기존 선박의 디젤발전기용 SCR 시스템 설치에 관한 연구
A Study on the Installation of SCR System for Generator Diesel Engine of Existing Ship
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초록
IMO MEPC에서는 해양환경 보호를 위해서 선박으로부터 배출되는 배기가스 규제를 날로 점점 강화하고 있다. 특히, 2016년부터 건조되어 국제항해를 하는 모든 신조 선박에 대한 질소산화물(NOx) 배출량은 Tier-III 규제를 만족하게되어 있다. 본 연구에서는 선박용으로 개발된 NOx 저감용 SCR(선택적 환원 촉매) 시스템을 기존 선박의 디젤발전기에설치하여 NOx 저감성능을 파악하고자 하였다. 본 연구를 위하여 목포해양대학교 실습선 새누리호 디젤발전기의 배기 파이프라인을 개조 공사하여 요소 SCR 시스템을 설치하였으며, 요소 용액(40%) 분사 방법은 수동 모드와 PLC를 통한 자동 모드로 나누어 두 가지 방법으로 실험을 하였다. 수동 모드 방법을 통하여 암모니아 슬립 발생구간을 찾을 수 있었으며, 엔진부하별(25, 35 및 50%)로 최적의 요소 분사량을 조절할 수 있었다. 부하를 Down-Up(25%에서 50%로 올리면서) 시보다도 Up-Down(50%에서 25%로 내리면서) 시에 NOx 저감성능이 더 좋음을 알 수 있었으며, 본 바나듐계 촉매가 사용된 SCR 시스템을 기존 선박의 디젤발전기에 설치하여 질소산화물이 80% 이상 절감됨을 확인할 수 있었다.
Abstract
The IMO MEPC has been increasingly strengthening the emission standard for marine environment protection. In particular, nitrogen oxide (NOx) emissions of all ocean-going ships built from 2016 will be required to comply with the Tier-III regulation. In this study, a vanadia based SCR (Selective Catalytic Reduction) system developed for ship application was installed on a diesel engine for power generation of the training ship T/S SAENURI in Mokpo National Maritime University. For the present study, the exhaust pipeline of the generator diesel engine was modified to fit the urea SCR system. This study investigated the NOx reduction performance according to the two kind of injection method of urea solution (40%): Auto mode through the PLC (Programable Logic Control) and Manual mode. We were able to find the ammonia slip conditions when in manual mode method. So, the optimal urea injection quantity can be controlled at each engine load (25, 35, 50%) condition. It was achieved 80% reduction on nitrogen oxide. Furthermore, we found that the NOx reduction performance was better with the load up-down (while down to 25% from 50%) than the load down-up (while up to 50% from 25%) test.
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