KR102297868B1 - 통합 배기가스 스크러빙 시스템 - Google Patents

통합 배기가스 스크러빙 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법에 관한 것으로, 질소산화물 저감 기능과 황산화물 저감 기능을 통합하여서 배기가스(폐기가스)를 정제함으로써, 초기 투자비용 절감과 배치 단순화를 위해 배출가스 절감장치의 소형화 및 최적화가 가능하고, 장비의 기능 통합 및 관련 보기류 공용사용을 통한 장비 효용성을 증대하고, CAPEX 절감 및 친환경 효과를 기대할 수 있으며, 기관실 공간 효율성 증대 효과를 기대할 수 있다.

Description

통합 배기가스 스크러빙 시스템 {INTEGRATED EXHAUST GAS SCRUBBING SYSTEM}
본 발명은 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 질소산화물 저감 기능과 황산화물 저감 기능을 통합하여서 배기가스(폐기가스)를 정제함으로써, 초기 투자비용 절감과 배치 단순화를 위해 배출가스 절감장치의 소형화 및 최적화가 가능하고, 장비의 기능 통합 및 관련 보기류 공용사용을 통한 장비 효용성을 증대하고, 비용 절감 및 친환경 효과를 기대할 수 있는 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법에 관한 것이다.
선박에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)은 UN(United Nation, 국제연합)의 산하 기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질이다.
질소 산화물의 경우는 티어(Tier) 3이 발효되는 시점인 2016년에 2g/kWh 이하로 규제하고 있으며, 황산화물을 2010년 7월부터 SECA(Sulfur Emission Control Area)에서 1% 이하로 배출규제 하기로 하였다.
선박의 배기물 중 SOx 및 NOx 가스를 감소시키기 위한 저감 시스템이 개발되고 있는바, SOx 감소를 위해서 배기가스 정화(Exhaust Gas Cleaning)(EGC)를 적용하고, SOx와 NOx 감소를 위해서 배기가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation)(EGR)을 적용하는 기술이 공지되어 있다.
국제 해사기구에서(IMO)의 티어(Tier) 규제는 미국환경보호국(EPA) 및 캘리포니아주 대기보전국(CARB)의 배출가스 규제 제도의 단계 또는 수준(tier)을 의미하는 것으로서, 숫자가 높을수록 규제 강도가 높고, 선박 대기오염규제 기준 중 질소산화물(NOx) 규제기준은 하기의 표 1과 같이 티어 1(Tier 1), 티어 2(Tier 2), 티어 3(Tier 3)으로 구분될 수 있다.
Figure 112017025303881-pat00001
이러한 티어 규제의 만족을 위해 엔진업체와 조선소는 많은 관심과 노력을 기울이고 있으며, 이를 만족하기 위해서는 엔진 폐기가스의 후처리가 불가피한 실정이다.
종래 배기가스 저감 시스템은 최근 환경 관련 규제(Rule)의 강화로 특정 배출 가스 제한구역(Emission Control Area)으로 운항할 경우, NOx 절감 장치인 EGR(Exhaust Gas Recirculation), SCR(Selective Catalytic Reactor), SOx 절감 장치인 SOx Scrubber를 별도로 구비해야 하며, 각각은 별도 목적에 맞게 각각의 장치에 적용되어야 하므로 초기 투자비용이 매우 크고, 장비 부피가 커서 상당한 설치 공간이 필요하며 배치가 매우 복잡하다.
또한, 규제(Rule)가 요구하는 배출 수위(Emission Level)를 맞추기 위해 초기 투자비용이 대폭 상승하는 문제가 있다.
국내 공개특허 제10-2015-0042861호 국내 공개특허 제10-2016-0021678호
본 발명은 질소산화물 저감 기능과 황산화물 저감 기능을 통합하여서 배기가스(폐기가스)를 정제함으로써, 초기 투자비용 절감과 배치 단순화를 위해 배출가스 절감장치의 소형화 및 최적화가 가능하고, 장비의 기능 통합 및 관련 보기류 공용사용을 통한 장비 효용성을 증대하고, CAPEX 절감 및 친환경 효과를 기대할 수 있으며, 기관실 공간 효율성 증대 효과를 기대할 수 있는 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법을 제공한다.
우선, 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템은 엔진에서 배출되는 배기가스(폐기가스)를 대기중으로 배출하며, 배기가스를 개폐하기 위한 제2 배기가스 개폐밸브를 구비하는 배기가스 배출라인; 상기 배기가스 배출라인에서 배출되는 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치; 상기 배기가스 배출라인으로부터 분기된 분기라인에 설치되어 배기가스를 상기 배기가스 복합 스크러버 장치 안으로 선택적으로 공급하기 위한 제1 배기가스 개폐밸브; 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거친 정제된 배기가스를 배출하기 위하여 상기 배기가스 배출라인의 출구 측에 연결된 제1 연결라인에 설치되는 제2 스크러빙 가스 개폐밸브; 상기 제1 연결라인에서 분기되어 터보차저의 에어 컴프레셔와 에어 쿨러에 연결된 제2 연결라인에 설치되는 제1 스크러빙 가스 개폐밸브; 상기 제2 연결라인에 설치되며, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 상기 에어 컴프레셔 또는 상기 에어 쿨러로 공급하는 배기가스 순환 블로워; 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위하여 상기 배기가스 복합 스크러버 장치에 스크러빙 워터를 공급 순환시키는 스크러빙 워터 공급순환장치; 및 상기 스크러빙 워터 내에 포함된 이물질을 제거하기 위하여 상기 스크러빙 워터 공급순환장치와 연결되는 스크러빙 워터 정제장치; 를 포함한다.
상기 스크러빙 워터 공급순환장치는 스크러빙 워터의 공급 순환을 위한 스크러빙 워터 순환라인; 상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크; 상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 펌핑하는 스크러빙 워터 펌프; 상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 냉각시키는 쿨러; 및 상기 스크러빙 워터 순환라인을 순환하는 스크러빙 워터 안에 중화제를 공급하기 위한 중화제 공급부; 를 포함한다.
상기 배기가스 복합 스크러버 장치에는 해수 공급라인이 연결되고, 상기 해수 공급라인에는 해수 펌프가 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전 방법은 (1) 질소산화물 및 황산화물 배출통제 미적용 지역(Non-ECA: Non-Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 폐쇄하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브는 개방하며, 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브와 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브는 폐쇄하여서 티어 2 일반 운전 모드로 운전하며, (2) 질소산화물 배출 통제지역(NECA: NOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 부분 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브와 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브는 개방하며, 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브는 폐쇄하여서 질소산화물 배출 제어모드(티어 3 운전 모드)로 운전하며, (3) 황산화물 배출 통제지역(SECA: SOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 완전 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브와 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브는 폐쇄하며, 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브는 개방하여서 황산화물 배출 제어 모드(티어 2 운전 모드)로 운전하며, (4) 질소산화물 및 황산화물 배출 통제지역(NSECA: NOx and SOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 완전 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브는 폐쇄하며, 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브와 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브는 개방하여서 질소산화물 배출 제어 모드 및 황산화물 배출 제어 모드(티어 3 운전 모드)로 운전한다.
한편, 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 방법은 엔진의 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과 상기 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치를 구비하되, 질소산화물 배출 통제지역에서는 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스를 강제 순환시키는 질소산화물 배출 제어 모드로 배기가스 내에서 상기 질소산화물을 저감시키고, 황산화물 배출 통제지역에서는 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스에서 스크러빙 워터를 이용하는 황산화물 배출 제어 모드로 황산화물을 저감시키며, 상기 질소산화물 배출 통제지역 및 상기 황산화물 배출 통제지역에서는 질소산화물 배출 제어 모드 및 황산화물 배출 제어모드로 질소산화물과 황산화물을 함께 저감시킨다.
질소산화물 배출 제어 모드 시, 배기가스 순환 블로워가 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 상기 에어 컴프레셔 또는 상기 에어 쿨러로 공급 순환시킬 수 있다.
상기 황산화물 배출 제어 모드 시, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치에 스크러빙 워터를 공급 순환시켜서 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스에서 황산화물을 저감시킬 수 있다.
스크러빙 워터 순환라인을 따라 순환하는 스크러빙 워터 내에 중화제를 공급할 수 있다.
스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크에서 스크러빙 워터에 포함된 이물질을 제거하여 슬러지 탱크 안에 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 초기 투자비용 절감과 배치 단순화를 위해 배출가스 절감장치의 소형화 및 최적화가 가능하고, 장비의 기능 통합 및 관련 보기류 공용사용을 통한 장비 효용성을 증대하고, CAPEX 절감 및 친환경 효과를 기대할 수 있으며, 기관실 공간 효율성 증대 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 및 황산화물 배출통제 미적용 지역에서의 일반운전 모드를 설명하는 도면
도 2는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 배출 제어(NOx emission control) 모드를 설명하는 도면
도 3은 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 황산화물 배출 제어(SOx emission control) 모드를 설명하는 도면
도 4는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 배출 제어(NOx emission control) 모드와 황산화물 배출 제어(SOx emission control) 모드를 설명하는 도면
도 5는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 해수를 이용한 스크러빙을 추가로 설명하는 도면
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 및 황산화물 배출통제 미적용 지역에서의 일반운전 모드를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 배출 제어(NOx emission control) 모드를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 황산화물 배출 제어(SOx emission control) 모드를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 질소산화물 배출 제어(NOx emission control) 모드와 황산화물 배출 제어(SOx emission control) 모드를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템을 도시한 구성도로서, 해수를 이용한 스크러빙을 추가로 설명하는 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템은 배기가스 배출라인(L1)에서 배출되는 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과, 엔진에서 배출되는 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치(110); 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 에어 컴프레셔(11) 또는 에어 쿨러로 공급하는 배기가스 순환 블로워(120); 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위하여 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에 스크러빙 워터를 공급 순환시키는 스크러빙 워터 공급순환장치(130); 및 스크러빙 워터 내에 포함된 이물질을 제거하기 위하여 스크러빙 워터 공급순환장치(130)와 연결되는 스크러빙 워터 정제장치(140)를 포함한다.
이하, 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 시스템 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
엔진에서 배출되는 배기가스(폐기가스)를 대기중으로 배출하는 배기가스 배출라인(L1)에는 배기가스를 개폐하기 위한 제2 배기가스 개폐밸브(EGV2)를 구비한다.
배기가스 복합 스크러버 장치(110)는 배기가스 배출라인(L1)에서 배출되는 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과, 엔진에서 배출되는 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는다.
즉, 배기가스 복합 스크러버 장치(110)는 엔진 EGR 기능(질소산화물 저감 기능)과 SOx scrubber 기능(황산화물 저감 기능)을 통합한 것으로, 배기가스(폐기가스)를 스크러빙(Scrubbing) 하여 정제시키는 역할을 한다.
질소산화물 배출 제어(NOx emission control) 모드 시에는, NOx control에 필요한 불활성 가스 공급을 위해 폐기가스의 일부를 스크러빙 하여 후술하는 배기가스 순환 블로워(120)를 통해 터보차저(10)의 에어 컴프레셔(11)의 side 또는 엔진의 에어 쿨러(air cooler)로 보내도록 한다.
황산화물 배출 제어(SOx emission control) 모드 시에는, 폐기가스 전체를 스크러빙하여 대기로 배출한다.
질소산화물 및 황산화물 배출 제어 모드 시에는, 폐기가스 전체를 스크러빙 하여 SOx emission limit에 맞추고 그 중 NOx control에 필요한 불활성 가스 일부를 배기가스 순환 블로워(120)를 통해 엔진에 공급하며, 나머지는 대기로 배출하도록 구성한다.
배기가스 배출라인(L1)으로부터 분기라인(L2)이 분기되고, 그 분기된 분기라인(L2)에는 배기가스를 배기가스 복합 스크러버 장치(110) 안으로 선택적으로 공급하기 위한 제1 배기가스 개폐밸브(EGV1)가 구비된다.
배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 거친 정제된 배기가스를 배출하기 위하여 배기가스 배출라인(L1)의 출구 측에는 제1 연결라인(L3)이 설치되고, 그 제1 연결라인(L3)에는 제2 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV2)가 구비된다.
제1 연결라인(L3)에서는 제2 연결라인(L4)이 분기되며, 그 제2 연결라인(L4)은 터보차저(10)의 에어 컴프레셔(11)와 연결된다. 제2 연결라인(L4)에는 제1 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV1)가 구비된다.
배기가스 순환 블로워(120)는 제2 연결라인(L4)에 설치되며, 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 에어 컴프레셔(11) 또는 에어 쿨러로 공급하도록 한다.
스크러빙 워터 공급순환장치(130)는 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위하여 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에 스크러빙 워터, 예를 들어 청수를 공급 순환시키는 역할을 한다.
스크러빙 워터 정제장치(140)는 스크러빙 워터 내에 포함된 이물질을 제거하기 위하여 스크러빙 워터 공급순환장치(130)와 연결된다. 스크러빙 워터 정제장치(140)는 이물질을 제거한 세정수를 펌핑하는 세정수 펌프(141)를 구비한다.
스크러빙 워터 정제장치(140)는 스크러빙 워터에서 제거한 이물질을 저장하기 위하여 슬러지 탱크(142)를 구비한다.
스크러빙 워터 정제장치(140)는 엔진 EGR과 SOx scrubber의 워터 처리 기능을 통합한 것으로, 스크러빙 워터 내의 이물질을 제거하여 일정수준의 스크러빙 워터의 질(operating water quality)을 유지하기 위한 정제장치이다.
스크러빙 워터 공급순환장치(130)는 스크러빙 워터의 공급 순환을 위한 스크러빙 워터 순환라인(131); 스크러빙 워터 순환라인(131)에 설치되어 스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크(132); 스크러빙 워터 순환라인(131)에 설치되어 스크러빙 워터를 펌핑하는 스크러빙 워터 펌프(133); 스크러빙 워터 순환라인(131)에 설치되어 스크러빙 워터를 냉각시키는 쿨러(134); 및 스크러빙 워터 순환라인(131)을 순환하는 스크러빙 워터 안에 중화제를 공급하기 위한 중화제 공급부(135)를 포함한다. 스크러빙 워터 순환라인(131)은 폐쇄형 구조이며, 필요시 외부에서 선택적으로 스크러빙 워터가 보충될 수도 있다.
중화제 공급부(135)는 스크러빙 워터를 중화시키기 위하여 중화제, 예를 들어 NaOH를 첨가하는 장치로서, Sulphur가 포함된 EG scrubbing 시 Ph 값이 변화되므로 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에서 요구하는 일정수준의 Ph 값을 유지하기 위한 중화제를 첨가한다.
또한, 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에는 해수 공급라인(150)이 연결되고, 해수 공급라인에는 해수 펌프(151)가 설치될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전 방법은 (1) 질소산화물 및 황산화물 배출통제 미적용 지역(Non-ECA: Non-Emission control area)에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 배기가스 개폐밸브(EGV1)는 폐쇄하고, 제2 배기가스 개폐밸브(EGV2)는 개방하며, 제1 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV1)와 제2 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV2)는 폐쇄하여서 질소산화물 및 황산화물 배출 제어 모드가 적용되지 않는 티어 2 일반 운전 모드로 운전한다.
(2) 질소산화물 배출 통제지역(NECA: NOx Emission control area)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 배기가스 개폐밸브(EGV1)는 부분 개방하고, 제2 배기가스 개폐밸브(EGV2)와 제1 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV1)는 개방하며, 제2 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV2)는 폐쇄하여서 질소산화물 배출 제어 모드(티어 3 운전 모드)로 운전한다.
(3) 황산화물 배출 통제지역(SECA: SOx Emission control area)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 배기가스 개폐밸브(EGV1)는 완전 개방하고, 제2 배기가스 개폐밸브(EGV2)와 제1 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV1)는 폐쇄하며, 제2 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV2)는 개방하여서 황산화물 배출 제어 모드(티어 2 운전 모드)로 운전한다.
(4) 질소산화물 및 황산화물 배출 통제지역(NSECA: NOx and SOx Emission control area)에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 배기가스 개폐밸브(EGV1)는 완전 개방하고, 제2 배기가스 개폐밸브(EGV2)는 폐쇄하며, 제1 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV1)와 제2 스크러빙 가스 개폐밸브(SGV2)는 개방하여서 질소산화물 배출 제어 모드 및 황산화물 배출 제어 모드(티어 3 운전 모드)로 운전한다. 여기서의 운전은 고유황유를 사용하는 경우에 한정되며, 저유황유를 사용하는 경우에 질소산화물 배출 제어 모드(티어 3 운전 모드)로 운전 가능하다.
(5) 추가로, 도 5에 도시된 바와 같이, 해수 펌프(151)가 구동하여 선박의 씨체스트를 통해서 해수를 흡입하여 해수 공급라인(150)을 통해서 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에 해수를 공급함으로써, 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 경유하는 배기가스에 포함된 황산화물을 더욱 더 저감시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 통합 배기가스 스크러빙 방법은 엔진의 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 구비하되, 질소산화물 배출 통제지역에서는 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 경유하는 배기가스를 강제 순환시키는 질소산화물 배출 제어 모드로 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키고, 황산화물 배출 통제지역에서는 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 경유하는 배기가스에서 스크러빙 워터를 이용하는 황산화물 배출 제어 모드로 황산화물을 저감시키며, 질소산화물 배출 통제지역 및 황산화물 배출 통제지역에서는 질소산화물 배출 제어 모드와 황산화물 배출 제어모드로 동시에 질소산화물과 황산화물을 저감시킨다.
질소산화물 배출 제어 모드 시, 배기가스 순환 블로워(120)가 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 에어 컴프레셔(11) 또는 에어 쿨러로 공급 순환시킬 수 있다.
황산화물 배출 제어 모드 시, 배기가스 복합 스크러버 장치(110)에 스크러빙 워터를 공급 순환시켜서 배기가스 복합 스크러버 장치(110)를 경유하는 배기가스에서 황산화물을 저감시킬 수 있다.
스크러빙 워터 순환라인(131)을 따라 순환하는 스크러빙 워터 내에 중화제를 공급할 수 있다.
스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크(132)에서 스크러빙 워터에 포함된 이물질을 제거하여 슬러지 탱크(142) 안에 저장할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 초기 투자비용 절감과 배치 단순화를 위해 배출가스 절감장치의 소형화 및 최적화가 가능하고, 장비의 기능 통합 및 관련 보기류 공용사용을 통한 장비 효용성을 증대하고, CAPEX 절감 및 친환경 효과를 기대할 수 있으며, 기관실 공간 효율성 증대 효과가 있다.
10: 터보 차저
11: 에어 컴프레셔
110: 배기가스 복합 스크러버 장치
120: 배기가스 순환 블로워
130: 스크러빙 워터 공급순환장치
131: 스크러빙 워터 순환라인
132: 스크러빙 워터 탱크
133: 스크러빙 워터 펌프
134: 쿨러
135: 중화제 공급부
140: 스크러빙 워터 정제장치
141: 세정수 펌프
142: 슬러지 탱크
150: 해수 공급라인
151: 해수 펌프
EGV1: 제1 배기가스 개폐밸브
EGV2: 제2 배기가스 개폐밸브
SGV1: 제1 스크러빙 가스 개폐밸브
SGV2: 제2 스크러빙 가스 개폐밸브
L1: 배기가스 배출라인
L2: 분기라인
L3: 제1 연결라인
L4: 제2 연결라인

Claims (9)

  1. 엔진에서 배출되는 배기가스를 대기중으로 배출하며, 배기가스를 개폐하기 위한 제2 배기가스 개폐밸브를 구비하는 배기가스 배출라인;
    상기 배기가스 배출라인에서 배출되는 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치;
    상기 배기가스 배출라인으로부터 분기된 분기라인에 설치되어 배기가스를 상기 배기가스 복합 스크러버 장치로 선택적으로 공급하기 위한 제1 배기가스 개폐밸브;
    상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거친 정제된 배기가스를 배출하기 위하여 상기 배기가스 배출라인의 출구 측에 연결된 제1 연결라인에 설치되는 제2 스크러빙 가스 개폐밸브;
    상기 제1 연결라인에서 분기되어 터보차저의 에어 컴프레셔 및 상기 엔진의 에어 쿨러에 연결된 제2 연결라인에 설치되는 제1 스크러빙 가스 개폐밸브;
    상기 제2 연결라인에 설치되며, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거치면서 질소산화물이 저감되도록 배기가스를 선택적으로 상기 에어 컴프레셔 또는 상기 에어 쿨러로 공급하는 배기가스 순환 블로워;
    배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위하여 상기 배기가스 복합 스크러버 장치에 스크러빙 워터를 순환 공급시키는 스크러빙 워터 공급순환장치; 및
    상기 스크러빙 워터 내에 포함된 이물질을 제거하기 위하여 상기 스크러빙 워터 공급순환장치와 연결되는 스크러빙 워터 정제장치;를 포함하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크러빙 워터 공급순환장치는,
    상기 스크러빙 워터를 상기 배기가스 복합 스크러버 장치로 순환 공급하는 스크러빙 워터 순환라인;
    상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크;
    상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 펌핑하는 스크러빙 워터 펌프;
    상기 스크러빙 워터 순환라인에 설치되어 스크러빙 워터를 냉각시키는 쿨러; 및
    상기 스크러빙 워터 순환라인을 순환하는 스크러빙 워터 안에 중화제를 공급하기 위한 중화제 공급부;를 포함하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배기가스 복합 스크러버 장치에는 해수 공급라인이 연결되고, 상기 해수 공급라인에는 해수 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    질소산화물 및 황산화물 배출통제 미적용 지역(Non-ECA: Non-Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 폐쇄하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브는 개방하며, 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브와 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브가 폐쇄되는 일반 운전 모드로 운전되고,
    질소산화물 배출 통제지역(NECA: NOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 부분 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브와 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브는 개방하며, 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브가 폐쇄되는 질소산화물 배출 제어모드로 운전되고,
    황산화물 배출 통제지역(SECA: SOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 완전 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브와 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브는 폐쇄하며, 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브가 개방되는 황산화물 배출 제어 모드로 운전되며,
    질소산화물 및 황산화물 배출 통제지역(NSECA: NOx and SOx Emission control area)에서는, 상기 제1 배기가스 개폐밸브는 완전 개방하고, 상기 제2 배기가스 개폐밸브는 폐쇄하며, 상기 제1 스크러빙 가스 개폐밸브와 상기 제2 스크러빙 가스 개폐밸브는 개방되는 질소산화물 및 황산화물 배출 제어 모드로 운전되는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  5. 엔진의 배기가스 내에서 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 기능과 상기 엔진의 배기가스 내에서 황산화물을 저감시키기 위한 황산화물 스크러빙 기능을 갖는 배기가스 복합 스크러버 장치를 구비하되,
    질소산화물 배출 통제지역에서는 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스를 강제 순환시키는 질소산화물 배출 제어 모드로 운전되어 배기가스 중에 포함된 상기 질소산화물을 저감시키고,
    황산화물 배출 통제지역에서는 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스에 스크러빙 워터를 공급하는 황산화물 배출 제어 모드로 운전되어 배기가스 중에 포함된 황산화물을 저감시키며,
    질소산화물 및 황산화물 배출 통제지역에서는 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스에 스크러빙 워터를 공급하며, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치로부터 배출되는 배기가스의 일부를 강제 순환시키는 질소산화물 및 황산화물 배출 제어 모드로 운전되어 배기가스 중에 포함된 질소산화물과 황산화물을 저감시키는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 질소산화물 배출 제어 모드로 운전시, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 거치면서 질소산화물이 저감된 배기가스를 터보차저의 에어 컴프레셔 또는 상기 엔진의 에어 쿨러로 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 황산화물 배출 제어 모드로 운전시, 상기 배기가스 복합 스크러버 장치에 스크러빙 워터를 순환 공급시켜 상기 배기가스 복합 스크러버 장치를 경유하는 배기가스의 황산화물을 저감하는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 배기가스 복합 스크러버 장치로 순환 공급되는 스크러빙 워터 내에 중화제를 공급하는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 배기가스 복합 스크러버 장치로 순환 공급되는 스크러빙 워터를 저장하는 스크러빙 워터 탱크에서 스크러빙 워터에 포함된 이물질을 제거하여 슬러지 탱크에 저장하는 것을 특징으로 하는,
    통합 배기가스 스크러빙 시스템.
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