KR102027539B1 - Apparatus for reducing air pollutant - Google Patents

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KR102027539B1 KR1020180036835A KR20180036835A KR102027539B1 KR 102027539 B1 KR102027539 B1 KR 102027539B1 KR 1020180036835 A KR1020180036835 A KR 1020180036835A KR 20180036835 A KR20180036835 A KR 20180036835A KR 102027539 B1 KR102027539 B1 KR 102027539B1
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wash water
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이승재
박희준
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삼성중공업 주식회사
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

According to an embodiment of the present invention, an apparatus for treating air pollutants is provided. According to the embodiment of the present invention, the apparatus for treating air pollutants comprises: a scrubber supplying wash water to an exhaust gas supplied from a combustion engine to make gas-liquid contact therebetween; an oxidation catalyst storage tank storing an oxidation catalyst injected into the scrubber to oxidize the exhaust gas and prevent the reduction of the oxidized exhaust gas; a wash water storage tank connected to the scrubber through a wash water discharge pipe and storing the wash water and the oxidation catalyst discharged from the scrubber; a wash water circulation pipe connecting the wash water storage tank and the scrubber to circulate, to the scrubber, a portion of the mixture of the wash water and the oxidation catalyst stored in the wash water storage tank; a neutralizer supply unit supplying a neutralizer to the wash water storage tank; a salt separation unit connected to the wash water discharge pipe at a rear end of the wash water storage tank, and including a capacitive deionizer electrically adsorbing salts generated by a reaction between the wash water and the neutralizer in the wash water storage tank to separate the same from the wash water; and a reclaimed water supply pipe supplying pure water to the salt separation unit as reclaimed water to desorb the salts adsorbed by the capacitive deionizer. The salt separation unit can receive the mixture of wash water and the oxidation catalyst or the reclaimed water from any one of the wash water discharge pipe and the reclaimed water supply pipe.

Description

배기 오염물질 처리장치{Apparatus for reducing air pollutant}Apparatus for reducing air pollutant}

본 발명은 배기 오염물질 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지 소모를 줄이면서 배기가스, 및 배기가스의 정화로 오염된 세정수를 처리할 수 있는 배기 오염물질 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for treating exhaust pollutants, and more particularly, to an apparatus for treating exhaust pollutants that can treat exhaust gases and cleaning water contaminated by purifying exhaust gases while reducing energy consumption.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있다. 환경에 대한 인식이 점차 증가함에 따라 배기가스에 포함된 각종 유해물질에 대한 규제가 엄격해지고 있는 실정이며, 특히, 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 유엔 산하기관인 국제 해사기구(IMO; International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다. 질소산화물의 경우, Tier III가 발효되는 시점인 2016년에 3.4g/kwh 이하로 그 배출량을 규제하고 있으며, 황산화물의 경우, 2015년부터 SECA(Sulfur Emission Control Area)에서 0.1%이하로 그 배출이 규제된다. 이에 따라, 선박의 배기가스 처리를 위한 다양한 장치 및 방법들이 도입되고 있다. 황산화물의 경우, 습식 스크러버를 이용하여 제거하는 방식이 일반적이며, 과산화수소, 오존, 자외선 등을 이용하여 배기가스를 미리 산화시킨 후에 세정수와 기액 접촉시킬 경우, 황산화물과 질소산화물을 동시에 저감시킬 수 있다.In general, various engines installed on ships generate power by burning fuel, and exhaust gases generated during combustion of fuel are harmful substances such as nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and fine dust (PM). It includes. As environmental awareness gradually increases, regulations on various harmful substances contained in exhaust gases are becoming more stringent. In particular, nitrogen oxides and sulfur oxides in the exhaust gases are regulated by the International Maritime Organization (IMO). Representative air pollutants are under emission control from Nitrogen oxides are regulated at 3.4 g / kwh or less in 2016, when Tier III takes effect, and sulfur oxides are below 0.1% in the Sulfur Emission Control Area (SECA) since 2015. This is regulated. Accordingly, various apparatuses and methods for treating exhaust gas of ships have been introduced. In the case of sulfur oxides, a method of removing by using a wet scrubber is common. When the exhaust gas is oxidized in advance using hydrogen peroxide, ozone, ultraviolet rays, etc., the sulfur oxides and nitrogen oxides are simultaneously reduced. Can be.

한편, 황산화물과 질소산화물이 산화되어 세정수에 용해될 경우, 황산염과 질산염(Nitrates and Nitrites)이 생성된다. 질산염은 해상에 배출할 수 있는 양에 대한 규제가 발효되어 있으므로, 일정 농도 이상의 질산염이 포함된 세정수는 배출될 수 없다. 그러나, 선박에 설치된 각종 엔진은 필요한 동력을 생성하기 위해 지속적으로 연료를 연소하고, 이에 따라 배출되는 배기가스를 처리하는 과정에서 황산염과 질산염이 계속 생성되므로, 이를 저장하기 위한 탱크가 복수 개 마련되어야 한다. 따라서, 탱크의 설치 및 유지를 위한 비용이 증가되고, 복수 개의 탱크를 배치하기 위해 넓은 공간이 요구되어 선박 내 공간 활용도가 저하되는 문제점이 있다. 이에, 세정수를 냉각시켜 황산염을 석출한 후, 질산염이 포함된 세정수만 저장하였으나, 세정수를 강제 냉각시키는 과정에서 에너지 소모가 큰 문제점이 있다.On the other hand, when sulfur oxides and nitrogen oxides are oxidized and dissolved in the washing water, sulfates and nitrates (Nitrates and Nitrites) are produced. Since nitrates have been regulated in terms of the amount that can be discharged to sea, cleaning water containing more than a certain concentration of nitrates cannot be discharged. However, various engines installed on the ship continuously burn fuel to generate the required power, and thus sulfates and nitrates are continuously generated in the process of treating the exhaust gas, and thus, a plurality of tanks for storing them must be provided. do. Therefore, the cost for installing and maintaining the tank is increased, a large space is required to arrange a plurality of tanks, there is a problem that the space utilization in the vessel is lowered. Thus, after cooling the washing water to precipitate sulfate, only the washing water containing nitrate is stored, but there is a problem in that energy consumption is large in the process of forcibly cooling the washing water.

대한민국 등록특허 제10-1489657호 (2014. 11. 26.)Republic of Korea Patent No. 10-1489657 (Nov. 26, 2014)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 에너지 소모를 줄이면서 배기가스, 및 배기가스의 정화로 오염된 세정수를 처리할 수 있는 배기 오염물질 처리장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an exhaust pollutant treatment apparatus capable of treating exhaust gas and washing water contaminated by purification of exhaust gas while reducing energy consumption.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 처리장치는, 연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 공급하여 기액 접촉시키는 스크러버와, 상기 스크러버 내부로 분사되어 상기 배기가스를 산화시키고 산화된 상기 배기가스의 환원을 방지하는 산화촉매를 저장하는 산화촉매저장탱크와, 세정수배출관을 통해 상기 스크러버와 연결되어 상기 스크러버에서 배출되는 상기 세정수와 상기 산화촉매를 저장하는 세정수저장탱크와, 상기 세정수저장탱크와 상기 스크러버를 연결하여, 상기 세정수저장탱크에 저장된 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액 중 일부를 상기 스크러버로 순환시키는 세정수순환관과, 상기 세정수저장탱크에 중화제를 공급하는 중화제공급부와, 상기 세정수저장탱크 후단의 상기 세정수배출관에 연결되며, 상기 세정수저장탱크 내부에서 상기 세정수와 상기 중화제가 반응하여 생성된 염을 전기적으로 흡착하여 상기 세정수로부터 분리하는 축전식 탈이온장치를 포함하는 염분리유닛, 및 상기 염분리유닛에 청수를 재생수로 공급하여, 상기 축전식 탈이온장치에 흡착된 염을 탈리시키는 재생수공급관을 포함하되, 상기 염분리유닛은 상기 세정수배출관과 상기 재생수공급관 중 어느 하나로부터 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액 또는 상기 재생수를 공급받는다.Exhaust pollutant treatment apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a scrubber for supplying the washing water to the gas-liquid contact with the exhaust gas supplied from the combustion engine, and injected into the scrubber to the exhaust gas An oxidation catalyst storage tank storing an oxidation catalyst for oxidizing and preventing reduction of the oxidized exhaust gas, and a washing water storing the washing water and the oxidation catalyst connected to the scrubber through a washing water discharge pipe and discharged from the scrubber A washing water circulation tube connecting a storage tank, the washing water storage tank and the scrubber to circulate a portion of the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst stored in the washing water storage tank to the scrubber, and the washing water storage tank A neutralizing agent supply unit for supplying a neutralizing agent to the water, and the washing water arrangement at the rear end of the washing water storage tank A salt separation unit connected to a pipe, the salt separation unit including a capacitive deionizer which electrically adsorbs the salt generated by the reaction of the washing water and the neutralizing agent in the washing water storage tank and separates it from the washing water; Supplying fresh water to the separation unit as a regeneration water, and includes a regeneration water supply pipe for removing the salt adsorbed to the capacitive deionization device, wherein the salt separation unit and the washing water from any one of the washing water discharge pipe and the regeneration water supply pipe The mixed solution of the oxidation catalyst or the regenerated water is supplied.

상기 염분리유닛은 복수 개가 병렬로 설치되어, 각각 선택적으로 구동될 수 있다.A plurality of the salt separation unit is installed in parallel, each may be selectively driven.

상기 축전식 탈이온장치는, 한 쌍의 다공성 전극과, 상기 다공성 전극 사이에 전위 차를 주어 각각의 상기 다공성 전극에 이온을 흡착시키는 전력공급부, 및 상기 다공성 전극을 수용하는 챔버를 포함할 수 있다.The capacitive deionizer may include a pair of porous electrodes, a power supply unit for adsorbing ions to each of the porous electrodes by providing a potential difference between the porous electrodes, and a chamber accommodating the porous electrodes. .

상기 전력공급부는 상기 염분리유닛에 상기 재생수가 공급될 때 상기 다공성 전극에 역전위(reverse potential)를 주거나 전력 공급을 중단할 수 있다.The power supply unit may give a reverse potential to the porous electrode or stop power supply when the regeneration water is supplied to the salt separation unit.

상기 배기 오염물질 처리장치는, 상기 염분리유닛에 연결되어 상기 염분리유닛에서 탈리된 염을 저장하는 염저장탱크를 더 포함할 수 있다.The exhaust pollutant treatment apparatus may further include a salt storage tank connected to the salt separation unit to store the salt detached from the salt separation unit.

상기 산화촉매는 유기 술폭시드를 포함하는 유기화합물과 무기금속화합물의 혼합물일 수 있다.The oxidation catalyst may be a mixture of an organic compound including an organic sulfoxide and an inorganic metal compound.

상기 배기 오염물질 처리장치는, 상기 염분리유닛 후단의 상기 세정수배출관에 연결되며, 비중 차이를 이용하여 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액으로부터 상기 산화촉매를 분리하는 산화촉매분리유닛과, 상기 산화촉매분리유닛과 상기 산화촉매저장탱크를 연결하여 상기 혼합액에서 분리된 상기 산화촉매를 상기 산화촉매저장탱크로 회수하는 산화촉매회수관을 더 포함할 수 있다.The exhaust pollutant treating apparatus is connected to the washing water discharge pipe at the rear end of the salt separation unit, and an oxidation catalyst separation unit for separating the oxidation catalyst from the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst by using a specific gravity difference; The oxidation catalyst recovery unit may further include an oxidation catalyst recovery pipe connecting the oxidation catalyst separation unit and the oxidation catalyst storage tank to recover the oxidation catalyst separated from the mixed solution to the oxidation catalyst storage tank.

본 발명에 따르면, 축전식 탈이온장치의 전기적 흡착 성질을 이용하여 세정수로부터 질산염을 분리하므로, 질산염이 포함된 세정수를 강제로 냉각하여 석출시키는 종래의 방식에 비해 질산염의 분리 효율이 높고 소비되는 에너지도 절감할 수 있다.According to the present invention, since the nitrate is separated from the washing water by using the electrical adsorption property of the capacitive deionizer, the separation efficiency of the nitrate is higher and consumed compared to the conventional method of forcibly cooling and precipitation of the washing water containing nitrate. Energy can be saved.

또한, 염이 흡착된 축전식 탈이온장치에 재생수를 공급하면 염이 탈리되므로, 반 영구적인 사용이 가능하여 장치 운용비를 절감할 수 있다.In addition, when the regeneration water is supplied to the capacitive deionizer in which the salt is adsorbed, the salt is desorbed, and thus semi-permanent use is possible, thereby reducing the operation cost of the device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 처리장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 축전식 탈이온장치에 질산염이 흡착 및 탈리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 배기 오염물질 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an apparatus for treating exhaust pollutants in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a process in which the nitrate adsorption and desorption in the capacitive deionizer.
3 and 4 are operation diagrams for explaining the operation of the exhaust pollutant treatment apparatus.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 오염물질 처리장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an exhaust pollutant treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.

본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 처리장치는 연소기관(도시되지 않음)에서 배출되는 배기가스에 포함된 오염물질을 정화하고, 동시에, 배기가스의 정화로 오염된 세정수를 처리하는 장치로, 주로, 선박과 같은 해양구조물에 탑재될 수 있다.Exhaust pollutant treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is a device for purifying the pollutants contained in the exhaust gas discharged from the combustion engine (not shown), and at the same time, to process the washing water contaminated by the purification of the exhaust gas , Mainly, on offshore structures such as ships.

배기 오염물질 처리장치는, 축전식 탈이온장치의 전기적 흡착 성질을 이용하여 세정수로부터 질산염을 분리하므로, 질산염이 포함된 세정수를 강제로 냉각하여 석출시키는 종래의 방식에 비해 질산염의 분리 효율이 높고 소비되는 에너지도 절감할 수 있다. 또한, 염이 흡착된 축전식 탈이온장치에 재생수를 공급하면 염이 탈리되므로, 반 영구적인 사용이 가능하여 장치 운용비를 절감할 수 있는 특징이 있다.Since the exhaust pollutant treatment device separates nitrate from the washing water by using the electroadsorption property of the capacitive deionizer, the separation efficiency of nitrate is higher than that of the conventional method of forcibly cooling and depositing the washing water containing nitrate. High energy consumption can be saved. In addition, since the salt is desorbed when the regeneration water is supplied to the desorption device in which the salt is adsorbed, the semi-permanent use is possible, thereby reducing the operation cost of the device.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 배기 오염물질 처리장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the exhaust pollutant treatment apparatus 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 오염물질 처리장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 축전식 탈이온장치에 질산염이 흡착 및 탈리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다1 is a block diagram schematically showing an exhaust pollutant treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the process of nitrate adsorption and desorption in the capacitive deionizer.

본 발명에 따른 배기 오염물질 처리장치(1)는 스크러버(10)와, 산화촉매저장탱크(20)와, 세정수저장탱크(30)와, 세정수순환관(31)과, 중화제공급부(40)와, 염분리유닛(50A, 50B), 및 재생수공급관(60)을 포함한다.Exhaust pollutant treatment apparatus 1 according to the present invention is a scrubber 10, the oxidation catalyst storage tank 20, the washing water storage tank 30, the washing water circulation pipe 31, the neutralizing agent supply unit 40 And salt separation units 50A and 50B, and a regeneration water supply pipe 60.

스크러버(10)는 연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 공급받아 기액 접촉시키는 통상의 습식 스크러버(wet scrubber)로, 배기가스관(100)과 세정수공급관(200)이 각각 연결된다.Scrubber 10 is a conventional wet scrubber (wet scrubber) to receive the washing water to the gas-liquid contact with the exhaust gas supplied from the combustion engine, the exhaust gas pipe 100 and the washing water supply pipe 200 is connected to each.

배기가스관(100)은 선박에 탑재된 연소기관 또는 보일러(도시되지 않음)의 배기가스를 공급하는 관으로, 단부가 스크러버(10)에 연결된다. 여기서, 연소기관이라 함은, 연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키는 장치로서, 예를 들어, 메인 엔진, 발전기 등으로 형성될 수 있다. 배기가스관(100)은 연소기관의 배기구에 직접 연결되어 고온의 배기가스가 직접 이동하는 통로가 되거나, 보일러 또는 각종 열교환기를 통과하여 배기열을 대부분 재활용하고 남은 폐가스가 이동하는 통로가 될 수 있다. 또한, 배기가스관(100)은 복수 개의 연소기관의 배기구에 연결될 수 있으며, 복수 개의 연소기관은 선택적으로 동작하여 배기가스를 배출할 수 있다. 연소기관은 통상, 화석 연료를 연소하여 동력을 발생시키므로, 이에 따른 배기가스를 발생시킨다. 이 때, 발생된 배기가스는 다량의 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등을 포함하고 있으며, 연소기관의 일 측에 연결된 배기가스관을 통해 스크러버(10)로 공급된다.The exhaust gas pipe 100 is a pipe for supplying exhaust gas of a combustion engine or a boiler (not shown) mounted on a ship, and an end thereof is connected to the scrubber 10. Here, the combustion engine is an apparatus that generates various powers required for a ship by burning fuel, and may be formed of, for example, a main engine, a generator, or the like. The exhaust gas pipe 100 may be directly connected to the exhaust port of the combustion engine to be a passage through which hot exhaust gas directly moves, or may be a passage through which a waste gas remaining after most of the waste heat is recycled through a boiler or various heat exchangers. In addition, the exhaust gas pipe 100 may be connected to exhaust ports of the plurality of combustion engines, and the plurality of combustion engines may selectively operate to exhaust the exhaust gas. The combustion engine usually generates fossil fuel by burning power and thus generates exhaust gas. At this time, the generated exhaust gas contains a large amount of nitrogen oxides, sulfur oxides, organic materials, fine dust and the like, and is supplied to the scrubber 10 through an exhaust gas pipe connected to one side of the combustion engine.

세정수공급관(200)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수를 스크러버(10)로 공급하는 관으로, 일단부가 해수유입구(도시되지 않음)와 청수저장탱크(도시되지 않음) 중 적어도 하나에 연결되고, 타단부가 스크러버(10)에 연결된다. 즉, 세정수공급관(200)은 해수와 청수를 선택적으로 공급받거나 동시에 공급받아 스크러버(10)로 공급한다.The washing water supply pipe 200 is a pipe for supplying the washing water, which is at least one of sea water or fresh water, or a mixture of sea water and fresh water, to the scrubber 10, one end of which is a sea water inlet (not shown) and a fresh water storage tank (not shown). And the other end is connected to the scrubber 10. That is, the washing water supply pipe 200 is selectively supplied with sea water and fresh water or simultaneously supplied to the scrubber 10.

스크러버(10)는 배기가스관(100)을 통해 공급되는 배기가스에 세정수공급관(200)을 통해 공급되는 세정수를 분사하여 기액 접촉시킨다. 스크러버(10)는 내부에 세정수를 미립자 형태로 분사하는 분사노즐(13)이 설치되며, 분사노즐(13)은 복수 개가 배기가스의 유동 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수 개의 분사노즐(13)이 배기가스의 유동 방향을 따라 배치됨으로써, 배기가스와 세정수의 접촉 면적 및 횟수가 증대되어 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있다. 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 제거된 배기가스는 배기관(110)을 통해 외부로 배출된다. 배기관(110)을 통해 배출되는 배기가스는 오염물질이 배기기준에 적합한 수준으로 제거되어 대기 중에 그대로 방출할 수 있다.The scrubber 10 sprays the washing water supplied through the washing water supply pipe 200 to the gas gas supplied through the exhaust gas pipe 100 to make gas-liquid contact. The scrubber 10 has a spray nozzle 13 for spraying the washing water in the form of fine particles therein, a plurality of spray nozzles 13 may be arranged along the flow direction of the exhaust gas. Since the plurality of injection nozzles 13 are disposed along the flow direction of the exhaust gas, the contact area and the number of times of the exhaust gas and the washing water are increased to contaminate nitrogen oxides, sulfur oxides, organic substances, fine dust, etc. contained in the exhaust gas. The substance can be removed effectively. Exhaust gas from which pollutants such as nitrogen oxides, sulfur oxides, organic materials, and fine dusts are removed is discharged to the outside through the exhaust pipe 110. Exhaust gas discharged through the exhaust pipe 110 may be released to the atmosphere as the pollutants are removed to a level suitable for exhaust standards.

스크러버(10)는 제1 스크러버(11)와 제2 스크러버(12)를 포함한다.The scrubber 10 includes a first scrubber 11 and a second scrubber 12.

제1 스크러버(11)는 스크러버(10)의 일 측을 이루는 통 형상의 부재로, 상부가 배기가스관(100)과 연통된다. 제1 스크러버(11)의 상부가 배기가스관(100)과 연통됨으로써, 제1 스크러버(11)로 유입된 배기가스는 하방으로 유동하며 세정수와 기액 접촉할 수 있다. 이 때, 스크러버(10) 내부에는 산화촉매저장탱크(20)로부터 산화촉매가 포함된 용액이 분사되므로, 배기가스는 산화촉매와도 기액 접촉하며 산화될 수 있다. 배기가스가 산화촉매와 기액 접촉하면, 배기가스에 포함된 일산화질소가 이산화질소로 산화된다. 이산화질소는 일산화질소에 비해 물에 쉽게 용해되므로, 스크러버(10)에서 세정수와 기액 접촉 시 쉽게 녹아 제거될 수 있다.The first scrubber 11 is a cylindrical member forming one side of the scrubber 10, the upper portion is in communication with the exhaust gas pipe 100. Since the upper portion of the first scrubber 11 communicates with the exhaust gas pipe 100, the exhaust gas introduced into the first scrubber 11 may flow downward and make gas-liquid contact with the washing water. At this time, since the solution containing the oxidation catalyst is injected from the oxidation catalyst storage tank 20 into the scrubber 10, the exhaust gas can also be oxidized in gas-liquid contact with the oxidation catalyst. When the exhaust gas comes into gas-liquid contact with the oxidation catalyst, nitrogen monoxide contained in the exhaust gas is oxidized to nitrogen dioxide. Since nitrogen dioxide is more easily soluble in water than nitrogen monoxide, it can be easily dissolved and removed when the scrubber 10 comes into contact with the washing water and gas-liquid.

산화촉매저장탱크(20)에서 분사되는 산화촉매는, 유기 술폭시드를 포함하는 유기화합물과, Co(OH)/SiO2와 같은 무기금속화합물의 혼합물로, 배기가스를 산화시킴과 동시에 산화된 배기가스의 환원을 방지할 수 있다. 다시 말해, 산화촉매의 무기금속화합물은 배기가스를 산화시키고, 유기화합물은 산화된 배기가스가 다시 환원되려고 하는 역반응을 방지한다. 인위적으로 산화된 배기가스는 다시 원래의 상태로 쉽게 환원될 수 있다. 배기가스가 다시 환원되면, 세정수에 쉽게 녹아 제거되지 않으므로, 산화촉매를 이용하여 배기가스를 산화시킴과 동시에 역반응을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, 산화촉매는 실리카 나노입자에 담지된 전이금속 수산화물이 물과 유기 술폭시드를 포함한 유기화합물에 부유되어 있는 형태이며, 전이금속은 코발트, 이켈, 구리, 처리, 망간, 크롬, 로듐, 루테늄, 몰리브덴, 오스뮴, 백금, 텅스텐, 아연, 바나듐, 지르코늄, 팔라듐, 이리듐 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 산화촉매는 산소와 반응하여 활성산소를 생성하고, 생성된 활성산소는 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다.The oxidation catalyst injected from the oxidation catalyst storage tank 20 is a mixture of an organic compound containing an organic sulfoxide and an inorganic metal compound such as Co (OH) / SiO 2. Reduction of gas can be prevented. In other words, the inorganic metal compound of the oxidation catalyst oxidizes the exhaust gas, and the organic compound prevents a reverse reaction in which the oxidized exhaust gas is about to be reduced again. Artificially oxidized exhaust gas can be easily reduced back to its original state. When the exhaust gas is reduced again, since it is not easily dissolved and removed in the washing water, it is possible to oxidize the exhaust gas using an oxidation catalyst and to prevent a reverse reaction. More specifically, the oxidation catalyst is a form in which a transition metal hydroxide supported on silica nanoparticles is suspended in an organic compound including water and organic sulfoxide, and the transition metal is cobalt, nickel, copper, treated, manganese, chromium, rhodium, Ruthenium, molybdenum, osmium, platinum, tungsten, zinc, vanadium, zirconium, palladium, iridium. These oxidation catalysts react with oxygen to produce free radicals, which can oxidize nitrogen monoxide to nitrogen dioxide.

제1 스크러버(11)는 내부에 교반패널(14)과 혼합기(15)가 설치될 수 있다. 교반패널(14)은 배기가스의 회전 유동을 유도하며, 혼합기(15)는 세정수와 산화촉매, 및 배기가스를 혼합한다. 교반패널(14)에 의해 회전 유동하는 배기가스가 혼합기(15)에 의해 세정수 및 산화촉매와 혼합됨으로써, 배기가스에 포함된 오염물질이 보다 효과적으로 제거될 수 있으며, 배기가스의 온도가 저하되어 배기가스의 유속과 부피가 감소될 수 있다. 또한, 서로 다른 연소기관에서 공급되어 상이한 압력을 갖는 배기가스가 혼합될 때 압력 차이로 인해 배기가스 중 일부가 흐름과 반대 방향으로 역류하는 것도 방지할 수 있다. 도면 상에는 제1 스크러버(11) 내부에 배기가스의 유동 방향을 따라 분사노즐(13), 교반패널(14), 혼합기(15)가 차례로 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 배치 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 제1 스크러버(11)는 제2 스크러버(12)와 연통된다.The first scrubber 11 may be provided with a stirring panel 14 and a mixer 15 therein. The stirring panel 14 induces a rotational flow of the exhaust gas, and the mixer 15 mixes the washing water, the oxidation catalyst, and the exhaust gas. Since the exhaust gas rotated by the stirring panel 14 and mixed with the washing water and the oxidation catalyst by the mixer 15, contaminants contained in the exhaust gas can be more effectively removed, and the temperature of the exhaust gas is lowered. The flow rate and volume of the exhaust gas can be reduced. It is also possible to prevent some of the exhaust gas from flowing back in the opposite direction to the flow due to the pressure difference when the exhaust gases supplied from different combustion engines having different pressures are mixed. In the drawings, the injection nozzle 13, the stirring panel 14, and the mixer 15 are sequentially arranged in the first scrubber 11 along the flow direction of the exhaust gas, but the present invention is not limited thereto. It can be variously modified. The first scrubber 11 is in communication with the second scrubber 12.

제2 스크러버(12)는 스크러버(10)의 타 측을 이루는 통 형상의 부재로, 하부가 제1 스크러버(11)와 연통되어 굴절부를 이루고 상부가 배기관(110)과 연통된다. 즉, 제1 스크러버(11)를 따라 하방으로 유동하여 제2 스크러버(12)로 유입된 배기가스는 상방으로 유동하여 배기관(110)을 통해 배출된다. 제2 스크러버(12)가 제1 스크러버(11)와 연통되어 U자형의 굴절부를 이룸으로써, 스크러버(10) 내부의 배기가스의 유동 경로가 길어지고 배기가스와 세정수가 접촉하는 시간이 연장되어 오염물질의 제거 효과가 극대화될 수 있다. 제2 스크러버(12)는 내부에 혼합기(15)와 분사노즐(13)이 배치되며, 배기관(110)과 접하는 상부에는 배기가스에 포함된 수분입자를 응축시키는 액적분리기(16)가 설치될 수 있다. 배기관(110)과 근접하게 액적분리기(16)가 설치됨으로써, 세정수와 접촉하여 수분입자를 포함하고 있는 배기가스로부터 수분입자가 제거되어 배기가스가 건조된 상태로 배출될 수 있다. 또한, 배기가스로부터 제거된 수분입자가 낙하하면서 상부로 유동하는 배기가스와 다시 기액 접촉할 수 있어 오염물질이 추가로 제거되는 효과도 얻을 수 있다. 그러나, 스크러버(10)가 제1 스크러버(11)와 제2 스크러버(12)를 포함하는 것으로 한정될 것은 아니며, 스크러버(10)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.The second scrubber 12 is a cylindrical member forming the other side of the scrubber 10, the lower portion is in communication with the first scrubber 11 to form a deflection portion, the upper portion is in communication with the exhaust pipe 110. That is, the exhaust gas flowing downward along the first scrubber 11 and flowing into the second scrubber 12 flows upward and is discharged through the exhaust pipe 110. As the second scrubber 12 communicates with the first scrubber 11 to form a U-shaped refraction portion, the flow path of the exhaust gas inside the scrubber 10 is long, and the time that the exhaust gas and the washing water contact each other extends and contaminates. The removal effect of the substance can be maximized. The second scrubber 12 has a mixer 15 and an injection nozzle 13 disposed therein, and a droplet separator 16 for condensing the water particles contained in the exhaust gas may be installed at an upper portion contacting the exhaust pipe 110. have. By installing the droplet separator 16 in close proximity to the exhaust pipe 110, the water particles may be removed from the exhaust gas containing the moisture particles in contact with the washing water and discharged in a dried state. In addition, the moisture particles removed from the exhaust gas can be in gas-liquid contact with the exhaust gas flowing upwards while falling, thereby further removing the pollutants. However, the scrubber 10 is not limited to including the first scrubber 11 and the second scrubber 12, the shape of the scrubber 10 may be variously modified.

스크러버(10) 내부의 세정수는 세정수배출관(17)을 통해 배출된다. 세정수배출관(17)은 제1 스크러버(11)와 제2 스크러버(12) 사이의 굴절부에 연결되어 스크러버(10) 하부에 고인 세정수를 배출하며, 단부가 세정수저장탱크(30)에 연결된다.The washing water inside the scrubber 10 is discharged through the washing water discharge pipe 17. The washing water discharge pipe 17 is connected to the refraction portion between the first scrubber 11 and the second scrubber 12 to discharge the washing water accumulated in the lower portion of the scrubber 10, and the end portion of the washing water storage tank 30 Connected.

세정수저장탱크(30)는 세정수배출관(17)을 통해 스크러버(10)와 연결되어 스크러버(10)에서 배출되는 세정수와 산화촉매를 저장하며, 필요에 따라 내부에 교반기(도시되지 않음)와 외부에 레벨 게이지(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 산화촉매는 실리카 나노입자에 담지된 전이금속 수산화물이 물과 유기 술폭시드를 포함하는 유기화합물에 부유되어 있는 형태이므로, 세정수저장탱크(30)에 저장 시 비중 차이로 인해 세정수와 상분리될 수 있다. 세정수저장탱크(30)에 교반기가 마련되면, 산화촉매가 세정수로부터 상분리되는 것을 방지할 수 있으며, 상분리되더라도 다시 세정수에 혼합될 수 있다. 세정수저장탱크(30)는 일 측에 세정수순환관(31)과 중화제공급부(40)가 각각 연결된다.The washing water storage tank 30 is connected to the scrubber 10 through the washing water discharge pipe 17 to store the washing water and the oxidation catalyst discharged from the scrubber 10, and an agitator (not shown) therein as necessary. Level gauges (not shown) may be installed on and outside. As described above, since the oxidation catalyst is a form in which the transition metal hydroxide supported on the silica nanoparticles is suspended in an organic compound including water and organic sulfoxide, the oxidation catalyst is washed due to the difference in specific gravity when storing in the washing water storage tank 30. It can be phase separated from water. When the stirrer is provided in the washing water storage tank 30, the oxidation catalyst may be prevented from being separated from the washing water, and may be mixed with the washing water even if the washing liquid is separated. The washing water storage tank 30 is connected to the washing water circulation pipe 31 and the neutralizer supplying part 40 at one side thereof.

세정수순환관(31)은 세정수저장탱크(30)와 스크러버(10)를 연결하는 관으로, 세정수저장탱크(30)에 저장된 세정수와 산화촉매의 혼합액 중 일부를 스크러버(10)로 순환시킬 수 있다. 세정수순환관(31)을 통해 세정수와 산화촉매의 혼합액 중 일부가 스크러버(10)로 순환됨으로써, 배기가스의 정화를 위해 외부로부터 공급되어야 하는 세정수 및 산화촉매의 양을 줄일 수 있어 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.The washing water circulation pipe 31 is a pipe connecting the washing water storage tank 30 and the scrubber 10, and circulates a part of the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst stored in the washing water storage tank 30 to the scrubber 10. You can. Part of the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst is circulated to the scrubber 10 through the washing water circulation pipe 31, thereby reducing the amount of the washing water and the oxidation catalyst that must be supplied from the outside for purification of the exhaust gas. You can save money.

중화제공급부(40)는 세정수저장탱크(30) 내부에 중화제를 공급하여, 배기가스와 접촉함에 따라 질소산화물과 황산화물이 용해되어 산성화된 세정수를 중화시킨다. 예를 들어, 중화제는 수산화나트륨(NaOH) 또는 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 암모니아수와 같은 알칼리 용액으로, 해수 등을 전기분해하여 얻을 수 있다. 중화제공급부(40)는 단순히 중화제가 저장된 탱크일 수도 있고, 전기분해장치를 포함하여 중화제를 직접 생산하는 장치일 수도 있다. 중화제공급부(40)로부터 중화제가 공급되어 세정수를 중화시킴으로써, 세정수의 수소이온농도지수(pH)가 해상에 방류하기 적합한 상태로 조절될 수 있다. 세정수저장탱크(30) 또는 스크러버(10) 내부에는 세정수의 pH를 측정하는 센서(도시되지 않음)가 설치될 수 있으며, 중화제공급부(40)는 센서와 연계되어 중화제의 공급량을 조절할 수 있다. 중화제공급부(40)에서 공급되는 중화제는 세정수에 용해된 질소산화물, 황산화물과 반응하여 질산염(NaNO3)과 황산염(Na2SO4)을 생성한다. 즉, 세정수저장탱크(30)에 저장된 세정수는 용해된 오염물질이 중화제와 반응하여 염을 포함하는 상태가 되며, 일부가 세정수순환관(31)을 통해 스크러버(10)로 순환되고, 나머지 일부가 세정수배출관(17)을 통해 염분리유닛(50A, 50B)으로 이동한다.The neutralizer supply unit 40 supplies a neutralizer into the washing water storage tank 30 to neutralize the acidified washing water by dissolving nitrogen oxides and sulfur oxides in contact with the exhaust gas. For example, the neutralizing agent is an alkaline solution such as sodium hydroxide (NaOH) or sodium hypochlorite (NaOCl) or aqueous ammonia, and can be obtained by electrolyzing seawater or the like. The neutralizer supply unit 40 may simply be a tank in which the neutralizer is stored, or may be a device that directly produces the neutralizer including an electrolysis device. The neutralizing agent is supplied from the neutralizing agent supply unit 40 to neutralize the washing water, so that the hydrogen ion concentration index (pH) of the washing water can be adjusted to a state suitable for discharge into the sea. In the washing water storage tank 30 or the scrubber 10, a sensor (not shown) for measuring the pH of the washing water may be installed, and the neutralizing agent supply unit 40 may be connected to the sensor to adjust the supply amount of the neutralizing agent. . The neutralizer supplied from the neutralizer supply unit 40 reacts with nitrogen oxide and sulfur oxide dissolved in the washing water to generate nitrate (NaNO 3 ) and sulfate (Na 2 SO 4 ). That is, the washing water stored in the washing water storage tank 30 is in a state in which dissolved pollutants react with the neutralizing agent to contain salts, and part of the washing water is circulated to the scrubber 10 through the washing water circulation pipe 31. A part is moved to the salt separation units 50A and 50B through the washing water discharge pipe 17.

염분리유닛(50A, 50B)은 세정수저장탱크(30) 후단의 세정수배출관(17)에 연결되며, 세정수저장탱크(30) 내부에서 세정수와 중화제가 반응하여 생성된 염을 세정수로부터 분리한다. 보다 구체적으로, 염분리유닛(50A, 50B)은 세정수에 포함된 염이온을 전기적으로 흡착하여 세정수로부터 분리하는 축전식 탈이온장치를 포함하여, 세정수에 포함된 질산염을 분리할 수 있다. 염분리유닛(50A, 50B)이 세정수에 포함된 염을 분리함으로써, 해상에 배출할 수 있는 질산염의 양에 대한 규제를 만족시키는 범위 내에서 질산염을 배출할 수 있다.The salt separation units 50A and 50B are connected to the washing water discharge pipe 17 at the rear end of the washing water storage tank 30, and the salt generated by the reaction of the washing water and the neutralizing agent in the washing water storage tank 30 is washed with the washing water. Separate from. More specifically, the salt separation units 50A and 50B may include a capacitive deionizer that electrically adsorbs salt ions contained in the washing water to separate the washing water from the washing water, thereby separating nitrates contained in the washing water. . By separating the salts contained in the washing water by the salt separation units 50A and 50B, the nitrates can be discharged within a range that satisfies the regulation on the amount of nitrates that can be discharged to the sea.

축전식 탈이온장치는 한 쌍의 다공성 전극(51)과, 전력공급부(52), 및 챔버(53)를 포함한다. 즉, 축전식 탈이온장치는 챔버(53) 내부에 적어도 한 쌍의 다공성 전극(51)이 수용되어 있는 형태이며, 전력공급부(52)는 다공성 전극(51) 사이에 전위 차를 주어 각각의 다공성 전극(51)에 이온을 흡착시킨다.The capacitive deionizer includes a pair of porous electrodes 51, a power supply 52, and a chamber 53. That is, the capacitive deionizer has a form in which at least one pair of porous electrodes 51 are accommodated in the chamber 53, and the power supply unit 52 provides a potential difference between the porous electrodes 51 to provide porosity. Ions are adsorbed to the electrode 51.

도 2의 (a)를 참조하여 구체적으로 설명하면, 전력공급부(52)가 다공성 전극(51) 사이에 전위 차를 주면, 어느 하나의 다공성 전극(51)은 양극이 되고, 나머지 하나의 다공성 전극(51)은 음극이 된다. 한 쌍의 다공성 전극(51)이 각각 양극과 음극이 된 상태에서 질산염(NaNO3)을 포함하는 세정수가 공급되면, 질산이온과 나트륨이온이 각각 대향된 극의 다공성 전극(51)에 흡착된다. 다시 말해, 질산염(NaNO3)은 세정수에 나트륨이온(Na+)과 질산이온(NO3 -, nitrates) 형태로 용해되어 있는데, 이 중 나트륨이온(Na+)은 음극이 된 다공성 전극(51)에 흡착되고, 질산이온(NO3 -)은 양극이 된 다공성 전극(51)에 흡착되는 것이다.Specifically, referring to FIG. 2A, when the power supply unit 52 gives a potential difference between the porous electrodes 51, one of the porous electrodes 51 becomes an anode and the other one of the porous electrodes. 51 becomes a cathode. When the pair of porous electrodes 51 are supplied with washing water including nitrate (NaNO 3 ) in the state of being the anode and the cathode, respectively, nitrate ions and sodium ions are adsorbed to the porous electrodes 51 of the opposite poles, respectively. In other words, nitrate (NaNO 3) is sodium ion (Na +) and nitrate ions in the washing water (NO 3 -, nitrates) there is dissolved in the form, the sodium ions (Na +) of the the cathode porous electrode (51 ), And nitrate ions (NO 3 − ) are adsorbed onto the porous electrode 51 that becomes the anode.

이러한 염분리유닛(50A, 50B)은 복수 개가 병렬로 설치되어, 각각 선택적으로 구동될 수 있다. 염분리유닛(50A, 50B)을 장 시간 사용하면, 양극이 된 다공성 전극(51)의 표면에 질산이온(NO3 -)이 과도하게 흡착되어 다공성 전극(51)의 흡착 능력이 저하될 수 있다. 복수 개의 염분리유닛(50A, 50B)이 병렬로 연결되어 선택적으로 구동됨으로써, 일부는 흡착공정이 진행되고 나머지 일부는 재생공정이 진행되어 지속적으로 염을 분리할 수 있다.A plurality of such salt separation units 50A and 50B may be installed in parallel, and each may be selectively driven. When the salt separation units 50A and 50B are used for a long time, nitrate ions (NO 3 − ) may be excessively adsorbed on the surface of the porous electrode 51 that becomes the anode, and thus the adsorption capacity of the porous electrode 51 may be reduced. . The plurality of salt separation units 50A and 50B are connected in parallel and selectively driven, so that some of the salt separation unit 50A and 50B are continuously adsorbed, and some of the salt separation unit is continuously separated.

다공성 전극(51)의 흡착 능력이 저하된 염분리유닛(50A, 50B)은 재생수공급관(60)으로부터 재생수를 공급받을 수 있다. 즉, 염분리유닛(50A, 50B)에는 세정수배출관(17)과 재생수공급관(60)이 각각 연결되어, 세정수배출관(17)과 재생수공급관(60) 중 어느 하나로부터 세정수와 산화촉매의 혼합액 또는 재생수를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 세정수배출관(17)이 개방되어 염분리유닛(50A, 50B)에 세정수와 산화촉매의 혼합액이 공급되는 경우, 재생수공급관(60)은 폐쇄된다. 반대로, 재생수공급관(60)이 개방되어 염분리유닛(50A, 50B)에 재생수가 공급되는 경우, 세정수배출관(17)은 폐쇄된다. 재생수공급관(60)은 염분리유닛(50A, 50B)에 청수(fresh water)를 재생수로 공급하여 축전식 탈이온장치에 흡착된 염, 특히, 질산이온(NO3 -)을 탈리시키며, 청수저장탱크에 연결되어 재생수를 공급받을 수 있다.The salt separation units 50A and 50B having reduced adsorption capacity of the porous electrode 51 may receive regeneration water from the regeneration water supply pipe 60. That is, the washing water discharge pipe 17 and the regeneration water supply pipe 60 are connected to the salt separation units 50A and 50B, respectively, to remove the washing water and the oxidation catalyst from any one of the washing water discharge pipe 17 and the regeneration water supply pipe 60. Mixed liquor or recycled water may be supplied. For example, when the washing water discharge pipe 17 is opened to supply the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst to the salt separation units 50A and 50B, the regeneration water supply pipe 60 is closed. In contrast, when the regeneration water supply pipe 60 is opened to supply regeneration water to the salt separation units 50A and 50B, the washing water discharge pipe 17 is closed. The regeneration water supply pipe 60 supplies fresh water to the salt separation units 50A and 50B as regeneration water to desorb salts adsorbed to the capacitive deionizer, in particular, nitrate ions (NO 3 − ), and to store fresh water. It can be connected to the tank to receive regeneration water.

도 2의 (b)를 참조하여 구체적으로 설명하면, 재생수공급관(60)을 통해 염분리유닛(50A, 50B)에 재생수가 공급될 때, 전력공급부(52)는 다공성 전극(51)에 역전위(reverse potential)를 주거나 전력 공급을 중단할 수 있다. 재생수인 청수가 공급되면서 다공성 전극(51)에 역전위가 걸리거나 전력 공급이 중단되면, 다공성 전극(51)에 전기적으로 흡착되어 있던 질산이온(NO3 -)이 탈리되어 다공성 전극(51)이 초기 상태로 복원될 수 있다. 다공성 전극(51)이 초기 상태로 재생되는 과정에서 탈리된 질산이온(NO3 -)을 포함하는 세정수는 염분리유닛(50A, 50B)에 연결된 염저장탱크(70)에 저장될 수 있다. 즉, 세정수저장탱크(30)에서 배출된 세정수에 포함되어 있는 질산염(NaNO3)을 형성하는 질산이온(NO3 -)은 다공성 전극(51)에 흡착되어 세정수로부터 분리되고, 다공성 전극(51)의 재생과정에서 탈리된 질산이온(NO3 -)은 물과 수용액 형태로 염저장탱크(70)에 저장된다.Specifically, referring to FIG. 2 (b), when the regeneration water is supplied to the salt separation units 50A and 50B through the regeneration water supply pipe 60, the power supply unit 52 reverses the potential of the porous electrode 51. may give reverse potential or stop the power supply. When fresh water, which is regenerated water, is supplied with reverse potential to the porous electrode 51 or power supply is stopped, the nitrate ions (NO 3 − ) electrically adsorbed to the porous electrode 51 are desorbed and the porous electrode 51 is removed. Can be restored to the initial state. The washing water including the nitrate ions NO 3 − removed during the regeneration of the porous electrode 51 to the initial state may be stored in the salt storage tank 70 connected to the salt separation units 50A and 50B. That is, nitrate ions (NO 3 − ) forming nitrate (NaNO 3 ) contained in the washing water discharged from the washing water storage tank 30 are adsorbed on the porous electrode 51 and separated from the washing water, and the porous electrode The nitrate ions (NO 3 − ) desorbed during the regeneration of 51 are stored in the salt storage tank 70 in the form of water and an aqueous solution.

한편, 세정수저장탱크(30)와 염분리유닛(50A, 50B) 사이에는 입자분리유닛(80)이 설치될 수 있다. 입자분리유닛(80)은 세정수에 포함된 고체상 입자를 제거하는 것으로, 세정수를 접선 방향으로 공급받아 원심 분리하는 사이클론 방식의 원심분리기일 수 있다. 즉, 입자분리유닛(80) 내부에 고체상 입자를 포함하는 세정수가 접선 방향으로 공급되면, 비중 차에 의해 고체상 입자와 세정수로 분리된다. 세정수에 포함된 고체상 입자는 배기가스의 오염물질을 포함하고 있어 점도(viscosity)가 높아 끈적거릴 수 있는데, 이를 미리 제거하지 않을 경우, 각종 배관 및 장치 내부에 쌓이게 되어 배관의 막힘, 부식, 장치의 고장 등을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 입자분리유닛(80)이 설치되며, 입자분리유닛(80)에서 분리된 고체상 입자는 슬러지탱크(81)로 배출될 수 있다. 슬러지탱크(81)에 저장된 고체상 입자는 선박이 규제 해역을 벗어난 경우, 해수 또는 청수와 희석되어 방류 기준 이내에서 해상에 방류될 수 있다. 입자분리유닛(80)에서 고체상 입자가 제거된 세정수는 염분리유닛(50A, 50B)으로 이동한다.Meanwhile, a particle separation unit 80 may be installed between the washing water storage tank 30 and the salt separation units 50A and 50B. The particle separation unit 80 may be a cyclone-type centrifuge which removes the solid particles contained in the washing water and receives the washing water in a tangential direction and centrifugally separates the washing water. That is, when the washing water containing the solid particles in the particle separation unit 80 is supplied in the tangential direction, it is separated into the solid particles and the washing water by the difference in specific gravity. The solid particles contained in the washing water contain contaminants of the exhaust gas, and thus may be sticky due to high viscosity. If not removed in advance, they may accumulate inside various pipes and devices, causing clogging, corrosion, and equipment. It may cause malfunction. In order to prevent this, the particle separation unit 80 is installed, the solid particles separated from the particle separation unit 80 may be discharged to the sludge tank (81). Solid particles stored in the sludge tank 81 may be diluted with seawater or fresh water and discharged to the sea within the discharge standard when the vessel is out of the regulated sea area. The washing water from which the solid particles are removed from the particle separation unit 80 is moved to the salt separation units 50A and 50B.

또한, 염분리유닛(50A, 50B) 후단의 세정수배출관(17)에는 산화촉매분리유닛(90)이 연결된다. 염분리유닛(50A, 50B)에서 염이 분리된 세정수와 산화촉매의 혼합액은 세정수배출관(17)을 통해 산화촉매분리유닛(90)으로 공급되며, 산화촉매분리유닛(90)은 비중 차이를 이용하여 혼합액으로부터 산화촉매를 분리한다. 산화촉매분리유닛(90)은 통상의 중력분리기로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 산화촉매는 실리카 나노입자에 담지된 전이금속 수산화물이 물과 유기 술폭시드를 포함하는 혼합물에 부유되어 있는 형태이므로, 비중이 세정수보다 크다. 따라서, 세정수와 산화촉매의 혼합액이 산화촉매분리유닛(90)으로 공급될 경우, 상대적으로 비중이 큰 산화촉매가 아래로 가라앉게 되어 세정수와 산화촉매가 상분리될 수 있다. 분리된 산화촉매는 산화촉매회수관(91)을 통해 산화촉매저장탱크(20)로 회수될 수 있다.In addition, the oxidation catalyst separation unit 90 is connected to the washing water discharge pipe 17 at the rear end of the salt separation units 50A and 50B. The mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst in which the salts are separated from the salt separation units 50A and 50B is supplied to the oxidation catalyst separation unit 90 through the washing water discharge pipe 17, and the oxidation catalyst separation unit 90 differs in specific gravity. To separate the oxidation catalyst from the mixed solution. The oxidation catalyst separation unit 90 may be formed of a conventional gravity separator. As described above, since the oxidation catalyst is in a form in which the transition metal hydroxide supported on the silica nanoparticles is suspended in the mixture containing water and the organic sulfoxide, the specific gravity is larger than that of the washing water. Therefore, when the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst is supplied to the oxidation catalyst separation unit 90, the oxidation catalyst having a relatively high specific gravity sinks down, and the washing water and the oxidation catalyst may be phase separated. The separated oxidation catalyst may be recovered to the oxidation catalyst storage tank 20 through the oxidation catalyst recovery pipe 91.

산화촉매회수관(91)은 산화촉매분리유닛(90)과 산화촉매저장탱크(20)를 연결하여 혼합액으로부터 분리된 산화촉매를 산화촉매저장탱크(20)로 회수할 수 있다. 산화촉매회수관(91)은 산화촉매분리유닛(90)의 하부에 연결되며, 적어도 하나의 펌프가 설치되어 산화촉매를 산화촉매저장탱크(20)로 원활하게 회수할 수 있다.The oxidation catalyst recovery pipe 91 may connect the oxidation catalyst separation unit 90 and the oxidation catalyst storage tank 20 to recover the oxidation catalyst separated from the mixed liquid into the oxidation catalyst storage tank 20. The oxidation catalyst recovery tube 91 is connected to the lower portion of the oxidation catalyst separation unit 90, and at least one pump is installed to smoothly recover the oxidation catalyst to the oxidation catalyst storage tank 20.

산화촉매가 분리된 세정수는 배출관(92)을 통해 해상에 방류되거나 선박 내 다양한 필요처에 활용될 수 있다.The washing water from which the oxidation catalyst is separated may be discharged to the sea through the discharge pipe 92 or used for various needs in the ship.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 배기 오염물질 처리장치(1)의 작동 과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the exhaust pollutant treatment apparatus 1 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4는 배기 오염물질 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.3 and 4 are operation diagrams for explaining the operation of the exhaust pollutant treatment apparatus.

본 발명에 따른 배기 오염물질 처리장치(1)는 축전식 탈이온장치의 전기적 흡착 성질을 이용하여 세정수로부터 질산염을 분리하므로, 질산염이 포함된 세정수를 강제로 냉각하여 석출시키는 종래의 방식에 비해 질산염의 분리 효율이 높고 소비되는 에너지도 절감할 수 있다. 또한, 염이 흡착된 축전식 탈이온장치에 재생수를 공급하면 염이 탈리되므로, 반 영구적인 사용이 가능하여 장치 운용비를 절감할 수 있다.The exhaust pollutant treatment apparatus 1 according to the present invention separates the nitrate from the washing water by using the electrical adsorption property of the capacitive deionizer, and thus, the conventional method of forcibly cooling and depositing the washing water containing the nitrate is precipitated. In comparison, nitrate separation efficiency is high and energy consumption can be reduced. In addition, when the regeneration water is supplied to the capacitive deionizer in which the salt is adsorbed, the salt is desorbed, and thus semi-permanent use is possible, thereby reducing the operation cost of the device.

도 3과 도 4는 복수 개의 염분리유닛이 선택적으로 구동되며 세정수에 포함된 질산이온을 분리하는 과정을 도시한 도면이다.3 and 4 are views showing a process of separating the nitrate ions contained in the washing water is selectively driven a plurality of salt separation unit.

먼저, 도 3을 참조하면, 배기가스관(100)을 유동하는 배기가스는 스크러버(10)로 공급되며, 해수유입구로 유입되거나 청수저장탱크에 저장된 세정수는 세정수공급관(200)을 통해 스크러버(10)로 공급된다. 이 때, 산화촉매저장탱크(20)는 스크러버(10) 내부로 유기 술폭시드를 포함하는 유기화합물과 무기금속화합물의 혼합물인 산화촉매를 포함하는 용액을 분사하여 배기가스를 산화시킴과 동시에 산화된 배기가스의 환원을 방지한다. 스크러버(10)는 배기가스와, 세정수, 및 산화촉매를 기액 접촉시켜 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질을 제거하며, 오염물질이 제거된 배기가스는 배기관(110)을 통해 외부로 배출된다.First, referring to FIG. 3, the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 100 is supplied to the scrubber 10, and the scrubbing water flowing into the sea water inlet or stored in the fresh water storage tank is scrubber (through the washing water supply pipe 200). 10). At this time, the oxidation catalyst storage tank 20 injects a solution containing an oxidation catalyst, which is a mixture of an organic compound containing an organic sulfoxide and an inorganic metal compound, into the scrubber 10 to oxidize the exhaust gas and simultaneously oxidize the exhaust gas. To prevent the reduction of exhaust gases. The scrubber 10 removes contaminants such as nitrogen oxides, sulfur oxides, organic substances, and fine dust contained in the exhaust gas by gas-liquid contacting the exhaust gas, the washing water, and the oxidation catalyst, and removes the contaminants. Is discharged to the outside through the exhaust pipe (110).

배기가스과 기액 접촉하여 질소산화물, 황산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 포함된 세정수는 세정수배출관(17)을 통해 세정수저장탱크(30)에 저장되며, 중화제공급부(40)에 공급되는 중화제에 의해 적정 pH로 중화될 수 있다. 중화제는 질소산화물, 황산화물과 반응하여 질산염, 황산염을 생성하며, 생성된 염은 고체 또는 액체 상태로 세정수에 포함될 수 있다. 염을 포함하는 세정수는 일부가 세정수순환관(31)을 통해 스크러버(10)로 순환되고, 나머지 일부가 세정수배출관(17)을 통해 입자분리유닛(80)으로 이동한다. 입자분리유닛(80)은 세정수에 포함된 고체상 입자를 분리하고, 세정수로부터 분리된 고체상 입자는 슬러지탱크(81)에 저장된다.Washing water containing contaminants such as nitrogen oxides, sulfur oxides, organic substances, and fine dust by gas-liquid contact with the exhaust gas is stored in the washing water storage tank 30 through the washing water discharge pipe 17, and the neutralizing agent supply unit 40 It may be neutralized to a proper pH by the neutralizer supplied to. The neutralizer reacts with nitrogen oxides and sulfur oxides to produce nitrates and sulfates, which may be included in the wash water in a solid or liquid state. A portion of the washing water containing salt is circulated to the scrubber 10 through the washing water circulation pipe 31, and the other portion moves to the particle separation unit 80 through the washing water discharge pipe 17. The particle separation unit 80 separates the solid particles contained in the washing water, and the solid particles separated from the washing water are stored in the sludge tank 81.

고체상 입자가 분리된 세정수는 세정수배출관(17)을 통해 염분리유닛(50A, 50B) 중 어느 하나로 공급되며, 세정수가 공급된 염분리유닛(50A)은 세정수에 포함된 염, 특히 질산염을 분리한다. 염분리유닛(50A)의 전력공급부(52)는 한 쌍의 다공성 전극(51) 사이에 전위 차를 주어 세정수에 용해된 질산이온을 흡착하여 분리한다. 양극이 된 다공성 전극(51)에 질산이온이 흡착됨에 따라, 세정수는 질산이온이 분리된 상태로 산화촉매분리유닛(90)으로 이동하여 산화촉매가 분리된다. 산화촉매분리유닛(90)에서 분리된 산화촉매는 산화촉매회수관(91)을 통해 산화촉매저장탱크(20)로 회수되고, 산화촉매가 분리된 세정수는 배출관(92)을 통해 해상에 방류되거나 필요처에 활용된다.The washing water from which the solid particles are separated is supplied to any one of the salt separation units 50A and 50B through the washing water discharge pipe 17, and the salt separation unit 50A to which the washing water is supplied is a salt, especially nitrate, contained in the washing water. To separate. The power supply unit 52 of the salt separation unit 50A gives a potential difference between the pair of porous electrodes 51 to adsorb and separate the nitrate ions dissolved in the washing water. As the nitrate ions are adsorbed on the porous electrode 51 serving as the anode, the washing water moves to the oxidation catalyst separation unit 90 in the state where the nitrate ions are separated, thereby separating the oxidation catalyst. The oxidation catalyst separated from the oxidation catalyst separation unit 90 is recovered to the oxidation catalyst storage tank 20 through the oxidation catalyst recovery pipe 91, and the washing water from which the oxidation catalyst is separated is discharged to the sea through the discharge pipe 92. Or used where needed.

한편, 세정수가 공급되지 않은 염분리유닛(50B)은 폐쇄되거나 재생수공급관(60)을 통해 청수를 공급받을 수 있다.On the other hand, the salt separation unit 50B that is not supplied with the washing water may be closed or may receive fresh water through the regeneration water supply pipe 60.

이어서, 도 4를 참조하면, 염분리유닛(50A)을 장 시간 사용하는 경우, 다공성 전극(51)의 표면에 질산이온이 과도하게 흡착되어 다공성 전극(51)의 흡착 능력이 저하될 수 있다. 다공성 전극(51)의 흡착 능력이 저하된 염분리유닛(50A)은 세정수배출관(17)을 통해 세정수와 산화촉매의 혼합액을 공급받지 않고, 재생수공급관(60)을 통해 청수를 공급받아 다공성 전극(51)에 흡착된 질산이온을 탈리시킬 수 있다. 이 때, 전력공급부(52)는 다공성 전극(51)에 역전위를 주거나 전력 공급을 중단할 수 있다. 재생수인 청수가 공급되면서 다공성 전극(51)에 역전위가 걸리거나 전력 공급이 중단되면, 다공성 전극(51)에 전기적으로 흡착되어 있던 질산이온이 탈리되어 다공성 전극(51)이 초기 상태로 복원된다. 다공성 전극(51)으로부터 탈리된 질산이온은 염저장탱크(70)에 저장된다. 염분리유닛(50A)을 재생할 때 청수 대신 해수를 사용할 수도 있다.Subsequently, referring to FIG. 4, when the salt separation unit 50A is used for a long time, nitrate ions may be excessively adsorbed on the surface of the porous electrode 51, thereby lowering the adsorption capacity of the porous electrode 51. The salt separation unit 50A having the reduced adsorption capacity of the porous electrode 51 is supplied with fresh water through the regeneration water supply pipe 60 without receiving the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst through the washing water discharge pipe 17. The nitrate ions adsorbed on the electrode 51 can be detached. In this case, the power supply unit 52 may give a reverse potential to the porous electrode 51 or stop the power supply. When the reverse potential is applied to the porous electrode 51 while the fresh water is supplied, or the power supply is stopped, the nitrate ions electrically adsorbed on the porous electrode 51 are detached and the porous electrode 51 is restored to its initial state. . Nitrate ions detached from the porous electrode 51 are stored in the salt storage tank 70. Sea water may be used instead of fresh water when regenerating the salt separation unit 50A.

한편, 염분리유닛(50A)에서 재생공정이 진행되는 동안, 나머지 염분리유닛(50B)은 세정수배출관(17)을 통해 세정수와 산화촉매의 혼합액을 공급받아 질산염을 분리할 수 있다. 염분리유닛(50B)에서 질산이온이 분리된 세정수는 산화촉매분리유닛(90)으로 이동하며, 산화촉매분리유닛(90)은 세정수에 포함된 산화촉매를 분리한다. 산화촉매분리유닛(90)에서 분리된 산화촉매는 산화촉매회수관(91)을 통해 산화촉매저장탱크(20)로 회수되고, 산화촉매가 분리된 세정수는 배출관(92)을 통해 해상에 방류되거나 필요처에 활용된다.On the other hand, during the regeneration process in the salt separation unit 50A, the remaining salt separation unit 50B can be separated from the nitrate by receiving a mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst through the washing water discharge pipe 17. The washing water from which the nitrate ions are separated from the salt separation unit 50B is moved to the oxidation catalyst separation unit 90, and the oxidation catalyst separation unit 90 separates the oxidation catalyst contained in the washing water. The oxidation catalyst separated from the oxidation catalyst separation unit 90 is recovered to the oxidation catalyst storage tank 20 through the oxidation catalyst recovery pipe 91, and the washing water from which the oxidation catalyst is separated is discharged to the sea through the discharge pipe 92. Or used where needed.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

1: 배기 오염물질 처리장치
10: 스크러버 11: 제1 스크러버
12: 제2 스크러버 13: 분사노즐
14: 교반패널 15: 혼합기
16: 액적분리기 17: 세정수배출관
20: 산화촉매저장탱크 30: 세정수저장탱크
31: 세정수순환관 40: 중화제공급부
50A, 50B: 염분리유닛 51: 다공성 전극
52: 전력공급부 53: 챔버
60: 재생수공급관 70: 염저장탱크
80: 입자분리유닛 81: 슬러지탱크
90: 산화촉매분리유닛 91: 산화촉매회수관
92: 배출관 100: 배기가스관
110: 배기관 200: 세정수공급관1: exhaust pollutant treatment unit
10: scrubber 11: first scrubber
12: 2nd scrubber 13: injection nozzle
14: stirring panel 15: mixer
16: droplet separator 17: washing water discharge pipe
20: oxidation catalyst storage tank 30: washing water storage tank
31: washing water circulation pipe 40: neutralizer supply unit
50A, 50B: salt separation unit 51: porous electrode
52: power supply 53: chamber
60: regeneration water supply pipe 70: salt storage tank
80: particle separation unit 81: sludge tank
90: oxidation catalyst separation unit 91: oxidation catalyst recovery tube
92: exhaust pipe 100: exhaust gas pipe
110: exhaust pipe 200: washing water supply pipe

Claims (7)

연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 공급하여 기액 접촉시키는 스크러버;
상기 스크러버 내부로 분사되어 상기 배기가스를 산화시키고 산화된 상기 배기가스의 환원을 방지하는 산화촉매를 저장하는 산화촉매저장탱크;
세정수배출관을 통해 상기 스크러버와 연결되어 상기 스크러버에서 배출되는 상기 세정수와 상기 산화촉매를 저장하는 세정수저장탱크;
상기 세정수저장탱크와 상기 스크러버를 연결하여, 상기 세정수저장탱크에 저장된 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액 중 일부를 상기 스크러버로 순환시키는 세정수순환관;
상기 세정수저장탱크에 중화제를 공급하는 중화제공급부;
상기 세정수저장탱크 후단의 상기 세정수배출관에 연결되며, 상기 세정수저장탱크 내부에서 상기 세정수와 상기 중화제가 반응하여 생성된 염을 전기적으로 흡착하여 상기 세정수로부터 분리하는 축전식 탈이온장치를 포함하는 염분리유닛; 및
상기 염분리유닛에 청수를 재생수로 공급하여, 상기 축전식 탈이온장치에 흡착된 염을 탈리시키는 재생수공급관을 포함하되,
상기 염분리유닛은 복수 개가 병렬로 설치되어 각각 선택적으로 구동되며, 상기 세정수배출관과 상기 재생수공급관 중 어느 하나로부터 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액 또는 상기 재생수를 공급받는 배기 오염물질 처리장치.A scrubber for supplying washing water to gas-liquid contact with the exhaust gas supplied from the combustion engine;
An oxidation catalyst storage tank which is injected into the scrubber and stores an oxidation catalyst for oxidizing the exhaust gas and preventing reduction of the oxidized exhaust gas;
A washing water storage tank connected to the scrubber through a washing water discharge pipe and storing the washing water and the oxidation catalyst discharged from the scrubber;
A washing water circulation tube connecting the washing water storage tank and the scrubber to circulate a portion of a mixture of the washing water and the oxidation catalyst stored in the washing water storage tank to the scrubber;
A neutralizer supply unit supplying a neutralizer to the washing water storage tank;
A capacitive deionizer connected to the washing water discharge pipe at the rear end of the washing water storage tank and electrically adsorbing the salt generated by the reaction of the washing water and the neutralizer in the washing water storage tank to separate from the washing water; Salt separation unit comprising a; And
Supplying fresh water to the salt separation unit as regeneration water, including a regeneration water supply pipe for desorbing the salt adsorbed to the capacitive deionizer,
And a plurality of salt separation units are installed in parallel, each of which is selectively driven, and receives a mixed liquid of the washing water and the oxidation catalyst or the regeneration water from any one of the washing water discharge pipe and the regeneration water supply pipe. 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 축전식 탈이온장치는,
한 쌍의 다공성 전극과,
상기 다공성 전극 사이에 전위 차를 주어 각각의 상기 다공성 전극에 이온을 흡착시키는 전력공급부; 및
상기 다공성 전극을 수용하는 챔버를 포함하는 배기 오염물질 처리장치.According to claim 1, The capacitive deionizer,
A pair of porous electrodes,
A power supply unit providing a potential difference between the porous electrodes to adsorb ions to each of the porous electrodes; And
And a chamber containing the porous electrode. 제3 항에 있어서, 상기 전력공급부는 상기 염분리유닛에 상기 재생수가 공급될 때 상기 다공성 전극에 역전위(reverse potential)를 주거나 전력 공급을 중단하는 배기 오염물질 처리장치.The apparatus of claim 3, wherein the power supply unit provides a reverse potential to the porous electrode or stops the power supply when the regeneration water is supplied to the salt separation unit. 제1 항에 있어서, 상기 염분리유닛에 연결되어 상기 염분리유닛에서 탈리된 염을 저장하는 염저장탱크를 더 포함하는 배기 오염물질 처리장치.The apparatus of claim 1, further comprising a salt storage tank connected to the salt separation unit to store salts detached from the salt separation unit. 제1 항에 있어서, 상기 산화촉매는 유기 술폭시드를 포함하는 유기화합물과 무기금속화합물의 혼합물인 배기 오염물질 처리장치.The apparatus of claim 1, wherein the oxidation catalyst is a mixture of an organic compound including an organic sulfoxide and an inorganic metal compound. 제6 항에 있어서, 상기 염분리유닛 후단의 상기 세정수배출관에 연결되며, 비중 차이를 이용하여 상기 세정수와 상기 산화촉매의 혼합액으로부터 상기 산화촉매를 분리하는 산화촉매분리유닛과,
상기 산화촉매분리유닛과 상기 산화촉매저장탱크를 연결하여 상기 혼합액에서 분리된 상기 산화촉매를 상기 산화촉매저장탱크로 회수하는 산화촉매회수관을 더 포함하는 배기 오염물질 처리장치.The oxidation catalyst separation unit according to claim 6, further comprising: an oxidation catalyst separation unit connected to the washing water discharge pipe at the rear end of the salt separation unit and separating the oxidation catalyst from the mixed solution of the washing water and the oxidation catalyst using a difference in specific gravity;
And an oxidation catalyst recovery pipe connecting the oxidation catalyst separation unit and the oxidation catalyst storage tank to recover the oxidation catalyst separated from the mixed liquid to the oxidation catalyst storage tank.
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