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친환경 기자재 개발

선택적 촉매 환원기술 (SCR)

선박 및 산업용 디젤엔진의 배출가스에 포함되어 있는 질소산화물(NOx)로 인한 대기환경 오염이 점차 심각해지고 있어, IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구)에서는 2016년부터 질소산화물 배출량 규제를 강화하는 Tier-III를 발효하였습니다. 당사에서는 Tier III 규제에 대응 기술인 SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원 장치) 시스템(DelNOx®)을 세계 최초로 개발하여 친환경 분야 기술을 선도하고 있습니다.

  • IMO 환경 규제

    IMO 환경 규제

    IMO에서는 선박용 디젤엔진의 배출 가스에 포함된 질소산화물(NOx)로 인한 대기 환경 개선을 위해 2000년부터 질소산화물(NOx) 배출량을 규제하기 시작했습니다. 현재 세계적으로는 2단계(Tier II), 배출가스 통제 구역(Emission Contol Area))은 3단계(Tier III, NOx 3.4 g/kWh 이하) 규제가 발효되어, 북미 연안을 중심으로 적용되고 있습니다. 2021년부터 북해/발틱해 등 보다 넓은 지역으로 3단계(Tier III) 규제가 확대되고 있습니다.

  • SCR 작동 원리

    SCR 작동 원리

    SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원 장치)은 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx – NO, NO2)을 환원제(NH3)와 탈질 촉매를 이용하여 반응시킴으로써 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원시켜 배출하는 장치입니다.

    당사가 독자 개발한 DelNOx®는 배기가스 온도가 낮은 영역에서 우수한 성능을 갖는 저온촉매와 고효율 환원제 분해 시스템을 개발하여 적용하고 있습니다.

  • SCR 시스템 구성

    SCR 시스템 구성

    SCR 시스템은 질소산화물을 저감 반응을 촉진하는 촉매(Catalyst), 촉매가 설치되는 반응기(Reactor), 환원제를 공급하는 환원제 공급 분해 시스템(Urea Supply & Decomposition System) 및 제어 시스템으로 구성되어 있습니다.

  • 주요 구성품

    주요 구성품
    촉매(Catalyst)

    DelNOx 에 적용된 촉매는 당사가 독자 개발한 저온 촉매로서 Turbocharger 후단의 낮은 배기가스 온도에서도 높은 활성을 갖는 우수한 특성을 가지고 있습니다. 또한 촉매 압축 강도 시험을 실시하여 촉매의 물리적 충격에 대한 내구성을 검증하고 있습니다.

  • 반응기
    반응기(Reactor)

    반응기는 내부에 질소산화물(NOx) 저감 반응을 촉진시키는 촉매 (Catalyst)가 장착되어 배기가스 중에 포함된 질소산화물이 환원제와 화학 반응이 일어나는 용기이며, 반응기에는 촉매 표면에 부착된 이물질 제거를 위한 Soot Blower가 장착됩니다.
    CFD 해석 기술을 이용하여 반응기 내부에서 일어나는 유동 현상을 규명하고, 이를 반응기 최적 설계에 적용하고 있습니다.

  • 환원제 공급 분해 시스템
    환원제 공급 분해 시스템(Urea Supply & Decomposition System)

    질소산화물과 반응하는 환원제인 요소수용액(Urea Solution)을 공급 및 분해하기 위한 장치로, 환원제 이송을 위한 Pump, 압력 조절 밸브, 유량 제어 밸브, 전자식 솔레노이드 밸브 및 분해 Chamber 등으로 구성됩니다.

  • 연구 성과

    연구 성과

    당사에서 개발한 DelNOx는 연구개발 전용 엔진(2-stroke 15MW급)을 이용하여 성능시험 및 검증을 수행하였으며, 그 결과 독일선급(GL)으로부터 IMO Tier III 규제를 만족하는 선급 적합성 인증을 획득하여 그 우수성을 입증하였습니다.