KR102232063B1 - 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 연소에 의해 생성된 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 배기가스 처리장치는 수막을 형성하여 상승하는 배기가스의 오염물질을 흡수하는 흡수수단을 포함하고, 상기 흡수수단은 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층을 포함하되, 상기 흡수층은 복수개의 층으로 형성되고 엇갈려 배열되며, 복수개의 유도체를 통해 수막을 여러 부분에서 형성시켜 배기가스 내의 오염물질을 효율적으로 흡수할 수 있도록 하고, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되고 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비된 격판을 더 포함하여 선박의 롤링과 피칭 시에도 세정액이 일측으로 치우쳐 유동하지 않고 수막을 균일하게 형성하여 배기가스 내의 오염물질을 효율적으로 흡수하는 것이 가능한 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버에 관한 것이다.

Description

흡수수단을 가진 배기가스 스크러버{Exhaust Gas Scrubber Having Absorbing means}

본 발명은 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 연소에 의해 생성된 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 배기가스 처리장치는 수막을 형성하여 상승하는 배기가스의 오염물질을 흡수하는 흡수수단을 포함하고, 상기 흡수수단은 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층을 포함하되, 상기 흡수층은 복수개의 층으로 형성되고 엇갈려 배열되며, 복수개의 유도체를 통해 수막을 여러 부분에서 형성시켜 배기가스 내의 오염물질을 효율적으로 흡수할 수 있도록 하고, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되고 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비된 격판을 더 포함하여 선박의 롤링과 피칭 시에도 세정액이 일측으로 치우쳐 유동하지 않고 수막을 균일하게 형성하여 배기가스 내의 오염물질을 효율적으로 흡수하는 것이 가능한 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버에 관한 것이다.

현대의 선박은 대부분 자체 동력과 난방을 위한 엔진과 보일러 등을 구비하고 있다. 상기 엔진과 보일러 등을 구동하기 위해서는 연료를 태워야 하는데, 연소 과정에서 발생하는 배기가스에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), PM(Particular Matter, 입자성 물질) 등의 유해물질이 포함되어 있다.

황산화물이나 질소산화물은 인체의 점막에 작용해 호흡기 질환을 일으킬 수도 있으며, 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소가 1급 발암물질로 지정한 오염물질이기도 하다. 또한, 상기 SOx나 NOx가 공기 중으로 그대로 방출되면 대기 중의 수분(H₂0)과 반응하여 각각 황산(H₂SO₄), 질산(HNO₃)이 되어 산성비의 주된 원인이 되기도 한다.

PM은 가스상오염물질에 대비되는 작은 입자의 형태로서 배기가스 속의 PM이 그대로 대기 중에 방출되면 가시거리를 줄이는 시정장애를 일으키거나, 미세한 입자가 폐나 호흡기를 통해 인체에 들어가 각종 질환을 발생시킬 수 있다. 최근 국내에서 문제가 되는 미세먼지 또한 상기 PM에 의한 것으로서 대기오염의 주된 원인으로 볼 수 있다.

따라서 이러한 배기가스 속 유해물질에 대한 방지책이 필요한데, 특히 선박의 경우는 엔진의 출력규모가 거대하여 승용차의 130배에 달하는 배기가스를 내뿜는 것으로 알려져 있는바, 방대한 양의 유해물질 배출을 방지하기 위해 선박의 배기가스에 대한 구체적이고 실체적인 대책이 요구된다.

이에 국제해사기구(International Maritime Organization, 이하 IMO)에서는 배출규제지역(Emission Control Area, 이하 ECA)를 설정하여 해당 해역 내에서 유해물질의 배출량을 제한하고 있다. 특히 황산화물 배출규제지역(SOx Emission Control Area, 이하 SECA)은 NOx 등의 다른 유해물질도 같이 규제하는 상기 ECA보다 더 광범위하게 규정하여 강력한 제재를 가하고 있다.

더구나 2015년 1월 1일부터는 규제를 더욱 강화하여 상기 SECA를 지나는 모든 선박에 대해 환경오염을 일으키는 연료 내 황(Sulphur) 함유율을 0.1%로 제한하였다(IMO 184(59)). 상기 SECA는 2011년 8월 해양오염방지협약의 수정을 통해 기존의 발틱해와 북해지역에서 북미지역으로 확대 규정되었고, 2016년 4월 1일부터는 중국 근해도 지정되는 등, 앞으로 계속 확장될 것이므로 선박의 황산화물 관리는 더 중요해질 전망이다.

또한, ECA 이외 전세계 해역에서도 배기가스 내 SOx 함유량을 3.5% 이하로 규제하던 것을 2016년 10월 28일 개최된 IMO 총회에서 0.5%로 낮추는 법안이 통과되어 2020년부터 시행될 예정에 있는바, 지역을 불문하고 황산화물 관리의 필요성은 더욱 증대하고 있다.

이러한 국제적 규제를 준수하기 위해 저황유(Low sulphur)를 사용하거나 황산화물의 배출량이 적은 천연가스가 연료로 쓰이는 LNG 추진선이 이용되기도 하지만, 배출가스의 황산화물을 절감하는 스크러버(Scrubber)를 사용하기도 한다.

스크러버를 이용해 후처리 공정을 수행하면 황 함유율이 비교적 높은 저가의 연료로도 상기 규제들을 만족시키며 환경오염을 방지할 수 있기에 경제적으로 유리하다. 이렇듯 스크러버는 경제성과 환경성 모두를 충족시킬 수 있어 선박뿐만 아니라 발전소 등에서도 사용될 만큼 범용성이 높다.

<특허문헌>

미국 등록특허공보 US 9,272,241호(2016.03.01. 등록) "COMBINED CLEANING SYSTEM AND METHOD FOR REDUCTION OF SOX AND NOX IN EXHAUST GASES FROM A COMBUSTION ENGINE"

상기 특허문헌에 도시된 발명은 배기가스 내 SOx 및 PM을 흡수하기 위한 스크러버를 게시하고 있다. 상기 스크러버는 세정액으로 SOx를 이온화시키는데 이때 pH 8.3 전후인 해수(Sea Water)를 이용하면 별도의 알칼리성 첨가제 없이도 이온화된 황산화물을 중화시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 입자성 물질을 응집시켜 세정액 속에 같이 배출하여 대기 중으로의 방출을 방지할 수도 있다.

그러나 상기 발명은 스크러버를 포함한 배기가스 및 세정액의 순환 과정에 대한 개략도를 나타내고 있을 뿐, 스크러버 내부의 구체적 형상과 세정 방법에 대한 것은 언급하지 않고 있다.

스크러버는 상하로 매우 긴 형태를 가지고 있어 선박의 부피를 많이 차지해 공간활용도 측면에서 비효율적이고 선박의 미관을 해친다. 따라서 스크러버의 높이를 낮추는 방법에 대한 필요성이 존재하는데, 상기 문헌에는 이러한 문제점에 대한 해결책은 전혀 개시되어 있지 않다.

스크러버 내로 유입되는 배기가스를 처리기 내에 고르게 분산시켜야 세정액을 이용한 작업 효율이 높아지는데, 상기 선행문헌에는 이를 위한 구성도 존재하지 않는다.

또한, 배기가스의 배출 과정에서 스크러버를 통과할 시 세정을 위한 해수 분사 및 구조물로 인한 경로 방해로 압력손실이 발생하는데, 이러한 압력손실은 수치화되어 스크러버의 성능을 나타내는 자료로 쓰일 정도로 중요한 사항임에도 불구하고 상기 문헌에는 이에 대한 방안도 마련되어 있지 않다.

스크러버 내 분사된 해수 등의 세정액이 밑으로 역류하여 배기가스가 나오는 엔진 및 보일러 등으로 유입되는 경우도 문제가 되곤 하는데, 상기 특허문헌에는 이에 대한 대비책도 기재되어 있지 않다.

엔진이나 보일러의 부하에 따라 배출되는 배기가스의 양은 가변적인데, 이러한 유동 변화를 고려치 않고 일괄적으로 세정액을 분사하는 상기 특허발명은 작업에 있어 효율성이 떨어지는 문제점도 있다. 배기가스 속의 세정액 입자를 제거하기 위한 디미스터(기수분리기) 등의 필터는 장기간 사용될 경우 구멍이 막혀 청소해주어야 하는데, 이러한 디미스터의 세척을 위한 방법도 요구된다.

세정액과 혼합된 배기가스에서 오염물질을 정화하기 위하여 패킹 구조물을 스크러버 내에 구비하는 경우가 많은데, 이러한 패킹 구조물이 구비되는 경우 스크러버의 전체 중량이 증가하며 크기가 커져 제한된 공간과 적재중량을 가진 선박에 있어서는 부적합한 면이 존재한다. 이에 따라 패킹을 결여하는 대신 세정수의 흐름에 따라 수막을 형성하고 배기가스가 수막을 통과하면서 오염물질이 흡수되는 구조가 사용된다.

통상적으로, 이러한 스크러버 장비는 선박의 후미 부분에 구비되는데, 선박은 해상을 항해하면서 파도나 바람에 의해 여러 거동을 보이게 되는데, 도 1과 같이 도시된다. 롤링(횡요) 현상은 파도를 선박의 측면으로 받게 되어 선체의 좌우가 요동하는 것으로, 승선자에게 멀미를 느끼게 하는 움직임이며 심한 경우 전복의 위험을 야기할 수 있고, 피칭(종요) 현상은 파도를 선박의 앞뒤로 받게 되어 선수 또는 선미가 요동하는 것으로 피칭이 롤링의 약 두배 정도 발생한다. 요잉(선수요) 현상은 피칭과 롤링의 복합적인 운동의 결과로 발생하며, 풍향, 풍속, 파고 등의 외부요인에 의해 주기와 크기가 결정된다.

스크러버가 위와 같은 피칭과 롤링을 겪으면서, 선박에 구비된 스크러버는 도 2와 같이 롤링 및 피칭의 영향을 받아 전후좌우로 흔들리게 된다. 이 때, 스크러버가 기울어지면서 정상적으로 수막을 형성하지 못하는 경우, 배기가스가 수막이 형성되지 않은 곳을 통과하면 배기가스 내 오염물질이 흡수되지 않을 뿐만 아니라 배기가스와 도관 또는 수막 형성을 위한 구조물이 직접적으로 접하면서 스케일 등이 발생하는 문제가 있다.

따라서 선박의 피칭과 롤링으로 인하여 스크러버에 흔들림이 발생하더라도 수막을 정상적으로 또는 전체적으로 균일하게 형성하여 배기가스 통과 시 오염물질을 효율적으로 흡수할 수 있는 배기가스 처리장치에 대한 필요성이 존재한다.

나아가, 배기가스의 압력손실을 최소화하며 고르게 분산시키고, 황산화물과 PM을 세정액과 적절히 혼합해 유해물질을 효과적으로 제거하여 청정가스만을 배출하면서도 스크러버의 부피를 줄여 공간활용도를 높일 수 있고, 엔진 부하에 따라 유연하게 적응해 작업 효율을 향상시키며 세정액의 엔진 역류를 방지할 수 있는 배기가스 처리장치에 대한 필요성이 대두된다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은, 하부에 구비되어 상승하는 배기가스를 받아들이는 가스 유입부와 상부에 구비된 가스 유출부를 갖는 하우징과 상기 하우징 내에 구비된 흡수수단을 포함하고, 상기 흡수수단은 수막을 형성하여 상승하는 배기가스의 오염물질을 흡수하여 배출되는 배기가스를 효율적으로 정화하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 흡수수단은 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층을 포함하고, 상기 흡수층은 적어도 2개 이상 구비되되 상단의 제1층과 상기 제1층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제2층을 포함하며, 상기 제2층은 상기 제1층과 엇갈려 배열되어 수막이 여러 층으로 형성되고 배기가스가 상기 수막을 통과하면서 오염물질이 복수회 흡수되어 세정효율이 증가되는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 제1층과 제2층은 일정 간격을 두고 상호 이격되어 배열된 복수의 유도체를 포함하며, 상기 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되어 여러 부분에서 수막이 형성되도록 하여 배기가스와 수막의 접촉면적을 늘려 세정효율을 증가시키는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 유도체는 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되는 제1면과 제2면을 포함하고, 상기 제1면과 제2면은 실질적으로 평면으로 구비되며 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성하여 선박의 피칭 시에도 수막의 형성이 일측으로 편향되지 않는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 제2층의 유도체는 중앙으로부터 연직상방으로 전개되는 제3면을 더 포함하여 상기 제1층을 통해 낙하하는 세정액이 선박의 흔들림에 의해 일측으로 편향되는 것을 방지하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 흡수층은 상기 제2층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제3층과 상기 제3층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제4층을 더 포함하고, 상기 제3층과 제4층의 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되어 수막과 배기가스의 접촉을 통한 오염물질의 흡수를 촉진하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 흡수수단은 적어도 하나 이상의 격판을 더 포함하고, 상기 격판은 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비되며, 상기 격판은 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되어 세정액이 일측으로 쏠려 낙하하는 것을 방지하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 흡수수단은 상기 흡수층과 격판을 수용하도록 구비된 케이지를 더 포함하고, 상기 케이지는 하단에 소정의 넓이를 가지면서 일측으로 수평연장되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하여 상기 리브 사이 공간으로 배기가스를 상승시키는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 리브는 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향과 평행하게 수평연장되어 배기가스의 압력손실을 최소화하면서 수막과 접촉하도록 하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 흡수층과 격판은 상기 케이지로부터 분리가능하도록 구비되어 필요에 따라 스크러버의 중량, 압력손실을 조절할 수 있는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다중분산수단이 가스 유입부로부터 이격된 상태로 구비되어 유입되는 배기가스를 확산시켜 하우징 내부에 고르게 분산되도록 유도하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상승하는 배기가스를 상기 하우징의 외곽 부분으로 분산시키고, 상기 하우징의 중앙 부분으로 상승하는 배기가스를 차단할 수 있도록 하는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 분산부는 상기 상부캡의 하단으로부터 소정거리 이격되어 구비된 복수의 분산링을 포함하고, 상기 분산링은 상호 이격되어 구비되어 상기 분산링 사이로 배기가스를 통과시키되 상기 분산링은 상협하광의 형상을 갖고, 아래에서 위로 갈수록 일정 비율로 축경되어 상기 하우징의 외곽 부분으로 배기가스를 고르게 분산시키는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 상부캡은 다중분사수단의 분사구로부터 소정 거리 이격되어 위치하며 분사되는 세정액의 직경을 작게 포말화시켜 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집할 수 있는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 하부에 구비되어 상승하는 배기가스를 받아들이는 가스 유입부와 상부에 구비된 가스 유출부를 갖는 하우징과 상기 하우징 내에 구비된 흡수수단을 포함하고, 상기 흡수수단은 수막을 형성하여 상승하는 배기가스의 오염물질을 흡수하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 흡수수단은 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층을 포함하고, 상기 흡수층은 적어도 2개 이상 구비되되 상단의 제1층과 상기 제1층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제2층을 포함하며, 상기 제2층은 상기 제1층과 엇갈려 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 제1층과 제2층은 일정 간격을 두고 상호 이격되어 배열된 복수의 유도체를 포함하며, 상기 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 유도체는 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되는 제1면과 제2면을 포함하고, 상기 제1면과 제2면은 실질적으로 평면으로 구비되며 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 제1층과 제2층의 유도체는 서로 다른 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 제2층의 유도체는 중앙으로부터 연직상방으로 전개되는 제3면을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 흡수층은 상기 제2층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제3층과 상기 제3층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제4층을 더 포함하고, 상기 제3층과 제4층의 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 흡수수단은 적어도 하나 이상의 격판을 더 포함하고, 상기 격판은 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비되며, 상기 격판은 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되어 세정액이 일측으로 쏠려 낙하하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 흡수수단은 상기 흡수층과 격판을 수용하도록 구비된 케이지를 더 포함하고, 상기 케이지는 하단에 소정의 넓이를 가지면서 일측으로 수평연장되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하여 상기 리브 사이 공간으로 배기가스를 상승시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 리브는 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향과 평행하게 수평연장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 흡수층과 격판은 상기 케이지로부터 분리가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 가스 유입부로부터 이격된 상태로 구비되어 유입되는 배기가스를 확산시켜 하우징 내부에 고르게 분산되도록 유도하는 다중분산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 다중분산수단은 상승하는 배기가스를 상기 하우징의 외곽 부분으로 분산시키는 분산부와 전체적으로 중앙이 상측으로 함입된 형상을 가져 상기 하우징의 중앙 부분으로 상승하는 배기가스를 차단할 수 있도록 구비된 상부캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명의 배기가스 처리장치는, 상기 상부캡은 다중분사수단의 분사구로부터 소정 거리 이격되어 위치하며 분사되는 세정액의 직경을 작게 포말화시켜 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전술한 구성을 통해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 배기가스의 전처리를 담당하는 전처리기와, 하부에 구비되어 상승하는 배기가스를 받아들이는 가스 유입부와 상부에 구비된 가스 유출부를 갖는 하우징과 상기 하우징 내에 구비된 흡수수단을 포함하고, 상기 흡수수단은 수막을 형성하여 상승하는 배기가스의 오염물질을 흡수하여 배출되는 배기가스를 효율적으로 정화하는 효과가 있다.

본 발명은, 상기 흡수수단은 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층을 포함하고, 상기 흡수층은 적어도 2개 이상 구비되되 상단의 제1층과 상기 제1층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제2층을 포함하며, 상기 제2층은 상기 제1층과 엇갈려 배열되어 수막이 여러 층으로 형성되고 배기가스가 상기 수막을 통과하면서 오염물질이 복수회 흡수되어 세정효율이 증가하는 효과를 제공한다.

본 발명은, 상기 제1층과 제2층은 일정 간격을 두고 상호 이격되어 배열된 복수의 유도체를 포함하며, 상기 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되어 여러 부분에서 수막이 형성되도록 하여 배기가스와 수막의 접촉면적을 늘려 세정효율을 증가시키는 효과가 존재한다.

본 발명은 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성하는 효과가 있다.

본 발명은 상기 유도체는 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되는 제1면과 제2면을 포함하고, 상기 제1면과 제2면은 실질적으로 평면으로 구비되며 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성하여 선박의 피칭 시에도 수막의 형성이 일측으로 편향되지 않는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은 상기 제2층의 유도체는 중앙으로부터 연직상방으로 전개되는 제3면을 더 포함하여 상기 제1층을 통해 낙하하는 세정액이 선박의 흔들림에 의해 일측으로 편향되는 것을 방지하는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은 상기 흡수층은 상기 제2층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제3층과 상기 제3층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제4층을 더 포함하고, 상기 제3층과 제4층의 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되어 수막과 배기가스의 접촉을 통한 오염물질의 흡수를 촉진하는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과를 나타낸다.

본 발명은 상기 흡수수단은 적어도 하나 이상의 격판을 더 포함하고, 상기 격판은 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비되며, 상기 격판은 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되어 세정액이 일측으로 쏠려 낙하하는 것을 방지하는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과를 발휘한다.

본 발명은 상기 흡수수단은 상기 흡수층과 격판을 수용하도록 구비된 케이지를 더 포함하고, 상기 케이지는 하단에 소정의 넓이를 가지면서 일측으로 수평연장되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하여 상기 리브 사이 공간으로 배기가스를 상승시키는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과를 보여준다.

본 발명은 상기 리브는 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향과 평행하게 수평연장되어 배기가스의 압력손실을 최소화하면서 수막과 접촉하도록 하는 배기가스 처리장치를 제공하는 효과를 발현한다.

본 발명은 상기 흡수층과 격판은 상기 케이지로부터 분리가능하도록 구비되어 필요에 따라 스크러버의 중량, 압력손실을 조절할 수 있는 효과를 준다.

본 발명은 내부로 유입되는 배기가스를 하우징의 전체에 고르게 분산시켜 처리 효율을 극대화시키는 효과가 있다.

본 발명은 상승하는 배기가스를 상기 하우징의 외곽 부분으로 분산시키고, 상기 하우징의 중앙 부분으로 상승하는 배기가스를 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 상기 분산부는 상기 상부캡의 하단으로부터 소정거리 이격되어 구비된 복수의 분산링을 포함하고, 상기 분산링은 상호 이격되어 구비되어 상기 분산링 사이로 배기가스를 통과시키되 상기 분산링은 상협하광의 형상을 갖고, 아래에서 위로 갈수록 일정 비율로 축경되어 상기 하우징의 외곽 부분으로 배기가스를 고르게 분산시키는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기 상부캡은 다중분사수단의 분사구로부터 소정 거리 이격되어 위치하며 분사되는 세정액의 직경을 작게 포말화시켜 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집할 수 있는 효과를 개시한다.

도 1은 선박에 작용하는 외력에 의한 선박의 거동을 도시한 도면
도 2는 배기가스 스크러버가 선박에 설치될 시 선박의 롤링 및 피칭 영향을 받아 흔들리는 것을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버의 사시도
도 4는 도 3의 A-A'단면을 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치에서 진행되는 배기가스의 처리과정을 표현한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기의 절개사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전처리분사수단이 전처리기 하우징 내에 구비된 것을 도시한 평면도
도 8은 제1 전처리분사수단과 제2 전처리분사수단이 구비된 부분의 단면도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산수단(32)이 배기가스 유입부(312) 부근에 배치된 것을 도시한 도면
도 10은 상기 확산수단(32)이 후처리기 하우징(31) 내에 구비된 것의 평면도
도 11은 상기 확산수단(32)의 제1몸체(321)를 도시한 도면
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상방분사수단(13)의 사시
도 13은 상기 상방분사수단이 후처리기 하우징 내에 구비된 것을 도시한 평면도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단(14)을 도시한 사시도
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단(14)을 하측에서 바라본 사시도
도 16은 도 14의 B-B'단면을 도시한 단면도
도 17은 상기 흡수수단의 유도체가 격판과 연결된 것을 도시한 도면
도 18은 상기 흡수수단의 다른 유도체가 격판과 연결된 것을 도시한 도면
도 19는 상기 흡수수단이 선박의 피칭에 따라 기울어질 때 수막이 형성되는 과정을 도시한 도면
도 20은 상기 흡수수단(14)의 C-C' 단면을 도시한 단면도
도 21은 상기 흡수수단이 선박의 롤링에 따라 기울어질 때 세정액의 흐름을 도시한 도면
도 22는 상기 제1 후처리분사수단(35)과 제2 후처리분사수단(36)이 구비된 부분의 평면을 도시한 평면도
도 23은 상기 제1 후처리분사수단(35)과 제2 후처리분사수단(36)이 구비된 부분의 단면도
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 기수분리수단의 단면을 도시한 단면도
도 25는 상기 기수분리수단에서 배기가스에 포함된 액적 또는 미스트를 분리하는 것을 도시한 도면
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 수적차단수단이 구비된 부분의 단면도
도 27은 벽부를 따라 상승하는 수적이 상기 수적차단수단에서 차단되어 아래로 낙하하는 것을 도시한 도면

이하에서는 본 발명에 따른 배기가스 스크러버를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서 배기가스라 함은 엔진, 보일러 등의 연소장치를 구동하기 위해 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 가스를 의미하며, 상기 배기가스 내의 유해물질은 상기 배기가스에 포함된 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), PM(Particular Matter, 입자성 물질) 등을 의미한다. 본 발명에 따른 배기가스 처리장치는 선박에서의 배기가스 처리를 주된 목적으로 하지만 선박에만 적용되는 것으로 용도가 한정되지는 않는다.

도 1은 선박 항해시 선박에 작용하는 외력에 의한 선박의 거동을 도시한 도면이며, 도 2는 배기가스 스크러버가 선박에 설치될 시 선박의 롤링 및 피칭 영향을 받아 흔들리는 것을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 2를 참고하면, 통상적으로 선박의 후미 부분에 구비되는 배기가스 스크러버에는 롤링 및 피칭의 영향을 받아 전후좌우로 흔들리게 된다. 이 때, 스크러버가 기울어지면서 정상적으로 수막을 형성하지 못하는 경우, 배기가스가 수막이 형성되지 않은 곳을 통과하면 배기가스 내 오염물질이 흡수되지 않을 뿐만 아니라 배기가스와 도관 또는 수막 형성을 위한 구조물이 직접적으로 접하면서 스케일 등이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치는 선박의 피칭과 롤링으로 인하여 스크러버에 흔들림이 발생하더라도 세정액이 일측으로 치우쳐 유동하지 않고 수막을 균일하게 형성하여 배기가스 내의 오염물질을 효율적으로 흡수할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단을 가진 배기가스 스크러버의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'단면을 도시한 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기가스 처리장치는, 상기 유해물질을 감축하는 다수의 수단이 단계적으로 구비된 하우징(11)을 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 하우징(11)은 내부가 비어있는 거대한 통의 형태로 여러 가지 형상이 있을 수 있으나 일반적으로는 원통형의 하우징(11)이 많은데, 측면에 하우징(11)의 외관을 형성하는 벽부(111)와 세정액을 내부에서 분사할 수 있도록 유입받는 세정액 유입부(114)를 포함하고, 하부에 배기가스가 들어오는 가스 유입부(112)와 분사된 세정액이 빠져나가는 세정액 유출부(115)를, 상부에 배기가스가 나가는 가스 유출부(113)를 포함할 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기 벽부(111)는 상하로 곧게 전개되는 수직벽(111a)과, 상기 가스 유출구(113) 부근에서 상기 수직벽(111a)으로부터 중앙으로 절곡되며 연장형성된 경사벽(111b)을 포함할 수 있다.

상기 가스 유입부(112)는 상기 하우징(11)의 내측으로 돌출되어 후술할 다중분산수단(12)의 일측과 연통되는 가스 유입관(112a)을 포함할 수 있는데, 여러가지 형태가 있을 수 있으나 일반적으로는 내부가 빈 중공의 원통형으로 구성되어 배기가스가 유입될 수 있는 통로의 기능을 한다.

상기 가스 유출부(113)는 배기가스 처리장치(1) 내에서 유해물질을 제거한 청정가스가 대기 중으로 방출되는 곳으로 청정가스를 배출할 수 있도록 커다란 구멍이 뚫려 있다.

상기 세정액 유입부(114)는 상기 하우징(11)의 내부에서 분사되기 위한 세정액이 유입되는 부분이다. 도 4를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 세정액 유입부(114)는 후술할 상방분사수단(13), 다중분사수단(16) 및 수적분리수단(17)에 각각 연결 또는 형성되어 있다.

상기 세정액 유출부(115)는 유해물질을 세척하며 내려온 세정액이 하우징(11) 외부로 배출되는 곳으로 상기 하우징(11)의 바닥면 일측에서 하부로 일정길이만큼 연장형성되는 세정액 유출관(115a)을 포함할 수 있는데, 세정액의 배출을 위해 내부가 빈 중공의 원통형으로 형성된 경우가 많다. 선박에 설치되는 경우에는 선체가 좌우로 기우는 롤링(rolling) 현상 및 앞뒤로 기우는 피칭(pitching) 현상 때문에 별도의 바닥면 경사 없이도 선박의 기울기에 따라 일측에 고인 세정액의 원활한 배출이 가능하다.

본 발명이 선박에 적용되는 경우 상기 세정액으로는 해수 또는 알칼리 첨가제가 혼합된 담수 등이 사용될 수 있으며, 상기 배기가스는 상기 선박의 엔진 또는 보일러 등의 연소과정에서 발생하는 것으로 상기 유해물질은 황산화물(SOx) 및 PM을 의미할 수 있다.

먼저 도 3 및 도 4를 참고하여 개략적인 배기가스 처리장치(1)를 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치(1)는 상기 가스 유입부(112)의 상부에 위치하여 배기가스를 하우징(11) 내부에 고르게 분산시키는 다중분산수단(12)과, 그 상측에서 상승하는 배기가스의 진행에 따라 세정액을 분사하는 상방분사수단(13), 배기가스가 수막을 통과하도록 하여 배기가스 내의 오염물질을 흡수하는 흡수수단(14), 복수의 분사수단이 병렬로 배열된 다중분사수단(16), 상기 다중분사수단 위에 황산화물(SOx)과 미세 입자(PM)를 포함한 세정액을 배기가스에서 분리하도록 구비된 수적분리수단(17) 및 가스 유출부(113)로 유출되는 수적을 차단하는 역할을 수행하는 수적차단수단(19)을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다중분산수단(12)의 분해사시도이다. 도 5를 참고하면, 상기 다중분산수단(12)은 가스 유입부(112)의 상부에 소정거리 이격된 채로 구비되어 배기가스를 하우징(11) 내부에 고르게 분산시키되, 외곽 부분으로 고르게 분산시키도록 구비될 수 있다. 상기 다중분산수단(12)은 바람직하게는 상기 가스 유입부(112)와 그 평면 형상의 중심이 일치할 수 있으며, 분산부(121)와 상부캡(122)을 포함할 수 있다.

상기 분산부(121)는 가스 유입부(112)로부터 유입되는 배기가스를 하우징의 내부로 고르게 분산시킬 수 있으며, 이를 위해 복수개의 분산링(1211,1212,1213)을 포함할 수 있다. 상기 분산링은 전체적으로 상협하광의 형상을 가진 링으로서, 각 분산링은 소정거리 이격되어 구비되어 그 사이로 배기가스가 통과하도록 구비될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 분산링은 상측으로 갈수록 환형 형상의 지름이 줄어들도록 구비될 수 있다. 즉, 제1분산링(1211)보다 제2분산링(1212)이 지름이 작고, 제2분산링(1212)보다 제3분산링이 지름이 작도록(1213) 구비되어 전체적으로는 분산링이 상측으로 갈수록 축경되는 형상을 갖출 수 있다. 달리 말해, 후술하는 상부캡(122)의 하단 지름이 제3분산링(1213)의 상단 지름보다 크고, 제3분산링(1213)의 하단 지름이 제2분산링의 상단 지름보다 크도록 형성되며, 제2분산링(1212)의 하단 지름이 제1분산링(1211)의 상단 지름보다 크도록 형성될 수 있다. 마지막으로 최하측 분산링인 제1분산링(1211)의 하단 지름이 상기 가스 유입부(112)의 지름보다 크도록 형성될 수 있다. 이에 따라 상승하는 배기가스는 균일하게 속력이 감소하면서 하우징(11)의 외곽 부분으로 분산될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 분산링(1211,1212,1213)이 상측으로 갈수록 축경됨에 따라, 하측의 제1분산링(1211)의 상단(z1)에서 수직으로 전개되는 직선은 상측의 제2분산링(1212)의 중간 부분(y2)과 연결될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 하측의 제1분산링(1211)의 상단(z1)에서 수직으로 전개되는 직선이 상측의 제2분산링(1212)의 중간 부분(y2)이 아닌 하단(x2)과 상단(z2) 사이의 부분과 닿을 수도 있다. 상기 상부캡 및 분산링들이 상술한 바와 같이 구비되면서, 위에서 아래로 낙하하는 세정액이 바람직하게는 분산링 사이 공간으로 유입되지 않고 바깥쪽을 따라 낙하유동하고, 결과적으로 가스 유입부(112)의 바깥으로 낙하하고 세정액 유출부(115)를 통해 배출될 수 있도록 함으로써, 세정액이 가스 유입부(112) 내부로 낙하하여 배관 또는 엔진에 예상치 못한 피해를 주는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 상기 분산링들은(1211,1212,1213) 복수개의 통공을 구비하여 그 사이로도 배기가스를 통과시켜 압력손실을 더욱 저감할 수도 있다. 가스 유입부(112)로 유입된 배기가스의 일부는 제1분산링(1211)과 제2분산링(1212) 사이의 공간으로 빠져나가고, 나머지 배기가스의 일부는 상기 제1분산링(1211)의 중심을 통과해서, 제2분산링(1212)과 제3분산링(1213) 사이의 공간으로 빠져나가며, 나머지 배기가스는 제3분산링(1213)과 상부캡(122) 사이의 공간으로 빠져나가면서, 전체적으로는 균일하게 배기가스의 흐름이 압력손실을 줄이면서 분산되도록 형성된다. 분산링들이 복수의 통공을 구비하되, 세정액이 가스 유입부(112) 내부로 낙하하는 것을 방지하기 위하여, 상기 분산링(1211,1212,1213)들은 소정의 부분에만 통공을 구비할 수도 있다. 예를 들면 제1분산링(1211)의 상단(z1)에서 수직으로 전개되는 직선은 제2분산링(1212)의 중간 부분(y2)과 연결되는 경우에 있어서 제2분산링은 중간 부분(y2)과 하단(x2) 사이에만 통공을 구비하고 중간 부분(y2)과 상단(z2) 사이에는 통공이 구비되지 않도록 하여 통공을 통과하는 세정액이 제1분산링(1211)에 의해 가스유입부(112) 내로 유입되는 것을 차단할 수도 있다.

상기 상부캡(122)은 상기 하우징(11)의 중앙 부분을 통해 상승하는 배기가스를 차단하고, 결과적으로 배기가스가 하우징(11)의 외곽 부분으로 고르게 분산되도록 구비될 수 있다. 상기 상부캡(122)은 바람직하게는 밑면이 개구부인 원뿔 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 상부캡(122)은 하부에 개구부를 가지고 전체적으로 상측으로 돌출되고 함입되도록 형성되며, 일정한 경사를 가진 상협하광의 형상을 띌 수 있다. 하우징(11)의 중앙 부분에서 수직으로 상승하는 배기가스를 효과적으로 차단하고, 배기가스가 상부캡(122) 내에 정체되지 않고 외곽 부분으로 유동하여 분산되도록 할 수 있다. 상기 상부캡(122)은 내면(1221)과 외면(1222)을 포함할 수 있다.

상기 내면(1221)은 하부에서 상승하는 배기가스와 면하도록 구비될 수 있고, 배기가스가 중앙 쪽으로 치우쳐 상승하는 것을 방지하며 외곽 쪽으로 자연스럽게 유동하여 고르게 분산되도록 할 수 있다. 상기 내면(1221)이 중앙으로 갈수록 함입되어 형성되고, 중앙 부분이 막혀있는바 중앙 부분으로 상승하는 배기가스는 상기 내면(1221)을 통과하여 진행하지 못하고 외곽 부분으로 유동하면 상부캡(122)과 제3분산링(1213) 사이로 빠져나가게 된다.

상기 외면(1222)은 상단에서 하단으로 갈수록 넓어지도록 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 상기 상부캡(122)이 원뿔 형상을 갖도록 형성되는바, 일정한 기울기를 갖도록 구비될 수 있다. 상기 외면(1222)은 후술하는 바와 같이 낙하하는 세정액을 포말화하여 그 직경을 더 작게 만들고, 이로써 배기가스 내의 황산화물(SOx) 또는 미세입자(PM)와 반응이 가능한 표면적을 넓힘으로써 효율적인 세정이 가능하도록 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부캡(122')을 도시한 도면이다. 상기 상부캡(122')은 전체적으로 곡면 형상을 가지면서 상부로 돌출되어 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 상부캡(122')은 배기가스와 상부캡의 내면(1221) 사이의 마찰을 줄여 압력손실의 저감을 더욱 도모할 수 있으며, 외면(1222)이 곡면 형상을 갖고 중앙 측이 상부로 돌출됨에 따라 후술하는 바와 같이 낙하하는 세정액을 작게 포말화하여 더욱 다양한 각도로 분산시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3분산링(1213)과 상부캡(122)의 지지구조를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제3분산링(1213)과 상부캡(122)의 지지구조를 도시한 도면이다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 분산부의 분산링과 상부캡은 하우징의 벽부(111) 또는 하면을 통해 지지될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 제3분산링(1213) 및 상부캡(122)에서 수평으로 지지부(1213a,122a)가 연장되어 벽부와 연결될 수 있다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 상부캡(122)에서 하방으로 연장되는 지지부(122b)가 제3분산링(1213)과 연결되고, 제3분산링(1213)에서 하방으로 연장되는 지지부(1213b)가 제2분산링과 연결됨으로써 다중분산수단(12)이 하우징의 하면과 연결되어 지지될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다중분산수단(12)을 통과하는 배기가스의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 8을 참고하면, 전술한 바와 같이 가스 유입부(112)로부터 유입된 배기가스는 분산부(121)를 통해 진행하면서, 가스 유입부(112)와 제1분산링(1211), 제1분산링(1211)과 제2분산링(1212), 제2분산링(1212)과 제3분산링(1213) 사이의 이격된 공간을 통해 하우징의 외곽 부분으로 분산된다. 배기가스 중 일부는 각 분산링의 중공 부분을 통과하면서 하우징의 중심 부분을 통해 상승하지만, 상부캡에 의해 그 상승이 차단되고, 외곽 부분으로 흘러나가게 된다. 배기가스가 특정한 한 부분을 통해서 하우징의 외곽 부분으로 분산되는 대신 분산링과 가스 유입부(112), 분산링과 상부캡(122) 및 각 분산링 사이의 이격된 여러 공간을 통해 전방위로 분산되는 바, 도 7에 도시된 바와 같이 하우징의 최외곽 부분에 쏠려서 유동하지 않고, 외곽 부분에 균일하게 분산되어 이후의 혼합 및 세정 과정에서 세정효율을 높일 수 있고 압력손실을 줄일 수 있다.

또한 분산링(1211,1212,1213)이 복수개 이격되어 존재하는 바, 배압의 발생을 제한하면서 배기가스의 속도를 낮출 수 있다. 배기가스 처리장치(1)에 유입되는 배기가스는 그 속도가 너무 빠른 경우 정상적인 세정이 불가능하고, 내부 구조물에 의해서 부압이 발생하는 경우 세정효율이 크게 떨어지는 바 배기가스의 유입속도를 저하시키되 압력손실을 최소화하는 것이 필요하다. 본 발명은 분산부(121)에 포함된 복수개의 분산링이 상부로 갈수록 축경됨에 따라 배기가스를 외곽 부분으로 분산시킴과 동시에 감속시킬 수 있다. 또한, 이 과정에서 복수의 분산링이 상술한 바와 같이 순차적으로 축경되는 바 유입되는 배기가스의 감속에 따른 부압의 발생 또는 압력손실이 최소화될 수 있다.

상기 상부캡(122)은 낙하하는 세정액을 포말화하여 그 직경을 더 작게 만들고, 이로써 배기가스 내의 황산화물(SOx) 또는 미세입자(PM)와 반응이 가능한 표면적을 넓힘으로써 효율적인 세정이 가능하도록 한다. 통상의 분사구의 경우 세정액과 압축공기의 혼합체를 고압으로 분사하게 되는데, 이때 모든 세정액이 배기가스 내의 오염물질을 흡수할 수는 없다. 본 발명의 상부캡(122)은 낙하하는 세정액을 포말화하고, 이에 따라 분사되는 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집할 수 있도록 한다.

자세하게는, 상기 상부캡(122)은 후술하는 분사구(133)의 하측에 인접하여 구비되며, 하우징(11)의 중앙 부분에 위치하도록 구비될 수 있다. 이에 따라 상측에서 분사되어 낙하하는 세정액이 외면(1221)과 충돌하게 되고, 상기 외면(1221)은 일정한 기울기를 가지면서 하부로 갈수록 넓어지는 상협하광의 형상을 가짐에 따라 그 표면에서 세정액을 충돌에 의해 포말화시킴으로써 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집하도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 도 9를 참고하면, 상기 상부캡(122')이 전체적으로 곡면 형상을 가지면서 상부로 돌출되어 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 상부캡(122')의 외면(1222')이 곡면 형상을 갖고 중앙 측이 상부로 돌출된다. 이 경우, 중앙에서 외곽으로 갈수록 상기 외면(1222')의 기울기가 변화되면서 진행되므로, 낙하하는 세정액이 상기 외면(1222')에 충돌한 후 반사되는 각도가 다양화되므로, 포말화되어 직경이 작아진 세정액 액적을 더욱 다양한 각도로 분산시켜 배기가스와 세정액의 혼합을 촉진할 수 있다.

그러나 본 발명에 따른 다중분산수단(12)의 권리범위는 상술한 상부캡(122)의 형상 및 분산부(121)에 구비된 분산링의 갯수에 국한되지 않으며, 상부캡(122)가 효과적으로 중앙 부분을 통해 상승하는 배기가스를 차단하고, 각 분산링 사이 이격된 부분으로 배기가스가 빠져나가면서 하우징(11)의 외곽 부분으로 고르게 분산시킬 수 있는 변형의 실시예라면 본 발명의 권리범위가 미칠 수 있다.

상기 구성들을 통하여 본 발명에 따른 다중분산수단(12)은 가스 유입부(112)를 통해 수직으로 유입되는 배기가스의 흐름을 하우징의 외곽 부분으로 고르게 분산시키고, 부압과 압력손실의 발생을 최소화하면서 배기가스를 순차적으로 감속하여 세정효율이 뛰어나고 압력손실이 적은 배기가스 처리장치(1)를 제공할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상방분사수단(13)의 사시도이고, 도 11은 상기 상방분사수단이 하우징 내에 구비된 것을 도시한 평면도이다. 도 10 및 도 11을 참고하면, 상기 상방분사수단(13)은 후술하는 흡수수단(14)의 하부에 소정거리 이격되어 배치되며, 배기가스의 유동경로 상에 배치되어 배기가스가 유동하는 방향을 향해 세정액을 분사하는 부분이다. 본 발명의 일 실시예에서는 배기가스가 가스 유입부(112)를 통해 유입되어 상측으로 유동하므로, 상방으로 세정액을 분사하게 되고, 결과적으로 후술하는 흡수수단을 향해 세정액을 분사하게 된다.

상기 상방분사수단(13)은 막대형의 분사몸체(131)와, 상기 분사몸체(131)에서 일정 간격으로 나란히 분지된 다수개의 분사대(132)와, 각 상기 분사대(132)에 일정 간격으로 형성된 다수개의 분사구(133)를 포함하고 있으며, 상기 분사몸체(131)를 통해 각 상기 분사대(132)에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 분사구(133)는 배기가스를 향해 세정액을 분사하는 것이 아닌 배기가스가 유동하는 방향으로 세정액을 분사할 수 있다. 통상적인 배기가스 스크러버에서 세정액을 분사할 때 배기가스를 향해 세정액을 분사하여 세정액 입자와 배기가스 내의 오염물질의 유효충돌을 증가시킴으로써 세정액과 배기가스 내 오염물질의 혼합을 도모하는 것에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상방분사수단(13)은 압력손실을 최소화하면서 세정액 입자가 배기가스 내에 존재하도록 배기가스가 유동하는 방향에 따라 세정액을 분사할 수 있다. 후술하는 바와 같이 배기가스 내 오염물질은 흡수수단(14) 내지 다중분사수단(16)을 통과하면서 정화될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 상기 분사구(133)가 하방으로 세정액을 분사할 수도 있다. 이에 따라, 전술한 상부캡(122)이 분사구(133)에서 하측으로 분사되는 세정액을 포말화하여 그 직경을 더 작게 만들고, 이로써 배기가스 내의 황산화물(SOx) 또는 미세입자(PM)와 반응이 가능한 표면적을 넓힘으로써 효율적인 세정이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 상기 분사구(133)가 후방으로 세정액을 분사하되, 회전가능하도록 구비되어 세정액의 분사 각도를 조절하여 포말화된 세정액 액적이 진행할 수 있는 거리를 조절할 수도 있다.

상기 상방분사수단(13)은 해수 내지는 담수로 구성되는 세정액 뿐만 아니라 압축공기도 포함한 2류체를 분사하여 보다 빠르고 넓게 분사됨에 따라 멀리까지 도달하고, 이에 의해 황산화물(SOx)과 세정액의 접촉시간과 접촉면적을 증대시켜 중화반응이 원활히 발생할 수 있도록 구성할 수 있다. 또한 압축공기에 의한 냉각작용도 보다 효과적으로 일어날 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단(14)을 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡수수단(14)을 하측에서 바라본 사시도이다. 도 14는 도 12의 B-B'단면을 도시한 단면도이고, 도 15는 상기 흡수수단의 유도체가 격판과 연결된 것을 도시한 도면이며, 도 16은 상기 흡수수단의 다른 유도체가 격판과 연결된 것을 도시한 도면이다. 도 17은 상기 흡수수단이 선박의 피칭에 따라 기울어질 때 수막이 형성되는 과정을 도시한 도면이며, 도 18은 상기 흡수수단(14)의 C-C' 단면을 도시한 단면도, 도 19는 상기 흡수수단이 선박의 롤링에 따라 기울어질 때 세정액의 흐름을 도시한 도면이다. 도 12 내지 도 19를 참고하면, 상기 흡수수단(14)은 상승하면서 흡수수단(14)을 통과하는 배기가스에 대하여 흡수수단(14) 내에 수막을 형성하고, 배기가스가 수막을 통과하도록 하여 배기가스 내의 오염물질을 흡수할 수 있다. 상기 흡수수단(14)은 케이지(141)와 흡수층 및 격판(146)을 포함하되, 흡수층은 복수 층이 구비되고, 서로 엇갈려 배열되어 여러개의 수막을 형성함으로써 배기가스가 수막을 통과하면서 오염물질을 여러 번 흡수하게 하여 세정효율을 높일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 흡수층은 제1층(142), 제2층(143), 제3층(144) 및 제4층(145)을 포함할 수 있다.

도 12 및 도 13을 참고하면, 상기 케이지(141)는 후술하는 흡수층과 격판(146)을 수용할 수 있도록 구비된다. 상기 케이지(141)는 배기가스의 유동경로를 커버하며 배기가스는 케이지의 하면으로 유입되어 흡수층과 격판을 거친 후 상면을 통해 유출되고, 상기 케이지(141) 내를 통과하는 과정에서 수막을 통과하면서 오염물질이 흡수된다. 상기 케이지(141)는 상기 하우징(11)의 벽부(111)에 내측으로 돌출형성된 단턱에 그 테두리 부분이 안착될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 케이지(141)는 상측에 개구부를 가진 중공의 원통 형상을 취할 수 있다. 케이지의 평면 형상은 하우징의 벽부(111)와 상응하도록 구비될 수 있다. 상기 케이지(141)는 수용부(1411), 리브(1412) 및 유입부(1413)를 포함한다.

도 13 및 도 14를 참고하면, 상기 수용부(1411)는 후술하는 흡수층과 격판(146)을 수용할 수 있도록 형성되며, 벽부(111)를 따라 수직으로 연장형성된다. 상기 수용부(1411)는 바람직하게는 복수 개의 층으로 이루어진 흡수층 및 격판(146)을 수용하므로 후술하는 흡수층 및 격판의 전체 높이보다 길게 수직으로 연장될 수 있다.

상기 리브(1412)는 상기 케이지(141)의 하면에 구비되며, 소정의 넓이를 가지면서 일측으로 수평연장된다. 상기 리브(1412)는 케이지의 하면에 복수개가 연장형성될 수 있는데, 연장되는 방향이 평행하도록 구비되어 상기 리브(1412) 사이 공간으로 정의되는 유입부(1413)가 일정하게 형성되도록 함이 바람직하다. 후술하는 바와 같이 상기 리브(1412)는 그 연장 방향이 후술하는 유도체(1421,3431)의 단면이 연장되는 방향과 평행하도록 구비될 수 있다.

상기 유입부(1413)는 상기 케이지(141)의 하면에서 상기 리브(1412) 사이 공간으로 정의될 수 있으며, 상승하는 배기가스를 유입시킨다. 상기 유입부(1413)를 통해 흡수수단 내로 유입된 배기가스는 흡수수단을 통과하면서 복수의 흡수층(142,143,144,145)이 형성하는 수막을 통과하면서 오염물질이 세정액과 결합함으로써 정화될 수 있다.

상기 흡수층은 상기 흡수수단(14)의 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성할 수 있으며, 적어도 2개 이상 구비될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 흡수층은 제1층(142), 제2층(143), 제3층(144), 제4층(145)을 포함하며, 상기 각 층은 인접된 층과 소정거리 이격되어 구비되고, 인접된 층과 엇갈려 배열되어 수막을 형성할 수 있다. 따라서, 도 14에 도시된 바와 같이 제1층과 제2층이 서로 이격되어 구비되며 엇갈려 배열되고, 제2층과 제3층이 서로 이격되어 구비되며 엇갈려 배열되고, 제3층과 제4층이 서로 이격되어 구비되며 엇갈려 배열될 수 있다.

상기 흡수층은 일정 간격을 두고 상호 이격되어 배열된 복수의 유도체를 포함할 수 있다. 상기 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열될 수 있다. 도 14 및 도 17을 참고하면, 상기 유도체가 인접한 층의 유도체 사이 간격을 커버하도록 배열됨으로써, 상측에서 유도체를 따라 수막을 형성하며 흘러내리는 세정액을 수용한 후 재차 흘러내리도록 유도하여 연속적으로 수막을 형성할 수 있다. 자세하게는, 제1층(142)의 유도체(1421)에서 양쪽으로 흘러내려 수막을 형성하면서 낙하한 세정액이 엇갈려 배열된 제2층(143)의 유도체(1431)에 수용된 후 경사에 의해 다시 흘러내리면서 수막을 형성하게 되고, 하부에 이격되어 구비된 제3층(144)의 유도체가 다시 세정액을 받은 후 흘러내리게 하여 수막을 형성하고, 마지막으로 제4층(145)의 유도체가 수막을 형성하면서 세정액을 낙하시킨다. 이로써 세정액이 바로 낙하하지 않고 유도체들에 의해 연속적으로 복수의 수막을 형성하면서 낙하하게 되는데, 배기가스가 이러한 수막을 통과하면서 오염물질이 포집되어 세정효율이 상승하게 된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 동일한 층의 유도체는 서로 같은 형상을 가지되 그 길이와 위치만 다를 수 있고, 인접한 층의 유도체는 서로 단면 형상이 달라 다른 형상을 가질 수 있다. 따라서 하기에서는 제1층 유도체(1421)와 제2층 유도체(1431)를 예로 들어 그 형상을 설명하도록 한다.

도 12 및 도 15를 참고하면, 상기 제1층 유도체(1421)는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서는, 상기 유도체(1421)의 단면이 선체의 좌우측으로 연장되도록 구비될 수 있다. 상기 유도체(1421)는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 선체의 좌우방향으로 연장됨에 따라 선체의 전방 및 후방으로 세정액을 흐르게 하면서 수막을 형성할 수 있다.

선박의 운항에 있어서 피칭이 롤링보다 더 심하게 발생하고, 선수 또는 선미가 요동하여 스크러버는 선박의 전후방향으로 많이 흔들리게 되는데, 스크러버가 기울어지면서 정상적으로 수막을 형성하지 못하는 경우, 배기가스가 수막이 형성되지 않은 곳을 통과하면 배기가스 내 오염물질이 흡수되지 않을 뿐만 아니라 배기가스와 도관 또는 수막 형성을 위한 구조물이 직접적으로 접하면서 스케일 등이 발생하는 문제가 있다. 본원발명의 유도체(1421)는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 선박의 좌우 방향으로 연장되어 형성되므로, 스크러버가 전방 또는 후방으로 일정 각도 기울게 되더라도 세정액이 중앙의 돌출된 부분을 넘어갈 수 없도록 한다. 이에 따라 낙하하는 세정액은 정상적으로 유도체의 양쪽으로 흐르면서 수막을 형성하게 되고, 배기가스는 상기 수막을 통과하면서 오염물질이 흡수되고 유도체 등에 스케일이 발생하는 문제도 불식된다. 상기 제1층 유도체(1421)는 제1면(1421a)와 제2면(1421b)을 포함할 수 있다.

상기 제1면(1421a)은 상기 유도체(1421)의 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되며, 실질적으로 평면으로 구비될 수 있다. 제1면(1421a)이 실질적으로 평면으로 구비됨에 따라 상기 제1면(1421a) 상에 낙하한 세정액이 선박의 좌우방향, 즉 단면이 연장되는 방향에 걸쳐서 균일하게 수막을 형성하면서 흘러내릴 수 있게 된다.

상기 제2면(1421b) 또한 상기 유도체(1421)의 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되며, 실질적으로 평면으로 구비될 수 있다. 제2면(1421b)이 실질적으로 평면으로 구비됨에 따라 상기 제2면(1421b) 상에 낙하한 세정액이 선박의 좌우방향, 즉 단면이 연장되는 방향에 걸쳐서 균일하게 수막을 형성하면서 흘러내릴 수 있게 된다.

상기 제1면(1421a)과 제2면(1421b)은 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이 상기 제1면(1421a)과 제2면(1421b)은 유도체(1421)의 중심을 기준으로 하는 수직선에 대하여 x의 각도를 가지면서 방사상 하방으로 연장된다. 상기 제1면(1421a)과 제2면(1421b)이 대칭되는 단면을 갖고 선박의 좌우 방향으로 연장됨에 따라 낙하하는 세정액이 양면에서 같은 속도로 수막을 형성하면서 흘러내려 균일한 세정효율을 발휘할 수 있다.

도 12 및 도 16을 참고하면, 상기 제2층 유도체(1431)는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성되되, 상기 제1층 유도체(1421)와는 다른 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서는, 상기 유도체(1431)의 단면이 선체의 좌우측으로 연장되도록 구비될 수 있다. 상기 유도체(1431)는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 선체의 좌우방향으로 연장됨에 따라 선체의 전방 및 후방으로 세정액을 흐르게 하면서 수막을 형성할 수 있다. 상기 제2층 유도체(1431)는 제1면(1431a), 제2면(1431b) 및 제3면(1431c)을 포함할 수 있다.

상기 제1면(1431a)은 상기 제2층 유도체(1431)의 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되며, 실질적으로 평면으로 구비될 수 있다. 제1면(1431a)이 실질적으로 평면으로 구비됨에 따라 상기 제1면(1431a) 상에 낙하한 세정액이 선박의 좌우방향, 즉 단면이 연장되는 방향에 걸쳐서 균일하게 수막을 형성하면서 흘러내릴 수 있게 된다.

상기 제2면(1431b) 또한 상기 제2층 유도체(1431)의 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되며, 실질적으로 평면으로 구비될 수 있다. 제2면(1431b)이 실질적으로 평면으로 구비됨에 따라 상기 제2면(1431b) 상에 낙하한 세정액이 선박의 좌우방향, 즉 단면이 연장되는 방향에 걸쳐서 균일하게 수막을 형성하면서 흘러내릴 수 있게 된다.

상기 제1면(1431a)과 제2면(1431b)은 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제1면(1431a)과 제2면(1431b)은 유도체(1421)의 중심을 기준으로 하는 수직선에 대하여 y의 각도를 가지면서 방사상 하방으로 연장된다. 상기 제1면(1431a)과 제2면(1431b)이 대칭되는 단면을 갖고 선박의 좌우 방향으로 연장됨에 따라 낙하하는 세정액이 양면에서 같은 속도로 수막을 형성하면서 흘러내려 균일한 세정효율을 발휘할 수 있다.

상기 제2층 유도체(1431)는 제3면(1431c)를 더 포함하는데, 상기 제3면은 상기 유도체(1431)의 중앙으로부터 연직상방으로 전개될 수 있다. 도 16 및 도 17을 참고하면, 상기 제3면(1431c)은 제1층 유도체(1421)에서 흘러내리는 세정액이 엇갈려 배열된 제2층 유도체(1431)의 중앙 부분을 넘어가 수막을 형성하지 않으면서 낙하하는 것을 방지하도록 한다. 자세하게는 도 17을 참고하면, 스크러버가 전방으로 기울어진 경우 제1층 유도체(1421)의 제1면(1421a)을 통해 수막을 형성하면서 흘러내린 세정액은 기울기가 심한 경우 아래의 제2층 유도체(1431)의 중앙 부분을 넘어가면서 낙하할 수도 있다. 이렇게 되면 수막을 형성하는 세정액의 양이 보존되지 않아 수막의 형성이 불균일해지는 문제가 발생하고, 결과적으로 수막이 형성되지 않는 곳에서는 오염물질이 정화되지 않고 스케일이 발생하게 된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 제3면(1431c)이 중앙으로부터 연직상방으로 전개되어 세정액의 유동경로를 제한함으로써 상기 제1층 유도체(1421)의 제1면(1421a)을 통해 흘러내린 세정액이 온전히 제2층 유도체(1431)의 제2면(1431b)을 통해 수막을 형성하면서 흘러내리도록 한다.

이와 유사하게 제3층(144)과 제4층(145) 또한 일정 간격을 두고 상호 이격되어 배열된 복수의 유도체를 포함하고, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 대략 일정하게 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성하여 배기가스의 오염물질을 포집할 수 있다.

도 15 내지 도 16 및 도 18 내지 도 19를 참고하면, 상기 격판(146)은 상기 흡수수단(14) 내에 적어도 하나 이상 구비되며, 실질적으로 평판의 형상을 가지면서 수직으로 상기 케이지(141)에 수용될 수 있다. 상기 격판(146)은 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되며, 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 상기 유도체(1421, 1431)는 단면이 선박의 좌우 방향으로 연장되고, 상기 격판(146)은 선박의 전후방향으로 연장되어 유도체와 격판이 대략 직각을 이루면서 연결될 수 있다.

도 18 및 도 19에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 격판(146)은 상기 케이지(141) 사이에서 소정 간격으로 배열됨으로써, 롤링 현상에 따라 선체과 좌우로 흔들리는 경우 세정액이 일측으로 치우쳐 흐르는 것을 방지한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 유도체(1421,3431)가 선체의 좌우 방향으로 연장되어 흡수층을 형성함에 따라 세정액은 선체의 전후 방향으로 흘러내리면서 수막을 형성하게 된다. 이때 유도체의 제1면(1421a,1431a)과 제2면(1421b,1431b)은 실질적으로 평면으로 형성된 바 선체가 좌우로 흔들릴때 세정액이 일측으로 치우쳐 유동하면서 수막이 형성되지 않는 부분이 발생할 수 있다. 상기 격판(146)은 도 19에 도시된 바와 같이 롤링현상에 의해 선박이 좌우로 흔들려 경사가 형성되더라도, 세정액이 과도하게 치우쳐 흘러내리는 것을 막음으로써 격판(146) 세정효율을 증가시키고 스케일 발생 등의 부작용을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는 상기 격판(146)이 각 흡수층과 연결되되, 각 층과 연결된 격판은 서로 분리가능하도록 구비될 수 있다. 자세하게는, 상기 격판(146)은 제1층(142), 제2층(143), 제3층(144), 제4층(145)과 각각 독립적으로 연결되어있고, 격판이 분리가능하도록 구비되어 상기 케이지(141) 내에서 선택적으로 분리될 수 있다. 이에 따라 케이지(141) 내에 흡수층이 가변적으로 구비되어 필요에 따라 스크러버의 중량, 압력손실을 조절하도록 구비될 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중분사수단(16)의 사시도이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중분사수단(16)의 단면도이다. 상기 다중분사수단(16)은 상기 흡수수단(14)의 상측에 위치하며, 복수 개의 분사수단이 상하로 배열되어 있다.

도 20 및 도 21을 참고하면, 상기 다중분사수단(16)은 제1분사수단(161), 제2분사수단(162) 및 제3분사수단(163)을 포함할 수 있고, 세정액과 배기가스의 혼합을 촉진할 수 있다.

자세하게는, 상기 제1분사수단(161)은 막대형의 분사몸체(161a)와, 상기 분사몸체(161a)에서 일정 간격으로 나란히 분지된 다수개의 분사대(161b)와, 각 상기 분사대(161b)에 일정 간격으로 형성된 다수개의 분사구(161c)를 포함할 수 있고, 상기 분사몸체(161a)는 외부로부터 세정액을 공급하는 공급관으로, 하우징(11)의 벽부(111)에 결합되어 있다.

상기 분사대(161b)는 상기 분사몸체(161a)로부터 분지되어 더 넓은 공간에 세정액을 분사하기 위한 구성으로, 제2분사수단(162)의 분사대(162b)와는 어긋나게 배치되어 배기가스와의 접촉면적을 최대화할 수 있다. 또한 배기가스의 사각지대를 없애 유해물질이 그대로 대기 중으로 방출되는 것을 저지할 수 있다.

상기 분사구(161c)는 상기 분사대(161b)의 일정 위치에 다수 개 형성되어 세정액과 압축공기의 혼합체를 분사한다.

제2분사수단(132) 및 제3분사수단(163) 역시 제1분사수단(161)과 마찬가지로 분사몸체(162a,163a), 분사대(162b,163b), 분사구(162c,163c)를 포함하되, 전술한 바와 마찬가지로 각 분사대는 어긋나게 배치된다. 이러한 구성에 의해 각 분사수단이 분사하는 세정액과 배기가스의 접촉면적이 최대가 되어 황산화물(SOx)의 중화반응 및 PM의 응집반응이 효과적으로 발생할 수 있다.

또한 상기 제1분사수단(161), 제2분사수단(162) 및 제3분사수단(163)은 엔진(E)이나 보일러(B) 등의 작동 상태에 따라 선택적으로 가동될 수 있다. 이때 상기 선택적 분사를 위해 제어부(164)를 더 포함하여 엔진이나 보일러의 구동 상태에 따라 유연하게 대응하며 분사를 제어할 수 있다.

도 22은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기수분리수단(17)의 단면을 도시한 단면도이고, 도 23은 상기 기수분리수단(17)에서 배기가스에 포함된 액적 또는 미스트를 분리하는 것을 도시한 도면이다. 도 22 및 도 23을 참고하면, 상기 기수분리수단(17)은 배기가스 처리장치 하우징(11)의 내부 중 상기 제2다중분사수단(16)의 상부에 배치되어 상기 제2다중분사수단(16)을 거쳐 유동하는 배기가스 내부의 세정액을 분리하는 역할을 수행하는 부분이다. 상기 기수분리수단(17)은 상기 하우징의 내벽(111)에 내측으로 돌출형성된 단턱(111c)에 그 테두리 부분이 안착되는 방식 등을 통해 배치될 수 있다.

상기 기수분리수단(17)은 상기 전처리가스와 세정액이 만나 생성되는 에어로졸 형태의 액적 또는 미스트(mist)를 분리, 여과, 회수하는 역할을 수행하도록 구비되며, 기수분리부(171), 증기분사부(172) 및 세척부(173)를 포함할 수 있다.

상기 기수분리부(171)는 배기가스 내에 포함되어 상승하는 액적 또는 미스트를 분리 및 여과할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 수직방향의 단면이 지그재그 형태로 나타나는 블레이드(blade)가 일정 간격으로 다수개 배치되는 형태로 구성될 수 있다. 황산화물(SOx) 또는 미세입자(PM)를 포함한 세정액은 배기가스와 함께 상승하게 되는데, 상기 기수분리부(171)를 통과하면서 블레이드 사이의 오목한 부분에 포집되고, 배기가스는 기수분리부(171)를 통과하여 상승함으로써 배기가스와 배기가스 내의 세정액 액적 또는 미스트가 분리된다. 이밖에도 상기 기수분리부(171)는 상기 배기가스 처리장치(1)의 설계나 온도 및 화학적 특성 등에 따라 구체적인 형태 등이 달라질 수 있다.

상기 증기분사부(172)는 상기 기수분리부(171)의 하부에 배치되어 상기 기수분리부(171)를 향하여 증기를 분사하는 부분이다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 증기분사부(172)는 막대형의 분사몸체(172a)와, 상기 분사몸체(172a)에서 일정 간격으로 나란히 분지된 다수개의 분사대(172b)와, 각 상기 분사대(172b)에 일정 간격으로 형성된 다수개의 분사구(172c)를 포함하고 있다.

상기 증기분사부(172)는 증기를 기수분리부(171)를 향해 분사함으로써 기수분리부(171)의 세척시 세척이 용이하도록 하며, 또한 배기가스 내에 포함된 액적 또는 미스트의 크기를 증가시킴으로써 유해물질을 포집한 세정액 또는 미스트가 큰 수적이 되어 상기 하우징(11)의 하부로 효율적으로 낙하하거나 상기 하우징의 내벽(111)을 타고 하부로 흘러내릴 수 있도록 할 수 있다.

상기 세척부(173)는 상기 하우징(11)의 내부 중 상기 기수분리부(171)의 상부에 배치되어 상기 기수분리부(171)를 향하여 세정액을 분사하는 부분이다. 도 22 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 세척부(173)는 막대형의 분사몸체(173a)와, 상기 분사몸체(173a)에서 일정 간격으로 나란히 분지된 다수개의 분사대(173b)와, 각 상기 분사대(173b)에 일정 간격으로 형성된 다수개의 분사구(173c)를 포함하고 있으며, 세정액은 상기 세정액 유입부(114)를 통해 상기 분사몸체(173a)로 공급될 수 있다. 상기 분사몸체(173a)는 세정액을 공급받아 각 상기 분사대(173b)로 전달하고, 상기 분사구(173c)는 세정액을 상기 기수분리부(171)를 향해 분사한다.

상기 기수분리부(171)는 전처리가스 내의 PM 등과 같은 유해물질을 포집한 상태의 세정액 또는 미스트를 분리, 여과, 회수하는 과정에서 오염되거나 폐색될 수 있는데, 상기 세척부(173)는 상기 기수분리부(171)가 세정액에 의해 세척되도록 해줌으로써 상기 기수분리수단(17)의 오염 및 폐색을 방지하여 준다. 또한, 상기 세척부(173)는 세정액을 분사하여 상기 기수분리부(171)에 의해 분리된 세정액 또는 미스트의 크기를 늘려줌으로써 유해물질을 포집한 세정액 또는 미스트가 큰 수적이 되어 상기 하우징(11)의 하부로 효율적으로 낙하하거나 상기 하우징의 내벽(111)을 타고 하부로 흘러내릴 수 있도록 해준다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 수적차단수단(19)이 구비된 부분의 단면도이고, 도 25는 벽부를 따라 상승하는 수적이 상기 수적차단수단에서 차단되어 아래로 낙하하는 것을 도시한 도면이다. 도 24 및 도 25를 참고하면, 상기 수적차단수단(19)은 상기 하우징(11)의 벽부(111)를 통해 상승하여 상기 가스 유출부(113)로 유출되는 수적을 차단하는 역할을 수행하는 부분이다. 상기 수적차단수단(19)은 차단벽(191)을 포함하고 있다. 또한, 상기 수적차단수단(19)은 상기 가스 유출부(113) 부근에서 수적을 포집하는 포집공간(192)을 형성하여 수적이 외부로 유출되는 것을 방지하여 준다. 상기 포집공간(192)은 포집된 수적이 하부로 낙하할 수 있는 형태로 형성된다.

상기 가스 유출부(113)는 상기 하우징(11)의 상부에 상방향으로 형성되어 있는데, 상기 수적차단수단(19)은 상기 가스 유출부(113)의 테두리에서 하방향으로 연장된 차단벽(191)을 포함하고 있다. 상기 차단벽(191)은 상기 하우징(31)의 상단 내벽 사이에 포집공간(192)을 형성하여 준다. 상기 차단벽(191)은 상기 포집공간(192)의 효율적 형성과 액적의 외부 배출의 효율적 차단을 위하여 수직 하방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

상기 하우징(11)의 경사벽(111b)을 타고 상기 가스 유출부(113)의 테두리 부근까지 이동한 수적은 상기 차단벽(191)에 걸리게 된다. 또한, 상기 차단벽(191)과 상기 가스 유출부(113) 주위의 경사벽(111b) 사이에 수적이 서로 응집할 수 있도록 해주는 포집공간(192)이 형성되므로 상기 포집공간(192)에서 수적들이 응집하여 그 크기와 무게가 증가하여 상기 하우징(11)의 하부로 낙하할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 수적차단수단(19)은 배기가스 내의 유해물질을 포집한 수적들이 상기 가스 유출부(113)를 통해 외부로 배출되는 것을 차단하고, 상기 하우징(11)의 하부로 분리되어 낙하하도록 해준다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 배기가스 처리장치
11: 하우징 111: 벽부
112: 가스 유입부 113: 가스 유출부
114: 세정액 유입부 115: 세정액유출부
12: 다중분산수단 121: 분산부
1211: 제1분산링 1212: 제2분산링
1213: 제3분산링 122: 상부캡
1221: 내면 1222: 외면
13: 상방분사수단
14: 흡수수단 141: 케이지
142: 제1층 1421: 유도체
1421a: 제1면 1421b: 제2면
143: 제2층 1431: 유도체
1431a: 제1면 1431b: 제2면
1431c: 제3면
146: 격판
16: 제2다중분사수단 161: 제1분사수단
162: 제2분사수단 163: 제3분사수단
17: 기수분리수단 171: 기수분리부
172: 증기분사부 173: 세척부
19: 수적차단수단

Claims (16)

1. 연소에 의해 생성된 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 있어서,
   하부에 구비되어 상승하는 배기가스를 받아들이는 가스 유입부와 상부에 구비된 가스 유출부를 갖는 하우징과 상기 하우징 내에 구비된 흡수수단을 포함하되,
   상기 흡수수단은 적어도 둘 이상 구비되어 상부에서 낙하하는 세정액을 흘려보내 수막을 형성하는 흡수층 및 적어도 하나 이상의 격판을 포함하고,
   상기 흡수층은 상단의 제1층과 상기 제1층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 상기 제1층과 엇갈려 배열되는 제2층을 포함하며,
   상기 제1층과 제2층은 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 일정 간격을 두고 상호 이격되어 엇갈려 배열된 복수의 유도체를 포함하고,
   상기 격판은 상기 유도체가 연장되는 방향과 다른 방향으로 연장되되 소정의 간격으로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 유도체는 중앙이 상방으로 돌출된 형태로 형성된 단면이 일측으로 연장되도록 구비되어 상측에서 낙하하는 세정액을 양쪽으로 흘러내리도록 유도하여 수막을 형성하는 것을 특징으로 하는
   흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 유도체는 중앙으로부터 방사상 하방으로 전개되는 제1면과 제2면을 포함하고,
   상기 제1면과 제2면은 중앙을 중심으로 대칭되는 단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
6. 제5항에 있어서, 제1층과 제2층의 유도체는 서로 다른 형태로 형성된 단면이 일측으로 연장되도록 구비된 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제2층의 유도체는 중앙으로부터 연직상방으로 전개되는 제3면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 흡수층은 상기 제2층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제3층과 상기 제3층으로부터 하측으로 소정거리 이격되어 구비된 제4층을 더 포함하고,
   상기 제3층과 제4층의 유도체는 인접한 층의 유도체 사이의 간격을 커버하도록 엇갈려 배열되는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 격판은 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향에 수직으로 구비되며,
   상기 격판은 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되어 세정액이 일측으로 쏠려 낙하하는 것을 방지하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
10. 제9항에 있어서, 흡수수단은 상기 흡수층과 격판을 수용하도록 구비된 케이지를 더 포함하고,
    상기 케이지는 하면에 소정의 넓이를 가지면서 일측으로 수평연장되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하여 상기 리브 사이의 유입부를 통해 배기가스를 유입받는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 리브는 상기 유도체의 단면이 연장되는 방향과 평행하게 수평연장되는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 흡수층과 격판은 상기 케이지로부터 분리가능한 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
    
13. 제1항, 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기가스 처리장치는 가스 유입부로부터 이격된 상태로 구비되어 유입되는 배기가스를 확산시켜 하우징 내부에 고르게 분산되도록 유도하는 다중분산수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 다중분산수단은 상승하는 배기가스를 하우징의 외곽 부분으로 분산시키는 분산부와 전체적으로 중앙이 상측으로 함입된 형상을 가져 상기 하우징의 중앙 부분으로 상승하는 배기가스를 차단할 수 있도록 구비된 상부캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 분산부는 상기 상부캡의 하단으로부터 소정거리 이격되어 구비된 복수의 분산링을 포함하고, 상기 분산링은 상호 이격되어 구비되어 상기 분산링 사이로 배기가스를 통과시키되
    상기 분산링은 상협하광의 형상을 갖고, 아래에서 위로 갈수록 일정 비율로 축경되어 상기 하우징의 외곽 부분으로 배기가스를 고르게 분산시키는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 상부캡은 다중분사수단의 분사구로부터 소정 거리 이격되어 위치하며 분사되는 세정액의 직경을 작게 포말화시켜 액적의 표면적을 증가시키고 진행방향을 다양화시켜 배기가스 내의 오염물질을 더욱 효율적으로 포집할 수 있는 것을 특징으로 하는 흡수수단을 포함하는 배기가스 처리장치.
    

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