KR102299077B1

KR102299077B1 - 배기가스 처리장치

Info

Publication number: KR102299077B1
Application number: KR1020200036753A
Authority: KR
Inventors: 홍일구; 김도윤
Original assignee: 한국조선해양 주식회사
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-09-08
Also published as: KR20210039270A; KR20210039272A; KR102385808B1; KR20210039273A; KR102339075B1; KR20210039271A; KR102611937B1; KR20210039269A; KR20210039268A; KR102339076B1; KR102385809B1; KR20220013437A

Abstract

배기가스 처리장치를 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 처리장치는 배기가스에 포함된 배출규제가스를 처리액에 접촉시켜 배출규제가스를 흡수제거하는 기액반응기; 상기 기액반응기에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급탱크; 및 상기 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액을 배출규제가스를 흡수하지 않은 처리액으로 재생하고, 재생된 처리액을 상기 처리액 공급탱크에 공급하는 기액분리 처리액 재생유닛; 을 포함하고, 상기 기액분리 처리액 재생유닛은 기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막을 포함하여 기액분리막은 폐처리액이 유동하는 액체유동로와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로를 구획하고, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스는 상기 액체유동로를 유동하면서 기액분리막을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로로 이동하여 배출규제가스와 처리액으로 분리할 수 있다.

Description

배기가스 처리장치{EXHAUST GAS TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 관한 것이다.

선박으로부터 배출되는 배기가스에 대한 규제가 점점 강화되고 있는 추세이어서, 선박으로부터 배출되는 배기가스로부터 황산화물 뿐만 아니라 이산화탄소도 제거해야 할 필요성이 대두되었다.

배기가스를 처리하기 위해서 선박에는 배기가스 처리장치가 설치되며, 배기가스 처리장치에서는 배기가스에 처리액을 분사하여 배기가스를 처리할 수 있다. 배기가스 처리장치에서는 처리액으로 해수를 사용할 수 있다. 해수를 처리액으로 사용하면, 배기가스로부터 황산화물은 제거할 수는 있다. 그러나, 이산화탄소는 소량만 제거가 가능해, UN산하 국제해사기구(International Maritime Organization)의 에너지효율설계지수(Energy Efficiency Design Index)를 만족시킬 수 있는 이산화탄소 저감성능을 구현하기 어려웠다. 또한, 배기가스를 처리하는 데에 비교적 많은 양의 해수를 필요로 하여, 많은 양의 해수를 공급하고 분사하기 위한 설비를 필요로 한다.

이외, 배기가스 처리장치에서 처리액으로 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리수용액을 사용할 수 있는데, 적은 양으로도 배기가스를 처리할 수는 있으나, 비용이 많이 소요된다. 비용감소를 위해서, 배기가스 처리장치에서는 배기가스를 처리한 폐처리액을 재생하여 재사용할 수 있으나, 종래의 배기가스 처리장치에서는 폐처리액의 재생율이 낮았다. 이에 따라, 재생된 처리액에 처리제를 계속 공급하여 주어야만 하기 때문에, 비용이 많이 감소되지 않았다. 또한, 폐처리액을 재생하는 데에 사용되는 설비는 일부 육상에서 적용 가능한 대형설비로서 배기가스 처리장치의 선박 적용이 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 목적의 일 측면은 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하기 위한 비용이 감소되도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 다른 측면은 배기가스를 처리한 폐처리액의 재생율이 높아지도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 배기가스 처리장치의 크기가 감소되도록 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 배기가스에 포함된 배출규제가스를 처리액에 접촉시켜 배출규제가스를 흡수제거하는 기액반응기; 상기 기액반응기에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급탱크; 및 상기 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액을 배출규제가스를 흡수하지 않은 처리액으로 재생하고, 재생된 처리액을 상기 처리액 공급탱크에 공급하는 기액분리 처리액 재생유닛; 을 포함하고, 상기 기액분리 처리액 재생유닛은 기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막을 포함하여 기액분리막은 폐처리액이 유동하는 액체유동로와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로를 구획하고, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스는 상기 액체유동로를 유동하면서 기액분리막을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로로 이동하여 배출규제가스와 처리액으로 분리할 수 있다.

이 경우, 상기 기액반응기에 연결된 폐처리액 배수관이 상기 액체유동로의 일측에 연결되며, 상기 액체유동로의 타측은 처리액 회수관에 의해서 상기 처리액 공급탱크에 연결될 수 있다.

또한, 상기 폐처리액 배수관에는 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과하는 여과처리 유닛이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 기체유동로의 일측에 진공펌프가 구비된 가스회수관이 연결되어 상기 기체유동로에 낮은 배출규제가스 분압이 형성되도록 할 수 있다.

또한, 상기 기체유동로의 타측에 유량조절밸브가 구비된 공기유입관이 연결되어, 기체유동로에 형성되는 배출규제가스 분압을 조절할 수 있다.

그리고, 상기 기액분리막은 상기 기체유동로나 상기 액체유동로가 형성된 중공사막일 수 있다.

또한, 상기 기액반응기는 배기가스 배출장치에 연결되는 하우징과, 상기 하우징을 유동하는 배기가스에 처리액을 분사하는 처리액 분사유닛을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 처리액 분사유닛은 상기 처리액 공급탱크에 연결되며 상기 하우징의 일면을 관통하여 상기 하우징 내부에 구비되는 처리액 유동관과, 상기 하우징 내부에 구비된 상기 처리액 유동관의 부분에 구비되는 처리액 분사노즐을 포함할 수 있다.

또한, 상기 처리액 공급탱크에 저장된 처리액을 냉각하도록 상기 처리액 공급탱크에는 열교환기가 연결될 수 있다.

그리고, 상기 배출규제가스는 황산화물이나 이산화탄소이며, 상기 처리액은 해수나 알칼리수용액일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스를 처리한 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하는 기액분리 처리액 재생유닛에 의해서 폐처리액을 재생할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스를 처리한 폐처리액의 재생율이 높아질 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하기 위한 비용이 감소될 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스 처리장치의 크기가 감소될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 기액분리 처리액 재생유닛의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 가스처리유닛의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 가스처리유닛의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제2실시예를 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제3실시예를 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제4실시예를 나타내는 도면이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 배기가스 처리장치에 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 처리장치의 제1실시예

이하, 도1 내지 도4를 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예를 나타내는 도면이며, 도2는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 기액분리 처리액 재생유닛의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

또한, 도3은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 가스처리유닛의 일실시예를 나타내는 도면이고, 도4는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예의 가스처리유닛의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예는 기액반응기(200), 처리액 공급탱크(300) 및, 기액분리 처리액 재생유닛(400)을 포함할 수 있다.

기액반응기(200)에는 엔진이나 보일러 등의 배기가스 배출장치(도시되지 않음)로부터 배출된 배기가스가 내부에 유입되어 유동할 수 있다. 그리고, 기액반응기(200)에서는 배기가스와 처리액이 접촉되어 배기가스에 포함된 배출규제가스가 처리액에 흡수되어 제거되도록 할 수 있다. 배출규제가스는, 예컨대 황산화물이나 이산화탄소일 수 있다. 그러나, 배출규제가스는 질소산화물 등 대기로의 배출이 규제되는 것이라면, 어떠한 배출규제가스라도 가능하다. 기액반응기(200)는 하우징(210)과, 처리액 분사유닛(220)을 포함할 수 있다.

하우징(210)은 배기가스 배출장치에 연결될 수 있다. 하우징(210)에는 유입구(211)와 배출구(212) 및 배수구(213)가 구비될 수 있다. 도1에 도시된 바와 같이 유입구(211)는 하우징(210)의 하부 측면에 구비되고, 배출구(212)는 하우징(210)의 상면에 구비되며, 배수구(213)는 하우징(210)의 하면에 구비될 수 있다. 그러나, 유입구(211)나 배출구(212) 또는 배수구(213)가 구비되는 하우징(210)의 부분은 특별히 한정되지는 않는다.

유입구(211)는 배기가스 배출장치에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치로부터 배출된 배기가스는 도1에 도시된 바와 같이 유입구(211)를 통해 하우징(210) 내부에 유입되어 하우징(210) 내부를 유동할 수 있다.

하우징(210) 내부에는 도1에 도시된 바와 같이 처리액 분사유닛(220)에 의해서 처리액이 분사될 수 있다. 이에 따라, 하우징(210) 내부에 유입되어 유동하는 배기가스는 처리액에 접촉될 수 있다. 이와 같이, 배기가스가 처리액에 접촉되면, 배기가스에 포함된 배출규제가스, 예컨대 황산화물이나 이산화탄소가 처리액에 흡수되어 배기가스로부터 제거될 수 있다. 배출규제가스가 제거된 배기가스는 배출구(212)를 통해 배출될 수 있다. 그리고, 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액은 배수구(213)를 통해 배수될 수 있다.

하우징(210) 내부에는 패킹(230)이 구비될 수 있다. 패킹(230)에 의해서 배기가스와 처리액의 접촉면적과 접촉시간이 증가될 수 있다. 이에 의해서 처리액에 의한 배기가스의 처리효율이 향상될 수 있다. 패킹(230)은 다수개의 구멍이 형성된 부재가 복수개 포함되어 이루어질 수 있다. 하우징(210) 내부에는 패킹(230)이외에, 패킹(230)과 같이 배기가스와 처리액의 접촉면적과 접촉시간이 증가될 수 있는 구성이 구비될 수도 있다.

하우징(210)은 단면이 사각형상일 수 있다. 하우징(210)은, 예컨대 선박(도시되지 않음)의 연돌(도시되지 않음) 내부에 설치될 수 있다. 선박의 연돌은 단면이 사각형상일 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 하우징(210)의 단면이 사각형상이면, 단면이 사각형상인 선박의 연돌에 하우징(210)을 설치할 때, 사용하지 못하는 공간인 사영역이 최소화되도록 할 수 있다. 선박의 연돌에 하우징(210)을 설치시 연돌은, 예컨대 선박의 선수 또는 선미 방향으로 확장될 수 있다. 하우징(210)의 단면 형상이 사각형상이면, 전술한 바와 같이 단면이 사각형상인 선박의 연돌에 설치시 사영역이 최소화될 수 있기 때문에, 하우징(210)의 설치를 위한 연돌의 확장면적이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 선박의 연돌의 하우징(210)의 설치가 용이하게 이루어질 수 있으며, 하우징(210)의 연돌에의 설치를 위한 시간과 물자 등을 절약할 수 있고, 선박의 공간활용도가 향상될 수 있다.

처리액 분사유닛(220)은 하우징(210)을 유동하는 배기가스에 처리액을 분사할 수 있다. 처리액 분사유닛(220)은 처리액 유동관(221)과, 처리액 분사노즐(222)을 포함할 수 있다.

처리액 유동관(221)은 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 처리액 유동관(221)은 도1에 도시된 바와 같이 처리액 공급관(LP)에 의해서 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 처리액 공급관(LP)에는 처리액 공급펌프(PP)가 구비될 수 있다. 그리고, 처리액 공급펌프(PP)가 구동되면, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액이 처리액 유동관(221)을 유동할 수 있다.

처리액 유동관(221)은 하우징(210)의 일면을 관통하여 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다. 그리고, 처리액 분사노즐(222)은 하우징(210) 내부에 구비된 처리액 유동관(221)의 부분에 구비될 수 있다. 이에 따라, 처리액 유동관(221)을 유동한 처리액이 처리액 분사노즐(222)을 통해 도1에 도시된 바와 같이 하우징(210) 내부를 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다.

처리액 공급탱크(300)는 기액반응기(200)에 처리액을 공급할 수 있다. 처리액 공급탱크(300)에는 처리액이 저장될 수 있다. 처리액 공급탱크(300)에 저장되는 처리액은, 예컨대 해수나, 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리수용액일 수 있다. 그러나, 처리액 공급탱크(300)에 저장되는 처리액은 특별히 한정되지 않고, 배기가스에 분사되어 배기가스와 접촉함으로써 배기가스에 포함된 배출규제가스를 흡수하며, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 배출규제가스가 분리되어 재생될 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

처리액 공급탱크(300)에는 도1에 도시된 바와 같이 처리액 공급관(LP)의 일측이 연결될 수 있다. 처리액 공급관(LP)의 타측은 처리액 분사유닛(220)의 처리액 유동관(221)에 연결될 수 있다. 그리고, 처리액 공급관(LP)의 처리액 공급펌프(PP)를 구동하면, 처리액 공급탱크(300)의 처리액이 처리액 공급관(LP)을 통해 처리액 분사유닛(220)에 공급될 수 있다.

처리액 공급탱크(300)에는 처리액 회수관(LR)의 일측이 연결될 수 있다. 처리액 회수관(LR)의 타측은 기액분리 처리액 재생유닛(400)에 연결될 수 있다. 그리고, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 재생된 처리액이 도1에 도시된 바와 같이 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)에 공급되어 저장될 수 있다.

한편, 도1에 도시된 바와 같이 처리제 공급탱크(600)가 처리제 공급관(LT)에 의해서 처리액 회수관(LR)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 처리액 회수관(LR)을 유동하는, 재생된 처리액에 처리제 공급탱크(600)에 저장된 처리제, 예컨대 수산화나트륨 등의 알칼리제를 처리제 공급관(LT)을 통하여 공급할 수 있다. 이외, 처리제 공급관(LT)은 도5에 도시된 바와 같이 처리액 회수관(LR)이 아닌 처리액 공급탱크(300)에 연결되어, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액에 처리제 공급탱크(600)에 저장된 처리제를 공급할 수도 있다.

처리액 공급탱크(300)에는 도1에 도시된 바와 같이 열교환기(HE)가 연결될 수 있다. 열교환기(HE)는 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액과 열교환하여, 처리액을 배기가스에 포함된 배출규제가스를 비교적 잘 흡수할 수 있는 온도로 냉각시킬 수 있다. 처리액은, 기액반응기(200)에서 배기가스에 포함된 배출규제가스를 흡수하여 폐처리액으로 되면서, 뜨거운 배기가스에 의해서 온도가 상승할 수 있다. 이와 같이, 기액반응기(200)에 분사되기 전의 처리액보다 온도가 상승한 폐처리액이, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 재생되면, 재생된 처리액도 기액반응기(200)에 분사되기 전의 처리액보다 온도가 상승할 수 있다. 이와 같이 온도가 상승된 처리액이 처리액 공급탱크(300)에 공급되면, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액의 온도가 상승되어, 처리액의 배출규제가스 흡수율이 저하될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액의 온도를 열교환기(HE)에 의해서 배기가스에 포함된 배출규제가스를 비교적 잘 흡수할 수 있는 온도로 냉각시키면, 처리액의 배출규제가스 흡수율이 저하되지 않을 수 있다.

기액분리 처리액 재생유닛(400)은 기액반응기(200)로부터 배수된, 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하여 처리액으로 재생하고, 재생된 처리액을 처리액 공급탱크(300)에 공급할 수 있다. 이와 같이, 처리액을 재생하여 재사용할 수 있기 때문에, 배기가스를 처리하는 데에 소요되는 비용이 감소될 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이 폐처리액 배수관(LD)의 일측이 기액반응기(200)의 배수구(213)에 연결되고, 폐처리액 배수관(LD)의 타측은 기액분리 처리액 재생유닛(400)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액반응기(200)의 배수구(213)를 통해 배수된 폐처리액은 폐처리액 배수관(LD)을 통해 기액분리 처리액 재생유닛(400)으로 유동할 수 있다. 이 경우, 폐처리액 배수관(LD)에는 도4에 도시된 바와 같이 부스터펌프(PB)가 구비될 수도 있다.

폐처리액 배수관(LD)에는 도1에 도시된 바와 같이 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과하여 처리하는 여과처리 유닛(WTS)이 구비될 수 있다. 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질은 예를 들어, 입자상 물질, Oil 등을 들 수 있다. 여과처리 유닛(WTS)은 폐처리액 배수관(LD)을 통해 기액분리 처리액 재생유닛(400)으로 유동하는 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과할 수 있다. 이에 따라, 폐처리액에 포함된 예를 들어 입자상물질, Oil 등이 여과처리 유닛(WTS)에 의해서 여과되어, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 재생되는 처리액에 포함되는 오염물질이 최소화됨으로써, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에 포함하는 기액분리막(420)의 성능을 보호할 수 있다. 여과처리 유닛(WTS)은, 예컨대 필터(도시되지 않음)나 원심력 등을 이용하여 폐처리액으로부터 입자상물질, Oil 등을 여과할 수 있다. 그러나, 여과처리 유닛(WTS)이 폐처리액으로부터 입자상물질, Oil 등을 여과하는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

도1에 도시된 바와 같이 처리액 회수관(LR)의 일측이 기액분리 처리액 재생유닛(400)에 연결되고, 처리액 회수관(LR)의 타측은 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 재생된 처리액은 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)로 공급되어 처리액으로 재사용될 수 있다.

기액분리 처리액 재생유닛(400)은 기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막(420)을 포함하여 기액분리막(420)은 폐처리액이 유동하는 액체유동로(411)와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로(412)를 구획할 수 있다. 본 발명의 기액분리막(420)에서 배출규제가스는 통과하지만 폐처리액은 기액분리막(420)을 통과하지 못한다.

또한, 기체유동로(412)에는 낮은 배출규제가스 분압이 형성되어, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스가 액체유동로(411)를 유동하면서 기액분리막(420)을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로(412)로 이동하여 배출규제가스와 처리액으로 분리할 수 있다. 낮은 배출규제가스 분압이란 배출규제가스의 농도가 낮은 상태를 의미한다. 배출규제가스 중 이산화탄소를 예를 들어 설명하면, 기체유동로(412)에는 이산화탄소 농도가 낮아, 낮은 이산화탄화탄소 분압이 형성된다. 분압이 낮을수록 기체의 액체에 대한 용해도는 낮아지므로, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스가 액체유동로(411)를 유동하면서 기액분리막(420)을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로(412)로 이동하게 된다. 낮은 배출규제가스 분압을 형성하기 위해서 음압을 가하거나, sweeping air로 배출규제가스를 희석시킬 수 있다. 이와 같이, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스가 액체유동로(411)를 유동하면서 기액분리막(420)을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로(412)로 이동하여, 폐처리액으로부터 배출규제가스를 용이하게 분리할 수 있다.

기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막(420)을 사용하고 기액분리막(420)이 구획한 기체유동로(412)에 낮은 배출규제가스 분압을 형성함으로써, 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하여 폐처리액을 배출규제가스를 흡수하지 않은 처리액으로 재생시킬 수 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우, 재생된 처리액에 공급하여야할 처리제의 양이 감소될 수 있기 때문에, 폐처리액을 재생하는 데에 소요되는 비용이 감소될 수 있다. 따라서, 배기가스를 처리하는 데에 소요되는 비용이 감소될 수 있다. 그리고, 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 크기를 비교적 작게 할 수 있기 때문에, 배기가스 처리장치(100)의 크기가 작아질 수 있어서, 예컨대 선박 등설치공간에 제약이 있는 곳에, 배기가스 처리장치(100)를 용이하게 설치할 수 있다.

기액분리 처리액 재생유닛(400)은 도1에 도시된 바와 같이 분리유닛본체(410)을 포함하여 구성될 수 있다. 분리유닛본체(410) 내부는 기액분리막(420)에 의해서 액체유동로(411)와 기체유동로(412)로 구획될 수 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 기액반응기(200)의 배수구(213)에 연결된 폐처리액 배수관(LD)이 액체유동로(411)의 일측에 연결되며, 액체유동로(411)의 타측은 처리액 회수관(LR)에 의해서 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액반응기(200)의 배수구(213)를 통해 배수된 폐처리액이 액체유동로(411)에 유입되어 액체유동로(411)를 유동할 수 있다. 그리고, 액체유동로(411)을 유동하면서 배출규제가스가 분리되어 재생된 처리액이 처리액 회수관(LR)에 유입되어 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)로 유동할 수 있다.

기체유동로(412)의 일측에 도1에 도시된 바와 같이 진공펌프(PV)가 구비된 가스회수관(LG)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 진공펌프(PV)가 구동되면, 기체유동로(412)에 낮은 배출규제가스 분압이 형성될 수 있다. 또한, 기체유동로(412)의 타측에 유량조절밸브(VC)가 구비된 공기유입관(LA)이 연결될 수 있다. 이에 의해서, 진공펌프(PV)가 구동된 상태에서, 유량조절밸브(VC)를 조작하여, 공기유입관(LA)에 유입되는 공기의 유량을 조절함으로써, 기체유동로(412)에 형성되는 낮은 배출규제가스 분압을 조절할 수 있다.

기액분리막(420)은 도1에 도시된 바와 같이 기체유동로(412)가 형성된 중공사막일 수 있다. 이에 의해서, 기액분리막(420) 이외의 분리유닛본체(410)의 내부공간이 액체유동로(411)가 될 수 있다. 이외, 기액분리막(420)은 도2에 도시된 바와 같이, 액체유동로(411)가 형성된 중공사막일 수 있다. 이 경우에는, 기액분리막(420) 이외의 분리유닛본체(410)의 내부공간이 기체유동로(412)가 될 수 있다. 그러나, 기액분리막(420)은 특별히 한정되지 않고, 배출규제가스는 통과하나 폐처리액은 통과하지 못하며, 분리유닛본체(410) 내부를 폐처리액이 유동하는 액체유동로(411)와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로(412)로 구획할 수 있는 것이라면 평막 등 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

배기가스 배출장치에서 고황연료를 사용하면, 배기가스 배출장치로부터 배출되는 배기가스에 황산화물이 비교적 많이 포함된다. 이와 같이 황산화물이 많이 포함된 배기가스가 기액반응기(200)의 하우징(210) 내부에 유입되면, 처리액 분사유닛(220)에 의해서 배기가스에 분사된 처리액은 배기가스에 포함된 황산화물을 주로 배기가스로부터 제거한다. 즉, 기액반응기(200)에서는 처리액에 의해서 배기가스의 탈황이 이루어진다. 이와 같이 배기가스로부터 황산화물을 제거한 폐처리액에는 황산화물이 포함되고, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서는 폐처리액으로부터 이산화황 등의 황산화물인 배출규제가스가 분리되게 된다.

배기가스 배출장치에서 저황연료를 사용하면, 배기가스 배출장치로부터 배출되는 배기가스에 황산화물이 비교적 적게 포함된다. 이와 같이 황산화물이 적게 포함된 배기가스가 기액반응기(200)의 하우징(210) 내부에 유입되면, 처리액 분사유닛(220)에 의해서 배기가스에 분사된 처리액은 배기가스에 포함된 이산화탄소를 주로 배기가스로부터 제거한다. 이와 같이 배기가스로부터 이산화탄소를 제거한 폐처리액에는 이산화탄소가 포함되고, 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서는 폐처리액으로부터 이산화탄소가 분리된다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제1실시예는 가스처리유닛(500)을 더 포함할 수 있다. 가스처리유닛(500)에서는 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 처리할 수 있다.

가스처리유닛(500)에서는 배출규제가스를 해수에 친환경 이온상태로 용해시켜서 처리할 수 있다. 예컨대, 가스처리유닛(500)에서는 배출규제가스인 이산화탄소를 탄산, 중탄산염, 탄산염 등의 자연상태의 친환경 이온화물질로 해수에 용해시켜 처리할 수 있으며, 황산화물의 경우에는 황산, 황산염 등의 자연상태의 친환경 이온화물질로 해수에 용해시켜 처리할 수 있다.

이를 위해서, 가스처리유닛(500)은 도3에 도시된 바와 같이 해수가 유동하며 기액분리 처리액 재생유닛(400)에 연결된 가스회수관(LG)이 연결되는 해수유동관(510)을 포함할 수 있다. 이러한 해수유동관(510)은, 예컨대 선박에 구비되는 냉각수관, 밸러스트수관, 씨체스트 등이 될 수 있다. 그러나, 해수유동관(510)은 특별히 한정되지 않고, 해수가 유동하는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

가스회수관(LG)이 연결되는 해수유동관(510)의 부분은 도3에 도시된 바와 같이 복수개로 분기될 수 있다. 그리고, 가스회수관(LG)은 분기되어, 분기된 해수유동관(510)의 부분에 각각 연결될 수 있다.

전술한 바와 같이, 해수유동관(510)이 복수개로 분기되면, 해수의 유속이 감소하여, 배출규제가스가 친환경 이온상태로 해수에 용해될 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있기 때문에, 배출규제가스의 친환경 이온상태로의 해수에의 용해가 더 잘 이루어질 수 있다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이 해수유동관(510)에는 압력조절장치(VCP)가 구비될 수 있다. 이에 의해서, 해수유동관(510)을 유동하는 해수의 압력을 높임으로써, 배출규제가스가 친환경 이온상태로 해수에 용이하게 용해되도록 할 수 있다.

가스처리유닛(500)은 도3에 도시된 바와 같이 가스회수관(LG)에 연결되도록 해수유동관(510)에 구비되는 미세기포발생기(520)를 더 포함할 수 있다. 미세기포발생기(520)에서는 배출규제가스가 미세한 기포로 해수유동관(510)을 유동하는 해수에 혼합되도록 할 수 있다. 예컨대, 미세기포발생기(520)에는 미세구멍(521)이 다수형성되어, 가스회수관(LG)을 유동한 배출규제가스가 미세구멍(521)을 통과하여 미세기포로 해수유동관(510)을 유동하는 해수에 혼합되도록 할 수 있다. 이와 같이, 배출규제가스가 미세기포로 해수유동관(510)을 유동하는 해수에 혼합되면, 배출규제가스의 친환경 이온상태로의 해수에의 용해가 더 잘 이루어질 수 있다.

가스처리유닛(500)은 가스혼합기(530)를 더 포함할 수 있다. 가스혼합기(530)는 도3에 도시된 바와 같이 해수의 유동방향으로 미세기포발생기(520) 다음의 해수유동관(510)의 부분에 구비될 수 있다. 그리고 미세기포발생기(520)에서 발생되어 해수유동관(510)을 유동하는 해수에 공급된, 배출규제가스 기포와 해수가 혼합되도록 할 수 있다. 예컨대, 가스혼합기(530)는 스크류 형상의 혼합부재(531)가 회전하도록 구비되어, 해수유동관(510)의 해수에 공급된, 배출규제가스 기포와 해수가 혼합되도록 할 수 있다. 이에 따라, 배출규제가스의 친환경 이온상태로의 해수에의 용해가 더 잘 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이 분기된 해수유동관(510)은 도3에 도시된 바와 같이 다시 모아진 후 해양(SEA)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배출규제가스가 친환경 이온상태로 용해된 해수는 해양(SEA)으로 배수될 수 있다. 배출규제가스가 친환경 이온상태로 용해된 해수가 해양(SEA)으로 배출되도록 하는 해수유동관(510)의 부분에는 도3에 도시된 바와 같이 수질측정센서(SP)가 구비될 수 있다.

이외, 가스처리유닛(500)에서는 배출규제가스를 청수유동관(도시되지 않음)을 유동하는 청수에 친환경 이온상태로 용해시켜서 처리할 수도 있다.

한편, 가스처리유닛(500)에서는 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 저장하여 처리할 수 있다. 해양(SEA)의 일부지역에서는 선박 등으로부터 어떠한 물질도 배출하지 않는 무방류 조건을 요구하기도 한다. 따라서, 선박이 이러한 지역을 운행하는 등의 경우에, 가스처리유닛(500)에서는 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 저장할 수 있다. 이와 같이, 가스처리유닛(500)에 저장된 배출규제가스는 사용처에 공급될 수 있다.

가스처리유닛(500)은 도4에 도시된 바와 같이 가스회수관(LG)이 연결되어 배출규제가스가 저장되는 가스저장탱크(540)를 포함할 수 있다.

기액분리 처리액 재생유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스는 가스회수관(LG)을 통해 가스저장탱크(540)에 저장될 수 있다. 가스저장탱크(540)에서는 배출규제가스를 냉각하고 압축함으로써 액화시켜서, 액체상태로 배출규제가스를 저장할 수 있다. 이와 같이, 가스저장탱크(540)에 액체상태로 저장된 배출규제가스는 사용처에 공급될 수 있다.

배기가스 처리장치의 제2실시예

이하, 도5를 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제2실시예에 대하여 설명한다.

도5는 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제2실시예를 나타내는 도면이다.

여기에서, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제2실시예는 상기 도1 내지 도4를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제1실시예와, 기액반응기(200)에서 배기가스에 포함된 황산화물이 제1처리액에 흡수되어 제거되고 황산화물이 제거된 배기가스에 포함된 이산화탄소가 제2처리액에 흡수되어 제거되도록 한다는 점에서 차이가 있다. 그리고, 이를 위해서 기액반응기(200)에 배기가스와 제1처리액이 접촉하여 황산화물이 제거되는 제1제거영역(RR1)과, 배기가스와 제2처리액이 접촉하여 이산화탄소가 제거되는 제2제거영역(RR2) 및, 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2)을 연결하는 연결영역(RC)이 구비된다는 점에서 차이가 있다.

그러므로, 이하에서는 차별되는 부분을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도1 내지 도4를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제2실시예의 기액반응기(200)에서는 배기가스에 포함된 황산화물이 제1처리액에 흡수되어 제거되고 황산화물이 제거된 배기가스에 포함된 이산화탄소가 제2처리액에 흡수되어 제거될 수 있다.

황산화물과 이산화탄소가 같이 포함된 배기가스에, 예컨대 알칼리수용액인 처리액을 분사하면, 배기가스로부터 먼저 황산화물이 제거될 수 있다. 그러므로, 배기가스로부터 이산화탄소를 제거하려면 먼저 배기가스에 포함된 황산화물을 제거해주어야만 한다. 전술한 바와 같이, 배기가스에 포함된 황산화물을 제1처리액이 흡수하여 제거하고 황산화물이 제거된 배기가스에 포함된 이산화탄소를 제2처리액이 흡수하여 제거하면, 배기가스로부터 황산화물과 이산화탄소를 모두 제거할 수 있다. 그리고, 배기가스에 황산화물이 적게 포함된 경우에도, 황산화물을 먼저 제거할 수 있기 때문에, 이산화탄소 제거율을 더 향상시킬 수 있다.

기액반응기(200)에는 배기가스와 제1처리액이 접촉하여 황산화물이 제거되는 제1제거영역(RR1)과, 배기가스와 제2처리액이 접촉하여 이산화탄소가 제거되는 제2제거영역(RR2) 및, 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2)을 연결하는 연결영역(RC)이 구비될 수 있다.

이를 위해서, 기액반응기(200)의 하우징(210)은 도5에 도시된 바와 같이 내부가 복수개의 구획벽(WD)에 의해서 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2) 및 연결영역(RC)으로 구획될 수 있다.

이 경우, 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2)에서는 배기가스가 하부에서 상부로 유동하고 연결영역(RC)에서는 배기가스가 상부에서 하부로 유동하도록, 복수개의 구획벽(WD)이 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다.

예컨대, 도5에 도시된 바와 같이, 하우징(210) 내부에 2개의 구획벽(WD)이 각각 구비되어, 하우징(210) 내부를 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2) 및 연결영역(RC)으로 구획할 수 있다. 즉, 한 구획벽(WD)은 하우징(210) 내부를 제1제거영역(RR1)으로 구획하면서 연결영역(RC)의 일부를 구획하고, 다른 구획벽(WD)은 하우징(210) 내부를 제2제거영역(RR2)로 구획하면서 연결영역(RC)의 나머지를 구획할 수 있다.

또한, 제1제거영역(RR1)과 연결영역(RC)의 일부를 구획하는 구획벽(WD)은 상단부가 도5에 도시된 바와 같이 하우징(210) 상단부와 소정 거리 이격되게 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다. 그리고, 연결영역(RC)의 나머지와 제2제거영역(RR2)을 구획하는 구획벽(WD)은 하단부가 하우징(210) 하단부와 소정 거리 이격되게 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다.

그리고, 배기가스 배출장치에 연결되는 유입구(211)는 제1제거영역(RR1)에 연결되고, 배출구(212)는 제2제거영역(RR2)에 연결될 수 있다. 또한, 하우징(210)에는 제1배수구(213')와 제2배수구(213")가 각각 구비되며, 제1배수구(213')는 제1제거영역(RR1)에 연결되고 제2배수구(213")는 제2제거영역(RR2)에 연결될 수 있다.

이에 의해서, 제1제거영역(RR1)과 제2제거영역(RR2)에서 모두 배기가스가 하부에서 상부로 유동하면서 황산화물이나 이산화탄소가 제거되도록 할 수 있으며, 연결영역(RC)에서는 제1제거영역(RR1)에서 황산화물이 제거된 배기가스가 상부에서 하부로 유동하여 제2제거영역(RR2)에 유입되도록 할 수 있다.

또한, 기액분리 처리액 재생유닛(400)은 폐처리액의 재생을 위한 기액분리 처리액 재생유닛(400)과 연결된 전처리 구성 및 처리액 회수 구성, 이산화탄소를 분리하기 위한 가스회수관과 연결되는 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제2실시예의 기액반응기(200)는 도5에 도시된 바와 같이, 제1처리액 분사유닛(220')과, 제2처리액 분사유닛(220")을 포함할 수 있다.

제1처리액 분사유닛(220')은 하우징(210)의 제1제거영역(RR1)을 유동하는 배기가스에 제1처리액을 분사할 수 있다. 제1처리액 분사유닛(220')은 도5에 도시된 바와 같이 제1처리액 유동관(221')과, 제1처리액 분사노즐(222')을 포함할 수 있다.

제1처리액 유동관(221')은 하우징(210)의 일면을 관통하여 제1제거영역(RR1)에 구비될 수 있다. 그리고, 제1처리액 분사노즐(222')은 제1제거영역(RR1)에 구비된 제1처리액 유동관(221')의 부분에 구비될 수 있다.

제1처리액 분사유닛(220')은 복수개일 수 있다. 이 경우, 복수개의 제1처리액 분사유닛(220')은 상하로 소정 간격을 두고 배치될 수 있다. 또한, 최하단의 제1처리액 분사유닛(220')에서는 제1처리액에 의해서 배기가스의 온도를 황산화물과 이산화탄소 제거가 용이하도록 냉각하면서 배기가스로부터 일부 황산화물을 제거하는 전처리를 할 수 있다. 그리고, 나머지 제1처리액 분사유닛(220')에서는 배기가스로부터 나머지 황산화물을 제거하는 후처리를 할 수 있다. 예컨대, 제1처리액 분사유닛(220')은 도5에 도시된 바와 같이 2개일 수 있다. 그러나, 제1처리액 분사유닛(220')의 개수는 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개수라도 가능하다.

제1처리액은 해수일 수 있다. 이 경우, 도5에 도시된 바와 같이 해양(SEA)에 연결된 제1처리액 공급관(LP')이 제1처리액 분사유닛(220')의 제1처리액 유동관(221')에 연결될 수 있다. 제1처리액 공급관(LP')에는 제1처리액 공급펌프(PP')가 구비될 수 있다. 또한, 하우징(210)의 제1제거영역(RR1)에 연결된 제1배수구(213')에는 해양(SEA)에 연결된 제1폐처리액 배수관(LD')이 연결될 수 있다.

이에 따라, 제1처리액 공급펌프(PP')가 구동되면, 해수가 제1처리액으로 제1처리액 분사유닛(220')의 제1처리액 유동관(221')을 유동하여 제1처리액 분사노즐(222')을 통해 하우징(210)의 제1제거영역(RR1)을 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다. 그리고, 하우징(210)의 제1제거영역(RR1)에 분사되어 배기가스로부터 황산화물을 흡수한 해수인 제1폐처리액은 제1폐처리액 배수관(LD')을 통해 해양(SEA)으로 배수될 수 있다. 제1폐처리액 배수관(LD')에는 수처리유닛(도시되지 않음)이 구비되어, 배기가스로부터 황산화물을 흡수한 해수인 제1폐처리액이 수처리된 후 해양(SEA)으로 배수되도록 할 수 있다.

제2처리액 분사유닛(220")은 하우징(210)의 제2제거영역(RR2)을 유동하는 배기가스에 제2처리액을 분사할 수 있다. 제2처리액 분사유닛(220")은 도5에 도시된 바와 같이 제2처리액 유동관(221")과, 제2처리액 분사노즐(222")을 포함할 수 있다.

제2처리액 유동관(221")은 하우징(210)의 타면을 관통하여 제2제거영역(RR2)에 구비될 수 있다. 그리고, 제2처리액 분사노즐(222")은 제2제거영역(RR2)에 구비된 제2처리액 유동관(221")의 부분에 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제2실시예의 처리액 공급탱크(300)에서는 기액반응기(200)에 제2처리액을 공급할 수 있다. 이를 위해서, 처리액 공급탱크(300)에는 제2처리액이 저장되고, 처리액 공급탱크(300)에 연결된 제2처리액 공급관(LP")이 제2처리액 분사유닛(220")의 제2처리액 유동관(221")에 연결될 수 있다.

제2처리액 공급관(LP")에는 제2처리액 공급펌프(PP")가 구비될 수 있다. 그리고, 제2처리액 공급펌프(PP")가 구동되면, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 제2처리액이 제2처리액 분사유닛(220")의 제2처리액 유동관(221")을 유동하여, 제2처리액 분사노즐(222")을 통해 하우징(210)의 제2제거영역(RR2)을 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다.

제2처리액은 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리수용액일 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제2실시예의 기액분리 처리액 재생유닛(400)에서는 기액반응기(200)로부터 배수된, 이산화탄소를 흡수한 제2처리액인 제2폐처리액으로부터 이산화탄소를 분리하여 제2처리액으로 재생하며 재생된 제2처리액을 처리액 공급탱크(300)에 공급할 수 있다.

이를 위해서, 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 기액분리막(420)은 이산화탄소는 통과하나 제2폐처리액은 통과하지 못할 수 있다. 그리고, 기액반응기(200)에 연결된 제2폐처리액 배수관(LD")이 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 액체유동로(411)의 일측에 연결될 수 있다. 예컨대, 도5에 도시된 바와 같이 기액반응기(200)의 제2제거영역(RR2)에 연결된 제2배수구(213")에 제2폐처리액 배수관(LD")이 연결되며, 제2폐처리액 배수관(LD")이 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 액체유동로(411)의 일측에 연결될 수 있다. 그리고, 액체유동로(411)의 타측은 처리액 회수관(LR)에 의해서 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다.

이에 따라, 기액반응기(200)의 제2배수구(213")를 통해서 배수된 제2폐처리액은 제2폐처리액 배수관(LD")을 통해 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 액체유동로(411)를 유동하면서 이산화탄소가 분리되어 제2처리액으로 재생될 수 있다. 이와 같이 재생된 제2처리액은 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)에 공급될 수 있다.

그리고, 기액분리 처리액 재생유닛(400)의 액체유동로(411)를 유동하는 제2폐처리액으로부터 분리되어 기체유동로(412)로 이동한 이산화탄소는 기체유동로(412)에 연결된 가스회수관(LG)을 통해 가스처리유닛(500)으로 유동하여 처리될 수 있다.

배기가스 처리장치의 제3실시예

이하, 도6을 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제3실시예에 대하여 설명한다.

도6은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제3실시예를 나타내는 도면이다.

여기에서, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제3실시예는 상기 도5를 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제2실시예와 처리액 공급탱크(300)가 기액반응기(200)에 제1처리액과 제2처리액을 각각 공급하며, 제1폐처리액을 제1처리액으로 재생하는 제1기액분리 처리액 재생유닛(400')과, 제2폐처리액을 제2처리액으로 재생하는 제2기액분리 처리액 재생유닛(400")을 포함한다는 점에서 차이가 있다.

그러므로, 이하에서는 차별되는 부분을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도1 내지 도5를 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제3실시예의 처리액 공급탱크(300)는 기액반응기(200)에 제1처리액과 제2처리액을 각각 공급할 수 있다.

이를 위해서, 처리액 공급탱크(300) 내부는 도6에 도시된 바와 같이, 제1처리액이 저장되는 제1저장영역(SS1)과, 제2처리액이 저장되는 제2저장영역(SS2)으로 구획벽(WD)에 의해서 구획될 수 있다.

그리고, 제1저장영역(SS1)은 제1처리액 공급관(LP')에 의해서 기액반응기(200)의 제1처리액 분사유닛(220')에 연결되고, 제2저장영역(SS2)은 제2처리액 공급관(LP")에 의해서 기액반응기(200)의 제2처리액 분사유닛(220")에 연결될 수 있다.

이에 따라, 제1처리액 공급관(LP')에 구비된 제1처리액 공급펌프(PP')가 구동되면, 제1저장영역(SS1)의 제1처리액이 제1처리액 공급관(LP')을 통해 제1처리액 분사유닛(220')에 공급될 수 있다. 제1처리액 분사유닛(220')에 공급된 제1처리액은 기액반응기(200)의 제1제거영역(RR1)을 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다.

그리고, 제2처리액 공급관(LP")에 구비된 제2처리액 공급펌프(PP")가 구동되면, 제2저장영역(SS2)의 제2처리액이 제2처리액 공급관(LP")을 통해 제2처리액 분사유닛(220")에 공급될 수 있다. 제2처리액 분사유닛(220")에 공급된 제2처리액은 기액반응기(200)의 제2제거영역(RR2)을 유동하는 배기가스에 분사될 수 있다.

한편, 제1처리액 분사유닛(220')은 복수개이고, 복수개의 제1처리액 분사유닛(220') 사이의 제1제거영역(RR1)의 부분에는 패킹(230)이 구비될 수 있다. 예컨대, 도6에 도시된 바와 같이 상하로 소정 간격을 두고 2개의 제1처리액 분사유닛(220')이 배치되고, 2개의 제1처리액 분사유닛(220') 사이의 제1제거영역(RR1)의 부분에 패킹(230)이 구비될 수 있다.

제1기액분리 처리액 재생유닛(400')에서는 기액반응기(200)로부터 배수된, 황산화물을 흡수한 제1처리액인 제1폐처리액으로부터 황산화물을 분리하여 제1처리액으로 재생하며 재생된 제1처리액을 처리액 공급탱크(300)에 공급할 수 있다.

이를 위해서, 제1기액분리 처리액 재생유닛(400')에서는 황산화물은 통과하나 제1폐처리액은 통과하지 못하는 제1기액분리막(420')이 제1폐처리액이 유동하는 제1액체유동로(411')와 황산화물이 유동하는 제1기체유동로(412')를 구획할 수 있다. 그리고, 제1기체유동로(412')에 낮은 황산화물 분압이 형성되도록 하여, 제1액체유동로(411')의 제1폐처리액에 포함된 황산화물이 제1기액분리막(420')을 통과하여 제1기체유동로(412')로 이동하도록 할 수 있다.

제1기액분리 처리액 재생유닛(400')은 제1기액분리막(420')에 의해서 내부공간이 제1액체유동로(411')와 제1기체유동로(412')로 구획되는 제1분리유닛본체(410')를 더 포함할 수 있다. 또한, 기액반응기(200)의 제1배수구(213')에 연결된 제1폐처리액 배수관(LD')이 제1액체유동로(411')의 일측에 연결되며, 제1액체유동로(411')의 타측은 제1처리액 회수관(LR')에 의해서 처리액 공급탱크(300)의 제1저장영역(SS1)에 연결될 수 있다. 그리고, 제1기체유동로(412')의 일측에 진공펌프(PV)가 구비된 제1가스회수관(LG')이 연결되어 제1기체유동로(412')에 낮은 황산화물 분압이 형성되도록 할 수 있다. 또한, 제1기체유동로(412')의 타측에 유량조절밸브(VC)가 구비된 제1공기유입관(LA')이 연결되어 제1기체유동로(412')에 형성되는 황산화물 분압을 조절할 수 있다. 그리고, 제1기액분리막(420')은 제1기체유동로(412')나 제1액체유동로(411')가 형성된 중공사막일 수 있다.

제2기액분리 처리액 재생유닛(400")은 기액반응기(200)로부터 배수된, 이산화탄소를 흡수한 제2처리액인 제2폐처리액으로부터 이산화탄소를 분리하여 제2처리액으로 재생하며 재생된 제2처리액을 처리액 공급탱크(300)에 공급할 수 있다.

이를 위해서, 제2기액분리 처리액 재생유닛(400")에서는 이산화탄소는 통과하나 제2폐처리액은 통과하지 못하는 제2기액분리막(420")이 제2폐처리액이 유동하는 제2액체유동로(411")와 이산화탄소가 유동하는 제2기체유동로(412")를 구획할 수 있다. 그리고, 제2기체유동로(412")에 낮은 이산화탄소 분압이 형성되도록 하여, 제2액체유동로(411")의 제2폐처리액에 포함된 이산화탄소가 제2기액분리막(420")을 통과하여 제2기체유동로(412")로 이동하도록 할 수 있다.

제2기액분리 처리액 재생유닛(400")은 제2기액분리막(420")에 의해서 내부공간이 제2액체유동로(411")와 제2기체유동로(412")로 구획되는 제2분리유닛본체(410")를 더 포함할 수 있다. 또한, 기액반응기(200)의 제2배수구(213")에 연결된 제2폐처리액 배수관(LD")이 제2액체유동로(411")의 일측에 연결되며, 제2액체유동로(411")의 타측은 제2처리액 회수관(LR")에 의해서 처리액 공급탱크(300)의 제2저장영역(SS2)에 연결될 수 있다. 그리고, 제2기체유동로(412")의 일측에 진공펌프(PV)가 구비된 제2가스회수관(LG")이 연결되어 제2기체유동로(412")에 낮은 이산화탄소 분압이 형성되도록 할 수 있다. 또한, 제2기체유동로(412")의 타측에 유량조절밸브(VC)가 구비된 제2공기유입관(LA")이 연결되어 제2기체유동로(412")에 형성되는 낮은 이산화탄소 분압을 조절할 수 있다. 그리고, 제2기액분리막(420")은 제2기체유동로(412")나 제2액체유동로(411")가 형성된 중공사막일 수 있다.

제1처리액과 제2처리액은 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리수용액일 수 있다. 이 경우, 처리제 공급탱크(600)에는 수산화나트륨 등의 알칼리제가 저장되고, 처리제 공급탱크(600)는 제1처리제 공급관(LT')과 제2처리제 공급관(LT")에 의해서 처리액 공급탱크(300)의 제1저장영역(SS1)과 제2저장영역(SS2)에 각각 연결되어, 처리제로 알칼리제를 각각 공급할 수 있다.

그러나, 제1처리액과 제2처리액은 서로 다른 것일 수도 있다.

또한, 제1가스회수관(LG')과 제2가스회수관(LG") 각각이 가스처리유닛(500)에 연결될 수 있다.

배기가스 처리장치의 제4실시예

이하, 도7을 참조로 하여 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제4실시예에 대하여 설명한다.

도7은 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제4실시예를 나타내는 도면이다.

여기에서, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제4실시예는 상기 도5와 도6을 참조로 하여 설명한 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 제3실시예 및 제4실시예와 기액반응기(200)의 하우징(210)의 단면이 원형 또는 타원형이라는 점에서 차이가 있다.

그러므로, 이하에서는 차이점을 중점적으로 설명하고 나머지 구성에 대해서는 상기 도1 내지 도6을 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

본 발명에 따른 배기가스 처리장치(100)의 제4실시예에서는 기액반응기(200)의 하우징(210)의 단면이 원형 또는 타원형일 수 있다. 이에 의해서, 하우징(210)은 도7에 도시된 바와 같이 원통 또는 타원통일 수 있다. 제1제거영역(RR1)은 하우징(210)의 내부에서 반경방향으로 최외측에 위치하고, 연결영역(RC)은 제1제거영역(RR1)의 내측에 위치하며, 제2제거영역(RR2)은 연결영역(RC)의 내측에 위치할 수 있다. 이를 위해서, 제1제거영역(RR1)과 연결영역(RC)의 단면은 환형이며, 제2제거영역(RR2)의 단면은 원형 또는 타원형일 수 있다. 이에 따라, 배기가스의 유동이 원활하게 이루어질 수 있어서, 배기가스가 일측으로 편향되게 유동하지 않을 수 있기 때문에, 배기가스의 처리가 더 원활하게 이루어질 수 있다.

하우징(210) 내부에는 원통 또는 타원통인 복수개의 구획벽(WD)이 구비되어 하우징(210) 내부를 제1제거영역(RR1)과 연결영역(RC) 및 제2제거영역(RR2)으로 구획할 수 있다. 예컨대, 도7에 도시된 바와 같이 원통 또는 타원통인 2개의 구획벽(WD)이 구비되어, 하우징(210) 내부를 제1제거영역(RR1)과 연결영역(RC) 및 제2제거영역(RR2)으로 구획할 수 있다.

복수개의 구획벽(WD)은 제1제거영역(RR1)과 상기 제2제거영역(RR2)에서는 배기가스가 하부에서 상부로 유동하고 연결영역(RC)에서는 배기가스가 상부에서 하부로 유동하도록 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다.

전술한 구성의 기액반응기(200)에서, 배기가스 배출장치로부터 배출된 배기가스는 도7에 도시된 바와 같이, 먼저 하우징(210) 내부의 반경방향 최외측에 형성되며 유입구(211)에 연결된 제1제거영역(RR1)에 유입구(211)를 통해 유입될 수 있다. 제1제거영역(RR1)에 유입된 배기가스는 제1제거영역(RR1)을 유동하면서 제1제거영역(RR1)에 분사된 제1처리액에 의해서 황산화물이 제거될 수 있다. 이와 같이 황산화물이 제거된 배기가스는 제1제거영역(RR1) 내측의 연결영역(RC)을 통해 연결영역(RC) 내측의 제2제거영역(RR2)에 유입될 수 있다. 제2제거영역(RR2)에 유입된 배기가스는 제2제거영역(RR2)을 유동하면서 이산화탄소가 제거될 수 있다. 이산화탄소가 제거된 배기가스는 제2제거영역(RR2)에 연결된 배출구(212)를 통해 배출될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 배기가스 처리장치를 사용하면, 배기가스를 처리한 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하는 기액분리 처리액 재생유닛에 의해서 폐처리액을 재생할 수 있으며, 배기가스를 처리한 폐처리액의 재생율이 높아질 수 있고, 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하기 위한 비용이 감소될 수 있으며, 배기가스 처리장치의 크기가 감소될 수 있다.

상기와 같이 설명된 배기가스 처리장치는 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 : 배기가스 처리장치 200 : 기액반응기
210 : 하우징 211 : 유입구
212 : 배출구 213 : 배수구
213' : 제1배수구 213" : 제2배수구
220 : 처리액 분사유닛 220' : 제1처리액 분사유닛
220" : 제2처리액 분사유닛 221 : 처리액 유동관
221' : 제1처리액 유동관 221" : 제2처리액 유동관
222 : 처리액 분사노즐 222' : 제1처리액 분사노즐
222" : 제2처리액 분사노즐 230 : 패킹
300 : 처리액 공급탱크 400 : 기액분리 처리액 재생유닛
400' : 제1기액분리 처리액 재생유닛 400" : 제2기액분리 처리액 재생유닛
410 : 분리유닛본체 410' : 제1분리유닛본체
410" : 제2분리유닛본체 411 : 액체유동로
411' : 제1액체유동로 411" : 제2액체유동로
412 : 기체유동로 412' : 제1기체유동로
412" : 제2기체유동로 420 : 기액분리막
420' : 제1기액분리막 420" : 제2기액분리막
500 : 가스처리유닛 510 : 해수유동관
520 : 미세기포발생기 521 : 미세구멍
530 : 가스혼합기 531 : 혼합부재
540 : 가스저장탱크 600 : 처리제 공급탱크
LD : 폐처리액 배수관 LD' : 제1폐처리액 배수관
LD" : 제2폐처리액 배수관 LR : 처리액 회수관
LR' : 제1처리액 회수관 LR" : 제2처리액 회수관
LG : 가스회수관 LG' : 제1가스회수관
LG" : 제2가스회수관 LA : 공기유입관
LA' : 제1공기유입관 LA" : 제2공기유입관
LP : 처리액 공급관 LP' : 제1처리액 공급관
LP" : 제2처리액 공급관 LT : 처리제 공급관
LT' : 제1처리제 공급관 LT" : 제2처리제 공급관
PV : 진공펌프 PB : 부스터펌프
PP : 처리액 공급펌프 PP' : 제1처리액 공급펌프
PP" : 제2처리액 공급펌프 VC : 유량조절밸브
VCP : 압력조절장치 WTS : 여과처리 유닛
HE : 열교환기 RR1 : 제1제거영역
RR2 : 제2제거영역 RC : 연결영역
WD : 구획벽 SEA : 해양
SP : 수질측정센서 SS1 : 제1저장영역
SS2 : 제2저장영역

Claims

배기가스에 포함된 배출규제가스를 처리액에 접촉시켜 배출규제가스를 흡수제거하는 기액반응기;
상기 기액반응기에 상기 처리액을 공급하는 처리액 공급탱크; 및
상기 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액을 배출규제가스를 흡수하지 않은 처리액으로 재생하고, 재생된 처리액을 상기 처리액 공급탱크에 공급하는 기액분리 처리액 재생유닛; 을 포함하고,
상기 기액분리 처리액 재생유닛은 기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막을 포함하여 기액분리막은 폐처리액이 유동하는 액체유동로와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로를 구획하고,
폐처리액에 흡수된 배출규제가스는 상기 액체유동로를 유동하면서 기액분리막을 통과하여 낮은 배출규제가스 분압이 형성된 기체유동로로 이동하여 배출규제가스와 처리액으로 분리하는, 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 기액반응기에 연결된 폐처리액 배수관이 상기 액체유동로의 일측에 연결되며, 상기 액체유동로의 타측은 처리액 회수관에 의해서 상기 처리액 공급탱크에 연결되는 배기가스 처리장치.
제2항에 있어서, 상기 폐처리액 배수관에는 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과하는 여과처리 유닛이 구비되는 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 기체유동로의 일측에 진공펌프가 구비된 가스회수관이 연결되어 상기 기체유동로에 낮은 배출규제가스 분압이 형성되도록 하는 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 기체유동로의 타측에 유량조절밸브가 구비된 공기유입관이 연결되어, 기체유동로에 형성되는 배출규제가스 분압을 조절하는 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 기액분리막은 상기 기체유동로나 상기 액체유동로가 형성된 중공사막인 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 기액반응기는 배기가스 배출장치에 연결되는 하우징과, 상기 하우징을 유동하는 배기가스에 처리액을 분사하는 처리액 분사유닛을 포함하는 배기가스 처리장치.
제7항에 있어서, 상기 처리액 분사유닛은 상기 처리액 공급탱크에 연결되며 상기 하우징의 일면을 관통하여 상기 하우징 내부에 구비되는 처리액 유동관과, 상기 하우징 내부에 구비된 상기 처리액 유동관의 부분에 구비되는 처리액 분사노즐을 포함하는 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 처리액 공급탱크에 저장된 처리액을 냉각하도록 상기 처리액 공급탱크에는 열교환기가 연결되는 배기가스 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 배출규제가스는 황산화물이나 이산화탄소이며, 상기 처리액은 해수나 알칼리수용액인 배기가스 처리장치.