[go: up one dir, main page]

KR102499706B1 - 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템 - Google Patents

배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102499706B1
KR102499706B1 KR1020180085787A KR20180085787A KR102499706B1 KR 102499706 B1 KR102499706 B1 KR 102499706B1 KR 1020180085787 A KR1020180085787 A KR 1020180085787A KR 20180085787 A KR20180085787 A KR 20180085787A KR 102499706 B1 KR102499706 B1 KR 102499706B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
urea
tank
vacuum cooling
vacuum
urea water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020180085787A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200011107A (ko
Inventor
김종현
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020180085787A priority Critical patent/KR102499706B1/ko
Publication of KR20200011107A publication Critical patent/KR20200011107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102499706B1 publication Critical patent/KR102499706B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2821—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/18—Switches operated by change of liquid level or of liquid density, e.g. float switch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1811—Temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은 요소수를 촉매로 사용하여 배기가스의 질소산화물을 저감하도록 구성된 배기가스 질소산화물 저감장치에 포함되는 것으로서, 요소수가 저장된 우레아 탱크; 요소수가 일부 공급되어 저장되도록 우레아 탱크의 내부에 위치하며, 요소수가 진공 압력에 의해 증발하면서 우레아 탱크에 저장된 요소수의 온도를 낮추도록 구성된 진공 냉각 탱크; 및 진공 냉각 탱크에 연결되며, 진공 냉각 탱크에 진공 압력을 제공하도록 구성된 진공 증발수단을 포함한다. 상기와 같은 본 발명은, 질소산화물의 환경규제를 만족시키기 위해서 우레아 탱크(UREA TANK) 및 공급(SUPPLY) 배관을 35도 이하로 유지시킬 수 있다.

Description

배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템{UREA TANK VACUUM COOLING SYSTEM FOR EXHAUST GAS NOX SCR}
본 발명은 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스의 질소산화물을 요소수의 암모니아에서 저감하며 요소수가 저장된 탱크를 일정 온도 이하로 유지시키는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템에 관한 것이다.
최근 세계적으로 환경 규제가 강화 되고 있고 엔진 배기가스의 NOx의 규제가 ECA AREA 및 환경 규제 구역에서 3.4G/kWh로 규제가 강화 되었다.
이에 따라 특히 디젤 발전기(DIESEL GENERATOR)의 경우 배기가스의 온도가 충분히 높아 선택적 촉매 저감(SCR, Selective catalytic reduction) 장비 및 시스템의 적용을 많이 하고 있는 실정이다. SCR은 우레아(UREA)를 촉매제로 사용 하여 촉매를 통과 하는 배기가스의 NOx 함유량을 기준치 이하로 떨어뜨리는 시스템이다.
우레아는 요소수로 열에 의해 열분해 되어 암모니아(NH3)로 변환 되고 이것이 질소산화물과 촉매상에서 화학반응을 하여 인체에 무해한 물과 질소로 변화 하게 되는 시스템이다.
상기 시스템에서 Urea의 공급 장치 및 시스템은 가장 중요한 시스템 중 하나이다.
선박에 우레아를 적용함에 있어서는 0~35도의 온도를 항시 유지 해주어야 한다. 우레아가 35도 이상 가열될 시 층 분리가 되어 제대로 된 역할을 하지 못하게 되며, 특히 장시간 열에 노출될 시 10%, 20%, 50% 농도의 층으로 분리된다. 35도 이하로 우레아의 사용온도가 내려야만, 요구되는 균질 우레아로 환원시킬 수 있다.
선박의 기관실 내부 온도는 최고45로 보고 있으며, 적도 지방을 다니는 선박의 경우 55도를 최고로 보고 있다. 즉 우레아가 층 분리가 되는 35도를 넘어 가는 상황이 발생할 수 있으며, 이에 따라 배기가스에서 질소제거가 원활하게 이루어지지 않게 된다.
본 발명은, 질소산화물의 환경규제를 만족시키기 위해서 우레아 탱크(UREA TANK) 및 공급(SUPPLY) 배관을 35도 이하로 유지시킬 수 있는 질소산화물 저감장치 우레아 탱크 진공냉각시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 요소수를 촉매로 사용하여 배기가스의 질소산화물을 저감하도록 구성된 배기가스 질소산화물 저감장치에 포함되는 것으로서, 상기 요소수가 저장된 우레아 탱크; 상기 요소수가 일부 공급되어 저장되도록 상기 우레아 탱크의 내부에 위치하며, 상기 요소수가 진공 압력에 의해 증발하면서 상기 우레아 탱크에 저장된 상기 요소수의 온도를 낮추도록 구성된 진공 냉각 탱크; 및 상기 진공 냉각 탱크에 연결되며, 상기 진공 냉각 탱크에 진공 압력을 제공하도록 구성된 진공 증발수단을 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템을 제공한다.
상기 진공 증발수단은, 상기 진공 냉각 탱크에 진공 압력을 제공하도록 상기 진공 냉각 탱크에 연결되는 진공 냉각 이젝터; 상기 우레아 탱크의 외부에서 상기 요소수의 일부를 순환시키되, 상기 요소수를 상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 공급하는 진공/순환 펌프; 및 상기 우레아 탱크와 상기 진공/순환 펌프를 연결하며 상기 요소수가 순환하는 순환 라인을 포함한다.
상기 본 발명은 상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 압축 공기를 제공하도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 공기 압축기 및 압축 공기 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명은 상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 보일러 증기를 제공하도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 보일러 및 증기 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 진공 냉각 탱크는 탱크 수위를 측정하는 레벨 스위치를 구비하며, 상기 진공 냉각 탱크에는 상기 레벨 스위치의 감지된 레벨에 의해 상기 우레아 탱크의 요소수를 상기 진공 냉각 탱크로 공급하기 위한 주입 라인이 연결되며, 상기 주입 라인에는 상기 주입 라인의 단속을 위한 주입 밸브가 마련될 수 있다.
상기 본 발명은 상기 우레아 탱크의 요소수를 상기 순환 라인을 통해 엔진의 배기 라인에 공급하는 우레아 공급펌프부; 상기 우레아 공급펌프부의 전단부에서 상기 진공 냉각 이젝터의 요소수가 유입되도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 요소수 환수라인; 및 상기 요소수 환수라인의 요소수가 상기 우레아 탱크와 상기 순환 라인 중 한쪽으로 유동하도록 상기 요소수 환수라인에 마련되는 복수의 환수 밸브를 포함할 수 있다.
상기 본 발명은 상기 우레아 탱크의 요소수가 공급되어 배기가스에 혼합되도록 상기 엔진의 배기 라인에 연결되는 믹싱부; 상기 믹싱부에서 상기 배기가스에 요소수를 혼합시키는 믹싱 플레이트; 및 상기 믹싱부에 연결되며, 상기 요소수를 압축공기와 혼합하여 상기 믹싱 플레이트에 분사하는 요소수 주입부를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명은 상기 순환 라인에 배치되어 상기 순환 라인의 요소수 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며, 상기 온도센서가 배치되는 상기 순환 라인은 상기 우레아 공급펌프부와 상기 요소수 주입부를 연결하는 것으로서, 상기 온도센서가 34도 이상으로 요소수의 온도를 감지하는 경우, 상기 진공/순환 펌프가 가동되면서 상기 진공 냉각 이젝터가 가동될 수 있다.
상기와 같이 기술된 본 발명은, 질소산화물의 환경규제를 만족시키기 위해서 우레아 탱크(UREA TANK) 및 공급(SUPPLY) 배관을 35도 이하로 유지시킬 수 있는 질소산화물 저감장치 우레아 탱크 진공냉각시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 우레아 탱크이다.
본 발명에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템은 요소수를 촉매로 사용하여 배기가스의 질소산화물을 저감하도록 구성된 배기가스 질소산화물 저감장치에 포함되거나 연결된 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템을 배기가스 질소산화물 저감장치와 관련된 도면을 참조하여 설명한다.
하기에서 참조하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 도면에서는 조선, 플랜트, 설비 관련 도면에 사용된 부품의 기호들을 배치 조합한 것으로서, 설명되지 않는 기호나 라인은 기호 및 연결 관계에 따른 작용 속성을 갖는 것으로 이해되어야 한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템은, 엔진(10)의 배기가스에서 질소 산화물을 제거하는 선택적 환원촉매 분사장치(SCR, 20)로 제공되기 위한 요소수가 저장된 우레아 탱크(100), 우레아 탱크(100)에 저장된 요소수의 온도를 낮추도록 구성된 진공 냉각 탱크(110), 및 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력을 제공하도록 구성된 진공 증발수단(120)을 포함한다.
진공 냉각 탱크(110)는 요소수가 일부 공급되어 저장되도록 우레아 탱크(100)의 내부에 위치하며 요소수가 진공 압력에 의해 증발하도록 구성된 것이다.
진공 증발수단(120)은 진공 냉각 탱크(110)에 연결되어 진공 냉각 탱크(110)의 압력을 낮추어 더 낮은 온도에서 증발이 일어나도록 진공 압력을 제공하는 것이다.
이러한 진공 증발수단(120)은 진공 냉각 탱크(110)에서 증발 온도 하강에 따른 증발과 흡열이 일어나도록 하며, 진공 냉각 탱크(110)에 의해 시스템에 사용되는 요소수 온도가 떨어진다. 진공 냉각 탱크(110)의 온도 하강에 의해 우레아 탱크(100)와 순환 라인(123)의 요소수 온도가 떨어지게 된다.
진공 냉각 탱크(110)는 우레아 탱크(100)가 주위 온도 변화에 따라 요소수의 사용이 어렵게 되는 35도 이상으로, 우레아 탱크(100)에 저장된 요소수가 온도 변화가 일어나는 현상을 차단한다.
진공 냉각 탱크(110)는 탱크 수위를 측정하는 레벨 스위치(111)를 구비한다. 진공 냉각 탱크(110)의 레벨 스위치(111)에 의해 진공 냉각 탱크(110)의 요소수 레벨이 일정 이하로 감지되면, 진공 냉각 탱크(110)로 우레아 탱크(100)의 요소수가 보충된다.
진공 냉각 탱크(110)에는 레벨 스위치(111)의 감지된 레벨에 의해 우레아 탱크(100)의 요소수를 진공 냉각 탱크(110)로 공급하기 위한 주입 라인(112)이 연결되며, 주입 라인(112)에는 주입 라인(112)의 단속을 위한 주입 밸브(115)가 마련된다. 레벨 스위치(111)의 레벨 감지와 함께 주입 밸브(115)가 열리면서 주입 라인(112)을 통해 요소수가 진공 냉각 탱크(110)로 보충될 수 있다.
이러한 레벨 스위치(111)의 레벨 감지와 시스템의 밸브 단속 및 펌프들에 대한 제어는 시스템의 모든 제어 신호라인들이 연결된 제어부(150)에 의해 수행된다.
도 1과 도 2를 참조하면, 진공 증발수단(120)은, 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력을 제공하도록 진공 냉각 탱크(110)에 연결되는 진공 냉각 이젝터(121), 우레아 탱크(100)의 외부에서 요소수의 일부를 순환시키되, 요소수를 진공 냉각 이젝터(121)의 작동유로 공급하는 진공/순환 펌프(122), 및 우레아 탱크(100)와 진공/순환 펌프(122)를 연결하며 요소수가 순환하는 순환 라인(123)을 포함한다.
진공 냉각 이젝터(121)는 작동유에 의해 가동되어 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력을 제공하도록 구성된 것이다.
진공/순환 펌프(122)는 배기가스에 공급되는 요소수를 진공 냉각 이젝터(121)로 펌핑 이송하는 것이다.
이러한 진공/순환 펌프(122)의 가동과 가동 중단은 제어부(150)에 의해 수행된다. 진공/순환 펌프(122)가 가동되어 순환 라인(123)을 통해 공급되는 요소수가 진공/순환 펌프(122)를 통해 가압되어 진공 냉각 이젝터(121)의 작동 유체로 공급되고, 진공 냉각 탱크(110)와 진공 냉각 이젝터(121)의 연결 라인을 통해 진공 냉각 탱크(110) 내 공기가 투입 유체로 진공 냉각 이젝터(121)에 투입됨으로써 진공 냉각 이젝터(121)가 작동되어 진공 냉각 탱크(110) 내 압력을 낮추어, 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력이 형성된다.
상기와 같이 진공 증발수단(120)은 우레아 탱크(100)의 온도가 34도가 되거나, 우레아 탱크(100)에서 배기 라인으로 이송되는 요소수의 34도가 되면 작동되어 진공 냉각 탱크(110)에 진공을 가한다. 이에 따라 진공 냉각 탱크(110)의 내부에서 증발이 일어나며, 증발 현상에 따른 흡열 작용에 의해 우레아 탱크(100)의 온도 상승이 차단된다.
상기의 진공 증발수단(120)에는 진공 냉각 이젝터(121)의 작동유로 압축 공기를 제공하도록 진공 냉각 이젝터(121)에 연결되는 공기 압축기(130) 및 라인 단속을 위한 밸브들이 있는 압축 공기 라인(131)이 더 포함될 수 있다. 공기 압축기(130)의 압축 공기가 진공 냉각 이젝터(121)의 작동 유체로 공급되고, 진공 냉각 탱크(110)와 진공 냉각 이젝터(121)의 연결 라인을 통해 진공 냉각 탱크(110) 내 공기가 투입 유체로 진공 냉각 이젝터(121)에 투입됨으로써 진공 냉각 이젝터(121)가 작동되어 진공 냉각 탱크(110) 내 압력을 낮추어, 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력이 형성된다. 진공 냉각 탱크(110) 내 증발 작용에 의해 우레아 탱크(100)의 온도가 제어된다.
상기의 진공 증발수단(120)에는 진공 냉각 이젝터(121)의 작동유로 보일러(140)의 증기를 제공하도록 진공 냉각 이젝터(121)에 연결되는 보일러(140) 및 라인 단속을 위한 밸브들이 있는 증기 라인(141)이 더 포함될 수 있다. 보일러(140)의 증기가 진공 냉각 이젝터(121)의 작동 유체로 공급되고, 진공 냉각 탱크(110)와 진공 냉각 이젝터(121)의 연결 라인을 통해 진공 냉각 탱크(110) 내 공기가 투입 유체로 진공 냉각 이젝터(121)에 투입됨으로써 진공 냉각 이젝터(121)가 작동되어 진공 냉각 탱크(110) 내 압력을 낮추어, 진공 냉각 탱크(110)에 진공 압력이 형성된다. 따라서, 진공 냉각 이젝터(121)는 상기의 요소수나 압축 공기 뿐만 아니라 보일러(140)의 증기에 의해서도 작동될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템은, 우레아 탱크(100)의 요소수를 순환 라인(123)을 통해 배기 라인에 공급하는 우레아 공급펌프부(160)와, 우레아 공급펌프부(160)의 전단부에서 진공 냉각 이젝터(121)의 요소수가 유입되도록 진공 냉각 이젝터(121)에 연결되는 요소수 환수라인(161)을 포함할 수 있다.
우레아 공급펌프부(160)는 선택적 환원촉매 분사장치(SCR)에 연결되며, 진공/순환 펌프(122)에 연결되는 순환 라인(123)에 요소수를 펌핑하여 보내는 것이다.
이러한 우레아 공급펌프부(160)는 요소수의 이송을 수행하는 복수의 메인 펌프(163)를 포함한다. 진공 냉각 이젝터(121)에서 사용된 요소수는 우레아 공급펌프부(160) 측으로 요소수를 보내지거나 우레아 탱크(100)로 환수된다.
요소수 환수라인(161)의 상부와 하부에는, 진공 냉각 이젝터(121)에 연결된 요소수 환수라인(161)의 요소수가 우레아 탱크(100)와 순환 라인(123) 중 한쪽으로 유동하도록 복수의 환수 밸브(162', 162")가 배치된다. 상부에 배치된 환수 밸브(162')가 열리면 요소수는 우레아 탱크(100)로 유입되며, 하부에 배치된 환수 밸브(162")가 열리면 요소수는 우레아 공급펌프부(160) 측으로 유동된다.
우레아 탱크(100)와 순환 라인(123)에는 요소수 온도를 측정하는 온도센서(170)가 배치된다. 온도센서(170)가 배치된 순환 라인(123)은 우레아 공급펌프부(160)와 요수수 주입부(185)를 연결하는 것이다.
제어부(150)에서, 우레아 탱크(100)와 순환 라인(123)에 배치된 온도센서(170)들 중 하나가 34도 이상으로 요소수의 온도를 감지하는 경우, 진공/순환 펌프(122)가 가동되면서 진공 냉각 이젝터(121)가 가동되며, 우레아 탱크(100)의 요소수 온도 상승이 제한되거나 온도가 하강한다.
도 1을 참조하면, 순환 라인(123)에는 우레아 탱크(100)의 요소수가 공급되어 배기가스에 혼합되도록 엔진의 배기 라인에 연결되는 믹싱부(180)가 연결된다. 믹싱부(180)에는 배기가스에 요소수를 혼합시키는 믹싱 플레이트(181)가 구비된다. 믹싱부(180)에는 요소수를 압축공기와 혼합하여 믹싱 플레이트(181)에 분사하는 요소수 주입부(185)가 연결된다.
믹싱부(180)는 상기의 선택적 환원촉매 분사장치(SCR, 20)의 하부에 배치된 것으로서, 믹싱 플레이트(181)에 의해 요소수와 압축 공기가 혼합되며, 그 혼합물은 선택적 환원촉매 분사장치(SCR, 20)에 공급된다.
제어부(150)는 진공/순환 펌프(122)의 작동 및 각종 밸브류의 열고 닫음을 관장하는 장치로서, 진공/순환 펌프(122), 압축공기, 증기를 각각 선택할 때 관련된 밸브들을 조절함으로써 요소수 온도가 34도 넘을 경우에만 각 장치들이 작동할 수 있도록 하여 에너지 절감을 수행할 수 있다.
이하에서는, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템의 우레아 탱크를 냉각시키는 요소들에 대해 더 설명한다.
본 발명은 밀폐된 진공 냉각 탱크(110)에 진공을 발생시킬 시 증발 온도가 떨어지게 되고, 증발이 발생하면서 탱크의 온도가 하강한다는 원리가 적용된 것이다.
증발이 일어나는 진공 냉각 탱크(110)가 우레아 탱크(100)의 내부에 위치하며, 진공 냉각 이젝터(121)를 통해 진공을 발생시켜 온도가 낮아지게 된다.
진공 냉각 이젝터(121)는 진공/순환 펌프(122)의 압력에너지를 통해 진공을 발생시키며, 진공/순환 펌프(122)는 관내에 적체 되어있는 요소수를 순환시키는 역할 또한 같이 한다. 이러한 진공/순환 펌프(122)는 에너지가 절감되도록 요소수 탱크의 온도가 34도 이상일 때에만 가동된다.
진공/순환 펌프(122)를 이용한 탱크 진공 방법 이외에 선박에서 손쉽게 구할 수 있는 압축공기와 증기를 사용하여 진공 냉각 이젝터(121)를 작동시킬 수도 있다.
공기 압축기(130)의 압축 공기 또는 보일러(140)의 증기가 진공 냉각 이젝터(121)의 작동유로 사용되는 경우, 진공/순환 펌프(122)의 작동은 당연히 정지된다. 진공/순환 펌프(122)의 전단과 후단에 있는 진공 펌프 밸브(124, 125)는 닫힌다.
환수 밸브(162')는 압축 공기가 진공 냉각 이젝터(121)의 작동유로 사용되는 경우 개방된다. 다른 환수 밸브(162")는 진공/순환 펌프(122) 가동 시에 개방되며, 환수 밸브(162''')는 증기가 작동유로 사용되는 경우 개방된다.
이때는 공기 압축기(130)와 관련된 밸브를 열면서 제어부(150)에서 진공/순환 펌프(122)와 관련된 밸브를 닫고, 압축공기를 이용하여 진공 냉각 이젝터(121)를 작동시킨다. 또한 증기 라인(141)의 조절 밸브 또한 당연히 닫혀 있게 된다. 진공을 발생시키고 남은 압축 공기는 일부 요소수가 있을 수 있기 때문에 진공 냉각 이젝터(121)의 상부에 연결된 압축 공기 순환 라인(132)을 통해 다시 우레아 탱크(100)로 유입된다.
보일러(140)에 연결된 증기 라인(141)의 조절 밸브를 열어 증기에 의해 진공 냉각 이젝터(121)를 작동시킬 때에는, 증기 라인(141)의 조절 밸브들이 열리고 공기 압축기(130) 조절 밸브 및 진공/순환 펌프 및 그 밸브는 닫히게 된다. 증기는 응축수 순환기(142)를 거쳐 보일러(140)에서 다시 가열된 다음에 증기 라인(141)을 따라 순환되면서, 진공 냉각 이젝터(121)를 작동시킨다.
한편, 또 다른 환수 밸브(162''')는 증기 라인(141)에 배치되어 응축수 순환기(142) 측으로 증기를 환수시키기 위한 밸브로서, 증기의 작동유 사용 시에 개방되며, 진공 냉각 이젝터(121)에서 다른 작동유의 사용 시에는 닫힌다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 우레아 탱크 110: 진공 냉각 탱크
111: 레벨 스위치 112: 주입 라인
115: 주입 밸브 120: 진공 증발수단
121: 진공 냉각 이젝터 122: 진공/순환 펌프
123: 순환 라인 124: 펌프 밸브
130: 공기 압축기 131: 압축 공기 라인
132: 압축 공기 순환 라인 140: 보일러
141: 증기 라인 150: 제어부
160: 우레아 공급펌프부 161: 요소수 환수라인
162', 162", 162''': 환수 밸브
163: 메인 펌프 170: 온도센서
180: 믹싱부 181: 믹싱 플레이트
185: 요소수 주입부

Claims (8)

  1. 요소수를 촉매로 사용하여 배기가스의 질소산화물을 저감하도록 구성된 배기가스 질소산화물 저감장치에 포함되는 것으로서,
    상기 요소수가 저장된 우레아 탱크;
    상기 요소수가 일부 공급되어 저장되도록 상기 우레아 탱크의 내부에 위치하며, 상기 요소수가 진공 압력에 의해 증발하면서 상기 우레아 탱크에 저장된 상기 요소수의 온도를 낮추도록 구성된 진공 냉각 탱크; 및
    상기 진공 냉각 탱크에 연결되며, 상기 진공 냉각 탱크에 진공 압력을 제공하도록 구성된 진공 증발수단을 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 증발수단은,
    상기 진공 냉각 탱크에 진공 압력을 제공하도록 상기 진공 냉각 탱크에 연결되는 진공 냉각 이젝터;
    상기 우레아 탱크의 외부에서 상기 요소수의 일부를 순환시키되, 상기 요소수를 상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 공급하는 진공/순환 펌프; 및
    상기 우레아 탱크와 상기 진공/순환 펌프를 연결하며 상기 요소수가 순환하는 순환 라인을 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 압축 공기를 제공하도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 공기 압축기 및 압축 공기 라인을 더 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 냉각 이젝터의 작동유로 보일러 증기를 제공하도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 보일러 및 증기 라인을 더 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 진공 냉각 탱크는 탱크 수위를 측정하는 레벨 스위치를 구비하며,
    상기 진공 냉각 탱크에는 상기 레벨 스위치의 감지된 레벨에 의해 상기 우레아 탱크의 요소수를 상기 진공 냉각 탱크로 공급하기 위한 주입 라인이 연결되며, 상기 주입 라인에는 상기 주입 라인의 단속을 위한 주입 밸브가 마련되는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 우레아 탱크의 요소수를 상기 순환 라인을 통해 엔진의 배기 라인에 공급하는 우레아 공급펌프부;
    상기 우레아 공급펌프부의 전단부에서 상기 진공 냉각 이젝터의 요소수가 유입되도록 상기 진공 냉각 이젝터에 연결되는 요소수 환수라인; 및
    상기 요소수 환수라인의 요소수가 상기 우레아 탱크와 상기 순환 라인 중 한쪽으로 유동하도록 상기 요소수 환수라인에 마련되는 복수의 환수 밸브를 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 우레아 탱크의 요소수가 공급되어 배기가스에 혼합되도록 상기 엔진의 배기 라인에 연결되는 믹싱부;
    상기 믹싱부에서 상기 배기가스에 요소수를 혼합시키는 믹싱 플레이트; 및
    상기 믹싱부에 연결되며, 상기 요소수를 압축공기와 혼합하여 상기 믹싱 플레이트에 분사하는 요소수 주입부를 더 포함하는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 순환 라인에 배치되어 상기 순환 라인의 요소수 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며,
    상기 온도센서가 배치되는 상기 순환 라인은 상기 우레아 공급펌프부와 상기 요소수 주입부를 연결하는 것으로서,
    상기 온도센서가 34도 이상으로 요소수의 온도를 감지하는 경우, 상기 진공/순환 펌프가 가동되면서 상기 진공 냉각 이젝터가 가동되는 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템.
KR1020180085787A 2018-07-24 2018-07-24 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템 Active KR102499706B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180085787A KR102499706B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180085787A KR102499706B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200011107A KR20200011107A (ko) 2020-02-03
KR102499706B1 true KR102499706B1 (ko) 2023-02-14

Family

ID=69627114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180085787A Active KR102499706B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102499706B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438872B1 (ko) * 2020-09-17 2022-09-01 운해이엔씨(주) 양자에너지가 조사되는 저온 저장 및 숙성고

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013845A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd エンジン動力機械
KR102212853B1 (ko) * 2015-07-31 2021-02-04 현대중공업 주식회사 선박 scr 시스템용 우레아 냉각설비

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200011107A (ko) 2020-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102172147B1 (ko) 저압 scr 시스템과 그것에서의 우레아 저장 탱크 가열 제어방법
US8931259B2 (en) Reductant delivery apparatus with purging means
US20100319321A1 (en) Engine Powered Machine
JP2010031869A (ja) 選択触媒還元によるＮＯｘ制御のためのガスタービン燃焼排気ガス噴霧冷却
CN1965153A (zh) 排气后处理装置用的液体供给装置
US20180209325A1 (en) Device for cooling and heating urea solution for construction machine, and control method therefor
KR102499706B1 (ko) 배기가스 질소산화물 저감장치의 우레아 탱크 진공냉각시스템
JP3687914B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
KR101784615B1 (ko) 저압 scr 시스템 및 그 제어 방법
KR20220037100A (ko) 오염물질 처리장치
JP2011144765A (ja) 舶用排ガス脱硝装置
JP2005291086A (ja) エンジンの排気浄化装置
CN215249547U (zh) 水煤气变换反应的系统
KR20200127113A (ko) 요소수탱크용 온도조절시스템
KR101291057B1 (ko) 내연기관의 연료 공급장치
KR102548336B1 (ko) 선박의 암모니아처리시스템
KR102529766B1 (ko) 배기가스 처리장치의 온도 제어 시스템
CN212651622U (zh) 一种防止氨逃逸的氨法脱硫装置
JP2023071026A (ja) 浮体
KR101617734B1 (ko) 엔진의 배기가스 저감용 화학탱크 온도유지장치 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물
KR102182933B1 (ko) 선박
KR101636176B1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템을 포함한 동력 장치
CN221299302U (zh) 工程机械尿素喷嘴冷却装置及工程机械
KR102493598B1 (ko) 환원제 공급 시스템
KR20250045857A (ko) 환원제 공급 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20180724

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210716

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20180724

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20221202

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20230204

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20230209

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20230210

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration