 들어가기 전에 요소수의 가수분해가 일어나도록 하여 배기가스의 질소산화물(NOx) 정화 효율을 높이기 위함이다.Specifically, the heat generated from the heater 130 heats the central portion 120 and the wing portion 150, and the heated wing portion 150 heats urea water passing through the inner space 140 to perform hydrolysis. it will promote This is to increase the efficiency of purifying nitrogen oxides (NOx) of exhaust gas by allowing hydrolysis of urea water to occur before the urea water enters the SCR reactor 210.

히터(130)는 상기와 같이 열을 방출 할 수 있다. 히터(130)의 온도는 요소수의 가수분해가 촉진되는 약 200~210℃ 혹은 그 이상의 온도로써 적절히 제어될 수 있다. The heater 130 may emit heat as described above. The temperature of the heater 130 may be appropriately controlled to a temperature of about 200 to 210° C. or higher at which hydrolysis of urea water is promoted.

히터(130)는 몸체부(110) 외부에 별도로 구비된 전원장치로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있다.The heater 130 may be driven by receiving power from a power supply provided separately outside the body 110 .

일 실시예에 따르면, 히터(130)의 연결선은 몸체부(110) 외측면에 구비된 하나 이상의 소켓을 통해 밖으로 나오고, 이로 인해 별도로 구비된 전원장치와 연결될 수 있다.According to one embodiment, the connection line of the heater 130 comes out through one or more sockets provided on the outer surface of the body portion 110, and thus can be connected to a separately provided power supply.

히터(130)는 믹서(100) 내의 중심부(120) 및 날개부(150) 전체를 가열하기 위해 긴 금속 파이프의 형태로 형성될 수 있다. The heater 130 may be formed in the form of a long metal pipe to heat the entirety of the center portion 120 and wing portion 150 in the mixer 100 .

히터(130)는 중심부(120)의 내부에 배치될 수 있으며, 열 전달의 효율을 위해 히터(130)와 중심부(120)의 전면(全面)이 직접 맞닿도록 배치될 수 있다. 이에 따라 중심부(120) 및 날개부(150)의 전체가 빠르게 가열될 수 있다.The heater 130 may be disposed inside the central portion 120, and may be disposed so that the front surface of the heater 130 and the central portion 120 directly contact each other for heat transfer efficiency. Accordingly, the entirety of the central portion 120 and the wing portion 150 can be quickly heated.

일 실시예에 따르면, 히터(130)는 몸체부(110)와의 결합을 위해 플랜지(flange)와 결합된 플랜지 히터가 사용될 수 있다. 플랜지 히터는 몸체부(110)와 히터(130)와 결합된 플랜지가 나사를 통해 결속 및 분리될 수 있다. 히터(130)를 몸체부(110))로부터 분리하여 별도로 관리할 수 있으므로, 히터(130)의 관리 및 수리가 용이해지는 효과가 인정된다.According to one embodiment, the heater 130 may be a flange heater coupled with a flange for coupling with the body portion 110 . In the flange heater, the body portion 110 and the flange coupled to the heater 130 may be coupled and separated through screws. Since the heater 130 can be separated from the body 110 and managed separately, the effect of facilitating management and repair of the heater 130 is recognized.

내부 공간(140)은 몸체부(110)와 중심부(120) 사이에 위치하며, 몸체부(110)의 내부에 형성된 공간을 말한다.The inner space 140 is located between the body portion 110 and the center portion 120 and refers to a space formed inside the body portion 110 .

내부 공간(140)을 통해 엔진에서 발생한 배기가스와 요소수 분사장치(230)에서 분사된 요소수가 SCR 시스템용 믹서(100)를 통과하게 된다.The exhaust gas generated from the engine and the urea water injected from the urea water injector 230 pass through the mixer 100 for the SCR system through the internal space 140 .

내부 공간(140)에는 내부 공간을 통과하는 배기가스와 요소수가 균일하게 혼합될 수 있도록 중심부(120)와 결합된 날개부(150)가 배치될 수 있다.In the inner space 140, a wing part 150 coupled to the center 120 may be disposed so that the exhaust gas passing through the inner space and the urea water may be uniformly mixed.

내부 공간(140)의 직경은 내부 공간(140)을 흐르는 요소수와 배기가스의 흐름을 제어하기 위해 날개부(150)의 직경과 동일 혹은 근사하게 형성될 수 있다.The diameter of the inner space 140 may be formed to be the same as or similar to the diameter of the wing portion 150 in order to control the flow of urea and exhaust gas flowing through the inner space 140 .

날개부(150)는 중심부(120)에서 반경방향으로 연장되며 형성되고, 이때 일정 곡률을 가지는 구조의 판형 날개부로 형성되거나 또는 평판한 구조의 판형 날개부로 형성될 수 있다.The wing portion 150 extends radially from the center portion 120 and may be formed as a plate-shaped wing portion having a structure having a certain curvature or as a plate-shaped wing portion having a flat structure.

한편, 일 실시예에서 날개부(150)는 몸체부(110) 내에서 중심부(120)를 중심으로 하여 스크류(screw) 형태로 형성될 수 있다.Meanwhile, in one embodiment, the wing portion 150 may be formed in a screw shape around the center portion 120 within the body portion 110 .

구체적으로, 날개부(150)의 스크류(screw) 형상이란, 날개부(150)가 중심부(120)에서의 임의의 시작점부터 출발하여 배기가스 및 요소수의 진행방향을 따라 중심부(120)의 외주면을 감싸는 방식으로 나아가는 형상을 말한다.Specifically, the screw shape of the wing part 150 means that the wing part 150 starts from an arbitrary starting point in the center part 120 and follows the direction in which exhaust gas and urea water flow, and the outer circumferential surface of the center part 120. It refers to a shape that advances in a way that wraps around.

한편, 일 실시예에서 중심부(120), 및 이와 결합된 날개부(150)는 회전하지 않고 고정된 채로 몸체부(110) 내에 배치될 수 있다.Meanwhile, in one embodiment, the central portion 120 and the wing portion 150 coupled thereto may be disposed within the body portion 110 while being fixed without rotation.

날개부(150)는 히터(130)에 의해 가열될 수 있다. 날개부(150)가 가열되는 온도는 요소수의 가수분해가 잘 일어나는 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상 일 수 있다.The wing portion 150 may be heated by the heater 130 . The temperature at which the wings 150 are heated may be about 200 to 210° C. or higher, which is a temperature at which hydrolysis of urea water occurs well.

날개부(150) 내부에는 히터(130)로부터 전이된 열이 잘 방출될 수 있도록 내부에 방열 코일(151)이 구비될 수 있다.A heat dissipation coil 151 may be provided inside the wings 150 so that the heat transferred from the heater 130 can be well discharged.

한편, 일 실시예에서 날개부(150)의 표면에는 요소수의 가수분해를 촉진시키기 위한 가수분해 촉매가 코팅될 수 있다.Meanwhile, in one embodiment, a hydrolysis catalyst for accelerating the hydrolysis of urea water may be coated on the surface of the wing part 150 .

날개부(150)가 히터(130)로부터 열을 받아 요소수를 가열함과 더불어 날개부(150) 표면에 촉매가 코팅되어, 내부 공간(140)을 통과하는 요소수와 접촉하게 된다면, 요소수의 가수분해가 현저하게 촉진되는 효과를 확인할 수 있다.If the wings 150 receive heat from the heater 130 to heat the urea solution and the catalyst is coated on the surface of the wing 150 to come into contact with the urea solution passing through the internal space 140, the urea solution It can be confirmed that the effect of significantly accelerating the hydrolysis of

날개부(150)는 블레이드, 믹싱부, 가이드부 등으로 호칭될 수 있다.The wing unit 150 may be referred to as a blade, a mixing unit, a guide unit, and the like.

도 2는 SCR 시스템용 믹서(100)를 측면에서 바라보면 정면도이다.2 is a front view when looking at the mixer 100 for the SCR system from the side.

도 2를 참조하면, 몸체부(110), 중심부(120), 히터(130), 및 일 실시예에 따른 히터(130)의 플랜지는 원형의 단면을 갖도록 원통형의 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 직사각형, 타원형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the body portion 110, the center portion 120, the heater 130, and the flange of the heater 130 according to an embodiment may have a cylindrical shape to have a circular cross section, but are limited thereto. It can be formed in various shapes such as rectangular, oval, etc.

중심부(120)와 히터(130)는 몸체부(110)와 결속됨으로써 몸체부(110) 내부의 중심에 배치될 수 있다.The central part 120 and the heater 130 may be disposed at the center of the inside of the body part 110 by being bound to the body part 110 .

도 3은 일 실시예에 따른 믹서(100)의 내부 공간(140) 내에서의 배기가스와 요소수가 통과되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining a process in which exhaust gas and urea water pass through the internal space 140 of the mixer 100 according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따라 중심부(120) 및 이와 결합된 스크류 형태로 형성된 날개부(150)는 회전하지 않고 고정된 채로 배치된다.According to one embodiment, the central portion 120 and the wing portion 150 formed in the form of a screw coupled thereto are disposed while being fixed without rotating.

또한, 스크류 형태로 형성된 날개부(150)는 내부 공간(140)에 흐르는 배기가스와 요소수가 흐름 방향에 따라 도 3에 나타난 화살표의 방향과 같이 3차원의 나선형을 그리며 내부 공간(140)을 통과하도록 인도하는 역할을 하여, 엔진의 배기관(220)으로부터 유입된 배기가스와 요소수 분사장치(230)로부터 분사된 요소수가 균일하게 혼합되도록 한다.In addition, the wing portion 150 formed in a screw shape passes through the internal space 140 in a three-dimensional spiral, as shown in the direction of the arrow shown in FIG. 3 according to the flow direction of the exhaust gas and urea water flowing in the internal space 140. It plays a role of guiding to do so, so that the exhaust gas introduced from the exhaust pipe 220 of the engine and the urea water injected from the urea water injector 230 are uniformly mixed.

이를 통해, SCR 시스템용 믹서(100) 후면에 설치된 SCR 리액터(210)에 제공되는 요소수의 균일도가 향상되게 된다.Through this, the uniformity of the number of elements provided to the SCR reactor 210 installed on the rear side of the mixer 100 for the SCR system is improved.

상기 과정 중, 요소수가 내부 공간(140)을 통과하면서 히터(130)에 의해 가열된 날개부(150)에 의해 요소수의 가수분해가 촉진될 수 있다.During the above process, hydrolysis of urea water may be promoted by the wing portion 150 heated by the heater 130 while passing through the inner space 140 .

또한, 일 실시예에 따라 날개부(150)에 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매를 코팅하여 요소수의 가수분해를 촉진할 수 있다.In addition, according to an embodiment, the hydrolysis of urea water may be promoted by coating the wing portion 150 with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.

도 4는 방열 코일(151)이 구비된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a wing portion provided with a heat dissipation coil 151.

일 실시예에 따라, 날개부(150) 내부에는 방열 코일(151)이 구비되어, 히터(130)로부터 날개부(150)로 전달된 열이 원활하게 방출될 수 있다.According to one embodiment, a heat dissipation coil 151 is provided inside the wings 150, so that heat transferred from the heater 130 to the wings 150 can be smoothly discharged.

방열 코일(151)이 날개부(150) 내부에 구비됨으로써 내부 공간(140)으로 열을 효율적으로 발산시킬 수 있으므로, 히터(130)에 의해 소비되는 에너지의 효율을 높일 수 있다.Since the heat dissipation coil 151 is provided inside the wing portion 150 to efficiently dissipate heat into the inner space 140, the efficiency of energy consumed by the heater 130 can be increased.

방열 코일(151)은 알루미늄 또는 이를 포함한 기타 금속과 같이 열 전도성이 높은 재료로 이루어질 수 있다. The heat dissipation coil 151 may be made of a material having high thermal conductivity, such as aluminum or other metals including the same.

방열 코일(151)은 히터(130)가 방출하는 열에 의해 가열될 수 있음은 물론, 히터(130)와 직접적으로 연결되어 가열될 수 있다.The heat dissipation coil 151 may be heated by heat emitted by the heater 130 or directly connected to the heater 130 to be heated.

도 5는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된 날개부(150)를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the wing portion 150 coated with a catalyst that promotes the hydrolysis of urea water.

일 실시예에 따르면, 날개부(150) 표면에는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅될 수 있다. According to one embodiment, the surface of the wings 150 may be coated with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.

가수분해 촉매는 요소수의 열분해 반응을 통해 생성된 HNCO의 가수분해를 촉진하는 촉매이며, 제올라이트, Zr, Ti 계열의 촉매가 이용될 수 있다.The hydrolysis catalyst is a catalyst that promotes the hydrolysis of HNCO generated through the thermal decomposition reaction of urea water, and zeolite, Zr, and Ti-based catalysts may be used.

날개부(150) 표면에 코팅된 요소수의 가수분해 촉매를 통해 가수분해 반응을 보다 효과적으로 촉진시키기 위해 날개부(150)의 표면적이 넓게 형성될 수 있다.In order to more effectively promote a hydrolysis reaction through a hydrolysis catalyst of urea water coated on the surface of the wing part 150, the surface area of the wing part 150 may be formed to be wide.

가수분해를 촉진하는 촉매 코팅이 용이하게 이루어지도록 날개부(150) 표면을 거칠게 처리할 수 있다.The surface of the wings 150 may be roughened so that the catalyst coating that promotes hydrolysis is easily formed.

날개부(150) 표면을 거칠게 처리하면, 촉매 코팅과의 접촉 면적이 넓어저 코팅이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 이미 코팅된 촉매가 잘 떨어지지 않게 된다.If the surface of the wing portion 150 is roughened, the contact area with the catalyst coating is widened so that the coating is easily performed and the already coated catalyst is difficult to come off.

도 6은 SCR 시스템용 믹서(100)의 중심부(120)로부터 분리된 히터(130)를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the heater 130 separated from the center 120 of the mixer 100 for the SCR system.

히터(130)는 SCR 시스템용 믹서(100)로부터 분리될 수 있다.The heater 130 may be separated from the mixer 100 for the SCR system.

히터(130)는 믹서(100) 내의 중심부(120) 및 날개부(150) 전체를 가열하기 위해 긴 금속 파이프의 형태로 형성될 수 있다. The heater 130 may be formed in the form of a long metal pipe to heat the entirety of the center portion 120 and wing portion 150 in the mixer 100 .

일 실시예에 따르면, 히터(130)는 도 6에서 나타난 바와 같이 몸체부(110)와의 결속을 위해 플랜지(flange)와 결합된 플랜지 히터가 사용될 수 있다. 몸체부(110)는 히터(130)에 결합된 플랜지와 나사를 통해 결속 및 분리될 수 있다.According to one embodiment, as shown in FIG. 6 , the heater 130 may be a flange heater combined with a flange for binding with the body 110 . The body portion 110 may be coupled and separated through a flange coupled to the heater 130 and a screw.

도 7은 온도센서(160)가 부착된 SCR 시스템용 믹서(100)를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the mixer 100 for the SCR system to which the temperature sensor 160 is attached.

통상의 SCR 시스템의 경우 배기관에 구비된 별도의 온도센서를 통해 배기가스의 온도를 측정하고, 배기온도가 180℃ 이상인 경우에 요소수 분사장치에서 요소수가 분사된다. 이는 요소수에서 물을 기화시키고, 요소는 가열하여 암모니아(NH4)로 변환시키기 위해서이다.In the case of a typical SCR system, the temperature of the exhaust gas is measured through a separate temperature sensor provided in the exhaust pipe, and urea water is injected from the urea water injection device when the exhaust temperature is 180° C. or higher. This is to vaporize water in urea water and convert urea into ammonia (NH 4 ) by heating.

일 실시예에 따르면, SCR 시스템용 믹서(100)에는 온도센서(160)가 추가적으로 부가될 수 있고, 온도센서(160)는 요소수 분사장치(230)의 요소수 분사 여부를 제어하기 위해 중심부(120) 또는 날개부(150)의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다.According to one embodiment, a temperature sensor 160 may be additionally added to the mixer 100 for the SCR system, and the temperature sensor 160 controls whether or not the urea water injection device 230 sprays the urea water at the center ( 120) or to measure the temperature of the wings 150.

중심부(120) 및 날개부(150)의 온도가 요소수의 가수분해가 이루어지기 위한 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상에 이르게 되면, 요소수 분사장치에서 요소수가 분사될 수 있다.When the temperature of the center portion 120 and the wing portion 150 reaches about 200 to 210° C. or higher, which is a temperature for hydrolysis of urea water, urea water can be sprayed from the urea water injection device.

온도센서(160)는 중심부(120) 뿐만 아니라 날개부(150)나 기타 SCR 시스템용 믹서(100)의 온도를 측정하기 위한 곳에 부착될 수 있다.The temperature sensor 160 may be attached to a place for measuring the temperature of the center 120 as well as the wings 150 or other mixers 100 for the SCR system.

일 실시예에 따르면, 온도센서(160)는 몸체부(110) 외측면에 구비된 소켓을 통해 연결선이 몸체부(110) 밖으로 나갈 수 있고, SCR 시스템용 믹서(100) 외에 별도로 구비된 전원장치를 통해 전원을 공급받을 수 있다.According to one embodiment, the connection line of the temperature sensor 160 can go out of the body portion 110 through a socket provided on the outer surface of the body portion 110, and a power supply device provided separately in addition to the mixer 100 for the SCR system. Power can be supplied through

도 8은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)를 포함한 SCR 시스템(200)의 구성도이다.8 is a configuration diagram of an SCR system 200 including a mixer 100 for the SCR system according to an embodiment.

본 실시예에 따른 SCR 시스템(200)이 정화하기 위한 배기가스는 자동차, 선박 추진용 엔진, 기타 다른 용도의 엔진, 또는 육상 플랜트에 설치된 보일러나 소각로 등 배기가스를 배출하는 설비로부터 나올 수 있다.Exhaust gas to be purified by the SCR system 200 according to the present embodiment may come from a vehicle, ship propulsion engine, engine for other purposes, or equipment emitting exhaust gas such as a boiler or an incinerator installed in a land plant.

SCR 시스템용 믹서(100)는 SCR 리액터(210)의 전단에 배치되거나 또는 SCR 리액터(210)의 전단과 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.The mixer 100 for the SCR system may be disposed at a front end of the SCR reactor 210 or at a predetermined interval from the front end of the SCR reactor 210 .

SCR 리액터(210)는 배가가스에 의해 활성화되는 촉매를 내부에 포함할 수 있다.The SCR reactor 210 may include a catalyst activated by exhaust gas therein.

SCR 리액터(210)에서는 요소수가 가수분해되어 생성된 암모니아(NH4)가 질소산화물(NOx)과 반응하여 질소(N2)와 물(H2O)가 생성된다.In the SCR reactor 210, ammonia (NH 4 ) generated by hydrolysis of urea water reacts with nitrogen oxide (NOx) to produce nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O).

중심부(120) 및 날개부(150)의 온도가 요소수의 가수분해가 이루어지기 위한 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상에 이르게 되면, 요소수 분사장치에서 요소수가 분사될 수 있다.When the temperature of the center portion 120 and the wing portion 150 reaches about 200 to 210° C. or higher, which is a temperature for hydrolysis of urea water, urea water can be sprayed from the urea water injection device.

도 9는 SCR 시스템(200)에서 배기가스와 요소수의 흐름 과정을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a flow process of exhaust gas and urea water in the SCR system 200.

요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)으로부터 오는 배기가스와 요소수 분사장치(230)에서 분사되는 요소수가 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)에 의해 고르게 혼합된다. The exhaust gas coming from the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injector 230 and the urea water injected from the urea water injector 230 are evenly mixed by the SCR system mixer 100 according to the present embodiment.

요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)에는 질소산화물(NOx)이 정화되기 전의 배기가스가 통과되고, SCR 리액터(210) 후면에 연결된 배기관(220)에는 질소산화물(NOx)이 정화된 배기가스가 통과될 것이다.Exhaust gas before nitrogen oxides (NOx) are purified passes through the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injection device 230, and nitrogen oxides (NOx) are purified through the exhaust pipe 220 connected to the rear of the SCR reactor 210. exhaust gas will pass through.

SCR 시스템용 믹서(100)에서는 요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)으로부터 나와 질소산화물(NOx)이 정화되기 전의 배기가스와 요소수 분사장치(230)로부터 분사된 요소수가 혼합된다.In the mixer 100 for the SCR system, the exhaust gas from the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injector 230 and before nitrogen oxides (NOx) are purified are mixed with the urea water injected from the urea water injector 230. .

SCR 시스템용 믹서(100)를 통과한 요소수는 SCR 리액터(210)에 투입되기 전부터 히터(130)에 의해 가열된 날개부(150)에 의해 요소수가 가열되고, 날개부(150)에 코팅되어 있는 가수분해 촉매와 접촉하여 가수분해가 촉진되어 암모니아를 빠르게 생성할 수 있게 된다. 결과적으로 SCR 시스템의 질소산화물 정화 효율을 향상시키는 데에 기여하게 된다.The urea water that has passed through the mixer 100 for the SCR system is heated by the wings 150 heated by the heater 130 before being put into the SCR reactor 210, and is coated on the wings 150. Hydrolysis is promoted by contacting with a hydrolysis catalyst in the presence of water, and ammonia can be rapidly produced. As a result, it contributes to improving the nitrogen oxide purification efficiency of the SCR system.

구체적으로, SCR 시스템용 믹서(100)에서 요소수를 빠르게 가수분해하여 암모니아를 생성하는 경우 SCR 리액터(210)의 내부에 암모니아가 보다 빠르게 채워지면서 질소산화물 정화 효율을 향상시키게 되는 것인데, 날개부(150)의 가열, 및 가수분해 촉매에 의해 요소수의 열분해 반응을 통해 생성되는 HNCO의 가수분해가 촉진되어 HNCO에 의해 발생되는 부산물의 생성이 저감되면 부산물이 SCR 리액터(210)에서의 SCR 시스템의 정화 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.Specifically, when ammonia is generated by rapidly hydrolyzing urea water in the mixer 100 for the SCR system, the ammonia is filled more quickly in the SCR reactor 210 to improve nitrogen oxide purification efficiency. 150), and the hydrolysis of HNCO generated through the thermal decomposition reaction of urea water by the hydrolysis catalyst is promoted to reduce the production of by-products generated by HNCO, the by-products of the SCR system in the SCR reactor 210 It is possible to prevent deterioration of the purification function.

아울러, 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)와 같이 믹서 내에 히터를 구비하여 SCR 시스템의 질소산화물 정화 효율을 높이는 기술은 챔버 타입의 믹서 뿐만 아니라 블레이드 타입의 믹서에도 적용이 가능하다.In addition, the technique of providing a heater in the mixer, such as the mixer 100 for the SCR system according to the present embodiment, to increase the nitrogen oxide purification efficiency of the SCR system, can be applied not only to the chamber-type mixer but also to the blade-type mixer.

기존의 요소수를 이용하는 SCR 시스템에서는 SCR 리액터 전단에서 요소가 NH3로 대부분 변환되어야 하고 균일한 유동분포를 가질 필요성이 있다. 본 발명은 이러한 요청에 부응할 수 있도록 질소산화물 저감을 위한 SCR 시스템용 믹서를 구성함으로써 SCR 리액터의 전단에서 NH3 발생과 유동 균일도를 극대화할 수 있도록 함으로써 질소산화물의 배출량을 현저히 저감할 수 있는 이점을 제공한다.In the SCR system using existing urea water, most of the urea should be converted to NH 3 at the front of the SCR reactor and there is a need to have a uniform flow distribution. The present invention has the advantage of significantly reducing the emission of nitrogen oxides by configuring a mixer for an SCR system for reducing nitrogen oxides to meet these requests, thereby maximizing the generation of NH 3 and flow uniformity at the front end of the SCR reactor. provides

또한, 본 실시예에 따르면, 요소수를 가열하는 가열장치를 SCR 시스템 내에 별도로 구비할 필요가 없어 장치의 부가를 최소화 할 수 있고, 이에 따라 생산성이 향상되고 경제적인 이점이 있다.In addition, according to the present embodiment, there is no need to separately provide a heating device for heating urea water in the SCR system, thereby minimizing the addition of the device, thereby improving productivity and providing economic benefits.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, and therefore do not exclude other components. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 믹서
110: 몸체부
120: 중심부
130: 히터
140: 내부 공간
150: 날개부
151: 방열 코일
160: 온도센서
200: SCR 시스템
210: SCR 리액터
220: 배기관
230: 요소수 분사장치
100: mixer
110: body part
120: center
130: heater
140: inner space
150: wing part
151: heat dissipation coil
160: temperature sensor
200: SCR system
210: SCR reactor
220: exhaust pipe
230: urea water injector

Claims (15)

믹서의 몸체부;
상기 몸체부 내부의 중심에 배치되는 중심부;
상기 중심부의 내부에 배치되며 상기 중심부를 가열하는 히터;
상기 몸체부와 상기 중심부 사이에 형성되고, 배기가스와 요소수가 통과되는 내부 공간; 및
상기 중심부 외측면에 결합되고, 상기 중심부를 통해 상기 히터에 의해 가열됨으로써 상기 요소수를 가열하여 상기 내부 공간을 통과하는 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 날개부;
를 포함하는, SCR 시스템용 믹서.
mixer body;
a center disposed at the center of the inside of the body;
a heater disposed inside the center and heating the center;
an inner space formed between the body portion and the center portion and through which exhaust gas and urea water pass; and
a wing portion coupled to an outer surface of the central portion and heated by the heater through the central portion to heat the urea water and promote hydrolysis of the urea water passing through the inner space;
Including, mixer for the SCR system.
제 1 항에 있어서,
상기 날개부는 상기 중심부를 중심으로 스크류 형상을 이루는, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 1,
The wing portion forms a screw shape around the center, the mixer for the SCR system.
제 2 항에 있어서,
상기 날개부는 회전하지 않고, 상기 요소수와 상기 배기가스가 상기 내부 공간에서 상기 스크류 형상의 날개부를 따라 흐르도록 하는, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 2,
The mixer for the SCR system, which does not rotate, and allows the urea water and the exhaust gas to flow along the screw-shaped wing in the inner space.
제 1 항에 있어서,
상기 날개부 내부에 방열 코일이 구비된, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 1,
A mixer for an SCR system equipped with a heat dissipation coil inside the wing.
제 4 항에 있어서,
상기 방열 코일은 알루미늄으로 이루어지는, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 4,
The mixer for the SCR system, wherein the heat dissipation coil is made of aluminum.
제 1 항에 있어서,
상기 배기가스에 포함된 질소산화물 제거를 돕기 위해, 상기 날개부에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 1,
In order to help remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas, a catalyst for promoting hydrolysis of the urea water is coated on the wings, the mixer for the SCR system.
제 6 항에 있어서,
상기 촉매 코팅이 용이하게 이루어지도록 상기 날개부의 표면을 거칠게 처리한, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 6,
A mixer for an SCR system in which the surface of the wings is roughened so that the catalyst coating is easily performed.
제 1 항에 있어서,
상기 중심부에 상기 중심부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 부착된, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 1,
A mixer for an SCR system in which a temperature sensor capable of measuring the temperature of the center is attached to the center.
제 1 항에 있어서,
상기 히터는 상기 믹서로부터 분리가 가능한, SCR 시스템용 믹서.
According to claim 1,
The heater is separable from the mixer, the mixer for the SCR system.
배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하기 위한 장치인 SCR 리액터;
상기 SCR 리액터 전, 후면에 연결되어 상기 배기가스가 통과되도록 하는 배기관;
상기 SCR 리액터의 전면에 연결된 상기 배기관에 형성되는 믹서; 및
상기 믹서와 상기 SCR 리액터 전면에 연결된 상기 배기관 사이에 형성된 요소수 분사장치;
를 포함하고,
상기 믹서는 상기 믹서에 구비된 히터에 의해 가열되어 상기 요소수 분사장치에서 분사된 요소수의 가수분해를 촉진하는 날개부를 포함하는, SCR 시스템.
An SCR reactor, which is a device for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas;
Exhaust pipes connected to the front and rear sides of the SCR reactor to allow the exhaust gas to pass through;
a mixer formed in the exhaust pipe connected to the front of the SCR reactor; and
A urea water injection device formed between the mixer and the exhaust pipe connected to the front of the SCR reactor;
including,
The mixer includes a wing portion heated by a heater provided in the mixer to promote hydrolysis of the urea water sprayed from the urea water injection device.
제 10 항에 있어서,
상기 믹서의 날개부는 상기 믹서 내에 구비된 중심부를 따라 스크류 형상을 이루는, SCR 시스템.
According to claim 10,
The wing of the mixer forms a screw shape along the center provided in the mixer, the SCR system.
제 11 항에 있어서,
상기 날개부는 회전하지 않고, 상기 요소수와 상기 배기가스가 상기 믹서의 내부 공간에서 상기 스크류 형상의 날개부를 따라 흐르도록 하는, SCR 시스템.
According to claim 11,
The wing portion does not rotate, and the urea water and the exhaust gas flow along the screw-shaped wing portion in the inner space of the mixer.
제 10 항에 있어서,
상기 날개부가 결합된 상기 믹서 내에 구비된 중심부에 온도 센서가 부착된, SCR 시스템.
According to claim 10,
A temperature sensor is attached to a central portion provided in the mixer to which the wings are coupled, the SCR system.
제 10 항에 있어서
상기 배기가스에 포함된 질소산화물 제거를 돕기 위해, 상기 날개부에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템.
According to claim 10
In order to help remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas, a catalyst that promotes hydrolysis of the urea water is coated on the wings, the SCR system.
제 14 항에 있어서,
상기 촉매 코팅이 용이하게 이루어지도록 상기 날개부의 표면을 거칠게 처리한, SCR 시스템.
15. The method of claim 14,
The SCR system, wherein the surface of the wings is roughened so that the catalyst coating can be easily performed.
KR1020210069928A 2021-05-31 2021-05-31 Scr system and mixer for thereof KR20220161776A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210069928A KR20220161776A (en) 2021-05-31 2021-05-31 Scr system and mixer for thereof
PCT/KR2021/009098 WO2022255534A1 (en) 2021-05-31 2021-07-15 Scr system mixer and scr system using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210069928A KR20220161776A (en) 2021-05-31 2021-05-31 Scr system and mixer for thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220161776A true KR20220161776A (en) 2022-12-07

Family

ID=84323701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210069928A KR20220161776A (en) 2021-05-31 2021-05-31 Scr system and mixer for thereof

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220161776A (en)
WO (1) WO2022255534A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013238219A (en) * 2012-04-17 2013-11-28 Toyota Industries Corp Exhaust emission control device
JP2014234715A (en) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社豊田自動織機 Exhaust emission control device
KR20160109977A (en) * 2015-03-13 2016-09-21 현대중공업 주식회사 Scr system and control method thereof
JP6742779B2 (en) * 2016-03-30 2020-08-19 日本碍子株式会社 Reductant injection device and exhaust gas treatment device
KR20200004524A (en) * 2018-07-04 2020-01-14 현대자동차주식회사 Catalyst coated SCR mixer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022255534A1 (en) 2022-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4779959B2 (en) Exhaust purification device
KR102309224B1 (en) Method for purifying diesel engine exhaust gases
RU2600051C2 (en) Generator of ammonia gas for ammonia production for reducing nitrogen oxides in exhaust gases
KR101251518B1 (en) Dosing module for exhaust after-treatment system of vehicle
EP3030767B1 (en) Method, apparatus and system for aftertreatment of exhaust gas
EP2339139B1 (en) Method for dosing an urea based reducing agent into a gas exhaust stream
KR20170013687A (en) Scr system
CN106523092A (en) Two-blade conical surface type cyclone urea mixing device
KR20100132310A (en) The scr system of a ship for nitrogen oxide(nox) reduction using fine urea powder
US8756918B2 (en) Dosing module for dosing an urea based reducing agent into a gas exhaust stream
JP2010144569A (en) Selective reduction catalyst device
BRPI0900652B1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN EXHAUST GAS SYSTEM
KR100863433B1 (en) Selective catalyst reduction device for exhaust system
KR20220161776A (en) Scr system and mixer for thereof
KR101898235B1 (en) Mixing apparatus for selective catalytic reduction-catalysator
KR101163014B1 (en) Mixer for automobile muffler
KR101175114B1 (en) Mixer for automobile muffler
KR100780609B1 (en) Injector for reducing the nitrogen oxide content in exhaust gas by combustion and exhaust gas purifing system thereof
KR20080048769A (en) Nox reduction apparatus of exhaust gas
CN218871745U (en) Circulating multi-purpose formula tail gas processor
KR20140003132U (en) Urea hydrolysis apparatus for selective catalytic reuction
KR20230146831A (en) SCR mixer using superhydrophobic surface treatment and heating wire
JP2021131084A (en) Exhaust emission control device
KR102320147B1 (en) Mixing device for reducing agent and selective catalyst reduction system having the same
KR101636179B1 (en) Reductant supply apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application