WO2013100460A1 - 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치 및 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an exhaust gas aftertreatment apparatus and method including a Selective Catalytic Reduction (SCR) process, and more particularly selectively based on the amount and rate of change of nitrogenous compounds (NOx) in the exhaust gas.
- SCR Selective Catalytic Reduction
- the present invention relates to an exhaust gas aftertreatment apparatus and a method of improving the durability of a structure for determining whether an catalytic reduction unit and an ammonia oxidation catalyst (AOC) unit are operated.
- AOC ammonia oxidation catalyst
- an aftertreatment apparatus for exhaust gas generated from a diesel vehicle includes a series of soot oxidation catalyst units 10, soot filtration units 20, selective catalytic reduction units 30, and ammonia oxidation.
- the catalyst part 40 etc. are comprised.
- the dosing valve 31 is connected to the front of the selective catalytic reduction unit 30.
- the nitrogen gas reaches the selective catalytic reduction unit 30 as the exhaust gas passes through the soot oxidation catalyst unit 10 and soot filtration unit 20.
- the conventional post-treatment apparatus has a method of entering the selective catalytic reduction unit 30 as it is, regardless of the large or small amount of nitrogen compounds generated. That is, there is a problem in that there is no structure to control the entry of the gas into the selective catalytic reduction unit 30 and the operation of the selective catalytic reduction unit 30 based on the amount of nitrogen compounds generated.
- the selective catalytic reduction unit 30 continues to operate irrespective of this even though the amount of nitrogen compounds is low or absent, resulting in a decrease in durability.
- the ammonia oxidation catalyst part 40 is a place where ammonia is injected and reacted with a nitrogen compound.
- the ammonia oxidation catalyst unit 40 may operate regardless of the rate of change of the nitrogen compound, which may cause durability problems. Any detection and detection of the rate of change of the nitrogen compound in front of the ammonia oxidation catalyst unit 40 and This problem occurs because no computing means is provided.
- an object of the present invention is to select a selective catalyst reducing unit and an ammonia oxidation catalyst unit based on the amount and rate of change of nitrogen compounds to selectively determine whether to operate selectively.
- An exhaust gas aftertreatment apparatus having a structure in which durability of a structure in which a sensing means and a bypass valve are mounted in front of a reduction unit and an ammonia oxidation catalyst unit is improved, and a treatment method thereof.
- a soot oxidation catalyst unit for oxidizing the soot of the exhaust gas;
- a soot filtration unit connected to the soot oxidation catalyst unit for filtering soot;
- a selective catalytic reduction unit connected to the soot filtration unit;
- an ammonia oxidation catalyst unit connected to the selective catalytic reduction unit, wherein the front of the selective catalytic reduction unit includes: a first gas sensor for sensing an amount of exhaust gas nitrogen compound flowing from the soot filtration unit, and selective catalytic reduction
- An optional catalytic reduction bypass valve is installed to selectively block the inflow of exhaust gas to the unit, and is electrically connected to control the selective catalytic reduction bypass valve and the selective catalytic reduction unit based on the gas amount detection signal. It is achieved by an exhaust gas aftertreatment apparatus having an improved durability structure comprising a controller.
- a second gas sensor for detecting nitrogen compound gas and an ammonia oxidation catalyst bypass valve for selectively blocking the inflow of exhaust gas to the ammonia oxidation catalyst part are further electrically connected to the controller. It is preferable to install.
- an object of the present invention the step of detecting the nitrogen compound gas by the first gas sensor from the exhaust gas passing through the soot oxidation catalyst unit and the soot filter (S100); The controller determining whether the selective catalytic reduction bypass valve is opened or closed based on the detection signal (S200); Detecting, by the second gas sensor, the nitrogen compound gas passing through the selective catalytic reduction unit (S300); And determining whether to open or close the ammonia oxidation catalyst bypass valve according to the nitrogen compound change rate calculation of the controller based on the detection signal (S400).
- the exhaust gas after-treatment apparatus having an improved durability structure According to the exhaust gas after-treatment apparatus having an improved durability structure according to the present invention, if the amount of nitrogen compounds is detected before the exhaust gas is introduced into the selective catalytic reduction unit and the amount is less than the reference value, it is introduced into the selective catalytic reduction unit. By discharging without making it possible, the durability of the selective catalytic reduction unit can be significantly improved.
- FIG. 1 is a block diagram of a conventional exhaust gas after-treatment device
- FIG. 2 is a block diagram of an exhaust gas aftertreatment apparatus having a structure having improved durability according to the present invention
- FIG. 3 is a flowchart illustrating an exhaust gas post-treatment method according to the present invention.
- soot oxidation catalyst portion soot filtration portion
- soot filtration unit soot filtration unit
- 300 selective catalytic reduction unit
- FIG. 2 is a block diagram of an exhaust gas aftertreatment apparatus having a structure having improved durability according to the present invention.
- the exhaust gas post-treatment apparatus having an improved durability according to the present invention is for post-treating exhaust gas of an automobile and the like, and in particular, a selective catalytic reduction unit 300 and ammonia oxidation.
- Each gas detection sensor 320 and 420, each bypass valve 330 and 410, and a controller 500 to control the gas are included to adjust whether the exhaust gas flows into the catalyst unit 400 based on the generation amount and the rate of change of the nitrogen compound.
- the exhaust gas after-treatment apparatus is connected to a soot oxidation catalyst unit 100 for oxidizing soot in exhaust gas, and a soot filtration unit 200 for filtering soot by being connected to the soot oxidation catalyst unit 100.
- ammonia oxidation catalyst unit 400 connected to the soot filtration unit 200 and connected to the selective catalytic reduction unit 300 and the selective catalytic reduction unit 300 to which the dosing valve 310 is placed in front. It is structured.
- the exhaust gas that has passed through the soot oxidation catalyst unit 100 and the soot filtration unit 200 flows into the selective catalytic reduction unit 300.
- the selective catalytic reduction unit 300 is replaced. Decomposition through, if the amount of nitrogen compounds generated is little or no, the introduction and decomposition of the selective catalytic reduction unit 300 will be unnecessary.
- controller 500 is electrically connected to the first gas sensor 320 and the selective catalytic reduction bypass valve 330, and the controller 500 stores a reference value for the nitrogen compound generation amount.
- the controller 500 is an ECU logic operation structure that determines whether to open or close the selective catalytic reduction bypass valve 330 through a comparison operation with a reference value.
- the controller 500 performs a comparison operation with the built-in reference value, and if the reference value is exceeded, it is optional. Commands the opening of the catalytic reduction bypass valve 330 to control the nitrogen compound to pass through the selective catalytic reduction unit 300.
- the closing of the selective catalytic reduction bypass valve 330 is instructed to discharge the nitrogen compound into the atmosphere, and the opening and closing of the selective catalytic reduction bypass valve 330 and the selective catalyst based on the amount of nitrogen compound generated.
- a structure for determining whether or not nitrogen is introduced into the reducing unit 300 may be provided.
- ammonia oxidation catalyst unit 400 is connected to the rear of the selective catalytic reduction unit 300.
- the second gas detection sensor 420 and the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 are installed in front of the ammonia oxidation catalyst unit 400.
- the second gas sensor 420 and the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 are structured to determine whether inflow of nitrogen compound into the ammonia oxidation catalyst unit 400 is determined based on the rate of change of the nitrogen compound.
- the two gas sensors 420 and the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 are both electrically connected to the controller 500.
- the controller 500 stores a reference value regarding the rate of change of the nitrogen compound, and the ammonia oxidation catalyst bypass valve according to the percentage calculation process of dividing the value before and after the change of the nitrogen compound by the value before the change and comparing with the reference value (
- the opening and closing of 410 and the structure of determining whether or not the nitrogen compound is introduced into the ammonia oxidation catalyst unit 400 may be provided.
- the factor variable multiplied according to the engine temperature, atmospheric pressure, etc. may be used in the calculation of the controller 500 to correct the calculation result, and the related optimum value may be obtained by reflecting the test result value.
- the nitrogen compound gas is detected by the second gas sensor 420 and the detection signal is sent to the controller 500. .
- the controller 500 opens the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 when the reference value is exceeded based on the detection signal and compares the above-mentioned calculation process and the reference value, so that the nitrogen compound is ammonia oxidation catalyst part ( 400 to enter and decompose, and when it is below the reference value, the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 is instructed to close so that nitrogen compounds below the reference value are released into the atmosphere.
- the structure that can determine whether the inflow of the ammonia oxidation catalyst unit 400 may be expressed.
- the exhaust gas post-treatment method according to the present invention is a process configured to perform a selective catalytic reduction and ammonia oxidation catalyst based on the amount and rate of change of nitrogen compounds generated in the exhaust gas.
- the exhaust gas discharged from the vehicle detects the generation amount of the exhaust gas nitrogen compound before the inflow into the selective catalytic reduction unit 300 from the soot oxidation catalyst unit 100 and the soot filtration unit 200.
- the generation amount of the nitrogen compound is made by the first gas sensor 320 installed in front of the selective catalytic reduction unit 300.
- the controller 500 performs a comparison operation with a reference value based on the detection signal of the nitrogen compound, and opens or closes the selective catalytic reduction bypass valve 330 to the selective catalytic reduction unit 300 according to the result. Step of determining.
- the controller 500 compares the detection signal of the first gas detection sensor 320 with a stored reference value and if the reference value is exceeded, opens the selective catalytic reduction bypass valve 330 so that the corresponding nitrogen compound is selectively catalytic reduction unit 300. Inflow).
- the selective catalytic reduction bypass valve 330 is closed to allow the nitrogen compound to be released into the atmosphere (S200).
- the following is a step of detecting when the nitrogen compound gas of the selective catalytic reduction unit 300 is introduced into the ammonia oxidation catalyst unit 400, the second gas detection center for the nitrogen compound gas passing through the selective catalytic reduction unit 300 420 detects and transmits a corresponding detection signal to the controller 500.
- the second gas sensor 420 is installed in front of the ammonia oxidation catalyst unit 400 together with the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410.
- the nitrogen compound gas may be detected by the second gas sensor 420.
- the controller 500 is an ECU logic method, and has a built-in formula (before-change) / before change (100) with reference values for the rate of change, and the engine temperature, atmospheric pressure, etc. at that time are stored as correction values.
- the next step is to determine whether to open or close the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 by measuring the rate of change of the nitrogen compound based on the detection signal of the second gas sensor 420 and comparing with the reference value to be.
- the controller 500 stores a reference value relating to the rate of change of the nitrogen compound, and compares the reference rate with the change rate calculated based on the detection signal. At this time, if the change rate is large, the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410 is instructed to open so that the nitrogen compound flows into the ammonia oxidation catalyst unit 410, and if the reference value is lower than the ammonia oxidation catalyst bypass valve 410. ) So that nitrogen compounds are released into the atmosphere (S400).
- the process of the post-treatment method according to the present invention it can be determined whether the selective catalytic reduction reaction or ammonia oxidation catalyst reaction for the nitrogen compound based on the generation amount and the rate of change of the nitrogen compound.
- the present invention can be used to purify the nitrogen oxide contained in the exhaust gas using Selective Catalytic Reduction (SCR).
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Description
본 발명은 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 공정을 포함한 배기가스의 후처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기가스 내 질소화합물(NOx)의 발생량 및 변화율에 기초하여 선택적으로 선택적 촉매 환원부 및 암모니아 산화 촉매(Ammonia Oxidation Catalytic, AOC)부의 작동 여부를 결정하는 구조의 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 배기가스 후처리 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 디젤 자동차로부터 발생되는 배기가스의 후처리 장치는, 일련되는 매연 산화 촉매부(10), 매연 여과부(20), 선택적 촉매 환원부(30) 및 암모니아 산화 촉매부(40) 등으로 구성되어 있다.
여기서 선택적 촉매 환원부(30)의 전방에는 도징밸브(31)가 연결되어 있다.
이러한 종래 후처리 장치 및 이를 이용한 공정을 살펴보면, 배기가스가 매연 산화 촉매부(10) 및 매연 여과부(20)를 지나면서 질소화합물이 선택적 촉매 환원부(30)에 도달하게 된다.
이 때 종래 후처리 장치에서는, 질소화합물의 발생량의 많고 적음에 관계없이 그대로 선택적 촉매 환원부(30)에 진입하게 되는 방식을 갖고 있다. 즉 질소화합물의 발생량에 기초하여 선택적 촉매 환원부(30)로 그 가스의 진입 및 선택적 촉매 환원부(30)의 작동을 제어할 만한 어떠한 구조도 갖고 있지 않은 문제점이 있다.
이에 따라 선택적 촉매 환원부(30)는 질소화합물의 발생량이 적거나 없음에도 불구하고 이와 상관됨이 없이 지속적으로 작동하게 되면서, 그 내구성이 저하되는 문제점이 초래된다.
아울러 선택적 촉매 환원부(30)를 지난 질소화합물이 도달하는 곳이 암모니아 산화 촉매부(40)이다. 암모니아 산화 촉매부(40)는 질소화합물에 대해 암모니아를 투입 반응시키는 곳이다.
이때에도 질소화합물의 변화율에 관계없이 암모니아 산화 촉매부(40)가 작동하게 되어 내구성에 문제가 발생할 수 있는바, 암모니아 산화 촉매부(40)의 전방에 질소화합물의 변화율을 검지할 만한 어떠한 감지 및 연산수단도 구비되어 있지 않기 때문에 이러한 문제점이 발생하는 것이다.
따라서 질소화합물의 발생량 또는 변화율에 기초하여 선택적 촉매 환원부(30) 및 암모니아 산화 촉매부(40)의 작동 여부가 결정되는 구조의 장치개발이 시급한 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 질소화합물의 발생량 및 변화율에 기초하여 선택적 촉매 환원부 및 암모니아 산화 촉매부의 작동 여부가 선택적으로 결정될 수 있도록 선택적 촉매 환원부 및 암모니아 산화 촉매부의 전방에 감지수단 및 바이패스 밸브가 장착되는 구조의 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치 및 그에 따른 처리방법을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적은, 배기가스의 매연을 산화 처리하기 위한 매연 산화 촉매부; 매연 산화 촉매부에 연결되어 매연을 여과하기 위한 매연 여과부; 매연 여과부에 연결되는 선택적 촉매 환원부; 및 선택적 촉매 환원부에 연결되는 암모니아 산화 촉매부;를 포함하고, 선택적 촉매 환원부의 전방에는, 매연 여과부로부터 유입되는 배기가스 질소화합물의 발생량을 감지하기 위한 제1 가스 감지센서와, 선택적 촉매 환원부에 대한 배기가스의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브가 설치되고, 가스량 감지신호에 기초하여 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브 및 선택적 촉매 환원부의 작동여부를 제어하기 위해 전기적으로 연결되는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치에 의하여 달성된다.
여기서 암모니아 산화 촉매부의 전방에는, 질소화합물 가스를 감지하기 위한 제2 가스 감지센서 및 암모니아 산화 촉매부에 대한 배기가스의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브가 제어기에 전기적으로 더 연결 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 본 발명의 목적은, 매연 산화 촉매부 및 매연 여과부를 통과한 배기가스로부터 제1 가스 감지센서가 질소화합물 가스를 감지하는 단계(S100); 제어기가 감지신호에 기초하여 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브의 개폐여부를 결정하는 단계(S200); 선택적 촉매환원부를 통과한 질소화합물 가스를 제2 가스 감지센서가 감지하는 단계(S300); 및 감지신호에 기초한 제어기의 질소화합물 변화율 연산에 따라 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브의 개폐여부를 결정하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법에 의하여 달성된다.
본 발명에 따른 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치에 따르면, 선택적 촉매 환원부에 배기가스가 유입되기 전에 질소화합물의 발생량을 감지하여 그 양이 기준치보다 적을 경우, 선택적 촉매 환원부에 유입시키지 않고 배출함으로써, 선택적 촉매 환원부의 내구성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
또한 질소화합물의 변화율 측정구조의 마련으로, 암모니아 산화 촉매부에 대한 배기가스 유입도 선택적으로 개폐할 수 있기 때문에, 암모니아 산화 촉매부의 내구성 증진도 효과도 발현될 수 있다.
본 발명의 그 밖의 과제, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 종래 배기가스 후처리 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 방법에 관한 순서도이다.
[부호의 설명]
10: 매연 산화 촉매부, 20: 매연 여과부,
30: 선택적 촉매 환원부, 31: 도징밸브,
40: 암모니아 산화 촉매부, 100: 매연 산화 촉매부,
200: 매연 여과부, 300: 선택적 촉매 환원부,
310: 도징밸브, 320: 제1 가스 감지센서,
330: 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브, 400: 암모니아 산화 촉매부,
410: 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브, 420: 제2 가스 감지센서,
500: 제어기.
이하 본 발명에 따른 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치에 관한여 첨부된 도면과 더불어 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치는, 자동차의 배기가스 등을 후처리 하여 배출하기 위한 것으로, 특히 선택적 촉매 환원부(300) 및 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 배기가스의 유입 여부를 질소화합물의 발생량 및 변화율에 기초하여 조절하기 위해 각 가스 감지센서(320,420) 및 각 바이패스 밸브(330,410), 이를 제어할 제어기(500)가 포함된 구조를 갖는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치는, 배기가스의 매연을 산화 처리하기 위한 매연 산화 촉매부(100)와, 매연 산화 촉매부(100)에 연결되어 매연을 여과하기 위한 매연 여과부(200)를 포함하고, 매연 여과부(200)에 연결되고 전방에 도징밸브(310)가 부설되는 선택적 촉매 환원부(300) 및 선택적 촉매 환원부(300)에 연결되는 암모니아 산화 촉매부(400)로 구성되는 구조를 갖는다.
여기서 선택적 촉매 환원부(300)에는 매연 산화 촉매부(100) 및 매연 여과부(200)를 통과한 배기가스가 유입되는바, 이러한 배기가스로부터 질소화합물이 발생하면 선택적 촉매 환원부(300)을 거쳐 분해되는데, 만일 질소화합물의 발생량이 적거나 없을 경우 이러한 선택적 촉매 환원부(300)의 유입 및 분해과정은 불필요할 것이다.
본 발명에 따른 후처리 장치에서, 선택적 촉매 환원부(300)의 전방에는 이러한 질소화합물의 발생량을 감지하고 그 양이 기준치보다 적을 경우 외부로 배출하는 구조가 형성되었는바, 제1 가스 감지센서(320) 및 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)이다.
아울러 제1 가스 감지센서(320) 및 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)에 전기적으로 제어기(500)가 연결되어 있으며, 이러한 제어기(500)에는 질소화합물 발생량에 대한 기준값이 저장되어 있다.
이러한 제어기(500)는 기준값과의 비교 연산을 통해 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)에 대한 개폐여부를 결정하는 ECU 로직연산 구조이다.
따라서 만일 제1 가스 감지센서(320)가 질소화합물을 감지하고 그 감지신호를 제어기(500)로 송출할 경우, 제어기(500)는 내장된 기준값과의 비교연산을 실시하고 만일 기준값을 초과하면 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)의 개방을 지령하여 해당 질소화합물이 선택적 촉매 환원부(300)를 통과하도록 제어한다.
이와는 반대로 기준값 이하일 경우 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)의 폐쇄를 지령하여 해당 질소화합물이 대기중으로 배출되도록 함으로써, 질소화합물의 발생량에 기초하여 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)의 개폐 및 선택적 촉매 환원부(300)에 대한 질소화합물의 유입 여부가 결정되는 구조가 마련될 수 있다.
아울러 선택적 촉매 환원부(300)의 후방에는 암모니아 산화 촉매부(400)가 연결되어 있다. 이러한 암모니아 산화 촉매부(400)의 전방으로 설치되어 있는 것이 제2 가스 감지센서(420)와 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)이다.
이러한 제2 가스 감지센서(420)와 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)는 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 질소화합물의 유입 여부가 질소화합물의 변화율에 기초하여 결정되도록 구비되는 구조로서, 제2 가스 감지센서(420) 및 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)는 모두 제어기(500)에 전기적으로 연결되어 있다.
이 때 제어기(500)에는 질소화합물의 변화율에 관한 기준값이 저장되어 있으며, 질소화합물의 변화 전후 값을 변화 전 값으로 나눈 백분율 연산처리 및 이러한 기준값과의 비교 연산에 따라 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)의 개폐 및 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 질소화합물의 유입 여부가 결정되는 구조가 마련될 수 있다.
이 때 연산처리 결과의 보정을 위해 엔진온도, 대기압에 따라 곱해지는 factor 변수 등을 제어기(500)의 연산에 사용할 수 있으며, 관련 최적값은 시험 결과치를 반영함으로써 얻을 수 있다.
따라서 만일 암모니아 산화 촉매부(400)에 대해 질소화합물이 유입되려 할 경우, 이러한 질소화합물은 제2 가스 감지센서(420)에서 해당 질소화합물 가스가 감지되고 이러한 감지신호가 제어기(500)에 송출된다.
그러면 제어기(500)는 감지신호에 기초하여, 앞서 언급된 연산처리 및 기준값과의 비교를 통해 만일 기준값을 초과할 경우 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)를 개방하여 질소화합물이 암모니아 산화 촉매부(400)로 유입되어 분해되도록 하고, 기준값 이하일 경우에는 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)를 폐쇄를 지령하여 기준값 이하의 질소화합물이 대기중으로 방출되도록 하는 등, 제어기에 설정된 기준값과의 비교로 질소화합물의 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 유입 여부가 결정될 수 있는 구조가 발현될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 방법에 관한 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 후처리 방법은, 배기가스 중 발생하는 질소화합물의 발생량과 변화율에 기초하여 선택적 촉매 환원 및 암모니아 산화 촉매가 이루어질 있도록 구성된 공정이다.
우선 차량으로부터 배출된 배기가스가 매연 산화 촉매부(100) 및 매연 여과부(200)로부터 선택적 촉매 환원부(300)에 유입되기 전 배기가스 질소화합물의 발생량을 감지한다.(S100)
이 때 질소화합물의 발생량은, 선택적 촉매 환원부(300)의 전방에 설치된 제1 가스 감지센서(320)에서 이루어진다.
다음으로 제어기(500)가 질소화합물의 감지신호에 기초하여 기준값과의 비교연산처리를 실시하고, 해당 결과에 따라 선택적 촉매 환원부(300)에 대한 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)의 개폐여부를 결정하는 단계이다.
제어기(500)는 제1 가스 감지센서(320)의 감지신호를 저장된 기준값과 비교하여 만일 기준값을 초과할 경우 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)를 개방하여 해당 질소화합물이 선택적 촉매 환원부(300)로 유입되도록 한다.
이와 반대로 해당 감지신호가 기준값 이하일 경우에는 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)를 닫아 질소화합물이 대기중에 방출되도록 한다.(S200)
다음은 선택적 촉매 환원부(300)의 질소화합물 가스가 암모니아 산화 촉매부(400)로 유입될 경우 이를 감지하는 단계로서, 선택적 촉매 환원부(300)를 통과한 질소화합물 가스를 제2 가스 감지센터(420)가 감지하고 해당 감지신호를 제어기(500)에 송출한다.
이러한 제2 가스 감지센서(420)는 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)와 함께 암모니아 산화 촉매부(400)의 전방에 설치되어 있다.
따라서 질소화합물이 암모니아 산화 촉매부(400)에 도달할 경우 제2 가스 감지센서(420)에 의해 질소화합물 가스를 감지할 수 있다.(S300)
이 때 제어기(500)는 ECU 로직방식으로서, 변화율에 대한 기준값과 함께 (변화전-변화후)/변화전 ㅧ 100의 연산식이 내장되어 있고, 당해 시기 엔진온도, 대기압 등이 보정값으로 저장되어 있는바, 다음 단계는 제2 가스 감지센서(420)의 감지신호에 기초하여 당해 질소화합물의 변화율을 측정하고 기준값과의 비교를 통해 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)의 개폐 여부를 결정하는 단계이다.
제어기(500)에는 질소화합물의 변화율에 관한 기준값이 저장되어 있어 당해 감지신호에 기초하여 연산된 변화율과 기준값을 비교한다. 이 때 만일 변화율이 클 경우에는 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)를 개방하도록 지령하여 해당 질소화합물이 암모니아 산화 촉매부(410)에 유입되도록 하고, 기준값 이하일 경우에는 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)를 폐쇄하여 질소화합물이 대기중에 방출되도록 한다.(S400)
이러한 본 발명에 따른 후처리 방법의 공정에 따라, 질소화합물의 발생량 및 변화율에 기초하여 질소화합물에 대한 선택적 촉매 환원반응 또는 암모니아 산화 촉매 반응 여부가 결정될 수 있다.
본 발명은 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 정화시키도록 하는 데에 이용될 수 있다.
Claims (3)
- 배기가스의 매연을 산화 처리하기 위한 매연 산화 촉매부(100);상기 매연 산화 촉매부(100)에 연결되어 매연을 여과하기 위한 매연 여과부(200);상기 매연 여과부(200)에 연결되는 선택적 촉매 환원부(300); 및상기 선택적 촉매 환원부(300)에 연결되는 암모니아 산화 촉매부(400);를 포함하고,상기 선택적 촉매 환원부(300)의 전방에는, 상기 매연 여과부(200)로부터 유입되는 배기가스 내 질소화합물의 발생량을 감지하기 위한 제1 가스 감지센서 감지센서(320)와,상기 선택적 촉매 환원(300)부에 대한 배기가스의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)가 설치되고,상기 가스량 감지신호에 기초하여 상기 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330) 및 선택적 촉매 환원부(300)의 작동여부를 제어하기 위해 전기적으로 연결되는 제어기(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 암모니아 산화 촉매부(400)의 전방에는,질소화합물 가스를 감지하기 위한 제2 가스 감지센서(420) 및상기 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 배기가스의 유입을 선택적으로 차단하기 위한 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)가 제어기(500)에 전기적으로 더 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 구조를 갖는 배기가스 후처리 장치.
- 매연 산화 촉매부(100) 및 매연 여과부(200)를 통과한 배기가스로부터 제1 가스 감지센서(320)가 질소화합물을 감지하는 단계(S100);제어기(500)가 상기 감지신호에 기초하여 선택적 촉매 환원부(300)에 대한 선택적 촉매 환원 바이패스 밸브(330)의 개폐 여부를 결정하는 단계(S200);상기 선택적 촉매환원부(300)를 통과한 질소화합물 가스를 제2 가스 감지센서(420)가 감지하는 단계(S300); 및상기 감지신호에 기초한 제어기(500)의 질소화합물 변화율 연산에 따라 암모니아 산화 촉매부(400)에 대한 암모니아 산화 촉매 바이패스 밸브(410)의 개폐여부를 결정하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 방법.
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