KR102600898B1 - Lng 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치 - Google Patents
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Abstract
화물창의 가스 누설검사 후 배출되는 혼합가스를 복수의 습식중화장치를 통해 다중으로 연속 중화하여 혼합가스 내의 암모니아 농도를 저감할 수 있는 LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치를 개시한다.
LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치는 화물창에 배치된 가스 돔에 연결되고, 가스 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제1 습식중화장치, 화물창에 배치된 리퀴드 돔에 연결되고, 리퀴드 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제2 습식중화장치 및 제1 습식중화장치 및 제2 습식중화장치에 연결되고, 제1 습식중화장치 및 제2 습식중화장치 중 적어도 어느 하나에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수와 반응시키며, 중화수와 반응을 마친 혼합가스를 여과하여 외부로 배출하도록 구성되는 제3 습식중화장치를 포함한다.
LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치는 화물창에 배치된 가스 돔에 연결되고, 가스 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제1 습식중화장치, 화물창에 배치된 리퀴드 돔에 연결되고, 리퀴드 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제2 습식중화장치 및 제1 습식중화장치 및 제2 습식중화장치에 연결되고, 제1 습식중화장치 및 제2 습식중화장치 중 적어도 어느 하나에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수와 반응시키며, 중화수와 반응을 마친 혼합가스를 여과하여 외부로 배출하도록 구성되는 제3 습식중화장치를 포함한다.
Description
본 발명은 LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치에 관한 것이다.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.
이러한 액화가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선 내에는 액화가스를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 화물창이 설치되어 있다.
화물창은 외부 열 침입에 의한 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 발생될 수 있기 때문에 증발 가스의 기화 비율인 자연 기화율(Boil Off Rate; BOR)을 낮추도록 적어도 다층 구조의 단열공간을 구비할 수 있다.
구체적으로, 화물창에는 액화가스가 저장되는 화물창의 내부공간에서 외측을 향하여 IBS(Inter-Barrier Space)와 IS(Insulation Space)가 마련된다.
또한, 화물창에는 액화가스의 로딩/언로딩 등을 위한 돔(Dome)이 형성된다.
구체적으로, 화물창의 상부 데크에는 액화가스의 주입 및 배출을 위한 리퀴드 돔(liquid dome)과, 화물창 내에서 자연 기화로 발생한 증발가스를 외부로 배출하기 위한 가스 돔(gas dome)이 각각 마련되어 있다.
한편, 각 조선소에서는 선박의 안전을 위하여 가스 누설검사를 시행한다.
가스 누설검사는 선박을 건조한 뒤에 화물창에 액화가스를 채우지 않은 상태에서 암모니아 가스와 질소 가스가 혼합된 혼합가스를 IBS에 주입하고, 화물창 내의 방벽의 용접부에는 반응 물질을 도포하여 혼합가스에 반응 물질이 변색되는 현상을 통해 누설부위 유무를 확인한다.
한편, 화물창의 가스 누설검사가 완료된 후에는 검사 시 사용된 시험 매체, 즉, 혼합가스를 폐기하여야 한다.
이에, 화물창의 가스 누설검사가 완료되면 검사 시 사용된 혼합가스를 질소 세척(rinsing)하여 암모니아의 농도를 낮춘 후 대기중으로 배출한다.
그러나, 질소 세척 후 대기 중으로 배출되는 혼합가스의 암모니아 농도는 1000ppm 이하로 유지됨에 따라, 현행 대한민국 환경부 관련 법규에 지정된 암모니아 배출 기준인 30ppm 미만에 미치지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 종래에는 가스 누설검사 후 대기중으로 배출되는 혼합가스의 암모니아 농도를 저감하기 위하여 가스 누설검사가 완료된 후 배출되는 혼합가스를 물이 담긴 중화조로 유입하여 물과 반응시킨후 대기중으로 배출한다.
이 과정에서 혼합가스에 포함된 암모니아가 물과 반응하여 희석되면서 농도가 저감된다.
그러나, 중화조를 이용하여 암모니아의 농도를 저감하더라도 대기중으로 배출되는 혼합가스 내의 암모니아 농도는 30 ~ 100 ppm으로 30ppm 미만인 현행 암모니아 배출 기준에 미치지 못하고 있다.
따라서, 화물창의 가스 누설검사 후 대기중으로 배출되는 혼합가스 내의 암모니아 농도를 저감하기 위한 대책 수립이 필요한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화물창의 가스 누설검사 후 배출되는 혼합가스를 복수의 습식중화장치를 통해 다중으로 연속 중화하여 혼합가스 내의 암모니아 농도를 저감할 수 있는 LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치는 화물창에 배치된 가스 돔에 연결되고, 상기 가스 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제1 습식중화장치; 상기 화물창에 배치된 리퀴드 돔에 연결되고, 상기 리퀴드 돔에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제2 습식중화장치; 및 상기 제1 습식중화장치 및 상기 제2 습식중화장치에 연결되고, 상기 제1 습식중화장치 및 상기 제2 습식중화장치 중 적어도 어느 하나에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수와 반응시키며, 상기 중화수와 반응을 마친 혼합가스를 여과하여 외부로 배출하도록 구성되는 제3 습식중화장치;를 포함한다.
상기 중화수는, 물과 유용미생물(Effective Microorganisms)을 포함할 수 있다.
상기 제3 습식중화장치는, 폐쇄 구조로 형성되는 탱크본체; 상기 탱크본체의 내부에 설치되어 상기 탱크본체의 내부공간을 제1 공간 및 제2 공간으로 구획하는 구획판; 일부분은 상기 탱크본체의 외부에 배치되어 상기 제1 습식중화장치에 연결되고 다른 일부분은 상기 제1 공간에 배치되어 상기 중화수에 잠겨있으며, 상기 제1 습식중화장치에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 상기 중화수의 내부로 배출시키는 제1 유입 배출관; 일부분은 상기 탱크본체의 외부에 배치되어 상기 제2 습식중화장치에 연결되고 다른 일부분은 상기 제1 공간에 배치되어 상기 중화수에 잠겨있으며, 상기 제2 습식중화장치에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 상기 중화수의 내부로 배출시키는 제2 유입 배출관; 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하여 상기 중화수와 반응을 마친 혼합가스를 상기 제2 공간으로 유입시키는 연결관; 상기 탱크본체의 외부에 설치되어 상기 제2 공간과 연통되고, 상기 제2 공간에 수용된 혼합가스를 대기중으로 배출하는 배기관; 및 상기 제2 공간에 배치되고, 상기 제2 공간에서 상기 배기관으로 유동되는 혼합가스를 여과하는 여과필터;를 포함할 수 있다.
상기 여과필터는 상기 제2 공간에서 상기 배기관을 향해 유동되는 혼합가스의 유동경로를 따라 다층구조로 배치되어 혼합가스를 다중으로 여과하도록 구성될 수 있다.
상기 여과필터는 제올라이트(zeolite) 물질로 형성될 수 있다.
상기 여과필터는, 제1 중량을 가지며 상기 제2 공간에서 상기 배기관을 향해 유동되는 혼합가스를 1차적으로 여과하는 제1 필터층; 및 상기 제1 필터층의 상부에 적층되어 상기 제1 중량과 다른 제2 중량을 가지며 제1 필터층을 통과하여 상기 배기관을 향해 유동되는 혼합가스를 2차적으로 여과하는 제2 필터층;을 포함할 수 있다.
상기 제1 중량과 상기 제2 중량의 상대비는 2:1일 수 있다.
상기 제3 습식중화장치는, 상기 탱크본체의 외면에 설치되어 상기 제1 공간과 연통되고, 상기 제1 공간에 저장된 상기 중화수의 용량을 표시하도록 구성되는 게이지; 및 상기 탱크본체의 하부에 복수로 배치되어 일부분은 상기 제1 공간과 연통되고, 다른 일부분은 상기 제2 공간과 연통되는 복수의 드레인 밸브;를 더 포함할 수 있다.
상기 리퀴드 돔 및 상기 제2습식중화장치 사이에 배치되고, 상기 리퀴드 돔의 외부로 혼합가스를 배출시켜 상기 제2습식중화장치로 유입시키는 펌프유닛;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화물창의 가스 누설검사 후 배출되는 혼합가스를 복수의 습식중화장치를 통해 다중으로 연속 중화하므로, 혼합가스 내의 암모니아 농도를 현저히 저감할 수 있고, 이를 통해 대기오염을 최소화함은 물론, 작업자들이 유해물질에 노출되는 것을 최소화하여 작업자의 안전을 담보할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 가스의 농도 저감 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제3 습식중화장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여과필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 습식중화장치에 펌프유닛이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제3 습식중화장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여과필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 습식중화장치에 펌프유닛이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 가스의 농도 저감 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 화물창(C)에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000)(이하 '암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000)'라 함)는 멤브레인 타입 LNG 운반선의 화물창(C)에 대한 가스 누설검사시 사용된 혼합가스를 복수의 습식중화장치를 통해 중화시켜 혼합가스 내의 암모니아 가스의 농도를 저감하는 장치에 관한 것이다.
여기서, 혼합가스라 함은 질소 가스에 암모니아 가스가 20 ~ 30%의 비율로 혼합된 가스일 수 있다.
본 암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000)는 제1 습식중화장치(1), 제2 습식중화장치(2) 및 제3 습식중화장치(3)를 포함한다.
제1 습식중화장치(1)는 화물창(C)의 상부에 배치된 가스 돔(GD)에 연결되고, 가스 돔(GD)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물(W)과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성된다.
더 자세하게는, 화물창(C)의 IBS(Inter-Barrier Space)에 수용된 혼합가스의 압력이 20mb 이상이 되면 제1 습식중화장치(1)와 가스 돔(GD)을 연결하고 있는 유로가 개방되고, 이를 통해 제1 습식중화장치(1)의 내부로 혼합가스가 유입된다. 이에, 제1 습식중화장치(1)의 내부로 유입된 혼합가스는 제1 습식중화장치(1)의 내부에 수용된 물(W)과 반응하고, 이 과정에서 혼합가스 내의 암모니아가 희석되어 농도가 저감된다.
여기서, 암모니아(NH3)와 물(H2O)이 반응하면 암모니아수(NH4OH)가 되고, 이 암모니아수는 물속에서 암모늄 이온(NH4+)과 수산화 이온(OH-)로 분해되므로, 혼합가스 내의 암모니아 농도가 저감될 수 있다.
도면에는 명확히 도시되지 않았으나, 제1 습식중화장치(1)는 내부가 복수의 공간으로 구획되어 일 측 공간에 물(W)이 수용되고, 타 측 공간에 물(W)과 반응을 마친 혼합가스가 수용되는 제1 챔버와, 제1 챔버의 일 측 공간과 가스 돔(GD)을 연결하여 가스 돔(GD)에서 배출된 혼합가스를 제1 챔버의 일 측 공간에 수용된 물(W)속으로 유입시키는 제1-1 가스 유입관과, 제1 챔버의 타 측 공간과 연통되어 제1 챔버의 타 측 공간에 수용된 혼합가스를 외부로 배출하는 제1 가스 배출관과, 제1 챔버의 일 측 공간 및 제1 챔버의 타 측 공간을 연결하여 제1 챔버의 일 측 공간에 수용된 혼합가스를 제1 챔버의 타 측 공간으로 유입시키는 제1-2 가스 유입관을 포함할 수 있다.
제2 습식중화장치(2)는 화물창(C)의 상부에 배치된 리퀴드 돔(LD)에 연결되고, 리퀴드 돔(LD)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물(W)과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성된다.
더 자세하게는, 화물창(C)의 IBS에 수용된 혼합가스의 압력이 20mb 이상이 되면 제2 습식중화장치(2)와 리퀴드 돔(LD)을 연결하고 있는 유로가 개방되고, 이를 통해 제2 습식중화장치(2)의 내부로 혼합가스가 유입된다. 이에, 제2 습식중화장치(2)의 내부로 유입된 혼합가스는 제2 습식중화장치(2)의 내부에 수용된 물(W)과 반응하고, 이 과정에서 혼합가스 내의 암모니아가 희석되어 농도가 저감된다.
도면에는 명확히 도시되지 않았으나, 제2 습식중화장치(2)는 내부가 복수의 공간으로 구획되어 일 측 공간에 물(W)이 수용되고, 타 측 공간에 물(W)과 반응을 마친 혼합가스가 수용되는 제2 챔버와, 제2 챔버의 일 측 공간과 리퀴드 돔(LD)을 연결하여 리퀴드 돔(LD)에서 배출된 혼합가스를 제2 챔버의 일 측 공간에 수용된 물(W)속으로 유입시키는 제2-1 가스 유입관과, 제2 챔버의 타 측 공간과 연통되어 제2 챔버의 타 측 공간에 수용된 혼합가스를 외부로 배출하는 제2 가스 배출관과, 제2 챔버의 일 측 공간 및 제2 챔버의 타 측 공간을 연결하여 제2 챔버의 일 측 공간에 수용된 혼합가스를 제2 챔버의 타 측 공간으로 유입시키는 제2-2 가스 유입관을 포함할 수 있다.
제3 습식중화장치(3)는 제1 습식중화장치(1) 및 제2 습식중화장치(2)에 연결되고, 제1 습식중화장치(1) 및 제2 습식중화장치(2) 중 적어도 어느 하나에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수(N)와 반응시키며, 중화수(N)와 반응을 마친 혼합가스를 여과하여 외부로 배출하도록 구성된다.
여기서, 중화수(N)는 물과 유용미생물(Effective Microorganisms)을 포함할 수 있다.
더 자세하게는, 중화수(N)는 물에 설정 농도의 유용미생물이 투입된 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 중화수(N) 내에 투입되는 유용미생물은 20%의 농도(중량비)로 투입될 수 있다.
또한, 중화수(N)는 암모니아 가스의 용해율이 40%를 유지할 수 있는 온도로 유지될 수 있다. 예를 들어, 중화수(N)는 섭씨 30℃로 유지될 수 있다.
참고로, 유용미생물은 혼합가스 내의 암모니아 성분을 분해할 수 있는 미생물을 조합, 배양한 미생물복합체일 수 있다. 유용미생물은 미생물 균들 간의 복잡한 공존·공생 관계를 통해 항산화물질을 만들어내고, 이를 통해 혼합가스 내의 암모니아 성분을 분해할 수 있다.
예를 들어, 유용미생물은 암모니아 자화성 유전자인 암모니아 모노옥시게나아제를 소유하고 있는 Nitrosomonas europaea, Nitrosospira 속 균주 및 Paracoccus denitrificans 등일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제3 습식중화장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제3 습식중화장치(3)는 탱크본체(31), 구획판(32), 제1 유입 배출관(33), 제2 유입 배출관(34), 연결관(35), 배기관(36) 및 여과필터(37)를 포함할 수 있다.
탱크본체(31)는 내부로 유입된 혼합가스가 누설되지 않도록 밀폐된 폐쇄 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 탱크본체(31)는 육면체 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 탱크본체(31)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있다.
구획판(32)은 탱크본체(31)의 내부에 설치되어 탱크본체(31)의 내부공간을 중화수(N)가 저장되는 제1 공간(321) 및 제1 공간(321)을 통과한 혼합가스가 저장되는 제2 공간(322)으로 구획할 수 있다.
이때, 제1 공간(321)은 제2 공간(322) 보다 더 큰 체적을 가질 수 있다.
제1 유입 배출관(33)은 일부분이 탱크본체(31)의 외부에 배치되어 제1 습식중화장치(1)에 연결되고 다른 일부분이 제1 공간(321)에 배치되어 중화수(N)에 잠겨있을 수 있다. 이에, 제1 유입 배출관(33)은 제1 습식중화장치(1)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수(N)의 내부로 배출시킬 수 있다.
제2 유입 배출관(34)은 일부분이 탱크본체(31)의 외부에 배치되어 제2 습식중화장치(2)에 연결되고 다른 일부분이 제1 공간(321)에 배치되어 중화수(N)에 잠겨있을 수 있다. 이에, 제2 유입 배출관(34)은 제2 습식중화장치(2)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수(N)의 내부로 배출시킬 수 있다.
연결관(35)은 제1 공간(321)과 제2 공간(322)을 연결하여 중화수(N)와 반응을 마친 제1 공간(321) 내의 혼합가스를 제2 공간(322)으로 유입시킬 수 있다.
배기관(36)은 탱크본체(31)의 외부에 설치되어 제2 공간(322)과 연통되고, 제2 공간(322)에 수용된 혼합가스를 대기중으로 배출할 수 있다.
여과필터(37)는 제2 공간(322)에 배치되고, 제2 공간(322)에서 배기관(36)으로 유동되는 혼합가스를 여과할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여과필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 여과필터(37)는 제2 공간(322)에서 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스의 유동경로를 따라 다층구조로 배치되어 혼합가스를 다중으로 여과할 수 있다.
여과필터(37)는 제1 필터층(371) 및 제2 필터층(372)을 포함할 수 있다.
제1 필터층(371)은 제1 중량을 가지며 제2 공간(322)에서 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스를 1차적으로 여과할 수 있다.
제2 필터층(372)은 제1 필터층(371)과 동일한 물질로 형성되고, 제1 필터층(371)의 상부에 적층되어 제1 중량과 다른 제2 중량을 가질 수 있다.
더 자세하게는, 제1 필터층(371)의 중량 대비 제2 필터층(372)의 중량의 상대비는 2:1 일 수 있다.
그리고, 제2 필터층(372)은 제1 필터층(371)을 통과하여 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스를 2차적으로 여과할 수 있다.
즉, 혼합가스는 제2 필터층(372)에 비해 상대적으로 더 두꺼운 층을 가지는 제1 필터층(371)을 통과하면서 1차적으로 여과된 후, 제1 필터층(371)에 비해 상대적으로 다 얇은 층을 가지는 제2 필터층(372)을 통과하면서 2차적으로 여과되어 유해가스를 완전히 제거할 수 있다.
여기서, 여과필터(37)는 제올라이트(zeolite) 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제올라이트 물질은 비정질 형태의 다공성 구리-망간 산화물과 첨착 활성탄을 1:1로 배합(중량비)한 펠렛형 복합 활성흡착제일 수 있다.
이에, 혼합가스가 여과필터(37)를 통과하면서 혼합가스 내의 유해가스가 여과필터(37)에 흡착될 수 있다.
여기서, 유해가스라 함은 산성 또는 알칼리성 악취가스일 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 제2 공간(322)에는 여과필터(37)를 지지하고, 제2 공간(322) 내에 미리 설정된 가스 유동 경로를 형성하여 제2 공간(322)으로 유입된 혼합가스가 여과필터(37)를 통과한 후 배기관(36)으로 배출되도록 하는 가이드 구조물(미도시)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드 구조물은 내부에 여과필터(37)가 수용되는 관형의 프레임부와, 여과필터(37)의 하단부를 지지하는 매쉬망과, 매쉬망의 단부에 배치되고, 회전력을 발생시켜 제2 공간(322)의 혼합가스를 프레임부의 내부로 유입시키는 가스 유입 팬을 포함할 수 있다.
또한, 제2 공간(322)에는 연결관(35)을 통해 제2 공간(322)으로 유입되어 상술한 여과필터(37) 측으로 유동되는 혼합가스에 미스트 형태의 물을 분사하는 분무부(미도시)가 더 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제3 습식중화장치(3)는 게이지(38) 및 복수의 드레인 밸브(39)를 더 포함할 수 있다.
게이지(38)는 탱크본체(31)의 외면에 설치되어 제1 공간(321)과 연통되고, 제1 공간(321)에 저장된 중화수(N)의 용량을 표시하도록 구성될 수 있다.
복수의 드레인 밸브(39)는 탱크본체(31)의 하부에 복수로 배치되어 일부분은 제1 공간(321)과 연통되고, 다른 일부분은 제2 공간(322)과 연통되고, 제1 공간(321) 및 제2 공간(322)의 내부에 수용된 물질을 외부로 배출해야할 경우 개방하여 사용할 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 제1 공간(321)은 복수로 구획되고, 각 공간에는 중화수(N)가 저장될 수 있다. 그리고, 복수로 구획된 공간들은 상호 연결될 수 있다.
이에, 제1 공간(321)으로 유입된 혼합가스는 복수의 공간 내에 수용된 중화수(N)와 다중으로 반응된 후 제2 공간(322)으로 유입되어 암모니아 저감 효율이 극대화될 수 있다.
예를 들어, 제1 공간(321)의 내부에는 제1 공간(321)의 내부공간을 탱크본체(31)의 길이방향을 따라 복수로 구획하는 복수의 보조 구획판(미도시) 및 복수의 보조 구획판에 설치되어 제1 공간(321) 내의 구획공간들을 연결하고 이전 공간에서 중화수(N)를 통과한 혼합가스를 유입하여 다음 공간에 저장된 중화수(N) 내로 배출하는 복수의 보조 안내관(미도시)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000)는 제1 습식중화장치(1)와 가스 돔(GD)을 연결하는 제1 배관라인(4)과, 제2 습식중화장치(2)와 리퀴드 돔(LD)을 연결하는 제2 배관라인(5)과, 제1 습식중화장치(1)와 제3 습식중화장치(3)를 연결하는 제3 배관라인(6)과, 제2 습식중화장치(2)와 제3 습식중화장치(3)를 연결하는 제4 배관라인(7)을 포함할 수 있다,
예를 들어, 제1 내지 제4 배관라인(4, 5, 6, 7)은 각각 혼합가스를 미리 설정된 경로로 안내하는 배관 조립체와, 배관 조립체의 일 구간에 배치되어 배관 조립체 내부의 유로의 개폐량을 조절하는 밸브 조립체를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 습식중화장치에 펌프유닛이 연결된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000)는 펌프유닛(8)을 더 포함할 수 있다.
펌프유닛(8)은 리퀴드 돔(LD) 및 제2 습식중화장치(2) 사이에 배치되고, 리퀴드 돔(LD)의 외부로 혼합가스를 배출시켜 제2 습식중화장치(2)로 유입시킬 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 화물창(C)의 가스 누설검사 후 배출되는 혼합가스를 복수의 습식중화장치를 통해 다중으로 연속 중화하므로, 혼합가스 내의 암모니아 농도를 현저히 저감할 수 있고, 이를 통해 대기오염을 최소화함은 물론, 작업자들이 유해물질에 노출되는 것을 최소화하여 작업자의 안전을 담보할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1000. 암모니아 가스의 농도 저감 장치
1. 제1 습식중화장치 2. 제2 습식중화장치
3. 제3 습식중화장치 31. 탱크본체
32. 구획판 321. 제1 공간
322. 제2 공간 33. 제1 유입 배출관
34. 제2 유입 배출관 35. 연결관
36. 배기관 37. 여과필터
371. 제1 필터층 372. 제2 필터층
38. 게이지 39. 복수의 드레인 밸브
4. 제1 배관라인 5. 제2 배관라인
6. 제3 배관라인 7. 제4 배관라인
8. 펌프유닛 C. 화물창
GD. 가스 돔 LD. 리퀴드 돔
W. 물 N. 중화수
1. 제1 습식중화장치 2. 제2 습식중화장치
3. 제3 습식중화장치 31. 탱크본체
32. 구획판 321. 제1 공간
322. 제2 공간 33. 제1 유입 배출관
34. 제2 유입 배출관 35. 연결관
36. 배기관 37. 여과필터
371. 제1 필터층 372. 제2 필터층
38. 게이지 39. 복수의 드레인 밸브
4. 제1 배관라인 5. 제2 배관라인
6. 제3 배관라인 7. 제4 배관라인
8. 펌프유닛 C. 화물창
GD. 가스 돔 LD. 리퀴드 돔
W. 물 N. 중화수
Claims (9)
- 화물창(C)에 배치된 가스 돔(GD)에 연결되고, 상기 가스 돔(GD)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물(W)과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제1 습식중화장치(1);
상기 화물창(C)에 배치된 리퀴드 돔(LD)에 연결되고, 상기 리퀴드 돔(LD)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 물(W)과 반응시킨 후 외부로 배출하도록 구성되는 제2 습식중화장치(2); 및
상기 제1 습식중화장치(1) 및 상기 제2 습식중화장치(2)에 연결되고, 상기 제1 습식중화장치(1) 및 상기 제2 습식중화장치(2) 중 적어도 어느 하나에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 중화수(N)와 반응시키며, 상기 중화수(N)와 반응을 마친 혼합가스를 여과하여 외부로 배출하도록 구성되는 제3 습식중화장치(3)를 포함하고,
상기 중화수(N)는 물과 유용미생물(Effective Microorganisms)을 포함하며,
상기 제3 습식중화장치(3)는 폐쇄 구조로 형성되는 탱크본체(31),
상기 탱크본체(31)의 내부에 설치되어 상기 탱크본체(31)의 내부공간을 제1 공간(321) 및 제2 공간(322)으로 구획하는 구획판(32),
일부분은 상기 탱크본체(31)의 외부에 배치되어 상기 제1 습식중화장치(1)에 연결되고 다른 일부분은 상기 제1 공간(321)에 배치되어 상기 중화수(N)에 잠겨있으며 상기 제1 습식중화장치(1)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 상기 중화수(N)의 내부로 배출시키는 제1 유입 배출관(33),
일부분은 상기 탱크본체(31)의 외부에 배치되어 상기 제2 습식중화장치(2)에 연결되고 다른 일부분은 상기 제1 공간(321)에 배치되어 상기 중화수(N)에 잠겨있으며 상기 제2 습식중화장치(2)에서 배출된 혼합가스를 내부로 유입시켜 상기 중화수(N)의 내부로 배출시키는 제2 유입 배출관(34),
상기 제1 공간(321)과 상기 제2 공간(322)을 연결하여 상기 중화수(N)와 반응을 마친 혼합가스를 상기 제2 공간(322)으로 유입시키는 연결관(35),
상기 탱크본체(31)의 외부에 설치되어 상기 제2 공간(322)과 연통되고 상기 제2 공간(322)에 수용된 혼합가스를 대기중으로 배출하는 배기관(36),
및 상기 제2 공간(322)에 배치되고 상기 제2 공간(322)에서 상기 배기관(36)으로 유동되는 혼합가스를 여과하는 여과필터(37)를 포함하고,
상기 여과필터(37)는 상기 제2 공간(322)에서 상기 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스의 유동경로를 따라 다층구조로 배치되어 혼합가스를 다중으로 여과하도록 구성되는 제올라이트(zeolite) 물질로 형성되며,
상기 여과필터(37)는 제1 중량을 가지며 상기 제2 공간(322)에서 상기 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스를 1차적으로 여과하는 제1 필터층(371),
및 상기 제1 필터층(371)의 상부에 적층되어 상기 제1 중량과 다른 제2 중량을 가지며 제1 필터층(371)을 통과하여 상기 배기관(36)을 향해 유동되는 혼합가스를 2차적으로 여과하는 제2 필터층(372)을 포함하고,
상기 제1 중량과 상기 제2 중량의 상대비는 2:1 이며,
상기 제3 습식중화장치(3)는,
상기 탱크본체(31)의 외면에 설치되어 상기 제1 공간(321)과 연통되고 상기 제1 공간(321)에 저장된 상기 중화수(N)의 용량을 표시하도록 구성되는 게이지(38),
및 상기 탱크본체(31)의 하부에 복수로 배치되어 일부분은 상기 제1 공간(321)과 연통되고 다른 일부분은 상기 제2 공간(322)과 연통되는 복수의 드레인 밸브(39)를 더 포함하고,
상기 리퀴드 돔(LD) 및 상기 제2 습식중화장치(2) 사이에 배치되고 상기 리퀴드 돔(LD)의 외부로 혼합가스를 배출시켜 상기 제2 습식중화장치(2)로 유입시키는 펌프유닛(8)을 더 포함하며,
상기 중화수(N) 내에 투입되는 유용미생물은 20%의 농도(중량비)로 투입되고,
상기 중화수(N)는 암모니아 가스의 용해율이 40%를 유지하도록 섭씨 30℃로 유지되며,
상기 유용미생물은 암모니아 자화성 유전자인 암모니아 모노옥시게나아제를 소유하고 있는 Nitrosomonas europaea, Nitrosospira 속 균주 및 Paracoccus denitrificans이고,
상기 제올라이트 물질은 비정질 형태의 다공성 구리-망간 산화물과 첨착 활성탄을 1:1로 배합(중량비)한 펠렛형 복합 활성흡착제이며,
상기 제2 공간(322)에는 여과필터(37)를 지지하고 제2 공간(322) 내에 미리 설정된 가스 유동 경로를 형성하여 제2 공간(322)으로 유입된 혼합가스가 여과필터(37)를 통과한 후 배기관(36)으로 배출되도록 하는 가이드 구조물이 배치되며,
상기 가이드 구조물은 내부에 여과필터(37)가 수용되는 관형의 프레임부와,
상기 여과필터(37)의 하단부를 지지하는 매쉬망,
매쉬망의 단부에 배치되고 회전력을 발생시켜 제2 공간(322)의 혼합가스를 프레임부의 내부로 유입시키는 가스 유입 팬을 포함하고,
상기 제2 공간(322)에는 연결관(35)을 통해 제2 공간(322)으로 유입되어 상기 여과필터(37) 측으로 유동되는 혼합가스에 미스트 형태의 물을 분사하는 분무부가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치(1000). - 삭제
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| KR1020230064084A KR102600898B1 (ko) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | Lng 운반선의 화물창에 대한 가스 누설검사시 사용된 암모니아 가스의 농도 저감 장치 |
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| KR (1) | KR102600898B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100716550B1 (ko) * | 2006-07-14 | 2007-05-09 | 고려검사주식회사 | 기밀 내부공간을 갖춘 압력구조물의 누설검사장치 |
| KR20120134193A (ko) * | 2011-06-01 | 2012-12-12 | 주식회사 삼영검사엔지니어링 | 압축가스 저장탱크의 휴대용 기밀 누설 검사 장치 및 방법 |
| KR101477839B1 (ko) | 2010-11-15 | 2014-12-30 | 현대중공업 주식회사 | 국제해사기구 규정 Ｔｙｐｅ Ａ방식 독립형 ＬＮＧ운반선의 화물창 |
| KR101768882B1 (ko) * | 2016-08-05 | 2017-08-17 | 김지영 | 공기 정화 장치 |
-
2023
- 2023-05-18 KR KR1020230064084A patent/KR102600898B1/ko active IP Right Grant
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