KR101749127B1 - NOx Reduction Device for inhibiting N2O, After-treatment device for diesel engine and After-treatment method for discharging exhaust gas - Google Patents

NOx Reduction Device for inhibiting N2O, After-treatment device for diesel engine and After-treatment method for discharging exhaust gas Download PDF

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Abstract

본 발명은 NOx(NO+NO2) 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법을 개시한다. 개시된 NOx 저감장치는, 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하기 위해 내부에 적어도 하나 이상의 촉매부들이 교대로 배치된 선택적촉매환원기; 상기 배기가스에 환원제를 공급하는 요소수 저장탱크; 상기 선택적촉매환원기 전방에 배치되어 유입되는 배기가스와 상기 요소수 저장탱크에서 공급되는 환원제를 혼합하는 혼합기; 및 상기 혼합기에 공급되는 환원제량을 조절하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하면서 질소 산화물(NOx) 전환 과정에서 발생하는 아산화질소(N2O)의 발생을 방지할 수 있도록 한 효과가 있다.The present invention discloses a NOx (NO + NO2) reduction device, a diesel engine exhaust gas treatment device, and a method of treating an exhaust gas of a diesel engine. The disclosed NOx reduction apparatus includes a selective catalytic reduction unit in which at least one catalyst portion is alternately arranged to decompose nitrogen oxides contained in exhaust gas; A urea water storage tank for supplying a reducing agent to the exhaust gas; A mixer for mixing the exhaust gas disposed in front of the selective catalytic reduction unit and the reducing agent supplied from the urea water storage tank; And a controller for controlling the amount of the reducing agent supplied to the mixer.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent generation of nitrous oxide (N 2 O) generated in the process of converting nitrogen oxide (NOx) while reducing nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas.

Figure R1020160019558
Figure R1020160019558

Description

N2O 생성 억제를 위한 NOx 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법{NOx Reduction Device for inhibiting N2O, After-treatment device for diesel engine and After-treatment method for discharging exhaust gas}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a NOx reduction device for suppressing N2O generation, a diesel engine exhaust gas treatment device, and an exhaust gas treatment method for a diesel engine,

본 발명은 NOx(NO+NO2) 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 서로 다른 종류의 촉매 물질을 사용하여 질소 산화물(NOx) 뿐만 아니라 아산화질소(N2O)도 저감할 수 있는 NOx 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a NOx (NO + NO2) reduction device, a diesel engine exhaust gas treatment device and a method of treating an exhaust gas of a diesel engine. More specifically, the present invention relates not only to nitrogen oxides (NOx) A NO x reduction apparatus capable of reducing nitrous oxide (N 2 O), a diesel engine exhaust gas treatment apparatus, and a diesel engine exhaust gas treatment method.

일반적으로, 가솔린 또는 디젤을 연료로 사용하는 가솔린 차량 또는 디젤 차량에는 배출되는 배기가스 중에서 일산화 탄소(CO), 탄화 수소(CnHm), 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx) 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM)이 포함된다.In general, the monoxide in the exhaust gas discharged gasoline car or a diesel vehicle that uses gasoline or diesel as a fuel carbon (CO), hydrocarbons (C n H m), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and particulate Particulate matter (PM) is included.

여기서, 차량에서 배출되는 일산화 탄소, 탄화 수소, 질소 산화물(NOx), 황산화물 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM) 등의 배기가스 중 입자상 물질은 부유 분진의 발생을 가중시킴으로써 대기 오염의 주요 원인으로 알려져 있다.Here, particulate matter in the exhaust gas such as carbon monoxide, hydrocarbon, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides and particulate matter (PM) discharged from the vehicle increases the generation of suspended dust, It is known.

상술한 바와 같은 대기 오염 물질에 따른 인간의 쾌적한 환경의 요구 및 각국의 환경 규제에 의하여 배기가스에 포함되는 대기 오염 물질에 대한 규제가 점차 증가하고 있으며, 이에 대한 대책으로 다양한 배기가스 저감 방법이 연구되고 있다.Regulations on air pollutants contained in exhaust gas are gradually increasing due to the demands of comfortable environment for humans according to the above-mentioned air pollutants and the environmental regulations of each country. Various countermeasures for reducing exhaust gas have been studied .

즉, 배기가스에 포함되는 대기 오염 물질을 감소시키기 위하여 차량의 엔진 내부에서 자체적으로 오염 물질을 저감시키는 기술로서, 엔진 기술 및 고압분사장치 등의 전처리 기술이 개발되고 있으나, 배기가스의 규제가 강화됨에 따라 엔진 내부에서의 유해 가스 저감 기술만으로는 규제를 만족시키는데 한계가 있었다.In other words, pretreatment techniques such as engine technology and high-pressure injection device have been developed as techniques for reducing pollutants in the engine of a vehicle in order to reduce air pollutants contained in the exhaust gas. However, There has been a limit to satisfying regulations only by the technology for reducing harmful gases in the engine.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 엔진에서 연소된 후 배출되는 배기가스를 처리하는 후처리 기술(After-treatment Technology)이 제안되었으며, 상술한 후처리 기술은 산화 촉매, 매연 여과장치 및 질소 산화물 촉매로 구성된 배기가스 처리장치의 형태로 구현되고 있다.In order to solve these problems, an after-treatment technology for treating exhaust gas after combustion in an engine of a vehicle has been proposed. The above-described post-treatment technology includes an oxidation catalyst, a soot filter apparatus, and a nitrogen oxide catalyst And is implemented in the form of a configured exhaust gas treatment device.

따라서, 종래 배기가스 처리장치는 디젤산화촉매기(DOC, Diesel Oxidation Catalyst), 디젤미립자필터(DPF, Diesel Particular Filter), 선택적촉매환원기(SCR, Selective Catalytic Reduction) 등을 포함한다.Accordingly, the conventional exhaust gas treatment apparatus includes a diesel oxidation catalyst (DOC), a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction (SCR), and the like.

특히, 선택적촉매환원기(SCR)는 디젤미립자필터(DPF)의 후단에 배치되어, 디젤미립자필터(DPF)에 의해 배기가스에 포함된 입자상 물질들이 저감되면, 이후, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하는 장치로 사용된다.Particularly, when the particulate matter contained in the exhaust gas is reduced by the diesel particulate filter (DPF), the selective catalytic reduction unit (SCR) is disposed downstream of the diesel particulate filter (DPF) (NOx) is reduced.

선택적촉매환원기(SCR)에서는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 암모니아 성분(환원제: NH3)과 반응시켜 질소(N2)와 물(H2O)로 분해함으로써, 배기가스에 포함된 질소 산화물(N0x)을 저감한다.In the selective catalytic reduction unit (SCR), the nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas is decomposed into nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O) by reacting with an ammonia component (reducing agent: NH 3) Reduce nitrogen oxides (NOx).

하지만, 선택적촉매환원기(SCR)는 질소 산화물(NOx)과 암모니아 성분(NH3)의 반응을 위해 여러 종류의 촉매 물질을 선택하여 사용하는데, 이때 사용되는 촉매 물질에 따라 아산화질소(N2O)와 같은 오염 가스가 새롭게 발생하는 문제가 있다.However, the selective catalytic reduction unit (SCR) uses various kinds of catalytic materials for the reaction of nitrogen oxide (NOx) and ammonia (NH3). In this case, nitrous oxide (N 2 O) And the like.

본 발명은, 선택적촉매환원기(SCR)에 서로 다른 타입의 촉매물질을 교대로 배치하여, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하면서 질소 산화물(NOx) 전환 과정에서 발생하는 아산화질소(N2O)의 발생을 줄일 수 있도록 한 NOx 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to an apparatus and a method for reducing nitrous oxide (NOx) contained in exhaust gas by alternately arranging different types of catalyst materials in a selective catalytic reduction (SCR) N 2 O), a diesel engine exhaust gas treatment device, and a diesel engine exhaust gas treatment method.

상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치는, 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하기 위해 내부에 적어도 하나 이상의 촉매부들이 교대로 배치된 선택적촉매환원기; 상기 배기가스에 환원제를 공급하는 요소수 저장탱크; 상기 선택적촉매환원기 전방에 배치되어 유입되는 배기가스와 상기 요소수 저장탱크에서 공급되는 환원제를 혼합하는 혼합기; 및 상기 혼합기에 공급되는 환원제량을 조절하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for reducing NOx contained in an exhaust gas, comprising: at least one catalytic unit disposed within the catalytic unit; group; A urea water storage tank for supplying a reducing agent to the exhaust gas; A mixer for mixing the exhaust gas disposed in front of the selective catalytic reduction unit and the reducing agent supplied from the urea water storage tank; And a controller for controlling the amount of the reducing agent supplied to the mixer.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리장치는, 디젤엔진으로부터 유입되는 배기가스 중 입자상 물질을 제거하는 디젤미립자필터; 상기 디젤엔진과 상기 디젤미립자필터 사이에 배치되는 디젤산화촉매기; 및 상기 디젤미립자필터 후방에 배치되어 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하는 NOx 저감장치를 포함하고, 상기 NOx 저감장치는, 상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스의 질소 산화물을 분해하기 위해 내부에 적어도 하나 이상의 촉매부들이 교대로 배치된 선택적촉매환원기; 상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스에 환원제를 공급하는 요소수 저장탱크; 상기 디젤미립자필터와 상기 선택적촉매환원기 사이에 배치되어 배기가스와 상기 요소수 저장탱크에서 공급되는 환원제를 혼합하는 혼합기; 및 상기 혼합기에 공급되는 환원제량을 조절하는 컨트롤러를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treatment apparatus for a diesel engine, comprising: a diesel particulate filter for removing particulate matter from exhaust gas flowing from a diesel engine; A diesel oxidation catalyst disposed between the diesel engine and the diesel particulate filter; And an NOx reduction device disposed behind the diesel particulate filter for decomposing nitrogen oxides contained in the exhaust gas, wherein the NOx reduction device further includes a diesel particulate filter for decomposing nitrogen oxides of the exhaust gas passing through the diesel particulate filter A selective catalytic reduction unit in which at least one catalyst portion is alternately arranged; A urea water storage tank for supplying a reducing agent to the exhaust gas passed through the diesel particulate filter; A mixer disposed between the diesel particulate filter and the selective catalytic reduction unit for mixing the exhaust gas with a reducing agent supplied from the urea water storage tank; And a controller for adjusting the amount of the reducing agent supplied to the mixer.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리방법은, 디젤미립자필터를 이용하여 디젤엔진으로부터 유입되는 배기가스 중 입자상 물질을 제거하는 단계; 상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스에 환원제를 혼합하는 단계; 상기 환원제가 혼합된 배기가스에 대해 제1 촉매물질을 이용하여 질소 산화물을 분해하는 단계; 및 상기 제1 촉매물질을 이용하여 질소 산화물이 분해된 배기가스에 대해 제2 촉매물질을 이용하여 질소 산화물을 분해하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for treating exhaust gas of a diesel engine, the method comprising: removing particulate matter from exhaust gas flowing from a diesel engine using a diesel particulate filter; Mixing a reducing agent with the exhaust gas passed through the diesel particulate filter; Decomposing the nitrogen oxide using the first catalytic material for the exhaust gas mixed with the reducing agent; And decomposing the nitrogen oxide by using the second catalytic material for the exhaust gas decomposed by the nitrogen oxide using the first catalytic material.

이상과 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하면서 질소 산화물(NOx) 전환 과정에서 발생하는 아산화질소(N2O)의 발생을 줄일 수 있도록 한 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to reduce the generation of nitrous oxide (N 2 O) generated in the process of converting nitrogen oxides (NOx) while reducing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gases have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리장치의 선택적촉매환원기(SCR)에 사용되는 촉매물질들에 따른 아산화질소(N2O) 발생, 암모니아 슬립 및 질소 산화물(NOx) 전환 특성들을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치의 선택적촉매환원기(SCR)를 확대한 도면이다.
도 6은 도 5의 선택적촉매환원기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)와 아산화질소(N2O)가 저감되는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치의 선택적촉매환원기(SCR)를 확대한 도면이다.
도 8은 도 7의 선택적촉매환원기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)와 아산화질소(N2O)가 저감되는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 처리방법을 도시한 플로챠트이다.1 is a diagram illustrating a diesel engine exhaust gas treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 is nitrous oxide in accordance with the catalyst material used in selective catalytic reduction group (SCR) for a diesel engine exhaust gas treatment device according to one embodiment of the present invention (N 2 O) occurs, the ammonia slip and NOx (NOx) conversion characteristics.
5 is an enlarged view of a selective catalytic reduction unit (SCR) of the NOx reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which the nitrogen oxide (NOx) and nitrous oxide (N 2 O) contained in the exhaust gas reduced in the selective catalytic reduction group (SCR) of FIG.
7 is an enlarged view of a selective catalytic reduction unit (SCR) of an NOx reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a state in which the nitrogen oxide (NOx) and nitrous oxide (N 2 O) contained in the exhaust gas reduced in the selective catalytic reduction group (SCR) of Fig.
FIG. 9 is a flowchart showing a method of treating exhaust gas of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.In the case where the word 'includes', 'having', 'done', etc. are used in this specification, other parts can be added unless '~ only' is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship between two parts is described as 'on', 'on top', 'under', and 'next to' Or " direct " is not used, one or more other portions may be located between the two portions.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal posterior relationship is described by 'after', 'after', 'after', 'before', etc., 'May not be contiguous unless it is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other, partially or wholly, technically various interlocking and driving, and that the embodiments may be practiced independently of each other, It is possible.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a diesel engine exhaust gas treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리 시스템(100)은, 디젤엔진(120)과, 디젤엔진(120)으로부터 배출되는 배기가스를 후처리(after-treatments)하기 위한 배기가스 처리장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a diesel engine exhaust gas treatment system 100 according to an embodiment of the present invention includes a diesel engine 120, and after-treatments of exhaust gas discharged from the diesel engine 120. [ And an exhaust gas processing device 150 for processing the exhaust gas.

배기가스 처리장치(150)는 디젤산화촉매기(DOC: Diesel Oxidation Catalyst, 130), 디젤미립자필터(DPF: Diesel Particular Filter, 140) 및 NOx 저감장치(180)를 포함한다.The exhaust gas treatment device 150 includes a diesel oxidation catalyst (DOC) 130, a diesel particulate filter (DPF) 140 and a NOx abatement device 180.

디젤산화촉매기(130)는 그 후방에 배치되는 디젤미립자필터(140)의 재생을 위한 이산화질소(NO2)를 생성하는 역할을 하고, 디젤미립자필터(140)는 배기가스 중 입자상 물질(PM, Particulate Matter)을 물리적으로 포집하고 연소시켜 제거하는 역할을 한다.The diesel oxidation catalyst 130 serves to generate nitrogen dioxide (NO 2 ) for regeneration of the diesel particulate filter 140 disposed behind the diesel particulate filter 140. The diesel particulate filter 140 removes particulate matter PM, Particulate Matter is physically trapped, burned and removed.

특히, 디젤미립자필터(140)는 필터에 포집된 입자상 물질(PM)을 연소시켜 제거할 때 배기가스 온도를 높이고, 디젤산화촉매기(130)에서는 이산화질소(NO2)를 생성할 때 방출되는 반응열을 통해 배기가스의 온도를 상승시키게 된다.Particularly, the diesel particulate filter 140 increases the exhaust gas temperature when the particulate matter PM captured by the filter is burned and removed. In the diesel oxidation catalyst 130, the reaction heat released when generating the nitrogen dioxide (NO 2 ) Thereby increasing the temperature of the exhaust gas.

이에 따라 디젤미립자필터(140)에 포집된 입자상물질(PM)은 디젤산화 촉매기(130) 후단의 배기열을 이용하여 그의 활성온도 이상으로 승온시켜 입자상 물질(PM)을 제거하게 된다.Accordingly, the particulate matter (PM) collected in the diesel particulate filter (140) is heated to a temperature above its activation temperature by using exhaust heat at the downstream end of the diesel oxidation catalyst (130) to remove particulate matter (PM).

디젤산화촉매기(130)는 디젤엔진(120)으로부터 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 일산화탄소와 탄화수소를 산화시켜 이산화탄소와 물로 바꾸는 역할을 한다.The diesel oxidation catalyst 130 converts carbon monoxide and hydrocarbons contained in the exhaust gas flowing into the diesel engine 120 into carbon dioxide and water.

또한, NOx 저감장치(180)는, 디젤미립자필터(140)로부터 유입되는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하기 위한 선택적촉매환원기(185)와, 디젤미립자필터(140)로부터 유입되는 배기가스에 환원제(암모니아)를 공급하기 위한 요소수(우레아 Urea) 저장탱크(182)와, 선택적촉매환원기(185)와 디젤미립자필터(140) 사이에 배치되어 배기가스와 환원제(암모니아)를 혼합하는 혼합기(183)와, 디젤엔진(120) 상태 및 선택적촉매환원기(185)에서 배출되는 배기가스 상태를 센싱하여 혼합기(183)에 공급되는 환원제의 양(암모니아)을 조절하는 컨트롤러(181)를 포함한다. 도면에 도시하였지만, SP는 요소수 저장탱크(182)에서 공급되는 환원제(암모니아)를 혼합기에 공급하는 공급노즐이다.The NOx reducing apparatus 180 further includes a selective catalytic reducer 185 for decomposing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas flowing from the diesel particulate filter 140, (Urea Urea) storage tank 182 for supplying a reducing agent (ammonia) to the exhaust gas and a reducing agent (ammonia) disposed between the selective catalytic reducer 185 and the diesel particulate filter 140, A controller 183 for controlling the amount of the reducing agent (ammonia) supplied to the mixer 183 by sensing the state of the diesel engine 120 and the state of the exhaust gas discharged from the selective catalytic reducer 185 181). As shown in the figure, SP is a supply nozzle for supplying a reducing agent (ammonia) supplied from the urea water storage tank 182 to the mixer.

선택적촉매환원기(185)는 담체 형태로 구성되며, 담체는 구슬형(pellet type), 세라믹 일체형(ceramic monolith), 금속 일체형(metal monolith) 등으로 구현될 수 있다.The selective catalytic reduction unit 185 is formed in the form of a carrier, and the carrier may be formed of a pellet type, a ceramic monolith, a metal monolith, or the like.

특히, 본 발명의 일실시예에서는 선택적촉매환원기(185)를 구성하는 담체를 적어도 하나 이상의 촉매부들로 구분하고, 각 촉매부들에는 서로 다른 타입의 촉매 물질을 사용하여 배기가스에 포함된 질소 산화물을 제거한다.Particularly, in an embodiment of the present invention, the carrier constituting the selective catalytic reduction unit 185 is divided into at least one catalyst unit, and catalyst units of different types are used for the catalyst units, .

본 발명의 실시예에서는 암모니아와 같은 환원제가 혼합된 배기가스가 복수의 촉매부들을 통과하면서, 질소 산화물이 분해되어 질소 산화물 분해 과정에서 발생될 수 있는 아산화질소의 량을 최소화하였다.In the embodiment of the present invention, the exhaust gas mixed with the reducing agent such as ammonia passes through the plurality of catalytic parts, thereby minimizing the amount of nitrous oxide that can be generated in the decomposition process of nitrogen oxides.

컨트롤러(181)는 제1 내지 제3 센서(Sensor_1, Sensor_2, Sensor_3)를 통하여 감지된 디젤엔진(120)의 상태 정보와, 제4 및 제5 센서(Sensor_4, Sensor_5)를 통하여 감지된 선택적촉매환원기(185) 후방으로 배출되는 배기가스의 상태 정보를 종합하여 혼합기(183)에 암모니아를 필요한 양만큼씩 공급하도록 한다.The controller 181 controls the state information of the diesel engine 120 sensed through the first to third sensors (Sensor_1, Sensor_2, and Sensor_3) and the state information of the diesel engine 120 sensed through the fourth and fifth sensors (Sensor_4 and Sensor_5) The amount of ammonia is supplied to the mixer 183 by the required amount.

따라서, 제1 센서(Sensor_1)는 온도에 따라 디젤엔진(120)의 흡기 상태를 센싱할 수 있는 매니폴드 압력 센서(Manifold Air Pressure with Temperature(MAPT))일 수 있고, 제2 센서(Sensor_2)는 디젤엔진(120)의 RPM 상태를 센싱하는 RPM 센서일 수 있으며, 제3 센서(Sensor_3)는 디젤엔진(120)의 스로틀 포지션을 센싱하는 스로틀 포지션 센서일 수 있다.Accordingly, the first sensor (Sensor_1) may be a Manifold Air Pressure with Temperature (MAPT) capable of sensing the intake state of the diesel engine 120 according to the temperature, and the second sensor (Sensor_2) The third sensor (Sensor_3) may be a throttle position sensor that senses the throttle position of the diesel engine 120. The third sensor (Sensor_3) may be a throttle position sensor that senses the throttle position of the diesel engine (120).

또한, 제4 센서(Sensor_4)는 선택적촉매환원기(185)의 후방으로 배출되는 배기가스의 온도를 센싱하는 온도 센서일 수 있고, 제5 센서(Sensor_5)는 선택적촉매환원기(185)의 후방으로 배출되는 배기가스의 질소 산화물(NOx)의 상태를 센싱하는 NOx 센서일 수 있다.The fourth sensor Sensor_4 may be a temperature sensor for sensing the temperature of the exhaust gas discharged to the rear of the selective catalytic reducer 185 and the fifth sensor Sensor_5 may be a temperature sensor for sensing the temperature of the exhaust gas discharged to the rear of the selective catalytic reducer 185, (NOx) of the exhaust gas discharged into the exhaust gas.

본 발명의 일실시예에 따른 촉매부들은 선택적촉매환원기(185)의 담체 영역을 배기가스가 통과하는 방향을 따라 복수개 영역으로 구분되어 형성되기 때문에 각 촉매부에 포함되는 촉매 물질의 특성에 따라 배기가스에 포함된 질소 산화물의 분해 정도와 아산화질소(N2O)의 발생 정도가 다르다.Since the catalytic parts according to the embodiment of the present invention are formed by dividing the carrier region of the selective catalytic reduction reactor 185 into a plurality of regions along the direction through which the exhaust gas passes, The degree of decomposition of the nitrogen oxide contained in the exhaust gas differs from the degree of generation of nitrous oxide (N 2 O).

특히, 본 발명의 실시예에서는 선택적촉매환원기(185)에 복수의 촉매부를 배치하여, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하면서 질소 산화물(NOx) 전환 과정에서 발생하는 아산화질소(N2O)의 발생을 억제할 수 있도록 하였다.Particularly, in the embodiment of the present invention, a plurality of catalytic parts are disposed in the selective catalytic reduction unit 185 to reduce nitrous oxide (NOx) contained in the exhaust gas while reducing nitrous oxide (N 2 O) can be suppressed.

먼저, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하는데 사용되는 촉매 물질들은 크게 세가지로 구분될 수 있다. 첫째, 제올라이트(Zeolite)계 촉매 물질은, 철(Fe)-제올라이트(Fe-Zeolite) 또는 구리(Cu)-제올라이트(Cu-Zeolite)가 있다.First, the catalytic materials used for decomposing nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas can be largely classified into three types. First, the zeolite-based catalyst material is Fe-Zeolite or Cu-Zeolite.

둘째, 바나듐계 촉매 물질은 바나듐(Va), 티타늄(Ti), 텅스텐(W) 산화물을 함유한다. 셋째, 세륨계 촉매 물질은 세륨(Ce), 지르코늄(Zr), 텅스텐(W) 산화물을 함유한다. 일반적으로 세륨(Ce)계 촉매 물질은 제올라이트(Zeolite)와 바나듐(Va)을 포함하지 않는다.Second, the vanadium-based catalyst material contains vanadium (Va), titanium (Ti), and tungsten (W) oxides. Third, the cerium-based catalyst material contains cerium (Ce), zirconium (Zr), and tungsten (W) oxides. Generally, the cerium (Ce) based catalyst material does not contain zeolite and vanadium (Va).

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리장치의 선택적촉매환원기(SCR)에 사용되는 촉매물질들에 따른 아산화질소(N2O) 발생, 암모니아 슬립 및 질소 산화물(NOx) 전환 특성들을 도시한 도면이다.2 to 4 is nitrous oxide in accordance with the catalyst material used in selective catalytic reduction group (SCR) for a diesel engine exhaust gas treatment device according to one embodiment of the present invention (N 2 O) occurs, the ammonia slip and NOx (NOx) conversion characteristics.

본 발명의 일실시예에서는 제올라이트계 촉매 물질 2 종과 바나듐계 촉매 물질 1종 및 (바나듐계 + 제올라이트계) 복합 촉매 물질 1 종, 총 4 종류에 대하여 아산화질소(N2O) 발생량 및 질소 산화물(NOx) 저감율을 실험하였다.In one embodiment of the present invention, the amount of generated nitrous oxide (N 2 O) and the amount of nitrogen oxide (N 2 O) generated for four kinds of zeolite-based catalyst materials, one vanadium- (NOx) reduction rate.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제올라이트계 촉매 물질은 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해할 때(NOx Conversion), NOx의 저감율은 우수하나(도 4), 아산화질소(N2O) 발생량(formation)이 많은 점을 볼 수 있다(도 1).Referring to Figure 2 through 4, the zeolite-containing catalyst material to decompose the nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas (NOx Conversion), the NOx reduction ratio is excellent one (Fig. 4), nitrous oxide (N 2 O ) Formation (Fig. 1).

반면에 바나듐계 촉매 물질은 암모니아 슬립으로 인하여 NOx 저감율이 비교적 낮으나(도 3, 도 4), 아산화질소(N2O) 발생량이 매우 낮은 특성을 갖는 것을 볼 수 있다(도 2).On the other hand, the vanadium-based catalyst material has a relatively low NOx reduction rate due to the ammonia slip (FIGS. 3 and 4), but has a very low nitrogen oxide (N 2 O) generation amount (FIG.

제올라이트 촉매 물질은 귀금속에 대한 의존성이 낮고, 이산화질소(NO2) 수준이 높을 때 높은 활성도를 나타내며, 높은 온도에서도 내구성이 우수하고 또 암모니아 슬립(Slip)을 방지하는 장점이 있다.The zeolite catalyst material has low dependence on noble metal, and nitrogen dioxide (NO 2 ) Exhibits high activity at high levels, has excellent durability at high temperatures, and has the advantage of preventing ammonia slip.

특히, 철(Fe)-제올라이트는 배기가스 온도가 300∼400℃로 산화촉매에서 반응이 우수하여 NO2 수준이 중간 이상일 때 매우 양호한 활성을 가지며, 구리(Cu)-제올라이트는 배기가스 온도가 높거나 낮아 이산화질소(NO2) 수준이 낮을 때 양호한 활성을 가진다.In particular, iron (Fe) - zeolite has excellent activity when the exhaust gas temperature is 300 to 400 ° C and the reaction is excellent at the oxidation catalyst and the NO 2 level is above the medium level. or less of nitrogen dioxide (NO 2) And has good activity when the level is low.

하지만, 제올라이트계 촉매 물질은 질소 산화물(NOx) 전환 과정(질소 산화물 분해 과정)에서 추가적인 부산물인 아산화질소(N2O) 발생량이 증가하는 문제가 있다.However, the zeolite-based catalytic material is a nitrogen oxide (NO x ) There is a problem that the amount of generated nitrous oxide (N 2 O), which is an additional by-product in the conversion process (nitrogen oxide decomposition process), increases.

반면, 바나듐계 촉매 물질은 황 내성이 우수하고, 발생이 적은 장점이 있으나, 질소 산화물(NOx) 전환 과정에서 추가적인 부산물인 아산화질소(N2O) 발생량이 적은 장점이 있다.On the other hand, the vanadium-based catalyst material is advantageous in that it is excellent in sulfur resistance and low in occurrence, but has a small amount of nitrous oxide (N 2 O) generated as an additional by-product in the conversion process of nitrogen oxides (NOx).

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해할 때, 서로 다른 특성을 갖는 촉매 물질들을 혼합 또는 교대로 사용함으로써, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하면서, 질소 산화물 분해 과정에서 발생하는 아산화질소(N2O)의 발생을 최소화하도록 하였다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, when decomposing the nitrogen oxides contained in the exhaust gas, catalyst materials having different characteristics are mixed or alternately used to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas, The generation of nitrous oxide (N 2 O) generated during the decomposition of nitrogen oxides was minimized.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치의 선택적촉매환원기(SCR)를 확대한 도면이고, 도 6은 도 5의 선택적촉매환원기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)와 아산화질소(N2O)가 저감되는 모습을 도시한 도면이다.FIG. 5 is an enlarged view of a selective catalytic reduction unit (SCR) of the NOx reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a graph showing the NOx a diagram showing a state that NOx) and nitrous oxide (N 2 O) reduction.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하기 위한 선택적촉매환원기(185)를 포함한다.5 and 6, the apparatus for reducing NOx according to an embodiment of the present invention includes a selective catalytic reducer 185 for decomposing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas.

선택적촉매환원기(185)는 다공성을 포함하는 담체 구조로 형성될 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤미립자필터(140)에서 입자상 물질(PM)이 제거된 배기가스는 혼합기(183)에서 환원제인 암모니아와 혼합된 후, 선택적촉매환원기(185)에 공급되어 질소 산화물(NOx)의 분해 과정(NOx Conversion)이 진행된다.1, the exhaust gas from which the particulate matter PM is removed from the diesel particulate filter 140 is supplied to the mixer 183, And then supplied to the selective catalytic reduction unit 185 to progress NOx conversion of NOx.

본 발명의 일실시예에서는 선택적촉매환원기(185)가 적어도 하나 이상의 촉매부들로 분할되고, 각 촉매부들에는 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이, 서로 다른 특성을 갖는 촉매 물질이 배치된다.In an embodiment of the present invention, the selective catalytic reduction unit 185 is divided into at least one catalytic unit, and catalytic materials having different characteristics are disposed in each catalytic unit, as described with reference to FIGS.

도 6에 도시된 바와 같이, 선택적촉매환원기(185)의 전방, 즉, 혼합기(183)과 인접한 영역에 제1 촉매부(185a)를 형성하고, 제1 촉매부(185b) 후방에 제2 촉매부(185b)를 형성한다.6, a first catalyst portion 185a is formed in front of the selective catalytic reducer 185, that is, in a region adjacent to the mixer 183, and a second catalyst portion 185a is formed in the rear of the first catalyst portion 185b. Thereby forming the catalyst portion 185b.

제1 촉매부(185a)에는 바나듐 산화물, 티타늄 산화물, 텅스텐 산화물로 구성되는 바나듐계 촉매 물질을 배치하고, 제2 촉매부(185b)에는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매 물질을 배치한다.A vanadium-based catalytic material composed of vanadium oxide, titanium oxide and tungsten oxide is disposed in the first catalytic portion 185a and a zeolite catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite is disposed in the second catalytic portion 185b A catalytic material is placed.

제1 촉매부(185a)에 배치하는 바나듐계 촉매 물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 갖고, 제2 촉매부(185b)에 배치하는 제올라이트계 촉매 물질은 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트를 50~80%의 부피(%)의 비율을 갖도록 한다.The vanadium-based catalytic material disposed in the first catalytic portion 185a has a ratio of 20 to 50% by volume, and the zeolitic catalytic material disposed in the second catalytic portion 185b is iron (Fe) or copper (Cu) -zolite in a ratio of 50 to 80% by volume (%).

또한, 선택적촉매환원기(185)가 다공성 구조로 형성되어, 제1 및 제2 촉매부(185a, 185b)가 다공성 구조를 갖는 경우, 바나듐계 촉매 물질과 제올라이트계 촉매 물질은 각각 도포(coating) 방식으로 형성될 수 있다.When the selective catalytic reduction unit 185 is formed of a porous structure and the first and second catalyst units 185a and 185b have a porous structure, the vanadium-based catalyst material and the zeolite- . ≪ / RTI >

또한, 선택적촉매환원기(185)를 복수개 영역으로 구분하지 않고, 하나의 촉매부로 사용할 경우, 촉매 물질은 바나듐계 촉매 물질과 제올라이트계 촉매 물질을 혼합하여 선택적촉매환원기(185) 내에 배치하거나 도포할 수 있다.When the selective catalytic reduction unit 185 is used as one catalytic unit without being divided into a plurality of catalytic regions, the catalytic material may be a mixture of the vanadium-based catalytic material and the zeolitic catalytic material, placed in the selective catalytic reduction unit 185, can do.

이때, 혼합된 촉매 물질에서 바나듐계 촉매 물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 갖고, 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매 물질은 50~80%의 부피(%)의 비율을 갖는다.In this case, the vanadium-based catalyst material in the mixed catalyst material has a ratio of 20 to 50% by volume, and the zeolitic catalyst material made of iron (Fe) or copper (Cu) -zearite has a volume of 50 to 80% (%).

본 발명의 일실시예와 같이, 선택적촉매환원기(185)를 제1 및 제2 촉매부(185a, 185b)로 구분할 경우, 각 촉매부에 배치되는 촉매 물질에 따라 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)의 분해 특성과 아산화질소(N2O)의 생성 특성이 달라진다.When the selective catalytic reduction unit 185 is divided into the first and second catalytic units 185a and 185b according to an embodiment of the present invention, the different decomposition characteristics and properties of the produced nitrous oxide (N 2 O) of (NOx).

도 6에 도시된 바와 같이, 혼합기에서 유입되는 제1 배기가스(EG1)에는 질소 산화물(NOx)이 많이 포함되어 있고, 아산화질소(N2O)는 질소 산화물 분해 과정에서 생성되기 때문에 아산화질소(N2O)의 양의 많지 않다(거의 없음).As shown in FIG. 6, the first exhaust gas EG1 flowing in the mixer contains a large amount of nitrogen oxides (NOx), and since nitrous oxide (N 2 O) is produced in the decomposition process of nitrogen oxides, N 2 O) (not nearly).

제1 배기가스(EG1)가 선택적촉매환원기(185)의 제1 촉매부(185a)를 통과하면, 제1 촉매부(185a)에 배치된 바나듐계 촉매 물질에 의해 질소 산화물(NOx)이 분해되어 질소 산화물(NOx)의 량이 적은 제2 배기가스(EG2)가 생성된다(하지만, 제올라이트계 촉매 물질을 사용할 때 보다는 많음).When the first exhaust gas EG1 passes through the first catalytic portion 185a of the selective catalytic reducer 185, the nitrogen oxide (NOx) is decomposed by the vanadium-based catalyst material disposed in the first catalytic portion 185a Thereby generating a second exhaust gas (EG2) having a small amount of nitrogen oxides (NOx) (but more than when using a zeolitic catalyst material).

반면, 제1 촉매부(185a)에 배치된 바나듐계 촉매 물질을 이용하여 질소 산화물(NOx)을 분해할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 아산화질소(N2O)의 발생량이 적으므로 제2 배기가스(EG2)에는 아산화질소(N2O)가 적게 생성된다.On the other hand, when the nitrogen oxide (NOx) is decomposed using the vanadium-based catalytic material disposed in the first catalytic portion 185a, since the amount of generated nitrous oxide (N 2 O) is small as shown in FIG. 2 2, the exhaust gas (EG2) there is produced less nitrous oxide (N 2 O).

또한, 제2 배기가스(EG2)가 제2 촉매부(185b)를 통과하면, 제2 촉매부(185b)에 배치된 제올라이트 촉매 물질에 의해 질소 산화물(NOx)이 매우 적은 제3 배기가스(EG3)가 생성된다. 이는 제올라이트 촉매 물질은 도 4에 도시된 바와 같이, 질소 산화물(NOx)의 분해 특성이 우수하기 때문이다.When the second exhaust gas EG2 passes through the second catalytic portion 185b, the third exhaust gas EG3 with very little nitrogen oxide (NOx) is generated by the zeolite catalyst material disposed in the second catalytic portion 185b ) Is generated. This is because the zeolite catalyst material has excellent decomposition characteristics of nitrogen oxides (NOx) as shown in FIG.

반면, 제올라이트 촉매 물질을 사용할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 아산화질소(N2O)의 발생량은 커야 하나, 제2 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)의 량이 적기 때문에 제2 촉매부(185b)에서는 아산화질소(N2O)의 발생량은 많지 않다.On the other hand, when the zeolite catalyst material is used, as shown in FIG. 2, the amount of generated nitrous oxide (N 2 O) must be large, but since the amount of nitrogen oxides (NOx) contained in the second exhaust gas is small, And the amount of nitrous oxide (N 2 O) generated in the exhaust gas passage 185b is not so large.

이는, 아산화질소(N2O)는 질소 산화물(NOx)의 분해 과정에서 생성되는 부산물이기 때문에 질소 산화물(NOx)의 분해량이 적으면 아산화질소(N2O)의 발생량도 많지 않기 때문이다.This is because nitrous oxide (N 2 O) is a by-product generated in the decomposition process of nitrogen oxides (NOx), so that the amount of nitrous oxide (N 2 O) generated is small when the amount of decomposition of nitrogen oxides (NOx) is small.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하기 위에 서로 다른 특성의 촉매 물질을 순차적으로 사용함으로써, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)은 저감시키면서 질소 산화물(NOx) 분해 과정에서 발생되는 아산화질소(N2O)의 발생량은 억제할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, the catalytic materials having different characteristics are sequentially used for decomposing the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas are reduced while the nitrogen oxides (N 2 O) generated in the NO x decomposition process can be suppressed.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치의 선택적촉매환원기(SCR)를 확대한 도면이고, 도 8은 도 7의 선택적촉매환원기(SCR)에서 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)와 아산화질소(N2O)가 저감되는 모습을 도시한 도면이다.FIG. 7 is an enlarged view of a selective catalytic reduction unit (SCR) of the NOx reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing the NOx a diagram showing a state that NOx) and nitrous oxide (N 2 O) reduction.

도 7과 도 8은 도 5 및 도 6의 선택적촉매환원기(185)의 구조와 다른 실시예로써, 도 5 및 도 6과 구별되는 부분을 중심으로 설명한다.FIGS. 7 and 8 illustrate the structure of the selective catalytic reducer 185 of FIGS. 5 and 6, focusing on the portions different from FIGS. 5 and 6. FIG.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 NOx 저감장치에 배치된 선택적촉매환원기(185)는, 제1 내지 제3 촉매부들(285a, 285b, 285c)로 구성될 수 있다.7 and 8, the selective catalytic reduction unit 185 disposed in the NOx reduction apparatus according to an embodiment of the present invention may include first to third catalyst units 285a, 285b, and 285c have.

상기 제1 내지 제3 촉매부들(285a, 285b, 285c)은 순차적으로 배치되는데, 제1 촉매부(285a)는 선택적촉매환원기(185)의 전방, 즉, 혼합기(183)와 인접한 영역에 형성한다. 제2 및 제3 촉매부들(285b, 285c)은 제1 촉매부(285a)의 후방에 순차적으로 배치한다.The first to third catalytic parts 285a, 285b and 285c are sequentially arranged. The first catalytic part 285a is formed in front of the selective catalytic reducer 185, that is, in a region adjacent to the mixer 183 do. The second and third catalytic parts 285b and 285c are sequentially arranged behind the first catalytic part 285a.

또한, 제1 촉매부(285a) 및 제3 촉매부(285c)는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매 물질을 배치되고, 제2 촉매부(285b)는 바나듐 산화물, 티타늄 산화물, 텅스텐 산화물로 구성되는 바나듐계 촉매 물질이 배치된다.The first catalytic portion 285a and the third catalytic portion 285c are disposed of a zeolitic catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite, and the second catalytic portion 285b is composed of vanadium oxide, A titanium oxide, and a tungsten oxide.

제1 촉매부(285a)의 제올라이트계 촉매 물질은 20~30%의 부피(%)의 비율을 갖고, 제2 촉매부(285b)의 바나듐계 촉매 물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 가지며, 제3 촉매부(285c)의 제올라이트계 촉매 물질은 20~40%의 부피(%)의 비율을 갖는다.The zeolitic catalyst material of the first catalyst section 285a has a ratio of 20 to 30% by volume and the vanadium-based catalyst material of the second catalyst section 285b has a volume of 20 to 50% , And the zeolitic catalyst material of the third catalytic portion 285c has a ratio of 20% to 40% by volume.

또한, 선택적촉매환원기(185)가 다공성 구조로 형성되어, 제1 내지 제3 촉매부(285a, 285b, 285c)가 다공성 구조를 갖는 경우, 바나듐계 촉매 물질과 제올라이트계 촉매 물질은 각각 도포(coating) 방식으로 형성될 수 있다.When the selective catalytic reduction unit 185 is formed in a porous structure and the first to third catalytic parts 285a, 285b and 285c have a porous structure, the vanadium-based catalytic material and the zeolitic catalytic material are coated coating method.

도 8에 도시된 바와 같이, 혼합기에서 유입되는 제1 배기가스(EG1)에는 질소 산화물(NOx)이 많이 포함되어 있고, 아산화질소(N2O)는 질소 산화물 분해 과정에서 생성되기 때문에 아산화질소(N2O)의 양의 많지 않다(거의 없음).The nitrous oxide, and the first exhaust gas (EG1) flowing into the mixer contains a lot of nitrogen oxides (NOx), nitrous oxide (N 2 O) is because they are generated from the nitrogen oxide decomposition process as shown in Figure 8 ( N 2 O) (not nearly).

제1 배기가스(EG1)가 선택적촉매환원기(185)의 제1 촉매부(285a)를 통과하면, 제1 촉매부(285a)에 배치된 제올라이트계 촉매 물질에 의해 질소 산화물(NOx)의 량은 적어지고, 아산화질소(N2O)의 량은 증가한 제2 배기가스(EG2)가 생성된다.When the first exhaust gas EG1 passes through the first catalytic portion 285a of the selective catalytic reduction reactor 185, the amount of nitrogen oxide (NOx) is reduced by the zeolitic catalytic material disposed in the first catalytic portion 285a is a note is, the second exhaust gas (EG2) the amount of an increase in nitrous oxide (N 2 O) is produced.

여기서, 제1 배기가스(EG1)에는 아산화질소(N2O)의 량이 거의 없는 상태였으나, 제올라이트계 촉매 물질에 의해 제2 배기가스(EG2)에서는 아산화질소(N2O)의 량이 증가하여 적음 상태가 되었다(도 8 참조).Here, the amount of nitrous oxide (N 2 O) is rarely present in the first exhaust gas (EG 1), but the amount of nitrous oxide (N 2 O) in the second exhaust gas (EG 2 ) is increased by the zeolite- (See Fig. 8).

제2 배기가스(EG2)가 제2 촉매부(285b)를 통과하면, 제2 촉매부(285b)에 배치된 바나듐계 촉매 물질에 의해 질소 산화물(NOx)이 분해되어 질소 산화물(NOx)의 량이 적은 제3 배기가스(EG3)가 생성된다.When the second exhaust gas EG2 passes through the second catalytic portion 285b, the nitrogen oxide (NOx) is decomposed by the vanadium-based catalytic material disposed in the second catalytic portion 285b and the amount of the nitrogen oxide (NOx) A small third exhaust gas (EG3) is generated.

하지만, 바나듐계 촉매 물질은 제올라이트계 촉매 물질에 비해 질소 산화물(NOx)의 분해 특성이 우수하지 않기 때문에 제3 배기가스의 질소 산화물(NOx)은 크게 줄어들지 않는다.However, since the vanadium-based catalyst material is not superior to the zeolite-based catalyst material in decomposition characteristics of nitrogen oxides (NOx), the nitrogen oxide (NOx) of the third exhaust gas is not greatly reduced.

또한, 바나듐계 촉매 물질은 질소 산화물(NOx) 분해 과정에서 아산화질소(N2O)의 량을 많이 생성하지 않기 때문에 제3 배기가스(EG3)에는 아산화질소(N2O)의 량이 적게 포함된다.In addition, since the vanadium-based catalytic material does not generate a large amount of nitrous oxide (N 2 O) during decomposition of NO x, the amount of nitrous oxide (N 2 O) is included in the third exhaust gas (EG 3) .

제3 배기가스(EB3)가 제3 촉매부(285c)를 통과하면, 제3 촉매부(285c)에 배치된 제올라이트계 촉매 물질에 의해 질소 산화물(NOx)의 량이 매우 적은 제4 배기가스(EG4)가 생성된다(질소 산화물의 분해 특성이 우수하므로).When the third exhaust gas EB3 passes through the third catalytic portion 285c, the fourth exhaust gas EG4 having a very small amount of nitrogen oxides (NOx) by the zeolitic catalyst material disposed in the third catalytic portion 285c ) Is generated (since the decomposition characteristics of nitrogen oxides are excellent).

반면, 제올라이트계 촉매 물질은 질소 산화물(NOx) 분해 과정에서 많은 아산화질소(N2O)를 생성하나, 제3 배기가스(EG3)에 포함된 질소 산화물(NOx)의 량이 적기 때문에 아산화질소(N2O)의 량은 많이 증가하지 않는다.On the other hand, since the zeolite-based catalyst material produces a large amount of nitrous oxide (N 2 O) in the decomposition process of nitrogen oxides (NO x), the amount of nitrogen oxides (NO x) contained in the third exhaust gas (EG 3) 2 O) does not increase much.

따라서, 제4 배기가스(EG4)에는 질소 산화물(NOx)의 량이 매우 적고, 아산화질소(N2O)의 발생량도 적은 것을 볼 수 있다.Thus, the fourth exhaust gas (EG4) There can be seen that even a small amount of generation of nitrous oxide (N 2 O) very small amount of nitrogen oxides (NOx).

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하기 위에 서로 다른 특성의 촉매 물질을 순차적으로 사용함으로써, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)은 저감시키면서 질소 산화물(NOx) 분해 과정에서 발생되는 아산화질소(N2O)의 발생량은 억제할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, the catalytic materials having different characteristics are sequentially used for decomposing the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas, so that the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas are reduced while the nitrogen oxides (N 2 O) generated in the NO x decomposition process can be suppressed.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진의 배기가스 처리방법을 도시한 플로챠트이다.FIG. 9 is a flowchart showing a method of treating exhaust gas of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리방법은, 디젤미립자필터를 이용하여 디젤엔진으로부터 유입되는 배기가스 중 입자상 물질을 제거하는 단계(S901)와, 디젤미립자필터를 통과한 배기가스에 환원제를 혼합하는 단계(S902)와, 환원제가 혼합된 배기가스에 대해 제1 촉매를 이용하여 질소 산화물을 분해하는 단계(S903)와, 제1 촉매를 이용하여 질소 산화물이 분해된 배기가스에 대해 제2 촉매를 이용하여 질소 산화물을 분해하는 단계(S904)를 포함한다.Referring to FIG. 9, a method of treating exhaust gas of a diesel engine according to an embodiment of the present invention includes removing particulate matter in exhaust gas flowing from a diesel engine using a diesel particulate filter (S901) (S902) of decomposing nitrogen oxides using the first catalyst with respect to the exhaust gas mixed with the reducing agent (S903); and mixing the nitrogen oxides And decomposing the nitrogen oxide using the second catalyst with respect to the decomposed exhaust gas (S904).

제1 촉매물질은 바나듐 산화물, 티타늄 산화물, 텅스텐 산화물의 바나듐계 촉매이고, 상기 제2 촉매물질은 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트의 상기 제올라이트계 촉매 물질을 사용한다.The first catalyst material is a vanadium-based catalyst of vanadium oxide, titanium oxide, and tungsten oxide, and the second catalyst material is the zeolite-based catalyst material of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite.

또한, 제1 촉매물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 갖고, 제2 촉매물질은 50~80%의 부피(%)의 비율을 갖다.In addition, the first catalyst material has a ratio of 20 to 50% by volume, and the second catalyst material has a ratio of 50 to 80% by volume.

또한, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 촉매물질을 사용하여, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 분해하면서, 아산화질소(N2O)의 발생량은 억제할 수 있다.Further, Figs. 7 and 8, the first to third with a catalyst material, amount of generated while decomposing nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas, nitrous oxide (N 2 O) can be reduced .

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. , Separation, substitution, and alteration of the invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 디젤엔진 배기가스 처리 시스템
120: 디젤엔진
150: 배기가스 처리장치
180: NOx 저감장치
130: 디젤산화촉매기(DOC)
140: 디젤미립자필터(DPF)
181: 컨트롤러
182: 요소수 저장탱크100: Diesel engine exhaust gas treatment system
120: Diesel engine
150: Exhaust gas treatment device
180: NOx reduction device
130: Diesel oxidation catalyst (DOC)
140: Diesel particulate filter (DPF)
181: Controller
182: Number of urea storage tank

Claims (17)

배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하기 위해 내부에 적어도 하나 이상의 촉매부들이 교대로 배치된 선택적촉매환원기;
상기 배기가스에 환원제를 공급하는 요소수 저장탱크;
상기 선택적촉매환원기 전방에 배치되어 유입되는 배기가스와 상기 요소수 저장탱크에서 공급되는 환원제를 혼합하는 혼합기; 및
상기 혼합기에 공급되는 환원제량을 조절하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 촉매부들은 제1 내지 제3 촉매부들로 구성되고, 상기 제1 촉매부는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매물질이 배치되고, 상기 제2 촉매부는 바나듐 산화물, 티타늄 산화물, 및 텅스텐 산화물로 구성된 바나듐계 촉매물질이 배치되며, 상기 제3 촉매부는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매물질이 배치되는 것을 특징으로 하는 NOx 저감장치.A selective catalytic reduction unit in which at least one catalyst portion is alternately arranged in order to decompose nitrogen oxides contained in the exhaust gas;
A urea water storage tank for supplying a reducing agent to the exhaust gas;
A mixer for mixing the exhaust gas disposed in front of the selective catalytic reduction unit and the reducing agent supplied from the urea water storage tank; And
And a controller for controlling an amount of the reducing agent supplied to the mixer,
Wherein the catalyst portions are composed of first to third catalytic portions, and the first catalytic portion is a zeolitic catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite, and the second catalytic portion is composed of vanadium oxide, titanium Oxide, and tungsten oxide, and a zeolite-based catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite is disposed in the third catalytic portion. 제1항에 있어서,
상기 제1 촉매부의 제올라이트계 촉매물질은 20~30%의 부피(%)의 비율로 갖고, 상기 제2 촉매부의 바나듐계 촉매물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 가지며, 상기 제3 촉매부의 제올라이트계 촉매물질은 20~40%의 부피(%)의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 NOx 저감장치.The method according to claim 1,
Wherein the zeolite-based catalyst material of the first catalyst portion has a volume ratio of 20 to 30%, the vanadium-based catalyst material of the second catalyst portion has a volume ratio of 20 to 50% 3 catalyst portion of the zeolitic catalyst material has a ratio of 20 to 40% by volume. 디젤엔진으로부터 유입되는 배기가스 중 입자상 물질을 제거하는 디젤미립자필터;
상기 디젤엔진과 상기 디젤미립자필터 사이에 배치되는 디젤산화촉매기; 및
상기 디젤미립자필터 후방에 배치되어 배기가스에 포함된 질소 산화물을 분해하는 NOx 저감장치를 포함하고,
상기 NOx 저감장치는,
상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스의 질소 산화물을 분해하기 위해 내부에 적어도 하나 이상의 촉매부들이 교대로 배치된 선택적촉매환원기;
상기 디젤미립자필터를 통과한 배기가스에 환원제를 공급하는 요소수 저장탱크;
상기 디젤미립자필터와 상기 선택적촉매환원기 사이에 배치되어 배기가스와 상기 요소수 저장탱크에서 공급되는 환원제를 혼합하는 혼합기; 및
상기 혼합기에 공급되는 환원제량을 조절하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 촉매부들은 제1 내지 제3 촉매부들로 구성되고, 상기 제1 촉매부는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매물질이 배치되고, 상기 제2 촉매부는 바나듐 산화물, 티타늄 산화물, 및 텅스텐 산화물로 구성된 바나듐계 촉매물질이 배치되며, 상기 제3 촉매부는 철(Fe) 또는 구리(Cu)-제올라이트로 구성된 제올라이트계 촉매물질이 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 처리장치.A diesel particulate filter for removing particulate matter from the exhaust gas flowing from the diesel engine;
A diesel oxidation catalyst disposed between the diesel engine and the diesel particulate filter; And
And an NOx reducing device disposed behind the diesel particulate filter for decomposing nitrogen oxides contained in the exhaust gas,
The NOx reduction apparatus includes:
A selective catalytic reduction unit in which at least one catalyst part is alternately arranged in order to decompose nitrogen oxides of exhaust gas passed through the diesel particulate filter;
A urea water storage tank for supplying a reducing agent to the exhaust gas passed through the diesel particulate filter;
A mixer disposed between the diesel particulate filter and the selective catalytic reduction unit for mixing the exhaust gas with a reducing agent supplied from the urea water storage tank; And
And a controller for controlling an amount of the reducing agent supplied to the mixer,
Wherein the catalyst portions are composed of first to third catalytic portions, and the first catalytic portion is a zeolitic catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) -zolite, and the second catalytic portion is composed of vanadium oxide, titanium Wherein the third catalytic portion is disposed with a zeolitic catalytic material composed of iron (Fe) or copper (Cu) - zeolite. . 제3항에 있어서,
상기 제1 촉매부의 제올라이트계 촉매물질은 20~30%의 부피(%)의 비율로 갖고, 상기 제2 촉매부의 바나듐계 촉매물질은 20~50%의 부피(%)의 비율을 가지며, 상기 제3 촉매부의 제올라이트계 촉매물질은 20~40%의 부피(%)의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 처리장치.The method of claim 3,
Wherein the zeolite-based catalyst material of the first catalyst portion has a volume ratio of 20 to 30%, the vanadium-based catalyst material of the second catalyst portion has a volume ratio of 20 to 50% Wherein the zeolite-based catalyst material of the third catalyst portion has a ratio of 20% to 40% by volume. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5609208B2 (en) * 2010-03-29 2014-10-22 マツダ株式会社 Exhaust gas purification device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8409515B2 (en) * 2009-07-14 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas treatment system
US8479500B2 (en) * 2011-04-08 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Exhaust treatment system for an internal combustion engine
US9523302B2 (en) * 2011-04-28 2016-12-20 N.E. Chemcat Corporation Off gas purification device
CN103702745B (en) * 2011-05-31 2016-12-07 庄信万丰股份有限公司 Dual function catalytic filter
RU2015143697A (en) * 2013-03-14 2017-04-20 Басф Корпорейшн CATALYTIC SYSTEMS FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5609208B2 (en) * 2010-03-29 2014-10-22 マツダ株式会社 Exhaust gas purification device

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