KR101436668B1 - 아크롤레인 수용액으로 선박 평형수를 처리하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

선박 평형수를 아크롤레인 수용액으로 처리하기 위한 장치에 있어서, 선박 평형수는 승압 펌프(VP)에 의해 수분사 펌프(Z)를 통해 압송되고, 수분사 펌프의 부압 구역은 제어 밸브(SV)를 통하여 비원형의 밀폐형 반응 컨테이너에 수력학적으로 연결되고, 반응 컨테이너는, 외측에서 공급되는 아크롤레인 아세탈(AC), 산(HX) 및 가수분해용 물(W)을 위한 개별적인 공급구와 함께, 편심 배치된 강력 교반 유닛(T)을 수용하는 것을 특징으로 한다.

선박 평형수, 아크롤레인, 교반 유닛, 승압 펌프, 수분사 펌프, 부압 구역

Description

아크롤레인 수용액으로 선박 평형수를 처리하기 위한 장치{DEVICE FOR TREATING BALLAST WATER WITH AQUEOUS ACROLEIN SOLUTION}

본 발명은 아크롤레인 수용액을 사용하여 선박 평형수를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.

아크롤레인을 사용하여 선박의 평형수를 소독할 수 있다는 점은 이미 공지되어 있다.

"선박 평형수 처리 연구 및 개발 요람(Ballast Water Treatment R & D Directory)"[2차 증보판, 2004년 11월, 국제 해양 기구(International Marine Organisation) 발행, 런던]이라는 문헌의 61 페이지에는, 선박 평형수에 1ppm 내지 15ppm의 아크롤레인을 첨가함으로써, 해양의 한 항구로부터 다른 항구로의 박테리아, 조류(alga), 얼룩 홍합(zebra-mussel) 및 기타 동물성 플랑크톤의 유기 생물체의 이전을 확실히 억제할 수 있는 방법이 기재되어 있다.

아크롤레인 첨가의 장점은, 특히 얼룩 홍합의 유충에 대한 지속적인 효과와, 아크롤레인이 수일 후에 자연적으로 분해된다는 점인데, 후자가 의미하는 바는 행선지 항구에서 선박 평형수 배출 시에 살생물제(biocide)에 의해 해양 항구 내만의 새로운 부하(burdening)가 발생하지 않는다는 것이다.

한편으로는, 전술한 장점은 입증되었지만, 다른 한편으로는, 아크롤레인은 독성이 크고 최루 가스 효과(tear gas effect)가 있는 액체이기 때문에, 순수한 아크롤레인의 취급, 운송 및 보관이 선상에서 이루어질 수 없다는 문제점이 있으며, 선박의 선원은 반드시 가스 마스크 착용과 더불어 NBC(핵, 생물 및 화학) 방호복에 의해 완전히 보호된 후에 이 살생물제를 다루어야만 한다.

아크롤레인 수용액은 독성이 없고 안전하게 취급될 수 있다. 그러나, 이러한 방안은 수일 동안만 안정적이므로, 관리상의 문제(logistic problem)로 인하여 선박에서 이러한 방안을 사용하는 것은 불가하다.

아크롤레인의 상태로서 위해성이 적은 아크롤레인 유도체를 사용함으로써, 전술한 문제점을 해결하기 위한 많은 시도가 이루어져 왔다.

미국 특허 공보 제US-A-5,183,944호에는, 사용 장소에서 아크롤레인 대신에 비독성 수용성 아크롤레인 아세탈을 산성 수용액으로 분해한 후에, 아세탈로부터 형성된 아크롤레인을 비활성 가스 기류에 의해 반응 혼합물로부터 제거하는 방법이 제안되어 있다. 아크롤레인을 함유하는 불활성 가스는 그 후에 선박 평형수의 처리를 위하여 사용된다. 선상에서 이 방법을 사용하기 위해서는, 고독성 아크롤레인-가스-혼합물을 위하여 신뢰성이 완벽한 이중 벽의 도관이 설치되어야 한다.

아크롤레인 함유 가스가 선박 평형수 탱크 내에 도입될 때에, 비활성 가스는 선박 평형수 탱크의 통기 도관으로부터 배기되는데, 이 비활성 가스에는, 최루 가스 효과로 인하여 갑판에서의 작업이 불가능하고 위험한 작업 환경이 조성될 정도의 아크롤레인 잔류량이 아직 함유되어 있다. 또한, 미국 특허 공보 제US-A- 5,183,944호에 따른 방법에 있어서는 함수 잔류 생성물이 발생하는데, 이 생성물은 선상에서 처리될 수 있기는 하나 그 처리가 결코 용이하지 않다.

미국 특허 공보 제US-A-5,560,833호에는, 아크롤레인 용액을 사용 장소에서 형성하기 위한 아크롤레인 아세탈의 알코올 용액의 사용 및 산 개열(acid cleavage)이 제안되어 있다. 이소프로필 알코올에 용해된 아크롤레인 아세탈과 10% 희석 광산(mineral acid)이 파이프 코일 내에서 압력 하에서 혼합되어 균질한 반응 용액을 형성한다. 그 후에 혼합물은, 아크롤레인 아세탈의 탈아세탈화(deacetalation)가 완전히 종료될 때까지, 저장 탱크를 층류 상태로 서서히 통과한다.

미국 특허 공보 제US-A-5,560,833호의 또 다른 실시 형태에서는, 저장 탱크 그 자체 대신에, 큰 내부 난류가 존재하지 않고 저속으로 동작하는 다수의 교반 유닛을 구비한 파이프 형태의 순환 혼합기가 저장 탱크로서 사용된다. 이 실시예에서는, 튜브형 교반 혼합기에 대해 동축인 내부 장비로서, 알코올 아세탈 용액과 희석 광산을 혼합하기 위한 파이프 코일이 배치된다.

선상에서 아크롤레인을 제조하기 위한 이 방법을 실시하기 위한 전제 조건은, 이소프로필 알코올과 아세탈의 예비 혼합물(pre-mixture)뿐만 아니라 농축 광산과 물의 예비 혼합물이 현장에서 제조되어야 한다는 것이다. 미국 특허 공보 제US-A-5,560,833에 개시된 내용에 따르면, 이러한 2종의 예비 혼합물은 각각 사용 준비를 위해서 압력 컨테이너로 이송되어야 한다.

해상의 선박에는, 이러한 작업들을 위하여 훈련된 사람이 승선하고 있지 않 다. 또한, 휘발이 용이한 가연성 C1-알코올 내지 C3-알코올을 보호 가스 없이 취급함에 있어서는 화재 위험성이 존재한다. 미국 특허 공보 제US-A-5,560,833호의 방법을 실시한 결과, 제안되어 있는 장치는 글라스가 아닌 통상의 내산성 고급 강(acid resistant high-grade steel)으로 이루어진 경우에 내용 수명(life time)이 짧고 그 후에는 사용될 수 없다는 점이 밝혀졌다.

미국 특허 공보 제US-A-5,560,833호에 따른 장치의 단시간 작동 시간 후에, 고급 강으로 이루어진 저장 탱크의 벽 및 튜브형 교반 혼합기 상에는 비스아크롤레인(bisacrolein)과 기타 아크롤레인 농축 생성물로 이루어진 수지와 같은 피막이 형성되어 액체와 접촉하게 된다. 이러한 바람직하지 못한 효과는, 특히 층류 상태의 위치와 단지 작은 난류만이 존재하는 위치에서 발생한다.

전술한 단점들로 인하여, 미국 특허 공보 제US-A-5,183,944호와 제US-A-5,560,833호 따라 제안된 장치는 선상에서 선박 평형수를 아크롤레인으로 처리하는 데에 사용될 수 없다.

본 발명의 목적은, 선상에서 선박 평형수가 아크롤레인으로 처리될 수 있고, 위험한 작업 상황에 직면하지 않게 되고 그리고/또는 예비 혼합물이 제조될 필요 없이, 장시간의 작동 시간 후에도 작동이 보장되고 설치가 용이한 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 장치가 특징으로 하는 바에 의하면, 선박 평형수는 승압 펌프(pressure rising pump)에 의해 수분사 펌프(water jet pump)를 통해 압송되고, 수분사 펌프의 부압 구역(negative pressure zone)은 제어 밸브를 통하여 비(非)원형 반응 컨테이너에 수력학적으로(hydraulically) 연결되며, 반응 컨테이너는 어떤 정치형 내부 장비(stationary interior installation)도 수용하지 않으나, 아크롤레인 아세탈, 산 및 가수분해용 물(water used for hydrolysis reaction)을 외부로부터 공급하기 위한 개별적인 공급구(supply port)와 함께, 편심 배치된 강력 교반 유닛(intensive stirring unit)만을 수용한다. 이와 같이 구조는 간단하지만, 선박 평형수를 희석 수용액으로 처리함에 있어서, 문제가 발생하지 않고 극히 신뢰성이 높은 처리가 바람직한 방식으로 달성된다.

또 다른 장점은 장치 내의 어떤 위치에도 순수 아크롤레인이 존재하지 않는다는 것이며, 이는 위험한 작업 상태의 발생에 대한 부가적인 안전성을 의미한다. 본 발명의 안전한 작업은 선박 평형수의 공급을 변화시키거나 중단할 때에도 보장된다. 탈아세탈화가 일어나는 비원형 반응 컨테이너는 항시 완전히 채워져 있으므로, 장치의 원활한 기능은 거친 해양 조건의 경우에도 악영향을 받지 않는다.

강력 교반 유닛이 편심 배치되므로, 교반 에너지 입력이 높은 경우에 비원형 반응 컨테이너 내에는 어떤 고형분(thrombus) 형태의 교반 형성물도 형성되지 않으며, 그에 따라 장치의 금속 벽의 수지형 피막 발생에 대한 주원인들 중 하나가 제거된다.

전술한 선박 평형수를 아크롤레인으로 처리하기 위한 소형 장치는 경이로울 정도로 많은 중요한 기술적 장점들을 제공한다. 본 발명의 장치에서는, 용제를 함유한 예비 혼합물이 필요하지 않고, 아크롤레인 아세탈이 직접 사용될 수 있다. 이러한 점은 촉매로서 사용되는 산에 대해서도 마찬가지인데, 산은 물로 미리 희석될 필요 없이 공급된 그대로 장치 내에 투여될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 구성에 있어서 특히 바람직한 점은, 가수분해용 물의 공급을 위하여, 이미 이용 가능한 선상의 급수 시스템이 사용될 수 있고 그에 따라 추가 정량 펌프와 제어 장치가 불필요하게 되는 것이다. 특히, 작업 상태와는 무관하게 장치 내로 일정한 공급 속도의 급수는, 부주의한 작업에 대하여 또는 전류 공급원의 파손의 경우에 추가적인 안전 대책이다.

선박 평형수를 아크롤레인으로 처리하기 위한 본 발명의 장치에 있어서는, 비원형 반응 컨테이너와 수분사 펌프의 부압 구역 사이의 연결 도관 내의 하나의 제어 밸브가 아크롤레인 수용액의 공급을 제어한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 제어 밸브는 개방 압력이 조절될 수 있는 안전 밸브이며, 따라서 승압 펌프가 작동 중일 경우에만, 아크롤레인 용액이 부압 구역으로 유동하는 것이 보장된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 비원형 반응 컨테이너는 밀폐형 박스 형상체를 포함한다. 박스의 높이는 대략 박스의 폭에 상당하고, 박스의 높이에 대한 박스의 길이의 비는 1.2에 달한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 강력 교반기는 그 형상이 터빈 교반기이며, 박스의 세제곱 미터 용적당 교반 에너지 입력은 500 와트(Watt) 이상이다. 터빈 교반기의 직경은 박스 폭의 대략 0.3배에 달한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 강력 교반기는 박스의 내부 공간에 박스의 길이에 대하여 편심적으로 배치된다. 박스의 길이에 대한 편심률은 대략 0.1 내지 0.2에 해당한다. 박스의 바닥으로부터 강력 교반기까지의 거리는 터빈 교반기의 직경과 대략 동일하다.

아크롤레인 수용액을 준비하기 위한 본 발명의 박스는 아크롤레인 아세탈, 촉매 산 및 가수분해용 물을 위한 3개의 공급구를 또한 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 아크롤레인 아세탈 및 촉매 산을 위한 공급구는 박스의 덮개에 용접되어 있다. 2개의 파이프 부분에는, 아크롤레인 수용액이 박스 외측으로 유출되어 아크롤레인 아세탈 및 촉매 산 공급 라인 내로 유입되는 것을 방지하는 역지 밸브가 설치되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 가수분해용 물을 박스 내로 공급하기 위한 공급구는, 교반기 샤프트와, 박스의 덮개 내의 교반기 샤프트용 개구부 사이의 환형 간극이다. 가수분해용 물은 교반기 샤프트의 실링 허브(sealing hub)에서의 튜브 부분을 통해 환형 간극에 도달하고, 그에 따라 아크롤레인 수용액의 박스 외측으로의 배출에 대한 방지 수류를 형성한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 박스 내의 반응 용액이 35℃ 미만의 온도로 유지될 수 있도록, 박스는 냉각수용 공급구와 배출구를 구비하는 냉각 재킷을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 강력 교반기는 전기 모터에 의해 구동되며, 전기 모터의 회전 속도는 변환기 주파수에 의하여 조정되도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 장치는, 수분사 펌프의 부압 구역 내의 압력이 소정 값을 초과하였을 경우에, 박스로의 아크롤레인 아세탈과 촉매 산의 공급을 차단하는 전기 또는 공압 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 장치는, 가수분해용 물의 공급이 중단되었을 경우에, 박스로의 아크롤레인 아세탈과 촉매 산의 공급을 차단하는 전기 또는 공압 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 장치는, 교반기 샤프트의 구동 모터가 휴지 상태에 있을 때에, 박스로의 아크롤레인 아세탈과 촉매 산의 공급을 차단하는 전기 또는 공압 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 주파수 변화기에 의해 제어되는 전기 모터는 승압 펌프를 위한 구동 수단으로서 작용하고, 그에 따라 수분사 펌프 내에 가해지는 압력의 효과적인 제어가 이루어지고, 본 발명의 장치의 제어는 아날로그 또는 디지털 컴퓨터 시스템에 의해 간단한 방식으로 실시될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 선박 평형수를 아크롤레인으로 처리하기 위한 장치의 공정 파라미터에 따라서, 승압 펌프의 회전 속도를 제어하도록 구성된 제어 유닛이 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 공정 파라미터는 수분사 펌프로의 공급과 수분사 펌프로부터의 배출 사이의 압력 차이이다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 압력 차이에 기초하는 제어 유닛은 적어도 2개의 압력 감지기와 측정 변환기를 포함하며, 측정 변환기는 압력 감지기들의 측정값들로부터 압력 차이를 결정하고 공칭값과 실측값의 비교를 실행하고 그 결과로서의 제어 신호를 모터의 회전 속도 제어기에 출력하도록 구성된다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명하기로 한다.

도 1은 강력 교반기가 내측에 편심 배치된 밀폐형 박스 형태의 비원형 반응 컨테이너를 나타내는 개략도이다.

도 2는 선박 평형수를 아크롤레인으로 처리하기 위한 본 발명의 장치의 각 흐름의 개요를 나타내는 개략도이다.

도 3은 박스 내에 가수분해용 물의 공급을 나타내는 개략도이다.

도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 비원형 반응 컨테이너는 밀폐형 박스(K)의 형상을 가진다. 박스(K)는 높이가 A이고 폭이 B이고 길이가 C이며, 정치형 내부 장비를 전혀 포함하지 않는다. 교반기 샤프트(S)에는 강력 교반 요소(T)가 고정식으로 연결된다. 교반기 샤프트(S)는 박스의 덮개 내의 개구부(O)를 통과한다. 교반기 샤프트(S)는 박스 길이(C)의 절반으로부터 도면 부호 E의 거리만큼 편심 배치되고, 그에 따라 교반 요소(T)도 편심 배치되어 있다. 교반 요소는 직경이 D이며, 박스의 바닥으로부터 도면 부호 F의 거리에 위치한다. 대안적 실시 형태로서, 도시되어 있지는 않으나, 박스(K)의 내부에는 다수의 강력 교반 요소들이 배치될 수도 있다.

박스의 세제곱 미터의 용적당 적어도 500 와트의 기계적 교반력이 생성될 수 있도록, 교반 요소(T)의 회전 속도는 변경될 수 있다. 박스(K)는 반응 액체로 완전 히 채워지고, 강한 난류에 의하여 고형분화된 형태의 액체를 함유하지 않으며, 정치형 내부 장비가 존재하지 않으므로 제조된 수용성 아크롤레인으로부터 어떤 수지 형성도 발생하지 않는다.

본 발명의 장치는 도 2로부터 상세히 설명될 수 있다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 아크롤레인으로 처리될 선박 평형수의 수류(VE)(용적/단위 시간)는 도관(L7)을 통해 승압 펌프(VP)의 흡입 파이프 내로 유입된다. 선박 평형수는 압력 도관(L8)을 통해 수분사 펌프(Z) 내로 유입되며, 제어 밸브(SV)를 통해 부압 구역 내로 흡인되고 있는 아크롤레인 수용액과 혼합된다. 아크롤레인으로 처리된 선박 평형수는 본 발명의 장치로부터 도관(L9)을 통해 수류(VO)(용적/단위 시간)로서 배출된다.

승압 펌프(VP)의 회전 속도는 가변적이다. 예를 들면 구동 모터(MP)는, 주파수 변환기(FC)에 의해 회전 속도가 제어되는 3상 모터일 수 있다. 이 주파수 변환기는 간선 케이블(AC)에 접속되고, 도 2에 ΔP로 표기된 제어기와 측정 변환기로부터 신호 전류로서 예를 들면 4mA ~ 20mA(또는 신호 전압으로서 0V 내지 5V)의 제어 신호를 수신한다.

제어 유닛(ΔP)은 2개의 압력 감지기(P1, P3)에 접속된다. 제어 유닛(ΔP)의 측정 변환기는 압력 감지기(P1, P3)들의 입력 신호로부터 차압(differential pressure)을 연산하고, 이 차압을 미리 설정된 공칭값과 비교한다. 공칭값과 실측값 사이의 차이는 제어 신호로서 주파수 변환기(FC)로 전송된다. 이러한 제어 회로에 의하여, 선박 평형수의 공급이 변경되는 경우에도, 수분사 펌프(Z)의 부압 구역 내의 압력(P2)이 최소값을 초과하지 않는 것이 보장되고, 선박 평형수로의 아크롤레인 수용액의 공급이 연속적으로 변동 없이 이루어지는 것이 보장된다.

도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 제어 밸브(SV)에 의하여, 수분사 펌프(Z)의 부압 구역은 박스(K)에 용접된 배수 도관(L6)에 수력학적으로 연결된다. 박스(K) 내부의 낮은 과압(over pressure)과 수분사 펌프(Z)의 부압 구역 내의 부압(P2) 사이의 압력 차이에 의하여, 박스(K)로부터의 반응 액체는 도관(L6)을 경유하여 수분사 펌프 내로 유입된다.

본 발명의 장치의 이러한 바람직한 배치에 의하여, 아크롤레인 희석 수용액을 위한 별도의 공급 펌프가 필요하지 않으며, 그에 따라 장치의 작업 안전성이 현저히 향상한다.

박스(K)는 냉각류(coolant stream)(KWE)를 위한 공급 파이프 부분(L4)과 배출 냉각류(KWO)를 위한 배출 파이프 부분(L5)을 구비하는 외측 냉각 재킷(KM)을 포함한다. 물 또는 일반적인 기타 냉각제가 냉각 수단으로서 사용될 수 있다.

도시되어 있는 바와 같이, 박스(K)는 어떤 정치형 내부 장비도 포함하지 않으며 박스의 종방향 축선에 대해 편심 배치된 교반 유닛만을 포함하는데, 교반 유닛은, 교반 터빈으로 도시된 교반 요소(T)와, 구동 모터(MR)에 연결된 교반기 샤프트(S)로 이루어진다.

박스의 상측 덮개 내의 교반기 샤프트(S)용 개구부는 도면 부호 O로 표기되어 있고 교반기 샤프트 자체보다 다소 큰 개구부 직경을 가진다. 교반기 샤프트는 개구부(O)에 대하여 축방향으로 중심 정렬되어 있다. 아크롤레인 아세탈의 가수분해를 위해 필요한 가수분해용 물(W)은 개구부(O)와 샤프트(S) 사이의 환형 간극을 통해 유동한다. 내부 중공형의 실링 허브(BU)는 액밀(liquid-tight) 상태로 박스의 덮개 상에 나사식으로 결합된다. 박스(K)로부터 물 또는 반응 액체의 누출 방지를 위하여, 허브(BU)는 그 상측 단부에서 패킹 케이스 또는 축면 실링체(phase seal)에 의해 교반기 샤프트(S)에 대하여 실링된다.

연속 공급되는 가수분해용 물(W)을 위한 공급 도관(L3)은 실링 허브(BU)에 나사식으로 연결된다.

본 발명의 바람직한 이러한 실시 형태에 의하여, 가수분해용 물(W)은 박스(K)에 대하여 교반기 샤프트(S)의 기계적 실링을 위한 차단수(blocking water)로서 동시에 작용하기도 한다.

도시되어 있는 바와 같이, 박스의 덮개는 배출 도관(6)으로부터 가급적 원거리에 배치된 2개의 추가 공급구를 포함한다. 공급 도관(L2)은 아크롤레인 아세탈을 분해하는 데에 필요한 산(HX)을 박스(K)에 연속적으로 공급한다. 공급 도관(L1)은 박스(K)에 아크롤레인 아세탈을 연속적으로 공급한다. 박스(K)로부터 공급 도관(L1, L2) 내로 액체가 유입되는 것을 방지하기 위하여, 공급 도관에는 역지 밸브(RV1, RV2)가 설치된다.

작업 시에 가수분해용 물(W)용 공급 라인(L3) 내의 압력은 수 바(bar)에 이르며, 따라서 이 공급 라인에는 역지 밸브가 필요하지 않다.

본 발명의 장치를 시동할 때와 선박 평형수를 아크롤레인 수용액으로 처리하는 중에, 단위 시간당 가수분해용 물의 공급량은 일정하게 조정된다. 그에 따라, 박스(K)와 도관(L6)은 초기에 물로 완전히 채워지는 것이 보장된다. 그 후에, 교반 유닛(MR)이 시동된다. 계획된 작업(nominal operation)으로 승압 펌프(VP)가 제어되고 부압(P2)이 사전 설정값에 도달한 직후에, 공급 라인(L2)을 통해 박스(K)로의 산(HX)의 연속적인 공급이 개시된다. 탈아세탈화를 위한 산으로서, 미국 특허 공보 제US-A-5,183,944호에 기재되어 있는 산이 사용될 수 있다. 산 공급의 개시 후에 수 분이 지나면, 아크롤레인 아세탈(AC)용 공급 펌프가 시동되고, 아크롤레인 아세탈은 공급 라인(L1)을 통해 박스(K) 내로 압송된다.

선박 평형수의 처리가 종료된 후에, 아크롤레인 아세탈(AC), 산(HX) 및 가수분해용 물(W)의 공급류는 시동 순서의 역순으로 차단되고, 그에 따라 장치는 결국에는 다시 물로만 채워지는 것이 보장된다.

선박 평형수 처리 중에 예를 들어 펌프(VP)의 고장에 의해 변동이 발생하는 경우와, 그 결과로서, 부압(P2)이 사전 설정값을 초과하는 경우에, 박스(K)로의 아크롤레인 아세탈(AC)과 산(HX)의 공급류는 안전 회로(도시 생략)에 의해 차단된다.

본 발명의 장치의 박스(K)로의 가수분해용 물(W)의 공급과 차단형 수로(shut-off water circuit)는 도 3으로부터 상세히 설명될 수 있다.

이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 박스(K)에 대해 실링된 허브(BU)는 중공 실린더로서 형성된다. 교반기 샤프트(S)에 대한 기계적 실링체((mechanical sealing)(GD)는 허브(BU)의 상측 단부에 배치된다. 실링체(GD)는 패킹 링을 구비한 패킹 케이스이거나, 바람직하게는 축면 실링체일 수 있다.

허브(BU)는 가수분해용 물을 위한 공급 라인(L3)이 액밀 상태로 부착되는 나사산 형성 개구부 또는 플랜지 소켓을 포함한다.

가수분해용 물(W)은 측방으로부터 파이프 라인(L3)과 역지 밸브(RV3)를 통하여 허브(BU) 내로 압송되어 유입되고, 박스의 덮개의 개구부(O)와 개구부(O) 내에 축방향으로 중심 정렬된 교반기 샤프트에 의해 형성된 환형 간극의 방향으로 교반기 샤프트의 주위를 유동하여 하방의 박스(K) 내부로 유입된다.

환형 간극 내에서의 강제 유동(forece flow) 조건에 의하여, 반응 용액은 박스(K)의 내부로부터 허브(BU)의 내부로 유입될 수 없다.

실링체(GD)가 파손될 경우에, 가수분해용 물(W)은 장치로부터 유출되지만 반응 용액은 유출되지 않는다.

Claims (13)

1. 아크롤레인 수용액으로 선박 평형수를 처리하기 위한 장치에 있어서,

   선박 평형수를 부압 구역을 갖는 수분사 펌프(Z)를 통해 압송하는 승압 펌프(VP);

   반응 액체로 완전히 채워지며, 적어도 하나의 교반 요소(T)로 이루어지는 편심 배치된 강력 교반 유닛을 수용하는 밀폐형 박스(K) 형상의 밀폐형 반응 컨테이너(K);

   반응 컨테이너(K)의 외측에서 공급되는 아크롤레인 아세탈(AC), 산(HX) 및 가수분해용 물(W)을 위하여 반응 컨테이너(K)에 개별적으로 연결되는 개별적인 공급구;

   반응 컨테이너(K)에서 생성되는 희석 아크롤레인 아세탈(AC) 용액을 배수하며 수분사 펌프(Z)의 부압 구역에 희석 아크롤레인 아세탈(AC) 용액을 공급하기 위하여 수력학적으로 반응 컨테이너(K)에 연결되는 배수 도관(L6); 및

   개방 압력이 조절될 수 있는 안전 밸브이며 배수 도관(L6) 내에 설치되는 제어 밸브(SV);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   교반 요소(T)는 교반 샤프트(S)를 갖는 터빈 교반기인 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   밀폐형 박스(K) 내에 기계적으로 입력되는 교반력은 세제곱 미터의 박스 용적당 0.5KW인 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,

   밀폐형 박스(K)의 높이(A)와 길이(C)와 폭(B) 사이의 치수 관계는 1:1.2:1인 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   교반 요소(T)의 직경(D)에 대한 밀폐형 박스(K)의 폭(B)의 비는 3이고, 바닥(F)까지의 거리에 대한 교반 요소의 직경(D)의 비는 1인 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
6. 제1항에 있어서,

   교반 요소(T)는 교반 샤프트(S)로 구성되며 교반 샤프트(S)의 편심률(E)은 박스의 길이(C)의 0.1배 내지 0.2배인 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
7. 제2항에 있어서,

   가수분해용 물을 위한 공급구는 밀폐형 박스(K)의 덮개 내의 교반 샤프트(S)용 개구부(O)와 교반 샤프트(S) 사이의 환형 간극에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,

   밀폐형 박스(K)는 외측 냉각 재킷(KM)을 포함하는 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
9. 제1항에 있어서,

   밀폐형 박스(K)의 내부에 다수의 강력 교반 요소들이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
10. 제1항에 있어서,

    주파수 변환기(FC)에 의해 제어되는 전기 모터(MP)가 승압 펌프(VP)를 위한 구동원으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
11. 제1항에 있어서,

    수분사 펌프의 부압 구역 내의 압력이 소정 값을 초과하는 경우, 가수분해용 물의 공급이 중단되는 경우, 또는 교반기 샤프트의 구동 모터가 휴지 상태인 경우에 반응 컨테이너로의 아크롤레인 아세탈과 촉매 산의 공급을 차단하는 전기 또는 공압 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
12. 제10항에 있어서,

    승압 펌프(P1)로부터의 배출과 장치(P3)로부터의 배출 시의 선박 평형수의 압력 차이를 측정함으로써 공칭값과 실측값의 비교를 실행하고 그에 따른 제어 신호를 승압 펌프(VP)의 주파수 변환기(FC)에 출력하는 제어 유닛(ΔP)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
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