KR102109077B1 - 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치 - Google Patents

덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치 Download PDF

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Abstract

덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치가 개시된다. 본 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치는 배기가스의 이송경로를 제공하는 배기가스 유입 덕트; 및 상기 배기가스 유입 덕트와 연결되어, 상기 배기가스 유입 덕트로부터 이송경로를 따라 배기가스가 유입되면, 상기 유입된 배기가스에 포함된 유해물질을 처리하는 스크러버 모듈;을 포함하고, 상기 배기가스 유입 덕트는, 후단에 마련되되, 길이방향의 수직방향으로 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 도달하면, 상기 도달한 배기가스의 이송경로가 변경되도록 함으로써, 상기 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 충돌 부재;를 포함할 수 있다. 이에 의해, 해수 또는 알칼리 수를 이용하여 배기가스에 포함된 황산화물과 같은 유해물질을 제거할 수 있으며, 배기가스에 포함된 유해물질의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치{Ship exhaust gas treatment system with extended residence time in duct}
본 발명은 선박 배기가스 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 이때, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있으며, 이로 인해, 배기가스를 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래할 수 있다. 이러한 이유로, 선박의 대기오염에 대한 환경규제가 강화되고 있으며, 각종 규제를 만족시키기 위해 다양한 처리장치가 선박에 적용되고 있다.
대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위한 방법으로 황함유량이 0.1% 이하인 초저유황유(Ultra Low SulfurFuel)를 사용하거나 습식 스크러버(wet scrubber)를 적용할 수 있다. 그러나 초저유황유는 가격이 매우 높고 생산설비 등의 시스템이 부족한 상황이다.
따라서, 습식 스크러버를 이용하여, 배기가스에 포함된 황산화물과 같은 유해물질을 제거하되, 습식 스크러버 유입 전단에서 세정액을 분사하는 경우, 배기가스와 세정액 간의 접촉시간이 확보되도록 하는 방안의 모색이 요구된다.
한국등록특허 제10-1501910호(발명의 명칭: 중소형 선박에서의 유해물질 제거를 위한 스크러버 모듈 시스템 및 이를 이용한 유해물질 제거 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 습식 스크러버를 이용하여, 배기가스에 포함된 황산화물과 같은 유해물질을 제거하되, 습식 스크러버 유입 전단에 마련된 덕트 내 체류시간이 연장되도록 함으로써, 습식 스크러버 유입 전단에서 세정액을 분사하는 경우, 배기가스와 세정액 간의 접촉시간이 연장되도록 하는 선박 배기가스 처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치는 배기가스의 이송경로를 제공하는 배기가스 유입 덕트; 및 상기 배기가스 유입 덕트와 연결되어, 상기 배기가스 유입 덕트로부터 이송경로를 따라 배기가스가 유입되면, 상기 유입된 배기가스에 포함된 유해물질을 처리하는 스크러버 모듈;을 포함하고, 상기 배기가스 유입 덕트는, 후단에 마련되되, 길이방향의 수직방향으로 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 도달하면, 상기 도달한 배기가스의 이송경로가 변경되도록 함으로써, 상기 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 충돌 부재;를 포함할 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치는 상기 배기가스 유입 덕트와 연결되어, 상기 배기가스 유입 덕트로부터 상기 배기가스가 유입되면, 상기 유입된 배기가스를 향해 산화제를 분사하여, 상기 배기가스에 포함된 유해물질이 산화되도록 하는 반응 모듈;을 더 포함하고, 이때, 상기 배기가스 유입 덕트는, 상기 배기가스가 상기 반응 모듈을 거쳐 상기 스크러버 모듈로 이송되도록 하는 제1 이송경로 또는 상기 배기가스가 상기 반응 모듈을 거치지 않고, 바로 상기 스크러버 모듈로 이송되도록 하는 제2 이송경로를 선택적으로 제공할 수 있다.
또한, 상기 배기가스 유입 덕트는, 후단에 마련되되, 길이방향을 따라 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 상기 충돌 부재에 도달하여 이송경로가 변경되면, 상기 이송경로가 변경된 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되어, 와류가 발생되도록 함으로써, 상기 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 체류시간 연장 부재;를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 체류시간 연장 부재는, 상기 충돌 부재로부터 연장형성되되, 원형의 형상으로 형성되는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 내주연을 따라 형성되되, 상기 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되도록 나선형으로 형성되는 복수의 날개가 구비될 수 있다.
또한, 상기 복수의 날개는, 상기 지지 프레임의 내주연을 따라 형성되되, 서로 간에 간격이 기설정된 간격만큼 이격되도록 배치되어, 상기 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 상기 기설정된 간격만큼 이격되는 각각의 날개의 외면을 따라 선회되도록 할 수 있다.
그리고 상기 배기가스 유입 덕트는, 상기 배기가스가 유입되는 전단에 마련되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 상기 유입된 배기가스를 향해 분사되도록 하는 제1 보조 분사 노즐; 및 후단에 마련되되, 상기 충돌 부재 및 상기 체류시간 연장 부재의 전단에 배치되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 상기 이송되는 배기가스를 향해 분사되도록 하는 제2 보조 분사 노즐;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 보조 분사 노즐은, 상기 분사된 세정액과 접촉하는 배기가스가 상기 배기가스 유입 덕트의 전단에서 후단으로 이송되는 과정에서 상기 배기가스 유입 덕트의 내측을 향하도록, 상기 세정액의 분사방향이 상기 유입된 배기가스의 이송방향을 기준으로 상기 배기가스 유입 덕트의 내측을 향해 소정의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다.
그리고 상기 제2 보조 분사 노즐은, 상기 세정액의 분사방향이 상기 이송되는 배기가스의 이송방향의 반대방향을 향하도록 함으로써, 상기 분사된 세정액과 상기 이송되는 배기가스의 접촉시간이 연장되도록 할 수 있다.
이에 의해, 해수 또는 알칼리 수를 이용하여 배기가스에 포함된 황산화물과 같은 유해물질을 제거할 수 있으며, 배기가스에 포함된 유해물질의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치가 도시된 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트의 보조 세정액 분사부를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트의 충돌 부재 및 체류시간 연장 부재를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체류시간 연장 부재의 구조를 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버 모듈의 구조를 더욱 상세히 설명하기 위해 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치가 도시된 도면이다.
본 실시예에 따른 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치(이하에서는 '선박 배기가스 처리장치'로 총칭하기로 함)는 습식 스크러버를 이용하여, 배기가스에 포함된 황산화물 및 질소산화물과 같은 유해물질을 제거하되, 습식 스크러버 유입 전단에 마련된 덕트 내 체류시간이 연장되도록 함으로써, 습식 스크러버 유입 전단에서 세정액을 분사하는 경우, 배기가스와 세정액 간의 접촉시간이 연장되도록 하기 위해 마련된다.
이를 위해, 본 선박 배기가스 처리장치는 배기가스 유입 덕트(100), 스크러버 모듈(200), 반응 모듈(250), 배기가스 배출 덕트(300), 해수 저장탱크(400), 산화제 저장탱크(450), 알칼리 수 저장탱크(500), 제1 열교환기(600), 순환펌프(650), 배출수 처리 모듈(700), 배출가스 모니터링 모듈(800) 및 배출수 모니터링 모듈(900)을 포함할 수 있다.
배기가스 유입 덕트(100)는 선박의 엔진이 구동되는 과정에서 발생된 배기가스가 선박의 엔진이 구동되는 과정에서 발생된 배기가스가 반응 모듈(250)을 거쳐 스크러버 모듈(200)로 이송되도록 하는 제1 이송경로 또는 배기가스가 반응 모듈(250)을 거치지 않고, 바로 스크러버 모듈(200)로 이송되도록 하는 제2 이송경로를 선택적으로 제공하기 위해 마련되되, 습식 스크러버 유입 전단에서 세정액을 분사하는 경우, 배기가스와 세정액 간의 접촉시간이 연장되도록 하기 위해, 습식 스크러버 유입 전단에 마련된 덕트 내 체류시간이 연장되도록 할 수 있다. 이에 대한 더욱 상세한 설명은 도 5 내지 도 7를 참조하여 후술하기로 한다.
스크러버 모듈(200)은 해수 또는 알칼리 수를 이용하여 배기가스 유입 덕트(100)로부터 유입된 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하기 위해 마련된다.
구체적으로, 스크러버 모듈(200)은 하측이 배기가스 유입 덕트(100)와 연결되고, 상측이 배기가스 배출 덕트(300)와 연결되도록 마련되되, 배기가스 유입 덕트(100)를 통해 유입된 배기가스를 향해 해수 또는 알칼리 수를 분사하여, 분사된 해수 또는 알칼리 수와 접촉된 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 할 수 있다. 스크러버 모듈(200)에 대한 더욱 상세한 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
반응 모듈(250)은 배기가스 유입 덕트(100)와 연결되어, 배기가스 유입 덕트(100)로부터 배기가스가 유입되면, 유입된 배기가스를 향해 산화제를 분사하여, 배기가스에 포함된 유해물질이 산화되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 반응 모듈(250)은 분사 수단(미도시)을 포함하고, 배기가스 유입 덕트(100)와 스크러버 모듈(200) 사이에 마련되어, 배기가스 유입 덕트(100)에 의해, 제1 이송경로가 선택되어, 선택된 제1 이송경로를 따라 배기가스가 내부로 유입되면, 내부로 유입된 배기가스에 산화제가 분사되도록 함으로써, 분사된 산화제와 배기가스에 포함된 황산화물 및 질소산화물이 반응되도록 하여, 배기가스에 포함된 황산화물을 제거하고, 질소산화물 중 일산화질소를 산화시킬 수 있다. 이때, 여기서 산화제는 아염소산나트륨일 수 있다.
배기가스 배출 덕트(300)는 스크러버 모듈(200)의 상측에 마련되어, 유해물질이 제거된 배기가스가 배출되도록 할 수 있다.
해수 저장탱크(400)는 해수를 저장하고, 저장된 해수를 스크러버 모듈(200)에 공급하기 위해 마련된다.
구체적으로, 해수 저장탱크(400)는, 해수를 저장하고, 선박의 운항 지역이 황산화물에 대한 배출규제해역이 아닌 경우, 스크러버 모듈(200)에 해수가 공급되도록 하여 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하도록, 저장된 해수를 스크러버 모듈(200)에 공급하고, 유해물질이 제거되는 과정에서 이용된 해수가 외부로 배출되도록 할 수 있다.
이를 위해, 해수 저장탱크(400)는, 해수 공급관(410) 및 해수 공급 개폐 밸브(420)가 구비될 수 있다. 해수 공급관(410)은 저장된 해수가 스크러버 모듈(200)에 공급되도록 하기 위해 마련되며, 해수 공급 개폐 밸브(420)는, 개폐 여부에 따라 저장된 해수의 공급 여부를 결정할 수 있다.
산화제 저장탱크(450)는 산화제를 저장하고, 저장된 산화제를 반응 모듈(250)에 공급하기 위해 마련된다.
알칼리 수 저장탱크(500)는 알칼리 수를 저장하고, 저장된 알칼리 수를 스크러버 모듈(200)에 공급하기 위해 마련된다.
구체적으로, 알칼리 수 저장탱크(500)는, 알칼리 수를 저장하고, 선박의 운항 지역이 황산화물에 대한 배출규제해역인 경우, 스크러버 모듈(200)에 알칼리 수가 공급되도록 하여 배기가스에 포함된 유해물질을 제거하도록, 저장된 알칼리 수를 스크러버 모듈(200)에 공급하고, 유해물질이 제거되는 과정에서 이용된 알칼리 수가 알칼리 저장탱크로 회수되도록 할 수 있다.
이를 위해, 알칼리 수 저장탱크(500)는, 알칼리 수 공급관(510) 및 알칼리 수 공급 개폐 밸브가 구비될 수 있다.
알칼리 수 공급관(510)은 저장된 알칼리 수가 스크러버 모듈(200)에 공급되도록 하기 위해 마련되며, 알칼리 수 공급 개폐 밸브는, 개폐 여부에 따라 저장된 알칼리 수의 공급 여부를 결정할 수 있다.
첨언하면, 본 실시예에 따른 해수 개폐 밸브와 알칼리 수 개폐 밸브(520) 중 어느 하나의 밸브가 개방된 경우, 다른 밸브는 강제적으로 폐쇄되도록 하는 것이 바람직하며, 어느 하나의 밸브가 개방되기 위해서는 다른 밸브가 폐쇄된 상태여야만 한다. 또한, 여기서, 알칼리 수의 pH 농도는 pH 9.0 내지 pH 11.0인 것이 바람직하다.
제1 열교환기(600)는 알칼리 수를 냉각시키기 위해 마련된다.
구체적으로 제1 열교환기는, 스크러버 모듈(200)에 공급되어, 배기가스와 접촉된 알칼리 수가 회수되는 경우, 배기가스의 열에너지에 의해 온도가 상승한 상태의 알칼리 수가 재차 스크러버 모듈(200)에 온도가 상승한 상태로 공급되는 것을 방지하기 위해, 알칼리 수 저장탱크(500)로부터 스크러버 모듈(200)로 이송되는 알칼리 수를 냉각시킬 수 있다. 이는 온도가 상승한 알칼리 수가 배기가스와 접촉하는 경우, 유해물질의 제거 효율이 감소하기 때문이다.
예를 들면, 제1 열교환기(600)는 알칼리 수 공급관(510)에 연결되도록 마련되어, 온도가 상승한 상태의 알칼리 수가 공급되면, 해수를 이용하여 공급된 알칼리 수를 냉각시킬 수 있으며, 냉각된 알칼리 수는 세정액 공급관(210)을 통해 분사 노즐(220)에 공급될 수 있다.
여기서, 알칼리 수는 알칼리 수를 이용한 유해물질의 제거 효율이 감소하는 것을 방지하기 위해, 스크러버 모듈(200)에 공급된 이후, 배기가스와 접촉된 알칼리 수가 회수되는 과정을 반복적으로 수행하면서, 제1 열교환기(600)에 의해, 냉각되는 과정이 추가로 수행되어, 온도를 20~30℃로 유지하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
순환펌프(650)는 산화제 저장탱크(450)와 반응모듈(250) 사이에 마련되어, 산화제 저장탱크(450)에 저장된 산화제가 반응모듈(250)에 공급되도록 할 수 있다.
또한, 반응모듈(250)은 공급된 산화제가 유해물질인 황산화물 및 질소산화물과 반응하면, 유해물질과 반응된 산화제를 외부로 배출하되, 미반응된 산화제는 재사용을 위해, 산화제 저장탱크(450)로 이송되도록 할 수 있다.
배출수 처리 모듈(700)은 알칼리 수를 배출하는 경우, 알칼리 수를 처리하기 위해 마련된다.
구체적으로, 배출수 처리 모듈(700)은, 알칼리 수 저장탱크(500)와 연결되도록 마련되어, 알칼리 수 저장탱크(500)에 저장된 알칼리 수를 배출하는 경우, 배출수의 pH, PAH, 탁도가 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 배출규제규정을 준수하도록 수질개선 처리과정을 수행할 수 있다.
배출가스 모니터링 모듈(800)은 배출되는 배기가스의 이산화황(S02), 이산화탄소(CO2) 수치가 기설정된 수치를 초과한 것인지 여부를 판별하기 위해 마련된다.
구체적으로, 배출가스 모니터링 모듈(800)은 배기가스 배출 덕트(300)와 연결되도록 마련되어, 배기가스 배출 덕트(300)를 통해 배출되는 배출가스의 이산화황(S02), 이산화탄소(CO2) 수치를 측정하고, 기설정된 수치와 비교하여 초과 여부를 판별할 수 있으며, 기설정된 수치를 초과한 경우, 측정된 배출가스의 이산화황(S02), 이산화탄소(CO2) 수치와 배출가스의 수치 초과에 대한 알람 메시지를 선박 내 근거리 통신망으로 연결된 모바일 단말에 전달하도록 할 수 있다.
여기서, 기설정된 수치는, 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 배출규제규정을 준수하기 위한, 배출가스의 이산화황(S02), 이산화탄소(CO2) 수치의 허용 범위에 따라 설정된 수치를 의미한다.
배출수 모니터링 모듈(900)은 배출되는 배출수의 pH 값, PAH 값, 탁도 값이 기설정된 값을 초과한 것인지 여부를 판별하기 위해 마련된다.
구체적으로 배출수 모니터링 모듈(900)은, 해수 저장탱크(400) 및 배출수 처리 모듈(700)에 연결되도록 마련되어, 해수 저장탱크(400) 또는 배출수 처리 모듈(700)을 통해 배출되는 배출수의 pH 값, PAH 값, 탁도 값을 각각 측정하고, 각각의 측정값이 기설정된 pH 값, PAH 값, 탁도 값을 초과한 것인지 판별할 수 있으며, 기설정된 값을 초과한 경우, 측정된 배출수의 pH 값, PAH 값, 탁도 값에 대한 정보와 수질에 대한 알람 메시지를 선박 내 근거리 통신망으로 연결된 모바일 단말에 전달하도록 할 수 있다.
여기서, 기설정된 값은, 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 배출규제규정을 준수하기 위한, 배출수의 pH 값, PAH 값, 탁도 값의 허용 범위에 따라 설정된 값을 의미한다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트(100)의 구성을 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트의 보조 세정액 분사부(140)를 설명하기 위해 도시된 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트의 충돌 부재(150) 및 체류시간 연장 부재(160)를 설명하기 위해 도시된 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체류시간 연장 부재(160)의 구조를 더욱 상세히 설명하기 위해 도시된 도면이다. 이하에서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 배기가스 유입 덕트(100)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 선박 배기가스 처리장치는, 스크러버 모듈(200)에 유입되기 이전에, 배기가스에 해수 또는 알칼리 수를 분사하여 배기가스에 포함된 유해물질을 1차 제거하고, 스크러버 모듈(200)을 통해, 배기가스에 포함된 유해물질이 2차 제거되도록 함으로써, 유해물질의 처리 효율이 향상되도록 할 수 있다.
구체적으로, 배기가스 유입 덕트(100)는 선박의 엔진이 구동되는 과정에서 발생된 배기가스가 선박의 엔진이 구동되는 과정에서 발생된 배기가스가 반응 모듈(250)을 거쳐 스크러버 모듈(200)로 이송되도록 하는 제1 이송경로 또는 배기가스가 반응 모듈(250)을 거치지 않고, 바로 스크러버 모듈(200)로 이송되도록 하는 제2 이송경로를 선택적으로 제공하기 위해 마련되되, 습식 스크러버 유입 전단에서 세정액을 분사하는 경우, 배기가스와 세정액 간의 접촉시간이 연장되도록 하기 위해, 습식 스크러버 유입 전단에 마련된 덕트 내 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.
이를 위해, 배기가스 유입 덕트(100)는, 배기가스 제1 유입 덕트(110), 배기가스 제2 유입 덕트(120), 경로변경 밸브(130), 보조 세정액 분사부(140), 충돌 부재(150) 및 체류시간 연장 부재(160)가 마련될 수 있다.
배기가스 제1 유입 덕트(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배기가스가 반응 모듈(250)로 유입되고, 이후 스크러버 모듈(200)로 유입되도록 하는 제1 이송경로를 제공할 수 있다.
배기가스 제2 유입 덕트(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 배기가스가 반응 모듈(250)를 거치지 않고, 바로 스크러버 모듈(200)로 유입되도록 하는 제2 이송경로를 제공할 수 있다.
경로변경 밸브(130)는 결정된 이송경로에 따라 배기가스가 배기가스 제1 유입 덕트(110) 또는 배기가스 제2 유입 덕트(120)를 통해 이송되도록 할 수 있다.
보조 세정액 분사부(140)는 스크러버 모듈(200)에 유입되기 이전에, 배기가스 유입 덕트(100)를 통하여 이송되는 배기가스에 해수 또는 알칼리 수를 분사하기 위해 마련된다.
이를 위해, 보조 세정액 분사부(140)는 제1 보조 분사 노즐(141), 보조 분사관(142) 및 제2 보조 분사 노즐(143)을 포함한다.
제1 보조 분사 노즐(141)은 배기가스가 유입되는 전단에 마련되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 유입된 배기가스를 향해 분사되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 제1 보조 분사 노즐(141)은 배기가스 유입 덕트의 전단에서 스크러버 모듈(200)로 이송되도록 하는 후단(100b)으로 이송되는 과정에서 분사된 세정액(해수 또는 알칼리 수)과 접촉하는 배기가스가 배기가스 유입 덕트의 내측을 향하도록 하기 위해, 세정액의 분사방향이 유입된 배기가스의 이송방향을 기준으로 배기가스 유입 덕트의 내측을 향해 소정의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다.
보조 분사관(142)은 제2 보조 분사 노즐(143)에 해수 또는 알칼리 수를 공급하기 위해 마련된다.
제2 보조 분사 노즐(143)은 스크러버 모듈(200)로 배기가스가 이송되도록 하는 후단(100b)에 마련되되, 충돌 부재(150) 및 체류시간 연장 부재(160)의 전단에 배치되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 이송되는 배기가스를 향해 분사되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 제2 보조 분사 노즐(143)은 보조 분사관(142)과 연결되도록 마련되어, 세정액(해수 또는 알칼리 수)의 분사방향이 이송되는 배기가스의 이송방향의 반대방향을 향하도록 함으로써, 분사된 세정액과 이송되는 배기가스의 접촉시간이 연장되도록 할 수 있다.
충돌 부재(150)는, 배기가스 유입 덕트의 전단에서 후단(100b)으로 이송 중인 배기가스와 충돌하여, 배기가스의 이송경로를 변경시키기 하기 위해 마련된다.
구체적으로 충돌 부재(150)는, 배기가스 유입 덕트의 후단(100b)에 마련되되, 길이방향의 수직방향으로 직사각형 형상의 접촉 면을 갖도록 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 접촉 면에 도달하면, 접촉 면에 도달한 배기가스의 이송경로가 충돌 부재(150)의 좌우 가장자리 양측에 마련된 배출구를 향하여 변경되도록 함으로써, 배기가스의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.
체류시간 연장 부재(160)는, 후단(100b)에 마련되되, 보조 세정액 분사부(140)와 충돌 부재(150) 사이에 배기가스 유입 덕트의 길이방향을 따라 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 충돌 부재(150)에 도달하여 이송경로가 변경되면, 이송경로가 변경된 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되어, 와류가 발생되도록 함으로써, 배기가스의 체류시간이 연장되도록 할 수 있다.
이를 위해, 체류시간 연장 부재(160)는, 충돌 부재(150)로부터 연장형성되되, 원형의 형상으로 형성되는 지지 프레임(131)과, 지지 프레임(131)의 내주연을 따라 형성되되, 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되도록 나선형으로 형성되는 복수의 날개(133)가 구비될 수 있다.
여기서, 복수의 날개(133)는, 지지 프레임(131)의 내주연을 따라 형성되되, 서로 간에 간격이 기설정된 간격만큼 이격되도록 배치되어, 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 기설정된 간격만큼 이격되는 각각의 날개(133)의 외면을 따라 선회되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버 모듈(200)의 구조를 더욱 상세히 설명하기 위해 도면이다.
전술한 바와 같이, 스크러버 모듈(200)은 하측이 배기가스 유입 덕트(100)와 연결되고, 상측이 배기가스 배출 덕트(300)와 연결되도록 마련되되, 배기가스 유입 덕트(100)를 통해 유입된 배기가스를 향해 해수 또는 알칼리 수를 분사하여, 분사된 해수 또는 알칼리 수와 접촉된 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 할 수 있다.
이를 위해, 스크러버 모듈(200)은, 세정액 공급관(210), 분사 노즐(220) 및 충전층(230)이 구비될 수 있다.
세정액 공급관(210)은 해수 저장탱크(400) 및 알칼리 수 저장탱크(500)와 연결되도록 마련되어, 스크러버 모듈(200)의 내부에 해수 및 알칼리 수를 교차적으로 공급할 수 있다.
구체적으로, 세정액 공급관(210)은 도 8에 도시된 바와 같이 스크러버 모듈(200)의 높이 방향을 따라 복수로 마련되되, 복수의 세정액 공급관(210)이 적층구조로 마련될 수 있으며, 일측이 해수 저장탱크(400)와 연결되고, 타측이 알칼리 수 저장탱크(500)와 연결되도록 마련되어, 해수 저장탱크(400) 또는 알칼리 수 저장탱크(500)로부터 해수 또는 알칼리 수를 교차적으로 공급받을 수 있다.
분사 노즐(220)은, 복수로 마련되되, 적층구조로 마련된 복수의 세정액 공급관(210)에 개별적으로 연결되도록 마련되어, 복수의 세정액 공급관(210)으로부터 해수 또는 알칼리 수가 공급되면, 공급된 해수 또는 알칼리 수가 스크러버 모듈(200)의 내부로 유입된 배기가스를 향해 분사되도록 할 수 있다.
이때, 스크러버 모듈(200)의 내부로 유입된 배기가스는 스크러버 모듈(200)의 하측에서 상측으로 상승하는 방향으로 이송되며, 분사 노즐(220)의 해수 또는 알칼리 수의 분사 방향은 상측에서 하측을 향해 분사되도록 하여, 해수 또는 알칼리 수와 배기가스의 접촉 시간이 연장되도록 함으로써, 해수 또는 알칼리 수와 접촉된 배기가스에 포함된 유해물질의 제거 효율이 향상되도록 할 수 있다.
충전층(230)은 분사 노즐(220)을 통해 분사된 해수 또는 알칼리 수가 충전되어, 필터 역할을 수행하여, 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로 충전층(230)은, 분사 노즐(220)의 하측에 마련되어, 분사 노즐(220)로부터 분사된 해수 또는 알칼리 수가 충전되도록 할 수 있으며, 스크러버 모듈(200)의 하측에서 상측으로 이송되는 배기가스가 충전층(230)을 통과하는 과정에서 배기가스와 충전된 해수 또는 알칼리 수가 접촉되어, 배기가스에 포함된 유해물질이 제거되도록 할 수 있다.
그리고 충전층(230)은 복수의 세정액 공급관(210)이 적층구조로 마련되는 경우, 충전층(230) 역시 복수로 마련되어, 복수의 세정액 공급관(210)에 대응되도록 적층구조로 마련될 수 있으며, 이 경우, 세정액 공급관(210), 분사 노즐(220) 및 충전층(230)은 도 8에 도시된 바와 같이 교차로 적층될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 배기가스 유입 덕트 110 : 배기가스 제1 유입 덕트
120 : 배기가스 제2 유입 덕트 130 : 경로변경 밸브
140 : 보조 세정액 분사부
141 : 제1 보조 분사 노즐 142 : 보조 분사관
143 : 제2 보조 분사 노즐 150 : 충돌 부재
160 : 체류시간 연장 부재 161 : 지지 프레임
163 : 날개
200 : 스크러버 모듈 210 : 세정액 공급관
220 : 분사 노즐 230 : 충전층
250 : 반응 모듈
300 : 배기가스 배출 덕트 400 : 해수 저장탱크
410 : 해수 공급관 420 : 해수 공급 개폐 밸브
500 : 알칼리 수 저장탱크 510 : 알칼리 수 공급관
520 : 알칼리 수 개폐 밸브 550 : 산화제 저장탱크
600 : 제1 열교환기 650 : 순환펌프
700 : 배출수 처리 모듈 800 : 배출가스 모니터링 모듈
900 : 배출수 모니터링 모듈

Claims (8)

  1. 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치에 있어서,
    배기가스의 이송경로를 제공하는 배기가스 유입 덕트; 및
    상기 배기가스 유입 덕트와 연결되어, 상기 배기가스 유입 덕트로부터 이송경로를 따라 배기가스가 유입되면, 상기 유입된 배기가스에 포함된 유해물질을 처리하는 스크러버 모듈;을 포함하고,
    상기 배기가스 유입 덕트는,
    후단에 마련되되, 길이방향의 수직방향으로 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 도달하면, 상기 도달한 배기가스의 이송경로가 변경되도록 함으로써, 상기 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 충돌 부재;를 포함하고,
    상기 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치는,
    상기 배기가스 유입 덕트와 연결되어, 상기 배기가스 유입 덕트로부터 상기 배기가스가 유입되면, 상기 유입된 배기가스를 향해 산화제를 분사하여, 상기 배기가스에 포함된 유해물질이 산화되도록 하는 반응 모듈;을 더 포함하고,
    상기 배기가스 유입 덕트는,
    상기 배기가스가 상기 반응 모듈을 거쳐 상기 스크러버 모듈로 이송되도록 하는 제1 이송경로 또는 상기 배기가스가 상기 반응 모듈을 거치지 않고, 바로 상기 스크러버 모듈로 이송되도록 하는 제2 이송경로를 선택적으로 제공하며,
    상기 배기가스 유입 덕트는,
    상기 스크러버 모듈로 상기 배기가스가 이송되도록 하는 후단에 마련되되, 길이방향을 따라 마련되어, 전단으로부터 이송 중인 배기가스가 상기 충돌 부재에 도달하여 이송경로가 변경되면, 상기 이송경로가 변경된 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되어, 와류가 발생되도록 함으로써, 상기 배기가스의 체류시간이 연장되도록 하는 체류시간 연장 부재;를 더 포함하고,
    상기 배기가스 유입 덕트는,
    상기 배기가스가 유입되는 전단에 마련되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 상기 유입된 배기가스를 향해 분사되도록 하는 제1 보조 분사 노즐; 및
    후단에 마련되되, 상기 충돌 부재 및 상기 체류시간 연장 부재의 전단에 배치되어, 외부로부터 공급되는 세정액이 상기 이송되는 배기가스를 향해 분사되도록 하는 제2 보조 분사 노즐;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 체류시간 연장 부재는,
    상기 충돌 부재로부터 연장형성되되, 원형의 형상으로 형성되는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 내주연을 따라 형성되되, 상기 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 선회되도록 나선형으로 형성되는 복수의 날개가 구비되는 것을 특징으로 하는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 날개는,
    상기 지지 프레임의 내주연을 따라 형성되되, 서로 간에 간격이 기설정된 간격만큼 이격되도록 배치되어, 상기 변경된 이송경로를 따라 배기가스가 배출구를 향해 이송되는 과정에서 상기 기설정된 간격만큼 이격되는 각각의 날개의 외면을 따라 선회되도록 하는 것을 특징으로 하는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보조 분사 노즐은,
    상기 분사된 세정액과 접촉하는 배기가스가 상기 배기가스 유입 덕트의 전단에서 후단으로 이송되는 과정에서 상기 배기가스 유입 덕트의 내측을 향하도록, 상기 세정액의 분사방향이 상기 유입된 배기가스의 이송방향을 기준으로 상기 배기가스 유입 덕트의 내측을 향해 소정의 기울기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 보조 분사 노즐은,
    상기 세정액의 분사방향이 상기 이송되는 배기가스의 이송방향의 반대방향을 향하도록 함으로써, 상기 분사된 세정액과 상기 이송되는 배기가스의 접촉시간이 연장되도록 하는 것을 특징으로 하는 덕트 내 체류시간이 연장되는 선박 배기가스 처리장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200269466Y1 (ko) * 2001-12-12 2002-03-23 주식회사 길광그린텍 미세입자 및 유해성 가스 제거용 볼텍스 습식 스크러버
KR101324976B1 (ko) * 2012-02-09 2013-11-05 삼성중공업 주식회사 선박용 습식 스크러버

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040084403A (ko) * 2003-03-28 2004-10-06 사단법인 고등기술연구원 연구조합 분진 제거 장치
KR101501910B1 (ko) 2013-12-31 2015-03-12 주식회사 애니텍 중소형 선박에서의 유해물질 제거를 위한 스크러버 모듈 시스템 및 이를 이용한 유해물질 제거 방법
KR101784938B1 (ko) * 2016-01-06 2017-10-12 삼성중공업 주식회사 배기 오염물질 저감장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200269466Y1 (ko) * 2001-12-12 2002-03-23 주식회사 길광그린텍 미세입자 및 유해성 가스 제거용 볼텍스 습식 스크러버
KR101324976B1 (ko) * 2012-02-09 2013-11-05 삼성중공업 주식회사 선박용 습식 스크러버

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