KR101638788B1 - 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

평형수 장치의 주된 평형수 라인에 연결될 수 있는, 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치는 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위해 아크롤레인 유도체와 물이 공급될 수 있는 반응 장치와, 부분적인 평형수 흐름을 분기하기 위해 상기 주된 평형수 라인에 연결되는 분기 라인과, 상기 분기 라인과 상기 반응 장치로부터의 아크롤레인 용액 공급 라인에 연결되고 상기 반응 장치로부터의 수용성 아크롤레인 용액을 희석하도록 되어 있는 혼합 장치와, 상기 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 상기 주된 평형수 라인으로 공급하는 공급 장치를 포함한다. 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법에서는 아크롤레인 유도체와 가수분해 수가 반응 장치 내에서 혼합되어 수용성 아크롤레인 용액을 생성하고, 주된 평형수 흐름으로부터 분기 지점에서 분기된 부분적인 평형수 흐름이 상기 반응 장치로부터 공급된 아크롤레인 용액과 혼합되고 나서 상기 반응 장치에 의해 희석되고, 아크롤레인 용액으로 처리된 부분적인 평형수 흐름이 상기 한 형태로서 도시된 혼합 면판(8)을 보여주며, 이 혼합 면판에는 원형이 아닌 사각형의 구멍(5)이 형성되어 있다. 이에 의해 아크롤레인 용액과 주된 평형수 흐름의 소용돌이 및 혼합이 원형 구멍을 가진 혼합 면판에 비해 더욱 향상된다.
도 6은 혼합 노즐(24)을 개략적으로 보여주고 있다. 혼합 노즐(24)은 유출구 원추부(94), 유입구 원추부(96), 유입구 원추부(96)의 유출 단부의 플랜지(100)와 유출구 원추부(94)의 유입 단부의 플랜지(102) 사이에 배치된 중간 요소(98)를 포함한다. 플랜지(100, 102)와 중간 요소(98)는 도분기 지점의 하류에서 상기 주된 평형수 흐름으로 복귀된다.

Description

아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TREATING BALLAST WATER WITH ACROLEIN}

본 발명은 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법 및 장치뿐만 아니라, 평형수를 처리하는 장치를 위한 혼합 장치, 공급 장치 및 반응기 장치에 관한 것이다.

아크롤레인을 사용해서 선박의 평형수를 소독할 수 있다는 것은 이미 공지되어 있다. 5 내지 15 ppm의 아크롤레인을 평형수에 첨가함으로써 박테리아, 조류(藻類), 말조개(zebra mussel) 및 동물 플랑크톤의 다른 유기체를 죽일 수 있고, 이에 의해 어느 항구에서 다른 항구로의 이동을 확실하게 방지할 수 있다. 아크롤레인을 사용하는 장점으로서는 생존력, 특히 말조개의 유충에 대한 생존력과, 아크롤레인이 며칠 후에 자동으로 분해된다는 사실, 즉 목적지 항구에서 평형수를 방류할 때 이러한 살균제로 인해 항구 계류지에 대한 어떠한 새로운 부담도 직면하지 않아도 된다는 사실에 있다.

이러한 장점은 아크롤레인은 최루가스 효과를 가진 고도의 독성 유체이기 때문에 순수한 아크롤레인을 선박에서 취급, 운반 및 저장할 수 없다는 사실과, 선원은 이러한 살균제를 완전한 화생방 보호의를 착용하고 방독면을 사용한 경우에만 취급하도록 강제된다는 사실에 의해서도 생겨난다.

아크롤레인 수용액은 독성이 없고, 안전하게 취급될 수는 있지만, 이러한 수용액의 취급은 단지 며칠 동안만 허용되며, 이에 따라 선박에서의 사용은 병참 문제로 인해 허용되지 않는다.

DE-GM 20 2007 004 912에 공지된 장치에서는 평형수가 물 분사 펌프(water jet pump)를 통해 압력 상승 펌프에 의해 펌핑되고, 물 분사 펌프의 저압 지역이 외부에서 가해지는 아크롤레인 아세탈, 산, 및 가수분해 물을 위한 별도의 유입구를 가진 반응 용기에 제어 밸브를 통해 유압식으로 연결되어 있다. 반응 용기 내에는 수용성 아크롤레인 용액이 생성되어 물 분사 펌프 내의 평형수에 혼합되며, 이에 따라 평형수 내의 유기체들이 아크롤레인에 의해 죽게 된다. DE-GM 20 2007 004 912의 장치에서는 아크롤레인 아세탈이 용해제와 사전 혼합이 요구되지 않고 직접 사용될 수 있다. 이것은 촉매로서 사용된 산에도 동일하게 적용되며, 이 산은 장치 내의 물과 사전 희석 없이 분급될 수 있다. 가수분해 물은 갑판의 물 공급 시스템으로부터 방출된다. 순수한 아크롤레인의 취급, 운반 및 저장에 관한 문제가 이러한 장치에서 해결되더라도, 치수 조정, 특히 물 분사 펌프와 반응 용기의 치수 조정에 관한 문제가 처리량에 관한 점점 늘어나는 요건과 함께 존재한다.

본 발명의 목적은 방법과, 구성에 있어서 단순한 장치를 제공하는 것이며, 이에 의해 평형수가 선박의 갑판에서 처리량이 다량인 경우에도 합리적인 구성 비용으로 아크롤레인으로 처리될 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 평형수 설비의 주된 평형수 라인에 연결될 수 있는, 평형수를 처리하는 장치는 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위해 아크롤레인 유도체, 바람직하게는 아크롤레인 아세탈, 촉매 산, 그리고 물이 공급될 수 있는 반응 장치와, 부분적인 평형수 흐름을 분기하기 위해 상기 주된 평형수 라인에 연결되는 분기 라인과, 상기 분기 라인과 상기 반응 장치로부터의 아크롤레인 용액 공급 라인에 연결되고 상기 반응 장치로부터의 수용성 아크롤레인 용액을 희석하도록 되어 있는 혼합 장치와, 상기 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 상기 주된 평형수 라인으로 공급하는 공급 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 반응 장치는 아크롤레인 유도체를 위한 연결 포트와, 순수한 물을 위한 연결 포트와, 아크롤레인 용액을 위한 유출 포트를 적어도 구비하고 상기 아크롤레인 유도체를 물과 미리 혼합하도록 되어 있는 발생기와, 이 발생기의 유출 포트에 도관을 통해 연결되는 유입 포트와 처리된 아크롤레인 용액을 내보내는 유출 포트를 구비한 호스 반응기를 포함하며, 상기 아크롤레인 용액의 부피는 상기 호스 반응기 내에 상기 아크롤레인 용액의 체류 시간을 제공하도록 되어 있고, 이 체류 시간 내에 상기 아크롤레인 유도체의 수중 용해 및 가수분해가 완료된다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 혼합 장치는 유동 방향으로 좁아지게 되고 압력수 라인에 연결하기 위한 유입 포트를 구비하는 유입구 원추부, 유동 방향으로 확장되고 상기 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 목적지 지점까지 공급하기 위한 라인의 연결을 위한 유출 포트를 구비한 유출구 원추부, 그리고 혼합 노즐의 저압에 연결되고 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위한 반응 장치로부터 아크롤레인 용액 공급 라인에 연결되는 흡인 포트를 구비한 혼합 노즐과, 상기 혼합 노즐의 상류에 배치되고 상기 부분적인 평형수 흐름을 위한 주된 평형수 라인으로부터 분기 라인인 평형수 분리 라인에 연결되는 압력 상승 펌프를 포함하며, 상기 압력 상승 펌프의 출력은 상기 혼합 노즐의 유출구 원추부의 축소에 따라 상기 압력 상승 펌프의 공칭 출력이 상기 유입구 원추부와 유출구 원추부 사이의 혼합 노즐의 영역에서 20 내지 25 m/sec의 수류 속도가 달성될 수 있도록 조정된다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 공급 장치는 상기 주된 평형수 라인에 사용하도록 되어 있는 링 노즐을 포함하며, 상기 링 노즐은 다수의 노즐 구멍이 있는 노즐 링을 포함하며, 이들 노즐 구멍은 노즐 링의 내주에 걸쳐 분포되어 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 위해 수용성 아크롤레인 용액을 생성하는 반응 장치는 아크롤레인 유도체를 위한 연결 포트와, 순수한 물을 위한 연결 포트와, 아크롤레인 용액을 위한 유출 포트를 적어도 구비하고 상기 아크롤레인 유도체를 물과 사전에 혼합하도록 되어 있는 발생기와, 상기 발생기의 유출 포트에 도관을 통해 연결되는 유입 포트와 상기 처리된 아크롤레인 용액을 내보내는 유출 포트를 구비한 호스 반응기를 포함하며, 상기 아크롤레인 용액의 부피는 상기 호스 반응기 내에 상기 아크롤레인 용액의 체류 시간을 제공하도록 되어 있고, 이 체류 시간 내에 상기 아크롤레인 유도체의 수중 용해 및 가수분해가 완료된다. 본 발명에 따른 반응 장치에 의해 바람직하게는 발생기 자체는 큰 부피를 가지지 말아야 하는데, 왜냐하면 아크롤레인 유도체와 물의 반응 중의 일부분이 후속하는 호스 반응기에서 일어나기 때문이다. 발생기가 대개 갑판에 설치됨에 따라 호스 반응기의 호스는 갑판에서 평형수 탱크까지 이어지고, 호스 반응기는 필요한 양의 가수분해 수(hydrolysis water)와 아크롤레인 유도체를 흡인하기 위한 충분한 부피와, 발생기와 호스 반응기 내에서 이러한 혼합물의 충분한 체류 시간을 제공하며, 그 결과 호스 반응기의 출구에서 아크롤레인 용액이 이용 가능하며, 이때 아크롤레인 유도체의 수중 가수분해가 완료된다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 발생기는 분해 촉매를 위한 연결 포트를 더 포함한다. 분해 촉매도 역시 아크롤레인 용액을 위한 출발 물질의 완전한 혼합을 미리 달성하기 위해 발생기로 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 발생기는 약 4 내지 6 리터의 부피를 가진 상자형 용기를 포함한다. 본 발명의 전술한 개념에 의하면, 500 ㎥/h의 평형수 흐름 일부가 호스 반응기로부터 나온 아크롤레인 용액과 혼합될 수 있는 경우에 발생기 자체는 4 내지 5 리터로만 맞춰져 있다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 호스 반응기는 단층 원통형 호스 권선의 모양을 포함한다. 이에 의해 호스 반응기는 콤팩트한 유닛으로서 형성되며, 그 결과 호스 반응기는 선박의 갑판과 평형수 탱크 사이의 임의의 지점에 설치될 수 있으며, 이 지점에서는 이러한 호스 반응기가 적어도 간섭을 일으킨다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 호스 반응기는 적어도 호스 권선의 절반을 포함한다. 호스 반응기를 적어도 호스 권선의 절반을 가진 코일로서 형성함으로써, 아크롤레인 용액을 위한 성분의 혼합이 호스 반응기 튜브 내에서도 촉진된다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 호스 반응기의 튜브는 5000 ㎥/h의 주된 평형수 흐름이 아크롤레인으로 처리되는 용도를 위해 30 내지 40 미터의 길이와, 20 mm 내지 40 mm의 내경을 가지고 있다. 호스 반응기의 이러한 치수 조정은 바람직하게는 호스 반응기 내에서 아크롤레인 용액 및 그 성분들의 원하는 체류 시간을 보장하기 위한 것이다. 호스 반응기의 전술한 치수 조정에 의해 약 10 리터 내지 20 리터의 호스 반응기의 용량이 생기며, 이것은 발생기와 호스 반응기 내에서 아크롤레인 용액의 전체 체류 시간의 계산을 고려한 것이다. 주된 평형수 흐름이 적은 경우, 호스는 이에 맞춰 조정되며, 이때 15 ppm의 평형수에서 아크롤레인의 원하는 농도가 기준값이다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 호스 반응기는 플라스틱 재료, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리테트라플루오르에틸렌으로 구성된다. 플라스틱 재료는 호스 반응기에 특히 적합한데, 왜냐하면 이것은 아크롤레인 용액에 의해 거의 손상되지 않기 때문이다.

본 발명에 따른 반응 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 호스 반응기는 강철 보강재를 포함한다. 강철 보강재에 의해 호스 반응기는 바람직하게는 소정의 압력이 가해져도 위험원이 생기지 않고 이 압력에 견딜 수 있다. .

본 발명의 목적은 또한 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 위한 단순한 구성의 혼합 장치를 제공하는 것이며, 이 혼합 장치의 효율은 대용량의 처리량에서도 최적화되어 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 위한 혼합 장치는 유동 방향으로 좁아지게 되고 압력수 라인에 연결하기 위한 유입 포트를 구비하는 유입구 원추부, 유동 방향으로 확장되고 상기 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 목적지 지점까지 공급하기 위한 라인의 연결을 위한 유출 포트를 구비한 유출구 원추부, 그리고 혼합 노즐의 저압에 연결되고 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위한 반응 장치로부터 아크롤레인 용액 공급 라인에 연결되는 흡인 포트를 구비한 혼합 노즐과, 이 혼합 노즐의 상류에 배치되고 상기 부분적인 평형수 흐름을 위한 주된 평형수 라인으로부터 분기 라인인 평형수 분기 라인에 연결되는 압력 상승 펌프를 포함하며, 이 압력 상승 펌프의 출력은 상기 혼합 노즐의 유출구 원추부의 축소에 따라 상기 압력 상승 펌프의 공칭 출력이 상기 유입구 원추부와 유출구 원추부 사이의 혼합 노즐의 영역에서 20 내지 25 m/sec의 수류 속도가 달성될 수 있도록 조정된다.

베르누이 및 벤츄리의 유동 방정식으로부터, 축소 영역을 빠져나올 때의 물의 유속과, 유동 도관의 치수와, 압력뿐만 아니라 노즐 전방의 유속 사이의 관계가 공지되어 있다. 따라서 압력은 평형수 라인의 공지된 치수와 혼합 노즐의 치수로부터 계산될 수 있으며, 이 압력은 유입구 원추부의 출구에서 20 내지 25 m/sec의 수류 속도를 달성하기 위해 요구된다. 이러한 배출되는 물의 수류 속도는 아크롤레인 용액 공급 라인을 통해 공급되는 아크롤레인 용액이 갑자기, 즉 수 밀리 초 내에 아크롤레인이 용액 속에서 며칠까지 안정적으로 잔류하는 그런 양으로 희석되는 바람직한 효과를 발휘한다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 압력 상승 펌프는 이의 유입 라인과 유출 라인에서 처리량이 500 ㎥/h일 때와 유속이 2 내지 3 m/sec일 때 45 ㎾의 출력으로 조정된다. 이러한 압력 상승 펌프의 조정은 약 5000 ㎥/h의 주된 평형수 흐름이 혼합 장치가 500 ㎥/h의 처리량을 가진 경우에 처리될 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 혼합 노즐의 유입구 원추부는 18도 내지 22도 사이의 원추부 각도를 가지고, 상기 혼합 노즐의 유출구 원추부는 9도 내지 11도 사이의 원추부 각도를 가진다. 이와 같은 유입구 원추부와 유출구 원추부를 위한 원추부 각도의 범위는 수류가 소정량의 고형 입자를 포함한 경우에 유리하며, 예컨대 평형수의 경우 한편으로는 혼합 노즐의 우수한 효율과 다른 한편으로는 혼합 노즐의 긴 수명이 달성된다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 혼합 노즐의 유입구 원추부는 20도의 원추부 각도를 가지고, 상기 혼합 노즐의 유출구 원추부는 10도의 원추부 각도를 가진다. 이와 같은 유입구 원추부와 유출구 원추부를 위한 원추부 각도의 값은 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 위한 혼합 장치의 특수한 용도에 최적인 것으로 판명되었다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 유입구 원추부는 유입구에서 유출구까지 유동 방향으로 직경비, 즉 축소비가 약 2:1이고, 유출구 원추부는 유입구에서 유출구까지 유동 방향으로 직경비, 즉 확장비가 약 1:2이고, 상기 유입구 원추부의 그 유입구에서의 직경과 상기 유출구 원추부의 그 유출구에서의 직경은 상기 연결된 튜브 라인의 직경과 동일한 크기를 가진다. 상기 연결된 튜브 라인의 직경과 관련하여 유입구 원추부와 유출구 원추부의 치수는 한편으로는 우수한 효율을 제공하고, 다른 한편으로는 혼합 노즐의 구성 높이를 가능한 한 낮게 한다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 혼합 노즐은 분해 촉진제용 탱크와 튜브 라인을 통해 연결되어 있는 흡인 포트를 더 구비한다. 이에 의해 바람직하게는 아크롤레인 용액뿐만 아니라 추가의 분해 촉진제도 혼합 노즐 속으로 압력 상승 펌프에 의해 공급된 유체와 함께 공급 및 혼합될 수 있다. 분해 촉진제용 탱크를 혼합 노즐에 연결하는 것은 분해 촉진제의 공급이 혼합 장치 또는 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치의 다른 기능과는 독립적으로 이루어진다는 점에서 더욱 유리하다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 유입구 원추부와 상기 유출구 원추부 사이에는 중간 요소가 설치된다. 이러한 혼합 노즐의 구성은 혼합 노즐이 바람직한 모듈 기술로 조립될 수 있다는 것을 의미하며, 그 결과 혼합 노즐의 부품의 유지 보수 및 교체가 간단하게 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 중간 요소는 상기 아크롤레인 용액을 위한 흡인 포트와 상기 분해 촉진제를 위한 흡인 포트를 구비한다. 이에 의해 바람직하게는 아크롤레인 용액과 분해 촉진제는 혼합 노즐의 저압 영역으로 동일한 레벨로 도입되고, 혼합 노즐 내의 평형수 흐름과 혼합된다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 부분적인 평형수 흐름 중의 현탁 고형 입자를 물리적으로 분리시키는 역할을 하는 분리 유닛은 평형수 분기 라인에 제공되며, 상기 분리 유닛은 상기 평형수의 유동 방향으로 상기 혼합 노즐의 전방에 배치된다. 이와 같은 분리 유닛은 설치되면, 압력 상승 펌프의 수명과 혼합 노즐의 수명을 증가시킨다. 왜냐하면 이들 구성 요소로 흐르는 물은 더 적은 고형 입자들을 포함하며, 따라서 더 적은 마모 입자를 발생시키기 때문이다.

본 발명에 따른 혼합 장치의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 분리 유닛은 원심력 분리기 또는 슬러지 필터를 구비한다. 원심력 분리기, 예컨대 하이드로 사이클론 장치와, 슬러지 필터는 이러한 특수한 용도에서 고려되어야 하는 높은 처리량으로 작동될 수 있다.

본 발명의 목적은 또한 단순한 구성을 가진 공급 장치를 제공하는 것이며, 이 장치에 의해 평형수가 선박의 갑판에서 아크롤레인으로 처리될 수 있으며, 이 장치의 용도는 처리량이 다량인 경우에도 합리적인 구성 비용으로 보장된다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 아크롤레인으로 평형수를 처리하기 위한 선박용 평형수 설비의 주된 평형수 라인에 수용성 아크롤레인 용액을 공급하는 공급 장치는 상기 주된 평형수 라인에 사용하도록 되어 있는 링 노즐을 포함하며, 상기 링 노즐은 다수의 노즐 구멍이 있는 노즐 링을 포함하며, 상기 노즐 구멍은 노즐 링의 내주에 걸쳐 분포되어 있다. 다수의 노즐 구멍이 그 내주에 걸쳐 분포되어 있는 링 노즐에 의해, 아크롤레인 용액은 주된 평형수 흐름의 전체 둘레에 걸쳐 동시에 이러한 주된 평형수 흐름으로 공급될 수 있으며, 그 결과 아크롤레인의 균일한 공급이 주된 수류의 둘레에서 이루어지며, 이에 의해 아크롤레인 용액이 주된 평형수 흐름과 균일하면서 우수한 혼합이 가능하게 된다. 양자의 흐름의 균일한 혼합은 아크롤레인의 원하는 효과, 즉 주된 평형수 흐름에서 살아있는 유기체를 죽이는 데에 필수적이다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 링 노즐의 내주에 걸쳐 분포되어 있는 다수의 노즐 구멍은 등간격으로 배치되어 있다. 이 경우 주된 평형수 흐름에서 아크롤레인 용액 흐름의 균일한 분배가 바람직한 방식으로 이루어진다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 링 노즐의 내경은 상기 주된 평형수 라인의 내주에 맞춰진다. 이 경우, 바람직하게는 주된 평형수 흐름은 방해 없이 흐를 수 있고, 그 결과 주된 평형수 흐름 중에 어떠한 고형 성분도 링 노즐의 전방 또는 후방에서 축적될 수 없다. 또한 이에 의해 링 노즐의 수명이 연장된다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 공급 장치는 상기 링 노즐에 배치된 흐름 간섭 장치를 더 포함하며, 상기 흐름 간섭 장치는 상기 주된 평형수 라인 속에 흐르는 주된 평형수 흐름의 방향으로 상기 링 노즐의 하류에 위치한다. 이 흐름 간섭 장치에 의해 바람직하게는 아크롤레인 용액 흐름과 주된 평형수 흐름 사이의 최종 혼합이 달성된다. 이러한 유체 제어 장치는 링 노즐과 별도로 형성되어 있다는 점은 흐름 간섭 장치가 주된 평형수 흐름에 의해 손상되거나 마모되는 경우에 쉽게 교체될 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 흐름 간섭 장치는 상기 주된 평형수 흐름을 위한 구멍을 가진 혼합 면판을 구비하며, 상기 구멍은 상기 주된 평형수 라인의 자유 내부 단면적보다 작은 개방 면적을 가진다. 이 흐름 간섭 장치는 임의의 흐름 안내 장치, 확산기, 또는 균등물이 될 수 있다. 혼합 면판으로서 흐름 간섭 장치의 실시형태는 한편으로는 아크롤레인 용액 흐름을 주된 평형수 흐름과 혼합하는 목적을 보장하고 다른 한편으로는 교체가 필요한 경우에 쉽게 처리할 수 있는 흐름 간섭 장치를 위한 구조적으로 단순하고 매우 효과적인 해결책이다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 혼합 면판의 구멍은 원형이 아니다. 혼합 면판의 혼합 기능은 둥근 구멍을 가진 혼합 면판의 혼합 효과와 비교하면 원형이 아닌 단면에 의해 개선된다.

본 발명에 따른 공급 장치의 바람직한 실시형태에서, 상기 링 노즐의 공급 라인은 상기 링 노즐에 접선 방향으로 배치되어 있는 급수기 라인으로서 형성되어 있다. 이 경우 바람직하게는 아크롤레인 용액이 링 노즐로 접선 방향으로 도입되며, 그 결과 링 노즐의 유출 구멍에서 아크롤레인 용액의 균일한 분포를 제공하는 원형 흐름이 링 노즐에서 얻어진다.

본 발명의 목적은 또한 방법을 제공하는 것이며, 이 방법에 의해 선박의 갑판에서 평형수가 처리량이 대용량인 경우에도 합리적인 구성 비용으로 아크롤레인으로 처리될 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법이 제공되며, 이 방법에서는 아크롤레인 유도체와 가수분해 수가 반응 장치 내에서 혼합되어 수용성 아크롤레인 용액을 생성하고, 주된 평형수 흐름으로부터 분기 지점에서 분기된 부분적인 평형수 흐름이 상기 반응 장치로부터 공급된 아크롤레인 용액과 혼합되고 나서 상기 반응 장치에서 희석되고, 부분적인 평형수 흐름이 상기 분기 지점의 하류에서 상기 주된 평형수 흐름으로 공급된다. 이에 의해 처리량이 대용량인 경우에 5000 ㎥/h까지의 주된 평형수 라인에서 아크롤레인이 비교적 작게 구성된 설비에서도 생성되고, 주된 평형수 흐름에 충분한 양으로 공급될 수 있다는 것이 달성된다. 또한 아크롤레인 용액의 혼합하기 위해 설비의 충분한 물 공급의 문제가 바람직하게는 주된 평형수 흐름의 일부를 이용함으로써 해결된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 상기 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위한 반응 장치에 분해 촉매가 추가로 공급되어 아크롤레인 유도체의 가수분해를 가속시키며, 이것은 반응 장치에서 아크롤레인의 필요한 체류 시간의 길이에 유리한 영향을 미친다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 부분적인 평형수 흐름에 분해 촉진제가 추가로 공급된다. 이것은 부분적인 평형수 흐름이 주된 평형수 흐름에 혼합되기 전에 아크롤레인 유도체의 현재 잔량이 결국 용해된다는 의미에서 바람직한 영향을 미친다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 주된 평형수 흐름의 약 10%의 부분적인 평형수 흐름이 분기된다. 이것은 한편으로는 설비의 물 공급을 위해 충분하고 다른 한편으로는 설비의 구성 범위를 제한한다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 아크롤레인으로 처리된 주된 평형수 흐름 중에 아크롤레인의 공칭 함량이 약 5 내지 15 ppm의 농도이고 상기 부분적인 평형수 흐름이 상기 주된 평형수 흐름의 10%인 경우, 상기 반응 장치에서 아크롤레인 유도체와 가수분해 수의 비는 상기 반응 장치로부터 나오는 아크롤레인 용액이 150000 ppm의 아크롤레인 농도를 가지도록, 그리고 상기 아크롤레인 용액과 혼합 후에 상기 부분적인 평형수 흐름은 50 내지 150 ppm의 아크롤레인 농도를 가지도록 선택된다. 주된 평형수 흐름에서 아크롤레인의 더 높거나 낮은 농도인 경우, 이러한 디자인 룰은 상응해서 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 반응 장치로부터 나오는 아크롤레인 용액이 약 1:500 내지 약 1:1000의 비로 상기 부분적인 평형수 흐름과 혼합 시에 상기 부분적인 평형수 흐름에 의해 희석되며, 상기 아크롤레인으로 처리된 주된 평형수 흐름 중에 아크롤레인의 공칭 함량이 약 5 ppm 내지 약 15 ppm의 농도이고 상기 부분적인 평형수 흐름이 상기 주된 평형수 흐름의 10%인 경우 상기 아크롤레인으로 처리된 부분적인 평형수 흐름이 약 1:5 내지 약 1:10의 비로 상기 주된 평형수 흐름에 의해 희석된다. 따라서 아크롤레인의 3단계 희석이 발생하며, 제1 희석은 반응 장치에서 5 내지 15%의 아크롤레인 용액의 가수분해 수에 의해, 제2 희석은 반응 장치로부터 나오는 아크롤레인 용액의 혼합 시에, 그리고 제3 희석은 아크롤레인으로 처리된 부분적인 평형수 흐름의 주된 평형수 흐름으로의 유입 시에 발생한다. 이에 의해 상기 방법의 우수한 경제성이 달성된다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 부분적인 평형수 흐름과 상기 아크롤레인 용액을 혼합하기 위해 상기 부분적인 평형수 흐름에 의해 작동되는 물 분사 펌프 형태의 혼합 노즐이 사용되며, 상기 혼합 노즐의 저압 영역에는 상기 아크롤레인 용액과 필요한 경우 분해 촉진제가 공급된다. 이에 의해 아크롤레인 용액의 부분적인 평형수 흐름과의 우수한 혼합이 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 상기 부분적인 평형수 흐름의 압력과 유속은 상기 혼합 노즐 내에서 수류 속도가 20 내지 25 m/sec의 범위에 도달하도록 선택된다. 혼합 노즐 내에서 20 내지 25 m/sec의 범위의 수류 속도는 반응 장치로부터 아크롤레인 용액과 분해 촉진제를 흡인하기에 충분하고, 이것은 공급된 매체를 수 밀리 초 내에 즉각 혼합하는 것을 보장하며, 이것은 아크롤레인의 안정화에 중요하다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시형태에서, 부분적인 평형수 흐름에서 500 ㎥/h의 처리량과 2-3 m/sec의 유속으로 주어지는 경우 45 ㎾의 공칭 출력의 압력 상승 펌프는 부분적인 평형수 흐름에서 압력을 상승시키는 데에 사용되어 혼합 노즐에서 20 내지 25 m/sec의 유속을 달성한다. 이러한 치수 조정 룰은 다른 처리량에도 상응하여 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 위해 수용성 아크롤레인 용액을 생성하는, 단순화된 구성을 가진 반응 장치를 제공하는 것이며, 이 장치에서는 평형수가 선박의 갑판에서 아크롤레인으로 처리될 수 있으며, 이 장치의 용도는 처리량이 다량인 경우에도 합리적인 구성 비용으로 보장된다.

이제 본 발명의 실시형태들이 첨부 도면을 참조하여 설명된다. 도면에서
도 1은 완성된 장치에 대한 제1 실시형태를 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 2는 링 노즐(ring nozzle)을 개략적으로 보여주는 측면도이며,
도 3은 평형수 튜브 라인에 삽입된 링 노즐을 혼합 면판(mixing faceplate)과 함께 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 4는 접선 방향으로 배열된 급수기 라인을 가진 링 노즐의 사시도이며,
도 5는 직사각형 구멍을 가진 혼합 면판(MB)의 정면도이며,
도 6은 혼합 노즐의 단면도이다.

도 1은 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치를 개략적으로 보여주고 있으며, 이 장치에서는 본 발명에 따른 반응기, 본 발명에 따른 혼합기, 및 본 발명에 따른 공급 장치가 사용된다. 본 발명에 따른 반응 장치, 본 발명에 따른 혼합 장치, 및 본 발명에 따른 공급 장치는 또한 도 1에 도시된 전체 장치와 독립적으로 사용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다.

도 1로부터 알 수 있듯이, 아크롤레인으로 처리될 평형수의 주된 평형수 흐름(단위 시간당 부피)(BW)이 주된 평형수 라인(2)를 통과해서 공급 장치로 흐르며, 이 공급 장치는 노즐 링을 구비한 링 노즐(4)을 구비하며, 이 링 노즐의 내측에는 적어도 하나의 노즐 구멍(6), 바람직하게는 등간격으로 배열된 다수의 노즐 구멍(6)이 형성되어 있다.

또한 공급 장치는 주된 평형수 흐름의 방향에서 보았을 때 링 노즐(4)로부터 하류에 위치한 흐름 간섭 장치를 포함한다. 이 흐름 간섭 장치는 흐름 제한 장치, 흐름 안내 장치, 또는 기타 장애물이 될 수도 있으며, 이에 의해 링 노즐로부터 나오는 주된 평형수 흐름이 소용돌이쳐서 혼합된다. 흐름 간섭 장치의 바람직한 형상은 도 1에 도시한 혼합 면판(8)이며, 이 혼합 면판을 평형수가 통과해서 링 노즐(4)을 빠져나간다. 이러한 혼합 면판(8)에 의해 주된 평형수 라인(2)의 자유 횡단면이 좁아지고, 이 면판(8)의 전방에는 평형수 흐름을 난류로 만드는 과도 유압이 발생하며, 이러한 난류는 아크롤레인으로 미리 처리된 평형수를 포함한 주된 평형수 흐름(BW)을 신속하고 잘 혼합시키게 된다.

아크롤레인 처리수 흐름(단위 시간당 부피)(BA)이 동시에 노즐 구멍(6)을 통과해서 내측으로 흐르고, 주된 평형수 흐름(BW)과 만난다. 혼합 면판(8)에 의한 주된 평형수 흐름(BW)과 아크롤레인 처리수 흐름(BA)의 충분하면서도 동시적인 혼합은, 합해져서, 평형수 방출류(BWB)를 제공한다.

평형수 처리 장치는 평형수를 선박의 평형수 탱크로 공급하는 평형수 공급 펌프(도시 생략)로부터 하류와 공급 장치의 상류에서 주된 평형수 라인(2)으로부터 분기하는 분기 라인(10)을 더 포함하며, 이 분기 라인에 의해 부분적인 평형수 흐름(BT)이 평형수 처리 장치로 공급된다. 분기 라인(10)은 부분적인 평형수 흐름(BT)의 슬러지 부분과 현탁 고형 입자를 각각 물리적으로 분리시키는 역할을 하는 분리 유닛(12)으로 안내된다. 분기 라인(10)에는 제어 밸브(14)가 설치되어 분리 유닛(12)으로 들어가는 부분적인 평형수 흐름(BT)의 양을 제어한다. 분리 유닛(12)에서 분리된 슬러지 수류(BZ)는 배출 라인(16)을 통해 처리 장치를 벗어난다. 분리 유닛(12)은 원심력 및/또는 여과에 의해 부분적인 평형수 흐름(BT)으로부터 현탁 고형 입자를 물리적으로 분리시킨다.

분리 유닛(12)에 의해 미리 물리적으로 정화된 부분적인 평형수 흐름(BV)은 정수 라인(18)을 통과해서 압력 상승 펌프(20)의 흡인 포트로 흐른다. 압력수 라인(22)은 압력 상승 펌프(20)에서 혼합 노즐(24)로 연장해서 압력 상승 펌프(2)에서 나와서 사전에 물리적으로 정화된 부분적인 평형수 흐름(BV)을 혼합 노즐(24)의 유입 포트(26)로 공급하며, 이 혼합 노즐 내에는 부분적인 평형수 흐름(BV)이 수용성 아크롤레인 용액과 혼합되고, 아크롤레인 용액 중의 아크롤레인이 분해되지 않을 정도로 희석된다.

혼합 노즐(32)은 과도 유압을 가진 노즐 영역이 있는 물 분사 펌프이다. 혼합 노즐(24)은 라인(29)을 통해 링 노즐(4)과 연결되고 진공 포트(30, 32)에 연결되는 유출 포트(28)를 더 포함한다.

압력 상승 펌프(20)의 출력은 혼합 노즐의 유입구 원추부의 축소에 따라 압력 상승 펌프의 공칭 출력일 때 유입구 원추부와 유출구 원추부 사이의 혼합 노츨 영역에서 수류 유속이 20 내지 25 m/sec에 도달할 수 있을 정도로 조정된다. 압력 상승 펌프(20)는 자신의 유입 라인과 유출 라인에서 처리량이 500 ㎥/h일 때와 유속이 2 내지 3 m/sec일 때 45 ㎾의 출력에 맞춰진다.

혼합 노즐(24)은 라인(29)을 통해 링 노즐(4)과 연결되고 진공 포트(30, 32)에 연결되는 유출 포트(28)를 더 포함한다. 압력 상승 펌프(20)는 물 분사 펌프로서 형성된 혼합 노즐(24)의 양단에서 혼합 노즐(24)의 유입 포트(26)의 압력과 혼합 노즐(24)의 유출 포트(28)의 압력 사이의 압력차가 약 1 bar 내지 1.5 bar 범위에서 발생하도록 조정되며, 그 결과 혼합 노즐 내에 진공 영역이 발생하고, 이 진공 영역에 의해 아크롤레인 용액이 흡인된다.

부분적인 평형수 흐름(BV)의 부피는 펌프에 의해 흡인되는 부분적인 평형수 흐름(BT)의 부피에서 고형물의 물리적인 분리를 위한 분리 유닛(12)에 의해 분리된 슬러지 수류(BZ)의 부피를 뺀 차이와 거의 동일하다.

하나의 진공 포트(30)는 라인(34)을 통해 호스 반응기(36)와 연결되며, 이 호스 반응기는 유출 포트(38)와 유입 포트(40)를 구비하고 있다. 호스 반응기(36)의 유입 포트(40)는 라인(42)을 통해 발생기(46)의 유출 포트(44)와 연결되며, 이 발생기는 아크롤레인 유입 포트(48)와, 분해 촉매 유입 포트(50)와, 물 유입 포트(52)를 포함한다.

아크롤레인 유도체, 예컨대 아크롤레인 아세탈의 부피 흐름(A)이 부분적인 수류(BT)의 부피에 따라 발생기(46)의 아크롤레인 유입 포트(48)를 통해 공급된다. 분해 촉매의 부피 흐름(K)은 부피 흐름(A)에 따라 발생기(46)의 분해 촉매 유입 포트(50)를 통해 공급된다. 수류(W)는 부피 흐름(A)에 따라 발생기(46)의 물 유입 포트(52)를 통해 공급된다. 물 유입을 제어하기 위한 밸브(56)가 물 유입 포트(52)에 연결된 라인(54)에 설치되어 있다.

분기 라인(58)이 물 유입 포트(52)에서 압력수 라인(22)까지 연장하고, 펌프(20)와 혼합 노즐(24) 사이에서 종결된다. 라인(54)의 밸브(56)가 개방되고 라인(58)의 밸브(60)가 폐쇄되는 경우, 물은 정수원(도시 생략)으로부터 공급된다. 선택적으로 발생기(46)가 수류(W)를 이용하는 대신에 부분적인 수류(BV)의 부분적인 흐름을 이용하여 라인(58)을 통해 작동될 수도 있다. 이를 위해 밸브(56)는 폐쇄되고, 밸브(60)는 개방된다.

발생기(46)에서 물(W), 분해 촉매(K) 및 아크롤레인 유도체(A)의 상호 작용에 의해 생성된 수용성 아크롤레인 용액은 발생기(46)의 유출 포트(44)로부터 호스 반응기(36)의 유입 포트(40) 속으로 흐르며, 이 호스 반응기에서는 반응 성분들의 반응이 완료된다. 수용성 아크롤레인 용액은 호스 반응기(36)의 유출 포트(38)로부터 라인(34)을 통해 혼합 노즐(32)의 진공 포트(30) 속으로 흐른다.

진공 포트(30)로 공급된 수용성 아크롤레인 용액의 부피 흐름은 연결 포트(36)를 통해 공급되고 사전에 물리적으로 정화된 부분적인 평형수 흐름(BV)과 혼합 노즐에서 만난다.

혼합 노즐(24)에서 생성된 아크롤레인 함유 수류는 유출 포트(28)를 통해 혼합 노즐(24)을 떠나고, 라인(29)을 통해 링 노즐(4)에 도달한다. 링 노즐에서는 주된 평형수 흐름(BW)과 혼합이 일어난다.

분해 촉진제용 탱크(64)가 라인(62)을 통해 진공 포트와 연결되어 있다. 라인(61)에는 펌프(66)와 차단밸브(68)가 이 순서로 탱크(64)와 진공 포트(32) 사이에 설치되어 있다. 탱크(64)는 라인(63)을 통해 펌프(66)의 흡인 포트에 유압 연결되어 있다. 차단밸브(68)의 유입 플랜지가 펌프(66)의 압력 포트에 제공되어 있다. 차단밸브(68)의 유출 플랜지가 혼합 노즐(24)의 진공 포트(32)의 플랜지와 결합되어 있다. 따라서 분해 촉진제는 필요에 따라 펌프(66)에 의해 밸브(68)를 경유하여 라인(62)을 통해 진공 포트(32)로 분급될 수 있다.

도 2는 평형수 처리 장치의 제2 실시형태를 개략적으로 보여준다. 이 실시형태는 혼합 노즐(24)과 발생기(46)를 위한 물 공급이 별도의 물 공급원, 예컨대 처리 물 탱크(67)로 도시된 선박의 처리 물 공급원으로부터 이루어진다는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 이 실시형태에서 처리 물 탱크(67)는 압력 상승 펌프(20)와 직접 연결된다. 두 실시형태의 공통적인 특징은 주된 평형수 흐름과 비교해서 소량인 아크롤레인 함유 수류가 주된 평형수 흐름에 고효율로 공급된다는 점에 있다.

도 3으로부터 알 수 있듯이, 링 노즐(4)의 노즐 링(5)은 다수의 노즐 구멍(6)이 그 내주에 형성된 내측 튜브부(70)뿐만 아니라 외측 튜브부(72)로 구성되어 있고, 플랜지 링(74, 76)이 형성되어 있다. 이들 플랜지 링(74, 76)은 내측 튜브부(70)와 외측 튜브부(72) 사이에서 유밀식으로 용접되어 있다. 스터드 볼트(78)가 플랜지 링(74, 76)에 삽입되며, 그 결과 너트(79)(도 4)에 의해 기존의 평형수 라인에 대한 용이한 설치가 가능하다.

도 3으로부터 알 수 있듯이, 링 노즐(4)은 혼합 면판(8)이 주된 평형수 흐름(BW)의 유동 방향으로 노즐 구멍 후방에 위치하도록 스터드 볼트(78)와 너트(79)에 의해 주된 평형수 라인(2)의 연결 플랜지(80, 82)에 직접 연결된다. 링 노즐(4)과 연결 플랜지(80, 82) 사이에는 플랜지 시일(84, 86)이 설치된다. 링 노즐(4)과 주된 평형수 라인(2)의 연결 플랜지(80, 82) 사이에는 혼합 면판(8)이 배치되고, 2개의 편평한 시일(88, 90)을 통해 밀봉된다. 혼합 면판(8)은 스터드 볼트(78)에 너트(79)를 체결함으로써 간단하게 고정된다. 이에 의해 링 노즐(4)은 선박에 존재하는 평형수 라인에 간단하게 연결된다.

도 4는 링 노즐(4)과, 외측 튜브 덮개(72)에 접선 방향으로 배열된 라인(29)을 보여주는 사시도이며, 이 라인(29)은 급수기 라인으로서 형성되어 있다. 혼합 노즐(24)을 떠나는 아크롤레인 함유 수류는 약 1 내지 1.5 bar의 압력을 받으며, 그 결과 혼합 노즐(24)을 빠져나온 아크롤레인 함유 수류는 압력 하에서 접선 방향으로 라인(29)을 통해 링 노즐(4)의 노즐 링 속으로 유입 또는 급수되며, 이때 거의 동일한 양의 아크롤레인 용액이 개개의 노즐 구멍(6)으로부터 유출된다는 것을 보장하는 원형류가 발생한다. 따라서 주된 평형수 흐름(BW)으로 아크롤레인 용액이 균일하게 공급된다. 상류에 위치한 흐름 간섭 장치가 아크롤레인 용액과 주된 평형수 흐름(BW)의 소용돌이 및 혼합을 야기한다.

도 5는 흐름 간섭 장치의 바람직 6에 도시된 바와 같이 나사(104)와 너트(106)에 의해 서로 체결된다. 유입구 원추부(96)는 평형수를 위한 유입 포트(26)를 구비하며, 유출구 원추부(94)는 유출구(28)를 구비한다. 중간 요소(98)의 흡인 포트(30, 32)는 각각 아크롤레인 용액용 라인(34)과 분해 촉진제용 라인(62)을 연결하는 역할을 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 유입구 원추부(96)는 20도의 구멍 각도를 가지고, 유출구 원추부(94)는 10도의 구멍 각도를 가진다. 혼합 노즐(24)의 유입구 원추부(96)는 유입구에서 유출구까지 유동 방향(S)으로 직경비, 즉 직경 영역의 축소비가 약 2:1이고, 유출구 원추부는 유입구에서 유출구까지 유동 방향(S)으로 직경비, 즉 구멍 영역의 확장비가 약 1:2이다. 유입구 원추부(96)의 유입구(26)에서의 직경과 유출구 원추부(94)의 유출구(28)에서의 직경은 평형수를 위한 연결 튜브 라인의 직경과 동일하다. 압력 상승 펌프(20)가 45 ㎾로 설계된 경우, 그리고 압력 상승 펌프(20)가 그 공칭 출력에서 작동하는 경우, 유입구 원추부(96)의 유출 단부에서 요구되는 유속 20 내지 25 m/sec은 500 ㎥/h의 평균치와 2-3 m/sec의 유속일 때 달성된다.

유입구 원추부(94)는 공급 라인(29)과 플랜지(98)를 통해 링 노즐(4)에 결합된다. 유입구 포트(96)는 평형수의 공급을 위한 라인(18)과 플랜지(110)를 통해 결합된다.

Claims (37)

1. 선박에서 평형수 설비의 주된 평형수 라인에 연결되어 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 장치로서,
   아크롤레인 유도체, 촉매 산 및 물을 공급하여 수용성 아크롤레인 용액을 생성하도록 구비되는 상기 아크롤레인 유도체를 위한 아크롤레인 유도체 유입 포트, 상기 촉매 산을 위한 촉매 산 유입 포트 및 상기 물을 위한 물 유입 포트를 포함하는 반응 장치;
   분기지점에 있는 부분적인 평형수 흐름을 분기하고 분기된 부분적인 평형수 흐름을 주된 평형수 라인에 있는 공급 장치에 의해 상기 주된 평형수 라인으로 공급하기 위해 상기 주된 평형수 라인에 연결되는 분기 라인;
   상기 반응 장치에 의해 생성된 수용성 아크롤레인 용액을 희석하기 위하여 상기 분기지점과 상기 공급 장치 사이에 있는 상기 분기 라인과 연결되며, 상기 반응 장치로부터 아크롤레인 용액 공급 라인에 의해 연결되는 혼합 장치;를 포함하며,
   상기 아크롤레인 용액 공급 라인은, 선박의 갑판에 있는 상기 반응 장치에서부터 상기 혼합 장치까지 연장형성되며,
   상기 공급 장치는, 상기 혼합 장치와 연결되어 희석된 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 상기 주된 평형수 라인으로 공급하는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반응 장치는 아크롤레인 유도체를 위한 연결 포트와, 순수한 물을 위한 연결 포트와, 아크롤레인 용액을 위한 유출 포트를 적어도 구비하고 상기 아크롤레인 유도체를 물과 사전에 혼합하도록 되어 있는 발생기와, 상기 발생기의 유출 포트에 도관을 통해 연결되는 유입 포트와 처리된 아크롤레인 용액을 내보내는 유출 포트를 구비한 호스 반응기를 포함하며, 상기 아크롤레인 용액의 부피는 상기 호스 반응기 내에 상기 아크롤레인 용액의 체류 시간을 제공하도록 되어 있고, 이 체류 시간 내에 상기 아크롤레인 유도체의 수중 용해 및 가수분해가 완료되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 혼합 장치는 유동 방향으로 좁아지게 되고 압력수 라인에 연결하기 위한 유입 포트를 구비하는 유입구 원추부, 유동 방향으로 확장되고 상기 수용성 아크롤레인 용액을 상기 혼합 장치로부터 목적지 지점까지 공급하기 위한 라인의 연결을 위한 유출 포트를 구비한 유출구 원추부, 그리고 혼합 노즐의 저압에 연결되고 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위한 반응 장치로부터 아크롤레인 용액 공급 라인에 연결되는 흡인 포트를 구비한 혼합 노즐과, 상기 혼합 노즐의 상류에 배치되고 상기 부분적인 평형수 흐름을 위한 주된 평형수 라인으로부터 분기 라인인 평형수 분리 라인에 연결되는 압력 상승 펌프를 포함하며, 상기 압력 상승 펌프의 출력은 상기 혼합 노즐의 유출구 원추부의 축소에 따라 상기 압력 상승 펌프의 공칭 출력이 상기 유입구 원추부와 유출구 원추부 사이의 혼합 노즐의 영역에서 20 내지 25 m/sec의 수류 속도가 달성될 수 있도록 조정되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 공급 장치는 상기 주된 평형수 라인에 사용하도록 되어 있는 링 노즐을 포함하며, 상기 링 노즐은 다수의 노즐 구멍이 있는 노즐 링을 포함하며, 상기 노즐 구멍은 노즐 링의 내주에 걸쳐 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 장치.
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30. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 따른 평형수 처리 장치를 이용하여 선박에서 아크롤레인으로 평형수를 처리하는 방법으로서,
    아크롤레인 유도체, 촉매 산 및 가수분해 수가 반응 장치 내에서 혼합되어 수용성 아크롤레인 용액을 생성하며,
    상기 반응 장치 내에서 생성된 수용성 아크롤레인 용액이 부분적인 평형수 흐름으로 혼합되고 희석되며, 부분적인 평형수 흐름은 주된 평형수 라인의 주된 평형수 흐름으로부터 분기 라인에 의하여 분기 지점에서 분기되며,
    상기 반응 장치 내에서 생성된 수용성 아크롤레인 용액이 선박의 갑판에 있는 상기 반응 장치로부터 주된 평형수 라인에 연결된 분기 라인에서 혼합 장치로 공급되며,
    부분적인 평형수 흐름이 상기 분기 지점에서 상기 혼합 장치를 통하여 상기 주된 평형수 흐름으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 수용성 아크롤레인 용액을 생성하기 위한 반응 장치에 분해 촉매가 추가로 공급되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
32. 제30항에 있어서, 상기 부분적인 평형수 흐름에 분해 촉진제가 추가로 공급되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
33. 제30항에 있어서, 상기 주된 평형수 흐름의 약 10%의 부분적인 평형수 흐름이 분기되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
34. 제30항에 있어서, 상기 아크롤레인으로 처리된 주된 평형수 흐름 중에 아크롤레인의 공칭 함량이 약 5 내지 15 ppm의 농도이고 상기 부분적인 평형수 흐름이 상기 주된 평형수 흐름의 10%인 경우, 상기 반응 장치에서 아크롤레인 유도체와 가수분해 수의 비는 상기 반응 장치로부터 나오는 아크롤레인 용액이 150000 ppm의 아크롤레인 농도를 가지도록, 그리고 상기 아크롤레인 용액과 혼합 후에 상기 부분적인 평형수 흐름은 50 내지 150 ppm의 아크롤레인 농도를 가지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
35. 제30항에 있어서, 상기 반응 장치로부터 나오는 아크롤레인 용액이 약 1:500 내지 약 1:1000의 비로 상기 부분적인 평형수 흐름과 혼합 시에 상기 부분적인 평형수 흐름에 의해 희석되며, 상기 아크롤레인으로 처리된 주된 평형수 흐름 중에 아크롤레인의 공칭 함량이 약 5 ppm 내지 약 15 ppm의 농도이고 상기 부분적인 평형수 흐름이 상기 주된 평형수 흐름의 10%인 경우 상기 아크롤레인으로 처리된 부분적인 평형수 흐름이 약 1:5 내지 약 1:10의 비로 상기 주된 평형수 흐름에 의해 희석되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
36. 제30항에 있어서, 상기 부분적인 평형수 흐름과 상기 아크롤레인 용액을 혼합하기 위해 상기 부분적인 평형수 흐름에 의해 작동되는 물 분사 펌프 형태의 혼합 노즐이 사용되며, 상기 혼합 노즐의 저압 영역에는 상기 아크롤레인 용액과 필요한 경우 분해 촉진제가 공급되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
37. 제30항에 있어서, 상기 부분적인 평형수 흐름의 압력과 유속은 상기 혼합 노즐 내에서 수류 속도가 20 내지 25 m/sec의 범위에 도달하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 평형수 처리 방법.
    

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