KR102334645B1 - Apparatus for reducing water and air pollutant - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 의해 배기 및 배수 오염물질 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치는 연소기관의 배기가스를 공급하는 배기가스관과, 세정수를 공급하는 세정수공급관과, 배기가스관을 통해 유입되는 배기가스에 세정수공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버와, 배기가스관 또는 스크러버에 연결되어 질소계산화물을 산화시키거나 산성화된 세정수를 중화시키거나 해수에 포함된 미생물을 사멸하는 정화유닛과, 스크러버 내부의 세정수를 배출하는 세정수배출관을 포함할 수 있다.An apparatus for reducing exhaust and drainage pollutants is provided by an embodiment of the present invention.
An exhaust and drainage pollutant reduction device according to an embodiment of the present invention includes an exhaust gas pipe for supplying exhaust gas of a combustion engine, a washing water supply pipe for supplying washing water, and a washing water supply pipe for exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe A scrubber that sprays the washing water supplied through It may include a washing water discharge pipe for discharging water.
Description
본 발명은 배기 및 배수 오염물질 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소기관의 배기가스에 포함된 오염물질과 해수에 포함된 미생물을 사멸하여 배출할 수 있는 배기 및 배수 오염물질 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust and drainage pollutant reducing device, and more particularly, to an exhaust and drainage pollutant reducing device capable of killing and discharging pollutants included in exhaust gas of a combustion engine and microorganisms included in seawater will be.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 이 때, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있으며, 이로 인해, 배기가스를 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래할 수 있다.In general, various engines installed in ships generate power by burning fossil fuels. At this time, the exhaust gas generated during the combustion process of fuel contains harmful substances such as sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx), and fine dust (PM). may cause contamination.
또한, 선박은 균형 및 흘수를 유지하기 위해 선체에 마련된 평형수 탱크에 평형수를 저장한다. 평형수는 출발지의 해상에서 채워진 후 목적지의 해상에 배출되므로, 별도의 수처리를 하지 않고 배출할 경우 수질오염과 해양 생태계 변화를 유발할 수 있다.In addition, the ship stores ballast water in a ballast tank provided on the hull to maintain balance and draft. Since ballast water is discharged to the sea of the destination after being filled in the sea of the origin, it may cause water pollution and changes in the marine ecosystem if discharged without a separate water treatment.
이러한 이유로, 선박의 대기오염 및 수질오염에 대한 환경규제가 강화되고 있으며, 각종 규제를 만족시키기 위해 다양한 처리장치가 선박에 적용되고 있다. 대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위해 일반적으로 습식 스크러버(wet scrubber)가 사용되고 있다. 습식 스크러버는 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스를 기액 접촉하여 황산화물을 제거한다. 또한, 수질오염에 관한 환경규제 중 선박의 평형수에 포함된 일정 크기 이상의 미생물들을 사멸시켜야 하는 규제가 발효되어 있으며, 미생물의 살균을 위해 전기분해, 오존, 자외선 등의 처리 방식이 사용되고 있다.For this reason, environmental regulations for air pollution and water pollution of ships are being strengthened, and various treatment devices are being applied to ships to satisfy various regulations. Among the environmental regulations on air pollution, regulations stipulating that sulfur oxides contained in exhaust gases emitted from engines during operation and anchoring of marine emission control areas (ECA) are in effect at 0.1% or less. In general, a wet scrubber is used to remove the cargo. Wet scrubber removes sulfur oxides by gas-liquid contact between seawater, fresh water, or alkaline solution and exhaust gas. In addition, among environmental regulations related to water pollution, regulations that must kill microorganisms of a certain size or larger included in the ballast water of a ship are in effect, and treatment methods such as electrolysis, ozone, and ultraviolet rays are used for sterilization of microorganisms.
그러나, 종래의 시스템은 배기가스를 정화하기 위한 시스템과 평형수를 처리하기 위한 시스템이 각각 독립적으로 동작하여 비효율적이며, 시스템의 설치 및 유지 비용이 증가할 뿐만 아니라 시스템의 배치를 위해 넓은 설치공간이 요구되어 선박 내 공간 활용도가 저하되는 문제점이 있다.However, the conventional system is inefficient because the system for purifying exhaust gas and the system for treating ballast water operate independently, and not only increases the installation and maintenance cost of the system, but also requires a large installation space for the arrangement of the system There is a problem in that space utilization in the ship is lowered due to the demand.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연소기관의 배기가스에 포함된 오염물질과 해수에 포함된 미생물을 사멸하여 배출할 수 있는 배기 및 배수 오염물질 저감장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an exhaust and drainage pollutant reduction device capable of discharging by killing pollutants included in exhaust gas of a combustion engine and microorganisms included in seawater.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치는 연소기관의 배기가스를 공급하는 배기가스관과, 세정수를 공급하는 세정수공급관과, 상기 배기가스관을 통해 유입되는 배기가스에 상기 세정수공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버와, 상기 배기가스관 또는 상기 스크러버에 연결되어 질소계산화물을 산화시키거나 산성화된 세정수를 중화시키거나 해수에 포함된 미생물을 사멸하는 정화유닛과, 상기 스크러버 내부의 세정수를 배출하는 세정수배출관을 포함한다.Exhaust and drainage pollutant reduction apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is an exhaust gas pipe for supplying exhaust gas of a combustion engine, a washing water supply pipe for supplying washing water, and the exhaust gas pipe introduced through the exhaust gas pipe A scrubber that sprays the washing water supplied through the washing water supply pipe to the exhaust gas to be used, and the exhaust gas pipe or connected to the scrubber to oxidize nitrogen oxides or neutralize the acidified washing water or microorganisms contained in seawater It includes a dying purification unit, and a washing water discharge pipe for discharging the washing water inside the scrubber.
상기 정화유닛은 상기 배기가스관에 액체산화제를 미립자화하여 분사할 수 있다.The purification unit may atomize and spray the liquid oxidizing agent to the exhaust gas pipe.
상기 정화유닛은 상기 배기가스관을 통과하는 상기 배기가스에 포함된 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다.The purification unit may oxidize nitrogen monoxide contained in the exhaust gas passing through the exhaust gas pipe to nitrogen dioxide.
상기 배기 및 배수 오염물질 저감장치는, 상기 세정수배출관과 상기 세정수공급관을 연결하는 순환관을 더 포함할 수 있다.The exhaust and drainage pollutant reduction device may further include a circulation pipe connecting the washing water discharge pipe and the washing water supply pipe.
상기 배기 및 배수 오염물질 저감장치는, 상기 세정수배출관과 연결되어 상기 스크러버를 통과한 세정수에 포함된 고체상 입자를 분리하는 필터유닛을 더 포함할 수 있다.The exhaust and drainage pollutant reduction device may further include a filter unit connected to the washing water discharge pipe to separate solid particles contained in the washing water that has passed through the scrubber.
상기 세정수공급관은 외부로부터 해수를 유입받아 평형수탱크로 평형수를 공급하는 해수공급관으로부터 분지될 수 있다. The washing water supply pipe may be branched from a seawater supply pipe that receives seawater from the outside and supplies ballast water to the ballast tank.
상기 배기 및 배수 오염물질 저감장치는, 상기 해수공급관과 상기 세정수공급관을 연결하며 상기 세정수공급관으로 분지되는 해수의 양 또는 비율을 조절하는 제어밸브를 더 포함할 수 있다.The exhaust and drainage pollutant reduction device may further include a control valve that connects the seawater supply pipe and the washing water supply pipe and adjusts the amount or ratio of seawater branched to the washing water supply pipe.
상기 배기 및 배수 오염물질 저감장치는, 상기 세정수공급관에 연결되어 청수를 공급하는 청수공급관을 더 포함할 수 있다.The exhaust and drainage pollutant reduction device may further include a fresh water supply pipe connected to the washing water supply pipe to supply fresh water.
상기 세정수배출관은 상기 해수공급관에 연결되어, 상기 스크러버를 통과한 세정수가 상기 해수공급관을 통하여 상기 평형수탱크로 공급되거나, 상기 해수공급관을 통하여 공급된 해수와 섞여 다시 외부로 배출될 수 있다.The washing water discharge pipe is connected to the seawater supply pipe, and the washing water that has passed through the scrubber is supplied to the ballast water tank through the seawater supply pipe, or mixed with the seawater supplied through the seawater supply pipe. It can be discharged to the outside again.
상기 해수공급관은 상기 평형수탱크로 상기 평형수를 공급하는 평형수 공급관과 외부로 해수를 배출하는 해수 배출관으로 분지될 수 있다.The seawater supply pipe may be branched into a ballast water supply pipe for supplying the ballast water to the ballast water tank and a seawater discharge pipe for discharging seawater to the outside.
상기 정화유닛은 상기 해수공급관 또는 상기 스크러버 또는 상기 평형수탱크에 중화제 또는 살균제를 주입할 수 있다.The purification unit may inject a neutralizing agent or a sterilizing agent into the seawater supply pipe or the scrubber or the ballast water tank.
본 발명에 따르면, 습식 스크러버 시스템을 통과하며 미생물이 사멸된 해수를 평형수 탱크에 공급하여 평형수로 사용할 수 있다. 따라서, 평형수에 포함된 미생물을 살균하기 위한 별도의 평형수 처리 시스템이 생략된다. 즉, 종래의 평형수 처리 시스템에 포함된 여과장치, 살균장치 등이 생략될 수 있어, 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 습식 스크러버 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있다.According to the present invention, seawater in which microorganisms have been killed while passing through the wet scrubber system can be supplied to the ballast water tank and used as ballast water. Accordingly, a separate ballast water treatment system for sterilizing microorganisms included in the ballast water is omitted. That is, since the filtration device, the sterilizer, etc. included in the conventional ballast water treatment system can be omitted, the installation and maintenance cost of the system can be reduced, and the space utilization in the ship can be increased. In addition, since it can be implemented by adding only a pipe in the conventional wet scrubber system, it can be easily applied to an existing vessel.
또한, 정화유닛을 통해 일산화질소를 산화시키고, 동시에 산성화된 세정수를 중화시키며, 해수의 미생물을 살균시킴으로써, 비용을 절감하고 공간 활용에서 장점이 있다.In addition, by oxidizing nitrogen monoxide through the purification unit, at the same time neutralizing the acidified washing water, and sterilizing microorganisms in the seawater, there is an advantage in reducing costs and utilizing space.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 7은 발명의 일 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치의 작동도이다.1 is a view schematically showing an exhaust and drainage pollutant reduction device according to an embodiment of the present invention.
2 to 7 are operational diagrams of an exhaust and drainage pollutant reduction device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 및배수 오염물질 저감장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for reducing exhaust and exhaust pollutants according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an exhaust and drainage pollutant reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)는 배기가스에 포함된 각종 오염물질(질소산화물, 황산화물, 분진 등)의 농도를 줄여 배기기준에 적합한 공기를 배출할 수 있으며, 해수에 포함된 미생물의 살균처리가 동시에 이루어져 평형수로 사용하거나 해수로 배출할 수 있는 장치이다. 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)는 주로 선박에 탑재되어 선박에서 발생하는 배기가스의 오염물질을 제거하면서 평형수로 사용하는 해수에 포함된 미생물을 동시에 사멸할 수 있다. 또한, 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)는 배기가스의 오염물질 제거 기능과 평형수의 미생물 사멸 기능을 각각 작동시키거나 작동비율을 필요에 따라 조절할 수 있으며, 종래의 평형수 처리 시스템에 포함된 살균장치 등이 제거될 수 있는 장점이 있다. 이러한 장치는 종래의 습식 스크러버 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있는 특징이 있다.The exhaust and drainage
본 발명에 따른 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)는 배기가스관(10)과, 세정수공급관(20)과, 스크러버(40)와, 정화유닛(50) 및 세정수배출관(41)을 포함한다.Exhaust and drainage pollutant reduction device (1) according to the present invention includes an exhaust gas pipe (10), a washing water supply pipe (20), a scrubber (40), a purification unit (50), and a washing water discharge pipe (41) do.
배기가스관(10)은 연소기관으로부터 배기가스가 이동하는 관으로 스크러버(40)에 연결된다. 배기가스관(10)은 연소기관의 배기관에 직접 연결되어 고온의 배기가스가 직접 이동하거나 각종 열교환기를 통과하여 배기열의 대부분을 재활용하고 남은 폐가스가 이동하는 통로가 될 수 있다.The
여기서, 연소기관은 연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키는 장치로, 예를 들어, 메인 엔진, 발전기 엔진 등으로 형성될 수 있다. 배기가스관(10)에는 복수 개의 연소기관의 배기관이 연결될 수 있으며, 복수 개의 연소기관은 필요에 따라 선택적으로 동작할 수 있다.Here, the combustion engine is a device for generating various types of power required for a ship by burning fuel, and may be formed of, for example, a main engine, a generator engine, or the like. Exhaust pipes of a plurality of combustion engines may be connected to the
이러한 연소기관은 통상, 화석 연료를 연소하여 동력을 발생시키므로, 화석 연료의 연소에 따른 배기가스를 발생시킨다. 발생된 배기가스는 다량의 질소산화물, 황산화물 및 분진 등을 포함하고 있으며, 연소기관의 일 측에 연결된 배기가스관(10)을 통해 스크러버(40)로 공급된다.These combustion engines generally generate power by burning fossil fuels, and thus generate exhaust gas according to the combustion of fossil fuels. The generated exhaust gas contains a large amount of nitrogen oxides, sulfur oxides and dust, and is supplied to the
한편, 세정수공급관(20)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수를 스크러버(40)에 공급하는 관으로, 일단부가 해수공급관(30) 또는 청수공급관(21)에 연결되고 타단부가 스크러버(40)에 연결될 수 있다. 즉, 세정수공급관(20)은 해수와 청수를 선택적으로 공급받을 수 있다.On the other hand, the washing
이하, 세정수는 주로 해수인 것으로 한정하여, 세정수공급관(20)을 통해주로 해수가 유입되어 스크러버(40)로 공급되는 과정을 주로 설명한다.Hereinafter, the washing water is mainly limited to seawater, and a process in which seawater is mainly introduced through the washing
해수공급관(30)에는 펌프(36)가 설치되어 세정수를 스크러버(40)로 원할하게 공급할 수 있다. 특히, 세정수공급관(20)은 해수공급관(30)으로부터 분지되어 스크러버(40)로 연결되는 구조로 세정수공급관(20)과 해수공급관(30)의 연결부분에는 제어밸브(31)가 설치되어 있다. 제어밸브(31)는 세정수공급관(20)을 통하여 공급되는 해수의 양을 조절하거나 세정수공급관(20)으로 분지되어 공급되는 해수와 해수공급관(30)을 통하여 평형수탱크(60)로 공급되는 해수의 비율을 조절할 수 있다.A
스크러버(40)는 배기가스관(10)을 통해 유입되는 배기가스에 세정수공급관(20)을 통해 공급되는 세정수를 분무하여 배기가스와 세정수를 기액 접촉시키는 장치로, 통상의 습식 스크러버일 수 있다. 이 때, 세정수공급관(20)은 스크러버(40) 내부에 위치한 단부가 스크러버(40)의 상부에 배치되며, 복수 개로 분지되어 세정수를 미립자 형태로 분무할 수 있다. 즉, 스크러버(40)의 상부에 배치된 세정수공급관(20)은 배기관(42)이 위치한 스크러버(40)의 하부를 향하여 세정수를 분무하여, 배기가스와 세정수를 효과적으로 접촉시킬 수 있다. 스크러버(40) 내부에서 배기가스와 세정수가 접촉함에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물 및 분진 등의 오염물질이 제거될 수 있으며, 질소산화물, 황산화물 및 분진의 오염물질이 제거된 배기가스(도 4의 G2 참조)는 별도의 배출관(42)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출관(42)을 통해 배출되는 배기가스(G2)는 질소산화물, 황산화물 및 분진 등의 오염물질이 제거되어, 배기기준에 적합하게 되어 대기 중에 그대로 배출할 수 있다.The
스크러버(40) 내부에서 오염물질이 포함된 배기가스와 접촉하여 질소산화물, 황산화물 및 분진 등이 포함된 세정수는 세정수배출관(41)을 통해 배출된다.Washing water containing nitrogen oxides, sulfur oxides, dust, etc. in contact with the exhaust gas containing contaminants inside the
정화유닛(50)은 배기가스관(10) 또는 스크러버(40)에 연결되어 물리적 또는 화학적인 방법으로 질소계산화물을 산화시키거나 산성화된 세정수를 중화시키거나 세정수에 포함된 미생물을 사멸시킬 수 있다. 정화유닛(50)은 배기가스관(10) 또는 스크러버(40)에 산화제를 공급하거나 중화제를 공급하거나 살균제를 공급할 수 있다. 예를 들어, 정화유닛(50)은 해수를 전기분해하여 산화제, 중화제, 살균제를 모두 생산하는 장치이거나, 플라즈마를 이용하여 산화제와 살균제를 생산하는 장치일 수 있다. 정화유닛(50)은 전기분해장치 또는 플라즈마장치에 한정할 것은 아니고, 질소계산화물을 산화시키거나 산성화된 세정수를 중화시키거나 세정수에 포함된 미생물을 사멸시킬 수 있는 장치라면 어떠한 구성도 가능할 것이다.The
정화유닛(50)은 배기가스관(10)에 산화제를 분사하여 배기가스에 포함된 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다. 이산화질소는 일산화질소에 비하여 물에 쉽게 용해되어 스크러버(40)에서 세정수에 녹아 쉽게 제거될 수 있다. 정화유닛(50)은 배기가스관(10)에 액체산화제를 미립자화하여 분사할 수 있다. 정화유닛(50)은 배기가스관(10)에 액체산화제를 미립자화하여 직접 분사하거나, 배기가스관(10)에 설치된 별도의 분무유닛(11)을 통하여 배기가스에 액체산화제를 분무할 수 있다.The
이때, 정화유닛(50)은 배기가스관(10)에 중화제를 함께 분무하거나 스크러버(40)에 중화제를 분무할 수 있다. 중화제는 질소산화물과 황산화물이 세정수와 반응하여 산성화된 세정수를 중화시킬 수 있다. 질소산화물과 황산화물은 해수와 반응하면 각각 질산(HNO3), 황산(H2SO4)을 생성하게 되므로, 정화유닛(50)은 차아염소산 나트륨(NaOCl)을 스크러버(40)에 분사하여 산성화된 세정수를 중화시킨다.At this time, the
이러한 정화유닛(50)은 평형수탱크(60)에 중화제를 분사하거나 해수배출관(37)에 중화제를 분사하여 평형수를 중화시킬 수 있다. 한편, 정화유닛(50)은 스크러버(40)에 직접 중화제(NaOH)를 투입할 수 있으며, 정화유닛(50)으로 세정수의 중화가 충분하지 않을 경우 별도의 중화제 주입 유닛(도시하지 않음)을 추가하여 2차 중화단계를 거칠 수도 있다.The
세정수배출관(41)은 스크러버(40) 내부의 세정수를 배출하는 관으로 필터유닛(70)을 통하여 해수공급관(30)과 다시 연결될 수 있다. 즉, 세정수배출관(41)은 필터유닛(70)을 통하여 고체상 입자를 분리한 후 평형수탱크(60)로 저장되거나 외부로 배출될 수 있다. 세정수배출관(41)은 반드시 해수공급관(30)과 연결될 필요는 없으며 독립적으로 평형수탱크(60)와 연결되거나 선박의 외부로 연결될 수 있다.The washing water discharge pipe 41 is a pipe for discharging the washing water inside the
세정수배출관(41)에는 순환관(91)이 연결될 수 있다. 순환관(91)은 세정수배출관(41)을 통하여 배출되는 세정수를 세정수공급관(20)으로 재순환시키기 위한 것으로, 세정수를 평형수로 사용하지 않거나 외부로 배출할 필요가 없을 때에 세정수를 스크러버(40)로 순환시켜 계속 사용할 수 있다.A
세정수배출관(41)과 순환관(91) 사이에는 재순환탱크(90)가 설치될 수 있다. 재순환탱크(90)는 스크러버(40)를 통하여 배출된 세정수 중 일부를 저장할 수 있으며, 순환관(91)을 통하여 일정한 양의 세정수가 순환될 수 있도록 일종의 버퍼탱크 역할을 할 수 있다.A
재순환탱크(90)는 필터유닛(70)과 같이 원심분리기, 중력분리기, 필터 중 어느 하나를 포함하여 세정수에 포함된 고체상 입자를 제거하고 순환관(91)을 통해 세정수를 재순환할 수 있다.The
세정수공급관(20)은 해수공급관(30), 청수공급관(21) 및 순환관(91)과 연결되어 있어, 배기가스의 농도, 스크러버(40)의 처리용량, 세정수의 농도 및 오염도 등을 고려하여 해수, 청수, 순환수를 적절히 섞어 스크러버(40)로 공급할 수 있다.The washing
필터유닛(70)은 스크러버(40)의 후단에 설치되어 스크러버(40)로부터 배출되는 세정수에 포함된 고체상 입자 등을 분리하는 장치로, 원심분리기, 중력분리기, 필터 중 적어도 하나를 이용하여 고체상 입자를 분리하여 슬러지탱크(80)로 배출할 수 있다. 필터유닛(70)은 펌프(36)와 제어밸브(31) 사이의 해수공급관(30)에 연결될 수 있다. 즉, 해수공급관(30)으로부터 공급되는 해수가 필터유닛(70)을 통과하여 스크러버(40)로 공급되고, 스크러버(40)를 통과한 세정수가 다시 필터유닛(70)을 통과할 수 있다. 즉, 하나의 필터유닛(70)으로 외부에서 유입된 해수와 스크러버(40)를 통과한 세정수를 모두 필터링 할 수 있다. 또한, 필터유닛(70)의 일 측에는 제어밸브(31) 후단의 해수공급관(30)에 직접 연결되는 합류관(도 6의 38 참조)이 설치될 수 있다.The
필터유닛(70)을 통과한 세정수 또는 해수에 정화유닛(50)에서 공급하는 중화제 또는 살균제를 분사할 수 있다. 필터유닛(70)과 해수배출관(37) 사이에 해수와 세정수의 혼합수가 배출되는 혼합관(34)이 설치될 수 있으며, 혼합관(34)에 정화유닛(50)으로부터 공급되는 중화제나 살균제를 주입하는 주입유닛(33)이 설치될 수 있다. 주입유닛(33)은 중화제나 살균제를 액체 또는 기체상태로 해수와 세정수에 주입할 수 있다.The neutralizing agent or sterilizing agent supplied from the
주입유닛(33)의 후단에는 센서부(32)가 설치되어 있어, 혼합관(34)을 통하여 배출되는 세정수와 해수 중의 총잔류산화제양(total residual oxidant), pH 농도, 미생물 농도 등을 실시간으로 파악할 수 있다. 센서부(32)의 결과값에 따라 정화유닛(50)은 산화제, 중화제, 살균제를 공급량을 적절히 조절한다.A
혼합관(34)을 통해 배출되는 세정수와 해수는 평형수탱크(60)로 유입되거나 외부로 배출된다.Washing water and seawater discharged through the mixing
평형수탱크(60)는 세정수배출관(41)을 통해 배출되는 세정수를 저장하여 선박의 평형을 유지한다. 선박에는 적어도 하나의 평형수 탱크(60)가 설치될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 세정수배출관(41)을 통해 배출되는 세정수는 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물 및 분진 등을 흡수한 상태이므로, 세정수배출관(41) 내부를 유동하는 세정수의 수소이온농도지수, 즉, pH값은 세정수공급관(20) 내부를 유동하는 세정수의 pH값보다 더 낮다. 다시 말해, 세정수배출관(41) 내부를 유동하는 세정수는 황산화물로 인해 산성화되어, 세정수공급관(20) 내부를 유동하는 세정수보다 PH값이 낮다. 따라서, 세정수배출관(41) 내부를 유동하는 세정수에 포함된 미생물의 생존률은 세정수공급관(20) 내부를 유동하는 세정수에 포함된 미생물의 생존률보다 낮다.The
즉, 세정수배출관(41) 내부를 유동하는 세정수는 산성화로 인해 미생물의 생존률이 낮아 일정 크기 이상의 미생물들을 사멸시켜야 하는 평형수 규제조건을 만족시키므로, 평형수로 사용하기에 적합하다. 스크러버(40)에서 배출된 미생물이 사멸한 세정수를 평형수로 사용함으로써, 미생물을 사멸하기 위한 별도의 평형수 처리 시스템이 생략될 수 있으며, 이로 인해, 시스템의 설치 및 유지 비용이 감소할 뿐만 아니라 선박 내 공간 활용도가 증가할 수 있다. 또한, 종래의 습식 스크러버 시스템에서 배관만 추가하여 구현이 가능하므로, 기존 선박에 용이하게 적용될 수 있는 장점이 있다.That is, the washing water flowing through the washing water discharge pipe 41 has a low survival rate of microorganisms due to acidification, and thus satisfies the ballast water regulation condition in which microorganisms of a certain size or larger must be killed, so it is suitable for use as ballast water. By using the washing water in which the microorganisms discharged from the
한편, 정화유닛(50)은 평형수탱크(60)에 직접 살균제를 공급할 수 있다. 평형수탱크(60) 내부에 저장된 평형수의 미생물의 농도가 높으면 평형수탱크(60)에 직접 살균제를 분사하여 미생물 농도를 조절할 수 있다. 따라서, 평형수탱크(60)에 저장된 평형수를 외부로 배출하기 전에 미생물 허용 기준치 이내로 조절할 수 있어 해양오염이나 생태계 교란을 막을 수 있다.Meanwhile, the
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)의 작동과정에 관해 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation process of the exhaust and drain
도 2 및 도 3은 해수공급관(30)을 통해 유입된 해수가 평형수로 공급되는 과정을 도시한 것이며, 도 2는 평형수로 공급되는 해수 전체에 살균물질이 투입되는 직접 살균방식을 도시한 것이며, 도 3은 평형수로 공급된 해수 중 일부분에 살균물질을 투입하고 외부에서 공급된 해수와 섞어서 사용하는 간접 살균방식을 도시한 것이다.2 and 3 show a process in which seawater introduced through the
먼저, 도 2를 참조하여 설명하면 해수공급관(30)을 통하여 공급된 해수는 필터유닛(70)을 통과하면서 입자가 큰 미생물이 제거된다. 예를 들어, 필터유닛(70)은 살균물질로 쉽게 사멸하지 않는 직경이 50㎛ 이상의 미생물을 분리할 수 있다. First, referring to FIG. 2 , the seawater supplied through the
필터유닛(70)을 통과한 해수에는 정화유닛(50)으로부터 공급되는 살균제가 분사될 수 있다. 살균제가 분사되어 미생물이 사멸한 해수는 평형수탱크(60)로 공급되어 평형수로 사용될 수 있다.The sterilizing agent supplied from the
이어, 도 3을 참조하여 설명하면 해수공급관(30)을 통하여 공급된 해수는 필터유닛(70)을 통과하면서 입자가 큰 미생물이 제거되고, 해수는 혼합관(34)을 통하여 일부가 배출되며, 나머지는 우회관(35)을 통하여 배출될 수 있다. 혼합관(34)은 정화유닛(50)으로부터 살균제가 분사되는 관이며, 우회관(35)은 필터유닛(70)을 통과한 해수가 직접 평형수탱크(60)로 유입되는 관이다. Next, referring to FIG. 3 , the seawater supplied through the
혼합관(34)을 통과한 해수는 살균제를 포함하여 미생물이 사멸된 상태이며, 혼합관(34)을 통과한 해수와 우회관(35)을 통과한 해수가 서로 섞이면 우회관(35)을 통과한 해수에 포함된 미생물도 모두 사멸시킬 수 있다.The seawater that has passed through the mixing
혼합관(34)과 우회관(35)을 통과하는 해수의 양이나 비율을 해수에 포함된 미생물의 농도 등에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.The amount or ratio of seawater passing through the mixing
도 2와 도 3를 참조하여 설명한 바와 같이, 배기 및 배수 오염물질 저감장치(1)는 배기가스를 제거하는 기능을 사용하지 않더라도 독립적으로 평형수를 처리할 수 있다.As described with reference to FIGS. 2 and 3 , the exhaust and drainage
이하, 도 4와 도 5를 참조하여 오염물질 저감장치(1)가 배기가스의 오염물질만을 제거하기 위하여 동작하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process in which the
도 4는 해수공급관(30)으로 공급된 해수가 스크러버(40)를 통과하여 외부로 직접 배출되는 방식을 도시한 것이며, 도 5는 해수공급관(30)으로 유입된 해수가 스크러버(40)를 통과한 후 순환관(91)을 통하여 재순환하여 재사용되는 방식을 도시한 것이다.4 shows a method in which the seawater supplied to the
먼저 도 4를 참조하여 설명하면, 해수공급관(30)을 통하여 유입된 해수는 세정수공급관(20)을 통하여 스크러버(40)로 공급된다. 세정수는 스크러버(40) 상부에서 분사되며 스크러버(40)의 하부에는 세정수가 일정 수위로 채워질 수 있다.First, referring to FIG. 4 , the seawater introduced through the
이때, 배기가스관(10)을 통하여 공급된 배기가스는 스크러버(40)의 하부에서 분사될 수 있다. 정화유닛(50)은 배기가스가 스크러버(40)로 공급되기 전에 산화제를 분사하여 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다. 정화유닛(50)은 세정수의 pH값을 고려하여 배기가스관(10) 또는 스크러버(40)에 중화제를 함께 분사할 수 있다.In this case, the exhaust gas supplied through the
한편, 배기가스는 스크러버(40) 하부에 채워진 세정수 속에서 분사될 수 있어, 1차로 스크러버(40) 하부에 채워진 세정수에서 질소산화물, 환산화물, 분진 등의 오염물질을 제거하고 다시 스크러버(40) 상부에서 분사되는 세정수에 의해 오염물질이 다시 제거될 수 있다. 이런 과정을 통하여 배기가스 내부의 오염물질은 제거되고, 오염물질이 제거된 배기가스는 배기구(42)를 통하여 외부로 배출된다.On the other hand, the exhaust gas may be sprayed in the washing water filled in the lower part of the
스크러버(40)를 통과한 세정수는 질소산화물, 황산화물, 분진 등의 오염물질을 포함하고 있으며, 세정수배출관(41)을 통하여 필터유닛(70)으로 이동한다. 필터유닛(70)은 세정수 내부의 고체상 입자 등의 오염물질을 분리하여 슬러지탱크(80)로 저장하며, 깨끗한 세정수는 혼합관(34)과 해수 배출관(37)을 통하여 외부로 배출된다. 이때, 혼합관(34)을 통과하는 세정수의 pH값이 기준치를 벗어나는 경우 정화유닛(50)은 중화제를 혼합관(34)에 주입하여 pH값을 기준치 이내로 맞춘 후 외부로 배출한다.The washing water passing through the
이어 도 5를 참조하여 설명하면, 해수공급관(30)을 통하여 유입된 해수가 스크러버(40)를 통과하여 세정수배출관(41)으로 배출되고, 세정수배출관(41)으로 배출된 세정수는 재순환탱크(90)에 일시 저장되었다가 다시 순환관(91)을 통하여 세정수공급관(20)으로 순환된다. 즉, 도 5의 과정은 세정수가 순환관(91)을 통하여 재순환하여 재사용된다는 점을 제외하면 나머지 과정은 도 4의 과정과 실질적으로 동일한다. 5, the seawater introduced through the
해수공급관(30)을 통하여 유입된 해수는 세정수공급관(20), 스크러버(40), 세정수배출관(41) 및 순환관(91)을 순차적으로 순환하며, 해수의 오염도, pH값 등을 고려하여 도 5의 과정과 도 4의 과정을 병행하여 진행할 수 있다. 도 5의 과정은 해수의 배출이 제한되는 지역을 통과할 경우와 같이, 외부로 해수를 배출할 수 없는 경우에 사용될 수 있으며, 세정수를 다수 회 재순환함으로써 세정수의 오염이 심할 경우 필터유닛(70)을 통하여 고체상 입자를 제거하고 외부로 배출하고 다시 새로운 해수를 스크러버(40)로 공급할 수 있다.The seawater introduced through the
도 4와 도 5의 과정은 필요에 따라 선택적으로 또는 순차적으로 사용될 수 있다.The processes of FIGS. 4 and 5 may be used selectively or sequentially as needed.
이하, 도 6과 도 7을 참조하여 오염물질 저감장치(1)가 배기가스의 오염물질 제거와 평형수 처리를 동시에 수행하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process in which the
도 6은 개루프(open loop) 타입의 오염물질 제거방식과 직접 살균방식의 평형수 처리 과정을 도시한 것이며, 도 7은 폐루프(close loop) 타입의 오염물질 제거방식과 간접 살균방식의 평형수 처리 과정을 도시한 것이다.6 shows the ballast water treatment process of the open loop type pollutant removal method and the direct sterilization method, and FIG. 7 is the equilibrium between the closed loop type pollutant removal method and the indirect sterilization method The water treatment process is shown.
먼저 도 6을 참조하여 설명하면, 해수공급관(30)을 통하여 유입된 해수는 세정수공급관(20)을 통하여 스크러버(40)로 공급된다. 세정수는 스크러버(40) 상부에서 분사되며 스크러버(40)의 하부에는 세정수가 일정 수위로 채워질 수 있다.First, referring to FIG. 6 , the seawater introduced through the
이때, 배기가스관(10)을 통하여 공급된 배기가스는 스크러버(40)의 하부에서 분사될 수 있다. 정화유닛(50)은 배기가스가 스크러버(40)로 공급되기 전에 산화제를 분사하여 일산화질소를 이산화질소로 산화시킬 수 있다. 정화유닛(50)은 세정수의 pH값을 고려하여 배기가스관(10) 또는 스크러버(40)에 중화제를 함께 분사할 수 있다.In this case, the exhaust gas supplied through the
한편, 배기가스는 스크러버(40) 하부에 채워진 세정수 속에서 분사될 수 있어, 1차로 스크러버(40) 하부에 채워진 세정수에서 질소산화물, 환산화물, 분진 등의 오염물질을 제거하고 다시 스크러버(40) 상부에서 분사되는 세정수에 의해 오염물질이 다시 제거될 수 있다. 이런 과정을 통하여 배기가스 내부의 오염물질은 제거되고, 오염물질이 제거된 배기가스는 배기구(42)를 통하여 외부로 배출된다.On the other hand, the exhaust gas may be sprayed in the washing water filled in the lower part of the
스크러버(40)를 통과한 세정수는 질소산화물, 황산화물, 분진 등의 오염물질을 포함하고 있으며, 세정수배출관(41)을 통하여 필터유닛(70)으로 이동한다. 필터유닛(70)은 세정수 내부의 고체상 입자 등의 오염물질을 분리하여 슬러지탱크(80)로 저장하며, 깨끗한 세정수는 해수공급관(30) 및 혼합관(34)을 통과하여 평형수탱크(60)로 유입되거나 해수배출관(37)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이 때, 필터유닛(70)의 일 측에 설치된 합류관(38)을 통해 스크러버(40)를 통과하지 않은 외부에서 유입된 해수가 해수공급관(30)으로 합류되어, 해수공급관(30)을 유동하는 깨끗한 세정수에 혼합될 수도 있다.The washing water passing through the
한편, 해수공급관(30)을 유동하는 세정수와 해수의 혼합수에는 주입유닛(33)을 통해 정화유닛(50)으로부터 공급된 살균제가 주입될 수 있다.Meanwhile, the disinfectant supplied from the
이어 도 7을 참조하여 설명하면, 해수공급관(30)을 통하여 유입된 해수는 세정수공급관(20)을 통하여 스크러버(40)로 공급된다. 스크러버(40)를 통과한 세정수 중 일부는 재순환탱크(90)와 순환관(91), 및 세정수공급관(20)을 거쳐 스크러버(40)로 재순환되고, 나머지 일부는 필터유닛(70)으로 이동할 수 있다. 즉, 도 7의 과정은 스크러버(40)를 통과한 세정수 중 일부가 재순환탱크(90)와 순환관(91), 및 세정수공급관(20)을 거쳐 스크러버(40)로 재순환하는 것을 제외하면, 나머지 과정은 도 6의 과정과 실질적으로 동일하다.Next, referring to FIG. 7 , the seawater introduced through the
한편, 해수공급관(30)을 유동하는 해수는 주입유닛(33)에 의해 살균제가 주입되고, 나머지 일부는 우회관(35)을 따라 유동하여 주입유닛(33)을 통과한 후 혼합관(34)을 유동하는 해수의 흐름에 섞일 수 있다.On the other hand, the seawater flowing through the
도 6의 과정과 도 7의 과정은 해수에 포함되어 있는 미생물의 양이나 종류 또는 필요한 평형수의 양 등을 고려하여 선택적으로 수행할 수 있을 것이다.The process of FIG. 6 and the process of FIG. 7 may be selectively performed in consideration of the amount or type of microorganisms contained in seawater or the required amount of ballast water.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
1: 배기 및 배수 오염물질 저감장치
10: 배기가스관 11: 분무유닛
20: 세정수공급관 21: 청수공급관
30: 해수공급관 31: 제어밸브
32: 센서부 33: 주입유닛
34: 혼합관 35: 우회관
36: 펌프 37: 해수배출관
38: 합류관 40: 스크러버
41: 세정수배출관 50: 정화유닛
60: 평형수탱크 70: 필터유닛
80: 슬러지탱크 90: 재순환탱크
91: 순환관1: Exhaust and drainage pollutant reduction device
10: exhaust gas pipe 11: spray unit
20: washing water supply pipe 21: fresh water supply pipe
30: seawater supply pipe 31: control valve
32: sensor unit 33: injection unit
34: mixing pipe 35: bypass pipe
36: pump 37: seawater discharge pipe
38: confluence pipe 40: scrubber
41: washing water discharge pipe 50: purification unit
60: ballast water tank 70: filter unit
80: sludge tank 90: recirculation tank
91: circulation pipe
Claims (11)
세정수를 공급하는 세정수공급관;
상기 배기가스관을 통해 유입되는 배기가스에 상기 세정수공급관을 통해 공급되는 세정수를 분무하는 스크러버;
상기 배기가스관에 연결되어 질소계산화물을 산화시키는 산화제를 공급하고, 상기 스크러버와 평형수탱크 중 적어도 하나에 연결되어 산성화된 세정수를 중화시키는 중화제를 공급하며, 상기 평형수탱크에 연결되어 해수에 포함된 미생물을 사멸시키는 살균제를 공급하는 정화유닛; 및
상기 스크러버 내부의 세정수를 배출하는 세정수배출관을 포함하되,
상기 산화제와 상기 중화제와 상기 살균제는 차아염소산나트륨(NaOCl)인 배기 및 배수 오염물질 저감 장치.an exhaust gas pipe for supplying exhaust gas of the combustion engine;
a washing water supply pipe for supplying washing water;
a scrubber spraying the washing water supplied through the washing water supply pipe to the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe;
connected to the exhaust gas pipe to supply an oxidizing agent for oxidizing nitrogen oxides, connected to at least one of the scrubber and the ballast water tank to supply a neutralizing agent for neutralizing the acidified washing water, and connected to the ballast water tank to supply seawater a purification unit supplying a sterilizing agent that kills the contained microorganisms; and
Including a washing water discharge pipe for discharging the washing water inside the scrubber,
The oxidizing agent, the neutralizing agent, and the sterilizing agent are sodium hypochlorite (NaOCl).
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150107367A KR102334645B1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Apparatus for reducing water and air pollutant |
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