KR20240087070A - 환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법 - Google Patents

환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 환원제 공급 시스템은 환원제를 저장하는 환원제 저장부와, 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제를 공급받아 분사하는 환원제 분사부와, 상기 환원제 저장부와 상기 환원제 분사부를 연결하는 환원제 공급 라인과, 상기 환원제 공급 라인 상에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프와, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 유량 센서, 그리고 상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 압력 센서를 포함한다.

Description

환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법{REDUCTANT SUPPLY SYSTEM AND REDUCTANT SUPPLY METHOD}
본 발명은 환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법에 관한 것이다.
산업화가 급속하게 진전됨에 따라 석유나 석탄과 같은 각종 화석 연료의 사용량이 증가하게 되었다. 이로 인하여 화석 연료의 연소 과정에서 배출되는 각종 유해 가스가 심각한 대기 오염을 야기하고 있다. 대표적인 예로서 스모그(Smog) 현상이나 산성비 등을 들 수 있다.
대기 오염의 주범으로는 차량 및 선박의 엔진 또는 화력 발전소나 공장 등으로부터 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)이나 질소산화물(NOx)이 있다. 이 중에서 질소산화물을 저감시키기 위한 대표적인 설비로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템이 있다. 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원 처리한다.
그리고 선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물을 저감시키기 위한 환원제로 우레아(urea) 수용액, 암모니아 수용액, 무수 암모니아 등을 사용하고 있다. 이중에서 우레아는 촉매에 도달하기 전에 암모니아(NH3)로 분해되어 암모니아가 최종적인 환원제 역할을 수행하게 된다.
또한, 우레아 수용액을 배기가스에 직접 분사하여 사용할 경우, 배기가스의 온도가 섭씨 250도 미만에서 우레아 수용액이 배기가스에 분사되면, 우레아가 분해되면서 생성되는 뷰렛(biuret), 시아누르산(cyanuric acid), 멜라민(melamine), 및 아멜린(ammeline) 등과 같은 부산물에 의해 노즐이 막히거나 배기가스의 흐름을 방해하는 문제점이 있었다.
이에, 별도의 분해 챔버를 마련하고, 우레아를 분해 챔버에서 안정적으로 분해시켜 생성된 암모니아(NH3)를 환원제 분사 장치를 통해 배기관에 분사하는 방법이 사용되고 있다.
전술한 바와 같이, 질소산화물을 저감시키기 위해 사용될 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치는 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를 환원제 공급 펌프를 사용하여 공급하게 되는데, 하나의 환원제 공급 펌프만을 사용하게 되면 환원제 공급 펌프에 이상이 발생되는 경우에는 환원제를 공급할 수 없게 되거나 환원제를 공급하더라도 일정하지 못하거나 목표량에 못 미치는 양의 환원제를 공급하게 되어 안정적으로 질소산화물을 저감하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 환원제를 안정적으로 공급할 수 있는 환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 시스템은 환원제를 저장하는 환원제 저장부와, 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제를 공급받아 분사하는 환원제 분사부와, 상기 환원제 저장부와 상기 환원제 분사부를 연결하는 환원제 공급 라인과, 상기 환원제 공급 라인 상에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프와, 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 유량 센서, 그리고 상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 압력 센서를 포함한다.
상기한 환원제 공급 시스템은 상기 유량 센서 및 상기 압력 센서로부터 전달받은 정보에 근거하여 상기 복수의 환원제 공급 펌프 중 하나를 선택적으로 가동시켜 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제를 상기 환원제 분사부로 공급하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 상기 유량 센서에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면, 현재 가동 중인 환원제 공급 펌프를 중단시키고 다른 환원제 공급 펌프를 가동시킬 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나고 상기 유량 센서에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 복수의 환원제 공급 펌프 전체의 가동을 중단시킬 수 있다.
상기 환원제 공급 상태 이상은 상기 환원제 공급 라인의 막힘 또는 누수를 포함할 수 있다.
상기 유량 센서는 상기 복수의 환원제 공급 펌프와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제1 유량 센서와, 상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제2 유량 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 제1 유량 센서와 상기 제2 유량 센서의 측정값을 비교하여 상기 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단할 수 있다.
상기한 환원제 공급 시스템은 상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 유량 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 환원제 저장부에 저장된 환원제는 우레아 수용액 또는 액화 암모니아일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 방법은 환원제 공급 라인에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프 중 하나를 가동시켜 환원제 분사부에 환원제를 공급하는 단계와, 상기 환원제 공급 라인의 압력과 유량을 측정하는 단계와, 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면 현재 가동 중인 환원제 공급 펌프를 중단시키고 다른 환원제 공급 펌프를 가동시키는 단계, 그리고 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나고 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 복수의 환원제 공급 펌프 전체의 가동을 중단시키는 단계를 포함한다.
상기 환원제 공급 상태 이상은 상기 환원제 공급 라인의 막힘 또는 누수를 포함할 수 있다.
상기한 환원제 공급 방법은 상기 복수의 환원제 공급 펌프 보다 상류의 환원제 공급 라인과 하류의 환원제 공급 라인에서 각각 유량을 측정하고, 측정된 유량 값을 비교하여 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 공급 시스템 및 환원제 공급 방법은 환원제를 안정적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 방법을 나타낸 순서도이다.
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.
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.
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.
또한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 가진다. 본 명세서에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '포함하는', '구비하는', '갖는' 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제1', '제2' 등의 표현들은 복수의 구성 요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템에서 환원 반응에 필요한 환원제를 공급하기 위해 사용된다.
예를 들어, 환원제 공급 시스템(101)은 배기가스를 배출하는 엔진과 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매가 설치된 반응기를 배기가스가 이동하도록 연결하는 배기관에 설치된 환원제 분사부(200)에 환원제를 공급하게 된다.
또한, 선택적 촉매 환원 시스템은, 일례로, 선박용 디젤 엔진에서 배출된 배기가스가 함유한 질소산화물(NOx)을 환원 반응을 통해 제거하여 배기가스의 질소산화물 함유량을 저감시킬 수 있다. 여기서, 선박용 디젤 엔진은 2행정 저속 디젤 엔진 또는 4행정 중속 디젤 엔진일 수 있다.
하지만, 선택적 촉매 환원 시스템이 엔진에서 배출된 배기가스에 한정되어 사용되는 것은 아니며, 플랜트 등 다양한 분야에서도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)이 공급하는 환원제는 액화 암모니아(NH3) 또는 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액일 수 있다.
예를 들어, 환원제 공급 시스템(101)에서 액화 암모니아가 공급되면, 암모니아(NH3)는 그대로 촉매에서 질소산화물과 반응하게 된다. 하지만, 암모니아는 그 자체가 오염 물질이므로, 환원제 공급 시스템(101)은 보관과 운반에 용이한 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액을 공급할 수도 있다. 환원제 공급 시스템(101)에서 우레아 수용액이 공급되면, 우레아(urea, CO(NH2)2)는 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)으로 분해되고, 이소시안산은 다시 암모니아로 분해된다. 즉, 최종적으로 암모니아가 촉매에서 질소산화물과 반응하는 환원제가 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 환원제 저장부(800), 환원제 분사부(500), 환원제 공급 라인(610), 복수의 환원제 공급 펌프(300), 유량 센서(720), 및 압력 센서(740)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 유량 제어 밸브(410) 및 제어 장치(700)를 더 포함할 수 있다.
환원제 저장부(800)는 환원제 분사부(200)가 분사할 환원제를 저장한다. 환원제 저장부(800)에 저장된 환원제는 액화 암모니아이거나 우레아 수용액일 수 있다.
환원제 분사부(200)는 환원제 저장부(800)에 저장된 환원제를 공급받아 분사한다. 예를 들어, 환원제 분사부(200)는 배기가스를 배출하는 엔진과 질소산화물을 저감시키기 위한 촉매가 설치된 반응기를 연결하는 배기관에 설치되어 배기관을 따라 이동하는 배기가스를 향해 환원제를 분사할 수 있다.
환원제 공급 라인(610)은 환원제 저장부(800)와 환원제 분사부(200)를 연결한다. 이에, 환원제 저장부(800)에서 환원제 공급 라인(610)으로 공급된 환원제는 환원제 분사부(200)를 통해 분사될 수 있다.
복수의 환원제 공급 펌프(300)는 환원제 공급 라인(610) 상에 병렬로 설치된다. 예를 들어, 복수의 환원제 공급 펌프(300)는 제1 환원제 공급 펌프(310)와 제2 환원제 공급 펌프(320)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 예시적으로 두 개의 환원제 공급 펌프(310, 320)를 나타내나 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 환원제 공급 펌프(300)는 3개 이상 마련될 수도 있다. 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 선택된 하나가 가동되면, 환원제 저장부(800)에 저장된 환원제를 환원제 공급 라인(610)을 통해 환원제 분사부(200)로 이동시키게 된다.
유량 센서(720)는 환원제 공급 라인(610) 상에 설치된다. 유량 센서(720)는 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 선택된 하나의 환원제 공급 펌프(300)에 의해 환원제 분사부(200)로 공급되는 환원제의 유량을 측정하여 그 정보를 후술할 제어 장치(700)로 전달할 수 있다.
또한, 유량 센서(720)는 환원제 분사부(200)와 복수의 환원제 공급 펌프(300) 사이의 환원제 공급 라인(610) 상에 설치된 제1 유량 센서(721)와, 복수의 환원제 공급 펌프(300)와 환원제 저장부(800) 사이의 환원제 공급 라인(610) 상에 설치된 제2 유량 센서(722)를 포함할 수 있다.
압력 센서(740)는 환원제 분사부(200)와 복수의 환원제 공급 펌프(300) 사이의 환원제 공급 라인(6120) 상에 설치된다. 압력 센서(740)는 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 선택된 하나의 환원제 공급 펌프(300)에 의해 환원제 분사부(200)로 공급되는 환원제의 압력을 측정하여 그 정보를 후술할 제어 장치(700)로 전달할 수 있다.
제어 장치(700)는 유량 센서(720) 및 압력 센서(740)로부터 전달받은 정보에 근거하여 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 하나를 선택적으로 가동시켜 환원제 저장부(800)에 저장된 환원제를 환원제 분사부(200)로 공급할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(700)는 압력 센서(740)에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 유량 센서(720)에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면, 현재 가동 중인 환원제 공급 펌프(310)를 중단시키고 다른 환원제 공급 펌프(320)를 가동시킬 수 있다.
여기서, 기설정된 정상 압력 범위와 기설정된 정상 유량 범위는 복수의 환원제 공급 펌프(300)의 성능 및 사양 그리고 환원제 공급 라인(610)과 환원제 분사부의 사양 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 기설정된 정상 유량 범위와 기설정된 정상 압력 범위는 환원제 공급 펌프(300)의 정상 작동 여부를 판단하는 기준이 되는 수치로 환원제 공급 펌프(300) 및 환원제 공급 라인(610)과 환원제 분사부(200)의 사양과, 설치 조건, 그리고 설치 환경에 따라 달라질 수 있다.
그리고 제어 장치(700)는 압력 센서(740)에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나고 유량 센서(720)에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 복수의 환원제 공급 펌프(300) 전체의 가동을 중단시킬 수 있다.
여기서, 환원제 공급 상태 이상은 환원제 공급 라인(610)의 막힘 또는 누수를 포함할 수 있다.
또한, 제어 장치(700)는 제1 유량 센서(721)와 제2 유량 센서(722)의 측정값을 비교하여 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(700)는 압력 센서(740)에서 측정된 압력이 기설정된 정상 범위를 벗어나면서 유량 센서(720)에서 측정된 유량도 기설정된 정상 범위를 벗어나면, 제1 유량 센서(721)와 제2 유량 센서(722)의 측정값을 비교하여 환원제 분사부(200)와 복수의 환원제 공급 펌프(300) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 막힘 또는 누수가 발생하였는지 아니면, 복수의 환원제 공급 펌프(300)와 환원제 저장부(800) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 막힘 또는 누수가 발생하였는지 진단할 수 있다.
유량 제어 밸브(410)는 환원제 분사부(200)와 복수의 환원제 공급 펌프(300) 사이의 환원제 공급 라인(610) 상에 설치될 수 있다. 유량 제어 밸브(410)는 제어 장치(700)의 제어에 따라 환원제 분사부(200)로 공급되는 환원제의 유량을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(700)는 유량 제어 밸브(410) 및 환원제 공급 펌프(300)의 동작을 제어하여 환원제 공급 시스템(101)이 요구받은 양의 환원제를 공급할 수 있도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 환원제 공급 시스템(101)이 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 환원제를 분사하는 경우에는, 엔진의 운전 상태에 따라 배기가스의 온도 및 배기가스에 함유된 질소산화물의 농도가 달라질 수 있으며, 이에 따라 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 요구되는 환원제의 양도 달라질 수 있다. 환원제로 사용되는 암모니아도 그 자체가 오염 물질이므로, 환원제 공급 시스템(101)에서 필요 이상의 액화 암모니아 또는 우레아 수용액이 공급되면, 환원제가 전부 질소산화물과 반응하지 못하게 되고, 남은 환원제인 암모니아가 배기가스와 함께 외부로 배출될 수 있다.
따라서 제어 장치(700)는 환원제 공급 시스템(101)이 필요로 하는 환원제의 양만큼만 환원제를 분사할 수 있도록 유량 제어 밸브(410)를 통해 환원제 분사부(200)로 공급되는 환원제의 유량을 제어하게 된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 공급 시스템(101)은 환원제를 안정적으로 공급할 수 있다.
구체적으로, 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 선택된 하나의 환원제 공급 펌프(300)를 사용하면서, 현재 사용 중인 환원제 공급 펌프(300)에 이상이 발생하면 다른 환원제 공급 펌프(300)로 교체할 수 있으므로, 환원제 공급 펌프(300)에 이상이 발생한 경우에도 안정적으로 환원제를 공급할 수 있다.
또한, 환원제 공급 펌프(300)는 정상적으로 동작하지만 환원제 공급 상태에 이상이 발생한 경우에도 이를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 이상이 발생한 위치도 진단할 수 있다.
이에, 환원제 공급 시스템(101)의 점검과 유지 보수를 빠르고 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 공급 방법을 설명한다.
먼저, 질소산화물 저감을 위한 선택적 촉매 환원 시스템이 동작을 시작하면, 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 라인(610)에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 하나, 예를 들면 제1 환원제 공급 펌프(310)를 가동시켜 환원제 분사부(200)에 환원제를 공급한다.
다음, 환원제 분사부(200)와 환원제 저장부(800)를 연결하여 환원제를 공급하는 환원제 공급 라인(610)의 유량과 압력을 측정한다.
다음, 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위에 속하면, 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 먼저 선택된 제1 환원제 공급 펌프(310)의 가동을 계속하게 된다.
그러나, 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면, 현재 가동 중인 제1 환원제 공급 펌프(310)를 중단시키고 다른 제2 환원제 공급 펌프(320)를 가동시킨다.
여기서, 기설정된 정상 압력 범위와 기설정된 정상 유량 범위는 복수의 환원제 공급 펌프(300)의 성능 및 사양 그리고 환원제 공급 라인(610)과 환원제 분사부의 사양 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 기설정된 정상 유량 범위와 기설정된 정상 압력 범위는 환원제 공급 펌프(300)의 정상 작동 여부를 판단하는 기준이 되는 수치로 환원제 공급 펌프(300) 및 환원제 공급 라인(610)과 환원제 분사부(200)의 사양과, 설치 조건, 그리고 설치 환경에 따라 달라질 수 있다.
반면, 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 압력 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나면서 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 복수의 환원제 공급 펌프(300) 전체의 가동을 중단시킨다.
여기서, 환원제 공급 상태 이상은 상기 환원제 공급 라인의 막힘 또는 누수를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 환원제 공급 펌프(300) 보다 상류의 환원제 공급 라인(610)과 하류의 환원제 공급 라인(620)에서 각각 유량을 측정하며, 측정된 유량 값을 비교하여 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단할 수 있다.
예를 들어, 환원제 공급 라인(601)에서 측정된 압력 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나면서 환원제 공급 라인(610)에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 복수의 환원제 공급 펌프(300) 보다 상류의 환원제 공급 라인(610)과 하류의 환원제 공급 라인(610)에서 각각 측정된 유량을 비교하여 환원제 분사부(200)와 복수의 환원제 공급 펌프(300) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 막힘 또는 누수가 발생하였는지 아니면 복수의 환원제 공급 펌프(300)와 환원제 저장부(800) 사이의 환원제 공급 라인(610)에 막힘 또는 누수가 발생하였는지 진단할 수 있다.
한편, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단되어 복수의 환원제 공급 펌프(300) 전체의 가동이 중단되면, 환원제가 공급되지 못하므로 배기가스로 배출되는 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 시스템 전체를 중단하게 된다.
이와 같은 방법에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 공급 방법은 환원제를 안정적으로 공급할 수 있다.
구체적으로, 복수의 환원제 공급 펌프(300) 중 선택된 하나의 환원제 공급 펌프(300)를 사용하면서, 현재 사용 중인 환원제 공급 펌프(300)에 이상이 발생하면 다른 환원제 공급 펌프(300)로 교체할 수 있으므로, 환원제 공급 펌프(300)에 이상이 발생한 경우에도 안정적으로 환원제를 공급할 수 있다.
또한, 환원제 공급 펌프(300)는 정상적으로 동작하지만 환원제 공급 상태에 이상이 발생한 경우에도 이를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 이상이 발생한 위치도 진단할 수 있다.
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.
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.
101: 환원제 공급 시스템
200: 환원제 분사부
300: 환원제 공급 펌프
310: 제1 환원제 공급 펌프
320: 제2 환원제 공급 펌프
410: 유량 제어 밸브
610: 환원제 공급 라인
700: 제어 장치
720: 유량 센서
721: 제1 유량 센서
722: 제2 유량 센서
740: 압력 센서
800: 환원제 저장부

Claims (12)

  1. 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 시스템에 있어서,
    환원제를 저장하는 환원제 저장부;
    상기 환원제 저장부에 저장된 환원제를 공급받아 분사하는 환원제 분사부;
    상기 환원제 저장부와 상기 환원제 분사부를 연결하는 환원제 공급 라인;
    상기 환원제 공급 라인 상에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프;
    상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 유량 센서; 및
    상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 압력 센서
    를 포함하는 환원제 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유량 센서 및 상기 압력 센서로부터 전달받은 정보에 근거하여 상기 복수의 환원제 공급 펌프 중 하나를 선택적으로 가동시켜 상기 환원제 저장부에 저장된 환원제를 상기 환원제 분사부로 공급하는 제어 장치를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 상기 유량 센서에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면, 현재 가동 중인 환원제 공급 펌프를 중단시키고 다른 환원제 공급 펌프를 가동시키는 환원제 공급 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나고 상기 유량 센서에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 상기 복수의 환원제 공급 펌프 전체의 가동을 중단시키는 환원제 공급 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 환원제 공급 상태 이상은 상기 환원제 공급 라인의 막힘 또는 누수를 포함하는 환원제 공급 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유량 센서는,
    상기 복수의 환원제 공급 펌프와 상기 환원제 저장부 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제1 유량 센서와;
    상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 제2 유량 센서
    를 포함하는 환원제 공급 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 제1 유량 센서와 상기 제2 유량 센서의 측정값을 비교하여 상기 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단하는 환원제 공급 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 환원제 분사부와 상기 복수의 환원제 공급 펌프 사이의 상기 환원제 공급 라인 상에 설치된 유량 제어 밸브를 더 포함하는 환원제 공급 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 환원제 저장부에 저장된 환원제는 우레아 수용액 또는 액화 암모니아인 환원제 공급 시스템.
  10. 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 환원제를 공급하는 환원제 공급 방법에 있어서,
    환원제 공급 라인에 병렬로 설치된 복수의 환원제 공급 펌프 중 하나를 가동시켜 환원제 분사부에 환원제를 공급하는 단계;
    상기 환원제 공급 라인의 압력과 유량을 측정하는 단계;
    상기 환원제 공급 라인에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나지만 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 유량이 기설정된 정상 유량 범위에 속하면, 현재 가동 중인 환원제 공급 펌프를 중단시키고 다른 환원제 공급 펌프를 가동시키는 단계; 및
    상기 환원제 공급 라인에서 측정된 압력이 기설정된 정상 압력 범위를 벗어나고 상기 환원제 공급 라인에서 측정된 유량도 기설정된 정상 유량 범위를 벗어나면, 환원제 공급 상태 이상이 발생한 것으로 판단하고 복수의 환원제 공급 펌프 전체의 가동을 중단시키는 단계
    를 포함하는 환원제 공급 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 환원제 공급 상태 이상은 상기 환원제 공급 라인의 막힘 또는 누수를 포함하는 환원제 공급 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 환원제 공급 펌프 보다 상류의 환원제 공급 라인과 하류의 환원제 공급 라인에서 각각 유량을 측정하고, 측정된 유량 값을 비교하여 환원제 공급 상태 이상이 발생한 위치를 진단하는 단계를 더 포함하는 환원제 공급 방법.
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