KR102527191B1 - 선택적 촉매 환원 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 엔진에서 배출된 배기가스의 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 이동하는 배기 유로와, 상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기와, 상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서, 그리고 상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부를 포함한다.

Description

선택적 촉매 환원 시스템{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM}
본 발명은 선택적 촉매 환원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질소산화물 센서를 사용하여 질소산화물 저감율을 측정하는 선택적 촉매환원 시스템에 관한 것이다.
산업화가 급속하게 진전됨에 따라 석유나 석탄과 같은 각종 화석 연료의 사용량이 증가하게 되었다. 이로 인하여 화석 연료의 연소 과정에서 배출되는 각종 유해 가스가 심각한 대기 오염을 야기하고 있다. 대표적인 예로서 스모그(Smog) 현상이나 산성비 등을 들 수 있다.
대기 오염의 주범으로는 차량 및 선박의 엔진 또는 화력 발전소나 공장 등으로부터 배출되는 배기가스의 황산화물(SOx)이나 질소산화물(NOx)이 있다.
근래에는 환경 보존에 대한 인식이 높아짐에 따라 이러한 황산화물과 질소산화물에 대한 배출규제가 도입되고 있다.
특히, 질소산화물을 저감시키기 위한 대표적인 설비로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템이 있다. 선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.
이러한 선택적 촉매 환원 시스템이 선박에 사용될 경우, 선박용 디젤 엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)의 배출량이 국제 해사 기구(International Maritime Organization)에서 규정한 엔진 국제 대기 오염 방지 3차 규제(IMO Tier-III)를 만족시킬 수 있어야 하므로, 저비용 고효율의 탈질 설비와 함께 효과적인 운용 방법이 요구되고 있다.
일반적으로 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위해 사용되는 촉매는 섭씨 250도 내지 섭씨 500도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매가 활성 온도 범위 밖에서 반응할 경우, 피독되면서 효율이 저하된다. 구체적으로, 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도를 갖는 배기 가스가 유입되면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 환원제의 암모니아(NH4)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다. 촉매 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이와 같은 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시키므로, 촉매의 효율을 높이고 유지 보수에 따른 손실을 최소화하기 위해서는 촉매의 온도를 활성 온도 범위 내로 유지하는 것이 요구된다.
하지만, 선박용 저속 디젤 엔진의 경우, 디젤 엔진의 부하 변동에 따라 배기가스의 배출량이 달라지고, 선박이 운항 중인 기후 환경도 선택적 촉매 환원 반응에 영향을 미치므로, 촉매의 피독을 완벽하게 피하기 어렵다. 전술한 촉매 피독 물질은 상대적으로 높은 온도, 예를 들어 섭씨 350도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도에서 분해된다. 따라서, 촉매가 피독되면 촉매를 가열하여 피독 물질을 제거할 수 있다.
종래에는 반응기에 유입되는 배기가스의 질소산화물 농도와 반응기를 거친 배기가스의 질소산화물 농도를 측정하여 질소산화물 저감율을 분석하여 질소산화물 저감율이 기준 저감율 보다 낮아지면, 촉매 상태에 이상이 생기거나 수명이 다한 것으로 판단하였다. 그리고 촉매 상태에 이상이 생긴 것으로 판단되면, 수트 블로워를 사용하여 촉매에 압축 공기를 분사함으로써, 촉매에 끼인 피독 물질 또는 그 밖에 이물질을 물리적으로 제거하거나 촉매를 직접 또는 간접적으로 가열하여 촉매 피독 물질을 제거하였다. 또한, 촉매 수명이 다한 것으로 판단되면, 촉매를 교체하였다.
또한, 선택적 촉매 환원 반응을 위해 공급되는 환원제는 반응기에 유입되는 배기가스의 질소산화물 농도를 측정한 후 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 해당 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 필요한 양만큼 공급하고 있다.
이와 같이, 적정한 환원제의 공급량을 산출하고, 촉매의 상태를 정확하게 진단하기 위해서는 배기가스에 함유된 질소산화물의 농도를 측정하는 센서의 정확성이 요구된다.
그런데, 센서는 엔진의 부하 변동에 의해 배기가스의 온도와 압력이 변화하는 환경에 노출될 뿐만 아니라 고온 및 고압의 환경에 장시간 노출되어 이상이 발생될 수 있다. 하지만, 센서에 이상이 발생한 경우에도 이를 인지하지 못하고 방치되면 적정한 환원제 공급량을 산출하지 못하거나 촉매의 재생 및 교체 시기를 놓치는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 질소산화물 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시키고 적정한 양의 환원제를 공급할 수 있는 선택적 촉매 환원 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 엔진에서 배출된 배기가스의 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템은 배기가스가 이동하는 배기 유로와, 상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기와, 상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서, 그리고 상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대해 순차적으로 기설정된 횟수만큼 기설정된 시간 동안 질소산화물 농도를 측정하여 평균값과 표준편차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 측정값이 상기 표준편차를 벗어나는 빈도수가 기준 허용 횟수를 초과한 질소산화물 센서에 대해 이상이 있는 것으로 진단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 중에서 이상이 있는 것으로 진단된 질소산화물 센서에 대한 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치되는 제1 온도 센서 및 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치되는 제2 온도 센서 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서 중 하나 이상으로부터 측정된 온도 정보를 사용하여 상기 반응기 내부에 설치된 상기 촉매의 온도를 추정하고, 상기 촉매의 온도가 기설정된 온도 범위 내에 속할 때 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하기 전에 먼저 상기 엔진의 부하 또는 회전 속도를 체크하고, 상기 엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율 이내일 때 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단할 수 있다.
상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함할 수 있다.
상기한 선택적 촉매 환원 시스템은 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급할 수 있다.
상기 환원제 공급 장치가 환원제 공급을 시작한 이후 상기 엔진의 부하 및 상기 엔진의 회전 속도가 기설정된 비율 이상으로 변화되거나 상기 엔진에 공급되는 소기(掃氣)의 압력이 기설정된 압력 이상으로 변화되면, 상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 질소산화물의 농도를 재측정한 후 목표 질소산화물 저감율을 재산출할 수 있다.
상기 환원제 공급 장치가 환원제 공급을 시작한 이후 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정되는 질소산화물의 농도가 기설정된 허용 범위를 초과하여 변화되면, 상기 제어부는 목표 질소산화물 저감율을 재산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 미만으로 차이나는 경우 상기 환원제 공급 장치의 환원제 공급을 유지할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 이상 제2 기준 비율 미만 범위 내로 차이나는 경우 상기 목표 질소산화물 저감율을 재산정하고 상기 환원제 공급 장치가 공급하는 환원제의 양을 조절할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 상기 제1 기준 비율 보다 큰 상기 제2 기준 비율 이상 차이나는 경우 시스템 점검을 요구하는 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 촉매 환원 시스템은 질소산화물 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시키고 적정한 양의 환원제를 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 선택적 촉매 환원 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 질소산화물 센서의 점검 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템(101)은 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)를 저감시키는데 사용된다.
일례로, 엔진은 선박용 2행정 저속 디젤 엔진일 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 엔진은 4행 중속 디젤 엔진일 수도 있다. 또한, 복수의 엔진이 사용될 수도 있으며, 이 경우 2행정 저속 디젤 엔진과 4행 중속 디젤 엔진이 혼용될 수 있다. 이때, 2행정 저속 디젤 엔진은 선박에 추친력을 제공하는 주동력원으로 사용될 수 있으며, 4행 중속 디젤 엔진은 발전용 또는 보조 동력원 사용될 수 있다.
또한, 엔진이 반드시 선박용에 한정되는 것은 아니며 차량용 엔진일 수도 있다. 그 밖에도 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 종류의 엔진이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 엔진이 배출하는 배기가스는 섭씨 200도 내지 섭씨 500도 범위 내의 온도를 가지며, 경우에 따라서는 섭씨 150도 이상 섭씨 200도 미만으로 낮아질 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 배기 유로(610), 반응기(300), 복수의 질소산화물 센서(730), 및 제어부(700)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 제1 온도 센서(711), 제2 온도 센서(712), 환원제 공급 장치(500), 전방 밸브(771), 및 후방 밸브(772)를 더 포함할 수 있다.
배기 유로(610)는 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 이동시킨다. 그리고 배기 유로(610)를 따라 이동하는 배기가스는 후술할 반응기(300)를 거쳐 외부로 배출된다. 일례로, 배기 유로(610)는 엔진의 배기구와 연결되어 엔진에서 배출된 배기가스를 배출시킬 수 있다.
반응기(300)는 배기 유로(610) 상에 설치된다. 즉, 반응기(300)는 배기 유로(610)를 통해 질소산화물(NOx)을 함유한 배기가스를 전달받는다. 그리고 반응기(300)는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매(350)를 내장한다. 촉매(350)는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 환원제의 반응을 촉진시켜 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 반응기(300)의 내부에 설치되는 촉매(350)는 배기가스의 이동 방향을 기준으로 다층 구조로 배치될 수도 있다. 즉, 촉매(350)가 복수의 촉매 모듈 형태로 마련될 수 있으며, 복수의 촉매 모듈은 배기가스의 이동 방향을 따라 배치될 수 있다.
촉매(350)는 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 일례로, 촉매(350)는 섭씨 200도 내지 섭씨 500도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매(350)가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매(350)가 활성 온도 범위 밖에서 반응하면, 촉매(350)가 피독되면서 효율이 저하된다. 예를 들어, 섭씨 150도 이상 섭씨 250도 미만의 상대적으로 낮은 온도에서 배기가스가 함유한 질소산화물을 저감시키기 위한 환원 반응이 일어나면, 배기가스의 황산화물(SOx)과 암모니아(NH3)가 반응하여 촉매 피독 물질이 생성된다. 구체적으로, 촉매(350)를 피독시키는 피독 물질은 황산암모늄(Ammonium sulfate, (NH4)2SO4)과 아황산수소암모늄(Ammonium bisulfate, NH4HSO4) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 피독 물질은 촉매에 흡착되어 촉매(350)의 활성을 저하시킨다. 촉매 피독 물질은 상대적으로 높은 온도, 즉 섭씨 350도 내지 섭씨 450도 범위 내의 온도에서 분해되므로, 반응기(300) 내의 촉매(350)를 승온시켜 피독된 촉매(350)를 재생할 수 있다.
또한, 촉매(350)에서 질소산화물과 직접 반응하는 환원제로는 암모니아(NH3)가 사용되는데, 이는 환원제 전구체인 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액의 형태로 공급될 수 있다. 암모니아 자체가 오염 물질로 보관과 운반이 용이하지 않기 때문에 안정적인 우레아 수용액을 사용하는 것이 보편적이다. 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액은 가수분해 또는 열분해되어 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)을 생성한다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해한다. 즉, 우레아를 분해시켜 질소산화물과 반응하는 환원제인 암모니아를 생성하게 된다. 예를 들어, 환원제는 반응기(300)보다 상류의 배기 유로(610)에 분사되어 배기가스와 혼합될 수 있다.
전방 밸브(771)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610) 상에 설치되어 배기 유로(610)를 개폐한다. 즉, 전방 밸브(771)는 반응기(300)로 배기가스의 유입 여부를 제어할 수 있다. 그리고 후방 밸브(772)는 반응기(300) 후방의 배기 유로(610) 상에 설치되어 배기 유로(610)를 개폐한다. 즉, 후방 밸브(772)는 반응기(300)로부터 배기가스의 배출 여부를 제어할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 전방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 상류측을 의미하고, 후방이라 함은 배기가스의 이동 방향을 기준으로 하류측을 의미한다.
환원제 공급 장치(500)는 반응기(300)로 유입되는 배기가스에 환원제를 공급한다. 구체적으로, 환원제 공급 장치(500)는 반응기(300) 보다 상류의 배기 유로(610) 상에 연결되어 반응기(300)로 유입되는 배기가스를 향해 환원제를 분사할 수 있다. 예를 들어, 환원제 공급 장치(500)는 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와, 환원제 저장 탱크에 저장된 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급 펌프 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 환원제 공급 펌프 모듈은 환원제 공급을 위한 펌프와, 펌프 설치를 위해 필요한 필터, 펌프용 압력 게이지, 펌프용 수동 밸브 등을 포함할 수 있다.
복수의 질소산화물 센서(730)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610)와 반응기(300) 후방의 배기 유로(610)에 각각 설치된다. 복수의 질소산화물 센서(730)는 각각 설치 위치에서 배기가스에 함유된 질소산화물의 농도(ppm)를 측정한다. 구체적으로, 복수의 질소산화물 센서(730)는 제1 질소산화물 센서(731), 제2 질소산화물 센서(732), 제3 질소산화물 센서(733), 및 제3 질소산화물 센서(734)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 질소산화물 센서(731)와 제2 질소산화물 센서(732)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610) 상에 설치된다. 그리고 제3 질소산화물 센서(733) 및 제4 질소산화물 센서(734)는 반응기(300) 후방의 배기 유로(610) 상에 설치된다.
하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 반응기(300) 전방의 배기 유로(610)에 3개 이상의 질소산화물 센서(730)가 설치될 수 있으며, 반응기(300) 후방의 배기 유로(610)에도 3개 이상의 질소산화물 센서(730)가 설치될 수도 있다.
제1 온도 센서(711)는 반응기(300) 전방의 배기 유로(610) 상에 설치되고, 제2 온도 센서(712)는 반응기(300) 후방의 배기 유로(610) 상에 설치된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 온도 센서(711) 및 제2 온도 센서(712) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
제어부(700)는 복수의 질소산화물 센서(730), 제1 온도 센서(711), 및 제2 온도 센서(712)로부터 정보를 전달받고, 해당 정보에 기초하여 환원제 공급 장치(500)를 제어한다. 또한, 제어부(700)는 전방 밸브(771)와 후방 밸브(772)도 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)는 복수의 질소산화물 센서(730)가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 복수의 질소산화물 센서(730) 각각에 대한 이상 여부를 진단할 수 있다. 이때, 제어부(700)는 복수의 질소산화물 센서(730) 각각에 대해 순차적으로 기설정된 횟수만큼 기설정된 시간 동안 질소산화물 농도를 측정하여 평균값과 표준편차를 산출할 수 있다. 그리고 제어부(700)는 측정값이 표준편차를 벗어나는 빈도수가 기준 허용 횟수를 초과한 질소산화물 센서(730)에 대해 이상이 있는 것으로 진단할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 복수의 질소산화물 센서(730) 중에서 이상이 있는 것으로 진단된 질소산화물 센서(730)에 대한 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 제어부(700)는 해당 기술분야에서 공지된 다양한 형태로 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 일례로, 디스플레이 장치를 통해 경고 신호를 표시할 수 있다. 또한, 경고등을 작동시키거나 경고음을 울릴 수도 있다. 그리고 제어부(700)는 무선 통신을 통해 사용자의 휴대용 단말기로 경고 신호를 전송될 수도 있다. 이에, 사용자는 복수의 질소산화물 센서(730) 중 이상이 발생한 센서를 인지하고, 이를 보수하거나 교체할 수 있게 된다.
또한, 제어부(700)는 제1 온도 센서(711) 및 제2 온도 센서(712) 중 하나 이상으로부터 측정된 온도 정보를 사용하여 반응기(300) 내부에 설치된 촉매(350)의 온도를 추정할 수 있다. 그리고 제어부(700)는 촉매(350)의 온도가 기설정된 온도 범위 내에 속할 때 복수의 질소산화물 센서(730) 각각에 대한 이상 여부를 진단할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 복수의 질소산화물 센서(730) 각각에 대한 이상 여부를 진단하기 전에 먼저 엔진의 부하 또는 회전 속도를 체크할 수 있다. 그리고 제어부(700)는 엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율 이내일 때 복수의 질소산화물 센서(730) 각각에 대한 이상 여부를 진단할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소 산화물 센서(732) 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제가 공급되도록 환원제 공급 장치(500)를 제어할 수 있다.
또한, 환원제 공급 장치(500)가 환원제 공급을 시작한 이후 엔진의 부하 및 엔진의 회전 속도가 기설정된 비율 이상으로 변화되거나 엔진에 공급되는 소기(掃氣)의 압력이 기설정된 압력 이상으로 변화되면, 제어부(700)는 제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소 산화물 센서(732) 중 하나 이상을 사용하여 질소산화물의 농도를 재측정한 후 목표 질소산화물 저감율을 재산출할 수 있다.
또한, 환원제 공급 장치(500)가 환원제 공급을 시작한 이후 제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소 산화물 센서(732) 중 하나 이상을 사용하여 측정되는 질소산화물의 농도가 기설정된 허용 범위를 초과하여 변화되면, 제어부(700)는 목표 질소산화물 저감율을 재산출할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 제3 질소산화물 센서(733) 및 제4 질소 산화물 센서(734) 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 실제 질소산화물 저감율이 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 미만으로 차이나는 경우 환원제 공급 장치(500)의 환원제 공급을 유지할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 실제 질소산화물 저감율이 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 이상 제2 기준 비율 미만 범위 내로 차이나는 경우 목표 질소산화물 저감율을 재산정하고 환원제 공급 장치(500)가 공급하는 환원제의 양을 보정할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 실제 질소산화물 저감율이 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 보다 큰 제2 기준 비율 이상 차이나는 경우 시스템 점검을 요구하는 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 예시적으로, 제1 기준 비율은 3%이고, 제2 기준 비율은 10%일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 성능과 사양에 따라 제1 기준 비율 및 제2 기준 비율은 변경될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 질소산화물 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시키고 적정한 양의 환원제를 공급할 수 있다.
즉, 복수의 질소산화물 센서(730)의 이상 여부를 자가 진단할 수 있을 뿐만 아니라 질소산화물 센서(730)가 질소산화물 농도를 측정하는 환경과 조건을 제어하여 측정값에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 동작 과정과 작용 효과를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 전반적인 동작 과정을 나타내고, 도 3은 복수의 질소산화물 센서(730)에 대한 점검 방법을 나타낸다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 시작되면, 촉매(350)를 예열한다. 일례로, 촉매(350)의 예열은 반응기(300) 내부로 고온의 배기가스를 유입시키는 방법으로 수행될 수 있다. 촉매(350)가 충분이 예열되지 않은 상태에서 환원제를 공급하면, 촉매(350)의 활성 온도 범위 밖에서 선택적 촉매 환원 반응이 일어나므로, 촉매(350)가 피독되어 효율이 저하된다.
다음, 촉매(350)의 예열이 완료되면, 질소산화물 센서(730)를 점검한다.
이하, 도 3을 참조하여, 질소산화물 센서(730)의 점검 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 엔진의 부하 또는 엔진의 회전 속도의 변화가 기설정된 비율 이내인지 체크한다. 예시적으로, 기설정된 비율은 2%일 수 있다. 엔진의 부하 또는 엔진의 회전 속도의 변화가 기설정된 비율을 초과하면, 엔진의 운전 조건이 안정화될 때까지 대기한다. 그리고, 엔진의 부하 또는 엔진의 회전 속도의 변화가 기설정된 비율 이내이면, 제1 질소산화물 센서(731)를 사용하여 기설정된 횟수만큼 기설정된 시간 동안 측정 질소산화물 농도를 측정한다. 예시적으로, 기설정된 횟수는 3회이고, 기설정된 시간은 1분일 수 있다. 즉, 제1 질소산화물 센서(731)로 3회에 걸쳐 1분간 질소산화물 농도를 측정할 수 있다.
이후, 제2 질소산화물 센서(732), 제3 질소산화물 센서(733), 및 제4 질소산화물 센서(734)도 각각 차례로 제1 질소산화물 센서(731)와 동일한 조건으로 질소산화물 농도를 측정한다.
모든 질소산화물 센서(730)의 측정이 완료되면, 제어부(700)는 질소산화물 센서(730)가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출한다. 그리고 제어부(700)는 각각의 질소산화물 센서(730)가 측정한 측정값이 표준편차를 기설정된 빈도 이상 벗어나는지 체크한다. 예시적으로, 기설정된 빈도는 3회일 수 있다. 즉, 제어부(700)는 제3 질소산화물 센서(733)가 질소산화물 농도를 측정한 측정값이 3회이상 표준편차를 벗어났다면, 제3 질소사화물 센서(733)에 이상이 있는 것으로 진단할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 질소산화물 센서(730)에 이상이 있는 것으로 진단되면, 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 제어부(700)는 해당 기술분야에서 공지된 다양한 형태로 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 일례로, 디스플레이 장치를 통해 경고 신호를 표시할 수 있다. 또한, 경고등을 작동시키거나 경고음을 울릴 수도 있다. 그리고 제어부(700)는 무선 통신을 통해 사용자의 휴대용 단말기로 경고 신호를 전송될 수도 있다. 이에, 사용자는 복수의 질소산화물 센서(730) 중 이상이 발생한 센서를 인지하고, 이를 보수하거나 교체할 수 있게 된다.
반대로 제어부(700)는 질소산화물 센서(730)에 이상이 없는 것으로 진단되면, 제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소산화물 센서(732) 중 하나 이상을 사용하여 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 질소산화물 농도를 측정한다.
다시, 도 2를 참조하여 설명하면, 제어부(700)는 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 농도를 측정한 후 이에 근거하여 목표 질소산화물 저감율을 산출한다. 예를 들어, 배기가스에 의한 질소산화물 배출량을 환경 규제치 이하로 낮추기 위해 현재 질소산화물 농도에서 저감시켜야 할 목표 질소산화물 저감율을 산출한다. 그리고 제어부(700)는 목표 질소사화물 저감율을 달성하기 위해 필요한 환원제의 양을 산출하고, 환원제 공급 장치(500)를 제어하여 산출된 양의 환원제를 공급한다.
그리고 환원제 공급 장치(500)가 환원제 공급을 시작한 이후, 엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율이 이상인지 체크한다. 또는 엔진의 소기(掃氣) 압력의 변화가 기설정 압력 이상인지 체크한다. 예시적으로, 기설정된 비율은 2%일 수 있다. 그리고 기설정된 압력은 엔진에 공급되는 기준 소기 압력과의 편차가 5% 미만인 압력일 수 있다.
엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율이 이상이거나 엔진의 소기 압력의 변화가 기설정 압력 이상이라면, 엔진의 운전 조건의 변화에 따라 배기가스의 질소산화물 농도도 변화되었을 개연성이 크므로, 제어부(700)는 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 질소산화물 농도를 다시 측정한 후 목표 질소산화물 저감율을 재산출한다.
엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율이 미만이거나 엔진의 소기 압력의 변화가 기설정 압력 미만이라면, 제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소산화물 센서(732) 중 하나 이상으로부터 측정되는 질소산화물 농도가 기설정된 허용 범위를 초과하는지 체크한다. 여기서, 기설정된 허용 범위란 환원제의 공급량을 변화시키지 않아도 목표 질소산화물 저감율을 달성할 수 있는 허용 범위를 말한다. 오차 범위도 허용 범위에 포함될 수 있다.
제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소산화물 센서(732) 중 하나 이상으로부터 측정되는 질소산화물 농도가 기설정된 허용 범위를 초과한다면, 허용 범위를 초과한 질소산화물 농도에 근거하여 목표 질소산화물 저감율을 재산출하고, 환원제 공급 장치(500)는 재산출된 목표 질소산화물 저감율에 따라 환원제의 양을 공급한다.
제1 질소산화물 센서(731) 및 제2 질소산화물 센서(732) 중 하나 이상으로부터 측정되는 질소산화물 농도가 기설정된 허용 범위 이내라면, 환원제의 공급을 일정 시간 유지한다. 예시적으로, 일정 시간은 15분일 수 있으며, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 전체적인 성능과 사양에 따라 다양하게 변경 실시될 수 있다.
다음, 제3 질소산화물 센서(733) 및 제4 질소산화물 센서(734) 중 하나 이상을 사용하여 반응기(300)에서 배출되는 배기가스의 질소산화물 농도를 측정한다. 그리고 제어부(700)는 반응기(300)에 유입되는 배기가스의 질소산화물 농도와 반응기(300)에서 배출된 배기가스의 질소산화물 농도를 가지고, 실제 질소산화물 저감율을 계산하고, 계산된 실제 질소산화물 저감율과 목표 질소산화물 저감율을 비교한다.
그리고 실제 질소산화물 저감율과 목표 질소산화물 저감율의 차이가 제1 기준 비율 미만이라면 환원제 공급 장치(500)의 환원제 공급을 유지한다. 실제 질소산화물 저감율과 목표 질소산화물 저감율의 차이가 제1 기준 비율 이상 제2 기준 비율 미만 범위 내라면 목표 질소산화물 저감율을 재산정하고 환원제 공급 장치(500)가 공급하는 환원제의 양을 보정한다. 실제 질소산화물 저감율과 목표 질소산화물 저감율의 차이가 제2 기준 비율 이상 차이나는 경우 시스템 점검을 요구하는 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 예시적으로, 제1 기준 비율은 3%이고, 제2 기준 비율은 10%일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 성능과 사양에 따라 제1 기준 비율 및 제2 기준 비율은 변경될 수 있다.
이후, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동이 중단되면, 환원제의 공급을 중단하고 환원제 공급 장치(500)를 세정하여 잔존하는 환원제를 제거할 수 있다. 예를 들어, 선박이 운행을 중단하거나 환경 규제 지역을 벗어난 경우, 선택적 촉매 환원 시스템(101)의 가동을 중단하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 시스템(101)은 질소산화물 농도 측정에 대한 신뢰성을 향상시키고 적정한 양의 환원제를 공급할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 선택적 촉매 환원 시스템
300: 반응기
350: 촉매
500: 환원제 공급 장치
610: 배기 유로
700: 제어부
711: 제1 온도 센서
712: 제2 온도 센서
730: 복수의 질소산화물 센서
731: 제1 질소산화물 센서
732: 제2 질소산화물 센서
733: 제3 질소산화물 센서
771: 전방 밸브
772: 후방 밸브

Claims (13)

  1. 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    배기가스가 이동하는 배기 유로;
    상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기;
    상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서;
    상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부; 및
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급하되,
    상기 환원제 공급 장치가 환원제 공급을 시작한 이후 상기 엔진의 부하 및 상기 엔진의 회전 속도가 기설정된 비율 이상으로 변화되거나 상기 엔진에 공급되는 소기(掃氣)의 압력이 기설정된 압력 이상으로 변화되면,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 질소산화물의 농도를 재측정한 후 목표 질소산화물 저감율을 재산출하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  2. 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    배기가스가 이동하는 배기 유로;
    상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기;
    상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서;
    상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부; 및
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급하되,
    상기 환원제 공급 장치가 환원제 공급을 시작한 이후 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정되는 질소산화물의 농도가 기설정된 허용 범위를 초과하여 변화되면,
    상기 제어부는 목표 질소산화물 저감율을 재산출하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  3. 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    배기가스가 이동하는 배기 유로;
    상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기;
    상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서;
    상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부; 및
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급하되,
    상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 미만으로 차이나는 경우 상기 환원제 공급 장치의 환원제 공급을 유지하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  4. 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    배기가스가 이동하는 배기 유로;
    상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기;
    상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서;
    상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부; 및
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급하되,
    상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 제1 기준 비율 이상 제2 기준 비율 미만 범위 내로 차이나는 경우 상기 목표 질소산화물 저감율을 재산정하고 상기 환원제 공급 장치가 공급하는 환원제의 양을 조절하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  5. 엔진에서 배출된 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템에 있어서,
    배기가스가 이동하는 배기 유로;
    상기 배기 유로 상에 설치되어 상기 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 촉매가 내부에 설치된 반응기;
    상기 반응기 전방의 배기 유로와 상기 반응기 후방의 배기 유로에 각각 설치된 복수의 질소산화물 센서;
    상기 복수의 질소산화물 센서가 각각 측정한 질소산화물 농도의 평균값과 표준편차를 산출하고, 산출된 평균값 및 표준편차를 측정값과 대비하여 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 제어부; 및
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 연결되어 환원제를 공급하는 환원제 공급 장치
    를 포함하며,
    상기 복수의 질소산화물 센서는 상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제1 질소산화물 센서 및 제2 질소산화물 센서와, 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치된 제3 질소산화물 센서 및 제4 질소산화물 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 질소산화물 센서 및 상기 제2 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 목표 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 목표 질소산화물 저감율을 달성하기 위해 요구되는 양의 환원제를 상기 환원제 공급 장치를 통해 공급하되,
    상기 제어부는 상기 제3 질소산화물 센서 및 상기 제4 질소 산화물 센서 중 하나 이상을 사용하여 측정된 질소산화물의 농도에 기초하여 실제 질소산화물 저감율을 산출하고, 상기 실제 질소산화물 저감율이 상기 목표 질소산화물 저감율에서 제2 기준 비율 이상 차이나는 경우 시스템 점검을 요구하는 경고 신호를 발생시키는 선택적 촉매 환원 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대해 순차적으로 기설정된 횟수만큼 기설정된 시간 동안 질소산화물 농도를 측정하여 평균값과 표준편차를 산출하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 측정값이 상기 표준편차를 벗어나는 빈도수가 기준 허용 횟수를 초과한 질소산화물 센서에 대해 이상이 있는 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 중에서 이상이 있는 것으로 진단된 질소산화물 센서에 대한 경고 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기 전방의 상기 배기 유로 상에 설치되는 제1 온도 센서 및 상기 반응기 후방의 상기 배기 유로 상에 설치되는 제2 온도 센서 중 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서 중 하나 이상으로부터 측정된 온도 정보를 사용하여 상기 반응기 내부에 설치된 상기 촉매의 온도를 추정하고,
    상기 촉매의 온도가 기설정된 온도 범위 내에 속할 때 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하기 전에 먼저 상기 엔진의 부하 또는 회전 속도를 체크하고,
    상기 엔진의 부하 또는 회전 속도의 변화가 기설정된 비율 이내일 때 상기 복수의 질소산화물 센서 각각에 대한 이상 여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 시스템.
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