KR101335891B1 - Electric exhaust gas treating method and electric exhaust gas treating device - Google Patents

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Abstract

코로나 방전을 이용한 종래의 디젤 엔진의 배기가스 처리 기술의 문제점을 해소하여, 특히 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중의 PM, 특히 SOF를 고효율로 제거할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 디젤 엔진 배기가스의 전기식 처리 방법 및 그 장치를 제공한다. 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서, 가스 냉각 수단에 의해 상기 입자상 물질을 함유하는 전체 배기가스의 온도를, 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내린 후, 상기 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 것을 특징으로 한다. It solves the problem of the exhaust gas treatment technology of the conventional diesel engine using corona discharge, and can remove PM, especially SOF in the exhaust gas of the diesel engine using the low quality fuel of heavy oil or less efficiently, The present invention provides a method and apparatus for electric treatment of diesel engine exhaust gas that can exhibit stable performance. The electric exhaust gas treatment method of a large displacement diesel engine which removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gases of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. The gas cooling means has lowered the temperature of all the exhaust gases containing the particulate matter to 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher and below the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85. Thereafter, the particulate matter is removed by electrical means.

Description

전기식 배기가스 처리 방법 및 전기식 배기가스 처리 장치{ELECTRIC EXHAUST GAS TREATING METHOD AND ELECTRIC EXHAUST GAS TREATING DEVICE}ELECTRIC EXHAUST GAS TREATING METHOD AND ELECTRIC EXHAUST GAS TREATING DEVICE}

본 발명은, 디젤 엔진의 배기가스에 함유되는 카본을 주체로 하는 입자상 물질(Particulate Matter: 이하 「PM」으로 지칭)이나 유해 가스를 제거하고, 정화하는 선박용, 발전용, 산업용 등의 특히 중유(중유(Fuel Oil)는 선박용 공업계에서, 디젤유(Diesel Oil: DO), 선박용 디젤 연료(Marine Diesel Fuel: MDF) 또는 선박용 디젤유(Marine Diesel Oil: MDO), 선박용 연료유(Marine Fuel Oil: MFO), HFO(Heavy Fuel Oil: 중질 연료유)로 표기하지만, 본원에서는 이것들의 표기를 통칭하여 '중유(Fuel Oil)'라고 칭한다) 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량 디젤 엔진의 배기가스 처리 기술에 관한 것이며, 보다 자세히는 높은 온도의 배기가스를 배출하는 대배기량 디젤 엔진에서의 코로나 방전을 이용한 배기가스의 전기식 처리 방법 및 전기식 처리 장치에 관한 것이다. Industrial Applicability The present invention particularly relates to heavy oils such as ships, power generation, industrial, etc., which remove and purify particulate matter (Particulate Matter: hereinafter referred to as "PM") mainly containing carbon contained in exhaust gas of diesel engines. Fuel oil is used in the marine industry, diesel oil (DO), marine diesel fuel (MDF) or marine diesel oil (MDO), marine fuel oil (MFO) ), Or HFO (Heavy Fuel Oil), but here we use these notations as 'Fuel Oil'. The present invention relates to an electric treatment method and an electric treatment apparatus of exhaust gas using corona discharge in a large displacement diesel engine that discharges high temperature exhaust gas.

각종 선박이나 발전기 및 대형 건설기계, 더 나아가서는 각종 자동차 등의 동력원으로서 디젤 엔진이 광범위하게 채용되고 있지만, 이 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 함유되는 PM은, 주지와 같이 대기 오염을 초래할 뿐만 아니라, 인체에 매우 유해한 물질이기 때문에, 그 배기가스의 정화는 매우 중요하다. 이 때문에, 디젤 엔진의 연소 방식의 개선이나 각종 배기가스 필터의 채용, 그리고 코로나 방전을 이용하여 전기적으로 처리하는 방법 등, 이미 수많은 제안이 이루어져, 그 일부는 실용에 제공되고 있다. Although diesel engines are widely used as power sources for various ships, generators, large construction machines, and even various automobiles, PM contained in exhaust gas emitted from these diesel engines not only causes air pollution, Since the substance is very harmful to the human body, the purification of the exhaust gas is very important. For this reason, many proposals have already been made, such as improvement of the combustion method of a diesel engine, the adoption of various exhaust gas filters, and the method of electrically treating using corona discharge, and some of them have been provided for practical use.

이러한 배기가스 정화 기술에서, 코로나 방전을 이용하여 전기적으로 처리하는 방법은, 배기가스중의 PM을 방전 전극에 의한 코로나 방전에 의해 대전시키고, 그 대전하고 있는 PM을 정전기력으로 포집하는 것이지만, 그 방전 전극에는 수만 볼트의 고전압이 인가되고, 더 나아가서는 부식성을 갖는 배기가스에 노출되기 때문에 장기간에 걸쳐 안정적인 성능의 유지가 요구되고 있다. 또한 대전한 PM을 효율적으로 정전 집진하는 것도 중요하다. In such an exhaust gas purification technique, a method of electrically treating by using corona discharge is to charge PM in exhaust gas by corona discharge by a discharge electrode and collect the charged PM by electrostatic force, but the discharge Since a high voltage of tens of thousands of volts is applied to the electrode and further exposed to corrosive exhaust gas, it is required to maintain stable performance for a long time. It is also important to efficiently electrostatically collect charged PM.

여기서, 디젤 엔진의 배기가스중의 PM(입자상 물질)의 성분은, 유기 용제 가용분(Soluble Organic Fractions, 이하 「SOF」로 지칭)과 유기 용제 비가용분(Insoluble Organic Fractions, 이하 「ISF」로 지칭)의 2개로 나눠지지만, 그 중 SOF분은, 연료나 윤활유의 미연분이 주된 성분으로, 발암 작용이 있는 다환방향족 등의 유해 물질이 포함된다. 한편, ISF분은, 전기 저항률이 낮은 카본(주석)과 설페이트(Sulfate: 황산염) 성분을 주성분으로 하는 것으로, 이 SOF분 및 ISF분은, 그 인체, 환경에 부여하는 영향 때문에, 배기가스가 아주 적은 것을 원하고 있다. 특히, 생체에서의 PM의 악영향의 정도는, 그 입자 직경이 ㎚ 사이즈가 되는 경우에 특히 문제가 된다. Here, the components of PM (particulate matter) in the exhaust gas of a diesel engine are referred to as organic solvent solubles (hereinafter referred to as "SOF") and organic solvent insolubles (hereinafter referred to as "ISF"). The SOF component is mainly composed of unburned fuel and lubricating oil, and includes harmful substances such as polycyclic aromatics having carcinogenic effects. On the other hand, the ISF powder contains carbon (tin) and sulfate (sulfate) components having low electrical resistivity as the main components, and the SOF powder and the ISF powder are very exhaust gases due to their effects on the human body and the environment. I want less. In particular, the degree of adverse influence of PM in a living body becomes a problem especially when the particle diameter becomes nm size.

그래서, 본 발명자들은 디젤 엔진의 배기가스중의 SOF분과 ISF분을 주된 성분으로 하는 PM을 포집 제거하는 수단으로서, 정전 집진기와 사이클론 집진기를 조합한, 정전 사이클론식의 배기가스 정화 장치(DPF: Diesel Particulate Filter로 지칭)를 먼저 제안하였다(특허문헌 1 참조). 이 정화 장치에서는, 정전 집진에서 전기 저항률이 낮은 카본을 함유하는 PM의 포집을 가능하게 하는 DC50kV의 고전압에서도, 그 코로나 방전을 행하는 방전 전극의 절연 성능을 장기간 유지하는 구조를 제안하고 있다. Therefore, the inventors of the present invention propose an electrostatic cyclone type exhaust gas purifying apparatus (DPF: Diesel) which combines an electrostatic precipitator and a cyclone dust collector as a means for collecting and removing PM mainly composed of SOF and ISF components in the exhaust gas of a diesel engine. First referred to as Particulate Filter) (see Patent Document 1). This purifying apparatus proposes a structure which maintains the insulation performance of the discharge electrode which performs the corona discharge for a long time even at the high voltage of DC50kV which enables the collection of PM containing carbon with low electrical resistivity in electrostatic dust collection.

즉, 이 정화 장치는 도 6에 그 구조를 도시하는 바와 같이, 장치 본체의 본체벽(1-1)으로부터 본체내로 돌출하여 설치되는 배기가스 유도관(7)과, 상기 배기가스 유도관(7)의 본체벽(1-1) 외측의 외주부 측벽을 관통하여 끼워 삽입되고, 그 선단이 배기가스 유도관(7)내에서의 선단 개구부 부근에 도달하여 설치되는 시일 가스관(5)과, 상기 시일 가스관(5)에 의해 부분적으로 배기가스 통로(1)로부터 이격되고, 그 방전극의 선단을 시일 가스관(5)의 선단 개구부로부터, 배기가스 통로(1)의 하류측을 향해 돌출하여 배치되는 전극침(4)과, 상기 장치 본체 내에서의 배기가스 통로(1)의 하류측에 배치되는 포집판(3)과, 전극침(4)에 고압 직류 전압을 인가하는 고압 전원 장치(6)에 의해 구성되고, 또한 전극침(4)에 의한 코로나 방전에 의해 전자(10)를 방출하는 코로나 방전부(2-1)와, 방출된 코로나 전자(10)를 배기가스(G1)중의 카본을 주체로 하는 입자상 물질(S)에 대전시키는 대전부(2-2)를 포함하는 방전 대전부가 설치되어, 대전한 입자상 물질(S)을 포집하는 포집판(3)을, 장치 본체의 본체벽(1-1)내에 배치하도록 구성한 것으로, 전극침(4)은 정전 집진에서의 전기 저항률이 낮은 카본을 함유하는 PM의 포집을 가능하게 하기 위해, DC 50kV의 고전압의 인가에서도 코로나 방전의 전극침(4)의 절연 성능을 유지할 수 있는 구조, 즉 도 7에 도시하는 바와 같이 전극침(4)의 외주부를, 절연 재료로 피복한 제1층 절연체 피복(4-a), 제2층 도체 피복(4-b), 제3층 절연체 피복(4-c)을 포함하는 다층 피복층에 의해 피복하고, 선단부 4-1은 시일 가스관(5)의 개구단으로부터 정해진 길이가 돌출된 구조로 되어 있는 것으로, 디젤 엔진의 배기가스의 PM의 포집 효율의 향상과 그 유지·지속에 크게 기여하는 것이다. 또한 4-d는 어스 도체선, G2는 시일 가스이다. That is, as shown in FIG. 6, the purification apparatus includes an exhaust gas induction tube 7 protruding from the body wall 1-1 of the apparatus body into the body and the exhaust gas induction tube 7. Seal gas pipe 5 and the seal which are inserted through the outer circumferential side wall outside the main body wall 1-1, and the tip reaches near the tip opening in the exhaust gas induction pipe 7, and the seal Electrode needles which are partially spaced from the exhaust gas passage 1 by the gas pipe 5 and protrude from the front end opening of the seal gas pipe 5 toward the downstream side of the exhaust gas passage 1. (4), a collecting plate 3 disposed downstream of the exhaust gas passage 1 in the apparatus main body, and a high voltage power supply device 6 that applies a high voltage direct current voltage to the electrode needle 4; A corona room configured to emit electrons 10 by corona discharge by the electrode needle 4. A discharge charging unit including the whole 2-1 and a charging unit 2-2 for charging the emitted corona electrons 10 to particulate matter S mainly composed of carbon in the exhaust gas G1 is provided. The collecting plate 3 for collecting the charged particulate matter S is arranged in the main body wall 1-1 of the apparatus main body. The electrode needle 4 is formed of carbon having low electrical resistivity in electrostatic dust collection. In order to enable the collection of the contained PM, the structure capable of maintaining the insulation performance of the electrode needle 4 of corona discharge even when a high voltage of DC 50 kV is applied, that is, the outer peripheral portion of the electrode needle 4 as shown in FIG. Is covered with a multilayer coating layer including a first layer insulator coating 4-a, a second layer conductor coating 4-b, and a third layer insulator coating 4-c coated with an insulating material, and the tip portion thereof. 4-1 has a structure in which a predetermined length protrudes from the open end of the seal gas pipe 5, This contributes greatly to the improvement of PM collection efficiency and its maintenance and sustainability. In addition, 4-d is an earth conductor line, G2 is a sealing gas.

한편, 대전한 PM을 정전 집진하는 방법으로서, 특허문헌 2에 개시되는 배기가스 정화 장치가 알려져 있다. 이 배기가스 정화 장치는, 배기가스중의 SOF분이 냉각, 응축하여 액화되면, 점착성을 갖는 미스트가 되고, 이 미스트상의 SOF분은 「끈끈이의 원리」에 의해 초미소 입자를 보충하여 응집 비대화하는 성질, 및 그 정전 응집 작용은 집진 전극 근방에서 일어나기 때문에, 그 집진 전극 근방을 냉각할 수 있으면 정전 응집 효과가 촉진된다고 하는 성질을 이용하여, 대전한 PM이 응집하는 집진 전극(특허문헌 2의 도 1, 부호 11a 참조) 벽면만을 적극적으로 냉각하여, 그 집진 전극 벽면에 부착된 액체 SOF 성분을 바인더로서 이용하는 것에 의해, 전기적으로 포집 대상 성분을 응집시키는 것이다. On the other hand, as a method of electrostatic dust collection of charged PM, the exhaust gas purification apparatus disclosed by patent document 2 is known. The exhaust gas purifier has a sticky mist when the SOF component in the exhaust gas is cooled, condensed, and liquefied, and the SOF component in the mist phase is characterized in that the superfine particles are supplemented and coagulated and enlarged according to the "sticky principle". And the electrostatic agglomeration action occur in the vicinity of the dust collecting electrode, so that the charged PM aggregates with the charged PM using the property that the electrostatic agglomeration effect is promoted when the dust collecting electrode can be cooled down (FIG. 1 of Patent Document 2). By actively cooling only the wall surface and using the liquid SOF component attached to the dust collecting electrode wall surface as a binder to electrically aggregate the components to be collected.

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

[특허문헌][Patent Literature]

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-19849호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-19849

특허문헌 2: 일본 특허 제4529013호 공보Patent Document 2: Japanese Patent No. 4529013

그러나, 코로나 방전 등을 이용하여 전기적으로 배기가스중의 PM을 처리하는 디젤 엔진의 배기가스 처리 기술에서는, 이하에 기재하는 문제가 생기고 있다. However, the problem described below arises in the waste gas processing technology of the diesel engine which electrically processes PM in waste gas using a corona discharge etc.

즉, 발전용이나 선박용 엔진 등의, 유황분이 적은 경유를 사용하는 자동차용 디젤 엔진과 비교하여 각별히 큰 배기량을 가지며 중유 이하의 저질로 유황분을 많이 함유하는(중유는 경유에 대하여 10∼70배 정도의 유황분을 함유: JIS K2204 「경유」, JIS K2205 「중유」에 의함) 연료를 사용하는 대배기량 디젤 엔진에, 예컨대 앞의 특허문헌 1에 기재된 배기가스 정화 장치를 이용한 경우에는, 중유 이하의 저질 연료중의 유황분이 배기가스에 SOF로서 함유되는 것뿐만 아니라 설페이트가 되어 엔진 구성 부품, 특히 배기관계 부품을 부식한다고 하는 문제를 극복해야 한다. That is, compared with automobile diesel engines using light oil with low sulfur content, such as power generation or marine engines, they have a particularly large displacement and contain a lot of sulfur with low quality of heavy oil or less (heavy oil is about 10 to 70 times higher than light oil). Sulfur content: JIS K2204 "light oil" and JIS K2205 "heavy oil") When a large displacement diesel engine using fuel, for example, the exhaust gas purifying apparatus described in Patent Document 1 described above, It is necessary to overcome the problem that sulfur in fuel is not only contained in the exhaust gas as SOF but also as a sulfate to corrode engine components, particularly exhaust components.

또한, 유황분의 함유량이 적은 상질의 연료인 경유를 사용하는 자동차용에 탑재한 소배기량의 디젤 엔진용인 특허문헌 2에 개시되는 기술은, 정전 응집 작용은 집진극 근방에서 일어나기 때문에, 가스 전체를 냉각할 필요가 없고, 집진극 근방을 냉각할 수 있으면 정전 응집 효과가 촉진되기 때문에, 집진극 근방에서만 잇달아 냉각되어 응축, 액체화가 가능해지고, 대전되며, 포집하는 기술이지만, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 등의 대배기량으로서 유속이 빠르고 배기가스의 온도가 높은 디젤 엔진, 또는 PM의 배출량이 많은 엔진에서는, 높은 온도의 배기가스중의 PM의 응축·액체화하는 온도까지 냉각하는 부분을 집진 전극 근방에서만의 국부적인 냉각으로 한정한 것으로는 냉각 능력이 부족하여 불충분한 냉각이 되고, PM의 공급이 많아 PM의 냉각이 따라 가지 못하는 경우는, 냉각되지 않은 채로 온도가 높고, PM을 함유한 배기가스가 배출되게 되어 버린다. 또한 집진 전극 근방에서만의 냉각에서는 그 근방을 흐르는 배출가스중의 SOF분이나 설페이트 성분은 응축 액화되어 포집되지만, 집진 전극으로부터 떨어진 부분을 흐르는 배출 가스는 거의 냉각되지 않기 때문에, 상기 배출 가스중의 SOF분은 응축 액화되지 않는다. 따라서, 집진 전극으로부터 떨어진 부분을 흐르는 배출 가스중의 SOF분은, 포집되지 않고 배출되게 된다. 이와 같이, 상기 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량 디젤 엔진에, 유황분의 함유량이 적은 상질의 연료인 경유를 사용하는 특허문헌 2에 기재된 배기가스 정화 장치를 이용한 경우에는, 상기 설페이트 성분에 의한 엔진 구성 부품의 부식의 문제뿐만 아니라, 배기가스중의 PM, 특히 SOF분의 제거가 충분히 행해지지 않는다고 하는 문제가 있다. In addition, the technique disclosed in Patent Literature 2 for diesel engines having a low exhaust capacity mounted on automobiles using diesel fuel, which is a high-quality fuel having a small amount of sulfur, has the electrostatic agglomeration action occurring near the dust collector, so that the entire gas is cooled. Since the electrostatic coagulation effect is promoted when the dust collector can be cooled near the dust collector, it can be continuously cooled only in the dust collector and can be condensed and liquefied, charged and collected. However, low quality fuel of less than heavy oil is used. In diesel engines with high flow rate and high exhaust gas temperature or high PM emissions as a large exhaust volume for ships or the like, the part which cools to the temperature which condenses and liquidizes PM in high temperature exhaust gas is near the dust collection electrode. Limited to local cooling only in Oman lacks cooling capacity, resulting in insufficient cooling, and large supply of PM If the cooling of M does not follow, the temperature is high without cooling, and the exhaust gas containing PM is discharged. In the cooling only in the vicinity of the dust collecting electrode, the SOF component and sulfate component in the exhaust gas flowing near the dust collecting electrode are condensed and collected, but the exhaust gas flowing through the part away from the dust collecting electrode is hardly cooled. The minute does not condense condensation. Therefore, the SOF component in the exhaust gas flowing through the portion away from the dust collecting electrode is discharged without being collected. Thus, when the exhaust gas purification apparatus of patent document 2 using light oil which is a high quality fuel with a small amount of sulfur content is used for the large displacement diesel engine which uses the low quality fuel below the said heavy oil, In addition to the problem of corrosion of engine components, there is a problem that PM, particularly SOF, in the exhaust gas is not sufficiently removed.

그래서 본 발명자들은, 이러한 문제를 감안하여, 코로나 방전을 이용한 종래의 디젤 엔진의 배기가스 처리 기술의 상기 문제점을 해소하고, 특히 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량으로 고속 및/또는 대유량의 배기가스가 배출되는 디젤 엔진의 배기가스중의 PM, 특히 SOF분이나 설페이트 성분을 고효율로 제거할 수 있고, 장기간에 걸쳐 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 디젤 엔진 배기가스의 전기식 처리 방법 및 그 장치를 제안하고자 하는 것이다. Therefore, in view of such a problem, the present inventors solve the above problems of the exhaust gas treatment technology of a conventional diesel engine using corona discharge, and in particular, the high speed and / or large flow rate can be achieved with Proposed method and apparatus for electric treatment of diesel engine exhaust gas which can remove PM in the exhaust gas of exhaust gas, especially SOF powder and sulfate component with high efficiency and exhibit stable performance for a long time. I would like to.

본 발명의 제1 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서, 가스 냉각 수단에 의해 입자상 물질을 함유하는 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내린 후, 그 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다. The first invention of the present invention is an electric exhaust of a large displacement diesel engine that removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less. In the gas treatment method, the temperature of the entire exhaust gas containing the particulate matter by the gas cooling means is 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) = 0.85. After lowering, the particulate matter is removed by electrical means.

본 발명의 제2 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서, 전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 그 가스 냉각부를 통과했을 때에 온도가 내려간 배기가스에 함유되는 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 대전시키고 포집하는 것에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다. The second invention of the present invention is an electric exhaust of a large displacement diesel engine that removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less. In the gas treating method, the temperature of the entire exhaust gas is set at 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 in an upstream portion of the exhaust gas passage in the electric exhaust gas treating apparatus. The gas cooling part which falls below the temperature shown by this is arrange | positioned, and the particulate matter contained in exhaust gas whose temperature fell when it passed through this gas cooling part is removed by electric charge and collect | recovered, It is characterized by the above-mentioned.

본 발명의 제3 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서, 전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 그 가스 냉각부를 통과했을 때에 온도가 내려간 배기가스에 함유되는 입자상 물질을, 코로나 방전에 의해 방출된 전자에 의해 대전시키고, 포집하는 것에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다. The third invention of the present invention is an electric exhaust of a large displacement diesel engine that removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less. In the gas treating method, the temperature of the entire exhaust gas is set at 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 in an upstream portion of the exhaust gas passage in the electric exhaust gas treating apparatus. Disposing the gas cooling unit falling below the temperature indicated by and charging the particulate matter contained in the exhaust gas whose temperature is lowered when passing through the gas cooling unit by the electrons emitted by the corona discharge and collecting it to remove it. It is characterized by.

본 발명의 제4 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서, 전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 그 가스 냉각부를 통과했을 때에 입자상 물질을 구성하는 유기 용제 가용분을 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)로 나타내어지는 과냉각 기체 상태로 한 입자상 물질을, 코로나 방전에 의해 방출된 전자에 의해 대전시키고 포집하는 것에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다. The fourth invention of the present invention is an electric exhaust of a large displacement diesel engine that removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less. In the gas treating method, the temperature of the entire exhaust gas is set at 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 in an upstream portion of the exhaust gas passage in the electric exhaust gas treating apparatus. When the gas cooling part which falls below the temperature shown by this is arrange | positioned and the gas cooling part passes through this gas cooling part, the organic solvent soluble component which comprises a particulate matter is in the supercooled gas state represented by exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R of 0.85 or less. One particulate matter is removed by charging and collecting by electrons emitted by corona discharge.

본 발명의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서는, 제5 발명으로서, 가스 냉각부의 하류측에서 기수 분리기에 의해 가스 냉각부를 통과한 배기가스로부터 응축수를 분리 제거하는 것을 바람직한 양태로 하는 것이다. In the electric exhaust gas processing method of this invention, as a 5th invention, it isolate | separates and removes condensed water from the exhaust gas which passed the gas cooling part by the water separator at the downstream side of a gas cooling part as a preferable aspect.

본 발명의 제6 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하기 위한 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치에 있어서, 그 처리장치에서의 배기가스 통로의 상류부에, 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 구비하고, 배기가스 통로의 중류부에 코로나 방전에 의해 전자를 방출하는 코로나 방전부와 방출된 코로나 전자를 입자상 물질에 대전시키는 대전부를 구비하는 방전 대전부를 가지며, 배기가스 통로의 하류부에 대전한 입자상 물질을 포집하는 포집부를 구비하고, 배기가스가 가스 냉각부를 통과했을 때에, 입자상 물질의 유기 용제 가용분이 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R) 범위에서 나타내어지는 과냉각 기체 상태가 되어 방전 대전부로 보내져 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. The sixth invention of the present invention is an electrical system for a large displacement diesel engine for removing particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less by electrical means. In the exhaust gas treating apparatus, the temperature of the entire exhaust gas is set at 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R at an upstream portion of the exhaust gas passage in the processing apparatus. It has a gas cooling part which falls below the temperature shown by the following, Comprising: The discharge charging part provided with the corona discharge part which discharges an electron by a corona discharge in the middle part of an exhaust gas path, and the charging part which charges discharged corona electrons to a particulate matter, And a collecting unit for collecting particulate matter charged to a downstream portion of the exhaust gas passage, and when the exhaust gas passes through the gas cooling unit, the particulate matter. Is a super-cooling the gas phase which is an organic solvent soluble represented minutes at an exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) range of 0.85 to less, characterized in that the transmitted particulate matter discharge charging part configured to remove by electrical means.

본 발명의 제7 발명은, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 SOF분 및 ISF분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하기 위한 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치에 있어서, 그 처리장치에서의 배기가스 통로의 상류부에, 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 구비하고, 배기가스 통로의 중류부에 외주를 다층 구조의 피막으로 덮인 전극침을 배치하며, 그 전극침에 의한 코로나 방전에 의해 전자를 방출하는 코로나 방전부와 방출된 코로나 전자를 입자상 물질에 대전시키는 대전부를 구비하는 방전 대전부를 가지며, 배기가스 통로의 하류부에 대전한 입자상 물질을 포집하는 포집부를 구비하고, 배기가스가 가스 냉각부를 통과할 때에, 입자상 물질의 유기 용제 가용분이 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)로 나타내어지는 과냉각 기체 상태가 되어 방전 대전부로 보내져 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다. In the seventh aspect of the present invention, an electric vehicle for a large displacement diesel engine for removing particulate matter mainly composed of SOF powder and ISF powder contained in exhaust gas of a diesel engine using low quality fuel of heavy oil or less by electrical means. In the exhaust gas treating apparatus, the temperature of the entire exhaust gas is set at 100 ° C or higher, preferably 130 ° C or higher, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R at an upstream portion of the exhaust gas passage in the processing apparatus. A corona discharge portion having a gas cooling portion that is lowered to or lower than the temperature indicated by the above, and having an electrode needle covered with a multilayer structure of a film having a periphery at the midstream portion of the exhaust gas passage, and emitting electrons by corona discharge by the electrode needle; A discharge charging unit including a charging unit for charging the discharged corona electrons to the particulate matter, and collecting the charged particulate matter downstream of the exhaust gas passage. When the exhaust gas passes through the gas cooling unit, the organic solvent soluble portion of the particulate matter becomes a supercooled gas state represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R of 0.85 or less, and is sent to the discharge electrification unit to collect the particulate matter. It is characterized in that it is set as the structure removed by an electrical means.

본 발명의 전기식 배기가스 처리 장치에 있어서는, 제8 발명으로서, 가스 냉각부의 하류측에서 가스 냉각부를 통과한 배기가스로부터 응축수를 분리 제거하는 기수 분리기를 설치하는 것을 바람직한 양태로 하는 것이다. In the electric exhaust gas treating apparatus of the present invention, as an eighth invention, it is a preferred embodiment to provide a water separator for separating condensate from the exhaust gas passing through the gas cooling unit on the downstream side of the gas cooling unit.

본 발명에 의한 디젤 엔진 배기가스의 전기식 처리 방법 및 장치는, 선박, 발전기, 대형 건설기계 및 각종 자동차의 동력원으로서 널리 이용되는 디젤 엔진 배기가스의 정화 처리 수단으로서, 특히 선박용, 발전용, 산업기기용 등의 유황분이 많이 함유되는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량으로 고속 및/또는 대유량의 배기가스가 배출되는 디젤 엔진, 또는 배출되는 배기가스의 온도가 높은 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유되는 카본, 설페이트 등의 ISF분 및 SOF분을 주체로 하는 유해한 입자상 물질인 PM을, 효율적으로 제거하는 것을 가능하게 하고, 배기가스의 정화율을 높은 레벨로 달성할 수 있다. Electrical treatment method and apparatus for diesel engine exhaust gas according to the present invention is a diesel engine exhaust gas purification treatment means widely used as a power source for ships, generators, large construction machinery and various automobiles, in particular for ships, power generation, industrial equipment Diesel engines with high speed and / or large flow rate exhaust gas, or low quality fuel with heavy oil content with high exhaust gas temperature. It is possible to efficiently remove harmful particulate matter PM mainly composed of ISF powder and SOF powder such as carbon and sulfate contained in exhaust gas of diesel engine, and to achieve high level of purification rate of exhaust gas. Can be.

또한, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유되는 PM의 제거가, 장기간에 걸쳐 높은 정화율로써 안정적으로 지속 가능해지고 또한, 예컨대 자동차 부품 등에서 요구되는 실질적 유지 보수 불요를 상기 용도의 디젤 엔진에서도 달성할 수 있는 등의 우수한 효과를 나타낸다. In addition, the removal of PM contained in the exhaust gas of diesel engines using low-quality fuel of heavy oil or the like can be stably sustained with high purification rate over a long period of time, and the practical maintenance required for, for example, automobile parts, etc. Excellent effects such as can be achieved even in diesel engines.

또한, 생체에 악영향을 미치는 ㎚ 사이즈의 PM 입자의 대폭적인 저감이 가능해져, 대기 환경의 개선에 크게 기여하는 것이다. In addition, it is possible to drastically reduce the nm-size PM particles which adversely affect the living body, and greatly contribute to the improvement of the atmospheric environment.

또한 본 발명에 의한 배기가스의 전기식 처리 방법 및 처리장치는, 디젤 엔진뿐만 아니라, 유황분이 많이 함유되는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 각종 기관·장치의 배기가스의 정화에서도 유효하게 활용할 수 있는 것은 물론이다. In addition, the electric treatment method and treatment apparatus of the exhaust gas according to the present invention can be effectively utilized not only for diesel engines but also for the purification of exhaust gas of various engines and devices using low quality fuel of heavy oil or less containing a large amount of sulfur. Of course.

도 1은 본 발명에서의 디젤 엔진의 배기가스의 온도와 포집률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2는 디젤 엔진에 사용하는 중유 연료의 비점을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 장치의 배치 구성의 제1 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 장치의 배치 구성의 제2 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서의 PM 입자의 입자 직경 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 종래의 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 장치의 정전 집진부의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 전기식 배기가스 처리 장치의 코로나 방전극부를 확대한 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the temperature of a waste gas and a collection rate of the diesel engine in this invention.
2 is a view showing the boiling point of heavy oil fuel used in a diesel engine.
3 is a block diagram showing a first embodiment of the arrangement of the electric exhaust gas treating apparatus of the diesel engine according to the present invention.
Fig. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the arrangement of the electric exhaust gas treating apparatus of the diesel engine according to the present invention.
It is a figure which shows the particle diameter distribution of PM particle in Example 1 of this invention.
6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the electrostatic dust collector of the electric exhaust gas treating apparatus of a conventional diesel engine.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the corona discharge electrode of the electric exhaust gas treatment device shown in FIG. 6.

본 발명자들은 배기가스의 엄격한 규제에 대응하기 위해, 디젤 엔진의 배기가스 처리 기구에 대해서, 디젤 엔진의 배기관에 도 6, 도 7에 도시하는 정전 사이클론 DPF 장치 및 후술하는 본 발명의 배기가스 냉각 수단을 이용하여, 배기가스중의 PM의 포집 기구를 여러가지 개량하여 배기가스의 정화 상황을 예의 조사하였다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors responded to the exhaust gas processing mechanism of a diesel engine, and the electrostatic cyclone DPF apparatus shown in FIG. 6, FIG. 7 to the exhaust pipe of a diesel engine, and the exhaust gas cooling means of this invention mentioned later in order to respond | strictly restrict exhaust gas. The system for collecting PMs in the exhaust gas was variously improved, and the purification state of the exhaust gas was carefully investigated.

그 결과, 배기가스 배관에 열교환기를 설치하여 전체 배기가스를 미리 냉각하는 것에 의해, 도 1에 도시하는 바와 같이 정전 사이클론 DPF에 도입되는 배기가스의 온도의 고저가, PM 포집률에 크게 영향을 미치는 것을 지견하였다. 여기서, PM 포집률은, 「포집률=1-(DPF 처리 후의 PM 농도)/(DPF 처리 전의 PM 농도)」로 정의한다. 또한 PM 농도는 ISO/DIS8173-1에 준거한 방법으로 계측하였다. As a result, by installing a heat exchanger in the exhaust gas pipe and pre-cooling the entire exhaust gas, as shown in FIG. 1, the high temperature of the exhaust gas introduced into the electrostatic cyclone DPF greatly affects the PM collection rate. I noticed that. Here, PM collection rate is defined as "capture rate = 1- (PM concentration after DPF process) / (PM concentration before DPF process)". In addition, PM concentration was measured by the method based on ISO / DIS8173-1.

또한 본 발명에서의 PM이란, 상기 ISO/DIS8173-1의 방법으로 포집 필터상에 포집된 모든 물질을 말한다. In addition, PM in this invention means all the substances collected on the collection filter by the method of the said ISO / DIS8173-1.

도 1에서, 전체 PM(SOF분+ISF분)의 포집률을 ηPM, SOF분의 포집률을 ηSOF, ISF분의 포집률을 ηISF로 표시한다. 도 1로부터는, 배기가스의 온도가 저하함에 따라, PM 포집률이 향상하는 것을 알 수 있다. 즉, 배기가스를 식힐수록 전체 PM(SOF분+ISF분)의 포집률은 상승하고, 그 상승 경향은 ISF분<PM<SOF분이 되는 것을 알 수 있다. In FIG. 1, the collection rate of all PMs (SOF minutes + ISF minutes) is denoted by ηPM and the SOF fraction is denoted by ηSOF and the ISF fractions are denoted by ηISF. 1 shows that PM collection rate improves as the temperature of waste gas falls. In other words, it can be seen that as the exhaust gas cools, the collection rate of all PMs (SOF minutes + ISF minutes) increases, and the upward tendency becomes ISF minutes <PM <SOF minutes.

특히, 배기가스의 온도의 영향을 가장 크게 받는 성분은 SOF분으로, 배기가스의 온도가 낮아짐에 따라 SOF분의 포집률(ηSOF)은 현저히 향상하고 있다. 즉 배기가스의 온도가 높은 상태, 예컨대 300℃를 초과하는 배기가스의 온도에서는, SOF분의 높은 포집은 어려워지는 것을 알 수 있다. 한편, ISF분에 대해서는 배기가스의 온도의 영향은 비교적 작은 것을 알 수 있다. In particular, the component that is most affected by the temperature of the exhaust gas is SOF component, and the collection rate (ηSOF) of the SOF component is remarkably improved as the temperature of the exhaust gas is lowered. In other words, it can be seen that in the state where the temperature of the exhaust gas is high, for example, the temperature of the exhaust gas exceeding 300 ° C, high collection of SOF content becomes difficult. On the other hand, it can be seen that the influence of the temperature of the exhaust gas is relatively small with respect to the ISF fraction.

여기서, SOF분 포집의 온도 경향에 관해서는, 참고 문헌 「니혼 마린 엔지니어링 학회편: 2005년도 선박 배출 대기 오염 물질 삭감 기술 검토 조사 보고서, 니혼 마린 엔지니어링 학회, 2006년 3월, p58-60.」, 및 참고 문헌 「니혼 마린 엔지니어링 학회편: 마린 엔지니어링 기술자 계속 교육 기초 코스, 니혼 마린 엔지니어링 학회, 2009년 7월, p315-3170.」으로부터, JISZ8808에 정해진 PM 농도 측정법으로는, 배기관중에 포집용 필터를 삽입하여 배기가스를 흡인하지만, 이 배기가스는 고온 상태 그대로 필터를 통과하기 때문에, 이 방법으로는 배기가스중의 PM 중 ISF분은 포집할 수 있지만, SOF분은 포집할 수 없다고 한다. Here, regarding the temperature trend of SOF powder collection, reference literature "Nihon Marine Engineering Society Edition: 2005 Ship Emission Air Pollutant Reduction Technology Review Survey Report, Nihon Marine Engineering Society, March 2006, p58-60." And reference document "Nihon Marine Engineering Society edition: Marine engineering engineer continuation education basic course, Nihon Marine engineering society, July, 2009, p315-3170." By PM concentration measurement method that was established in JISZ8808, filter for collection in exhaust pipe Although the exhaust gas is sucked in, the exhaust gas passes through the filter as it is at a high temperature. Therefore, ISF can be collected in the PM in the exhaust gas, but SOF can not be collected by this method.

이 SOF분을 포집할 수 없는 이유는, 디젤 엔진으로부터 배출된 단계에서의 배기가스의 온도는 높고, 따라서 SOF분의 대부분은 기체 상태로 생각된다. 이것으로부터 고체나 액체의 입자는 포집할 수 있지만 기체는 포집할 수 없는 JIS의 포집용 필터나 세라믹 DPF와 같은 기계식 필터로는, SOF분은 포집할 수 없게 된다. The reason why this SOF powder cannot be collected is that the temperature of the exhaust gas at the stage discharged from the diesel engine is high, and therefore most of the SOF powder is considered to be in a gaseous state. From this, the SOF component cannot be collected by a mechanical filter such as JIS collection filter or ceramic DPF which can collect solid and liquid particles but cannot collect gas.

따라서, 배기가스의 온도 자체가 높고, 대유량으로 유속이 빠르며, 또한 외부에 배출될 때까지 배기가스의 온도 저하가 작은 선박용, 발전용, 산업기기용 등의 대배기량의 디젤 엔진에, 종래의 자동차 등의 소배기량 디젤 엔진의 배기가스 처리에 대응하는 기구의 배기가스 정화 장치를 사용한 경우에는, 배기가스 정화 장치에 취입되기 직전의 배기가스의 온도가 높고, 배기가스중의 SOF분은 기체 상태로 되어 있기 때문에, 충분히 SOF분을 제거할 수 없던 것으로 생각된다. Therefore, diesel engines with large displacements such as ships, power generation, and industrial equipment, which have a high exhaust gas temperature, a high flow rate, a high flow rate, and a low temperature drop of the exhaust gas until discharged to the outside, are conventionally used. When the exhaust gas purification device of a mechanism corresponding to the exhaust gas treatment of a small displacement diesel engine such as a car is used, the temperature of the exhaust gas immediately before being blown into the exhaust gas purification device is high, and the SOF content in the exhaust gas is in a gaseous state. It is considered that the SOF component could not be sufficiently removed.

한편, 정전 집진의 경우에 관해서도 포집이 가능한 물질은, 코로나 전자를 대전할 수 있는 고체, 또는 액체의 입자이며, 기체는 대전되지 않기 때문에 정전 포집을 할 수 없다. On the other hand, the substance which can be collected also in the case of electrostatic dust collection is solid or liquid particles capable of charging corona electrons, and since the gas is not charged, electrostatic collecting cannot be performed.

따라서, 정전 집진에서 SOF분을 포집하는 것으로 하면, 엔진으로부터 배출된 직후의 배기가스에서 기체였던 SOF분이 무엇인가의 작용에 의해 기체 상태로부터 응축하여 액체 상태로 변화하여, 정전 집진부[예컨대 도 6에 도시하는 대전 방전부(2), 특히 대전부(2-2)로부터 포집판(3) 근방에 걸친 영역]에 존재해야 하는 것으로 생각된다. Therefore, when the SOF powder is collected in the electrostatic dust collection, the SOF powder, which was a gas in the exhaust gas immediately after being discharged from the engine, is condensed from the gas state by a certain action to change into a liquid state, and the electrostatic dust collector (for example, in FIG. 6). It is thought to exist in the area | region which exists in the vicinity of the collecting plate 3 from the charging discharge part 2 shown in particular, especially the charging part 2-2.

또한, 배기가스의 온도가 높아짐에 따라 SOF분의 기체 성분 조성이 많아지는 것으로 생각되는 것으로부터도 SOF분의 포집률은, 배기가스가 고온이 될수록 저하하는 도 1에 도시되는 포집률의 온도 경향을 이해할 수 있다. Moreover, even if it is thought that the gas component composition of SOF powder increases as the temperature of exhaust gas increases, the collection rate of SOF powder decreases as the exhaust gas becomes high temperature, and the temperature tendency of the collection rate shown in FIG. Can understand.

이하, 본 발명의 정전 집진에서의 SOF분, 설페이트 성분의 포집 메커니즘에 대해서 설명한다. Hereinafter, the collection mechanism of the SOF component and the sulfate component in the electrostatic dust collection of the present invention will be described.

도 2는, 디젤 엔진에 사용하는 탄화수소인 중유 연료의 비점을 도시한 도면으로, 횡축은 연료에 함유되는 탄화수소 성분의 탄소(C) 수, 종축은 상기 성분의 비점이다. 도 2에서는 각 성분의 비점을 곡선으로 연결하여 표시하고 있다. 횡축의 탄소 수 n의 표기에 대응하는 탄화수소의 일반 화학식 CnHm에서, m은 탄화수소의 화학구조에 의존하여, 예컨대 알칸류(쇄식 포화 탄화수소)이면 CnH2n+2이며, 탄소 수 n이 17보다 큰 일반 중유 연료의 경우는, 비교적 비점이 높은 탄화수소 성분·다환 방향족 성분을 경유보다 많이 함유하고 있다. 또한 표준 경유의 탄소 수 n은 14<n<20이다. Fig. 2 is a diagram showing the boiling point of heavy oil fuel which is a hydrocarbon used in a diesel engine, where the horizontal axis represents the number of carbon (C) of the hydrocarbon component contained in the fuel, and the vertical axis represents the boiling point of the component. In FIG. 2, the boiling point of each component is shown connected by the curve. In the general formula C n H m of the hydrocarbon corresponding to the notation of carbon number n on the abscissa, m is CnH 2n + 2 for alkanes (chain saturated hydrocarbons), for example, depending on the chemical structure of the hydrocarbon, and carbon number n is 17 In the case of larger general heavy oil fuel, the hydrocarbon component and the polycyclic aromatic component having a relatively high boiling point contain more than diesel. In addition, carbon number n of the standard diesel oil is 14 <n <20.

여기서, SOF분이 연료나 윤활유의 미연분로서 생기는 것을 주된 성분으로 하기 때문에 DPF에 유입하는 배기가스의 온도와 연료의 비점을 생각해 본다. Here, since the SOF component is mainly produced as unburned powder of fuel or lubricating oil, consider the boiling point of the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF and the fuel.

디젤 엔진의 배기관계에 설치되는 DPF의 입구측에서, 배기가스의 온도가 연료의 비점보다 높은 경우에서는, SOF분은 기체 상태로 그 대부분이 존재하고, 반대로 배기가스의 온도가 연료의 비점보다 낮은 경우에는, 배기가스중의 SOF분은 응축하여 액체 상태로 되어 있는 것으로 생각되지만, 실제로는 SOF분은 불안정한 과냉각 상태의 기체 그대로이며, 따라서 포집용 필터나 세라믹 필터 등의 메커니컬한 포집 기구만으로는, 이 기체 상태의 SOF분은 포집할 수 없다. At the inlet side of the DPF provided in the exhaust relationship of the diesel engine, when the temperature of the exhaust gas is higher than the boiling point of the fuel, most of the SOF fraction is in a gaseous state, and conversely, the temperature of the exhaust gas is lower than the boiling point of the fuel. In this case, the SOF component in the exhaust gas is considered to be condensed and in a liquid state, but in reality, the SOF component remains in an unstable supercooled gas state. Therefore, only mechanical collecting mechanisms such as a collecting filter and a ceramic filter can be used. The gaseous SOF powder cannot be collected.

또한, 설페이트분은 연료중에 함유되는 유황분이 산화되어 생기는 것을 주된 성분으로 하는 것으로, 그 응축 형태에서는 상기 SOF분과 같은 형태를 나타내는 것으로 생각된다. In addition, the sulphate powder is mainly composed of oxidized sulfur content contained in the fuel, and is considered to have the same form as the SOF powder in the condensation form.

그래서, 본 발명자들은, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전기식 배기가스 처리 장치의 입구측에 배기가스의 전체량을 냉각하는 냉각 장치를 설치하고, 배기가스 처리 장치에 도입하는 전체 배기가스의 온도를 여러 가지로 변경하는 실험을 행한 결과, 도 1에 도시하는 바와 같이 배기가스의 온도를 저하시키는 것에 의해 PM의 포집률이 향상하는 것을 발견했다. Thus, the inventors of the present invention provide a cooling device that cools the entire amount of the exhaust gas on the inlet side of the electric exhaust gas processing device, as shown in Figs. As a result of experiments varying the temperature of, the trapping rate of PM was found to be improved by lowering the temperature of the exhaust gas as shown in FIG. 1.

즉, 배기가스 처리 장치의 방전 대전부에 배기가스가 도입되기 이전에, 전체 배기가스의 온도를 저하시켜 SOF분의 냉각도(상기 성분의 비점과 배기가스의 온도와의 온도차)를 크게 하고, 그 상태에서 배기가스에 코로나 방전에 의한 전자를 방사하면, 과냉각 상태에 있는 기체상(가스상)의 SOF분이나 설페이트분은, 전자의 자극에 의해 응축 액화한다. 이 현상은, 윌슨 무함(Wilson chamber)으로 알려진 것과 유사한 현상으로 생각된다. 이 액화한 SOF 입자를 코로나 방전에 의해 대전하면, 정전 집진에 의해 SOF분을 포집할 수 있는 것이다. 또한, 설페이트 성분도 같은 것으로 생각된다. 이것이 본 발명자들이 추론하는 정전 집진에서의 SOF분 및 설페이트분 포집의 메커니즘이다. That is, before the exhaust gas is introduced into the discharge charging portion of the exhaust gas processing apparatus, the temperature of the entire exhaust gas is lowered to increase the cooling degree (temperature difference between the boiling point of the above components and the temperature of the exhaust gas) of the SOF component, When electrons by corona discharge are radiated to the exhaust gas in this state, the SOF powder and the sulfate powder in the gaseous state (gas phase) in the supercooled state are condensed and liquefied by the magnetic poles of the electrons. This phenomenon is thought to be similar to what is known as the Wilson chamber. When the liquefied SOF particles are charged by corona discharge, the SOF powder can be collected by electrostatic dust collection. The sulfate component is also considered to be the same. This is the mechanism of SOF powder and sulfate powder collection in the electrostatic dust collection inferred by the present inventors.

이 메커니즘에 의하면, SOF분, 설페이트분의 냉각도가 클수록, 즉 배기가스의 온도가 낮을수록, SOF분이나 설페이트 성분의 응축이 촉진되기 때문에 SOF분 및 설페이트 성분의 포집률은 향상한다. According to this mechanism, the higher the cooling degree of the SOF powder and the sulfate powder, that is, the lower the exhaust gas temperature is, the more the condensation of the SOF powder and the sulfate component is promoted, so that the collection rate of the SOF powder and the sulfate component is improved.

이와 같이 배기가스의 온도를 저하시키는 것에 의해, SOF분, 설페이트분의 포집률은 향상한다. 그 배기가스의 온도를 저하시키는 방법으로서는, 정전 집진을 행하는 장치의 입구측에, 선박에서는 기설된 레큐퍼레이터 등의 열교환 장치를 배기가스 냉각 장치로서 설치하면 좋다. 또한, 그 밖의 배기가스 냉각 장치로서는, 물이나 해수의 분무 장치 등을 설치하여, 그 물방울을 응집시키지 않고 완전히 증발시켜, 그 때에 배기가스로부터 기화열을 빼앗아 온도를 내리는 방법도 적용할 수 있지만, 물방울이 완전히 증발하지 않고 응집하여 물방울 상태 그대로 정전 집진 장치에 축적되면 장치의 부식의 원인이 되기 때문에, 주의가 필요하다. 그러나, 장치의 재료를 내식성을 구비한 예컨대 스테인리스강, 내황산 노점 부식강(예컨대 신일본제철 주식회사제의 상품명: S-TEN1) 등으로 하는 것에 의해 대응할 수 있다. By lowering the temperature of the exhaust gas in this manner, the collection rates of SOF powder and sulfate powder are improved. As a method of lowering the temperature of the exhaust gas, a heat exchange device such as a recuperator established in the ship may be provided as the exhaust gas cooling device on the inlet side of the apparatus for performing electrostatic dust collection. In addition, as the other exhaust gas cooling device, a spray device of water or seawater, etc. may be provided, and the method may be applied to completely evaporate the water droplets without condensing the droplets, and to take the heat of vaporization from the exhaust gas and lower the temperature. It is necessary to pay attention because it aggregates without completely evaporating and accumulates in the electrostatic precipitator as it is in a droplet state, since it causes corrosion of the apparatus. However, the material of the apparatus can be coped with, for example, stainless steel having corrosion resistance, sulfuric acid dew point corrosion steel (for example, S-TEN1 manufactured by Nippon Steel Co., Ltd.) and the like.

또한, 물방울을 응집시키지 않고 완전히 증발시키는 점에서는, 고온수나 고온 해수의 분무가 바람직하다. 이 고온 분무는, 참고 문헌 「일본 특허 공개 제2001-132937호 공보, 단락 0007」에서 지적되는 바와 같이, 첫째로는, 고온수이기 때문에 물방울 입자가 과포화 증기압이 되지 않고, 따라서 물방울끼리의 응집이 발생하지 않고, 그대로 증발 소멸하여 배기가스의 급속 냉각이 가능해지는 점, 둘째로는, 물의 점도가 상온시의 약 1/3 정도까지 내려가기 때문에, 물방울의 입자가 매우 미세한 상태에서 분무할 수 있는 점이 있다. 여기서, 분무하는 것은 해상 항해의 선박이면 해수가 경제적으로는 유리하다. Moreover, in the point which evaporates completely, without condensing a water droplet, spraying of hot water or high temperature seawater is preferable. As pointed out in the reference document "Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132937, Paragraph 0007", this high-temperature spraying is, firstly, high temperature water, so that the droplets do not become supersaturated vapor pressure, so that the aggregation of the droplets It does not occur, it evaporates and disappears as it is, and rapid cooling of the exhaust gas becomes possible. Second, since the viscosity of the water drops to about one third at room temperature, the droplets of water droplets can be sprayed in a very fine state. There is a point. Here, the spraying of water is economically advantageous if it is a marine sailing vessel.

또한, 또한 배기가스의 온도를 내리는 방법으로서는, 상기한 레큐퍼레이터 등의 열교환 장치, 물이나 해수의 분무 장치를 단독으로 이용할 뿐만 아니라, 이들을 조합시켜 이용하여도 좋은 것은 물론이다. In addition, as a method of lowering the temperature of the exhaust gas, not only may be used a heat exchanger such as the above-mentioned recuperator, a spray device of water or seawater, but may be used in combination.

본 발명에서, 가스 냉각부로부터 배출되어 가스 처리 장치의 방전 대전부에 유입하는 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상으로 한정한 이유는, 100℃ 미만에서는 배기가스중의 수분 등이 포집면에 대량으로 응축하고, 포집면에 퇴적된 PM 미립자가 응축한 수분에 의해 점착되어 포집면으로부터 박리하기 어려워지고, 배기가스의 가스류중에 모래폭풍형 또는 눈보라형으로 분산되거나 날아 오른 상태에서의 유하(流下)가 되기 어려워져 그 후의 처리가 어려워지기 때문이다. 또한 현실에는 가스 냉각부로부터 배출되는 가스 처리 장치의 방전 대전부에 유입하는 전체 배기가스의 온도는 130℃ 정도이면 상기 문제점은 거의 발생하지 않아 PM 미립자의 후처리상 바람직하다. 이 때문에, 본 발명에서는 상기 전체 배기가스의 온도를 바람직하게는 130℃ 이상으로 하였다. In the present invention, the reason for limiting the temperature of the entire exhaust gas discharged from the gas cooling unit and flowing into the discharge electrification unit of the gas processing device to 100 ° C or higher is that when the temperature is less than 100 ° C, moisture in the exhaust gas and the like are collected on the collecting surface. Condensed on the surface, and the PM particles deposited on the collecting surface adhere to the condensed water, making it difficult to peel off from the collecting surface, and are dispersed in a sandstorm or blizzard in the exhaust gas stream or This is because it becomes difficult to become) and subsequent processing becomes difficult. Further, in reality, when the temperature of the entire exhaust gas flowing into the discharge charging unit of the gas treatment unit discharged from the gas cooling unit is about 130 ° C., the above problem hardly occurs, which is preferable for the post-treatment of PM fine particles. For this reason, in this invention, the temperature of all the said exhaust gas becomes like this. Preferably it is 130 degreeC or more.

또한, 가스 냉각부의 하류측에서 정전 집진부의 상류측에 기수 분리기를 설치하는 것에 의해, 가스 냉각부를 통과한 배기가스중으로부터 연소에 의해 생긴 수증기, SOF분, 설페이트분, 카본 등이 현탁한 응축수를 미리 분리 제거할 수 있기 때문에, 전체 배기가스의 온도를 100℃ 정도까지 냉각하여도 좋다. In addition, by installing a water separator on the upstream side of the electrostatic dust collector on the downstream side of the gas cooling unit, condensed water suspended in steam, SOF powder, sulfate powder, carbon, etc. generated by combustion from exhaust gas passing through the gas cooling unit is suspended. Since separation can be carried out in advance, the temperature of the entire exhaust gas may be cooled to about 100 ° C.

본 발명에서, 배기가스의 온도의 냉각 정도를 나타내는 지표로서는, 하기 식 1에서 정의하는 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 이용하는 것으로 한다. In the present invention, as an index indicating the degree of cooling of the temperature of the exhaust gas, the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R defined by the following formula 1 is used.

[식 1][Formula 1]

배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=배기가스의 온도÷중유 연료의 비점Exhaust gas temperature / fuel boiling point Temperature ratio (R) = exhaust gas temperature ÷ heavy oil fuel boiling point

또한 디젤 엔진 연료의 중유 등에 함유되는 각 성분의 비점은 당연히 상이하지만, 본 발명에서는 사용하는 중유 성분의 탄소 수의 하한의 성분을 기준으로 취하고, 그 비점을 이용하여 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 산출하고 있다. 그 이유는, 탄소 수의 하한의 성분의 비점을 기준으로 취하여 「배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)」를 결정하면, 탄소 수가 많은 성분일수록 비점이 높기 때문에, 중유에 함유되는 전체 성분에 대한 평균적인 과냉각도는 보다 커지고, 그 결과 PM 포집의 점에서는 유리해지기 때문이다. In addition, although the boiling point of each component contained in the heavy oil of a diesel engine fuel etc. differs naturally, in this invention, the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio is taken based on the component of the minimum of carbon number of the heavy oil component used, and uses the boiling point. (R) is calculated. The reason for this is that if the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R is determined based on the boiling point of the lower limit component of carbon number, the higher the number of carbon components, the higher the boiling point. This is because the average overcooling for the filter becomes larger, which results in an advantage in terms of PM capture.

이 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)의 적정값은, 선박용 디젤 엔진을 이용하여, 연료에 A 중유를 사용한 실험을 행하여 구하였다. 시험에 사용한 중유 성분의 탄소 수의 하한 성분으로서, 헵타데칸 C17H36(C=17)을 채용하고, 그 비점(약 300℃)을 이용하여 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 산출하였다. 그 결과, 정전 집진을 행하는 방전 대전부의 입구측에서의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)의 바람직한 범위로서는, 0.85 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.70 이하이다. 그 이유는, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)가 0.85를 초과하면, 대부분의 SOF분, 설페이트분이 액상화되지 않기 때문이다. 즉, 가스 냉각부를 통과한 배기가스에서, PM 입자의 유기 용제 가용분인 SOF분 및 설페이트분은, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)가 0.85 이하의 과냉각 기체 상태로, 방전 대전부에 보내는 것이 바람직하고, 그 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)가 0.85를 초과하는 상태에서는, 기체 상태의 SOF분 및 설페이트분이 많이 잔존하여 충분한 양의 SOF분 및 설페이트분을, 다음의 대전 방전부에서 응축 액화, 대전하는 과냉각 기체 상태를 형성할 수 없어, 만족스러운 정화 효과를 얻을 수 없기 때문이다. The appropriate value of this exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was determined by experiments using A heavy oil as fuel using a marine diesel engine. Heptadecane C17H36 (C = 17) was used as a lower limit component of the carbon number of the heavy oil component used for the test, and exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was computed using the boiling point (about 300 degreeC). As a result, it is preferable that it is 0.85 or less, More preferably, it is 0.70 or less as a preferable range of the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R in the inlet side of the discharge electrification part which electrostatically collects. This is because most SOF and sulfate components are not liquefied when the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R exceeds 0.85. That is, in the exhaust gas that has passed through the gas cooling unit, the SOF powder and sulfate powder, which are the organic solvent soluble powder of the PM particles, are discharged to the discharge electrification unit in a supercooled gas state in which the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R is 0.85 or less. In the state where the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) exceeds 0.85, a large amount of SOF powder and sulfate powder in the gaseous state remains, and a sufficient amount of SOF powder and sulfate powder is stored in the next charging chamber. This is because it is impossible to form a condensation liquefaction and a charged supercooled gas state in all, and a satisfactory purification effect cannot be obtained.

이와 같이, 본 발명에서는 배기가스 처리 장치의 입구측에서의 디젤 엔진으로부터 배출되는 전체 배기가스의 온도를, 배기가스 처리에 적정한 온도로 냉각하는 것에 의해, 전체 배기가스중의 PM을 효율적으로 포집하는 것으로, 특히 배기가스의 온도가 사용하는 연료의 주성분을 구성하는 탄화수소 성분의 비점보다 높은 경우에, 그 효과를 더 발휘한다. 특히, 선박용, 발전용, 산업기기용 등의 대형, 대배기량으로 고속 및/또는 대유량의 배기가스가 배출되는 디젤 엔진의 연료에 이용되는 원유 잔사분이 많은 C 중유, C 중유를 가열, 또는 가열한 A 중유를 혼합한 연료(SOF분이나 설페이트 성분을 많이 포함함), 타르분(피치분)에 수소 첨가한 유황분이 많은 연료 등을 이용한 경우에는 현저한 효과를 초래하는 것이다. As described above, in the present invention, the PMs in all the exhaust gases are efficiently collected by cooling the temperature of all the exhaust gases discharged from the diesel engine at the inlet side of the exhaust gas treatment apparatus to a temperature suitable for the exhaust gas treatment. Especially when the temperature of exhaust gas is higher than the boiling point of the hydrocarbon component which comprises the main component of the fuel used, the effect is further exhibited. In particular, heating or heating C heavy oil and C heavy oil having a large amount of crude oil residues used in fuels of diesel engines in which high-speed and / or high-volume exhaust gases are discharged at large and large displacements such as for ships, power generation, and industrial equipment. This results in a remarkable effect when a fuel containing a heavy oil (containing a large amount of SOF or sulfate) and a sulfur-rich fuel that is hydrogenated in a tar (pitch) are used.

또한, 본 발명의 전기식 배기가스 처리 장치의 구성은, 가스 냉각 장치의 차위(次位)에 도 6에 도시하는 바와 같은 방전 대전부(2)와 포집판(3)을 포함하는 정전 진부만을 구비한 장치여도, 정전 집진부의 차위에 제2 포집부, 예컨대 특허문헌 1의 사이클론 집진부 등을 더 구비한 장치여도 좋다. Moreover, the structure of the electric exhaust gas processing apparatus of this invention is equipped with only the electrostatic true part which includes the discharge electrification part 2 and the collection plate 3 as shown in FIG. 6 at the difference of the gas cooling apparatus. One device may further include a second collecting part, for example, a cyclone dust collecting part of Patent Document 1, on the difference between the electrostatic dust collecting parts.

[실시예][Example]

다음에, 실시예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Next, the present invention will be described in more detail using examples.

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 연료로서 A 중유를 이용하여 선박용 디젤 엔진에 본 발명의 전기식 배기가스 처리 장치를 적용하여 이하의 시험을 실시하였다. 또한, 이하의 실시예에서의 [식 1]에 의한 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)의 계산에서의 중유 연료의 비점은, 헵타데칸 C17H36(C=17)의 비점(약 300℃)을 이용하였다. In order to confirm the effect of this invention, the following test was implemented applying the electric exhaust gas treating apparatus of this invention to the marine diesel engine using A heavy oil as fuel. In addition, the boiling point of the heavy oil fuel in calculation of the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R by [Equation 1] in the following example is a boiling point (about 300 degreeC) of heptadecane C17H36 (C = 17). Was used.

이하의 실시예에서는 우선, 상기 ISO/DIS8173-1에 준거한 방법에 의해 PM 포집률을 계측하였다. In the following example, PM collection rate was measured by the method based on ISO / DIS8173-1 first.

이어서, 배기가스중의 ㎚ 사이즈의 PM 입자의 포집 상황을 조사하기 위해, 입자 직경이 500 ㎚ 이하의 단위 체적당의 개수를 계측하는 미립자 계측기(SMPS; 주사식 유동성 파티클사이저)를 사용하여, 디젤 엔진으로부터 배출된 직후의 배기가스의 PM 입자 개수와 본 발명의 정화 방법으로 전체 배기가스를 처리한 후의 배기가스의 PM 입자 개수를 비교하였다. 입자 개수의 단위는 개/㎤로 나타내고 있다. Subsequently, in order to investigate the collection state of the PM particles having a size of nm in the exhaust gas, a diesel particulate measuring instrument (SMPS; scanning flowable particle sizer) measuring the number of particles per unit volume having a particle diameter of 500 nm or less was used. The PM particle number of the exhaust gas immediately after it was discharged from the engine was compared with the PM particle number of the exhaust gas after treating the entire exhaust gas by the purification method of the present invention. The unit of particle number is shown by piece / cm <3>.

또한, 제1 실시예인 실시예 1∼5는, 정전 집진부와 사이클론 집진부를 구비한 정전 사이클론 DPF 장치를 이용한 도 3에 도시하는 배치 구성의 장치를 사용하고, 제2 실시예인 실시예 6∼9는, 방전 대전부와 포집부를 구비한 정전 집진부를 이용한 도 4에 도시하는 배치 구성의 장치를 사용하였다. 또한 각 실시예에서는 배기가스의 냉각 방법에, 공지의 수냉의 다관식 열교환기를 포함하는 배기가스 냉각 장치를 사용하였다. In addition, Examples 1-5 which are 1st Example use the apparatus of the arrangement | positioning structure shown in FIG. 3 using the electrostatic cyclone DPF apparatus provided with an electrostatic dust collector and a cyclone dust collector, and Examples 6-9 which are 2nd Example are the The apparatus of the arrangement | positioning structure shown in FIG. 4 using the electrostatic dust collector provided with the discharge charging part and the collection part was used. In each embodiment, an exhaust gas cooling apparatus including a well-known water-cooled multi-tubular heat exchanger was used for the exhaust gas cooling method.

실시예 1Example 1

제1 실시예인 본 실시예는, 도 3에 도시하는 장치를 사용하여 엔진으로부터의 전체 배기가스를 가스 냉각 장치에 의해 냉각하고, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 247℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.82로 설정하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. In this embodiment, which is the first embodiment, the entire exhaust gas from the engine is cooled by the gas cooling device using the apparatus shown in Fig. 3, the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF is 247 ° C, and the exhaust gas temperature is The SOF capture rate (ηSOF), PM capture rate (ηPM) and ISF capture rate (ηISF) were measured by setting the / fuel boiling point temperature ratio (R) to 0.82. The results are shown in Table 1.

또한 표 1에서, DPF 입구측의 배기가스의 온도는, 도 3, 도 4에 도시하는 장치 구성의 냉각 장치로 냉각된 배기가스의 온도를 나타내고 있다. 또한 포집성의 평가는, PM 포집률 80% 이상, SOF 포집률 70% 이상, ISF 포집률 85% 이상을 「◎」, PM 포집률 70% 이상, SOF 포집률 60% 이상, ISF 포집률 80% 이상을 「○」, PM 포집률 60% 이상, SOF 포집률 50%, ISF 포집률 70% 이상을 「△」, PM 포집률 60% 미만, SOF 포집률 50% 미만, ISF 포집률 80% 미만을 「×」로 평가하고 있다. In Table 1, the temperature of the exhaust gas on the inlet side of the DPF indicates the temperature of the exhaust gas cooled by the cooling apparatus of the apparatus configuration shown in FIGS. 3 and 4. In addition, the evaluation of the collection property is "◎" for PM collection rate 80% or more, SOF collection rate 70% or more, ISF collection rate 85% or more, PM collection rate 70% or more, SOF collection rate 60% or more, ISF collection rate 80% Above "○", PM collection rate 60% or more, SOF collection rate 50%, ISF collection rate 70% or more "△", PM collection rate less than 60%, SOF collection rate less than 50%, ISF collection rate less than 80% Is evaluated as "x".

또한 본 실시예에서, ㎚ 사이즈의 PM 입자의 포집 상황을 측정하였다. 그 결과를 도 5에 도시한다. 도 5에 도시하는 결과로부터, 디젤 엔진으로부터의 배출 직후의 배기가스에 함유되는 PM 입자의 피크값의 입자 개수의 분포 상황(점선으로 도시함)이 1.5×107개/㎤인 것에 대하여, 전체 배기가스를 미리 냉각한 후 정화 처리를 실시한 후의 PM 입자 개수의 분포 상황(실선으로 도시함)은 1.7×106개/㎤가 되어, ㎚ 사이즈의 PM 입자의 총 수를 크게 저감하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, ㎚ 사이즈의 PM 입자의 대부분이 SOF분과 설페이트분이기 때문에, 배기가스 온도를 낮게 하는 것에 의해, SOF분과 설페이트분이 응축하여 정전 집진부에서 포집된 것으로 생각된다. In addition, in this Example, the collection state of the PM particles of nm size was measured. The result is shown in FIG. From the results shown in FIG. 5, the distribution situation (shown by the dotted line) of the peak value of the PM particles contained in the exhaust gas immediately after the discharge from the diesel engine is 1.5 × 10 7 particles / cm 3. After cooling the exhaust gas in advance, the distribution state (shown by the solid line) of the PM particle number after the purification treatment is 1.7 × 10 6 / cm 3, indicating that the total number of PM particles having a size of nm is greatly reduced. Can be. Since most of the PM particles having a size of nm are SOF powder and sulfate powder, it is thought that SOF powder and sulfate powder are condensed and collected in the electrostatic dust collector by lowering the exhaust gas temperature.

실시예 2Example 2

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 223℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.74로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다.In this example, the test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 223 ° C, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.74. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 3 Example 3

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 198℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.66으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. The present Example was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 198 ° C and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.66. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 4Example 4

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 177℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.59로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. In this example, the test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 177 ° C and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.59. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 5Example 5

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 155℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.52로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정했다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다.In this example, the test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 155 ° C and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.52. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 6Example 6

제2 실시예인 본 실시예는, 도 4에 도시하는 장치를 사용하여, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 240℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.80으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다.In this embodiment, which is the second embodiment, the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R is 0.80 and the exhaust gas temperature at the inlet side is 240 ° C. using the apparatus shown in FIG. 4. Was tested in the same manner as in Example 1, and the SOF collection rate (ηSOF), PM collection rate (ηPM), and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 7Example 7

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 200℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.67로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. The present Example was tested in the same manner as in Example 6 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 200 ° C. and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.67. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 8Example 8

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 151℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.50으로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다.The present Example was tested in the same manner as in Example 6 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 151 ° C, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.50. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

실시예 9Example 9

본 실시예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 105℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.35로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. The present Example was tested in the same manner as in Example 6 except that the temperature of the exhaust gas at the inlet side of the DPF was 105 ° C, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.35. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

본 비교예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 357℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 1.19로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. 이 비교예는, 실제로 배기가스를 냉각하지 않고 전기식 정화 처리를 행한 경우에 상당한다. In this comparative example, the test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 357 ° C, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 1.19. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1. This comparative example corresponds to the case where the electric purification process is performed without actually cooling the exhaust gas.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

본 비교예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 300℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 1.00으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 도시한다. In this comparative example, the test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 300 ° C. and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 1.00. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown in Table 1 together.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

본 비교예는, DPF 입구측의 배기가스의 온도를 274℃로 하고, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)를 0.91로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 시험을 행하여 SOF 포집률(ηSOF), PM 포집률(ηPM) 및 ISF 포집률(ηISF)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타낸다. This comparative example was tested in the same manner as in Example 1 except that the exhaust gas temperature at the inlet side of the DPF was 274 ° C, and the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R was 0.91. ηSOF), PM collection rate (ηPM) and ISF collection rate (ηISF) were measured. The results are shown together in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure 112012035004717-pct00001
Figure 112012035004717-pct00001

표 1로부터 명백한 바와 같이, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)가 0.85 이하가 되면, SOF 포집률(ηSOF)이 60% 이상, PM 포집률(ηPM)이 75% 이상, ISF 포집률(ηISF)이 80% 이상의 높은 포집률을 얻을 수 있었다. As is apparent from Table 1, when the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R is 0.85 or less, the SOF collection rate (ηSOF) is 60% or more, the PM collection rate (ηPM) is 75% or more, and the ISF collection rate ( ηISF) was able to obtain a high collection rate of 80% or more.

한편, 배기가스 온도가 높은 상태 그대로의 비교예에서는, 만족스러운 결과가 얻어지지 않았다. On the other hand, satisfactory results were not obtained in the comparative example in a state where the exhaust gas temperature was high.

이 결과는, 선박용 디젤 엔진의 평균적인 PM 배출율이 통상 0.6 g/kWh 정도이기 때문에, PM 포집률(ηPM)이 75% 이상인 실시예에 나타내는 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치를 장비한 선박으로부터의 PM 배출율은 0.6×(1-0.75)=0.15 g/kWh 이하로 하는 것이 가능한 것을 나타내고 있다. This result shows that the average PM emission rate of marine diesel engines is usually about 0.6 g / kWh, and therefore the ships equipped with the electric exhaust gas treatment apparatus for large displacement diesel engines shown in the examples in which the PM collection rate (ηPM) is 75% or more. The PM discharge rate from this indicates that it is possible to set 0.6 x (1-0.75) = 0.15 g / kWh or less.

이 값은, 이미 선박으로부터의 PM 배출 규제를 실시하고 있는 미국의 2012년도 제3차 규제안에서의 규제값(참고 문헌 「니혼 마린 엔지니어링 학회편: 2007년도 선박 배출 대기 오염 물질 삭감 기술 검토 조사 보고서, 니혼 마린 엔지니어링 학회, 2008년 3월, p90.」 참조) 0.27 g/kWh를 크게 하회하여 규제치를 완전히 만족시키는 값이다. This value is the regulation value in the 2012 third regulation of the United States which already regulates PM emissions from ships (reference literature "Nihon Marine Engineering Society edition: 2007 ship discharge air pollutant reduction technology examination investigation report, See Nippon Marine Engineering Society, March 2008, p. 90.) It is less than 0.27 g / kWh and fully meets the regulation.

또한, 실시예 1∼5에서 사용한 도 3에 도시하는 장치에서는, 정전 집진부에서 포집된 PM의 응집 퇴적 두께가 증가하여 과대하게 되면, PM의 응집 덩어리로서 박리한다. 이 박리한 PM 응집 덩어리는, 후단의 사이클론 집진부에서 포집되고, 더스트 박스에 회수하여 축적된다. 또한, 실시예 6∼9에서 사용한 도 4에 도시하는 장치의 경우에는, 정전 집진부에서 포집된 PM은 메커니컬한 진동이나 긁어내기(브러싱) 기구 등에 의해 더스트 박스에 회수하여 축적시켜도 좋다. In addition, in the apparatus shown in FIG. 3 used in Examples 1-5, when the aggregation accumulation thickness of PM collected by the electrostatic precipitating part increases and becomes excessive, it peels as agglomeration mass of PM. The peeled PM aggregated mass is collected by a cyclone dust collector at the rear stage, collected in a dust box, and accumulated. In the apparatus shown in Fig. 4 used in Examples 6 to 9, PM collected in the electrostatic dust collector may be collected and accumulated in the dust box by mechanical vibration, scraping (brushing) mechanism or the like.

또한, 본 발명은 도 3, 도 4에 도시하는 장치에서, 배기가스 냉각 장치의 하류측에 기수 분리기를 설치하는 것에 의해, 배기가스로부터 응축수를 분리·제거할 수 있다. 이 응축수를 미리 제거해 두는 것에 의해, 응축수에 유황 기원 생성물이나 질소 기원 생성물이 함유되어 배기가스내로부터 감소하고, 응축수에 부착되는 PM중의 ISF(주석)에 유황 기원 생성물이나 질소 기원 생성물이 흡착되어 감소하며, 배기 가스중의 PM(SOF, ISF) 및 질소 기원 생성물의 함유량을 줄여, DPF의 부하를 경감시키키고, 엔진 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위험을 더 줄일 수 있다. 이러한 효과는, 배기가스 냉각 장치로부터 배출되는 배기가스 온도가 100℃ 정도 부근인 경우에 특히 현저하다. 또한, 상기 기수 분리기에서는 응축수를 완전히 제거할 필요는 없고, 큰 입자를 배플(분리판)에 충돌시켜 분리하여, 미세한 액상 입자와 고체 입자를 후단의 코로나 방전에 의해 대전시키고 쿨롱력에 의해 포집판에 흡착시켜 포집·집진시키는 것에 의해 제거하면 된다. 3 and 4, the condensed water can be separated and removed from the exhaust gas by providing a water separator at the downstream side of the exhaust gas cooling apparatus. By removing the condensate in advance, the sulfur-containing product or nitrogen-containing product is contained in the condensate and reduced from the exhaust gas, and the sulfur-based product or nitrogen-based product is adsorbed and reduced by ISF (tin) in PM attached to the condensate. In addition, the content of PM (SOF, ISF) and nitrogen source products in the exhaust gas can be reduced to reduce the load of the DPF and further reduce the risk of impairing the durability of engine-related components. This effect is particularly remarkable when the exhaust gas temperature discharged from the exhaust gas cooling device is around 100 ° C. In addition, in the water separator, it is not necessary to completely remove the condensate, and large particles are separated by colliding with a baffle (separating plate) to charge fine liquid particles and solid particles by a corona discharge at a later stage and to be collected by a Coulomb force. It is good to remove by adsorb | sucking in and collecting and collecting.

1: 배기가스 통로, 1-1: 본체벽, 2: 방전 대전부, 2-1: 코로나 방전부, 2-2: 대전부, 3: 포집판, 4: 전극침, 4-a: 제1층 절연체 피복, 4-b: 제2층 도체 피복, 4-c: 제3층 절연체 피복, 4-d: 어스 도체선, 5: 시일 가스관, 6: 고압 전원 장치, 7: 배기가스 유도관, 8: PM, 10: 코로나 전자, G1: 배기가스, G2: 시일 가스DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas passage, 1-1: main body wall, 2: discharge charging portion, 2-1: corona discharge portion, 2-2: charging portion, 3: collecting plate, 4: electrode needle, 4-a: first Layer insulator sheath, 4-b: second layer conductor sheath, 4-c: third layer insulator sheath, 4-d: earth conductor wire, 5: seal gas pipe, 6: high voltage power supply, 7: exhaust gas induction pipe, 8: PM, 10: corona electron, G1: exhaust gas, G2: seal gas

Claims (10)

중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서,
가스 냉각 수단에 의해 상기 입자상 물질을 함유하는 전체 배기가스의 온도를, 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내린 후, 상기 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법.
The electric exhaust gas treatment method of a large displacement diesel engine which removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gases of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. In
The gaseous cooling means lowers the temperature of the entire exhaust gas containing the particulate matter to 100 ° C or more and below the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) = 0.85. An electric exhaust gas treatment method for a large displacement diesel engine, characterized by the removal.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서,
전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 상기 가스 냉각부를 통과했을 때에 온도가 내려간 배기가스에 함유되는 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 대전시키고 포집하는 것에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법.
The electric exhaust gas treatment method of a large displacement diesel engine which removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gases of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. In
The gas cooling part which arrange | positions the temperature of all the exhaust gas below 100 degreeC or more and below the temperature shown by exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 is arrange | positioned in the upstream part of the exhaust gas path | route in an electric exhaust gas processing apparatus, An electric exhaust gas treatment method for a large displacement diesel engine, wherein particulate matter contained in the exhaust gas whose temperature has passed when passing through the gas cooling unit is removed by charging and collecting by electrical means.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서,
전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 상기 가스 냉각부를 통과했을 때에 온도가 내려간 배기가스에 함유되는 입자상 물질을, 코로나 방전에 의해 방출된 전자에 의해 대전시키고, 포집하는 것에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법.
The electric exhaust gas treatment method of a large displacement diesel engine which removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gases of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. In
The gas cooling part which arrange | positions the temperature of all the exhaust gas below 100 degreeC or more and below the temperature shown by exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 is arrange | positioned in the upstream part of the exhaust gas path | route in an electric exhaust gas processing apparatus, The particulate matter contained in the exhaust gas whose temperature is lowered when passing through the gas cooling unit is charged by the electrons emitted by the corona discharge and removed by collecting the electric exhaust gas treatment method for a large displacement diesel engine. .
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법에 있어서,
전기식 배기가스 처리 장치에서의 배기가스 통로의 상류부에 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 배치하고, 상기 가스 냉각부를 통과했을 때에 입자상 물질을 구성하는 유기 용제 가용분을 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)로 나타내어지는 과냉각 기체 상태로 한 상기 입자상 물질을, 코로나 방전에 의해 방출된 전자에 의해 대전시켜 포집함으로써 제거하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법.
The electric exhaust gas treatment method of a large displacement diesel engine which removes, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gases of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. In
The gas cooling part which arrange | positions the temperature of all the exhaust gas below 100 degreeC or more and below the temperature shown by exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 is arrange | positioned in the upstream part of the exhaust gas path | route in an electric exhaust gas processing apparatus, Electron emitted by corona discharge of said particulate matter which made the organic solvent soluble component which comprises particulate matter into the supercooled gas state represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R of 0.85 or less when it passed through the gas cooling part. An electric exhaust gas treatment method for a large displacement diesel engine, characterized in that it is removed by charging with electricity by collecting.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 냉각부의 하류측에서 기수 분리기에 의해 가스 냉각부를 통과한 배기가스로부터 응축수를 분리 제거하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법. The electric exhaust gas of a large displacement diesel engine according to any one of claims 1 to 4, wherein condensed water is separated and removed from the exhaust gas passing through the gas cooling unit by a water separator on the downstream side of the gas cooling unit. Treatment method. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전체 배기가스의 온도를, 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진의 전기식 배기가스 처리 방법. The temperature according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the entire exhaust gas is lowered to 130 ° C or more and below a temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) = 0.85. How to treat electric exhaust gas of a displacement diesel engine. 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하기 위한 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치에 있어서,
상기 처리장치에서의 배기가스 통로의 상류부에, 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 구비하고,
상기 배기가스 통로의 중류부에, 코로나 방전에 의해 전자를 방출하는 코로나 방전부와 방출된 코로나 전자를 상기 입자상 물질에 대전시키는 대전부를 구비하는 방전 대전부를 가지며,
상기 배기가스 통로의 하류부에, 대전한 상기 입자상 물질을 포집하는 포집부를 구비하고,
상기 배기가스가 상기 가스 냉각부를 통과할 때에 상기 입자상 물질의 유기 용제 가용 분이 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R) 범위로 나타내어지는 과냉각 기체 상태가 되어 상기 방전 대전부로 보내져, 상기 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치.
Electric exhaust gas treatment apparatus for large displacement diesel engines for removing, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gas of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. To
An upstream portion of the exhaust gas passage in the processing apparatus is provided with a gas cooling unit for lowering the temperature of the entire exhaust gas to 100 ° C or more and the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 or less,
A discharge charging portion including a corona discharge portion for emitting electrons by corona discharge and a charging portion for charging the discharged corona electrons to the particulate matter in an upstream portion of the exhaust gas passage,
A collecting portion for collecting the charged particulate matter downstream of the exhaust gas passage;
When the exhaust gas passes through the gas cooling unit, the organic solvent soluble portion of the particulate matter is in a supercooled gas state represented by an exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R of 0.85 or less, and is sent to the discharge electrification unit. An electric exhaust gas treatment apparatus for a large displacement diesel engine, characterized in that the material is removed by electrical means.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기가스중에 함유하는 유기 용제 불용 성분 및 유기 용제 가용 성분을 주체로 하는 입자상 물질을, 전기적 수단에 의해 제거하기 위한 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치에 있어서,
상기 처리장치에서의 배기가스 통로의 상류부에, 전체 배기가스의 온도를 100℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 가스 냉각부를 구비하고,
상기 배기가스 통로의 중류부에, 외주를 다층 구조의 피막으로 덮인 전극침을 배치하며, 상기 전극침에 의한 코로나 방전에 의해 전자를 방출하는 코로나 방전부와 방출된 코로나 전자를 상기 입자상 물질에 대전시키는 대전부를 구비하는 방전 대전부를 가지며,
상기 배기가스 통로의 하류부에, 대전한 상기 입자상 물질을 포집하는 포집부를 구비하고,
상기 배기가스가 상기 가스 냉각부를 통과할 때에 상기 입자상 물질의 유기 용제 가용분이 0.85 이하의 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)로 나타내어지는 과냉각 기체 상태가 되어 상기 방전 대전부로 보내져, 상기 입자상 물질을 전기적 수단에 의해 제거하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치.
Electric exhaust gas treatment apparatus for large displacement diesel engines for removing, by electrical means, particulate matter mainly composed of organic solvent insoluble components and organic solvent soluble components contained in exhaust gas of diesel engines using low quality fuel of heavy oil or less. To
An upstream portion of the exhaust gas passage in the processing apparatus is provided with a gas cooling unit for lowering the temperature of the entire exhaust gas to 100 ° C or more and the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R = 0.85 or less,
In the middle part of the exhaust gas passage, an electrode needle whose outer periphery is covered with a multi-layered coating is disposed, and a corona discharge portion for emitting electrons by corona discharge by the electrode needle and charged corona electrons are charged to the particulate matter. It has a discharge charging unit having a charging unit to make,
A collecting portion for collecting the charged particulate matter downstream of the exhaust gas passage;
When the exhaust gas passes through the gas cooling unit, the organic solvent soluble content of the particulate matter is in a supercooled gas state represented by an exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio R of 0.85 or less, and is sent to the discharge electrification unit, whereby the particulate matter Electrical exhaust gas treatment apparatus for a large displacement diesel engine, characterized in that the configuration to remove by the electrical means.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 가스 냉각부의 하류측에서 가스 냉각부를 통과한 배기가스로부터 응축수를 분리 제거하는 기수 분리기를 설치하는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치.The electric exhaust gas treatment apparatus for a large displacement diesel engine according to claim 7 or 8, wherein a water separator for separating condensate from the exhaust gas passing through the gas cooling unit on the downstream side of the gas cooling unit is provided. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 전체 배기가스의 온도를, 130℃ 이상, 배기가스 온도/연료 비점 온도비(R)=0.85로 나타내는 온도 이하로 내리는 것을 특징으로 하는 대배기량 디젤 엔진용 전기식 배기가스 처리 장치.The large exhaust gas diesel engine according to claim 7 or 8, wherein the temperature of the entire exhaust gas is lowered to 130 ° C or more and below the temperature represented by the exhaust gas temperature / fuel boiling point temperature ratio (R) = 0.85. Electric exhaust gas treatment device.
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