WO2014084540A1 - 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법 - Google Patents

온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법 Download PDF

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이수태
송옥렬
강영훈
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Definitions

  • the present invention relates to an SCR denitrification system for denitrification of exhaust gas and a method thereof, and more particularly, to a heat exchanger that recovers waste heat of exhaust gas at a front end of a reactor in a denitrification system for removing nitrogen oxides of exhaust gas discharged from an engine.
  • a part of the high exhaust gas at the front end of the heat exchanger is bypassed through the temperature compensation bypass pipe without passing through the heat exchanger and injected into the exhaust pipe at the rear end of the heat exchanger.
  • the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor can maintain the temperature suitable for the denitrification reaction.
  • the temperature sensor is installed in the exhaust pipe at the rear of the heat exchanger, and the temperature compensation bypass pipe line is opened and closed under the control of the controller.
  • the control unit controls the flow control valve according to the temperature measured by the temperature sensor to flow the temperature compensation bypass pipe in accordance with the temperature change of the exhaust gas flowing into the mixing chamber or the reactor at the rear end of the heat exchanger.
  • NOx nitrogen oxides
  • the SCR denitrification system uses a spray nozzle with a reducing agent, urea water (which becomes ammonia when urea water is vaporized), used to denitrify nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas discharged from the engine 91. 951) is introduced into the reactor 94 containing the SCR catalyst 944 by injecting the mixed gas in which the exhaust gas and the reducing agent are mixed into the mixing chamber 93 through the exhaust gas and the reducing agent in the reactor 94.
  • urea water which becomes ammonia when urea water is vaporized
  • NOx nitrogen oxides
  • the SCR catalyst 944 As the mixed gas passes through the SCR catalyst 944, it denitrates (denitrates) the nitrogen oxide (NOx) component contained in the exhaust gas to obtain an optimum denitrification efficiency and to reduce environmental pollution caused by nitrogen oxide (NOx) component or ammonia. It adopts the structure which prevents efficiently.
  • NOx nitrogen oxide
  • the exhaust pipe 92 between the engine 91 and the reactor 94 as shown in FIG. 2 to recover the waste heat of the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 91.
  • a heat exchanger 97 for recovering waste heat is disposed on the conduit.
  • the hot exhaust gas discharged from the engine 91 (normally 800- 900 °C) is passed through the heat exchanger 97 before being introduced into the reactor 94 of the SCR denitrification system is a large amount of heat is recovered, in some cases the low temperature of about 280 °C already in front of the reactor 94 It turns into exhaust gas.
  • the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor 94 is increased in order to achieve efficient denitrification while mixing and contacting the reducing agent and the SCR catalyst 944 while passing through the mixing chamber 93 or the reactor 94 of the SCR denitrification system.
  • the present invention has been made to solve the above problems,
  • An object of the present invention is to compensate for the temperature when the exhaust gas whose temperature is lowered by the heat exchanger recovering the waste heat of the exhaust gas at the front end of the reactor in the denitrification system that removes the nitrogen oxides of the exhaust gas discharged from the engine becomes unsuitable for the denitrification reaction.
  • the present invention provides a denitrification system having a compensation structure and a method thereof.
  • Another object of the present invention is to install a temperature sensor in the exhaust pipe after the heat exchanger of the denitrification system, the temperature compensation bypass pipe line opening and closing under the control of the control unit flow rate for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the temperature compensation bypass pipe Including a control valve, the control unit controls the flow control valve in accordance with the temperature measured by the temperature sensor to the temperature compensation bypass pipe in accordance with the temperature change of the exhaust gas flowing into the mixing chamber or the reactor at the rear end of the heat exchanger It is to provide a denitrification system and a method having a temperature compensation structure to control the flow rate of the exhaust gas flowing through.
  • Still another object of the present invention is to provide a reactor for use in a system that intermittently turns on / off the operation of an SCR denitrification system, wherein a reactor main body including an SCR catalyst and a reactor outer casing surrounding the reaction main body with a predetermined space are provided. Structure, so that even when the SCR denitrification system does not operate, the exhaust gas flowing through the bypass pipe passes through a predetermined space inside the outer casing of the reactor to always preheat the SCR catalyst in the reaction body to a predetermined temperature or more.
  • the reactor having a double casing structure with bypass and preheating function can extend the reaction rate and replacement life of the SCR catalyst by preventing the SCR catalyst preheated above a certain temperature even if hot exhaust gas is introduced during reoperation. It is to provide a denitrification system comprising.
  • the denitrification system having a temperature compensation structure and the method for achieving the above object of the present invention includes the following configuration.
  • a denitrification system having a temperature compensation structure is disposed in front of a mixing chamber for injecting a reducing agent into exhaust gas at a front end of a reactor including an SCR catalyst in which denitrification occurs to recover waste heat from exhaust gas of an exhaust pipe.
  • the temperature compensation bypass pipe line is opened and closed under the control of a controller and controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the temperature compensation bypass pipe. It characterized in that it comprises a flow control valve.
  • a temperature sensor is installed in the exhaust pipe at the rear end of the heat exchanger, and measures the exhaust gas temperature at the rear end of the heat exchanger and transmits it to the controller.
  • the control unit is characterized in that for controlling the flow control valve based on the transmitted temperature value.
  • the temperature compensation bypass pipe is branched from an exhaust pipe in front of the heat exchanger and connected to the front end of the reactor.
  • the temperature compensation denitrification method includes a waste heat recovery step in which waste heat is recovered while the exhaust gas discharged from the engine passes through a heat exchanger disposed in front of the mixing chamber; A temperature measuring step of measuring a temperature of the exhaust gas which has passed through the waste heat recovery step at the rear end of the heat exchanger; When the temperature measured in the temperature measuring step becomes an unsuitable temperature for the denitrification reaction, a part of the exhaust gas having a high temperature in front of the heat exchanger is bypassed through the temperature compensation bypass pipe without passing through the heat exchanger and injected into the exhaust pipe after the heat exchanger. And a temperature compensation step of maintaining a temperature suitable for the denitrification reaction by the temperature of the exhaust gas introduced into the reactor.
  • the temperature compensation step controls the flow rate of the temperature compensation bypass pipe when the temperature measured in the temperature measurement step becomes an unsuitable temperature for the denitrification reaction.
  • the opening degree of the flow control control valve of the temperature compensation bypass pipe is reduced and bypassed through the temperature compensation bypass pipe to exhaust the exhaust pipe at the rear end of the heat exchanger.
  • Bypass flow rate control step of controlling the flow rate of the high-temperature exhaust gas injected into the It is characterized by including.
  • the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
  • the present invention provides a temperature compensation bypass when an exhaust gas whose temperature is lowered by a heat exchanger that recovers waste heat of exhaust gas at the front end of a reactor in an denitrification system that removes nitrogen oxides from exhaust gas discharged from an engine becomes an unsuitable temperature for denitrification.
  • a temperature sensor is installed in the exhaust pipe after the heat exchanger of the denitrification system, and the temperature compensation bypass pipe line is opened and closed under the control of a controller and controls the flow rate of the exhaust gas flowing through the temperature compensation bypass pipe.
  • the controller controls the flow control valve according to the temperature measured by the temperature sensor to exhaust the temperature compensation bypass pipe in accordance with the temperature change of the exhaust gas flowing into the mixing chamber or the reactor at the rear end of the heat exchanger It is effective to adjust the flow rate of the gas.
  • the present invention is to form a reactor structure used for the system that repeats the operation of the SCR denitrification system on and off intermittently with a double structure of the reactor main body including the SCR catalyst and the outer casing surrounding the reaction base in a certain space
  • the exhaust gas flowing through the bypass pipe passes through a predetermined space inside the outer casing of the reactor to always preheat the SCR catalyst in the reaction body to a predetermined temperature or more. Even if a high temperature exhaust gas is introduced, the SCR catalyst preheated above a certain temperature does not receive thermal shock, thereby extending the reaction rate and replacement life of the SCR catalyst.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing the structure of a conventional SCR denitrification system
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure in which the heat exchanger is installed in the front of the mixing chamber in the conventional SCR denitrification system
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a denitrification system having a temperature compensation structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic view showing a structure in which a temperature sensor and a flow control control valve are installed in FIG.
  • FIG. 5 is a reference diagram showing a process of operating the denitrification system of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram of a temperature compensation denitrification method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic diagram showing the structure of a conventional SCR denitrification system
  • FIG. 8 is a perspective view of a reactor of a double casing structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the reactor of the double casing structure of FIG.
  • FIG. 10 is a reference diagram showing a process in which the exhaust gas is bypassed through the bypass pipe.
  • FIG. 11 is a reference diagram illustrating a process in which exhaust gas is treated through a reactor
  • the SCR (Selective Catalytic Reduction) denitrification system having a temperature compensation structure is a reactor including an SCR catalyst 451 where denitrification occurs.
  • a heat exchanger 43 disposed at the front end of the mixing chamber 44 for injecting the reducing agent into the exhaust gas at the front end to recover waste heat from the exhaust gas of the exhaust pipe 42;
  • a temperature compensation bypass pipe 47 branched from the exhaust pipe 42 in front of the heat exchanger 43 and connected to the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • urea ammonia
  • reductant particularly for the removal of NOx from exhaust gases
  • a reducing agent that is, urea water (which becomes ammonia when urea water is vaporized) is injected through the injection nozzle 951 to denitrate NOx in the exhaust gas.
  • the mixed gas is introduced into the reactor 94 including the SCR catalyst 944, and the mixed gas in which the exhaust gas and the reducing agent are mixed in the reactor 94 is the SCR catalyst ( While passing through 944, denitrification (denitrification reaction) of nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas achieves optimum denitrification efficiency and effectively prevents environmental pollution caused by nitrogen oxide (NOx) component or ammonia. It has adopted a structure.
  • the hot exhaust gas discharged from the engine 91 (normally 800- 900 °C) is passed through the heat exchanger 97 before being introduced into the reactor 94 of the SCR denitrification system is a large amount of heat is recovered, in some cases the low temperature of about 280 °C already in front of the reactor 94 It turns into exhaust gas.
  • the temperature of the exhaust gas flowing into the reactor 94 is increased in order to achieve efficient denitrification while mixing and contacting the reducing agent and the SCR catalyst 944 while passing through the mixing chamber 93 or the reactor 94 of the SCR denitrification system.
  • the heat exchanger 43 is installed exhaust gas discharged from the engine to recover the waste heat of the exhaust gas in front of the mixing chamber 44 and / or the reactor 45.
  • the temperature of the exhaust gas is not suitable for the denitrification reaction (ie, lower than about 300 to 350 ° C. suitable for the denitrification reaction) before the temperature is lowered and is not introduced into the mixing chamber 44 and / or the reactor 45.
  • a portion of the exhaust gas having a high temperature in front of the heat exchanger 43 is bypassed through the separate temperature compensation bypass pipe 47 without passing through the heat exchanger 43, so that the exhaust pipe 42 behind the heat exchanger 43 is exhausted.
  • the high-temperature exhaust gas (typically, around 800 to 900 ° C) exhausted from the engine 41 is waste heat of the exhaust gas.
  • the temperature is lowered while passing through the heat exchanger 43 installed on the pipe of the exhaust pipe 42 to recover the temperature. If the temperature of the exhaust gas that has been recovered heat passing through the heat exchanger 43 is the mixing chamber 44 If the temperature is already unsuitable for denitrification (ie, lower than about 300 to 350 ° C. suitable for the denitrification reaction) before entering the tank, the heat exchanger branches from the exhaust pipe 42 in front of the heat exchanger 43.
  • a portion of the hot exhaust gas in the exhaust pipe 42 in front of the heat exchanger 43 is transferred through the temperature compensation bypass pipe 47 connected to the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 without passing through the 43.
  • Bypass temperature compensation bypass pipe (47) By exhausting the exhaust gas to maintain a high temperature without being recovered through the heat through the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43, the exhaust pipe 42 in front of the lower mixing chamber 44 The temperature of the exhaust gas is mixed with the high temperature exhaust gas injected through the temperature compensation bypass pipe 47 to maintain the temperature at about 350 ° C. suitable for the denitrification reaction.
  • the temperature compensation bypass pipe 47 is formed separately between the front end and the rear end of the heat exchanger 43, and through this, the high temperature exhaust gas is not passed through the heat exchanger 43 as necessary.
  • the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 without preventing the exhaust gas from lowering the temperature of the exhaust gas by the heat exchanger 43, the exhaust gas maintained at an efficient temperature for denitrification is always mixed in the mixing chamber.
  • the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 further includes a temperature sensor 421 and the temperature compensation bypass pipe ( 47 may include a flow control valve 471 that opens and closes under the control of the controller 48 and controls a flow rate of the exhaust gas flowing through the temperature compensation bypass pipe 47.
  • the temperature sensor 421 is installed in the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 to measure the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 and controls the measured value ( 48, the exhaust gas temperature of the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 measured and transmitted by the temperature sensor 421 is controlled under the control of the controller 48 as will be described later.
  • the opening and closing of the temperature compensation bypass pipe 47 and / or the amount of opening and closing it is used to control the bypass or the amount of the exhaust gas through the temperature compensation bypass pipe 47.
  • the flow control valve 471 is to control the movement and the flow rate of the exhaust gas flowing through the temperature compensation bypass pipe 47 while the degree of opening and closing electronically controlled under the control of the controller 48 Configuration.
  • the control unit 48 in charge of the operation of the denitrification system of the present invention is based on the temperature measurement transmitted from the temperature sensor 421, as shown in (2) of FIG.
  • the flow control valve 471 is opened by transmitting an open signal of the flow control valve 471 of the temperature compensation bypass pipe 47 connecting the exhaust pipe 42 bypassing the heat exchanger 43 without passing through the heat exchanger 43. Therefore, a part of the high-temperature exhaust gas in the exhaust pipe 42 in front of the heat exchanger 43 does not pass through the heat exchanger 43 through the temperature compensation bypass pipe 47 but directly after the heat exchanger 43. It is to be injected into the exhaust pipe (42).
  • the controller 48 opens the flow rate control valve 471 of the temperature compensation bypass pipe 47 as shown in FIG. 5 (3) based on the transmitted measured value. Transmitting a control signal that gradually reduces the degree, the opening degree of the flow control valve 471 is reduced and directly injected into the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 through the temperature compensation bypass pipe 47. The flow rate of the hot exhaust gas is gradually reduced to control the exhaust gas temperature of the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 to be maintained at around 350 ° C.
  • the denitrification system having a temperature compensation structure is the temperature compensation bypass pipe for separately connecting between the front end and the rear end of the heat exchanger 43 positioned for waste heat recovery on the line of the exhaust pipe ( 47, through a structure that can directly bypass a portion of the high-temperature exhaust gas to the exhaust pipe 42 of the rear end of the heat exchanger 43, as necessary (under the control of the control unit), without passing through the heat exchanger 43, It is possible to prevent excessive exhaust gas temperature drop in the exhaust pipe 42 by the heat exchanger 43 and to allow the exhaust gas maintained at an efficient temperature for the denitrification reaction to be introduced into the mixing chamber 44 and / or the reactor 45 at all times. do.
  • the temperature measured in the temperature measuring step (S2) becomes an unsuitable temperature for the denitrification reaction a part of the exhaust gas having a high temperature in front of the heat exchanger 43 is exchanged through the temperature compensation bypass pipe 47 to the heat exchanger 43.
  • the waste heat recovery step (S1) is a process in which waste heat is recovered while the exhaust gas discharged from the engine 41 passes through the heat exchanger 43 disposed at the front of the mixing chamber 44, as illustrated in FIG. 5 (1). As described above, after the exhaust gas discharged from the engine 41 passes through the heat exchanger 43 and the waste heat is recovered, the process of passing through the mixing chamber 44 and the reactor 45 continues (in this case, The pipeline of the temperature compensation bypass pipe 47 is not operated but is closed).
  • the temperature measuring step (S2) is a process of measuring the temperature of the exhaust gas passing through the waste heat recovery step (S1) at the rear end of the heat exchanger (43).
  • the temperature compensation step (S3) is more specifically, when the temperature measured in the temperature measurement step (S2) becomes an unsuitable temperature for the denitrification reaction by opening the flow control valve of the temperature compensation bypass pipe to the front of the heat exchanger A portion of the exhaust gas having a high temperature is bypassed through the temperature compensation bypass pipe without passing through the heat exchanger to be injected into the exhaust pipe at the rear end of the heat exchanger, and through the bypass pipe opening step S31.
  • the opening degree of the flow control valve of the temperature compensation bypass pipe is reduced, bypassed through the temperature compensation bypass pipe, and injected into the exhaust pipe after the heat exchanger. Proceeds to the bypass pipe flow rate adjusting step (S32) for adjusting the flow rate of the high-temperature exhaust gas.
  • the control unit 48 in charge of the operation of the denitrification system of the present invention, based on the temperature measurement transmitted from the temperature sensor 421, as shown in (2) of FIG.
  • the flow control valve by transmitting an open signal of the flow control valve 471 of the temperature compensation bypass pipe 47 for bypassing and connecting the exhaust pipe 42 of the front and rear ends of the exhaust pipe 43 without passing through the heat exchanger 43.
  • the bypass pipe flow rate adjusting step (S32) is a temperature sensor installed in the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 due to the injection of high-temperature exhaust gas due to the opening of the temperature compensation bypass pipe 47.
  • the controller 48 of the temperature compensation bypass pipe 47 as shown in (3) of FIG. 5 based on the transmitted measured value.
  • the opening degree of the flow control valve 471 is reduced while passing through the temperature compensation bypass pipe 47, the rear end of the heat exchanger (43) Gradually reducing the flow rate of the hot exhaust gas directly injected into the exhaust pipe 42 of the exhaust pipe 42 to control the exhaust gas temperature of the exhaust pipe 42 at the rear end of the heat exchanger 43 to be maintained at around 350 ° C. suitable for the denitrification reaction. (If the thermal bridge Exchanger 43. When the exhaust gas temperature of the exhaust pipe 42 of the rear end excessively exceed 350 °C is thereby completely closing the flow rate control valve control portion 471).
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • a reactor main body 751 including an SCR catalyst 7513 in which a reactor is contacted while the exhaust gas passes through the inlet 7511 and the outlet 7512 so that denitrification occurs;
  • a bypass inlet connected to the bypass pipe 77 which surrounds the reaction body 751 and forms a predetermined space therein, bypasses the exhaust gas in front of the inlet 7511, and connects it to the back of the outlet 7512.
  • Reactor external casing (752) comprising a portion (7521) and the bypass outlet portion (7522), including the exhaust gas flowing through the bypass pipe 77, even if the SCR denitrification system does not operate the reactor While passing through a predetermined space inside the outer casing 752, the SCR catalyst 7513 in the reaction base 751 can be always preheated to a predetermined temperature or more.
  • a conventional selective catalytic reduction (SCR) denitrification system using urea (ammonia) as a reducing agent for removing NOx from exhaust gas is discharged from the engine 91.
  • urea ammonia
  • a reducing agent that is, urea water (which becomes ammonia when urea water is vaporized) is injected through the injection nozzle 951 to denitrate NOx in the exhaust gas.
  • the mixed gas is introduced into the reactor 94 including the SCR catalyst 944, and the mixed gas in which the exhaust gas and the reducing agent are mixed in the reactor 94 is the SCR catalyst ( While passing through 944, nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is denitrated (denitrification reaction) to obtain an optimum denitrification efficiency and a structure that effectively prevents environmental pollution caused by nitrogen oxide (NOx) or ammonia. It has been chosen. However, even in such a conventional SCR denitrification system, a system using the SCR denitrification system intermittently, in particular, in the case of the SCR denitrification system installed in a ship, when the SCR denitrification system is not used (not operated) as shown in FIG. 7.
  • the exhaust gas from the engine 91 is bypassed to bypass the SCR denitrification system through the bypass line 96 and discharged.
  • the SCR catalyst 944 included in the reactor 94 is maintained at a low temperature at room temperature. In this case, when the SCR denitrification system is used (operated) again, the SCR catalyst 944 is kept at a low temperature at normal temperature.
  • Reaction rate of the SCR catalyst 944 due to the SCR catalyst 944 receives a thermal shock due to suddenly high temperature (usually about 400 ° C.) exhaust gas is delivered to the SCR catalyst 944 and the on / off of this repetitive operation is continued. There is a problem of reducing and shortening the replacement life of the SCR catalyst 944.
  • the reactor of the double casing structure according to the present invention suddenly receives the SCR catalyst whose temperature drops to a low temperature when the on / off operation of the SCR denitrification system is repeatedly repeated in the conventional SCR denitrification system as described above.
  • the reactor itself including the SCR catalyst 7513 includes a double casing structure including a reaction base 751 and an outer casing 752.
  • the exhaust gas bypassing the bypass pipe 77 passes through a predetermined space inside the outer casing 752 and the SCR in the reaction body 751.
  • the catalyst 7513 is formed to have a structure that allows the catalyst 7513 to always be preheated above a predetermined temperature.
  • the reactor included in the denitrification system of the present invention is contacted while the exhaust gas passes through the inlet 7511 and the outlet 7512 when the SCR denitrification system operates, and the denitrification reaction.
  • a reactor casing 752 including a bypass inlet 7521 and a bypass outlet 7522 connected to the 77 may be formed to form a double casing structure.
  • the SCR catalyst (7513) (mounted) mounted in the reaction body (751) and contacting the SCR catalyst () to remove the nitrogen oxide (NOx) component contained in the exhaust gas through the denitrification reaction reactor After passing through the SCR catalyst (7513) (mounted) mounted in the reaction body (751) and contacting the SCR catalyst () to remove the nitrogen oxide (NOx) component contained in the exhaust gas through the denitrification reaction reactor
  • the final discharge through the outlet portion 7512 of the main body 751, at this time, the SCR catalyst 7513 mounted in the reaction main body 751 is in direct contact with the hot exhaust gas to maintain a high temperature state. .
  • the exhaust gas discharged from the engine is the bypass pipe (77).
  • the bypass pipe (77) While bypassing the SCR denitrification system, more specifically, without passing through the reactor including the SCR catalyst 7513, in which the bypass tube 77 is provided in the reactor having a double casing structure according to the present invention.
  • the bypass outlet 7522 allows the exhaust gas flowing along the predetermined space 75 to be discharged back to the bypass pipe 77.
  • the exhaust gas having a high temperature (usually around 400 ° C.) that was bypassed along the bypass pipe 77 is inside the reactor outer casing 752 through the bypass inlet 7521.
  • Inflowing into the space and flowing along the inner space of the reactor outer casing 752 heats the reaction base 751 included in the reactor outer casing 752 and the SCR catalyst 7513 included therein. Therefore, even though the SCR denitrification system does not operate (i.e., the hot exhaust gas does not directly enter the reaction main body 751), the SCR catalyst 7513 which does not come into direct contact with the hot exhaust gas, as described above.
  • the temperature of the SCR catalyst 7513 does not fall to a low temperature of room temperature and always maintains a high temperature state above a certain temperature. Exhaust gas flowing along the inner space of the reactor outer casing 752 flows back to the bypass pipe 77 through the bypass outlet 7522 to be finally discharged.
  • the hot exhaust gas bypasses the inner space of the bypass pipe 77 and the reactor outer casing 752 as described above.
  • the SCR catalyst 7513 which is always preheated to a high temperature state above a certain temperature, has a high temperature exhaust gas directly flowing back into the reaction body 751 as shown in FIG. 11 when the SCR denitrification system is operated again. Even though the SCR catalyst 7513 is directly passed through, the SCR catalyst 7513 that has been preheated above a predetermined temperature is not sudden (rather than a conventional SCR catalyst that is in a low temperature state suddenly comes into contact with a high temperature exhaust gas). Since it is not subjected to thermal shock, it is possible to reduce the reaction rate and shorten the replacement life of the SCR catalyst due to the repeated thermal shock. The problem is fundamentally prevented.
  • the bypass inlet 7521 is connected to the lower end of the reactor outer casing 752, and the bypass outlet 7522 is the reactor outer casing.
  • the reaction body containing the high-temperature exhaust gas introduced into the predetermined space inside the reactor outer casing 752 through the bypass pipe 77 contained in the reactor outer casing 752 ( It is possible to preheat the SCR catalyst 7513 in the reaction body 751 while encircling 751). That is, even when the exhaust gas is introduced into the reactor outer casing 752, the reaction body 751 included in the reactor outer casing 752 is directly discharged through only a portion of the inner space of the reactor outer casing 752.
  • the bypass inlet 7521 is connected to the lower end of the reactor outer casing 752 and the bypass outlet 7522 is the reactor By connecting to the upper end of the outer casing 752, the hot exhaust gas introduced into the inner portion from the lower end of the reactor outer casing 752 through the bypass inlet 7521 is the lowest portion of the reactor outer casing 752.
  • the SCR catalyst 7513 can be preheated (heated) more effectively to a high temperature state by enclosing the reaction base 751 and the SCR catalyst 7513 inside the reactor outer casing 752 as a whole. .

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Abstract

본 발명은 배기가스의 탈질을 위한 SCR 탈질시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 질소산화물을 제거하는 탈질시스템에서 반응기 전단에서 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 혼합챔버 및 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법
본 발명은 배기가스의 탈질을 위한 SCR 탈질시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 질소산화물을 제거하는 탈질시스템에서 반응기 전단에서 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 혼합챔버 및 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하며, 특히 열교환기 후단의 배기관에는 온도센서를 설치하고 온도보상 바이패스관 라인에는 제어부의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브를 포함하여, 제어부가 상기 온도센서에 의해 측정되는 온도에 따라 상기 유량조절 컨트롤밸브를 제어하여 열교환기 후단에서 혼합챔버 또는 반응기에 유입되는 배기가스의 온도변화에 따라 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절할 수 있도록 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
화석연료를 엔진에서 연소하여 열원 및 동력을 얻는 과정을 통해 배출되는 배기가스 내에는 불가피하게 광스모그, 산성비 및 호흡기 질환의 원인물질로 밝혀진 질소산화물(NOx) 성분이 포함되어 있어 이로 인한 환경문제가 심각하게 지적되고 있다. 따라서, 최근 이러한 질소산화물(NOx) 성분 배출규제가 강화되고 있으며, 이에 대응하여 여러 가지 배기가스에서의 질소산화물(NOx) 제거 기술이 활용되고 있는데, 그 중 특히 암모니아를 환원제로 하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법)기술이 다양하게 적용되고 있다.
이러한 SCR 탈질시스템은 도 1을 참조하면, 엔진(91)으로부터 배출되는 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 탈질시키기 위해 사용되는 환원제 즉, 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐(951)을 통해 혼합챔버(93) 내에 분사시켜 배기가스와 환원제를 혼합시킨 혼합가스를 SCR촉매(944)를 포함하고 있는 반응기(94)에 유입시켜 상기 반응기(94) 내에서 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스가 SCR촉매(944)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 성분을 탈질(탈질반응)시켜 최적의 탈질효율을 얻고 질소산화물(NOx) 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지하는 구조를 채택하고 있다.
이때, 위와 같은 종래의 SCR 탈질시스템에서는 엔진(91)으로부터 배출되는 고온의 배기가스의 폐열을 회수할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(91)과 반응기(94) 사이의 배기관(92) 관로 상에 폐열을 회수하는 열교환기(97)를 배치시키게 된다. 그러나, 이와 같이 엔진(91)과 반응기(94) 사이에 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기(97)를 배치시키는 종래의 구조에서는, 엔진(91)에서 배출된 고온의 배기가스(통상 800~900℃ 내외)가 SCR 탈질시스템의 반응기(94)에 유입되기 전 상기 열교환기(97)를 통과하면서 많은 양의 열을 회수당하게 되므로 경우에 따라 반응기(94) 전단에서 이미 280℃ 내외의 저온의 배기가스로 변하게 된다. 결국, SCR 탈질시스템의 혼합챔버(93) 또는 반응기(94)를 지나면서 환원제 및 SCR촉매(944)와 혼합,접촉하면서 효율적인 탈질반응이 일어나기 위해서는 상기 반응기(94)에 유입되는 배기가스의 온도가 최소 300℃ 이상(적절하게는 350℃ 내외)이 유지되어야 함에도 불구하고, 위와 같은 종래의 탈질시스템 구조에서는 상기 열교환기(97)에 의한 배기가스 온도의 급격한 저하로 인한 많은 문제를 야기시키게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 질소산화물을 제거하는 탈질시스템에서 반응기 전단에서 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우, 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탈질시스템의 열교환기 후단의 배기관에는 온도센서를 설치하고, 상기 온도보상 바이패스관 라인에는 제어부의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브를 포함하여, 제어부가 상기 온도센서에 의해 측정되는 온도에 따라 상기 유량조절 컨트롤밸브를 제어하여 열교환기 후단에서 혼합챔버 또는 반응기에 유입되는 배기가스의 온도변화에 따라 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절할 수 있도록 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 SCR 탈질시스템의 작동의 온/오프를 간헐적으로 반복하는 시스템에 사용되는 반응기를 SCR촉매를 포함하는 반응기본체와 상기 반응기본체를 일정 공간을 두고 둘러싸는 반응기외부케이싱의 이중 구조로 형성하여, SCR 탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 있어서도 바이패스관을 통해 흐르는 배기가스가 상기 반응기외부케이싱 내부의 일정 공간을 지나면서 상기 반응기본체 내 SCR촉매를 항상 일정 온도 이상으로 예열시키도록 함으로써, 재작동시 고온의 배기가스가 유입되더라도 일정 온도 이상으로 예열된 SCR촉매가 열충격을 받지 않도록 하여 SCR촉매의 반응률과 교체수명을 연장시킬 수 있는 바이패스와 예열 기능을 갖는 이중 케이싱 구조의 반응기를 포함하는 탈질시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템은 탈질반응이 일어나는 SCR촉매를 포함하는 반응기 전단에서 배기가스에 환원제를 분사하는 혼합챔버의 전단에 배치되어 배기관의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기와; 상기 열교환기 전단의 배기관으로부터 분기되어 열교환기 후단의 배기관에 연결되는 온도보상 바이패스관;을 포함하여, 상기 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템에 있어서 상기 온도보상 바이패스관 라인에는 제어부의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템에 있어서 상기 열교환기 후단의 배기관에는 온도센서가 설치되어, 열교환기 후단의 배기가스 온도를 측정하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송된 온도값을 토대로 상기 유량조절 컨트롤밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템에 있어서 상기 온도보상 바이패스관은 상기 열교환기 전단의 배기관으로부터 분기되어 상기 반응기 전단에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 탈질방법은 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 혼합챔버 전단에 배치된 열교환기를 지나면서 폐열이 회수되는 폐열회수단계; 상기 열교환기 후단에서 상기 폐열회수단계를 거친 배기가스의 온도를 측정하는 온도측정단계; 상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우, 온도보상 바이패스관을 통해 상기 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 온도보상 탈질방법에 있어서 상기 온도보상단계는 상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브를 개방하여 상기 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부가 열교환기를 통하지 않고 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되도록 하는 바이패스관개방단계와, 상기 바이패스관개방단계를 통한 고온의 배기가스 주입으로 열교환기 후단에서 측정되는 도가 상승하는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브 개방 정도를 축소시켜 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되는 고온의 배기가스의 유량을 조절하는 바이패스관유량조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 질소산화물을 제거하는 탈질시스템에서 반응기 전단에서 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우, 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 탈질시스템의 열교환기 후단의 배기관에는 온도센서를 설치하고, 상기 온도보상 바이패스관 라인에는 제어부의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브를 포함하여, 제어부가 상기 온도센서에 의해 측정되는 온도에 따라 상기 유량조절 컨트롤밸브를 제어하여 열교환기 후단에서 혼합챔버 또는 반응기에 유입되는 배기가스의 온도변화에 따라 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 SCR 탈질시스템의 작동의 온/오프를 간헐적으로 반복하는 시스템에 사용되는 반응기를 SCR촉매를 포함하는 반응기본체와 상기 반응기본체를 일정 공간을 두고 둘러싸는 반응기외부케이싱의 이중 구조로 형성하여, SCR 탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 있어서도 바이패스관을 통해 흐르는 배기가스가 상기 반응기외부케이싱 내부의 일정 공간을 지나면서 상기 반응기본체 내 SCR촉매를 항상 일정 온도 이상으로 예열시키도록 함으로써, 재작동시 고온의 배기가스가 유입되더라도 일정 온도 이상으로 예열된 SCR촉매가 열충격을 받지 않도록 하여 SCR촉매의 반응률과 교체수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 SCR 탈질시스템의 구조를 도시한 개략도
도 2는 종래 SCR 탈질시스템에서 혼합챔버 전단에 열교환기가 설치되는 구조를 도시한 개략도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템의 개략도
도 4는 도 3에서 온도센서와 유량조절 컨트롤밸브가 설치된 구조를 도시한 개략도
도 5는 도 4의 탈질시스템이 작동하는 과정을 도시한 참고도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 탈질방법의 블럭도
도 7은 종래 SCR 탈질시스템의 구조를 도시한 개략도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 케이싱 구조의 반응기의 사시도
도 9는 도 8의 이중 케이싱 구조의 반응기의 단면도
도 10은 바이패스관을 통해 배기가스가 바이패스되는 과정을 도시한 참고도
도 11은 반응기를 통해 배기가스가 처리되는 과정을 도시한 참고도
이하에서는 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 구조를 갖는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템은 탈질반응이 일어나는 SCR촉매(451)를 포함하는 반응기(45) 전단에서 배기가스에 환원제를 분사하는 혼합챔버(44)의 전단에 배치되어 배기관(42)의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기(43)와; 상기 열교환기(43) 전단의 배기관(42)으로부터 분기되어 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 연결되는 온도보상 바이패스관(47);을 포함하여, 상기 열교환기(43)에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통해 열교환기(43) 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기(43)를 통하지 않고 우회시켜 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 주입함으로써 혼합챔버(44) 및 반응기(45)에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
앞서 종래기술에서 설명한 바와 같이, 배기가스에서의 질소산화물(NOx) 제거를 위해 특히 요소(암모니아)를 환원제로 하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템은 엔진(91)에서 배출되는 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 탈질시키기 위해 배기가스가 흐르는 혼합챔버(93) 내로 환원제 즉, 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐(951)을 통해 분사시켜 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스를 생성한 후, 해당 혼합가스를 SCR촉매(944)를 포함하고 있는 반응기(94)에 유입시켜 상기 반응기(94) 내에서 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스가 SCR촉매(944)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 성분을 탈질(탈질반응)시켜 최적의 탈질효율을 얻고 질소산화물(NOx) 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지하는 구조를 채택하고 있다. 한편, 위와 같은 종래의 SCR 탈질시스템은 엔진(91)으로부터 배출되는 고온의 배기가스의 폐열을 회수할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(91)과 반응기(94) 사이의 배기관(92) 관로 상에 폐열을 회수하는 열교환기(97)를 배치시키게 된다. 그러나, 이와 같이 엔진(91)과 반응기(94) 사이에 배기가스의 폐열을 회수하는 열교환기(97)를 배치시키는 종래의 구조에서는, 엔진(91)에서 배출된 고온의 배기가스(통상 800~900℃ 내외)가 SCR 탈질시스템의 반응기(94)에 유입되기 전 상기 열교환기(97)를 통과하면서 많은 양의 열을 회수당하게 되므로 경우에 따라 반응기(94) 전단에서 이미 280℃ 내외의 저온의 배기가스로 변하게 된다. 결국, SCR 탈질시스템의 혼합챔버(93) 또는 반응기(94)를 지나면서 환원제 및 SCR촉매(944)와 혼합,접촉하면서 효율적인 탈질반응이 일어나기 위해서는 상기 반응기(94)에 유입되는 배기가스의 온도가 최소 300℃ 이상(적절하게는 350℃ 내외)이 유지되어야 함에도 불구하고, 위와 같은 종래의 탈질시스템 구조에서는 상기 열교환기(97)에 의한 배기가스 온도의 급격한 저하로 인한 많은 문제를 야기시키게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템은, 엔진에서 배출되는 배기가스가 혼합챔버(44) 및/또는 반응기(45) 전단에서 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 설치되는 열교환기(43)를 지나면서 온도가 낮아져 혼합챔버(44) 및/또는 반응기(45)에 유입되지 전에 이미 배기가스 온도가 탈질반응에 부적합한 온도(즉, 탈질반응에 적절한 300~350℃ 내외보다 낮은 온도)가 되는 경우에는, 별도의 온도보상 바이패스관(47)을 통해 열교환기(43) 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기(43)를 통하지 않고 우회시켜 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 주입함으로써 혼합챔버(44) 및 반응기(45)에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 한다.
즉, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템에서도 역시 엔진(41)으로부터 배출되는 고온의 배기가스(통상, 800~900℃ 내외)는 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 배기관(42)의 관로 상에 설치된 열교환기(43)를 지나면서 온도가 낮아지게 되는데, 만약 상기 열교환기(43)를 지나면서 열을 회수 당한 배기가스의 온도가 혼합챔버(44)에 유입되기 전에 이미 탈질반응에 부적합한 온도(즉, 탈질반응에 적절한 300~350℃ 내외보다 낮은 온도)가 되는 경우에는, 상기 열교환기(43) 전단에서 배기관(42)으로부터 분기되어 상기 열교환기(43)를 거치지 않고 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 연결되는 온도보상 바이패스관(47)을 통해 상기 열교환기(43) 전단의 배기관(42)에 있는 고온의 배기가스 일부를 우회시켜 온도보상 바이패스관(47)을 통해 우회되면서 열을 회수당하지 않고 고온의 온도를 유지하는 배기가스가 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 직접 주입될 수 있게 함으로써, 온도가 낮아진 혼합챔버(44) 전단의 배기관(42)의 배기가스 온도를 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통해 주입되는 고온의 배기가스를 혼합하여 탈질반응에 적절한 350℃ 내외의 온도로 유지되도록 온도보상을 하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 열교환기(43)의 전단과 후단 사이를 별도로 연결시키는 상기 온도보상 바이패스관(47)을 형성하고 이를 통해 필요에 따라 고온의 배기가스를 상기 열교환기(43)를 통하지 않고 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 우회시키는 구조를 통해, 상기 열교환기(43)에 의한 과도한 배기가스의 온도 저하를 방지하고 항상 탈질반응에 효율적인 온도로 유지된 배기가스가 혼합챔버(44) 및/또는 반응기(45)에 유입될 수 있게 된다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템에서는 추가적으로 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에는 온도센서(421)를 포함하고, 상기 온도보상 바이패스관(47)의 라인 상에는 제어부(48)의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관(47)을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브(471)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 온도센서(421)는 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 설치되어 열교환기(43) 후단의 배기관(42)을 흐르는 배기가스의 온도를 측정하여 그 측정값을 제어부(48)에 전송하는 기능을 수행하는 구성으로, 상기 온도센서(421)에서 측정되어 전송되는 열교환기(43) 후단의 배기관(42)의 배기가스 온도는 후술할 바와 같이 제어부(48)의 제어하에 상기 온도보상 바이패스관(47)의 개폐 및/또는 개폐량을 조절하여 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통한 배기가스의 우회 또는 그 양을 제어하는데 활용되게 된다.
상기 유량조절 컨트롤밸브(471)는 상기 제어부(48)의 제어하에 전자적으로 개폐 및 개폐의 정도가 제어되면서 상기 온도보상 바이패스관(47)을 흐르는 배기가스의 이동여부 및 그 유량을 제어하게 되는 구성이다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 상기 온도센서(421) 및 유량조절 바이패스관()을 활용한 배기가스의 온도보상 바이패스관(47)을 통한 우회 및 그 양에 대한 제어과정에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 도 5의 (1)에 도시된 바와 같이, 엔진(41)으로부터 배출되는 배기가스가 상기 열교환기(43)를 거치면서 폐열이 회수된 후에 상기 혼합챔버(44) 및 반응기(45)를 거치게 되는 과정을 계속하는 상태(이때, 상기 온도보상 바이패스관(47)의 관로는 운용되지 않고 폐쇄되어 있음)에서, 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 설치된 온도센서(421)를 통해 측정된 배기가스의 온도가 280℃ 내외로 탈질반응에 부적절한 저온 상태로 측정되는 경우,
본 발명의 탈질시스템의 운용을 담당하는 제어부(48)는 상기 온도센서(421)에서 전송된 온도 측정치를 토대로, 도 5의 (2)에 도시된 바와 같이 열교환기(43)의 전단과 후단의 배기관(42)을 열교환기(43)를 거치지 않고 우회하여 연결시키는 상기 온도보상 바이패스관(47)의 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 신호를 전송하여 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)가 개방됨으로 인해, 상기 열교환기(43) 전단의 배기관(42)에 있던 고온의 배기가스의 일부가 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통해 열교환기(43)를 거치지 않고 직접 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 주입되도록 한다.
한편, 상기 온도보상 바이패스관(47) 관로의 개방으로 인한 고온의 배기가스의 주입으로 인해 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 설치된 온도센서(421)를 통해 측정된 배기가스의 온도가 점차 상승하게 되는 경우, 상기 제어부(48)는 그 전송된 측정치를 토대로 도 5의 (3)에 도시된 바와 같이 상기 온도보상 바이패스관(47)의 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 정도를 점차 축소시키는 제어신호를 전송하여 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 정도가 축소되면서 상기 온도보상 바이패스관(47)을 지나 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 직접 주입되는 고온의 배기가스의 유량을 점진적으로 감소시켜 열교환기(43) 후단의 배기관(42)의 배기가스 온도가 탈질반응에 적합한 350℃ 내외로 유지될 수 있게 제어하게 된다(만약, 열교환기(43) 후단의 배기관(42)의 배기가스 온도가 350℃를 과도하게 초과하는 경우에는 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)를 완전히 폐쇄시키게 된다). 이와 같이, 본 발명에 따른 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템은 배기관(42)의 라인 상에 폐열회수를 위해 위치하는 열교환기(43)의 전단과 후단 사이를 별도로 연결시키는 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통해 필요에 따라(제어부의 제어하에) 고온의 배기가스 일부를 상기 열교환기(43)를 통하지 않고 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 직접 우회시킬 수 있는 구조를 통해, 상기 열교환기(43)에 의한 배기관(42) 내 과도한 배기가스의 온도 저하를 방지하고 항상 탈질반응에 효율적인 온도로 유지된 배기가스가 혼합챔버(44) 및/또는 반응기(45)에 유입될 수 있게 된다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 앞서 본 발명의 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템을 이용한 온도보상 탈질방법에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온도보상 탈질방법은 엔진(41)으로부터 배출되는 배기가스가 혼합챔버(44) 전단에 배치된 열교환기(43)를 지나면서 폐열이 회수되는 폐열회수단계(S1); 상기 열교환기(43) 후단에서 상기 폐열회수단계(S1)를 거친 배기가스의 온도를 측정하는 온도측정단계(S2); 상기 온도측정단계(S2)에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우, 온도보상 바이패스관(47)을 통해 상기 열교환기(43) 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기(43)를 통하지 않고 우회시켜 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 주입함으로써 반응기(45)에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폐열회수단계(S1)는 엔진(41)으로부터 배출되는 배기가스가 혼합챔버(44) 전단에 배치된 열교환기(43)를 지나면서 폐열이 회수되는 과정으로, 도 5의 (1)에 도시된 바와 같이, 엔진(41)으로부터 배출되는 배기가스가 상기 열교환기(43)를 거치면서 폐열이 회수된 후에 상기 혼합챔버(44) 및 반응기(45)를 거치게 되는 과정을 계속하는 상태(이때, 상기 온도보상 바이패스관(47)의 관로는 운용되지 않고 폐쇄되어 있음)를 의미한다.
상기 온도측정단계(S2)는 상기 열교환기(43) 후단에서 상기 폐열회수단계(S1)를 거친 배기가스의 온도를 측정하는 과정이다.
상기 온도보상단계(S3)는 보다 구체적으로 상기 온도측정단계(S2)에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브를 개방하여 상기 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부가 열교환기를 통하지 않고 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되도록 하는 바이패스관개방단계(S31)와, 상기 바이패스관개방단계(S31)를 통한 고온의 배기가스 주입으로 열교환기 후단에서 측정되는 온도가 상승하는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브 개방 정도를 축소시켜 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되는 고온의 배기가스의 유량을 조절하는 바이패스관유량조절단계(S32)로 진행되게 된다.
상기 바이패스관개방단계(S31)는 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 설치된 온도센서(421)를 통해 측정된 배기가스의 온도가 280℃ 내외로 탈질반응에 부적절한 저온 상태로 측정되는 경우에 있어, 본 발명의 탈질시스템의 운용을 담당하는 제어부(48)가 상기 온도센서(421)에서 전송된 온도 측정치를 토대로, 도 5의 (2)에 도시된 바와 같이 열교환기(43)의 전단과 후단의 배기관(42)을 열교환기(43)를 거치지 않고 우회하여 연결시키는 상기 온도보상 바이패스관(47)의 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 신호를 전송하여 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)가 개방됨으로 인해, 상기 열교환기(43) 전단의 배기관(42)에 있던 고온의 배기가스의 일부가 상기 온도보상 바이패스관(47)을 통해 열교환기(43)를 거치지 않고 직접 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 주입되도록 한다.
상기 바이패스관유량조절단계(S32)는 상기 온도보상 바이패스관(47) 관로의 개방으로 인한 고온의 배기가스의 주입으로 인해 상기 열교환기(43) 후단의 배기관(42)에 설치된 온도센서(421)를 통해 측정된 배기가스의 온도가 점차 상승하게 되는 경우, 상기 제어부(48)가 그 전송된 측정치를 토대로 도 5의 (3)에 도시된 바와 같이 상기 온도보상 바이패스관(47)의 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 정도를 점차 축소시키는 제어신호를 전송하여 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)의 개방 정도가 축소되면서 상기 온도보상 바이패스관(47)을 지나 열교환기(43) 후단의 배기관(42)으로 직접 주입되는 고온의 배기가스의 유량을 점진적으로 감소시켜 열교환기(43) 후단의 배기관(42)의 배기가스 온도가 탈질반응에 적합한 350℃ 내외로 유지될 수 있게 제어하게 된다(만약, 열교환기(43) 후단의 배기관(42)의 배기가스 온도가 350℃를 과도하게 초과하는 경우에는 상기 유량조절 컨트롤밸브(471)를 완전히 폐쇄시키게 된다).
한편, 도 8 내지 11을 참조하면, (선박용)엔진으로부터 배출되는 배기가스를 처리하기 위해 사용되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템은 탈질시스템 내 반응기가 유입부(7511)와 유출부(7512)를 통해 배기가스가 지나면서 접촉하여 탈질반응이 일어나는 SCR촉매(7513)를 포함하는 반응기본체(751)와; 상기 반응기본체(751)를 둘러싸며 내부에 일정 공간을 형성하고, 상기 유입부(7511) 앞에서 배기가스를 우회시켜 상기 유출부(7512) 뒤에 연결시키는 바이패스관(77)과 연결되는 바이패스유입부(7521)와 바이패스유출부(7522)를 포함하는 반응기외부케이싱(752);을 포함하여, SCR탈질시스템이 작동하지 않는 경우에도 상기 바이패스관(77)을 통해 흐르는 배기가스가 상기 반응기외부케이싱(752) 내부의 일정 공간을 지나면서 상기 반응기본체(751) 내 SCR촉매(7513)를 항상 일정 온도 이상으로 예열시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 7을 참조하면, 종래에 배기가스에서의 질소산화물(NOx) 제거를 위해 특히 요소(암모니아)를 환원제로 하는 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 환원촉매법) 탈질시스템은 엔진(91)에서 배출되는 배기가스 중의 질소산화물(NOx)을 탈질시키기 위해 배기가스가 흐르는 혼합챔버(93) 내로 환원제 즉, 요소수(요소수가 기화되면 암모니아가 됨)를 분사노즐(951)을 통해 분사시켜 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스를 생성한 후, 해당 혼합가스를 SCR촉매(944)를 포함하고 있는 반응기(94)에 유입시켜 상기 반응기(94) 내에서 배기가스와 환원제가 혼합된 혼합가스가 SCR촉매(944)를 통과하면서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx) 성분을 탈질(탈질반응)시켜 최적의 탈질효율을 얻고 질소산화물(NOx) 성분이나 암모니아로 인한 환경오염을 효율적으로 방지하는 구조를 채택하고 있다. 그러나, 이러한 종래의 SCR 탈질시스템에서도 간헐적으로 SCR 탈질시스템을 사용하는 시스템 특히, 선박에 설치된 SCR 탈질시스템의 경우, SCR 탈질시스템을 사용하지(작동하지) 않는 경우에는 도 7에 도시하고 있는 바와 같이 엔진(91)으로부터 나오는 배기가스를 바이패스라인(96)을 통해 SCR 탈질시스템을 거치지 않도록 우회시켜 배출시키는 구조를 취하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 SCR 탈질시스템에서 SCR 탈질시스템(특히, SCR촉매(944)를 포함하는 반응기(94))을 작동시키지 않고 바이패스라인(96)을 통해 배기가스를 우회시키는 경우에는, 상기 반응기(94) 내에 포함된 SCR촉매(944)가 상온의 낮은 온도로 떨어진 상태로 유지되게 되는데 이때, 다시 SCR 탈질시스템을 사용(작동)하게 되는 경우에는, 상온의 낮은 온도로 떨어진 상태로 유지되던 SCR촉매(944)에 갑자기 고온(통상 400℃ 정도)의 배기가스가 전달됨으로 인한 열충격을 SCR촉매(944)가 받게 되고 이러한 반복적인 동작의 온/오프가 계속됨으로 인한 SCR촉매(944)의 반응률 저감 및 SCR촉매(944)의 교체 수명을 단축시키는 문제를 발생시키게 된다.
따라서, 본 발명에서의 이중 케이싱 구조의 반응기는 위와 같은 종래의 SCR 탈질시스템에서 반복적으로 SCR 탈질시스템의 작동의 온/오프가 반복되는 경우에 있어서의 저온 상태로 온도가 떨어지는 SCR촉매가 갑작스럽게 받는 열충격으로 인한 문제들을 근본적으로 방지할 수 있도록, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 SCR촉매(7513)를 포함하는 반응기 자체를 반응기본체(751)와 반응기외부케이싱(752)을 포함하는 이중 케이싱 구조로 형성함과 아울러 SCR탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 상기 바이패스관(77)을 통해 우회하는 배기가스가 상기 반응기외부케이싱(752) 내부의 일정 공간을 지나면서 상기 반응기본체(751) 내 SCR촉매(7513)를 항상 일정 온도 이상으로 예열시킬 수 있도록 하는 구조로 형성하게 된다.
즉, 도 8 및 9을 참조하면, 본 발명의 탈질시스템에 포함되는 반응기는 SCR 탈질시스템이 작동하는 경우에 유입부(7511)와 유출부(7512)를 통해 배기가스가 지나면서 접촉하여 탈질반응이 일어나는 SCR촉매(7513)를 포함하는 반응기본체(751)와; 상기 반응기본체(751)를 둘러싸며 내부에 일정 공간을 형성하고, SCR 탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 상기 유입부(7511) 앞에서 배기가스를 우회시켜 상기 유출부(7512) 뒤에 연결시키는 바이패스관(77)과 연결되는 바이패스유입부(7521)와 바이패스유출부(7522)를 포함하는 반응기외부케이싱(752);을 포함하는 이중 케이싱 구조를 형성하게 된다.
따라서, 선박에 설치된 SCR 탈질시스템에 있어서 항구에 접안하거나 정박하여 화물을 싣고 내리는 과정에서와 같이 SCR 탈질시스템이 작동하는 경우에는 상기 반응기본체(751)의 유입부(7511)를 통해 유입되는 배기가스가 상기 반응기본체(751) 내에 실장된(장착된) SCR촉매(7513)를 거쳐 지나면서 SCR 촉매()와 접촉하여 탈질반응을 통해 배기가스 내에 포함된 질소산화물(NOx) 성분이 제거된 후 반응기본체(751)의 유출부(7512)를 통해 최종 배출되게 되는데, 이때에 상기 반응기본체(751) 내에 실장된 SCR촉매(7513)는 고온의 배기가스와 직접 접촉하면서 고온의 온도상태를 유지하게 된다.
한편, 선박에 설치된 SCR 탈질시스템에 있어서 선박이 환경규제를 받지 않는 공해상을 운항하는 경우 등과 같은 경우에 있어서 SCR 탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 있어서는 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 바이패스관(77)을 따라 우회하면서 SCR 탈질시스템, 보다 구체적으로는 SCR촉매(7513)를 포함하는 반응기 내를 거치지 않고 바로 배출되게 되는데, 이때 본 발명에 따른 이중 케이싱 구조를 갖는 반응기에서는 상기 바이패스관(77)의 관로를 상기 반응기외부케이싱(752)과 연결시켜 상기 바이패스관(77)을 흐르는 배기가스가 상기 반응기외부케이싱(752) 내로 유입될 수 있도록 하는 바이패스유입부(7521)와 상기 반응기외부케이싱(752) 내 일정 공간을 따라 흐른 배기가스가 다시 상기 바이패스관(77)으로 배출될 수 있도록 하는 바이패스유출부(7522)를 포함함으로써, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 바이패스관(77)을 따라 우회하던 고온(통상 400℃ 내외)의 배기가스는 상기 바이패스유입부(7521)를 통해 상기 반응기외부케이싱(752) 내부 공간으로 유입되어 반응기외부케이싱(752)의 내부 공간을 따라 흐르면서 반응기외부케이싱(752) 내에 포함된 상기 반응기본체(751) 및 그 내부에 포함된 SCR촉매(7513)를 가열시키게 된다. 따라서, SCR 탈질시스템이 작동하지 않아(즉, 고온의 배기가스가 직접 반응기본체(751) 내로 유입되지 않아) 직접적으로 고온의 배기가스와 접촉하지 않게 되는 SCR촉매(7513)라 하더라도 위와 같이 상기 반응기본체(751) 외부를 가열시키는 고온의 배기가스로 인해 SCR촉매(7513)의 온도가 상온의 낮은 온도의 상태로 떨어지지 않게 되고 항상 일정한 온도 이상의 고온 상태를 유지할 수 있게 된다. 상기 반응기외부케이싱(752)의 내부 공간을 따라 흐르던 배기가스는 상기 바이패스유출부(7522)를 통해 다시 상기 바이패스관(77)으로 흘러 최종 배출되게 된다.
이와 같이, 선박에 설치된 SCR 탈질시스템에 있어서 SCR 탈질시스템이 작동하지 않는 경우에 있어서도 위와 같이 상기 바이패스관(77) 및 상기 반응기외부케이싱(752) 내부 공간을 따라 우회하는 고온의 배기가스에 의해 항상 일정한 온도 이상의 고온 상태로 예열되는 상기 SCR촉매(7513)는, 다시 SCR 탈질시스템이 작동하는 경우에 있어서 도 11에 도시된 바와 같이 고온의 배기가스가 다시 직접 상기 반응기본체(751) 내로 유입되어 상기 SCR촉매(7513)를 직접적으로 거치게 되더라도 (종래와 같이 저온상태였던 SCR촉매가 갑자기 고온의 배기가스와 접촉하면서 열충격을 받는 것이 아니라)일정 온도 이상으로 예열되어 있던 상기 SCR촉매(7513)는 급작스런 열충격을 받지 않게 되므로, 종래와 같이 반복되는 열충격으로 인한 SCR촉매의 반응률 저감 및 교체수명 단축의 문제는 근본적으로 방지되게 된다.
또한, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 상기 반응기에서 상기 바이패스유입부(7521)는 상기 반응기외부케이싱(752)의 하단에 연결되고, 상기 바이패스유출부(7522)는 상기 반응기외부케이싱(752)의 상단에 연결되어, 상기 바이패스관(77)을 통해 반응기외부케이싱(752) 내부의 일정 공간으로 유입된 고온의 배기가스가 반응기외부케이싱(752) 내부에 포함된 상기 반응기본체(751)를 전체적으로 둘러싸고 지나면서 반응기본체(751) 내 SCR촉매(7513)를 예열시킬 수 있도록 한다. 즉, 상기 반응기외부케이싱(752) 내부로 배기가스가 유입된다 하더라도 반응기외부케이싱(752) 내부 공간 중 일정 부분만을 거쳐 바로 배출되게 되면 상기 반응기외부케이싱(752) 내부에 포함된 반응기본체(751) 및 SCR촉매(7513)의 예열 기능이 저감될 수 있는바, 위와 같이 상기 바이패스유입부(7521)는 상기 반응기외부케이싱(752)의 하단에 연결시키고 상기 바이패스유출부(7522)는 상기 반응기외부케이싱(752)의 상단에 연결시킴으로써, 상기 바이패스유입부(7521)를 통해 반응기외부케이싱(752)의 하단에서 내부로 유입되는 고온의 배기가스는 상기 반응기외부케이싱(752)의 가장 아래 부분에서부터 상기 바이패스유출부(7522)가 연결되어 있는 반응기외부케이싱(752)의 가장 윗 부분까지 전체적으로 반응기외부케이싱(752) 내부 공간을 지나게 되므로, 그에 따라 상기 반응기외부케이싱(752) 내부에 포함된 상기 반응기본체(751) 및 그 내부의 SCR촉매(7513)를 전체적으로 둘러싸고 지나면서 상기 SCR촉매(7513)를 보다 효과적으로 고온 상태로 예열(가열)시킬 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 탈질반응이 일어나는 SCR촉매를 포함하는 반응기 전단에서 배기가스에 환원제를 분사하는 혼합챔버의 전단에 배치되어 배기관의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 열교환기와;
    상기 열교환기 전단의 배기관으로부터 분기되어 열교환기 후단의 배기관에 연결되는 온도보상 바이패스관;을 포함하여, 상기 열교환기에 의해 온도가 낮아진 배기가스가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관을 통해 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도보상 바이패스관 라인에는 제어부의 제어하에 개폐되며 온도보상 바이패스관을 흐르는 배기가스의 유량을 조절하는 유량조절 컨트롤밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열교환기 후단의 배기관에는 온도센서가 설치되어, 열교환기 후단의 배기가스 온도를 측정하여 제어부에 전송하고 제어부는 전송된 온도값을 토대로 상기 유량조절 컨트롤밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 온도보상 바이패스관은 상기 열교환기 전단의 배기관으로부터 분기되어 상기 반응기 전단에 연결되는 것을 특징으로 하는 온도보상 구조를 갖는 탈질시스템.
  5. 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 혼합챔버 전단에 배치된 열교환기를 지나면서 폐열이 회수되는 폐열회수단계;
    상기 열교환기 후단에서 상기 폐열회수단계를 거친 배기가스의 온도를 측정하는 온도측정단계;
    상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우, 온도보상 바이패스관을 통해 상기 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부를 열교환기를 통하지 않고 우회시켜 열교환기 후단의 배기관에 주입함으로써 반응기에 유입되는 배기가스의 온도가 탈질반응에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하는 온도보상단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상 탈질방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 온도보상단계는 상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 탈질반응에 부적합한 온도가 되는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브를 개방하여 상기 열교환기 전단의 온도가 높은 배기가스 일부가 열교환기를 통하지 않고 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되도록 하는 바이패스관개방단계와, 상기 바이패스관개방단계를 통한 고온의 배기가스 주입으로 열교환기 후단에서 측정되는 온도가 상승하는 경우 상기 온도보상 바이패스관의 유량조절 컨트롤밸브 개방 정도를 축소시켜 온도보상 바이패스관을 통해 우회하여 열교환기 후단의 배기관에 주입되는 고온의 배기가스의 유량을 조절하는 바이패스관유량조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도보상 탈질방법.
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