KR20230110240A - Reducing agent decomposition system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 환원제 분해 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 환원제 분해 시스템은 질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트와, 상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽과, 상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부, 그리고 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함한다.The present invention relates to a reducing agent decomposition system, and the reducing agent decomposition system according to an embodiment of the present invention includes an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves, a partition wall blocking a portion of the exhaust duct to limit a passage sectional area of the exhaust gas, a reducing agent injection unit inserted into the exhaust duct and injecting a reducing agent at the rear of the partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall, and a high-temperature gas toward the reducing agent injection unit at the rear of the partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall. It includes a gas ejection unit that injects.

Description

환원제 분해 시스템{REDUCING AGENT DECOMPOSITION SYSTEM}Reducing agent decomposition system {REDUCING AGENT DECOMPOSITION SYSTEM}

본 발명의 실시예는 환원제 분해 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제를 분해 생성하는 환원제 분해 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a reducing agent decomposition system, and more particularly, to a reducing agent decomposition system for decomposing and producing a reducing agent for reducing nitrogen oxides.

선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 시스템이다.A selective catalytic reduction (SCR) system is a system for reducing nitrogen oxides contained in exhaust gas generated from diesel engines, boilers, incinerators, and the like.

일반적으로 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치되어 질소산화물 저감 반응을 일으키는 반응기를 질소산화물이 함유된 배기가스가 흐르는 배기 덕트 상에 설치하고, 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 반응기의 내부에 마련된 촉매에서 질소산화물이 환원제와 반응하여 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원 처리한다. 그리고, 환원제는 반응기의 전방에서 배기 덕트를 흐르는 배기가스에 분사된다. 여기서, 환원제로는 우레아(urea) 수용액, 암모니아 수용액, 무수 암모니아 등을 사용하고 있다.In general, in a selective catalytic reduction system, a reactor in which a catalyst is installed to reduce nitrogen oxides is installed on an exhaust duct through which an exhaust gas containing nitrogen oxides flows, and the exhaust gas and a reducing agent are passed together. The catalyst provided inside the reactor reacts with the reducing agent to reduce nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) harmless to the human body. Then, the reducing agent is injected into the exhaust gas flowing through the exhaust duct at the front of the reactor. Here, as the reducing agent, an aqueous solution of urea, an aqueous ammonia solution, anhydrous ammonia, or the like is used.

선택적 촉매 환원 시스템에서 환원제를 우레아(urea) 수용액으로 사용할 경우, 우레아가 배기가스의 온도에 의하여 암모니아로 분해되며 암모니아가 최종적인 환원제 역할을 수행하게 된다.When an aqueous solution of urea is used as a reducing agent in the selective catalytic reduction system, urea is decomposed into ammonia by the temperature of the exhaust gas, and ammonia serves as the final reducing agent.

그런데, 배기가스의 온도가 낮을 경우, 예를 들어 배기가스의 온도가 섭씨 200 내지 250도 미만일 경우 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트나 반응기의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 문제가 발생할 수 있다.However, when the temperature of the exhaust gas is low, for example, when the temperature of the exhaust gas is less than 200 to 250 degrees Celsius, urea is not completely converted into ammonia, which may cause deposits to form in the exhaust duct or inside the reactor.

이러한 문제를 해결하기 위하여 배기 덕트에 우레아 수용액을 직접 분사하지 않고 별도의 환원제 분해 챔버에 우레아 수용액을 분사하는 방법을 사용하였다. 환원제 분해 챔버에 우레아 수용액과 함께 우레아가 암모니아로 변환될 수 있도록 필요한 열에너지를 공급하여 우레아를 열분해 또는 가수분해시켜 암모니아를 생성한 다음 이를 반응기 전방의 배기 덕트에 공급하는 방법이다.In order to solve this problem, a method of injecting the urea aqueous solution into a separate reducing agent decomposition chamber without directly injecting the urea aqueous solution into the exhaust duct was used. This is a method in which an aqueous solution of urea and thermal energy necessary for converting urea into ammonia are supplied to a reducing agent decomposition chamber to thermally decompose or hydrolyze urea to generate ammonia, which is then supplied to an exhaust duct in front of the reactor.

하지만, 선박이나 차량용 디젤 엔진에 사용되는 선택적 촉매 환원 시스템에서는 설치 공간의 제약으로 인하여 작은 공간에서 효과적으로 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성할 수 있어야 할 뿐만 아니라 생성된 암모니아를 배기가스에 효율적으로 혼합시킬 수 있는 것이 요구된다.However, in a selective catalytic reduction system used in a diesel engine for ships or vehicles, it is required to be able to effectively decompose urea to generate ammonia in a small space due to space constraints and efficiently mix the generated ammonia into exhaust gas.

그런데 별도의 환원제 분해 챔버를 사용하면 이를 위한 여러 추가 장비가 필요하게 되므로 선택적 촉매 환원 시스템의 설치 공간이 크게 증가하는 문제점이 있다.However, when a separate reducing agent decomposition chamber is used, there is a problem in that the installation space of the selective catalytic reduction system is greatly increased because various additional equipment is required for this.

본 발명의 실시예는 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있는 환원제 분해 시스템을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a reducing agent decomposition system capable of effectively improving mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing a space where urea is decomposed to produce ammonia.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분해 시스템은 질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트와, 상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽과, 상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부, 그리고 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a reducing agent decomposition system includes an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves, a partition wall that blocks a portion of the exhaust duct to limit a passage sectional area of the exhaust gas, a reducing agent injection unit that is inserted into the exhaust duct and injects a reducing agent at the rear of a partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall, and a gas injection unit that injects a high-temperature gas toward the reducing agent injection unit at the rear of the partial area of the exhaust duct blocked by the partition wall.

상기 격벽은 상기 배기 덕트의 중앙 영역을 막아 배기가스를 상기 배기 덕트 내부의 가장자리로 이동시키고, 상기 환원제 분사부와 상기 가스 분사부는 각각 상기 배기 덕트의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사하도록 구성될 수 있다.The bulkhead may block a central region of the exhaust duct to move exhaust gas to an inner edge of the exhaust duct, and the reducing agent injection unit and the gas injection unit may respectively inject the reducing agent and the high-temperature gas in the central region of the exhaust duct.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 믹서를 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a mixer provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 가이드 베인(guide vane)을 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a guide vane provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기 가이드 베인은 상기 가스 분사부에서 상기 환원제 분사부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.The guide vane may be formed in a funnel shape with a diameter increasing in a direction from the gas injection unit to the reducing agent injection unit.

상기한 환원제 분해 시스템은 상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 온도 센서를 더 포함할 수 있다.The reducing agent decomposition system may further include a temperature sensor provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit.

상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제를 분사하고, 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제의 분사를 중단하거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 유량을 증가시키거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 온도를 상승시키도록 구성될 수 있다.When the temperature measured by the temperature sensor is within a decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent injector injects the reducing agent, and when the temperature measured by the temperature sensor is out of the decomposable temperature range of the reducing agent, the reducing agent injector may be configured to stop dispensing of the reducing agent, increase the flow rate of the hot gas injected by the gas ejection unit, or increase the temperature of the hot gas injected by the gas ejection unit.

본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분해 시스템은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reducing agent decomposition system can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing a space where ammonia is generated by decomposing urea.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a sixth embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a seventh embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to an eighth embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a ninth embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a reducing agent decomposition system according to a tenth embodiment of the present invention.

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, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 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 in other embodiments, only configurations different from those of the first embodiment will be described.

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 advised 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 like structures, elements or parts appearing in two or more drawings, like reference numerals are used to indicate like features.

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 embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the diagram are expected. Therefore, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area, and includes, for example, modification of the shape by manufacturing.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템 (101)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 101 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 .

본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 환원제 전구체인 우레아(urea)를 분해하여 배기가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 환원제로 사용되는 암모니아(NH3)를 생성한다.The reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention decomposes urea, which is a reducing agent precursor, to generate ammonia (NH 3 ) used as a reducing agent to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

도 1에 도시한 바와 같이, 환원제 분해 시스템(101)의 후방에는 촉매(350)가 내부에 설치된 반응기(300)가 배치된다. 그리고 환원제 분해 시스템(101)을 통해 생성된 암모니아(NH3)는 배기가스와 혼합되어 촉매(350)를 거치면서 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원 반응한다. 이때, 촉매(350)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다.As shown in FIG. 1, a reactor 300 in which a catalyst 350 is installed is disposed at the rear of the reducing agent decomposition system 101. In addition, ammonia (NH 3 ) generated through the reducing agent decomposition system 101 is mixed with the exhaust gas and undergoes a reduction reaction with nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas while passing through the catalyst 350 . In this case, the catalyst 350 may be made of various materials known to those skilled in the art, such as zeolite, vanadium, and platinum.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 배기 덕트(610), 환원제 분사부(410), 및 가스 분사부(510)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention includes an exhaust duct 610, a reducing agent spraying unit 410, and a gas spraying unit 510.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 환원제 공급부(450) 및 가스 공급부(550)를 더 포함할 수 있다.In addition, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention may further include a reducing agent supply unit 450 and a gas supply unit 550 .

배기 덕트(610)는 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 구체적으로, 배기 덕트(610)는 배기가스 배출원과 반응기(300)를 연결한다.The exhaust duct 610 moves exhaust gas containing nitrogen oxides (NOx). Specifically, the exhaust duct 610 connects the exhaust gas emission source and the reactor 300 .

일례로, 배기가스 배출원은 선박용 엔진일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 배기가스 배출원은 2행정 저속 디젤 엔진일 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 배기가스 배출원은 4행 중속 디젤 엔진일 수도 있으며, 2행정 저속 디젤 엔진과 4행 중속 디젤 엔진이 혼용된 복수의 엔진이 배기가스 배출원일 수도 있다. 이때, 2행정 저속 디젤 엔진은 선박에 추친력을 제공하는 주동력원으로 사용될 수 있으며, 4행 중속 디젤 엔진은 발전용 또는 보조 동력원 사용될 수 있다. 또한, 배기가스 배출원이 선박용 엔진에 한정되는 것은 아니며 차량용 엔진일 수도 있다.As an example, the exhaust gas emission source may be a marine engine. More specifically, the exhaust gas emission source may be a two-stroke low speed diesel engine. However, the first embodiment of the present invention is not limited thereto. The exhaust gas emission source may be a 4-line medium-speed diesel engine, or a plurality of engines in which a 2-stroke low-speed diesel engine and a 4-line medium-speed diesel engine are mixed may be exhaust gas emission sources. At this time, the 2-stroke low-speed diesel engine may be used as a main power source for providing thrust to the ship, and the 4-stroke medium-speed diesel engine may be used for power generation or as an auxiliary power source. In addition, the exhaust gas emission source is not limited to a ship engine and may be a vehicle engine.

이와 같이, 배기가스 배출원은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이거나 플랜트에 사용되는 동력 장치일 수도 있다.As such, the exhaust gas emission source may be various types of engines known to those skilled in the art or power units used in plants.

환원제 분사부(410)는 배기 덕트(610)에 삽입되어 배기 덕트(610)를 통해 이동하는 배기가스에 우레아(urea, CO(NH2)2)를 우레아 수용액 형태로 분사한다. 일례로, 환원제 분사부(410)는 우레아 수용액을 후방, 즉 반응기(300) 방향으로 분사할 수 있다.The reducing agent injection unit 410 is inserted into the exhaust duct 610 and injects urea (CO(NH 2 ) 2 ) in the form of an aqueous urea solution to the exhaust gas moving through the exhaust duct 610 . For example, the reducing agent injection unit 410 may inject the urea aqueous solution backward, that is, toward the reactor 300 .

본 명세서에서 전방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 상류 방향을 의미하고, 후방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 하류 방향을 의미한다.In this specification, the front means an upstream direction based on the moving direction of the exhaust gas, and the rear means a downstream direction based on the moving direction of the exhaust gas.

본 발명의 제1 실시예에서, 환원제 분사부(410)가 분사하는 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액은 환원제 전구체에 해당하며, 우레아가 열분해 또는 가수분해되면서 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성되고, 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, an aqueous solution of urea (CO(NH 2 ) 2 ) injected by the reducing agent injection unit 410 corresponds to a reducing agent precursor, and urea is thermally decomposed or hydrolyzed to produce ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO), and isocyanic acid (HNCO) may be decomposed into ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ).

환원제 공급부(450)는 환원제 분사부(410)가 분사할 우레아 수용액을 공급한다. 환원제 공급부(450)는 배기가스 배출원인 엔진의 부하에 따라 변동하는 환원제 요구량을 고려하여 적절한 양의 우레아를 공급할 수 있다.The reducing agent supply unit 450 supplies the urea aqueous solution to be sprayed by the reducing agent spray unit 410 . The reducing agent supply unit 450 may supply an appropriate amount of urea in consideration of a required amount of reducing agent that varies according to the load of an engine, which is an exhaust gas emission source.

또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 환원제 공급부(450)는 저장 탱크, 분무용 압축 공기 공급 장치 등 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.In addition, although not specifically shown, the reducing agent supply unit 450 may include various components known to those skilled in the art, such as a storage tank and a compressed air supply device for spraying.

가스 분사부(510)는 환원제 분사부(410)의 전방에서 환원제 분사부(410)를 향해 고온 가스를 분사한다. 이때, 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스가 갖는 온도는 환원제 분사부(410)가 분사한 우레아의 분해 가능 온도 범위 내에 속한다. 일례로, 고온 가스는 섭씨 200도 내지 섭씨 600도 범위 내의 온도를 가질 수 있다.The gas ejection unit 510 injects high-temperature gas toward the reducing agent ejection unit 410 from the front of the reducing agent ejection unit 410 . At this time, the temperature of the high-temperature gas injected by the gas ejection unit 510 falls within a decomposable temperature range of urea injected by the reducing agent ejection unit 410 . In one example, the hot gas may have a temperature in the range of 200 degrees Celsius to 600 degrees Celsius.

이와 같이, 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스는 환원제 분사부(410)가 분사한 우레아를 분해하기 위해 필요한 열에너지를 제공할 뿐만 아니라 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시키는데도 도움을 준다.As such, the high-temperature gas injected by the gas ejection unit 510 not only provides heat energy required to decompose the urea injected by the reducing agent injection unit 410, but also effectively mixes ammonia generated by decomposing urea with the exhaust gas.

가스 공급부(550)는 가스 분사부(510)가 분사할 고온 가스를 공급한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 가스 공급부(550)는 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 가스 분사부(510)에 고온 가스를 공급할 수 있다.The gas supply unit 550 supplies hot gas to be injected by the gas dispensing unit 510 . In addition, in the first embodiment of the present invention, the gas supply unit 550 may supply high-temperature gas to the gas dispensing unit 510 when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea.

또한, 구체적으로 도시하지 않았으나, 가스 공급부(550)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 구성을 포함할 수 있다.In addition, although not specifically shown, the gas supply unit 550 may include various components known to those skilled in the art.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(101)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 101 according to the first embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 별도의 분해 챔버를 마련하지 않고, 우레아를 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스에 직접 분사하면서도 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스를 통해 효과적으로 우레아를 분해하여 암모니아를 생성할 수 있다.Specifically, according to the first embodiment of the present invention, urea is directly injected into the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 without providing a separate decomposition chamber, while the gas injection unit 510 sprays hot gas. Urea can be effectively decomposed to generate ammonia.

또한, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스는 배기 덕트(610)의 내부에서 새로운 기류를 형성하여 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 혼합시키는데 도움을 줄 수 있다.In addition, the high-temperature gas injected by the gas injection unit 510 may form a new airflow inside the exhaust duct 610 to help mix ammonia generated by decomposition of urea with exhaust gas.

이와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템의 전체적인 크기를 증가시키지 않고도 효과적으로 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 암모니아와 배기가스를 효과적으로 혼합시킬 수 있다.As such, urea can be effectively decomposed to generate ammonia, and ammonia and exhaust gas can be effectively mixed without increasing the overall size of the selective catalytic reduction system.

또한, 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트나 반응기의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 현상을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent a phenomenon in which urea is not completely converted into ammonia and thus deposits are formed in the exhaust duct or inside the reactor.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 102 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 .

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)은, 전술한 제1 실시예에서, 배기 덕트(610) 내부의 일 영역에 설치되어 배기 덕트(610)와 함께 이중관 구조를 형성하는 내부 덕트(650)를 더 포함한다.As shown in FIG. 2, the reducing agent decomposition system 102 according to the second embodiment of the present invention, in the above-described first embodiment, is installed in a region inside the exhaust duct 610 and the exhaust duct 610. It further includes an inner duct 650 forming a double pipe structure.

그리고 환원제 분사부(410)는 내부 덕트(650)의 내부에서 환원제를 분사하고 가스 분사부(510)는 내부 덕트(650)의 내부에서 고온 가스를 분사한다.The reducing agent injection unit 410 injects the reducing agent from the inside of the inner duct 650 and the gas injection unit 510 injects high-temperature gas from the inside of the inner duct 650 .

내부 덕트(650)는 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 배기 덕트(610)의 내부에서 불필요하게 확산되는 것을 억제한다. 즉, 고온 가스가 갖는 열에너지가 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 집중될 수 있게 한다.The internal duct 650 suppresses the hot gas injected from the gas ejection unit 510 from being unnecessarily diffused inside the exhaust duct 610 . That is, the thermal energy of the high-temperature gas can be concentrated to decompose the urea injected from the reducing agent injection unit 410 .

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(102)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 102 according to the second embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

특히, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 우레아를 분해하는데 집중시키고 불필요하게 낭비되는 것을 억제하여 선택적 촉매 환원 시스템의 전체적인 에너지 이용 효율을 향상시킬 수 있다.In particular, it is possible to improve the overall energy use efficiency of the selective catalytic reduction system by concentrating the thermal energy of the high-temperature gas injected by the gas injection unit 510 on decomposing urea and suppressing unnecessary waste.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 103 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 .

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부를 차폐하는 격벽(670)을 더 포함한다.As shown in FIG. 3, the reducing agent decomposition system 103 according to the third embodiment of the present invention, in the above-described second embodiment, further includes a partition wall 670 for shielding the front end of the inner duct 650.

즉, 격벽(670)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입입되는 것을 차단한다.That is, the partition wall 670 blocks the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 from entering the front end of the internal duct 650 .

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 배기가스가 내부 덕트(650)로 유입되어 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스와 혼합됨으로써, 전체적인 온도가 낮아지는 현상을 억제할 수 있다.Therefore, according to the third embodiment of the present invention, when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea, the exhaust gas flows into the inner duct 650 and is mixed with the high-temperature gas injected by the gas dispensing unit 510, thereby suppressing a phenomenon in which the overall temperature is lowered.

즉, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 더욱 집중시킬 수 있다.That is, the thermal energy of the high-temperature gas injected from the gas dispensing unit 510 may be more concentrated on decomposing the urea injected from the reducing agent dispensing unit 410 .

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(103)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 103 according to the third embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

특히, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 우레아를 분해하는데 더욱 집중시킬 수 있다.In particular, the thermal energy of the high-temperature gas injected by the gas ejection unit 510 may be further concentrated on decomposing urea.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 104 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 .

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부에 마련된 다공판(680)을 더 포함한다. 다공판(680)에는 배기가스가 통과할 수 있는 다수의 관통홀(689)이 형성된다.As shown in FIG. 4, the reducing agent decomposition system 104 according to the fourth embodiment of the present invention, in the above-described second embodiment, further includes a perforated plate 680 provided at the front end of the inner duct 650. A plurality of through holes 689 through which exhaust gas can pass are formed in the perforated plate 680 .

다공판(680)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입되는 유량을 감소시킬 뿐만 아니라 내부 덕트(650)로 유입된 배기가스의 기류를 변화시키거나 와류를 발생시킨다.The perforated plate 680 not only reduces the flow rate of the exhaust gas flowing along the exhaust duct 610 flowing into the front end of the inner duct 650, but also changes the air flow of the exhaust gas flowing into the inner duct 650 or generates a vortex.

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 환원제 분사부(510)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, ammonia generated by the decomposition of urea injected from the reducing agent injection unit 510 can be effectively mixed with the exhaust gas.

또한, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 온도가 우레아의 분해 가능 온도에 미치지 못할 경우에 배기가스가 내부 덕트(650)로 유입되는 유량을 감소시켜 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스의 온도가 낮아지는 현상을 감소시킬 수 있다. 즉, 가스 분사부(510)가 분사한 고온 가스가 갖는 열에너지를 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해하는데 집중시킬 수 있다.In addition, when the temperature of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 does not reach the decomposition temperature of urea, the flow rate of the exhaust gas flowing into the inner duct 650 is reduced, thereby reducing the temperature of the high-temperature gas injected by the gas ejection unit 510. It can be reduced. That is, the thermal energy of the high-temperature gas injected from the gas dispensing unit 510 may be concentrated on decomposing urea injected from the reducing agent dispensing unit 410 .

또한, 배기가스가 다공판을 지나면서 형성된 기류의 변화로 인하여 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, ammonia produced by decomposition of urea can be effectively mixed with the exhaust gas due to a change in air flow formed while the exhaust gas passes through the perforated plate.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(104)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 104 according to the fourth embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 105 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 .

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)은, 전술한 제2 실시예에서, 내부 덕트(650)의 전단부에 마련된 가이드 베인(guide vane)(690)을 더 포함한다.As shown in FIG. 5, the reducing agent decomposition system 105 according to the fifth embodiment of the present invention, in the above-described second embodiment, is provided at the front end of the inner duct 650. It further includes a guide vane 690.

가이드 베인(690)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 내부 덕트(650)의 전단부로 유입될 때 배기가스의 기류를 변화시키거나 와류를 발생시킨다.The guide vane 690 changes the air flow of the exhaust gas or generates a vortex when the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 is introduced to the front end of the inner duct 650 .

따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.Therefore, according to the fourth embodiment of the present invention, ammonia generated by the decomposition of urea injected from the reducing agent injection unit 410 can be effectively mixed with the exhaust gas.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(105)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 105 according to the fifth embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing a space where ammonia is generated by decomposing urea.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 106 according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 .

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)에서는 내부 덕트(650)가 설치된 배기 덕트(610)의 일 영역(615)이 타 영역(611)보다 상대적으로 직경이 크게 형성된다.As shown in FIG. 6, in the reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention, one region 615 of the exhaust duct 610 in which the internal duct 650 is installed has a relatively larger diameter than the other region 611.

또한, 환원제 분해 시스템(106)은 내부 덕트(650)의 후방에 마련된 믹서(710)를 더 포함한다.In addition, the reducing agent decomposition system 106 further includes a mixer 710 provided behind the inner duct 650.

본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)은 배기 덕트(610)의 직경이 변화한다는 점과 믹서(710)가 추가된 점을 제외하면 제3 실시예와 동일하다.The reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention is the same as the third embodiment except that the diameter of the exhaust duct 610 is changed and the mixer 710 is added.

배기 덕트(610)의 내부에 내부 덕트(650)가 설치되고, 내부 덕트(650)의 전단부가 격벽(670)에 의해 막히면, 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 유로 저항이 증가하게 된다.When the internal duct 650 is installed inside the exhaust duct 610 and the front end of the internal duct 650 is blocked by the partition wall 670, the passage resistance of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 increases.

이와 같이 유로 저항이 증가하면 배기 덕트(610)의 내부의 압력이 상승할 수 있을 뿐만 아니라 배기계 전체에 부정적인 영향을 미쳐 배기가스 배출원인 엔진의 성능이 저하될 수 있다.When flow resistance increases in this way, not only can the pressure inside the exhaust duct 610 rise, but it also has a negative effect on the entire exhaust system, and the performance of the engine, which is a source of exhaust gas, can be deteriorated.

그러나 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 내부 덕트(650)가 설치된 일 영역(615)에서 배기 덕트(610)의 직경을 증가시켜 배기가스의 이동에 따른 유로 저항이 증가하는 것을 억제할 수 있다.However, according to the sixth embodiment of the present invention, by increasing the diameter of the exhaust duct 610 in one region 615 where the internal duct 650 is installed, an increase in flow resistance due to the movement of the exhaust gas can be suppressed.

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 내부 덕트(650)의 후방에 믹서(710)를 마련하여 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, according to the sixth embodiment of the present invention, the mixer 710 is provided at the rear of the internal duct 650 to effectively mix ammonia generated by the decomposition of urea injected from the reducing agent injection unit 410 with the exhaust gas.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(106)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 106 according to the sixth embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

또한, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 배기 덕트(610) 내에 내부 덕트(650)를 설치함으로써 유로 저항이 증가하는 것을 배기 덕트(610)의 구조를 개선하여 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, according to the sixth embodiment of the present invention, by installing the internal duct 650 in the exhaust duct 610, the increase in flow resistance can be effectively suppressed by improving the structure of the exhaust duct 610.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 107 according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 .

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 믹서(720)를 더 포함한다.As shown in FIG. 7, the reducing agent decomposition system 107 according to the seventh embodiment of the present invention, in the above-described first embodiment, is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410. It further includes a mixer 720.

믹서(720)는 가스 분사부9510)에서 분사된 고온 가스의 기류를 변화시켜 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 고온 가스에 의해 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있게 한다.The mixer 720 changes the airflow of the hot gas injected from the gas dispensing unit 9510 so that the urea injected from the reducing agent dispensing unit 410 is decomposed by the hot gas so that ammonia generated can be effectively mixed with the exhaust gas.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(107)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 107 according to the seventh embodiment of the present invention can more effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 108 according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 .

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 가이드 베인(guide vane)(900)을 더 포함한다.As shown in FIG. 8, the reducing agent decomposition system 108 according to the eighth embodiment of the present invention, in the above-described first embodiment, is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410. It further includes a guide vane 900.

가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 배기 덕트(610)의 내부에서 불필요하게 확산되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스를 환원제 분사부(410) 방향으로 유도한다.The guide vane 900 may suppress unnecessary diffusion of the high-temperature gas injected from the gas ejection unit 510 into the exhaust duct 610 . That is, the guide vane 900 guides the high-temperature gas injected from the gas dispensing unit 510 toward the reducing agent dispensing unit 410 .

구체적으로, 가이드 베인(900)은 가스 분사부(510)에서 환원제 분사부(410) 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.Specifically, the guide vane 900 may be formed in a funnel shape with a diameter increasing in a direction from the gas dispensing unit 510 to the reducing agent dispensing unit 410 .

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(108)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 108 according to the eighth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 109 according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 .

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)의 전방에 마련된 격벽(800)을 더 포함한다.As shown in FIG. 9 , the reducing agent decomposition system 109 according to the ninth embodiment of the present invention, in the above-described first embodiment, further includes a partition wall 800 provided in front of the gas injection unit 510.

이때, 격벽(800)은 배기 덕트(610)의 내부를 일부 막는다. 구체적으로, 격벽(800)이 배기 덕트(610)의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하게 된다. 즉, 격벽(800)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스에 직접적으로 영향을 미치는 것을 억제시킨다.At this time, the partition wall 800 partially blocks the inside of the exhaust duct 610 . Specifically, the partition wall 800 blocks a portion of the exhaust duct 610 to limit the cross-sectional area through which exhaust gas passes. That is, the barrier rib 800 suppresses the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 from directly affecting the high-temperature gas injected from the gas dispensing unit 510 .

또한, 환원제 분사부(410)는 배기 덕트(610)에 삽입되어 격벽(800)에 의해 막힌 배기 덕트(610)의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사할 수 있다. 그리고 가스 분사부(510)는 격벽(800)에 의해 막힌 배기 덕트(610)의 일부 영역의 후방에서 환원제 분사부(410)를 향해 고온 가스를 분사할 수 있다.In addition, the reducing agent injection unit 410 may be inserted into the exhaust duct 610 and spray the reducing agent from the rear of a partial area of the exhaust duct 610 blocked by the partition wall 800 . Further, the gas dispensing unit 510 may inject high-temperature gas toward the reducing agent dispensing unit 410 from the rear of a partial region of the exhaust duct 610 blocked by the partition wall 800 .

따라서, 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스가 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아를 분해시키기 이전에 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스가 가스 분사부(510)에서 분사된 고온 가스와 직접적으로 혼합되는 것을 격벽(800)이 억제시킨다.Therefore, before the hot gas injected from the gas ejection part 510 decomposes the urea injected from the reducing agent ejection part 410, the exhaust gas moving along the exhaust duct 610 is directly mixed with the hot gas injected from the gas ejection part 510.

또한, 격벽(800)은 배기 덕트(610)를 따라 이동하는 배기가스의 기류에 와류를 유발하여 환원제 분사부(410)에서 분사된 우레아가 고온 가스에 의해 분해되어 생성된 암모니아를 배기가스와 효과적으로 혼합시킬 수 있다.In addition, the partition wall 800 induces a vortex in the airflow of the exhaust gas moving along the exhaust duct 610, so that the urea injected from the reducing agent injection unit 410 is decomposed by the high-temperature gas to effectively mix ammonia with the exhaust gas.

예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이, 격벽(800)은 배기 덕트(610)의 중앙 영역을 막아 배기가스를 배기 덕트(610) 내부의 가장자리로 이동시키고, 환원제 분사부(410)와 가스 분사부(510)는 각각 배기 덕트(610)의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사할 수 있다.For example, as shown in FIG. 9 , the partition wall 800 blocks the central area of the exhaust duct 610 to move the exhaust gas to the inner edge of the exhaust duct 610, and the reducing agent spraying unit 410 and the gas spraying unit 510 may respectively inject the reducing agent and the hot gas in the central area of the exhaust duct 610.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(109)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 109 according to the ninth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)을 설명한다.Hereinafter, a reducing agent decomposition system 110 according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 .

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)은, 전술한 제1 실시예에서, 가스 분사부(510)와 환원제 분사부(410) 사이에 배치된 온도 센서(200)를 더 포함한다.As shown in FIG. 10, the reducing agent decomposition system 110 according to the tenth embodiment of the present invention, in the above-described first embodiment, is disposed between the gas injection unit 510 and the reducing agent injection unit 410. It further includes a temperature sensor 200.

본 발명의 제10 실시예에서는, 온도 센서(200)에서 측정된 온도가 우레아의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 환원제 분사부(410)는 환원제를 분사할 수 있다. 예를 들어, 우레아의 분해 가능 온도 범위는 섭씨 200도 내지 섭씨 600도 일 수 있다.In the tenth embodiment of the present invention, when the temperature measured by the temperature sensor 200 is within the decomposable temperature range of urea, the reducing agent injection unit 410 may inject the reducing agent. For example, the temperature range at which urea can be decomposed may be 200 degrees Celsius to 600 degrees Celsius.

또한, 온도 센서(200)에서 측정된 온도가 우레아의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 환원제 분사부(410)는 우레아의 분사를 중단하거나 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스의 유량을 증가시키거나 가스 분사부(510)가 분사하는 고온 가스의 온도를 상승시킬 수 있다.In addition, when the temperature measured by the temperature sensor 200 is outside the decomposition temperature range of urea, the reducing agent injector 410 may stop dispensing of urea, increase the flow rate of the hot gas injected by the gas ejector 510, or increase the temperature of the hot gas injected by the gas ejector 510.

이와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따르면, 환원제 분사부(410)의 우레아 수용액 분사 시점을 적절하게 판단하여 우레아가 암모니아로 완전히 변환되지 않아 배기 덕트(610)나 반응기(300)의 내부에 침전물(deposit)을 형성하는 현상을 방지할 수 있다.As described above, according to the tenth embodiment of the present invention, the injection timing of the reducing agent injection unit 410 is appropriately determined to prevent urea from being completely converted into ammonia, thereby preventing the formation of deposits inside the exhaust duct 610 or the reactor 300.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제10 실시예에 따른 환원제 분해 시스템(110)은 우레아를 분해시켜 암모니아를 생성하는 공간을 최소화하면서도 분해 효율과 함께 배기가스와의 혼합을 효과적으로 향상시킬 수 있다.With this configuration, the reducing agent decomposition system 110 according to the tenth embodiment of the present invention can effectively improve mixing with exhaust gas as well as decomposition efficiency while minimizing the space where urea is decomposed to generate ammonia.

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 with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.

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 should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims described below, and the meaning and scope of the claims and all changes or modifications derived from their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110: 환원제 분해 시스템
200: 온도 센서
300: 반응기
350: 촉매
410: 환원제 분사부
450: 환원제 공급부
510: 가스 분사부
550: 가스 공급부
610: 배기 덕트
650: 내부 덕트
670, 800: 격벽
680: 다공판
689: 관통홀
690, 900: 가이드 베인
710, 720: 믹서101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110: reducing agent decomposition system
200: temperature sensor
300: reactor
350 Catalyst
410: reducing agent injection unit
450: reducing agent supply unit
510: gas injection unit
550: gas supply unit
610: exhaust duct
650: inner duct
670, 800: bulkhead
680: perforated plate
689: through hole
690, 900: guide vane
710, 720: mixer

Claims (7)

질소산화물을 함유한 배기가스가 이동하는 배기 덕트;
상기 배기 덕트의 일부 영역을 막아 배기가스의 통과 단면적을 제한하는 격벽;
상기 배기 덕트에 삽입되어 상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 환원제를 분사하는 환원제 분사부; 및
상기 격벽에 의해 막힌 상기 배기 덕트의 일부 영역의 후방에서 상기 환원제 분사부를 향해 고온 가스를 분사하는 가스 분사부
를 포함하는 환원제 분해 시스템.an exhaust duct through which exhaust gas containing nitrogen oxides moves;
a partition wall that blocks a portion of the exhaust duct and limits a cross-sectional area through which exhaust gas passes;
a reducing agent injection unit that is inserted into the exhaust duct and injects the reducing agent from the rear of a partial region of the exhaust duct blocked by the partition wall; and
A gas injection unit for injecting high-temperature gas toward the reducing agent injection unit at the rear of a partial region of the exhaust duct blocked by the partition wall
A reducing agent decomposition system comprising a. 제1항에 있어서,
상기 격벽은 상기 배기 덕트의 중앙 영역을 막아 배기가스를 상기 배기 덕트 내부의 가장자리로 이동시키고,
상기 환원제 분사부와 상기 가스 분사부는 각각 상기 배기 덕트의 중앙 영역에서 환원제 및 고온 가스를 분사하는 환원제 분해 시스템.According to claim 1,
the bulkhead blocks a central region of the exhaust duct to move exhaust gas to an inner edge of the exhaust duct;
The reducing agent decomposition system of claim 1 , wherein the reducing agent injection unit and the gas injection unit respectively inject the reducing agent and the high-temperature gas in a central region of the exhaust duct. 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 믹서를 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to claim 1,
The reducing agent decomposition system further comprises a mixer provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 가이드 베인(guide vane)을 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to claim 1,
The reducing agent decomposition system further comprises a guide vane provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제4항에 있어서,
상기 가이드 베인은 상기 가스 분사부에서 상기 환원제 분사부 방향으로 갈수록 직경이 커지는 깔때기 형상으로 형성된 환원제 분해 시스템.According to claim 4,
The guide vane is a reducing agent decomposition system formed in a funnel shape with a diameter increasing in a direction from the gas injection unit to the reducing agent injection unit. 제1항에 있어서,
상기 가스 분사부와 상기 환원제 분사부 사이에 마련된 온도 센서를 더 포함하는 환원제 분해 시스템.According to claim 1,
The reducing agent decomposition system further comprises a temperature sensor provided between the gas injection unit and the reducing agent injection unit. 제6항에 있어서,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위 이내이면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제를 분사하고,
상기 온도 센서에서 측정된 온도가 상기 환원제의 분해 가능 온도 범위를 벗어나면, 상기 환원제 분사부는 상기 환원제의 분사를 중단하거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 유량을 증가시키거나 상기 가스 분사부가 분사하는 상기 고온 가스의 온도를 상승시키는 환원제 분해 시스템.According to claim 6,
When the temperature measured by the temperature sensor is within the decomposition temperature range of the reducing agent, the reducing agent injection unit injects the reducing agent,
When the temperature measured by the temperature sensor is outside the decomposition temperature range of the reducing agent, the reducing agent injection unit stops the injection of the reducing agent, increases the flow rate of the hot gas injected by the gas injection unit, or the gas injection unit. A reducing agent decomposition system for increasing the temperature of the hot gas injected.
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