KR102276126B1 - 수처리장치 - Google Patents

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Abstract

수처리장치를 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수처리장치는 배기가스 배출장치로부터 배기가스가 유입되며 처리수공급원으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출되는 배기가스 처리장치; 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 상기 배기가스 처리장치로부터 유입되고 처리수로부터 증기를 분리하는 막증류유닛; 상기 막증류유닛으로부터 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 응축유닛; 및 상기 응축유닛으로부터 담수가 공급되어 저장되는 담수탱크; 를 포함할 수 있다.

Description

수처리장치{WATER TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 수처리장치에 관한 것이다.
담수화 장치는 담수를 만드는 장치이다. 이러한 담수화 장치는 선박 등에 구비되어 해수 등을 담수로 만들어 공급한다.
이러한 담수화 장치 중 해수 등을 가열하여 증기가 생성되도록 한 후, 증기가 포함된 해수로부터 증기분리막을 통해 증기를 분리하고, 분리된 증기를 응축하여 담수로 만드는 담수화 장치가 있다.
종래, 전술한 종류의 담수화 장치에서는 해수 등을 가열해야만 하는 별도의 장치를 필요로 하였으며, 담수를 만들기 위해서 해수 등을 별도로 공급해주어만 하였다.
한국 등록특허공보 제1735529호 (2017.05.16. 공고) 일본 공개특허공보 특개평06-007644호 (1994.01.18. 공개) 한국 공개특허공보 제2015-0042861호 (2015.04.21. 공개) 한국 등록특허공보 제1675417호 (2016.11.14. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수로부터 증기를 분리하고 분리된 증기를 응축하여 담수를 만들도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 수처리장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 수처리장치는 배기가스 배출장치로부터 배기가스가 유입되며 처리수공급원으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출되는 배기가스 처리장치; 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 상기 배기가스 처리장치로부터 유입되고 처리수로부터 증기를 분리하는 막증류유닛; 상기 막증류유닛으로부터 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 응축유닛; 및 상기 응축유닛으로부터 담수가 공급되어 저장되는 담수탱크; 를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 막증류유닛에는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과하는 증기분리막이 구비되고, 상기 막증류유닛은 상기 증기분리막에 의해서, 증기를 포함하는 처리수가 존재하는 제1영역과 증기가 존재하는 제2영역으로 구획될 수 있다.
또한, 상기 제1영역에는 상기 배기가스 처리장치에 연결되는 처리수배출라인이 연결되며, 상기 제2영역에는 상기 응축유닛에 연결되는 증기라인이 연결될 수 있다.
그리고, 상기 처리수공급원에 연결되는 처리수공급라인이 상기 응축유닛을 통과하여 상기 배기가스 처리장치에 연결되어, 상기 응축유닛에서 증기가 상기 처리수공급원으로부터 상기 배기가스 처리장치에 공급되는 처리수에 의해서 응축될 수 있다.
또한, 상기 응축유닛에는 상기 담수탱크에 연결되는 담수라인이 연결되며, 상기 담수라인은 상기 응축유닛에서 상기 증기라인에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 담수라인에는 이송펌프가 구비될 수 있다.
또한, 상기 이송펌프에 의해서 상기 제2영역은 진공이 될 수 있다.
그리고, 상기 담수탱크와 제2영역은 담수공급라인에 의해서 연결되고, 상기 담수공급라인에는 이송펌프가 구비되며, 상기 담수탱크에 저장된 담수가 상기 이송펌프에 의해서 상기 담수공급라인을 통해 상기 제2영역에 공급될 수 있다.
또한, 상기 처리수는 해수일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 수처리장치는 배기가스 배출장치로부터 배기가스가 유입되며 처리수공급원으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출되는 배기가스 처리장치; 및 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 상기 배기가스 처리장치로부터 유입되고 처리수로부터 증기를 분리하는 막증류유닛; 을 포함하며, 상기 처리수공급원은 처리수가 저장된 처리수공급탱크이고, 상기 막증류유닛에서 증기가 분리된 처리수가 상기 처리수공급탱크에 공급되어 재생된 후 상기 배기가스 처리장치에 공급될 수 있다.
이 경우, 상기 처리수공급탱크에는 처리수재생제와 담수 중 적어도 하나 이상이 공급되어 처리수가 재생되도록 할 수 있다.
또한, 상기 처리수공급탱크에서 처리수를 재생하면서 생성된 슬러지가 저장되는 슬러지탱크를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 막증류유닛에는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과하는 증기분리막이 구비되고, 상기 막증류유닛은 상기 증기분리막에 의해서, 증기를 포함하는 처리수가 존재하는 제1영역과 증기가 존재하는 제2영역으로 구획될 수 있다.
또한, 상기 제1영역에는 상기 배기가스 처리장치에 연결되는 처리수배출라인과 상기 처리수공급탱크에 연결되는 처리수배수라인이 연결되며, 상기 제2영역에는 증기라인이 연결되고, 상기 배기가스 처리장치에는 처리수공급탱크에 연결되는 처리수공급라인이 연결될 수 있다.
그리고, 상기 증기라인을 통해 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 응축유닛; 및 상기 응축유닛으로부터 담수라인을 통해 담수가 공급되어 저장되는 담수탱크; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉각수공급원에 연결된 냉각수라인이 상기 응축유닛을 통과하여, 상기 응축유닛에서 증기가 상기 냉각수라인을 유동하는 냉각수에 의해서 응축될 수 있다.
그리고, 상기 냉각수는 해수일 수 있다.
또한, 상기 증기라인 또는 상기 담수라인에는 이송펌프가 구비되고, 상기 이송펌프에 의해서 상기 제2영역은 진공이 될 수 있다.
그리고, 상기 담수탱크는 상기 처리수공급탱크에 담수공급라인에 의해서 연결되어 상기 처리수공급탱크에 담수를 공급할 수 있다.
또한, 상기 증기라인에는 증기공급라인이 연결되고, 상기 증기라인과 증기공급라인이 연결되는 부분에는 유로전환밸브가 구비되며, 상기 증기공급라인에는 이송펌프가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 막증류유닛에는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과하는 증기분리막과, 냉각판이 구비되고, 상기 막증류유닛은 상기 증기분리막과 냉각판에 의해서, 증기를 포함하는 처리수가 존재하는 제1영역과 증기가 존재하는 제2영역 및 냉각수가 유동하여 상기 제2영역의 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 제3영역으로 구획될 수 있다.
또한, 상기 제1영역에는 상기 배기가스 처리장치에 연결되는 처리수배출라인과 상기 처리수공급탱크에 연결되는 처리수배수라인이 연결되며, 상기 제2영역에는 담수라인이 연결되고, 상기 배기가스 처리장치에는 상기 처리수공급탱크에 연결되는 처리수공급라인이 연결되며, 냉각수공급원에 연결된 냉각수라인이 상기 제3영역에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 담수라인에 연결되고 상기 처리수공급탱크에 담수공급라인에 의해서 연결되는 담수탱크; 를 더 포함하며, 상기 담수라인에는 이송펌프가 구비될 수 있다.
또한, 상기 증기라인이 연결되며 상기 처리수공급탱크에 담수공급라인에 의해서 연결되는 담수탱크; 를 더 포함하며, 상기 담수공급라인에는 상기 제2영역에 연결되는 담수공급분기라인이 연결되어 상기 제2영역에 담수가 공급되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 증기라인에는 이송펌프가 구비되고 상기 담수공급라인에는 담수공급펌프가 구비되며 상기 담수공급라인과 담수공급분기라인이 연결되는 부분에는 유로전환밸브가 구비될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수로부터 증기를 분리하고 분리된 증기를 응축하여 담수를 만들 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예의 응축유닛의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 수처리장치의 제2실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 수처리장치의 제4실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 수처리장치의 제5실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명에 따른 수처리장치의 제6실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명에 따른 수처리장치의 제7실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 수처리장치에 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.
수처리장치의 제1실시예
이하, 도1과 도2를 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이며, 도2는 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예의 응축유닛의 실시예들을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제1실시예는 배기가스 처리장치(200), 막증류유닛(300), 응축유닛(400) 및, 담수탱크(500)를 포함할 수 있다.
배기가스 처리장치(200)에는 배기가스 배출장치(도시되지 않음)로부터 배기가스가 유입될 수 있다.
배기가스 처리장치(200)는 배기가스 배출장치에 연결된 배기관(도시되지 않음)에 연결관(도시되지 않음)에 의해서 연결될 수 있다. 또한, 연결관과 배기관이 연결되는 부분에는 댐퍼나 유로전환밸브(도시되지 않음) 등이 구비될 수 있다. 그리고, 댐퍼나 유로전환밸브에 의해서 배기관을 유동하는 배기가스가 배기가스 처리장치(200)에 유입되도록 할 수 있다.
배기가스 처리장치(200)가 연결되는 배기가스 배출장치는, 예컨대 본 발명에 따른 수처리장치(100)가 선박(도시되지 않음)에 구비된다면, 선박에 구비되는, 메인엔진이나 발전용 엔진 등의 엔진(도시되지 않음) 또는 보일러(도시되지 않음) 등이 될 수 있다. 그러나, 배기가스 처리장치(200)가 연결되는 배기가스 배출장치는 특별히 한정되지 않고, 배기가스 처리장치(200)에 연결되어 배기가스 처리장치(200)에 배기가스가 유입되도록 하는 것이라면 주지의 어떠한 배기가스 배출장치라도 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 수처리장치(100)는 선박 이외에도 배기가스 배출장치가 구비되는 것이라면, 어떠한 것에도 구비될 수 있다.
배기가스 처리장치(200)에서는 처리수공급원(도시되지 않음)으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출될 수 있다.
배기가스 처리장치(200)에는 도1에 도시된 바와 같이 처리수공급원에 연결되는 처리수공급라인(LP)이 연결될 수 있다. 또한, 처리수공급라인(LP)에는 처리수펌프(PP)가 구비될 수 있다. 그리고, 처리수펌프(PP)에 의해서 처리수공급원의 처리수가 배기가스 처리장치(200)에 공급되어 배기가스가 처리될 수 있다. 예컨대, 배기가스 처리장치(200) 내부에는 처리수공급라인(LP)에 연결되며 처리수가 유동하는 유동관(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 그리고, 유동관에는 분사노즐(도시되지 않음)이 구비되어, 유동관을 유동하는 처리수가 분사노즐을 통해 배기가스 처리장치(200) 내부를 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다. 이에 의해서, 배기가스가 냉각되고 배기가스에 포함된 입자상 물질과 황산화물 등이 처리수에 흡수되어 배기가스로부터 제거됨으로써 배기가스가 처리될 수 있다. 이 경우에, 배기가스 처리장치(200)에는 처리수와 배기가스와의 접촉면적과 접촉시간을 증가시켜 주는 충전재(도시되지 않음)가 구비될 수도 있다.
처리수공급라인(LP)이 연결되는 처리수공급원은, 예컨대 본 발명에 따른 수처리장치(100)가 선박에 구비된다면, 해양이 될 수 있다. 이 경우, 처리수는 해수일 수 있다. 그러나, 처리수공급라인(LP)이 연결되는 처리수공급원은 특별히 한정되지 않고 배기가스를 처리하는 처리수를 공급할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 가능하며, 처리수도 해수에 한정되지 않고 처리수공급라인(LP)을 통해 배기가스 처리장치(200)에 공급되어 배기가스를 처리할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
처리수에 의해서 처리된 배기가스는 배기가스 처리장치(200)로부터 배출될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리장치(100)가 선박에 구비되는 경우에, 배기가스 처리장치(200)는 선박의 연돌(도시되지 않음)에 구비될 수 있다. 그리고, 배기가스 처리장치(200)에서 처리수에 의해서 처리된 배기가스는 선박의 연돌을 통해 선박 외부로 배출될 수 있다.
배기가스 처리장치(200)는, 예컨대 스크러버일 수 있다. 그러나, 배기가스 처리장치(200)는 특별히 한정되지 않고, 배기가스 배출장치로부터 배기가스가 유입되며 처리수공급원으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출될 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
막증류유닛(300)에는 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 배기가스 처리장치(200)로부터 유입될 수 있다. 전술한 바와 같이, 배기가스 처리장치(200)에서 배기가스를 처리하면서, 처리수는 상대적으로 온도가 높은 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함할 수 있다. 이 경우, 처리수는 증기를 포함하는 온수의 형태이거나, 온수와 증기가 혼합된 형태일 수 있다. 이와 같이 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 배기가스 처리장치(200)로부터 막증류유닛(300)에 유입될 수 있다.
막증류유닛(300)에서는 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있다.
막증류유닛(300)에는 증기분리막(310)이 구비될 수 있다. 증기분리막(310)은 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과할 수 있다. 증기분리막(310)은 특별히 한정되지 않고, 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
막증류유닛(300)은 증기분리막(310)에 의해서 도1에 도시된 바와 같이 제1영역(S1)과 제2영역(S2)으로 구획될 수 있다. 제1영역(S1)에는 배기가스 처리장치(200)에 연결되는 처리수배출라인(LR)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1영역(S1)에는 배기가스 처리장치(200)로부터 증기가 포함되는 처리수가 처리수배출라인(LR)을 통해 유입될 수 있다.
제1영역(S1)에 유입된 처리수에 포함된 증기는 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다. 이에 의해서, 제1영역(S1)에는 증기를 포함하는 처리수가 존재하고 제2영역(S2)에는 증기가 존재할 수 있다.
제1영역(S1)에는 도1에 도시된 바와 같이 처리수배수라인(LD)이 연결될 수 있다. 그리고, 증기가 분리된 처리수가 처리수배수라인(LD)을 통해 배수될 수 있다.
제2영역(S2)에는 응축유닛(400)에 연결되는 증기라인(LV)이 연결될 수 있다. 이에 의해서, 도1에 도시된 바와 같이 제2영역(S2)의 증기가 증기라인(LV)을 통해 응축유닛(400)으로 유동할 수 있다.
응축유닛(400)에서는 막증류유닛(300)으로부터 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 할 수 있다.
응축유닛(400)에는 막증류유닛(300), 예컨대 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결된 증기라인(LV)이 연결될 수 있다. 이에 의해서, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)의 증기가 증기라인(LV)을 통해 응축유닛(400)으로 유동할 수 있다.
응축유닛(400)에는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 처리수공급원에 연결되는 처리수공급라인(LP)이 통과할 수 있다. 이에 의해서, 응축유닛(400)에서 증기가 처리수공급원으로부터 배기가스 처리장치(200)에 공급되는 처리수에 의해서 응축되어 담수가 될 수 있다.
응축유닛(400)에는 담수탱크(500)에 연결되는 담수라인(LW)이 연결될 수 있다. 또한, 담수라인(LW)은 응축유닛(400)에서 증기라인(LV)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 응축유닛(400)에서 증기가 응축되어 만들어진 담수는 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)에 공급되어 담수탱크(500)에 저장될 수 있다.
예컨대, 도2의 (a)에 도시된 바와 같이 응축유닛(400)에 증기라인(LV)이 연결되어 증기가 증기라인(LV)을 통해 응축유닛(400)에 유입되고, 응축유닛(400)에 유입된 증기는 응축유닛(400)을 통과하는 처리수공급라인(LP)을 유동하는 처리수에 의해서 응축되어 담수가 되며, 담수는 응축유닛(400)에 연결된 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)로 유동할 수 있다.
또한, 도2의 (b)에 도시된 바와 같이 증기라인(LV)이 응축유닛(400)에서 처리수공급라인(LP)을 나선형상으로 감고 담수라인(LW)에 연결되어, 증기라인(LV)을 유동하는 증기가 응축유닛(400)에서 처리수공급라인(LP)을 유동하는 처리수에 의해서 응축되어 담수로 된 후, 담수는 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)로 유동할 수 있다.
담수탱크(500)는 응축유닛(400)으로부터 담수가 공급되어 저장될 수 있다. 담수탱크(500)에 연결되는 담수라인(LW)이 전술한 바와 같이 응축유닛(400)에서 증기라인(LV)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 그리고, 응축유닛(400)에서 응축되어 만들어진 담수는 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)로 공급되어 담수탱크(500)에 저장될 수 있다.
담수라인(LW)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 그리고, 이송펌프(PF)에 의해서 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 진공이 되어, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함된 증기가 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동하며, 제2영역(S2)의 증기가 증기라인(LV)을 통해 응축유닛(400)으로 유동하고, 응축유닛(400)에서 증기가 응축되어 만들어진 담수가 담수탱크(500)에 공급될 수 있다.
수처리장치의 제2실시예
이하, 도3을 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제2실시예에 대하여 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 수처리장치의 제2실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제2실시예는, 상기 도1과 도2를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예와, 담수탱크(500)와, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 담수공급라인(LS)에 의해서 연결되고, 담수공급라인(LS)에 이송펌프(PF)가 구비되며, 담수탱크(500)에 저장된 담수가 이송펌프(PF)에 의해서 담수공급라인(LS)을 통해 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 공급된다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도1과 도2를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제2실시예에서, 담수탱크(500)와, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)은 도3에 도시된 바와 같이 담수공급라인(LS)에 의해서 연결될 수 있다. 또한, 담수공급라인(LS)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 그리고, 담수탱크(500)에 저장된 담수가 이송펌프(PF)에 의해서 담수공급라인(LS)을 통해 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 공급될 수 있다.
이 경우, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함되는 증기는, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)의 압력차에 의해서, 증기분리막(310)을 통과하여 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다. 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)으로 유동한 증기는 전술한 바와 같이 제2영역(S2)에 공급된 담수에 의해서 응축되어 담수가 되면서 담수와 함께 증기라인(LV)을 유동할 수 있다. 이에 의해서, 증기라인(LV)에는, 예컨대 약 5%는 증기이고 약 95%는 담수인 증기와 담수의 혼합물이 유동할 수 있다. 이러한 증기와 담수의 혼합물은 증기라인(LV)을 통해 응축유닛(400)으로 유동할 수 있다. 그리고, 증기와 담수의 혼합물이 응축유닛(400)을 통과하면서, 남아 있던 증기가 모두 응축유닛(400)에 의해서 응축되어 담수가 됨으로써, 100% 담수가 될 수 있다. 100% 담수는 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)로 유동하여 담수탱크(500)에 저장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 담수가 공급되면, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)은 전술한 압력차 뿐만 아니라 온도차도 있게 된다. 그리고, 이와 같이 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)에 압력차 뿐만 아니라 온도차도 있게 되면, 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함되는 증기가 제2영역(S2)으로 유동하도록 하는 증기분리막(310)에 의한 증기분리 효율이 향상될 수 있다.
수처리장치의 제3실시예
이하, 도4를 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예에 대하여 설명한다.
도4는 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예는, 상기 도1과 도2를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예와, 배기가스 처리장치(200)와 막증류유닛(300)을 포함한다는 점에서는 동일하다. 그러나, 처리수공급원이 처리수가 저장된 처리수공급탱크(600)이고, 막증류유닛(300)에서 증기가 분리된 처리수가 처리수공급탱크(600)에 공급되어 재생된 후 배기가스 처리장치(200)에 공급된다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 본 발명에 따른 수처리장치의 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 상기 도1과 도2를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제3실시예에서는 처리수공급원이 처리수가 저장된 처리수공급탱크(600)이고, 막증류유닛(300)에서 증기가 분리된 처리수가 처리수공급탱크(600)에 공급되어 재생된 후 배기가스 처리장치(200)에 공급될 수 있다.
이 경우, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에는 처리수공급탱크(600)에 연결되는 처리수배수라인(LD)이 연결될 수 있다. 따라서, 막증류유닛(300)에서 증기가 분리된 처리수는 도4에 도시된 바와 같이 처리수배수라인(LD)을 통해 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다.
처리수공급탱크(600)에는 처리수재생제와 담수 중 적어도 하나 이상이 공급되어 처리수가 재생되도록 할 수 있다. 처리수공급탱크(600)에는 도4에 도시된 바와 같이 재생라인(LA)이 연결될 수 있다. 그리고, 재생라인(LA)을 통해 처리수재생제와 담수 중 적어도 하나 이상이 처리수공급탱크(600)에 공급되어 처리수가 재생되도록 할 수 있다. 이를 위해서, 재생라인(LA)은 처리수재생제 공급원(도시되지 않음)이나 담수공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제3실시예는 슬러지탱크(700)를 더 포함할 수 있다. 슬러지탱크(700)에는 처리수공급탱크(600)에서 처리수를 재생하면서 생성된 슬러지가 저장될 수 있다. 처리수공급탱크(600)와 슬러지탱크(700)는 도4에 도시된 바와 같이 슬러지라인(LL)에 의해서 연결될 수 있다. 그리고, 처리수공급탱크(600)에서 처리수를 재생하면서 생성된 슬러지는 슬러지라인(LL)을 통해 슬러지탱크(700)로 유동하여 슬러지탱크(700)에 저장될 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제3실시예에서, 배기가스 처리장치(200)에는 도4에 도시된 바와 같이 처리수공급탱크(600)에 연결되는 처리수공급라인(LP)이 연결될 수 있다. 그리고, 처리수공급탱크(600)에 저장된 처리수가 처리수공급라인(LP)을 통해 배기가스 처리장치(200)에 공급되어, 배기가스 처리장치(200)에 유입된 배기가스를 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제3실시예에서, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결된 증기라인(LV)은 응축유닛(400)에 연결되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제3실시예에서는 담수가 아닌 증기가 필요한 장치(도시되지 않음), 예컨대 증기터빈 및 화학반응기 등에 증기를 공급할 수 있다.
증기라인(LV)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 이에 의해서, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 진공이 되어, 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함된 증기가 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다.
수처리장치의 제4실시예
이하, 도5를 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제4실시예에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명에 따른 수처리장치의 제4실시예와 이의 작동을 나타내는 도면이다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제4실시예는, 상기 도4를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예와, 응축유닛(400)과 담수탱크(500)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도4를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제4실시예는 응축유닛(400)과 담수탱크(500)를 더 포함할 수 있다.
응축유닛(400)은 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결된 증기라인(LV)을 통해 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 할 수 있다. 응축유닛(400)에는 도5에 도시된 바와 같이 냉각수공급원(도시되지 않음)에 연결된 냉각수라인(LC)이 통과하여, 응축유닛(400)에서 증기가 냉각수라인(LC)을 유동하는 냉각수에 의해서 응축될 수 있다. 냉각수라인(LC)에는 냉각수펌프(PC)가 구비되어 냉각수가 냉각수라인(LC)을 유동하도록 할 수 있다.
냉각수는, 예컨대 본 발명에 따른 수처리장치(100)가 선박에 구비된다면 해수일 수 있다. 그러나, 냉각수는 특별히 한정되지 않고, 냉각수라인(LC)을 유동하여, 응축유닛(400)에서 증기를 응축시킬 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
담수탱크(500)에는 응축유닛(400)으로부터 담수라인(LW)을 통해 담수가 공급되어 저장될 수 있다.
담수라인(LW)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 이송펌프(PF)에 의해서 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 진공이 되어, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함된 증기가 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동하며, 증기라인(LV)을 통해 증기가 응축유닛(400)으로 유동하고, 응축유닛(400)에서 응축되어 만들어진 담수가 담수탱크(500)에 공급될 수 있다.
한편, 담수탱크(500)는 처리수공급탱크(600)에 담수공급라인(LS)에 의해서 연결되어 처리수공급탱크(600)에 담수를 공급할 수 있다. 이에 의해서, 처리수공급탱크(600)에서 처리수를 재생하는 데에 필요한 담수의 적어도 일부가 담수탱크(500)로부터 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다. 담수공급라인(LS)에는 담수공급펌프(PS)가 구비되어, 담수공급펌프(PS)에 의해서 담수탱크(500)의 담수가 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다.
수처리장치의 제5실시예
이하, 도6을 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제5실시예에 대하여 설명한다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제5실시예는, 상기 도5를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제4실시예와, 증기라인(LV)에 증기공급라인(LE)이 연결되고, 증기라인(LV)과 증기공급라인(LE)이 연결되는 부분에는 유로전환밸브(VC)가 구비되며, 증기공급라인(LE)에는 이송펌프(PF)가 구비된다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도5를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제5실시예에서는 증기라인(LV)에 증기공급라인(LE)이 연결되고, 증기라인(LV)과 증기공급라인(LE)이 연결되는 부분에는 유로전환밸브(VC)가 구비되며, 증기공급라인(LE)에도 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 유로전환밸브(VC)가 증기공급라인(LE)으로 전환되도록 하고 이송펌프(PF)를 구동하여, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 진공이 되도록 하며, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 존재하는 증기가, 증기라인(LV)과 증기공급라인(LE)을 통해, 일정온도 이상의 담수 및 오염되지 않은 증기를 요하는 반응 공정(예를 들어 흡수탑 등)에 이용되는 일정온도 이상의 반응수 또는 화학반응용 증기로 사용되도록 할 수 있다.
수처리장치의 제6실시예
이하, 도7을 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제6실시예에 대하여 설명한다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제6실시예는, 상기 도4를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예와, 막증류유닛(300)에는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과하는 증기분리막(310)과 냉각판(320)이 구비되고, 막증류유닛(300)은 증기분리막(310)과 냉각판(320)에 의해서, 증기를 포함하는 처리수가 존재하는 제1영역(S1)과 증기가 존재하는 제2영역(S2) 및 냉각수가 유동하여 제2영역(S2)의 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 제3영역(S3)으로 구획된다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도4를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제6실시예에서는 도7에 도시된 바와 같이 막증류유닛(300)에 증기분리막(310)과 냉각판(320)이 구비될 수 있다. 막증류유닛(300)은 증기분리막(310)과 냉각판(320)에 의해서 제1영역(S1)과 제2영역(S2) 및 제3영역(S3)으로 구획될 수 있다.
막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에는 배기가스 처리장치(200)에 연결되는 처리수배출라인(LR)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1영역(S1)에는 배기가스 처리장치(200)로부터 증기가 포함된 처리수가 유입될 수 있다. 또한, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에는 처리수공급탱크(600)에 연결되는 처리수배수라인(LD)이 연결될 수 있다. 그러므로, 증기가 분리된 처리수가 처리수배수라인(LD)을 통해 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다.
막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에 유입된 처리수에 포함된 증기는 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다. 이에 의해서, 제1영역(S1)에는 증기를 포함하는 처리수가 존재하고 제2영역(S2)에는 증기가 존재할 수 있다.
막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에는 담수라인(LW)이 연결될 수 있다. 그리고, 제3영역(S3)에는 냉각수공급원에 연결되는 냉각수라인(LC)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 냉각수라인(LC)을 통해 제3영역(S3)에 냉각수가 공급되어 제3영역(S3)에 냉각수가 유동할 수 있다. 그리고, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)의 증기가 제3영역(S3)의 냉각수와의 냉각판(320)을 통한 열전달에 의해서 냉각되어 담수가 될 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제6실시예는 담수탱크(500)를 더 포함할 수 있다.
담수탱크(500)는 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결된 담수라인(LW)에 연결될 수 있다. 그리고, 담수라인(LW)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)이 이송펌프(PF)에 의해서 진공이 되며, 제2영역(S2)의 증기가 제3영역(S3)을 유동하는 냉각수에 의해서 응축되어 만들어진 담수가 도7에 도시된 바와 같이 담수라인(LW)을 통해 담수탱크(500)에 공급되어 담수탱크(500)에 저장될 수 있다.
또한, 담수탱크(500)는 담수공급라인(LS)에 의해서 처리수공급탱크(600)에 연결될 수 있다. 이에 의해서, 담수탱크(500)에 저장된 담수가 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다. 그리고, 처리수공급탱크(600)에서 처리수를 재생하는 데에 필요한 담수의 적어도 일부가 담수탱크(500)로부터 처리수공급탱크(600)에 공급될 수 있다.
수처리장치의 제7실시예
이하, 도8을 참조로 하여 본 발명에 따른 수처리장치의 제7실시예에 대하여 설명한다.
여기에서, 본 발명에 따른 수처리장치의 제7실시예는, 상기 도4를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 수처리장치의 제3실시예와, 증기라인(LV)이 연결되며 처리수공급탱크(600)에 담수공급라인(LS)에 의해서 연결되는 담수탱크(500)를 더 포함하며, 담수공급라인(LS)에는 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결되는 담수공급분기라인(LS2)이 연결되어 제2영역(S2)에 담수가 공급되도록 한다는 점에서 차이가 있다.
그러므로, 이하에서는 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도4를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.
본 발명에 따른 수처리장치(100)의 제7실시예에서는 도8에 도시된 바와 같이 담수탱크(500)를 더 포함할 수 있다.
담수탱크(500)는 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결된 증기라인(LV)이 연결될 수 있다. 또한, 담수탱크(500)는 처리수공급탱크(600)에 담수공급라인(LS)에 의해서 연결될 수 있다. 그리고, 담수공급라인(LS)에는 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 연결되는 담수공급분기라인(LS2)이 연결될 수 있다. 이에 의해서, 담수탱크(500)의 담수가 도8에 도시된 바와 같이 담수공급분기라인(LS2)에 의해서 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 공급될 수 있다.
이 경우, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함되는 증기는, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)의 압력차에 의해서, 증기분리막(310)을 통과하여 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다. 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)으로 유동한 증기는 전술한 바와 같이 제2영역(S2)에 공급된 담수에 의해서 응축되어 담수가 되면서 담수와 함께 증기라인(LV)을 유동할 수 있다. 이에 의해서, 증기라인(LV)에는, 예컨대 약 5%는 증기이고 약 95%는 담수인 증기와 담수의 혼합물이 유동할 수 있다. 이러한 증기와 담수의 혼합물은 증기라인(LV)을 통해 담수탱크(500)로 유동하여 담수탱크(500)에 저장될 수 있다.
담수탱크(500)에는 담수탱크(500)의 증기가 응축되어 담수가 될 수 있도록, 빙점 이하의 온도의 냉매가 유동하는 증발관(도시되지 않음)이 통과하거나, 열전모듈(도시되지 않음) 등이 구비될 수 있다.
증기라인(LV)에는 이송펌프(PF)가 구비될 수 있다. 이에 의해서, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)이 압력차가 있게 되어, 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함된 증기가 증기분리막(310)을 통과하여 제2영역(S2)으로 유동할 수 있다. 또한, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)의 증기와 담수의 혼합물이 담수탱크(500)로 유동할 수 있다.
담수공급라인(LS)에는 담수공급펌프(PS)가 구비되며 담수공급라인(LS)과 담수공급분기라인(LS)이 연결되는 부분에는 유로전환밸브(VC)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 담수탱크(500)의 담수가 처리수공급탱크(600)나 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 공급될 수 있다.
전술한 바와 같이, 막증류유닛(300)의 제2영역(S2)에 담수가 공급되면, 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)은 전술한 압력차 뿐만 아니라 온도차도 있게 된다. 그리고, 이와 같이 막증류유닛(300)의 제1영역(S1)과 제2영역(S2)이 압력차 뿐만 아니라 온도차도 있게 되면, 제1영역(S1)에 존재하는 처리수에 포함되는 증기가 제2영역(S2)으로 유동하도록 하는 증기분리막(310)에 의한 증기분리 효율이 향상될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 수처리장치를 사용하면, 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수로부터 증기를 분리하고 분리된 증기를 응축하여 담수를 만들 수 있다.
상기와 같이 설명된 수처리장치는 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.
100 : 수처리장치 200 : 배기가스 처리장치
300 : 막증류유닛 310 : 증기분리막
320 : 냉각판 400 : 응축유닛
500 : 담수탱크 600 : 처리수공급탱크
700 : 슬러지탱크 S1 : 제1영역
S2 : 제2영역 S3 : 제3영역
LP : 처리수공급라인 LR : 처리수배출라인
LV : 증기라인 LW : 담수라인
LD : 처리수배수라인 LS : 담수공급라인
LS2 : 담수공급분기라인 LL : 슬러지라인
LA : 재생라인 LC : 냉각수라인
LE : 증기공급라인 PF : 이송펌프
PP : 처리수펌프 PC : 냉각수펌프
PS : 담수공급펌프 VC : 유로전환밸브

Claims (25)

  1. 배기가스 배출장치로부터 배기가스가 유입되며 처리수공급원으로부터 공급된 처리수에 의해서 배기가스가 처리되어 배출되는 배기가스 처리장치;
    배기가스를 처리하면서 배기가스에 의해서 가열되어 증기를 포함하는 처리수가 상기 배기가스 처리장치로부터 유입되고 처리수로부터 증기를 분리하는 막증류유닛;
    상기 막증류유닛으로부터 공급된 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 응축유닛; 및
    상기 응축유닛으로부터 담수가 공급되어 저장되는 담수탱크; 를 포함하며,
    상기 처리수공급원에 연결되는 처리수공급라인이 상기 응축유닛을 통과하여 상기 배기가스 처리장치에 연결됨으로써, 상기 응축유닛에서 증기가 상기 처리수공급원으로부터 상기 배기가스 처리장치에 공급되는 처리수에 의해서 응축되어,
    증기 생성을 위해서 처리수를 가열하는 별도의 가열유닛을 포함하지 않으며, 상기 막증류유닛에서 분리된 증기를 응축시키기 위한 별도의 냉각수를 상기 응축유닛에 공급하지 않고,
    상기 막증류유닛에는 처리수로부터 증기를 분리할 수 있도록 증기만 통과하는 증기분리막이 구비되며,
    상기 막증류유닛은 상기 증기분리막에 의해서, 증기를 포함하는 처리수가 존재하는 제1영역과 증기가 존재하는 제2영역으로 구획되고,
    상기 제2영역에는 상기 응축유닛에 연결되는 증기라인이 연결되며,
    상기 응축유닛에는, 상기 담수탱크에 연결되며 이송펌프가 구비되고 상기 응축유닛에서 상기 증기라인에 직접 또는 간접적으로 연결되는 담수라인이 연결되며,
    상기 이송펌프에 의해서 상기 제2영역은 진공이 되는 수처리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1영역에는 상기 배기가스 처리장치에 연결되는 처리수배출라인이 연결되는 수처리장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 처리수는 해수인 수처리장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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