KR101769218B1 - Apparatus for treating ballast water, ship comprising the same and method for treating ballast water - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 연도가스 배기라인과 연결되는 연도가스 인출라인; 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크; 및 평형수 저장 탱크로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인을 포함하며, 연도가스 인출라인은 평형수 공급라인 내부로 연결되도록 마련되고, 연도가스 인출라인은, 연도가스의 배기 흐름을 따라 연도가스 배기라인에서 100℃이하의 연도 가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결된 선박 평형수 처리 장치가 제공된다.The present invention relates to a ship ballast water treatment apparatus, a ship including the same, and a ship ballast water treatment method, and, in accordance with an aspect of the present invention, there is provided a ship ballast water treatment apparatus comprising: a flue gas discharge line connected to a flue gas discharge line of a ship; A ballast water storage tank having a storage space maintained at a predetermined pressure; And a ballast water supply line for supplying ballast water to the ballast water storage tank, wherein the flue gas outlet line is provided for connection into the ballast water supply line, and the flue gas outlet line is connected to the flue gas outlet line, There is provided a ship ballast water treatment apparatus fluidly connected to a region where flue gas flows at a temperature of 100 DEG C or lower in a gas exhaust line.

Description

선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수의 처리 방법{Apparatus for treating ballast water, ship comprising the same and method for treating ballast water}Technical Field [0001] The present invention relates to a ship ballast water treatment apparatus, a ship including the ballast water treatment apparatus, and a method for treating the ship ballast water,

본 발명은 선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수의 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 선박의 연도가스를 이용하여 선박 평형수를 살균 처리할 수 있는 선박 평형수 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a ship ballast water treatment apparatus capable of disinfecting ship ballast water using flue gas of a ship, and more particularly, to a ship ballast water treatment apparatus and a ship ballast water treatment apparatus, ≪ / RTI >

선박 운항 때 무게중심을 유지하기 위해 선체의 좌우나 밑바닥에 설치된 탱크에 바닷물을 채우며, 이러한 바닷물을 선박 평형수(ballast water)라고 한다. 또한, 화물을 선적하고 하역할 때, 싣고 있던 선박 평형수를 조절하여 선박의 무게중심을 잡는다. 한편, 선박이 다른 국가의 항만에 입항 시 싣고 있었던 선박 평형수를 배출하게 되는데, 선박 평형수 속의 미세 해양생물들이 주변 해역의 토착 생태계를 교란시키고 적조를 발생시키는 등 심각한 문제들을 일으키고 있다.In order to maintain the center of gravity during the ship operation, the tanks installed on the left and right sides of the hull are filled with seawater, and these seawater is called ballast water. In addition, when loading and unloading cargo, the ship's balance center is adjusted by adjusting the ship's ballast water load. On the other hand, marine ballast water discharged from vessels entering ports in other countries is discharged. Micro marine organisms in marine equilibrium water are causing serious problems such as disturbing indigenous ecosystems in the surrounding area and generating red tides.

해양 오염을 방지하기 위하여, 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)에서 지난 2004년부터 국제 선박 평형수(ballast water) 관리협약이 이루어졌다. 이로 인하여 2020년까지 운영 중인 모든 선박들에 선박평형수 처리설비를 설치해야 한다. 또한, 2005년에 국제해양오염방지협약(MARPOL)의 부속서 Ⅵ(Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships)가 제정됨에 따라 선박에 의해 발생하는 대기오염을 규제하게 되었으며, 지속적으로 감축하여 일반 지역의 경우 2020년까지 SOx 배출을 0.5 % m/m까지 줄여야 한다. 이에 한국, 미국, 유럽, 일본 등 여러 국가에서 선박평형수 처리 방법 및 장치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있으며, 필터, 캐비테이션, 오존 소독, 염소소독, 원심분리, 무산소화, 자외선 소독법 등 많은 처리방법이 소개되고 있다. In order to prevent marine pollution, the International Maritime Organization (IMO) has been involved in the international ballast water management convention since 2004. For this reason, ship ballast water treatment facilities must be installed in all vessels operated by 2020. In addition, in 2005, the Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships (MARPOL) were enacted to regulate air pollution caused by ships, By 2020, SOx emissions should be reduced to 0.5% m / m. Many researches have been conducted on ballast water treatment methods and devices in Korea, USA, Europe, Japan and many other countries. There are many treatment methods such as filter, cavitation, ozone disinfection, chlorine disinfection, centrifugation, anaerobic digestion, Has been introduced.

또한, 국내의 조선업계에서 선박 평형수 처리를 전기화학적으로 살균함으로써 IMO 협약에 적합한 선박 평형수를 제조하고 있으며, 한국등록특허 제10-0542895호와 한국등록특허 제10-0840762호는 전기 분해 반응을 이용한 평형수 처리장치를 개시하고 있다.In addition, Korean shipbuilding industry manufactures ship ballast water suitable for IMO convention by electrochemically sterilizing ship ballast water treatment. Korea Patent No. 10-0542895 and Korean Patent No. 10-0840762 disclose electrolysis And a ballast water treatment apparatus using the same.

그러나 이러한 종래 기술은 해수를 전기분해 시 수소와 산소가 생성됨에 따라 폭발의 위험이 있다. 또한, 소독 처리된 선박평형수에 포함되어 있는 HClO를 중화하여, 외부, 즉 바다로 배출함에 따라 생태계를 교란시키거나 파괴할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 환경 및 안전 문제로 종래 선박평형수 처리 시스템의 검증이 요구되고 있다.However, such conventional techniques have a risk of explosion as hydrogen and oxygen are produced during electrolysis of seawater. In addition, there is a problem that the ecosystem can be disturbed or destroyed by neutralizing the HClO contained in the disinfected ship ballast water and discharging it to the outside, that is, to the sea. Therefore, it is required to verify the conventional ballast water treatment system due to environmental and safety problems.

특히 전기분해 공정 중에 조업자의 부주의나 제어 오류에 의해 전기 분해 반응 장치가 밀폐될 경우 지속적으로 생성되는 산소 및 수소 기체는 선박 사고를 초래할 수 있으므로, 이 문제를 해결하기 위한 공정 개발이 시급하다.Particularly, when the electrolytic reaction apparatus is sealed due to carelessness or control error during the electrolytic process, oxygen and hydrogen gas continuously generated may cause a ship accident, and therefore it is urgent to develop a process for solving this problem.

또한, 불활성 가스를 이용한 기존의 선박 평형수 처리시스템은 선박 평형수의 용존 산소량을 저하시켜 미세 생물들의 번식 및 증식을 방지하고 있다. 이러한 종래 기술을 선박에 적용하기 위해서는 선체 내에 별도의 불활성 가스 생성기 또는 불활성 가스 보관탱크 및 이를 연결하기 위한 배관이 구축되어야 하고, 불활성 가스의 낮은 용해도를 높이기 위해 많은 노력이 필요하다. 따라서 보다 안전하면서도 효율적으로 선박 평형수를 처리할 수 있는 장치 및 방법의 도입이 요구되는 실정이다In addition, the existing ship ballast water treatment system using an inert gas lowers the amount of dissolved oxygen in ship ballast water, thereby preventing breeding and propagation of microorganisms. In order to apply such a conventional technique to a ship, a separate inert gas generator or inert gas storage tank and piping for connecting the same must be constructed in the hull, and a lot of effort is required to increase the low solubility of the inert gas. Therefore, there is a need to introduce an apparatus and a method for treating ship ballast water more safely and efficiently

한국등록특허 제10-0542895호Korea Patent No. 10-0542895 한국등록특허 제10-0840762호Korean Patent No. 10-0840762

본 발명은 선박 연도가스 내에 포함된 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 이산화황(SO2), 황화수소(H2S) 혼합가스를 사용하여 선박 평형수를 처리할 수 있는 선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수의 처리 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is a carbon dioxide (CO 2), nitrogen (N 2), sulfur dioxide (SO 2), hydrogen sulfide (H 2 S) ballast water treatment which can handle ballast water using a gas mixture contained within the ship flue gas And a method for treating a ship and a ship ballast water containing the same.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 연도가스 배기라인에서 분지된 연도가스 인출라인; 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크; 및 평형수 저장 탱크로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인을 포함하며, 연도가스 인출라인은 평형수 공급라인 내부로 연결되도록 마련되고, 연도가스 인출라인은, 연도가스의 배기 흐름을 따라 연도가스 배기라인에서 100℃이하의 연도 가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결된 선박 평형수 처리 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flue gas discharge line branched from a flue gas discharge line of a ship. A ballast water storage tank having a storage space maintained at a predetermined pressure; And a ballast water supply line for supplying ballast water to the ballast water storage tank, wherein the flue gas outlet line is provided for connection into the ballast water supply line, and the flue gas outlet line is connected to the flue gas outlet line, There is provided a ship ballast water treatment apparatus fluidly connected to a region where flue gas flows at a temperature of 100 DEG C or lower in a gas exhaust line.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박의 연도가스 배기라인에서 분지된 연도가스 인출라인; 연도가스 인출라인으로 연도가스를 공급하기 위한 연도가스 공급펌프; 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크; 및 평형수 저장탱크로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인을 포함하며, 연도가스 공급펌프는 대기 중 공기 또는 연도가스 배기라인의 연도가스를 선택적으로 연도가스 인출라인으로 공급하도록 마련되고, 연도가스 인출라인은 평형수 공급라인 내부로 연결되도록 마련된 선박 평형수 처리 장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a flue gas outlet line branched from a flue gas exhaust line of a ship; A flue gas feed pump for feeding the flue gas to the flue gas withdrawal line; A ballast water storage tank having a storage space maintained at a predetermined pressure; And a ballast water supply line for supplying ballast water to the ballast water storage tank, wherein the flue gas supply pump is provided to selectively supply the flue gas in the atmospheric air or flue gas exhaust line to the flue gas withdrawal line, The gas drawing line is connected to the inside of the ballast water supply line.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박의 연도가스 배기라인에서 분지된 연도가스 인출라인; 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크; 평형수 저장 탱크로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인; 및 평형수 공급라인과 평형수 저장탱크 사이에 마련되며, 평형수 공급라인을 따라 유동하는 유체에서 기체/액체 성분을 분리하기 위한 분리기를 포함하며, 연도가스 인출라인은 평형수 공급라인 내부로 연결되도록 마련된 선박 평형수 처리 장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a flue gas outlet line branched from a flue gas exhaust line of a ship; A ballast water storage tank having a storage space maintained at a predetermined pressure; A ballast water supply line for supplying ballast water to the ballast water storage tank; And a separator provided between the ballast water supply line and the ballast water storage tank for separating gas / liquid components from the fluid flowing along the ballast water supply line, the flue gas withdrawal line being connected to the ballast water supply line There is provided a ship ballast water treatment apparatus.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선체 및 상기 선박 평형수 처리 장치를 포함하는 선박이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a ship including a hull and the ship ballast water treatment apparatus.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 평형수 저장탱크로 평형수 공급라인을 통해 평형수를 공급하는 단계; 선박의 연도가스 배기라인을 따라 유동하는 연도가스를 인출하여 상기 평형수 저장탱크로 평형수 공급라인을 통해 공급되는 평형수에 분사하는 단계; 및 평형수 공급라인에서 평형수에 용해된 연도가스를 통해 평형수를 살균하는 단계를 포함하며, 상기 연도가스는 100℃이하인 선박 평형수 처리 방법이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for supplying ballast water to a ballast water storage tank, comprising: supplying ballast water to the ballast water storage tank through a ballast water supply line; Discharging the flue gas flowing along the flue gas exhaust line of the ship and injecting the flue gas into the ballast water supplied to the ballast water storage tank through the ballast water supply line; And sterilizing the ballast water through the flue gas dissolved in the ballast water in the ballast water supply line, wherein the flue gas is at a temperature of 100 ° C or lower.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수의 처리 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the ship ballast water treatment apparatus according to at least one embodiment of the present invention, the ship including the same, and the ship ballast water treatment method have the following effects.

선박 연도가스 내에 포함된 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 이산화황(SO2), 황화수소(H2S) 혼합가스를 사용함에 따라 불활성가스 생성기 및 별도의 가스탱크를 선박에 적재할 필요가 없다. 구체적으로, 선박에서 배출되는 연도가스를 사용하므로 살균에 필요한 케미컬, 불활성 가스 발생기 및 저장장치를 탑재하지 않고도 평형수를 처리할 수 있다.It is necessary to load inert gas generators and separate gas tanks on board ships by using carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), sulfur dioxide (SO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) mixed gas contained in the ship flue gas. There is no. Specifically, since the flue gas discharged from the ship is used, the equilibrium water can be treated without mounting the chemical, inert gas generator and storage device necessary for sterilization.

또한, 연도가스 및 공기를 마이크로버블 상태로 평형수와 접촉시켜 접촉 비표면적을 증가시키고 평형수에 기체 용해도를 높일 수 있다. 따라서 살균 효과를 향상시키기 위해 연도가스와 평형수의 접촉 비표면적을 증가시킬 수 있다.In addition, the flue gas and air can be brought into contact with the ballast water in a microbubble state to increase the contact specific surface area and increase the gas solubility in the ballast water. Therefore, the contact specific surface area of the flue gas and the ballast water can be increased to improve the sterilizing effect.

또한, 기체/액체 분리기와 평형수 공급라인 사이에 역압력 조절기(Back pressure regulator: BPR)와 같은 차압 장치를 설치해 압력 차이에 따른 용해도 변화로 기체분리가 가능하며, BPR 이후에는 대기압이 되어 과잉 용해된 가스는 기체/액체 분리기에서 다시 기체화되어 배출시킬 수 있다. 따라서 과잉 용해된 연도가스를 분리하여 평형수 저장탱크의 부식 및 기타 문제점들을 방지할 수 있어 안전하면서 효율적으로 평형수를 처리할 수 있다.In addition, a differential pressure device such as a back pressure regulator (BPR) is installed between the gas / liquid separator and the ballast water supply line, and gas separation can be performed by changing the solubility according to the pressure difference. The gaseous gas can be gasified and discharged again in the gas / liquid separator. Therefore, corrosion and other problems of the ballast water storage tank can be prevented by separating the excessively dissolved flue gas, so that the ballast water can be safely and efficiently treated.

또한, 종래 선박 평형수 처리 기술인 전기분해법, 오존법, 염소제 투입법 등의 기술보다 해양 생태계를 보호하는 효과가 크고, 수소기체를 대량으로 생성하지 않기 때문에 안전성을 향상시킬 수 있다.In addition, the marine ecosystem is more effectively protected than the electrolytic method, the ozone method, and the chlorine addition method, which are conventionally used for ship ballast water treatment, and the safety can be improved because a large amount of hydrogen gas is not generated.

도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 혼합가스 공급 유량, 압력 변화, 체류 시간에 따른 효과를 나타내는 실험 데이터들이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a ship ballast water treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG.
2 is a configuration diagram showing a ship water ballast water treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
Figs. 3 to 5 are experimental data showing effects of the mixed gas supply flow rate, pressure change, and residence time.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 평형수 처리 장치, 이를 포함하는 선박 및 선박 평형수 처리 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a ship ballast water treatment apparatus, a ship including the same, and a ship ballast water treatment method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding reference numerals are given to the same or corresponding reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown in the drawings are exaggerated or reduced .

본 발명의 일 실시예와 관련된 선박은 선체와 상기 선체에 마련된 선박 평형수 처리 장치를 포함한다. 이하, 선박 평형수 처리 장치의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.A ship related to an embodiment of the present invention includes a hull and a ship ballast water treatment apparatus provided on the hull. Hereinafter, various embodiments of the ship ballast water treatment apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 문서에서 연도가스는 선박의 운전에 의해 형성되어, 선박의 연도를 통과하는 연소 가스를 의미하며, 상기 연도가스(G)의 구성기체로는 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 이산화황(SO2), 황화수소(H2S)를 포함할 수 있다.In this document, flue gas refers to a flue gas formed by the operation of a ship and passing through the flue of a ship. The constituent gas of the flue gas G is carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), sulfur dioxide (SO 2 ), and hydrogen sulfide (H 2 S).

도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치(100)를 나타내는 구성도이다.Fig. 1 is a configuration diagram showing a marine ballast water treatment apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치(100)는 선박의 연도가스 배기라인(10)에서 분지된 연도가스 인출라인(142)을 포함한다. 또한, 선박 평형수 처리 장치(100)는 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크(110) 및 평형수 저장 탱크(110)로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인(130)을 포함한다.Referring to Figure 1, a marine ballast water treatment system 100 in accordance with a first embodiment of the present invention includes a flue gas withdrawal line 142 branched at a flue gas exhaust line 10 of a ship. The ballast water treatment apparatus 100 further includes a ballast water storage tank 110 having a storage space maintained at a predetermined pressure and a ballast water supply line 130 for supplying ballast water to the ballast water storage tank 110 .

여기서 연도가스 인출라인(142)은 평형수 공급라인(130) 내부로 연결되도록 마련된다. The flue gas outlet line 142 is connected to the inside of the ballast water supply line 130.

한편, 생성된 연도가스는 연도가스 배기라인(10)을 따라 선박의 엔진 측으로부터 선박의 굴뚝으로 흐르게 되며, 선박의 굴뚝 측으로 갈수록 온도가 낮아지게 된다. 즉, 연도가스 배기라인(10)의 각각의 지점(영역)에서 통과하는 연도가스의 온도를 다르게 된다. 특히, 환경 규제(IMO)에 따른 황 배출 규정을 만족시키기 위하여, 연도가스 배기라인(10)에는 가스 처리기(도시되지 않음)가 마련될 수 있다. 예를 들어, IMO에 따르면, 2020년 이후 SOx 배출 규제량은 0.5% m/m이하로 규정되어 있다.Meanwhile, the generated flue gas flows along the flue gas exhaust line 10 from the engine side of the ship to the chimney of the ship, and the temperature becomes lower toward the chimney side of the ship. That is, the temperature of the flue gas passing through each point (region) of the flue gas exhaust line 10 is different. In particular, a gas processor (not shown) may be provided in the flue gas exhaust line 10 to satisfy the sulfur emission regulations according to the IMO regulations. For example, according to IMO, since 2020, the regulated amount of SO x emissions is specified to be less than 0.5% m / m.

이때, 연도가스 인출라인(142)은, 연도가스(G)의 배기 흐름(도 1의 화살표 방향)을 따라 연도가스 배기라인(10)에서 100℃이하의 연도 가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결된다. 또한, 상기 연도가스 배기라인(10)으로부터 연도가스 인출라인(142)으로 공급되는 연도가스의 온도는 100℃이하이다. 또한, 연도가스 인출라인(142)은, 연도가스(G)의 배기 흐름(도 1의 화살표 방향)을 따라 연도가스 배기라인(10)에서 80℃이하의 연도 가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결될 수도 있다.At this time, the flue gas withdrawing line 142 is divided into a region where the flue gas flows at 100 ° C or less in the flue gas exhaust line 10 along the exhaust flow (the arrow direction in Fig. 1) of the flue gas G, Lt; / RTI > In addition, the temperature of the flue gas supplied from the flue gas exhaust line 10 to the flue gas drawing line 142 is 100 ° C or less. The flue gas outlet line 142 is connected to the flue gas exhaust line 10 along the exhaust gas flow direction of the flue gas G Lt; / RTI >

상기 연도가스 배기라인(10)으로부터 연도가스 인출라인(142)으로 공급되는 연도가스에는 황 화합물이 함유되어 있다. 이때, 상기 연도가스 인출라인(142)으로 유입되는 연도가스는 환경 규제에 적합하게 처리된 연도가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 연도가스 인출라인(142)으로 유입되는 연도가스는, 유입되기 이전에 환경 규제에 따라 마련된 가스 처리기를 통과한 이후의 연도가스일 수 있다. 구체적으로, 상기 연도가스 인출라인(142)으로 유입되는 연도가스는 SOx (예를 들어, 이산화황(SO2)) 함유량이 0.5% m/m이하일 수 있다. The flue gas supplied from the flue gas exhaust line (10) to the flue gas extraction line (142) contains a sulfur compound. At this time, the flue gas introduced into the flue gas discharge line 142 may be flue gas treated in accordance with environmental regulations. For example, the flue gas introduced into the flue gas withdrawal line 142 may be flue gas after passing through a gas processor provided in accordance with environmental regulations before being introduced. Specifically, the flue gas introduced into the flue gas discharge line 142 may have a content of SO x (for example, sulfur dioxide (SO 2 )) of 0.5% m / m or less.

또한, 본 문서에서 '라인'이라고 함은 유체가 흐르는 통로 및 구조물을 의미하며, 각종 배관 및 덕트를 포함할 수 있다. In this document, the term "line" refers to a passage and a structure through which a fluid flows, and may include various pipes and ducts.

상기 연도가스 인출라인(142)으로 유입된 연도가스는 평형수 공급라인(130) 내부에서 분사된다. 이때, 평형수 공급라인(130) 내에서 분사된 연도가스는 평형수 공급라인을 따라 유동하는 평형수(BW)에 용해된다. 또한, 평형수(BW)와 평형수 내에 용해된 연도가스가 함께 평형수 저장탱크(110)로 공급된다. The flue gas introduced into the flue gas outlet line 142 is injected inside the ballast water supply line 130. At this time, the flue gas injected in the ballast water supply line 130 is dissolved in the ballast water BW flowing along the ballast water supply line. In addition, the ballast water BW and the flue gas dissolved in the ballast water are supplied to the ballast water storage tank 110 together.

또한, 연도가스 인출라인(142)으로 공급되는 연도가스의 압력을 조절하기 위한 제1 가압조절밸브(141)가 마련될 수 있다. 상기 제1 가압조절밸브(141)는 연도가스 인출라인(142) 상에 마련될 수 있다. 또한, 제1 가압조절밸브(141)를 통해 연도가스 인출라인(142)의 압력은 1 내지 10기압으로 조절될 수 있다. Further, a first pressure regulating valve 141 for regulating the pressure of the flue gas supplied to the flue gas discharge line 142 may be provided. The first pressure regulating valve 141 may be provided on the flue gas discharge line 142. Further, the pressure of the flue gas discharge line 142 through the first pressure regulating valve 141 can be adjusted to 1 to 10 atm.

또한, 연도가스 인출라인(142)에는 버블 발생기(160)가 마련될 수 있다. 상기 버블 발생기(160)는 마이크로 버블 발생기일 수 있다. 상기 연도가스 인출라인(142)을 유동하는 연도가스는 버블 발생기(160)를 통해 버블 형태로 평형수(BW)에 분사된다. 즉, 연도가스는 버블형태로 평형수에 용해된다. Further, the flue gas drawing line 142 may be provided with a bubble generator 160. The bubble generator 160 may be a micro bubble generator. The flue gas flowing through the flue gas discharge line 142 is injected into the ballast water BW in the form of a bubble through the bubble generator 160. That is, the flue gas is dissolved in the ballast water in the form of bubbles.

또한, 연도가스 인출라인(142)은 메인 인출라인 및 메인 인출라인으로부터 분지된 적어도 2개 이상의 분사라인(144-1, 144-2)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 메인 인출라인은 연도가스 인출라인(142)에서 연도가스 배기라인(10) 측에 연결된 영역을 의미한다.In addition, the flue gas withdrawal line 142 may include at least two jet lines 144-1, 144-2 branched from the main withdrawal line and the main withdrawal line. Here, the main draw line refers to an area connected to the flue gas exhaust line 10 side at the flue gas outlet line 142.

한편, 각각의 분사라인(144-1, 144-2)은 평형수 공급라인(130) 내부와 연결되도록 마련될 수 있다. 전술한 바와 같이, 각각의 분사라인(144-1, 144-2)의 분사영역에는 버블 발생기(160)가 마련될 수 있다. 즉, 각각의 분사라인을 통해 버블형태로 공급되는 연도가스는 평형수 공급라인(130)을 따라 흐르는 평형수(BW)에 용해된다. 또한, 각각의 분사라인에는 제1 가스공급밸브(예를 들어, 온/오프 밸프)(143-1, 143-2)가 마련될 수 있다. 제1 가스공급밸브의 개폐를 통해 각각의 분사라인을 통과하는 연도가스의 통과여부를 결정할 수 있다. 상기와 같은 구조를 통해, 연도가스의 용해도를 높일 수 있다.On the other hand, each of the jet lines 144-1 and 144-2 may be connected to the inside of the ballast water supply line 130. As described above, the bubble generator 160 may be provided in the injection region of each of the injection lines 144-1 and 144-2. That is, the flue gas supplied in the form of a bubble through each of the injection lines is dissolved in the ballast water BW flowing along the ballast water supply line 130. Further, a first gas supply valve (for example, on / off valves) 143-1 and 143-2 may be provided in each of the injection lines. It is possible to determine whether the flue gas passing through each injection line passes through opening and closing of the first gas supply valve. Through the above-described structure, the solubility of the flue gas can be increased.

상기 선박 평형수 처리 장치(100)는 평형수 공급라인(130)으로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급펌프(120) 및 평형수의 재순환 처리를 위한 평형수 저장탱크(110)와 평형수 공급펌프(120)를 연결하는 제1 디밸러스트 라인(112)을 추가로 포함할 수 있다. 선체 내로 평형수 유입 시, 시체스트(20, Sea chest)로부터 얻은 평형수는 평형수 공급펌프(120)를 통해 평형수 공급라인(130)으로 흐르게 된다. 상기 평형수 공급펌프(120)는 제1 디밸러스트 라인(112)의 평형수 또는 시체스트의 외부 평형수가 선택적으로 평형수 공급라인(130)으로 공급되도록 마련된다.The ballast water treatment apparatus 100 includes a ballast water supply pump 120 for supplying ballast water to the ballast water supply line 130 and a ballast water storage tank 110 for recycling the ballast water, And may further include a first diballust line 112 connecting the pump 120. When the ballast water flows into the ship, the ballast water obtained from the sea chest 20 flows to the ballast water supply line 130 through the ballast water supply pump 120. The ballast water supply pump 120 is provided such that the ballast water of the first deballast line 112 or the ballast water external ballast water is selectively supplied to the ballast water supply line 130.

상기 선박 평형수 처리장치(100)는 평형수 공급라인(130) 내의 압력을 조절하기 위한 제2 가압조절밸브(131)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2 가압조절밸브(131)는 평형수 공급라인(130) 상에 마련될 수 있다. 이때, 제2 가압조절밸브(131)를 통해 평형수 공급라인(130) 내의 압력은 1 내지 10기압으로 조절될 수 있다.The ship ballast water treatment apparatus 100 may further include a second pressure regulating valve 131 for regulating the pressure in the ballast water supply line 130. The second pressure regulating valve 131 may be provided on the ballast water supply line 130. At this time, the pressure in the ballast water supply line 130 through the second pressure regulating valve 131 can be adjusted to 1 to 10 atm.

또한, 평형수 공급라인(130)과 평형수 저장탱크(110) 사이에 유로 절환 밸브(153)가 마련될 수 있다. 상기 유로 절환 밸브(153)는 예를 들어 3방(3-way) 밸브일 수 있다. 이때, 상기 유로 절환 밸브(153)는 평형수 공급라인(130)의 평형수가 평형수 저장탱크(110)로 유입되거나, 또는 선박 외부로 배출되도록 마련된다. 이를 위하여, 유로 절환 밸브(153)는, 외부와 연결된 제2 디밸러스트 라인(157)과 연결된다. 한편, 미설명 부호 154는 유로 절환 밸브(153)와 평형수 저장탱크(110)를 연결하는 제3 평형수 공급관을 나타낸다. 평형수 공급라인(130)을 따라 흐르는 평형수는 유로 절환 밸브(153)와 제3 평형수 공급관(154)를 차례로 통과한 후 평형수 저장탱크(110)로 유입된다.Further, a flow path switching valve 153 may be provided between the ballast water supply line 130 and the ballast water storage tank 110. The flow path switching valve 153 may be, for example, a three-way valve. At this time, the flow path switching valve 153 is provided such that the ballast water of the ballast water supply line 130 flows into the ballast water storage tank 110 or is discharged to the outside of the ship. For this purpose, the flow path switching valve 153 is connected to the second diballust line 157 connected to the outside. Reference numeral 154 denotes a third ballast water supply pipe connecting the flow switching valve 153 and the ballast water storage tank 110. The ballast water flowing along the ballast water supply line 130 passes through the flow path switching valve 153 and the third ballast water supply pipe 154 in order and then flows into the ballast water storage tank 110.

한편, 평형수 저장탱크(110)는 밀폐형일 수 있으며, 평형수 재순환 처리 시 평형수 공급펌프(120)을 이용해 평형수를 평형수 저장탱크(110)에서 제1 디밸러스트관(112)으로 배출할 수 있다. 또한, 제1 디밸러스트관(112) 상에 마련된 제1 디밸러스트밸브(111)(예를 들어, 온/오프 밸브)는 평형수 저장탱크(110)로 평형수가 유입되는 경우 닫혀있으며, 평형수 저장탱크(110)로부터 평형수가 배출 되는 경우 열려있게 된다.Meanwhile, the ballast water storage tank 110 may be of a closed type, and the ballast water may be discharged from the ballast water storage tank 110 to the first dewar canal pipe 112 by using the ballast water supply pump 120 during the ballast water recycling process. can do. The first diesel ball valve 111 (for example, an on / off valve) provided on the first diesel ballast pipe 112 is closed when the ballast water is introduced into the ballast water storage tank 110, And is opened when the ballast water is discharged from the storage tank 110.

한편, 본 발명과 관련된 선박 평형수 처리 장치(100)는 선박의 연도가스 배기라인(10)과 연결되는 연도가스 인출라인(142)과 연도가스 인출라인(142)으로 연도가스를 공급하기 위한 연도가스 공급펌프(140)와 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크(110) 및 평형수 저장탱크(110)로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인(130)을 포함한다. 이때, 연도가스 공급펌프(140)는 대기(S) 중 공기 또는 연도가스 배기라인(10)의 연도가스(G)를 선택적으로 연도가스 인출라인(142)으로 공급하도록 마련된다. 구체적으로, 선체 내로 평형수 유입 시, 연도가스 공급펌프(140)를 이용해 선박에서 발생한 연도가스(10)를 처리 장치(100)로 공급하여 살균에 사용할 수 있다. 반면 평형수 배출 시에는 연도가스 공급펌프(140)를 이용해 대기(S) 중 공기를 처리 장치(100)로 공급하여 배출되는 평형수의 용존 산소량을 높이고, 용해된 이산화탄소 및 황물질을 최소화할 수 있다. 평형수 배출 시 연도가스 대신 대기 중 공기를 주입하여 버블형태로 용해시키는 처리방식은 하수처리시설에서 사용되고 있는 폭기조의 원리와 유사하며, 이를 통해 각국의 환경규제에 적합한 평형수 상태로 배출이 가능하다.The ship ballast water treatment apparatus 100 according to the present invention is provided with a flue gas discharge line 142 connected to the flue gas discharge line 10 of the ship and a flue gas discharge line 142 connected to the flue gas discharge line 142, A ballast water storage tank 110 having a gas supply pump 140 and a storage space to be maintained at a predetermined pressure and a ballast water supply line 130 for supplying ballast water to the ballast water storage tank 110. At this time, the flue gas supplying pump 140 is provided to selectively supply the flue gas G of the air or the flue gas exhaust line 10 in the atmosphere S to the flue gas drawing line 142. Specifically, when the ballast water flows into the ship, the flue gas 10 generated by the ship using the flue gas supply pump 140 may be supplied to the treatment apparatus 100 and used for sterilization. On the other hand, when the ballast water is discharged, the flue gas supply pump 140 is used to supply the air in the air (S) to the processing device 100 to increase the dissolved oxygen amount of the discharged ballast water, and to minimize dissolved carbon dioxide and sulfur have. The method of dissolving ballast water in the form of bubbles by injecting atmospheric air instead of flue gas during ballast water discharge is similar to the principle of aeration tank used in sewage treatment facilities and it is possible to discharge ballast water in compliance with the environmental regulations of each country .

즉, 상기 연도가스 공급펌프(140)는 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 이산화황(SO2), 황화수소(H2S)를 포함한 연도가스(10)와 대기(S) 중 공기를 평형수 유입/배출 시에 따라 선택적으로 처리 장치(100)에 공급할 수 있다.That is, the flue gas supply pump 140 is provided with the flue gas 10 containing the carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), sulfur dioxide (SO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S) And can be selectively supplied to the processing apparatus 100 according to the ballast water inflow / discharge.

도 2는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치(200)를 나타내는 구성도이다.Fig. 2 is a configuration diagram showing a marine ballast water treatment apparatus 200 related to the second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치(200)는 선박의 연도가스 배기라인(10)과 연결되는 연도가스 인출라인(242)과, 소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크(210)와, 평형수 저장 탱크(210)로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인(230) 및 평형수 공급라인(230)과 평형수 저장탱크(210) 사이에 마련되며, 평형수 공급라인(230)을 따라 유동하는 유체에서 기체/액체 성분을 분리하기 위한 분리기(250)를 포함한다. 제2 실시예와 관련된 선박 평형수 처리 장치(200)는 분리기(250)를 추가로 포함한다는 점에서 제1 실시예의 선박 평형수 처리 장치(100)와 차이를 갖는다.Referring to FIG. 2, a marine ballast water treatment apparatus 200 relating to a second embodiment of the present invention includes a flue gas withdrawal line 242 connected to a flue gas exhaust line 10 of a ship, A ballast water supply line 230 and a ballast water supply line 230 for supplying ballast water to the ballast water storage tank 210 and a ballast water storage tank 210, And a separator 250 for separating gas / liquid components from the fluid flowing along the ballast water supply line 230. The ship ballast water treatment apparatus 200 related to the second embodiment is different from the ship ballast water treatment apparatus 100 of the first embodiment in that it additionally includes a separator 250.

제1 실시예에서 전술한 바와 같이, 연도가스 인출라인(242)은 평형수 공급라인(230) 내부로 연결되도록 마련된다. 연도가스 인출라인(242)으로 공급되는 연도가스의 압력을 조절하기 위한 제1 가압조절밸브(241)가 마련될 수 있고, 제1 가압조절밸브(241)를 통해 연도가스 인출라인(242)의 압력은 1 내지 10기압으로 조절될 수 있다. As described above in the first embodiment, the flue gas withdrawal line 242 is provided to be connected into the ballast water supply line 230. A first pressure regulating valve 241 may be provided for regulating the pressure of the flue gas supplied to the flue gas outlet line 242 and the flue gas outlet line 242 may be provided through the first pressure regulating valve 241 The pressure can be adjusted to between 1 and 10 atmospheres.

또한, 연도가스 인출라인(242)은, 연도가스(G)의 배기흐름을 따라 연도가스 배기라인(10)에서 100℃이하의 연도가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결된다. 또한, 연도가스 인출라인(242)으로 유입된 연도가스는 평형수 공급라인(230) 내부로 분사되고, 평형수 공급라인(230) 내에서 분사된 연도가스는 평형수 공급라인(230)을 따라 유동하는 평형수(BW)에 용해된다. 또한, 연도가스 인출라인(142)에는 버블 발생기(160)가 마련될 수 있다. 상기 버블 발생기(260)는 마이크로 버블 발생기일 수 있다. 상기 연도가스 인출라인(242)을 유동하는 연도가스는 버블 발생기(260)를 통해 버블 형태로 평형수(BW)에 분사된다. 즉, 연도가스는 버블형태로 평형수에 용해된다. In addition, the flue gas withdrawal line 242 is fluidly connected to the flue gas exhaust line 10 at a temperature below 100 占 폚 where flue gas flows along the exhaust stream of flue gas (G). The flue gas introduced into the flue gas extraction line 242 is injected into the ballast water supply line 230 and the flue gas injected in the ballast water supply line 230 flows along the ballast water supply line 230 It is dissolved in the flowing ballast water (BW). Further, the flue gas drawing line 142 may be provided with a bubble generator 160. The bubble generator 260 may be a micro bubble generator. The flue gas flowing through the flue gas withdrawal line 242 is injected into the ballast water BW in the form of a bubble through the bubble generator 260. That is, the flue gas is dissolved in the ballast water in the form of bubbles.

상기 분리기(250)는 평형수에 용해되지 않은 가스(연도가스) 또는 평형수 공급라인에서 평형수에 용해된 연도가스를 압력차이에 의해 분리하여 외부로 배출시키도록 마련될 수 있다. 상기 분리기(250)에는 가스를 외부로 배출시키기 위한 가스배출라인(256)이 마련되며, 가스배출라인(256) 상에는 제4 가압조절밸브(255)가 마련된다. 제4 가스공급밸브(255)를 통해 분리기(250)의 압력을 조절할 수 있다. The separator 250 may be provided to separate the flue gas dissolved in the ballast water in a gas (flue gas) not dissolved in the ballast water or a ballast water supply line by a pressure difference and to discharge the flushing gas to the outside. The separator 250 is provided with a gas discharge line 256 for discharging the gas to the outside and a fourth pressure regulating valve 255 is provided on the gas discharge line 256. The pressure of the separator 250 can be adjusted through the fourth gas supply valve 255.

상기 분리기(250)를 통해 평형수에 과잉 공급된 연도가스 및 평형수에 용해되지 않은 연도가스를 외부로 배출시킴으로써, 평형수 저장탱크(210)에 필요 이상의 연도 가스가 공급되지 않도록 할 수 있다. The flue gas excessively supplied to the ballast water and the flue gas not dissolved in the ballast water are discharged to the outside through the separator 250 to prevent the flue gas from being supplied to the ballast water storage tank 210 more than necessary.

상기 선박 평형수 처리 장치(200)는 평형수 공급라인(230)으로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급펌프(220) 및 평형수 저장탱크(210)와 평형수 공급펌프(220)를 연결하는 제1 디밸러스트 라인(212)을 추가로 포함할 수 있다. The ballast water treatment apparatus 200 includes a ballast water supply pump 220 for supplying ballast water to the ballast water supply line 230 and a ballast water supply pump 220 for connecting the ballast water storage tank 210 and the ballast water supply pump 220 And may further include a first dibalast line 212.

상기 선박 평형수 처리장치(200)는 평형수 공급라인(230) 내의 압력을 조절하기 위한 제2 가압조절밸브(231)를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 제2 가압조절밸브(231)를 통해 평형수 공급라인(230) 내의 압력은 1 내지 10기압으로 조절될 수 있다.The ship ballast water treatment apparatus 200 may further include a second pressure regulating valve 231 for regulating the pressure in the ballast water supply line 230. At this time, the pressure in the ballast water supply line 230 through the second pressure regulating valve 231 can be adjusted to 1 to 10 atm.

한편, 분리기(250)와 평형수 저장탱크 사이에는 유로 절환 밸브(253)가 마련된다. 상기 유로 절환 밸브(253)와 분리기(250)는 제2 평형수 공급관(251)을 통해 연결된다. 분리기(250)를 통과한 평형수는 제2 평형수 공급관(251)을 통해 유로 절환 밸브(253)로 이동한다.Meanwhile, a flow path switching valve 253 is provided between the separator 250 and the ballast water storage tank. The flow path switching valve 253 and the separator 250 are connected through a second ballast water supply pipe 251. The ballast water that has passed through the separator 250 moves to the flow path switching valve 253 through the second ballast water supply pipe 251.

상기 선박 평형수 처리 장치(200)에서, 유로 절환 밸브(253)는 외부와 연결된 제2 디밸러스트 라인(257)과 연결되며, 유로 절환 밸브(253)에 의해, 분리기(250)로부터 토출된 평형수는 평형수 저장탱크(210) 또는 제2 디밸러스트 라인(257)으로 공급될 수 있다. 상기 유로 절환 밸브(253)는 예를 들어 3방(3-way) 밸브일 수 있다.In the ship ballast water treatment apparatus 200, the flow path switching valve 253 is connected to a second diballust line 257 connected to the outside, and the flow path switching valve 253 is connected to the second ballast water line 257, The water may be supplied to the ballast water storage tank 210 or the second diballust line 257. [ The flow path switching valve 253 may be, for example, a three-way valve.

한편, 평형수 저장탱크(210)는 밀폐형일 수 있으며, 평형수 재순환 처리 시 평형수 공급펌프(220)을 이용해 평형수를 평형수 저장탱크(210)에서 제1 디밸러스트관(212)으로 배출할 수 있다. 또한, 제1 디밸러스트관(212) 상에 마련된 제1 디밸러스트밸브(211)(예를 들어, 온/오프 밸브)는 평형수 저장탱크(210)로 평형수가 유입되는 경우 닫혀있으며, 평형수 저장탱크(210)로부터 평형수가 배출 되는 경우 열려있게 된다.Meanwhile, the ballast water storage tank 210 may be a closed type, and discharges the ballast water from the ballast water storage tank 210 to the first diesel ballast pipe 212 by using the ballast water supply pump 220 in the ballast water recycling process. can do. The first diesel ball valve 211 (for example, an on / off valve) provided on the first diesel ballast 212 is closed when the ballast water is introduced into the ballast water storage tank 210, And is opened when the ballast water is discharged from the storage tank 210.

상기 선박 평형수 처리장치(200)는 분리기(250) 내의 압력을 조절하기 위한 제3 가압조절밸브(252)를 추가로 포함할 수 있다. 한편, 분리기(250) 내의 압력은 제2 가압조절밸브(231)와, 제3 가압조절밸브(252) 및 제4 가압조절밸브(255)를 통해 조절될 수 있다. 상기 분리기(250) 내의 압력은 1 내지 10기압으로 조절될 수 있다. 또한, 분리기(250) 내의 압력은 평형수 공급라인(230)의 압력 이하로 조절될 수 있다.The ship ballast water treatment apparatus 200 may further include a third pressure regulating valve 252 for regulating the pressure in the separator 250. On the other hand, the pressure in the separator 250 can be adjusted through the second pressure regulating valve 231, the third pressure regulating valve 252 and the fourth pressure regulating valve 255. The pressure in the separator 250 can be adjusted to 1 to 10 atmospheres. In addition, the pressure in the separator 250 can be adjusted below the pressure of the ballast water supply line 230.

한편, 유로 절환 밸브(253)와 평형수 저장탱크(210)는 제3 평형수 공급관(254)으로 연결된다. 또한, 분리기(250)와 유로 절환 밸브(253)는 제2 평형수 공급관(251)으로 연결된다. 따라서, 평형수 공급라인(230)을 따라 흐르는 평형수는, 분리기(250)와 제2 평형수 공급관(251)과 유로 절환 밸브(253)와 제3 평형수 공급관(254)를 차례로 통과한 후 평형수 저장탱크(210)로 유입된다.On the other hand, the flow path switching valve 253 and the ballast water storage tank 210 are connected to the third ballast water supply pipe 254. The separator 250 and the flow path switching valve 253 are connected to the second ballast water supply pipe 251. Therefore, the ballast water flowing along the ballast water supply line 230 passes through the separator 250, the second ballast water supply pipe 251, the flow path switching valve 253, and the third ballast water supply pipe 254 in order And then flows into the ballast water storage tank 210.

위와 같은 구조를 갖는 선박 평형수 처리 장치(100, 200)를 이용하여 선박 평형수를 처리하는 방법을 구체적으로 설명한다.A method of treating ship equilibrium water using the ship equilibrium water treatment apparatuses 100 and 200 having the above structure will be described in detail.

선박 평형수 처리 방법은 평형수 저장탱크로 평형수 공급라인을 통해 평형수를 공급하는 단계와 선박의 연도가스 배기라인을 따라 유동하는 연도가스를 인출하여 상기 평형수 저장탱크로 평형수 공급라인을 통해 공급되는 평형수에 분사하는 단계 및 평형수 공급라인에서 평형수에 용해된 연도가스를 통해 평형수를 살균하는 단계를 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 연도가스는 100℃이하이다.The ballast water treatment method includes supplying ballast water to a ballast water storage tank through a ballast water supply line and discharging flue gas flowing along the ballast gas discharge line of the ship to supply the ballast water supply line to the ballast water storage tank And sterilizing the ballast water through the flue gas dissolved in the ballast water in the ballast water supply line. As described above, the flue gas is 100 DEG C or lower.

또한, 상기 처리 방법은 평형수 저장탱크로 공급하기 이전에 평형수에 용해되지 않은 연도가스 또는 용해된 연도가스를 압력차이에 의해 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The method may further comprise separating the flue gas or dissolved flue gas not dissolved in the ballast water prior to feeding to the ballast water storage tank by pressure difference.

도 3 내지 도 5는 혼합가스 공급 유량, 압력 변화, 체류 시간(30s, 45s, 60s, s는 초를 나타냄)에 따른 효과를 나타내는 실험 데이터들이다. 즉, 평형수가 저장된 반응기에 혼합가스를 공급하고, 소정 시간 평형수를 반응기에 체류시키면서 실험하였고, 혼합가스 공급 유량, 반응기 내부 압력 변화, 평형수의 반응기 체류 시간(Residence time)에 따른 효과를 각각 실험하였다. 또한, 본 실험에 사용된 반응기는, 각 실시예를 통해 설명한 평형수 공급라인을 모사한 것이다. 즉, 평형수 공급라인의 평형수에 혼합가스를 용해시킴으로써 평형수 살균효과를 확인하기 위함이다.FIGS. 3 to 5 are experimental data showing the effect of the mixed gas supply flow rate, the pressure change, and the residence time (30s, 45s, 60s, s indicates seconds). That is, the mixed gas was supplied to the reactor in which the ballast water was stored, and the ballast water was held in the reactor for a predetermined time. The effect of the mixed gas supply flow rate, the pressure inside the reactor, and the residence time of the ballast water Respectively. In addition, the reactor used in this experiment simulates the equilibrium water supply line described in each of the embodiments. That is, the effect of sterilizing the ballast water is confirmed by dissolving the mixed gas in the ballast water of the ballast water supply line.

기체/액체 분리기에서 분리된 액체 상태의 평형수 샘플을 받아 보관하면서 최대 60시간까지 시간의 흐름에 따른 균주 알테미아의 처리 효율을 관찰하였다. 샘플은 3가지 형태로 보관하였다. 첫째는 샘플의 뚜껑이 없는 경우(OPEN)로 처리된 평형수는 공기와 접촉하며, 공기 중 산소가 시간에 따라 용해될 수 있도록 보관했다. 샘플 중 하나는 파라필름에 구멍이 뚫린 형태로 뚜껑을 대신하였으며(FILM), 이는 공기의 접촉을 완전 개방 상태보다는 한정적으로 일어나도록 한 것이다. 마지막 샘플은 샘플 뚜껑을 통해 외부와의 접촉을 차단하였다(CLOSE). 현실적으로 처리된 평형수는 CLOSE 샘플과 같은 상태에서 평형수 탱크에 보관되며, 필요에 따라 평형수의 유입 또는 배출에 따라 간헐적으로 FILM 샘플과 유사한 상태가 된다.The liquid state equilibrium samples separated from the gas / liquid separator were collected and stored for up to 60 hours. Samples were stored in three forms. First, in the absence of a sample lid (OPEN), the treated ballast water was in contact with the air and stored so that oxygen in the air could be dissolved over time. One of the samples was replaced with a lid (FILM) in the form of a perforated hole in the parafilm, which caused the contact of the air to occur more definitively than in the fully open state. The last sample blocked contact with the outside through the sample lid (CLOSE). Actually treated ballast water is stored in the ballast tank in the same condition as the CLOSE sample, and is intermittently similar to the FILM sample as the ballast water enters or exits, if necessary.

처리 효율은 처리된 평형수 샘플을 추출한 후에 Colony Counter를 이용하여 시간의 흐름에 따라(1hr, 2hrs, 3hrs, 4hrs, 5hrs, 6hrs, 12hrs, 24hrs, 36hrs, 48hrs, 60hrs) 개체 수를 계측하였다. 이 때 사멸된 균주의 개체 수를 전체 균주의 개체 수로 나누어 하기 실시예의 표(도 3 내지 5)에 백분율로 나타내었다.The treatment efficiency was measured by collecting the treated ballast water sample and counting the number of individuals by time (1hr, 2hrs, 3hrs, 4hrs, 5hrs, 6hrs, 12hrs, 24hrs, 36hrs, 48hrs, 60hrs) using a Colony Counter. At this time, the number of killed strains was divided by the number of whole strains and expressed as a percentage in the table of the following Examples (Fig. 3 to 5).

도 3은 실시예 1과 관련된 표로서, 몰비가 20%/80%와 10%/90%인 CO2/N2 혼합가스를 20LPM(liter per minute)으로 반응기에 공급했을 때 실험 결과를 나타낸다.FIG. 3 is a table related to Example 1, which shows the experimental results when 20/100 of the CO 2 / N 2 mixed gas having the molar ratio of 20% / 80% and 10% / 90% is fed into the reactor at 20 LPM (liter per minute).

연도가스가 이산화탄소와 질소로만 이루어진 것으로 산정하고, CO2/N2 몰비가 20%/80%인 것과 10%/90%인 가스를 20LPM으로 공급하면서 기체/액체 분리기에 얻은 처리 샘플 결과를 최대 60시간까지 관찰 하였고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 이 때 반응기 내부 압력은 1기압이었으며 공급된 평형수의 온도는 30℃였다. 60시간 동안 지속적으로 관찰한 결과 혼합가스 내의 이산화탄소와 질소의 몰비 및 체류 시간(Residence time)에 관계 없이 FILM과 CLOSE 샘플은 처리효율이 100.0%로 완전 사멸하였다. 단 OPEN 샘플의 경우는 관찰 시간이 60시간일 때, 처리 효율이 100% 이하로 감소하였다.It is estimated that the flue gas consists solely of carbon dioxide and nitrogen, and the treated sample results obtained in the gas / liquid separator are supplied up to 60 hours with 20% / 90% CO2 / N2 molar ratio and 20% And the results are shown in Fig. At this time, the pressure inside the reactor was 1 atm and the temperature of the equilibrium water supplied was 30 ° C. As a result of continuous observation for 60 hours, the treatment efficiency of the FILM and CLOSE samples was completely 100.0% regardless of the molar ratio of carbon dioxide and nitrogen in the mixed gas and the residence time (residence time). In the case of OPEN samples, however, the treatment efficiency decreased to 100% or less when the observation time was 60 hours.

처리 효율은 혼합 가스의 몰비에는 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 체류시간이 처리효율에 중요한 요인임을 알 수 있다. 또한 관찰 시간이 60시간이 되었을 때 일부 알테미아가 되살아났으며, 시간이 지남에 따라 사멸되지 않은 개체가 지속적으로 증가 될 것을 예상할 수 있다.The treatment efficiency showed no significant difference in the molar ratio of the mixed gas. Therefore, it can be seen that the retention time is an important factor in the treatment efficiency. In addition, when the observation time was 60 hours, some of the Altamia were revived, and it is expected that the uninjured individuals will increase continuously over time.

도 4는 실시예 2와 관련된 표로서, 몰비가 10%/90%인 CO2/N2 혼합가스에 SO2 가스 0.2LPM(0.5% m/m)을 추가하여 총 20.2LPM으로 반응기에 공급했을 때 실험 결과를 나타낸다.FIG. 4 is a table related to Example 2, wherein SO 2 gas 0.2 LPM (0.5% m / m) was added to a CO 2 / N 2 mixed gas having a molar ratio of 10% / 90% .

도 4를 참조하면, 연도가스 혼합물에 최소의 이산화탄소가 존재한다는 조건하에 CO2/N2 조성비가 10%/90%인 혼합가스를 실시 예 1의 동일한 반응기 내부 압력, 평형수 온도, 혼합가스의 유량 조건에 이산화황 가스를 0.2LPM(0.5 % m/m)공급하는 것을 추가하고 그 처리 효율을 도 4에 나타내었다. 결과에서 볼 수 있듯이 체류 시간이 짧은 경우(30s, 45s)에는 큰 차이를 보이지 않았지만 체류 시간이 긴 경우(60s)인 경우에는 실시예 1에서 되살아났던 균주가 처리 효율 100.0%로 완전 사멸한 것을 볼 수 있다. 즉 연도가스 내에 함유된 황 화합물이 평형수 처리 효율에 기여함을 알 수 있다.4, a mixed gas having a CO 2 / N 2 composition ratio of 10% / 90% under the condition that the minimum amount of carbon dioxide exists in the flue gas mixture was fed to the same reactor internal pressure, the equilibrium water temperature, (0.5% m / m) of sulfur dioxide gas was added and the treatment efficiency was shown in Fig. As can be seen from the results, when the retention time was short (30s, 45s), no significant difference was observed. However, when the retention time was long (60s), the strain recovered in Example 1 completely died to 100.0% . That is, it can be seen that the sulfur compounds contained in the flue gas contribute to the equilibrium water treatment efficiency.

도 5는 실시예 3과 관련된 표로서, 반응기 내부압력 4bar, 몰비가 10%/90%인 CO2/N2 혼합가스에 SO2 가스 0.2LPM(0.5 % m/m) 을 추가하여 총 20.2LPM으로 반응기에 공급 했을 때 실험 결과를 나타낸다.5 is a table related to Example 3, in which a 0.22 LPM (0.5% m / m) SO2 gas was added to a CO 2 / N 2 mixed gas having a reactor internal pressure of 4 bar and a molar ratio of 10% / 90% The experimental results are shown when supplied.

상기 실시예 2과 동일한 조건에서 반응기의 압력을 4기압까지 높였으며 이에 따른 결과를 도 5에 나타내었다. 이 경우는 샘플의 보관방법 및 평형수의 체류 시간에 관계 없이 모든 평형수 샘플이 완벽하게 처리되었음을 알 수 있다. 이는 반응기의 내부압력을 증가시킴으로써 혼합가스 내의 이산화탄소 및 황 화합물의 용해도를 높일 수 있었고, 이로 인해 OPEN 샘플에서도 완벽한 처리 효율을 보이는 것을 알 수 있다. 특히 발명 장치에서의 샘플은 반응기 후단에 있는 기체/액체 분리기에서 받기 때문에 압력은 대기압 수준으로 떨어진다. 따라서, 반응기 내부의 높은 압력에서 평형수에 용해된 가스는 압력이 낮아진 기체/액체 분리기에서 기체로 다시 분리되어 배출된다. 본 결과에 따르면, 짧은 체류 시간 동안에도 고압으로 연도가스를 용해하면 처리 효율을 높일 수 있음을 알 수 있다.The pressure of the reactor was raised to 4 atm under the same conditions as in Example 2, and the results are shown in FIG. In this case, it can be seen that all equilibrium samples were completely processed, regardless of sample storage and residence time of ballast water. It can be seen that by increasing the internal pressure of the reactor, the solubility of carbon dioxide and sulfur compounds in the mixed gas can be increased, which leads to a perfect treatment efficiency even in OPEN samples. In particular, the sample in the inventive device is received at the gas / liquid separator downstream of the reactor, so the pressure drops to atmospheric pressure. Therefore, the gas dissolved in the ballast water at high pressure inside the reactor is separated back into gas from the gas / liquid separator with reduced pressure and discharged. According to the results, it can be seen that the treatment efficiency can be improved by dissolving the flue gas at a high pressure even during a short residence time.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the following claims.

10: 연도가스 배기라인
100, 200: 선박 평형수 처리 장치
110, 210: 평형수 저장탱크
130, 230: 평형수 공급라인
140, 240: 연도가스 공급펌프
142, 242: 연도가스 인출라인
160, 260: 버블 발생기
250: 분리기(기체/액체 분리기)10: flue gas exhaust line
100, 200: Ship ballast water treatment system
110, 210: ballast water storage tank
130, 230: Balanced water supply line
140, 240: flue gas supply pump
142, 242: flue gas withdrawal line
160, 260: bubble generator
250: separator (gas / liquid separator)

Claims (23)

선박의 연도가스 배기라인에서 분지된 연도가스 인출라인;
소정 압력으로 유지되는 저장공간을 갖는 평형수 저장탱크;
평형수 저장 탱크로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급라인; 및
평형수 공급라인과 평형수 저장탱크 사이에 마련되며, 평형수 공급라인을 따라 유동하는 유체에서 기체/액체 성분을 분리하기 위한 분리기를 포함하며,
연도가스 인출라인은 평형수 공급라인 내부로 연결되도록 마련되고,
연도가스 인출라인은, 연도가스의 배기 흐름을 따라 연도가스 배기라인에서 100℃이하의 연도 가스가 유동하는 영역과 유체 이동 가능하게 연결되며,
연도가스 인출라인으로 유입된 연도 가스는 평형수 공급라인 내부에서 분사되고, 평형수 공급라인 내에서 분사된 연도 가스는 평형수 공급라인을 따라 유동하는 평형수에 용해되며,
분리기 내의 압력은 평형수 공급라인의 압력 이하로 조절되고,
분리기는 평형수에 용해되지 않은 가스 또는 분리기 내부압력에 따라 평형수로부터 분리된 가스를 외부로 배출시키도록 마련된 선박 평형수 처리 장치.A flue gas withdrawal line branched from the flue gas exhaust line of the ship;
A ballast water storage tank having a storage space maintained at a predetermined pressure;
A ballast water supply line for supplying ballast water to the ballast water storage tank; And
A separator provided between the ballast water supply line and the ballast water storage tank for separating gas / liquid components from the fluid flowing along the ballast water supply line,
The flue gas outlet line is provided to be connected to the inside of the ballast water supply line,
The flue gas withdrawal line is fluidly connected to an area of flue gas flow below 100 占 폚 in the flue gas exhaust line along the flue gas exhaust stream,
The flue gas introduced into the flue gas withdrawing line is injected inside the ballast water supply line and the flue gas injected in the ballast water supply line is dissolved in the ballast water flowing along the ballast water supply line,
The pressure in the separator is regulated below the pressure of the ballast water supply line,
Wherein the separator is arranged to discharge the gas not dissolved in the ballast water or the gas separated from the ballast water to the outside according to the pressure inside the separator. 제 1 항에 있어서,
연도가스 인출라인으로 공급되는 연도가스의 압력을 조절하기 위한 제1 가압조절밸브가 마련된 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
And a first pressure regulating valve for regulating the pressure of the flue gas supplied to the flue gas withdrawing line. 제 2 항에 있어서,
제1 가압조절밸브를 통해 연도가스 인출라인의 압력은 1 내지 10기압으로 조절되는 선박 평형수 처리 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the pressure of the flue gas withdrawing line is regulated at 1 to 10 atmospheres through the first pressure regulating valve. 제 1 항에 있어서,
연도가스 인출라인은 메인 인출라인 및 메인 인출라인으로부터 분지된 적어도 2개의 분사라인을 포함하며,
각각의 분사라인은 평형수 공급라인 내부와 연결되도록 마련되고,
각각의 분사라인의 분사영역에는 버블 발생기가 마련된 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
The flue gas outlet line comprises at least two branch lines branched from the main outlet line and the main outlet line,
Each jetting line is provided to be connected to the inside of the ballast water supply line,
And a bubble generator is provided in a jetting area of each jetting line. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
연도가스 인출라인에는 버블 발생기가 마련되며,
연도가스 인출라인을 유동하는 연도가스는 버블 발생기를 통해 버블 형태로 평형수에 분사되는 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
The flue gas drawing line is provided with a bubble generator,
Wherein the flue gas flowing through the flue gas withdrawal line is injected into the ballast water in the form of a bubble through a bubble generator. 제 1 항에 있어서,
평형수 공급라인으로 평형수를 공급하기 위한 평형수 공급펌프 및
평형수의 재순환 처리를 위한 저장탱크와 평형수 공급펌프를 연결하는 제1 디밸러스트 라인을 추가로 포함하는 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
A ballast water supply pump for supplying the ballast water to the ballast water supply line and
Further comprising a first dibalast line connecting a reservoir tank and a ballast water supply pump for recirculation of the ballast water. 제 8 항에 있어서,
평형수 공급펌프는 제1 디밸러스트 라인의 평형수 또는 외부 평형수가 선택적으로 평형수 공급라인으로 공급되도록 마련된 선박 평형수 처리 장치.9. The method of claim 8,
The ballast water supply pump is configured such that the ballast water or the external ballast water of the first diballust line is selectively supplied to the ballast water supply line. 제 1 항에 있어서,
평형수 공급라인 내의 압력을 조절하기 위한 제2 가압조절밸브를 추가로 포함하는 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a second pressure regulating valve for regulating the pressure in the ballast water supply line. 제 10 항에 있어서,
평형수 공급라인 내의 압력은 1 내지 10기압으로 조절되는 선박 평형수 처리 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the pressure in the ballast water supply line is adjusted to 1 to 10 atmospheres. 제 1 항에 있어서,
평형수 공급라인과 평형수 저장탱크 사이에 유로 절환 밸브가 마련되며,
유로 절환 밸브는 평형수 공급라인의 평형수가 평형수 저장탱크로 유입되거나, 또는 선박 외부로 배출되도록 마련된 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
A flow path switching valve is provided between the ballast water supply line and the ballast water storage tank,
The flow path switching valve is provided so that the ballast water of the ballast water supply line flows into the ballast water storage tank or is discharged to the outside of the ship. 제 1 항에 있어서,
연도가스 인출라인으로 연도가스를 공급하기 위한 연도가스 공급펌프를 추가로 포함하고,
연도가스 공급펌프는 대기 중 공기 또는 연도가스 배기라인의 연도가스를 선택적으로 연도가스 인출라인으로 공급하도록 마련되고,
선박 내로 평형수 유입 시, 연도가스가 연도가스 인출라인으로 공급되고, 평형수 배출 시, 공기가 연도가스 인출라인으로 공급되는 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a flue gas feed pump for feeding the flue gas to the flue gas withdrawal line,
The flue gas feed pump is adapted to selectively supply flue gas in the atmospheric air or flue gas exhaust line to the flue gas outlet line,
Wherein the flue gas is supplied to the flue gas withdrawal line when the ballast water is introduced into the vessel and the air is supplied to the flue gas withdrawal line when the ballast water is discharged. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
분리기와 평형수 저장탱크 사이에는 유로 절환 밸브가 마련되고,
유로 절환 밸브는, 외부와 연결된 제2 디밸러스트 라인과 연결되며,
유로 절환 밸브에 의해, 분리기로부터 토출된 평형수는 평형수 저장탱크 또는 제2 디밸러스트 라인으로 공급되는 선박 평형수 처리 장치.The method according to claim 1,
A flow path switching valve is provided between the separator and the ballast water storage tank,
The flow path switching valve is connected to a second dibalast line connected to the outside,
And the ballast water discharged from the separator is supplied to the ballast water storage tank or the second dibalast line by the flow path switching valve. 삭제delete 삭제delete 선체; 및
제 1 항에 따른 선박 평형수 처리 장치를 포함하는 선박.
hull; And
A ship including the ship ballast water treatment device according to claim 1.
삭제delete 삭제delete
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