KR102262054B1 - 배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

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Abstract

배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박을 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 처리장치는 하우징; 상기 하우징 내부에 처리액을 분사하여 상기 하우징 내부에 유입되어 유동하는 배기가스를 처리하는 처리액 분사유닛; 및 상기 처리액이 상기 하우징 내부에 분사되기 전에 상기 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 상기 처리액의 기체용해도가 높아지도록 하는 열교환유닛; 을 포함하며, 상기 열교환유닛은 상기 처리액과 열교환유체와의 열교환에 의해서 상기 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다.

Description

배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박{EXHAUST GAS TREATMENT APPARATUS AND SHIP HAVING THE SAME}
본 발명은 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치와 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
선박의 배기가스 배출규정이 강화되고 있다. 배기가스 배출규정에서는 대표적으로 선박 외부로 배출되는 배기가스에 포함되는 황산화물과 이산화탄소의 양에 대하여 규정하고 있다.
황산화물에 대한 배기가스 배출규정을 준수하기 위해서, 배기가스에 황산화물이 거의 포함되지 않도록 하는 연료를 사용할 수 있다. 예컨대, LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료를 사용하면, 배기가스에 황산화물이 거의 포함되지 않기 때문에, 황산화물에 대한 배기가스 배출규정을 준수할 수 있다. 이외에, 배기가스로부터 황산화물을 제거할 수 있는 배기가스 처리장치를 선박에 설치하여 황산화물에 대한 배기가스 배출규정을 준수할 수 있다.
전술한 바와 같이, 황산화물에 대한 배기가스 배출규정을 준수하기 위해서, 배기가스에 황산화물을 거의 포함하지 않도록 하는 연료를 사용하거나 배기가스로부터 황산화물을 제거할 수 있는 배기가스 처리장치를 사용한다고 하더라도, 이산화탄소에 대한 배기가스 배출규정도 준수해야만 한다.
이에 따라, 배기가스에 황산화물을 거의 포함하지 않도록 하는 연료를 사용한다고 하더라도 배기가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있는 배기가스 처리장치를 사용하거나, 배기가스에 이산화탄소도 거의 포함하지 않도록 하는 연료를 사용해야만 한다.
배기가스 처리장치에서는 배기가스에 처리액을 분사하여 배기가스로부터 황산화물과 이산화탄소 중 적어도 하나 이상을 제거할 수 있는데, 종래의 배기가스 처리장치에서는 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 높지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 향상되도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 측면은 처리액이 배기가스에 분사되기 전에 소정 온도 이하로 냉각하여 처리액의 기체용해도가 높아지도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 배기가스 처리장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 배기가스 처리장치는 하우징; 상기 하우징 내부에 처리액을 분사하여 상기 하우징 내부에 유입되어 유동하는 배기가스를 처리하는 처리액 분사유닛; 및 상기 처리액이 상기 하우징 내부에 분사되기 전에 상기 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하여 상기 처리액의 기체용해도가 높아지도록 하는 열교환유닛; 을 포함하며, 상기 열교환유닛은 상기 처리액과 열교환유체와의 열교환에 의해서 상기 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다.
이 경우, 상기 처리액 분사유닛은 적어도 일부가 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 하우징 내부에 상기 처리액을 분사하는 처리액 분사관과, 상기 처리액 분사관에 연결되어 상기 처리액 분사관에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열교환유닛은 상기 처리액 공급관을 유동하는 상기 처리액의 온도를 상기 처리액과 상기 열교환유체와의 열교환에 의해서 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다.
그리고, 상기 열교환유닛은 상기 열교환유체가 유동하는 열교환유체 유동관과 상기 처리액 공급관이 통과하여 상기 처리액과 상기 열교환유체 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 제1열교환기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열교환유닛은 제3유체가 유동하는 제3유체유동관과 상기 열교환유체 유동관이 통과하여 상기 열교환유체와 상기 제3유체 사이에 열교환이 이루어져서 상기 열교환유체는 냉각되고 상기 제3유체는 가열되도록 하는 제2열교환기를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2열교환기를 통과한 상기 열교환유체 유동관은 상기 제1열교환기를 통과할 수 있다.
또한, 상기 제2열교환기를 통과한 상기 열교환유체 유동관의 부분에 연결되어 상기 열교환유체가 저장되고 상기 제1열교환기를 통과할 상기 열교환유체 유동관의 부분에 연결되어 상기 열교환유체가 상기 열교환유체 유동관을 유동하도록 하는 열교환유체 저장탱크를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 처리액은 알칼리 수용액이나 해수일 수 있다.
또한, 상기 열교환유체는 글리콜워터(Glycol Water)일 수 있다.
그리고, 상기 제2열교환기는 액체인 상기 제3유체를 상기 열교환유체와의 열교환에 의해서 기체로 기화시키는 기화기일 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 선박은 선체; 및 상기 선체에 구비되는 전술한 배기가스 처리장치; 를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 배기가스 처리장치에 포함되는 하우징은 상기 선체에 구비되는 배기가스 배출장치에 연결될 수 있다.
또한, 상기 배기가스 배출장치에서는 LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용할 수 있다.
그리고, 상기 배기가스 처리장치에 포함되는 처리액 분사유닛에서는 상기 하우징 내부에 처리액을 분사하여 상기 하우징 내부를 유동하는 배기가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.
또한, 상기 배기가스 처리장치에 포함된 열교환유닛에 포함되는 제2열교환유닛은 상기 열교환유닛을 유동하는 열교환유체와의 열교환에 의해서 LNG를 NG(Natural Gas)로 기화화는 LNG 기화기일 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 처리액이 배기가스에 분사되기 전에 소정 온도 이하로 냉각하여 처리액의 기체용해도가 높아지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 향상될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예의 작동을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 선박의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 선박의 일실시예에서 배기가스 처리장치가 설치된 부분의 확대도이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 배기가스 처리장치와 이를 포함하는 선박에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
배기가스 처리장치
이하, 도1과 도2를 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예를 나타내는 도면이며, 도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 일실시예의 작동을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 일실시예는 하우징(200), 처리액 분사유닛(300) 및, 열교환유닛(400)을 포함할 수 있다.
하우징(200) 내부에는 도2에 도시된 바와 같이 배기가스가 유입되어 유동한 후 배출될 수 있다. 이를 위해서, 하우징(200)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 유입구(210)와 배출구(220)가 구비될 수 있다.
유입구(210)는 배기가스 배출장치(EG)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 유입구(210)를 통해 하우징(200) 내부에 유입될 수 있다.
예컨대, 유입구(210)는 도4에 도시된 바와 같이 배기가스 배출장치(EG)에 연결되어 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 유동하는 배기관(PE)에 연결관(PC)에 의해서 연결될 수 있다. 이 경우, 배기관(PE)과 연결관(PC)이 연결되는 부분에는 유로전환밸브(VR)가 구비될 수 있다. 이러한 구성에서, 유로전환밸브(VR)의 유로를 연결관(PC) 측으로 전환하면, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 배기관(PE)의 일부와 연결관(PC)을 통해 유입구(210)로 유동할 수 있다. 유입구(210)로 유동한 배기가스는 유입구(210)를 통해 하우징(200) 내부에 유입될 수 있다. 유입구(210)에 연결되는 배기가스 배출장치(EG)는, 예컨대 도3과 도4에 도시된 바와 같이 메인엔진(ME)이나 발전용 엔진(GE) 등의 엔진이나 또는 보일러(BL)일 수 있다. 그러나, 유입구(210)에 연결되는 배기가스 배출장치(EG)는 특별히 한정되지 않고, 배기가스를 배출하는 것이라면 어떠한 것이라도 가능하다.
유입구(210)는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 하우징(200)의 하부 측면에 구비될 수 있다. 그러나, 유입구(210)의 구비위치는 특별히 한정되지 않고, 배기가스가 하우징(200) 내부에 유입되도록 하는 위치라면 하우징(200)의 어떠한 위치에도 구비될 수 있다.
유입구(210)를 통해 하우징(200) 내부에 유입되어 하우징(200) 내부를 유동한 배기가스는 도2에 도시된 바와 같이 배출구(220)를 통해 배출될 수 있다. 배출구(220)는 하우징(200) 상면에 구비될 수 있다. 그러나, 배출구(220)의 구비위치는 특별히 한정되지 않고 하우징(200) 내부를 유동한 배기가스가 배출될 수 있는 위치라면 하우징(200)의 어떠한 위치에도 구비될 수 있다.
하우징(200)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 배수구(230)가 더 구비될 수 있다. 후술할 바와 같이 처리액 분사유닛(300)에 의해서 하우징(200) 내부에 분사되어 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스를 처리한 처리액, 즉 폐처리액은 배수구(230)를 통해 배수될 수 있다. 배수구(230)는 하우징(200) 하면에 구비될 수 있다. 그러나, 배수구(230)의 구비위치는 특별히 한정되지 않고, 폐처리액이 배수될 수 있는 위치라면 하우징(200)의 어떠한 위치에도 구비될 수 있다.
배수구(230)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 배수관(PD)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 배수구(230)를 통해 배출된 폐처리액은 배수관(PD)을 유동하여 배수될 수 있다. 배수관(PD)은 폐처리액 처리장치(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 그리고, 배수구(230)를 통해 배출된 폐처리액은 배수관(PD)을 통해 폐처리액 처리장치로 공급되고 폐처리액 처리장치에서 처리될 수 있다. 이 경우, 폐처리액 처리장치에서는 폐처리액의 적어도 일부를 처리액으로 재생할 수 있다. 이와 같이 폐처리액 처리장치에서 재생된 처리액은 처리액 분사유닛(300)에 처리액으로 공급될 수 있다.
처리액 분사유닛(300)은 도2에 도시된 바와 같이 하우징(200) 내부에 처리액을 분사할 수 있다. 이에 따라, 하우징(200) 내부에 유입되어 유동하는 배기가스가 처리액에 의해서 처리될 수 있다. 예컨대, 처리액 분사유닛(300)으로부터 하우징(200) 내부에 분사된 처리액에 의해서 배기가스에 포함된 황산화물이나 이산화탄소 등의 유해물질이 배기가스로부터 제거될 수 있다.
처리액 분사유닛(300)에서 하우징(200) 내부에 분사되는 처리액은, 예컨대 알칼리 수용액이나 해수일 수 있다. 그러나, 처리액 분사유닛(300)에서 하우징(200) 내부에 분사되는 처리액은 특별히 한정되지 않고, 하우징(200) 내부에 분사되어 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스를 처리할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
처리액 분사유닛(300)은 도1과 도2에 도시된 바와 같이 처리액 분사관(310)과, 처리액 공급관(320)을 포함할 수 있다.
처리액 분사관(310)은 적어도 일부가 하우징(200) 내부에 구비되어 하우징(200) 내부에 처리액을 분사할 수 있다. 이를 위해서, 처리액 분사관(310)에는 처리액이 분사되는 분사노즐(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 그러나, 처리액 분사관(310)에서 하우징(200) 내부에 처리액이 분사되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 처리액 분사관(310)에 형성된 처리액 분사구멍(도시되지 않음)에 의해서 처리액이 분사되는 등 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
도1과 도2에 도시된 바와 같이 2개의 처리액 분사관(310) 각각의 적어도 일부가 하우징(200) 내부에 구비될 수 있다. 그리고, 2개의 처리액 분사관(310) 중 하나는 배출구(220)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 적어도 일부가 구비되고, 다른 처리액 분사관(310)은 유입구(210)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 적어도 일부가 구비될 수 있다.
유입구(210)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 구비된 처리액 분사관(310)의 부분에서 분사된 처리액은 유입구(210)를 통해 하우징(200) 내부에 유입된 배기가스의 온도를 소정의 처리온도 이하로 냉각하면서 일부 배기가스를 처리할 수 있다. 또한, 배출구(220)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 구비된 처리액 분사관(310)의 부분에서 분사된 처리액은 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스의 대부분을 처리할 수 있다.
이외, 유입구(210)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 구비된 처리액 분사관(310)의 부분에서 분사된 처리액은 유입구(210)를 통해 하우징(200) 내부에 유입된 배기가스의 온도를 소정의 처리온도 이하로 냉각하면서 배기가스로부터 황산화물을 제거할 수 있다. 또한, 배출구(220)에 인접한 하우징(200) 내부의 부분에 구비된 처리액 분사관(310)의 부분에서 분사된 처리액은 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.
이 경우, 2개의 배기가스 분사관(310) 사이의 하우징(200) 내부의 부분에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 패킹(330)이 구비될 수 있다. 패킹(330)은 처리액 분사관(310)으로부터 분사되는 처리액과 배기가스의 접촉면적과 접촉시간이 커지도록 하여 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 향상되도록 할 수 있다.
하우징(200) 내부에 구비되는 처리액 분사관(310)의 개수와 위치는 전술한 바에 한정되지 않고, 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스를 처리할 수 있는 개수와 위치라면 어떠한 개수와 위치라도 가능하다.
처리액 공급관(320)은 처리액 분사관(310)에 연결되어 도2에 도시된 바와 같이 처리액 분사관(310)에 처리액을 공급할 수 있다. 처리액 공급관(320)은 처리액 공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 처리액 공급원의 처리액이 처리액 공급관(320)을 통해 처리액 분사관(310)에 공급될 수 있다. 이 경우, 처리액 공급원은 전술한 폐처리액 처리장치에 연결되어 처리액의 일부를 공급받을 수 있거나, 폐처리액 처리장치가 될 수도 있다.
전술하고 도1과 도2에 도시된 바와 같이 처리액 분사관(310)이 2개인 경우에, 처리액 공급관(320)은 분기되어 2개의 처리액 분사관(310)에 각각 연결될 수 있다.
처리액 공급관(320)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 펌프(PM)가 구비되어 처리액 공급원의 처리액이 처리액 공급관(320)을 유동하도록 할 수 있다.
열교환유닛(400)은 처리액이 처리액 분사유닛(300)에 의해서 하우징(200) 내부에 분사되기 전에 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다. 이에 따라, 처리액의 기체용해도가 높아지기 때문에, 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 향상될 수 있다.
열교환유닛(400)은 처리액과 열교환유체와의 열교환에 의해서 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다. 즉, 상대적으로 온도가 높은 처리액으로부터 상대적으로 온도가 낮은 열교환유체로 열전달이 이루어지도록 하여 처리액은 소정 온도 이하로 냉각되고 열교환유체는 가열되도록 할 수 있다.
열교환유닛(400)은 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 온도를 처리액과 열교환유체와의 열교환에 의해서 소정 온도 이하로 냉각할 수 있다. 이를 위해서, 열교환유닛(400)은 제1열교환기(410)를 포함할 수 있다.
제1열교환기(410)는 도1과 도2에 도시된 바와 같이, 열교환유체가 유동하는 열교환유체 유동관(PR)과 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)이 통과하여 처리액과 열교환유체 사이에 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 의해서, 제1열교환기(410)를 통과하는 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액으로부터 제1열교환기(410)를 통과하는 열교환유체 유동관(PR)을 유동하는 열교환유체로 열이 전달될 수 있다. 이에 따라, 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액은 소정 온도 이하로 냉각되고 열교환유체 유동관(PR)을 유동하는 열교환유체는 가열될 수 있다.
열교환유체 유동관(PR)을 유동하는 열교환유체는, 예컨대 글리콜워터(Glycol Water)일 수 있다. 그러나, 열교환유체는 글리콜워터에 한정되지 않고, 제1열교환기(410)에서 열교환유체 유동관(PR)을 유동하면서 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액과 열교환하여 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각할 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
열교환유닛(400)은 제2열교환기(420)를 더 포함할 수 있다. 제2열교환기(420)는 제3유체가 유동하는 제3유체유동관(PF)과 열교환유체 유동관(PR)이 통과하여 열교환유체와 제3유체 사이에 열교환이 이루어져서 열교환유체는 냉각되고 제3유체는 가열되도록 할 수 있다. 이에 따라, 제1열교환기(410)에서 처리액으로부터 열교환유체로 전달된 열을 제3유체를 가열하는 데에 사용할 수 있다.
제2열교환기(420)는 액체인 제3유체를 열교환유체와의 열교환에 의해서, 즉 열교환유체로부터 제3유체로의 열전달에 의해서 기체로 기화시키는 기화기일 수 있다. 예컨대, 제2열교환기(420)는 LNG(Liquefied Natural Gas)를 NG(Natural Gas)로 기화시키는 LNG 기화기일 수 있다. 그러나, 제2열교환기(420)는 특별히 한정되지 않고, 열교환유체와 제3유체 사이에 열교환이 이루어져서 열교환유체는 냉각되고 제3유체는 가열되도록 하는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
한편, 도1과 도2에 도시된 바와 같이 제2열교환기(420)를 통과한 열교환유체 유동관(PR)은 제1열교환기(410)를 통과할 수 있다. 이에 따라, 열교환유체는 열교환유체 유동관(PR)을 순환할 수 있다. 그리고, 열교환유체는 제1열교환기(410)에서는 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액으로부터 열을 전달받아 가열되고, 제2열교환기(420)에서는 제3유체유동관(PF)을 유동하는 제3유체에 열을 전달하여 냉각될 수 있다. 이에 의해서 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 열을 열교환유체에 의해서 제3유체유동관(PF)을 유동하는 제3유체에 계속해서 전달할 수 있기 때문에, 에너지효율이 향상될 수 있다.
열교환유닛(400)은 열교환유체 저장탱크(430)를 더 포함할 수 있다. 열교환유체 저장탱크(430)는 제2열교환기(420)를 통과한 열교환유체 유동관(PR)의 부분에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제3유체와 열교환하여 제3유체를 가열하면서 냉각된 열교환유체가 열교환유체 저장탱크(430)에 저장될 수 있다. 또한, 열교환유체 저장탱크(430)는 제1열교환기(410)를 통과할 열교환유체 유동관(PR)의 부분에 연결될 수 있다. 이에 의해서, 열교환유체 저장탱크(430)에 저장된, 제3유체와 열교환하여 제3유체를 가열하면서 냉각된 열교환유체가 열교환유체 유동관(PR)을 유동할 수 있다.
제1열교환기(410)와 열교환유체 저장탱크(430) 사이의 열교환유체 유동관(PR)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 펌프(PM)가 구비될 수 있다. 펌프(PM)의 구동으로 열교환유체 저장탱크(430)에 저장된 열교환유체가 열교환유체 유동관(PR)에 공급되어 열교환유체 유동관(PR)을 유동함으로써 제1열교환기(410)로 유동할 수 있다. 이 경우, 열교환유체 유동관(PR)은 도1과 도2에 도시된 바와 같이 2개로 분기되었다가 합쳐질 수 있다. 그리고, 열교환유체 유동관(PR)의 2개의 분기된 부분에 각각 펌프(PM)가 구비될 수 있다. 이에 의해서, 제1열교환기(410)로 유동하는 열교환유체의 유량이 조절될 수 있다. 예컨대, 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 온도가 비교적 낮은 경우에는 비교적 적은 양의 열교환유체와의 열교환에 의해서도 처리액의 온도가 소정 온도 이하로 냉각될 수 있다. 이에 따라, 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 온도가 비교적 낮은 경우에는 하나의 펌프(PM)만 구동할 수 있다. 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 온도가 비교적 높은 경우에는 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하기 위해서 필요한 열교환유체의 양이 비교적 많게 된다. 이에 따라, 처리액 분사유닛(300)의 처리액 공급관(320)을 유동하는 처리액의 온도가 비교적 높은 경우에는 두개의 펌프(PM)를 모두 구동할 수 있다.
선박
이하, 도3과 도4를 참조로 하여 본 발명에 따른 선박의 일실시예에 대하여 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 선박의 일실시예를 나타내는 도면이며, 도4는 본 발명에 따른 선박의 일실시예에서 배기가스 처리장치가 설치된 부분의 확대도이다.
본 발명에 따른 선박(10)은 선체(20)와, 전술한 배기가스 처리장치(100)를 포함할 수 있다.
선체(20)에는 도3에 도시된 바와 같이 배기가스 배출장치(EG)가 구비될 수 있다. 배기가스 배출장치(EG)는, 예컨대 메인엔진(ME)이나 발전용 엔진(GE) 또는 보일러(BL)가 될 수 있다. 그러나, 배기가스 배출장치(EG)는 특별히 한정되지 않고, 배기가스를 배출하는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
배기가스 배출장치(EG)에서는 LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용할 수 있다. 이와 같이, 배기가스 배출장치(EG)에서 LNG를 연료로 사용하면, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스에 황산화물이 거의 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 배기가스 배출장치(EG)에서 LNG를 연료로 사용하는 경우에는 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스로부터 황산화물을 제거할 필요가 없다. 이 경우에는, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스로부터 황산화물이 아닌, 예컨대 이산화탄소 등을 제거해 주면 된다. 그러나, 배기가스 배출장치(EG)에서 사용되는 연료는 특별히 한정되지 않고, 어떠한 연료라도 사용할 수 있다.
선체(20)에는 도3과 도4에 도시된 바와 같이 연돌(FN)이 구비될 수 있다. 연돌(FN)에는 배기가스 배출장치(EG)에 연결되어 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 유동하는 배기관(PE)이 구비될 수 있다.
배기가스 처리장치(100)는 선체(20)에 구비될 수 있다. 배기가스 처리장치(100)는 도3과 도4에 도시된 바와 같이 선체(20)에 구비된 연돌(FN)에 구비될 수 있다. 그러나, 배기가스 처리장치(100)가 구비되는 선체(20)의 부분은 특별히 한정되지 않고, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스를 처리할 수 있는 부분이라면 선체(20)의 어떠한 부분에도 구비될 수 있다.
배기가스 처리장치(100)의 하우징(200)은 전술한 배기가스 배출장치(EG)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 배기가스 처리장치(100)의 하우징(200)의 내부에 유입될 수 있다.
예컨대, 도3과 도4에 도시된 바와 같이 하우징(200)의 전술한 유입구(210)와, 배기가스 배출장치(EG)에 연결된 배기관(PE)이 연결관(PC)에 의해서 연결되어, 배기가스 처리장치(100)의 하우징(200)이 배기가스 배출장치(EG)에 연결될 수 있다. 그리고, 연결관(PC)과 배기관(PE)이 연결되는 부분에는 유로전환밸브(VR)이 구비될 수 있다. 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스를 처리할 필요가 없는 경우에는 유로전환밸브(VR)의 유로를 배기관(PE) 측으로 전환할 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스는 배기가스 처리장치(100)로 유동하지 않고 배기관(PE)을 유동한 후 외부로 배출될 수 있다. 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스를 처리할 필요가 있는 경우에는 유로전환밸브(VR)의 유로를 연결관(PC) 측으로 전환할 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치(EG)로부터 배출되는 배기가스가 배기가스 처리장치(100)로 유동하여 배기가스 처리장치(100)에서 처리될 수 있다.
그러나, 배기가스 처리장치(100)의 하우징(200)이 배기가스 배출장치(EG)에 연결되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
배기가스 처리장치(100)에서는 처리액 분사유닛(300)으로부터 하우징(200) 내부에 처리액을 분사하여 하우징(200) 내부를 유동하는 배기가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.
전술한 바와 같이 배기가스 배출장치(EG)에서 LNG를 연료로 사용하는 경우에는 배기가스에 황산화물이 거의 포함되지 않기 때문에, 배기가스로부터 황산화물을 제거하지 않아도 된다. 따라서, 배기가스 배출장치(EG)에서 LNG를 연료로 사용하는 경우에는 배기가스로부터 이산화탄소를 제거하게 된다. 이 경우, 배기가스 처리장치(100)에서는 처리액 분사유닛(300)으로부터 하우징(200) 내부에, 예컨대 알칼리 수용액이나 해수 등의 처리액을 분사하여 배기가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.
이와 같이 배기가스로부터 이산화탄소를 제거하는 경우에, 배기가스 처리장치(100)의 열교환유닛(400)의 제2열교환기(420)는 열교환유닛(400)을 유동하는 열교환유체와의 열교환에 의해서 LNG를 NG로 기화화는 LNG 기화기일 수 있다. 이 경우, 제2열교환기(420)를 통과하는 제3유체유동관(PF)을 유동하는 제3유체는 제2열교환기(420)를 통과하기 전에는 LNG이고 제2열교환기(420)를 통과한 후에는 NG일 수 있다.
LNG 운반선의 경우 또는 LNG를 연료로 사용하는 선박(10)의 경우에는 LNG를 연료를 사용하기 위해서 LNG를 열교환유체와의 열교환에 의해서 NG로 기화시키는 LNG 기화기를 가지고 있다. 그러므로, 열교환유체와의 열교환에 의해서 LNG를 NG로 기화시키는 LNG 기화기가 구비된 LNG 운반선 등과 같은 선박(10)의 경우에는, LNG 기화기를 배기가스 처리장치(100)의 열교환유닛(400)의 제2열교환기(420)로 사용할 수 있다. 이에 따라, 별도로 제2열교환기(420)를 구비하지 않아도 되기 때문에, 보다 용이하게 본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 일실시예를 선박(10)에 구비할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 배기가스 처리장치와 이를 포함하는 선박을 사용하면, 처리액이 배기가스에 분사되기 전에 소정 온도 이하로 냉각하여 처리액의 기체용해도가 높아지도록 할 수 있으며, 처리액에 의한 배기가스 처리효율이 향상될 수 있다.
상기와 같이 설명된 배기가스 처리장치와 이를 포함하는 선박은 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 : 선박 20 : 선체
100 : 배기가스 처리장치 200 : 하우징
210 : 유입구 220 : 배출구
230 : 배수구 300 : 처리액 분사유닛
310 : 처리액 분사관 320 : 처리액 공급관
330 : 패킹 400 : 열교환유닛
410 : 제1열교환기 420 : 제2열교환기
430 : 열교환유체 저장탱크 PR : 열교환유체 유동관
PF : 제3유체유동관 EG : 배기가스 배출장치
ME : 메인엔진 GE : 발전용 엔진
BL : 보일러 VR : 유로전환밸브
PE : 배기관 PC : 연결관
PD : 배수관 PM : 펌프
FN : 연돌

Claims (15)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부에 분사되어 배기가스를 처리하는 처리액을 공급하는 처리액 공급관;
    열교환유체가 유동하는 열교환유체 유동관과 상기 처리액 공급관이 통과하여 상기 처리액과 상기 열교환유체 사이에 열교환이 이루어져서 상기 처리액의 온도를 소정 온도 이하로 냉각하는 제1열교환기; 및
    제3유체가 유동하는 제3유체유동관과 상기 열교환유체 유동관이 통과하여 상기 열교환유체와 상기 제3유체 사이에 열교환이 이루어져서 상기 열교환유체는 냉각되고 상기 제3유체는 가열되도록 하는 제2열교환기; 를 포함하며,
    상기 제2열교환기를 통과한 상기 열교환유체 유동관은 상기 제1열교환기를 통과하는 배기가스 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 일부가 상기 하우징 내부에 구비되며 상기 처리액 공급관이 연결되어 상기 하우징 내부에 상기 처리액을 분사하는 처리액 분사관; 을 더 포함하는 배기가스 처리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2열교환기를 통과한 상기 열교환유체 유동관의 부분에 연결되어 상기 열교환유체가 저장되고 상기 제1열교환기를 통과할 상기 열교환유체 유동관의 부분에 연결되어 상기 열교환유체가 상기 열교환유체 유동관을 유동하도록 하는 열교환유체 저장탱크; 를 더 포함하는 배기가스 처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리액은 알칼리 수용액이나 해수인 배기가스 처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 열교환유체는 글리콜워터(Glycol Water)인 배기가스 처리장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2열교환기는 액체인 상기 제3유체를 상기 열교환유체와의 열교환에 의해서 기체로 기화시키는 기화기인 배기가스 처리장치.
  11. 선체; 및
    상기 선체에 구비되는 제1항, 제2항 및, 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 배기가스 처리장치;
    를 포함하는 선박.
  12. 제11항에 있어서, 상기 배기가스 처리장치에 포함되는 하우징은 상기 선체에 구비되는 배기가스 배출장치에 연결되는 선박.
  13. 제12항에 있어서, 상기 배기가스 배출장치에서는 LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용하는 선박.
  14. 제13항에 있어서, 상기 배기가스 처리장치는 상기 하우징 내부에 처리액을 분사하여 상기 하우징 내부를 유동하는 배기가스로부터 이산화탄소를 제거하는 선박.
  15. 제13항에 있어서, 상기 배기가스 처리장치에 포함되는 제2열교환기는 열교환유체와의 열교환에 의해서 LNG를 NG(Natural Gas)로 기화화는 LNG 기화기인 선박.




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