KR101480435B1 - Combined exhaust gas cleaning system for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박에서 발생된 배기가스의 처리를 위한 장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 불활성가스를 생성하여 이를 선박의 카고 탱크 내로 제공하는 운전과 단순한 배기가스의 정화를 위한 운전이 선택적으로 수행될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 선박용 배기가스 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating an exhaust gas generated from a ship, and more particularly, to an operation for generating an inert gas and providing it to a cargo tank of a ship, and an operation for purifying a simple exhaust gas selectively The present invention relates to a marine exhaust gas treating apparatus according to a new form.
일반적으로 천연가스(Natural Gas)는 천연적으로 지하에서 발생하는 가스로써, 탄화수소를 주성분으로 하는 가연성 가스이다. 이와 같은 천연가스는 수송 선박에 저장된 상태로 원거리의 소비처로 운반되며, 통상적으로는 액체 상태의 LNG(Liquefied Natural Gad) 혹은, LPG(Liquefied Pertroleum Gas)로써 LNG선의 카고 탱크 내에 저장된다.In general, natural gas is a gas generated naturally underground and is a combustible gas composed mainly of hydrocarbons. Such natural gas is stored in a transportation vessel and is transported to a remote consumer site, and is usually stored in a liquid state LNG (Liquefied Natural Gad) or LPG (Liquefied Pertroleum Gas) in a cargo tank of an LNG carrier.
여기서, 상기 카고 탱크는 상기 LNG 또는, LPG를 저장하는 탱크이다. 한편, 최근에는 해당 선박에 불활성가스를 생성하는 장치를 별도로 구비하여 상기 장치로부터 생성된 불활성가스를 상기 카고 탱크 내에 제공함으로써 천연가스의 주입시 활성 가스로 인해 야기될 수 있는 폭발을 방지할 수 있도록 하였으며, 이는 국내 공개특허 제10-2010-0037506호에 개시된 내용과 같다.Here, the cargo tank is a tank for storing the LNG or LPG. In addition, recently, an apparatus for generating an inert gas is separately provided in the ship to provide an inert gas generated from the apparatus in the cargo tank, thereby preventing an explosion caused by the active gas when the natural gas is injected This is the same as that disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0037506.
이러한 종래의 기술은 선박용 보일러의 배기 가스 또는, 불활성가스 발생기(IGG;Inert Gas Generator)와 같은 자체 연소설비에 의해 발생되는 배기가스를 해수로써 냉각 세척하여 산소 농도 요구 조건(예컨대, 산소 농도 8% 등) 이하의 불활성가스를 생성하여 상기 카고 탱크 내로 제공하고 있다. 즉, 상기 카고 탱크 내로 불활성가스를 제공함으로써 상기 카고 탱크 내의 활성 가스에 대한 농도를 줄여 상기 활성 가스에 의한 폭발의 위험이 방지될 수 있도록 하고 있다.Such prior art techniques include cooling the exhaust gas from a ship boiler or an exhaust gas generated by a self-combustion facility such as an inert gas generator (IGG) with seawater to obtain an oxygen concentration requirement (for example, an oxygen concentration of 8% Or the like) to the cargo tank. That is, by providing an inert gas into the cargo tank, the concentration of the inert gas in the cargo tank is reduced to prevent the explosion by the active gas.
하지만, 전술된 종래의 기술은 단순히 배기가스를 이용하여 불활성가스를 생성한 후 이를 사용할 수 있도록 한 기술로만 제공되었을 뿐 상기 배기가스로부터 불활성가스를 생성하는 과정에서 발생된 환경 오염 물질의 처리를 위한 고려는 이루어지지 못하였던 것이다. 물론, 국내 공개특허공보 제10-2012-0007683호에서는 배기가스의 정화를 위한 시스템이 제공되고 있으며, 이에 관련된 다양한 장치들이 선박에 제공되고 있다.However, the above-described conventional technique is merely provided as a technique for generating an inert gas by using an exhaust gas and then using the inert gas. However, in order to treat an environmental pollutant generated during the process of generating an inert gas from the exhaust gas Goryeo was not done. Of course, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0007683, there is provided a system for purifying exhaust gas, and various devices related thereto are provided on a ship.
그러나, 전술한 배기가스의 정화를 위한 시스템은 전술된 비활성 가스의 생성을 위한 장치와는 전혀 별개의 구성으로 별개의 공간에 제공됨에 따라 상기 비활성 가스의 생성을 위한 장치에도 별도의 정화시스템이 추가로 구축되어야 한다는 문제점이 있었으며, 이로 인한 전체적인 시설 공간의 추가적인 확보와 설치 비용의 추가가 야기되었던 문제점을 가지고 있다.However, since the above-described system for purifying the exhaust gas is provided in a separate space in a structure completely different from the apparatus for generating the above-mentioned inert gas, a separate purifying system is added to the apparatus for generating the inert gas There is a problem in that the entire facility space is secured and the installation cost is increased.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 불활성가스의 생성과 엔진이나 발전기 혹은, 보일러의 구동을 위해 사용된 배기가스의 처리를 위한 장치를 단일화하여 전체적인 설치 공간의 축소 및 설치 비용의 감소를 이룰 수 있도록 하면서도 이의 운전이 선택적으로 수행될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 선박용 배기가스 처리장치 및 이의 제어 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve various problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus for processing an exhaust gas used for generating an inert gas and driving an engine, a generator, The present invention provides a new type of marine exhaust gas treatment apparatus and a control method thereof, which can reduce the overall installation space and reduce the installation cost while allowing the operation to be selectively performed.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 배기가스 처리장치는 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 선박에서 발생된 배기가스를 제공받아 이 배기가스를 해수관로로부터 유입된 해수로써 냉각 및 정화하여 불활성가스를 생성하거나 혹은, 상기 배기가스를 탈황시켜 배출하는 배기가스 처리부; 상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스 혹은, 배기가스를 선택적으로 제공받아 해당 선박의 카고탱크 혹은, 대기로 배출되도록 유동을 안내하는 배기가스 공급관로; 상기 배기가스 처리부에서 배기가스의 정화를 위해 사용된 오염수를 제공받아 정화하는 수처리부; 그리고, 상기 불활성가스와 배기가스 혹은, 해수의 각종 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas treating apparatus for a marine vessel, comprising: an exhaust gas purifier for generating exhaust gas from a ship according to operation of an inert gas generating mode and an exhaust gas purifying mode, And an exhaust gas treatment unit for purifying the exhaust gas to generate an inert gas or desulfurizing the exhaust gas; An exhaust gas supply pipe for selectively receiving an inert gas or an exhaust gas discharged from the exhaust gas treatment unit and guiding the flow to be discharged to a cargo tank or air of the ship; A water treatment unit for receiving and cleaning the polluted water used for purifying the exhaust gas in the exhaust gas treatment unit; The monitoring unit monitors various states of the inert gas, the exhaust gas, and the seawater.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 배기가스 처리부에는 선박의 엔진, 발전기, 보일러에서 발생된 배기가스를 선택적으로 제공받도록 상기 각 공간과 연통되는 분기배관이 연결되어 이루어지도록 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the exhaust gas processing unit is connected to a branch piping communicating with the respective spaces so as to selectively receive exhaust gas generated from an engine, a generator, and a boiler of a ship.
다른 실시예에 의하면, 상기 배기가스 처리부의 분기배관에는 상기 선박의 엔진, 발전기, 보일러로부터 발생된 배기가스를 배기가스 처리부 이외의 장소로 배출함을 안내하는 바이패스관이 각각 더 포함되어 구성되고 있다.According to another embodiment, the bypass pipe for guiding the exhaust of the exhaust gas generated from the engine, the generator, and the boiler of the ship to a place other than the exhaust gas processing unit is further included in the branch pipe of the exhaust gas processing unit have.
또 다른 실시예에 의하여, 상기 배기가스 공급관로에는 상기 배기가스 처리부에서 상기 카고탱크로 유동되는 불활성가스의 역류됨을 방지하는 가스 역류방지부(deck water seal)가 더 포함되어 구성된다.According to another embodiment, the exhaust gas supply pipe may further include a deck water seal for preventing reverse flow of the inert gas flowing from the exhaust gas processing unit to the cargo tank.
그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 배기가스 공급관로에는 상기 카고탱크 내의 급격한 압력 변화로부터 카고탱크를 보호하는 피브이브레이커가 더 포함되고 있다.According to another embodiment of the present invention, the exhaust gas supply pipe further includes a PV breaker for protecting the cargo tank from a sudden pressure change in the cargo tank.
그리고 실시예에 의하면, 상기 배기가스 처리부 내로 해수를 공급하는 해수관로에는 모니터링부를 통해 확인된 배기가스의 배출 농도에 따라 해수의 공급량을 제어하는 제1밸브가 더 포함되어 구성된다.According to an embodiment of the present invention, the sea water line for supplying seawater into the exhaust gas treatment unit further includes a first valve for controlling the supply amount of seawater according to the discharge concentration of the exhaust gas identified through the monitoring unit.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 배기가스 공급관로에는 상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우 상기 카고탱크 이외의 공간으로 유동을 안내하는 안내관이 더 연결되어 구성되고, 상기 안내관에는 제2밸브가 더 구비됨과 더불어 상기 배기가스 공급관로에는 제3밸브가 더 구비되어 상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우 상기 카고탱크로의 공급이 차단될 수 있도록 구성된다. According to another embodiment of the present invention, a guide pipe for guiding the flow to a space other than the cargo tank is further connected to the exhaust gas supply pipe, when the oxygen concentration of the inert gas discharged from the exhaust gas treatment unit is equal to or higher than a required value, And the third valve is further provided in the exhaust gas supply line. When the oxygen concentration of the inert gas discharged from the exhaust gas treatment unit is equal to or higher than the required value, the supply to the cargo tank .
또 다른 실시예에 의하면, 상기 배기가스 처리부에는 배기가스의 처리에 사용된 오염수를 상기 수처리부로 제공하기 위한 배출관로가 연결됨과 더불어 상기 배출관로에는 상기 오염수를 선택적으로 바이패스 시켜 배출하는 바이패스관로가 연결되고, 상기 배출관로 및 바이패스관로에는 오염수의 선택적인 배출 유동을 결정하기 위한 제4밸브 및 제5밸브가 각각 구비됨을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the exhaust gas processing unit is connected to a discharge pipe for supplying the contaminated water used for treating the exhaust gas to the water treatment unit, And a fourth valve and a fifth valve for determining the selective discharge flow of the polluted water are provided in the discharge pipe and the bypass pipe, respectively.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 수처리부에는 상기 배출관로를 통해 배출되는 오염수의 pH 농도 및 유입되는 해수의 pH 농도에 따라 중화수 공급량을 제어하기 위한 제6밸브가 더 구비됨을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the water treatment unit is further provided with a sixth valve for controlling the neutralized water supply amount according to the pH concentration of the polluted water discharged through the discharge pipe and the pH concentration of the incoming seawater .
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 수처리부는 상기 배기가스 처리부에서 배출되는 오염수를 스팀 및 압축공기로 폭기하여 부유물을 제거하는 디에어레이션탱크와, 상기 디에어레이션탱크에서 배출된 부유물을 저장하는 부유물탱크와, 상기 디에어레이션탱크에서 배출되는 오염수의 침전물 및 오염물질을 제거하는 하이드로사이클론과, 상기 하이드로사이클론에서 배출된 오염물질을 저장하는 슬러지탱크를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the water treatment unit includes a deaeration tank for removing suspended matters by aerating the polluted water discharged from the exhaust gas treatment unit with steam and compressed air, and a deaeration tank for storing suspended matters discharged from the deaeration tank And a sludge tank for storing the contaminants discharged from the hydrocyclone. The sludge tank may include a float tank, a hydrocyclone for removing sediments and contaminants from the deionized water discharged from the deionization tank, and a sludge tank for storing contaminants discharged from the hydrocyclone.
그리고 상기 모니터링부는 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 불활성가스 혹은, 배기가스의 유동을 선택적으로 제어하도록 구성될 수 있다. The monitoring unit may be configured to selectively control the flow of the inert gas or the exhaust gas according to the operation of the inert gas generating mode and the exhaust gas purifying mode.
그리고 상기 모니터링부는 상기 배기가스 공급관로를 따라 유동되는 가스의 성분을 분석하는 가스 모니터링부와, 해수 혹은, 오염수의 pH를 분석하는 오염수 모니터링부 및 중화수 모니터링부를 포함할 수 있다. 여기서 상기 모니터링부에는 상기 배기가스 공급관로로부터 카고탱크 내로 공급되는 불활성가스의 압력을 측정하는 압력 모니터링부가 더 포함될 수 있다.The monitoring unit may include a gas monitoring unit for analyzing a component of a gas flowing along the exhaust gas supply line, and a polluted water monitoring unit and a neutralized water monitoring unit for analyzing seawater or the pH of contaminated water. The monitoring unit may further include a pressure monitoring unit for measuring a pressure of the inert gas supplied from the exhaust gas supply pipe into the cargo tank.
그리고 상기 배기가스 처리부에는 자체적인 디젤유의 연소를 통해 불활성가스를 생성하는 불활성가스 발생기(IGG;Inert Gas Generator)가 더 포함되는 것이 바람직하다. The exhaust gas treatment unit may further include an inert gas generator (IGG) for generating an inert gas through combustion of the diesel oil.
그리고 상기 배기가스 공급관로에는 상기 배기가스 공급관로를 따라 유동되는 불활성가스를 냉각 건조시키기 위한 쿨러 및 드라이어가 더 포함되는 것이 바람직하다. The exhaust gas supply line may further include a cooler and a dryer for cooling and drying the inert gas flowing along the exhaust gas supply line.
이상에서와 같은 본 발명의 선박용 배기가스 처리장치는 불활성가스 발생모드로의 운전과 배기가스 정화모드로의 운전을 선택적으로 수행할 수 있으면서도 해당 장치가 단일의 장치를 이루도록 구성함으로써 전체적인 설비의 설치 공간에 대한 축소 및 설치 비용의 감소를 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.The ship exhaust gas treatment system of the present invention as described above can selectively perform the operation in the inert gas generation mode and the operation mode in the exhaust gas purification mode and the apparatus is configured as a single apparatus, And the cost of installation can be reduced.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 구성도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an exhaust gas treating apparatus for a ship according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a marine exhaust gas treatment apparatus according to another preferred embodiment of the present invention
3 is a schematic configuration diagram for explaining a marine exhaust gas treatment apparatus according to another preferred embodiment of the present invention
이하, 본 발명의 선박용 배기가스 처리장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치를 나타내고 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a marine exhaust gas treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 attached hereto. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치는 크게 배기가스 처리부(100)와, 배기가스 공급관로(200)와, 수처리부(300) 및 모니터링부(410,420,430,440)를 포함하여 구성된다. 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.As shown in the figure, the ship exhaust gas treating apparatus according to an embodiment of the present invention includes an exhaust
상기 배기가스 처리부(100)는 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 선박에서 발생된 배기가스를 제공받아 이 배기가스를 해수관로(110)로부터 유입된 해수로써 냉각 및 정화하여 불활성가스를 생성하거나 혹은, 상기 배기가스를 탈황시켜 배출하는 스크러버로 구성된다.The exhaust
여기서, 상기 배기가스라 함은 해당 선박의 엔진(10)이나 발전기(20) 혹은, 보일러(30) 등의 구동에 의해 발생되는 배기가스를 포함하며, 본 발명의 실시예에 따른 불활성가스의 생성은 상기 보일러(30)의 구동에 의해 발생되는 배기가스만이 이용된다.Here, the exhaust gas includes exhaust gas generated by driving the
또한, 상기 배기가스 처리부(100)에는 선박의 엔진(10), 발전기(20) 및 보일러(30)에서 발생된 배기가스를 선택적으로 제공받도록 상기 각 공간과 연통되는 분기배관(120)이 연결되며, 상기 분기배관(120)에는 상기 선박의 엔진(10), 발전기(20) 및 보일러(30)로부터 발생된 배기가스를 배기가스 처리부(100) 이외의 장소로 배출함을 안내하는 바이패스관(130)이 더 포함되어 구성된다.The exhaust
즉, 제어장치(도시는 생략됨)의 제어에 의해 선박의 엔진(10), 발전기(20), 보일러(30)에서 발생된 배기가스는 상기 분기배관(120)을 통해 상기 배기가스 처리부(100)로 제공되도록 구성됨과 더불어 상기 배기가스 처리부(100)의 동작 진행 중이나 혹은, 여타의 이유로 인해 동작을 수행할 수 없을 경우에는 상기 배이패스관(130)을 통해 배기가스 처리부(100) 이외의 장소(예컨대, 대기 등)로 배출될 수 있도록 한 것이다.That is, the exhaust gas generated in the
또한, 상기 배기가스 처리부(100)에 연결되는 해수관로(110)는 해수를 상기 배기가스 처리부(100) 내로 공급하기 위한 관로이며, 상기 해수관로(110)에는 후술될 가스 모니터링부(410)를 통해 확인된 배기가스의 배출 농도에 따라 해수의 공급량을 제어하는 제1밸브(510)가 구비되어 이루어진다.The
다음으로, 상기 배기가스 공급관로(200)는 상기 배기가스 처리부(100)로부터 배출되는 불활성가스 혹은, 배기가스를 선택적으로 제공받아 해당 선박의 카고탱크(40) 혹은, 대기로 배출되도록 유동을 안내하는 구성으로써, 일단은 배기가스 처리부(100)의 가스 유출측에 연결되고, 타단은 카고탱크(40) 내부와 연통되도록 연결된다.The exhaust
상기 배기가스 공급관로(200)에는 상기 배기가스 처리부(100)로부터 배출되는 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우 상기 카고탱크(40) 이외의 공간으로 유동을 안내하는 안내관(210)이 더 연결되어 구성되고, 상기 안내관(210)에는 해당 관로의 개폐를 위한 제2밸브(520)가 더 구비됨과 더불어 상기 배기가스 공급관로(200) 중 상기 안내관(210)과의 연결 부위 후방측에는 해당 부위의 관로를 선택적으로 개폐하기 위한 제3밸브(530)가 더 구비된다.When the oxygen concentration of the inert gas discharged from the exhaust
여기서 상기 배기가스 공급관로(200) 중 상기 안내관(210)과의 연결 부위 전방에는 배기가스(혹은, 불활성가스)의 강제 송풍을 위한 블로워(220)가 설치된다. 그리고 상기 배기가스 공급관로(200)에는 상기 배기가스 처리부(100)에서 상기 카고탱크(400로 유동되는 불활성가스의 역류됨을 방지하기 위한 가스 역류방지부(deck water seal)(230)가 더 포함되고, 상기 카고탱크(40)의 가스 유입측에는 상기 카고탱크(40) 내의 급격한 압력 변화로부터 상기 카고탱크(40)를 보호하기 위한 피브이 브레이커(Pressure Vacuum Breaker)(240)가 더 포함되어 구성된다.A
그리고 상기 가스 역류방지부(230)는 건식 타입(dry type), 반건식 타입(semi-dry type), 습식 타입(wet type), 반습식 타입(semi-wet type) 중 어느 하나로 구성된다.The gas
다음으로, 상기 수처리부(300)는 상기 배기가스 처리부(100)에서 배기가스의 정화를 위해 사용된 오염수(폐 해수)를 해상으로 배출하기에 적합한 상태로 정화하여 처리하는 부위이다. 이와 같은 수처리부(300)는 디에어레이션탱크(310)와, 부유물탱크(320)와, 하이드로사이클론(330) 및 슬러지탱크(340)를 포함하여 구성된다.Next, the
여기서, 상기 디에어레이션탱크(310)는 상기 배기가스 처리부에서 배출되는 오염수를 압축공기 및/혹은, 스팀으로 폭기하여 부유물을 제거하는 부위이고, 상기 부유물탱크(320)는 상기 디에어레이션탱크(310)에서 배출된 부유물을 저장하는 부위이며, 상기 하이드로사이클론(330)은 상기 디에어레이션탱크(310)에서 배출되는 오염수의 침전물 및 오염물질을 원심력으로써 서로 분리하여 제거하는 부위이고, 상기 슬러지탱크(340)는 상기 하이드로사이클론(330)에서 배출된 오염물질을 저장하는 부위이다.Here, the
특히, 상기 디에어레이션탱크(310)는 배기가스 처리부(100)와 배출관로(140)를 통해 서로 연결된다. 이때 상기 배출관로(140)는 배기가스 처리부(100)의 배기가스 처리에 사용된 오염수를 상기 수처리부(300)의 디에어레이션탱크(310)로 제공하기 위한 관로이다.In particular, the
이와 함께, 상기 배출관로(140)에는 사용자의 선택에 따라 상기 오염수를 바이패스 시키는 바이패스관로(150)가 더 연결된다. 즉, 상황에 따라서 오염수를 상기 바이패스관로(150)를 통해 곧장 지정된 장소(예컨대, 해상이나 별도의 오염수 처리소 등)로 배출될 수 있도록 하거나, 상기 배출관로(140)를 통해 수처리부(300)를 이루는 디에어레이션탱크(310)로 상기 오염수가 제공될 수 있도록 한 것이다.In addition, a
또한, 상기 배출관로(140)의 오염수 유입측에는 해당 관로를 통한 오염수의 선택적인 배출 유동을 결정하는 제4밸브(540)가 더 구비되고, 상기 바이패스관로(150)의 오염수 유입측에는 해당 관로를 통한 오염수의 선택적인 배출 유동을 결정하는 제5밸브(550)가 더 구비된다. 이때 상기 제4밸브(540) 및 제5밸브(550)는 둘 중 어느 하나가 개방된 상태일 경우 다른 하나는 폐쇄되도록 제어됨이 바람직하다.Further, a fourth valve (540) for determining the selective discharge flow of the polluted water through the channel is further provided on the polluted water inflow side of the discharge pipe passage (140). On the polluted water inflow side of the bypass pipe A fifth valve (550) is further provided to determine the selective discharge flow of the contaminated water through the channel. At this time, when either one of the
또한, 상기 수처리부(300)에는 배출관로(140)를 통해 배출되는 폐해수의 pH 농도에 따라 중화수 공급량을 제어하기 위한 제6밸브(560)가 더 구비된다. 이때, 상기 제6밸브(560)는 제1밸브(510)와 동일한 관로(해수관로)상에 위치되지만, 각각은 서로 다른 설정에 따른 제어를 받기 때문에 해당 관로의 개방량이 서로 동일하게 제어되도록 동작될 수도 있지만 상기 개방량이 서로 달리 제어되도록 동작될 수도 있다.The
다음으로, 상기 모니터링부는 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 불활성가스 혹은, 배기가스의 유동을 선택적으로 제어함과 더불어 상기 불활성가스와 배기가스 혹은, 해수의 각종 상태를 모니터링하면서 유동을 선택적으로 제어하는 구성이다.Next, the monitoring unit selectively controls the flow of the inert gas or the exhaust gas according to the operation of the inert gas generating mode and the exhaust gas purifying mode, and monitors the various states of the inert gas, the exhaust gas, As shown in FIG.
본 발명의 실시예에서는 상기한 모니터링부가 서로 다른 역할을 수행하는 복수로 제공됨을 제시한다. 즉, 상기 모니터링부는 상기 배기가스 공급관로(200)를 따라 유동되는 가스의 성분을 분석하여 제1밸브(510)의 동작을 제어하는 가스 모니터링부(410)와, 해수 혹은, 오염수의 pH를 분석하여 제6밸브(560)의 동작을 제어하는 오염수 모니터링부(420) 및 중화수 모니터링부(430)를 포함하여 구성됨을 제시하는 것이다.In the embodiment of the present invention, it is suggested that the above-mentioned monitoring units are provided in plural that perform different roles. That is, the monitoring unit includes a
물론, 상기 모니터링부에는 상기 배기가스 공급관로(200)로부터 카고탱크(40) 내로 공급되는 불활성가스의 압력을 측정하여 제3밸브(530)의 동작을 제어하는 압력 모니터링부(440)가 더 포함되어 구성될 수도 있으며, 본 발명의 실시예에서도 상기 압력 모니터링부(440)가 더 포함되어 구성됨을 실시예로 한다.The monitoring unit may further include a
이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치는 석유제품이나 화학제품 및 LNG/LPG 운반선에 주로 사용되는 IGG 방식과, 원유 운반선에 사용되는 IGS(Inert Gas System) 방식 및 수처리부를 포괄하여 이루어지는 EGCS((EGCS;Exhaust Gas Cleaning System)이 단일의 선박에 동시에 구축될 수 있도록 함과 더불어 서로 연계되도록 구성함으로써 동일 기능을 수행하는 장치의 중복적인 구축이 생략될 수 있도록 하여 설치 공간의 축소 및 설비 비용의 절감을 이룰 수 있게 된다.As described above, the ship exhaust gas treatment apparatus according to the embodiment of the present invention includes an IGG system mainly used for petroleum products, chemical products, and LNG / LPG carriers, an IGS (Inert Gas System) system used for crude oil carriers, and a water treatment unit Exhaust Gas Cleaning System (EGCS) (EGCS) can be installed on a single ship at the same time, so that they can be linked with each other, so that redundant construction of devices performing the same function can be omitted, And reduce the equipment cost.
이하에서는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치의 작용을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the ship exhaust gas treating apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.
먼저, 선박이 정박중인 상태에서 카고탱크(40) 내에 카고의 저장을 수행하기 전에는 불활성가스를 생성한 후 이를 상기 카고탱크(40) 내로 공급하는 불활성가스 발생모드로의 운전이 이루어진다.First, before the cargo is stored in the
이와 같이, 불활성가스 발생모드로의 운전이 이루어질 경우 배기가스 처리부(100)는 보일러(30)에서 발생되는 공급 가스를 제공받으면서 불활성가스를 생성하고, 이와 함께 블로워(220)의 구동이 이루어지면서 상기 배기가스 처리부(100)에서 생성된 불활성가스가 배기가스 공급관로(200)를 통해 카고탱크(40) 내로 제공되도록 제어된다.In this case, when the operation is performed in the inert gas generating mode, the exhaust
또한, 이때에는 가스 모니터링부(410)에 의해 상기 배기가스 공급관로(200)를 따라 유동되는 가스의 성분이 분석되며, 이의 과정에서 상기 가스 모니터링부(410)는 가스의 성분에 따라 제1밸브(510)의 동작을 제어하게 된다. 즉, 상기 가스의 배출 농도가 설정치를 초과할 경우 제1밸브(510)의 개방량을 증가시킴으로써 상기 배기가스 처리부(100)로의 해수 공급량이 증가되도록 제어하는 것이다.At this time, the
한편, 상기 불활성가스는 산소농도가 중요한 인자로 적용된다. 즉, 카고탱크(40) 내부로 제공되는 불활성가스의 경우 산소농도가 요구치 미만이어야만 해당 카고탱크(40) 내부의 폭발을 안정적으로 방지할 수 있는 것이다.On the other hand, the oxygen concentration is an important factor for the inert gas. That is, in the case of the inert gas provided to the inside of the
이에 따라, 전술된 불활성가스 발생모드로의 운전이 진행될 때에는 배기가스 공급관로(200)를 따라 유동되는 불활성가스의 산소농도가 가스 모니터링부(410)에 의해 지속적으로 확인되며, 이의 과정에서 상기 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우에는 제3밸브(530)의 차단이 이루어짐과 더불어 제2밸브의 개방이 이루어지면서 해당 불활성가스가 카고탱크(40) 내로 제공됨이 차단되도록 제어된다. 만일 상기 불활성가스의 산소농도가 요구치 미만이 되면 제3밸브(530)가 개방됨과 더불어 제2밸브(520)는 차단되면서 해당 불활성가스가 카고탱크(40) 내로 제공될 수 있도록 제어된다.Accordingly, when the operation to the inert gas generating mode is progressed, the oxygen concentration of the inert gas flowing along the exhaust
그리고 상황에 따라서, 오염수를 상기 바이패스관로(150)를 통해 해당 장소로 곧장 배출되도록 하거나, 수처리부(300)를 통한 오염수의 수처리가 선택적으로 진행된 후 배출되도록 할 수 있다.Depending on the situation, the contaminated water may be directly discharged to the corresponding place through the
그리고, 전술된 일련의 과정을 통해 카고탱크(40) 내로 불활성가스가 공급된 상태로 카고의 저장이 완료되면 불활성가스 발생모드로의 운전이 종료됨과 더불어 제3밸브(530)의 동작 제어가 이루어지면서 배기가스 공급관로(200)로부터 카고탱크(40) 내로의 가스 공급이 차단된다.When the storage of the cargo is completed with the inert gas being supplied into the
한편, 상기한 카고의 저장이 완료된 이후 해당 선박의 운행이 이루어지면 해당 선박의 엔진(10) 구동, 발전기(20) 구동, 보일러(30) 구동 등이 선택적으로 이루어지며, 이와 동시에 상기 엔진(10)의 구동이나 발전기(20)의 구동 및 보일러(30)의 구동에 의해 발생되는 배기가스를 처리하기 위한 배기가스 정화모드로의 운전이 수행된다.When the operation of the ship is completed after the storage of the cargo is completed, driving of the
이와 같은 배기가스 정화모드로의 운전이 수행될 때에는 제3밸브(530)는 폐쇄된 상태를 유지함과 더불어 제2밸브(520)는 개방된 상태를 유지하도록 그 동작이 제어됨으로써 정화된 배기가스가 카고탱크(40) 내로 공급되지 않고 안내관(210)을 통해 대기로 배출되며, 이와 더불어 제4밸브(540)는 개방됨과 더불어 제5밸브(550)는 폐쇄되면서 상기 배기가스 처리부(100)로부터 배출된 오염수는 바이패스관로(150)를 통해 곧장 해상으로 배출되지 못하고 수처리부(300)로 제공된 후 상기 수처리부(300)에서 정화된 상태로 해상으로 배출된다.When the operation in the exhaust gas purifying mode is performed, the
여기서, 상기 수처리부(300)에서는 배출관로(140)를 통해 상기 배기가스 처리부(100)로부터 배출된 오염수를 제공받아 디에어레이션 탱크(310)에서 스팀 및 압축공기의 폭기에 의해 부유물이 제거되며, 계속해서 하이드로사이클론(330)으로 제공되어 상기 하이드로사이클론(330)에서 재차적인 오염물 분리가 이루어진 후 해상으로 배출된다. 이때 상기 디에어레이션 탱크(310)에서 상기 오염수로부터 걸러진 부유물은 부유물탱크(320)에 저장되고, 상기 하이드로사이클론(330)에서 상기 오염수로부터 걸러진 침전물 및 오염물질은 슬러지탱크(340)에 저장된다.The
또한, 상기 과정이 진행되는 도중에는 배기가스 공급관로(200)를 따라 유동되는 배기가스는 가스 모니터링부(410)에 의해 그 성분이 분석되며, 이의 과정 중 상기 배기가스의 성분이 설정된 기준치를 초과하게 될 경우 제1밸브(510)의 개방량 조절을 통한 해수 공급량의 조절이 이루어진다.During the above process, the exhaust gas flowing along the exhaust
이와 함께, 수처리부(300)를 통해 처리된 오염수는 오염수 모니터링부(420)에 의해 오염수의 pH, PAHs 및 탁도가 각각 분석됨과 더불어 배기가스 처리부(100)로 유입되는 해수는 중화수 모니터링부(430)에 의해 pH 농도가 측정된 후 이를 기초로 한 제6밸브(560)의 개방량 제어가 이루어짐으로써 중화수로의 해수 공급량이 추가로 제어된다.In addition, the polluted water treated through the
결국, 전술된 일련의 과정을 통해 배기가스 정화모드로의 운전은 지속적으로 이루어지게 되며, 이로 인해 해상으로 배출되는 오염수 및 대기로 배출되는 배기가스는 환경규제에 적합한 pH 농도 및 성분을 가지면서 배출될 수 있게 된다.As a result, the operation in the exhaust gas purifying mode is continuously performed through the above-described series of processes, and therefore the polluted water discharged to the sea and the exhaust gas discharged to the atmosphere have a pH concentration and a composition suitable for environmental regulation So that it can be discharged.
한편, 첨부된 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 배기가스 처리장치를 나타내고 있다.Meanwhile, FIG. 2 of the accompanying drawings shows a marine exhaust gas treating apparatus according to another embodiment of the present invention.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따르면 배기가스 처리부에 자체적인 디젤유의 연소를 통해 불활성가스를 생성하는 불활성가스 발생기(IGG;Inert Gas Generator)(610)가 더 포함되어 구성됨이 제시된다.According to another embodiment of the present invention, an inert gas generator (IGG) 610 for generating an inert gas through combustion of the diesel oil itself is further included in the exhaust gas treatment unit.
즉, 전술된 일 실시예에서와 같이 불활성가스의 생성이 보일러(30)에서 발생되는 공급 가스를 공급받아 수행하는 것이 아니라, 별도의 불활성가스 발생기(610)를 추가함으로써 배기가스 정화모드의 운전과는 완전히 구별된 불활성가스 생성모드로의 운전이 진행될 수 있도록 한 것이다.That is, as in the above-described embodiment, the generation of the inert gas is not performed by receiving the supply gas generated in the
이때, 상기 불활성가스 발생기는 상기 배기가스 처리부에 구비되면서 연료유 즉, 디젤유를 연소시킬 수 있는 버너로 구성된다.At this time, the inert gas generator is composed of a burner which is provided in the exhaust gas treatment unit and can burn fuel oil, that is, diesel oil.
또한, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 3과 같이 배기가스 공급관로에 상기 배기가스 공급관로를 따라 유동되는 불활성가스를 냉각 건조시키기 위한 쿨러 및 드라이어가 더 포함되어 구성됨을 추가로 제시한다.Further, it is further provided that the embodiment of the present invention further comprises a cooler and a drier for cooling and drying the inert gas flowing along the exhaust gas supply line to the exhaust gas supply line as shown in FIG.
즉, 상기 불활성가스의 냉각 건조가 추가적으로 이루어질 수 있도록 함으로써 다습한 불활성가스가 카고탱크 내로 공급됨으로써 야기될 수 있는 폭발의 위험을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.That is, the cooling and drying of the inert gas can be additionally performed so that the risk of explosion, which may be caused by feeding a humid and inert gas into the cargo tank, can be prevented in advance.
이렇듯, 본 발명에 따른 선박용 배기가스 처리장치는 불활성가스 발생모드로의 운전과 배기가스 정화모드로의 운전을 선택적으로 수행할 수 있으면서도 해당 장치가 단일의 장치를 이루도록 구성함으로써 전체적인 설비의 설치 공간에 대한 축소 및 설치 비용의 감소를 이룰 수 있게 된 장점을 가진다.As described above, the ship exhaust gas treating apparatus according to the present invention can selectively perform the operation in the inert gas generating mode and the exhaust gas purifying mode, and the apparatus can be configured as a single apparatus, And the reduction of the installation cost and the installation cost can be achieved.
한편, 본 발명에 따른 선박용 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 선박은 천연가스의 운반을 위한 선박으로만 한정되지는 않는다.On the other hand, in the ship exhaust gas treating apparatus according to the present invention, the ship is not limited to a ship for transporting natural gas.
예컨대, 상기 선박은 석유 원유를 운반하는 선박이 될 수도 있고, LPG 운반을 위한 선박이 될 수도 있는 것이다.For example, the vessel may be a vessel for transporting petroleum crude oil or a vessel for transporting LPG.
10. 엔진 20. 발전기
30. 보일러 40. 카고탱크
100. 배기가스 처리부 110. 해수관로
120. 분기배관 130. 바이패스관
140. 배출관로 150. 바이패스관로
200. 배기가스 공급관로 210. 안내관
220. 블로워 230. 가스 역류방지부
240. 피브이 브레이커 300. 수처리부
310. 디에어레이션 텡크 320. 부유물 탱크
330. 하이드로 사이클론 340. 슬러지 탱크
410. 가스 모니터링부 420. 오염수 모니터링부
430. 중화수 모니터링부 440. 압력 모니터링부
510,520,530,540,550,560. 밸브 610. 불활성 가스 발생기
620. 쿨러 630. 드라이어10.
30.
100. Exhaust
120. Branch piping 130. Bypass pipe
140. As
200. Exhaust
220.
240.
310.
330.
410.
430. Neutralization
510,520,530,540,550,560.
620.
Claims (15)
상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스 또는 배기가스를 선택적으로 제공받아 해당 선박의 카고탱크 또는 대기로 배출되도록 유동을 안내하는 배기가스 공급관로;
상기 배기가스 처리부에서 배기가스의 정화를 위해 사용된 오염수를 제공받아 정화하는 수처리부; 그리고
상기 불활성가스와 배기가스 또는 해수의 각종 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하여 구성되고;
상기 배기가스 처리부에는, 선박의 엔진, 발전기, 보일러에서 발생된 배기가스를 선택적으로 제공받도록 상기 각 공간과 연통되는 분기배관이 연결되어 이루어지며;
상기 배기가스 처리부의 분기배관에는, 상기 선박의 엔진, 발전기, 보일러로부터 발생된 배기가스를 배기가스 처리부 이외의 장소로 배출함을 안내하는 바이패스관이 각각 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The exhaust gas generated from the ship is supplied according to the operation of the inert gas generating mode and the exhaust gas purifying mode, and the exhaust gas is cooled and purified by the seawater introduced from the sea water pipe to generate an inert gas or desulfurize the exhaust gas An exhaust gas processing unit for exhausting the exhaust gas;
An exhaust gas supply pipe for selectively receiving an inert gas or exhaust gas discharged from the exhaust gas treatment unit and guiding the flow to be discharged to a cargo tank or air of the ship;
A water treatment unit for receiving and cleaning the polluted water used for purifying the exhaust gas in the exhaust gas treatment unit; And
And a monitoring unit for monitoring various states of the inert gas and exhaust gas or seawater;
The exhaust gas processing unit is connected to a branch piping communicating with each space to selectively receive exhaust gas generated from an engine, a generator, and a boiler of a ship;
And a bypass pipe for guiding the discharge of the exhaust gas generated from the engine, the generator, and the boiler of the ship to a place other than the exhaust gas processing unit is further included in the branch pipe of the exhaust gas processing unit. Gas processing device.
상기 배기가스 공급관로에는, 상기 배기가스 처리부에서 상기 카고탱크로 유동되는 불활성가스의 역류됨을 방지하는 가스 역류방지부(deck water seal)가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the exhaust gas supply pipe further comprises a deck water seal for preventing reverse flow of an inert gas flowing from the exhaust gas processing unit to the cargo tank.
상기 배기가스 공급관로에는, 상기 카고탱크 내의 급격한 압력 변화로부터 카고탱크를 보호하는 피브이브레이커가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1 or 4,
Wherein the exhaust gas supply line further comprises a PV breaker for protecting the cargo tank from an abrupt pressure change in the cargo tank.
상기 배기가스 처리부 내로 해수를 공급하는 해수관로에는, 모니터링부를 통해 확인된 배기가스의 배출 농도에 따라 해수의 공급량을 제어하는 제1밸브가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the seawater pipe for supplying seawater into the exhaust gas treatment unit further comprises a first valve for controlling the supply amount of seawater according to the discharge concentration of the exhaust gas identified through the monitoring unit.
상기 배기가스 공급관로에는, 상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우 상기 카고탱크 이외의 공간으로 유동을 안내하는 안내관이 더 연결되어 구성되고;
상기 안내관에는, 제2밸브가 더 구비됨과 더불어 상기 배기가스 공급관로에는 제3밸브가 더 구비되어 상기 배기가스 처리부로부터 배출되는 불활성가스의 산소농도가 요구치 이상일 경우 상기 카고탱크로의 공급이 차단될 수 있도록 함을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the exhaust gas supply pipe is further connected to a guide pipe for guiding the flow to a space other than the cargo tank when the oxygen concentration of the inert gas discharged from the exhaust gas treatment unit is equal to or higher than a required value;
Wherein the guide pipe further includes a second valve and a third valve is further provided in the exhaust gas supply pipe so that when the oxygen concentration of the inert gas discharged from the exhaust gas treatment unit is equal to or higher than a required value, So that the exhaust gas can be exhausted.
상기 배기가스 처리부에는, 배기가스의 처리에 사용된 오염수를 상기 수처리부로 제공하기 위한 배출관로가 연결됨과 더불어 상기 배출관로에는 상기 오염수를 선택적으로 바이패스 시켜 배출하는 바이패스관로가 연결되고;
상기 배출관로 및 바이패스관로에는, 오염수의 선택적인 배출 유동을 결정하기 위한 제4밸브 및 제5밸브가 각각 구비됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1,
The exhaust gas processing unit is connected to a discharge pipe for supplying the polluted water used for treating the exhaust gas to the water treatment unit and a bypass pipe for selectively bypassing and discharging the polluted water is connected to the discharge pipe;
Wherein the exhaust pipe and the bypass pipe are respectively provided with a fourth valve and a fifth valve for determining a selective discharge flow of polluted water.
상기 수처리부에는, 상기 배출관로를 통해 배출되는 오염수의 pH 농도 및 유입되는 해수의 pH 농도에 따라 중화수 공급량을 제어하기 위한 제6밸브가 더 구비됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the water treatment unit further comprises a sixth valve for controlling the neutralized water supply amount according to the pH concentration of the polluted water discharged through the discharge pipe and the pH concentration of the incoming seawater.
상기 수처리부는,
상기 배기가스 처리부에서 배출되는 오염수를 스팀 및 압축공기로 폭기하여 부유물을 제거하는 디에어레이션탱크와,
상기 디에어레이션탱크에서 배출된 부유물을 저장하는 부유물탱크,
상기 디에어레이션탱크에서 배출되는 오염수의 침전물 및 오염물질을 제거하는 하이드로사이클론, 그리고
상기 하이드로사이클론에서 배출된 오염물질을 저장하는 슬러지탱크를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
10. The method of claim 1 or 9,
The water-
A deaeration tank for removing suspended solids by aerating the polluted water discharged from the exhaust gas treatment unit with steam and compressed air,
A floating tank for storing suspended matters discharged from the deaeration tank,
A hydrocyclone for removing sediments and contaminants of the polluted water discharged from the deionization tank, and
And a sludge tank for storing contaminants discharged from the hydrocyclone.
상기 모니터링부는, 불활성가스 생성모드와 배기가스 정화모드의 운전에 따라 불활성가스 또는 배기가스의 유동을 선택적으로 제어하도록 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the monitoring unit is configured to selectively control the flow of the inert gas or the exhaust gas according to the operation of the inert gas generating mode and the exhaust gas purifying mode.
상기 모니터링부는,
상기 배기가스 공급관로를 따라 유동되는 가스의 성분을 분석하는 가스 모니터링부, 그리고
해수 혹은, 오염수의 pH를 분석하는 오염수 모니터링부 및 중화수 모니터링부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
The method according to claim 1 or 11,
The monitoring unit,
A gas monitoring unit for analyzing a component of the gas flowing along the exhaust gas supply line, and
And a neutralized water monitoring unit for monitoring the pH of the seawater or the contaminated water.
상기 모니터링부에는 상기 배기가스 공급관로로부터 카고탱크 내로 공급되는 불활성가스의 압력을 측정하는 압력 모니터링부가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.13. The method of claim 12,
Wherein the monitoring unit further comprises a pressure monitoring unit for measuring a pressure of an inert gas supplied from the exhaust gas supply pipe to the cargo tank.
상기 배기가스 처리부에는 자체적인 디젤유의 연소를 통해 불활성가스를 생성하는 불활성가스 발생기(IGG;Inert Gas Generator)가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.The method according to claim 1,
Wherein the exhaust gas treatment unit further comprises an inert gas generator (IGG) for generating an inert gas through combustion of the diesel oil.
상기 배기가스 공급관로에는 상기 배기가스 공급관로를 따라 유동되는 불활성가스를 냉각 건조시키기 위한 쿨러 및 드라이어가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 선박용 배기가스 처리장치.
15. The method of claim 14,
Wherein the exhaust gas supply line further comprises a cooler and a dryer for cooling and drying the inert gas flowing along the exhaust gas supply line.
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KR20130105545A KR101480435B1 (en) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | Combined exhaust gas cleaning system for ship |
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