KR20140009324A - 해양 선박에서 배기 가스 처리를 위한 스크러버 시스템 및 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법 - Google Patents

해양 선박에서 배기 가스 처리를 위한 스크러버 시스템 및 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 선체 (2) 를 갖고 배기 가스 소스 (4) 를 포함하는 해양 선박 (1) 에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템 (8) 으로서, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 및 제 2 스크러버 유닛 (8.2), 상기 제 1 스크러버 유닛의 배기 가스 입구 (16) 및 상기 제 2 스크러버 유닛의 배기 가스 출구 (26) 및 상기 제 1 스크러버 유닛을 상기 제 2 스크러버 유닛에 연결하는 제 2 도관부 (14), 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 및 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 를 포함하는 상기 스크러버 시스템 (8) 에 있어서, 상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는 상기 해양 선박의 수선 아래 상기 선체 (2) 의 외부에 대한 제 1 연결부를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하고, 상기 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는 상기 해양 선박 내 담수 소스 (48) 를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하는 스크러버 시스템 (8) 에 관한 것이다. 또한 본 발명은 해양 선박의 스크러버 시스템 (8) 에서 배기 가스를 처리하는 방법에 관한 것이다.

Description

해양 선박에서 배기 가스 처리를 위한 스크러버 시스템 및 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법{A SCRUBBER SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GAS IN A MARINE VESSEL AND METHOD OF TREATING EXHAUST GAS IN SCRUBBER SYSTEM OF A MARINE VESSEL}
본 발명은 물 기반 용액 (water based solution) 으로 해양 선박에서 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템에 관한 것이며, 해양 선박은 선체를 갖고 해양 선박에 배기 가스 소스를 포함하며, 스크러버 시스템은 제 1 스크러버 유닛 및 제 2 스크러버 유닛, 제 1 스크러버 유닛의 배기 가스 입구 및 제 2 스크러버 유닛의 배기 가스 출구 및 제 1 스크러버 유닛을 제 2 스크러버 유닛에 연결하는 제 2 도관부, 및 제 1 스크러빙 매체 순환로 및 제 2 스크러빙 매체 순환로를 포함한다.
또한 본 발명은 물 기반 용액으로 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법에 관한 것이며, 해양 선박은 해양 선박에 배기 가스 소스를 포함하며, 이 방법에서 배기 가스는 제 1 스크러빙 매체에 의해서 제 1 스크러버 유닛에서 그리고 제 2 스크러빙 매체에 의해서 제 2 스크러버 유닛에서 계속적인 방식으로 처리된다.
디젤 엔진들과 같은 내연 유닛들로부터의 배기 가스를 스크러빙하기 위한 스크러버 유닛들이 어느 정도 해양 선박들 상에서 이용되어 오고 있다. 배기 가스는, 알칼리 세척 용액과 같은 스크러빙 매체가 배기 가스 내로 분무되어 알칼리 성분들이 배기 가스의 산성 성분들과 반응하는 스크러버 유닛 안으로 안내된다. 스크러빙 매체는 소위 프로세스 탱크로부터 종종 공급된다. 스크러빙 매체는 배기 가스 유동으로부터 SO2, 열 및 다른 성분들을 흡수한다. 스크러빙된 배기 가스는, 대기로 배출되기 전에, 해양 선박의 스택 (stack) 전에 배치된 액적 분리기를 통해서 안내된다. 예를 들어, 더 엄격해진 환경 규정들 때문에, 소위 2 단계 또는 다단계 스크러버 유닛들이 개발되어 오고 있다. 이러한 스크러버 유닛들에 있어서, 스크러빙 매체는 2 단계들 또는 다단계들에서 배기 가스 유동 안으로 분무되고 있다.
WO 2007/045721 A1 은, 엔진으로부터의 배기 가스들이 배기 가스 스크러버에 전달되어 적어도 주로 물에 의해서 세척되고 냉각되는 시스템에서 대형 과급식 내연 엔진, 특히 디젤 엔진의 배기 가스들을 처리하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 배기 가스들은 배기 가스들 중의 수증기를 응축하고 세정수를 회수하기 위해서 배기 가스 스크러버에서 냉각되고, 그리고 이와 같이 회수된 물은 엔진의 입구 공기에 공급된다. 배기 가스 스크러버에 있어서, 배기 가스들의 냉각은 적어도 두 단계들, 즉 연속적으로 배치된 세척 단계 및 냉각 단계에서 실시된다. WO 2007/045721 A1 은, 엔진과 그 시스템들이 배 또는 물에 놓이는 다른 구조체에 배치되는 경우에, 바람직하게는 해수가 열 교환기의 냉각 액체로서 그리고 유사하게 세척수로서 이용될 수도 있다는 점을 시사한다.
해양 설치물에 있어서, 스크러빙 매체는 담수 또는 해수, 즉 해양 선박을 부양시키는 물일 수 있다. 담수가 이용되는 경우에, 담수는 전형적으로 재순환되어, 동일한 물이 재이용될 수 있고, 블리드 오프 (bleed-off) 로 불리는 재순환된 담수의 일부는 메인 흐름으로부터 분기되고, 세정을 위한 처리 플랜트로 전달되고, 그리고 배 밖으로 배출된다. 이용된 물은 어떤 양의 새로운 채우는 담수에 의해서 보충된다. 해수의 경우에, 전형적으로 재순환이 일어나지 않으면서, 모든 이용된 물이 전형적으로 처리 플랜트에 전달되고, 배 밖으로 배출된다.
양 시스템들은 그들의 장점들과 단점들을 가지고 있다. 담수 시스템은 해수 질과 독립적으로 작동될 수 있으나 약간의 담수 및 몇 가지 화학 물질을 필요로 한다. 해수 시스템은 담수 및 화학 물질들을 필요로 하지 않으나, 성능이 해수 질에 의존된다.
동일한 스크러빙 시스템을 전체 시스템에서 스크러빙 매체를 바꿈으로써 2 개의 상이한 작동 모드들에서 이용하는 것이 가능하다. 즉, 우세한 조건들에 의존하여, 전체 시스템이 때때로 담수에 의해서 작동되고, 때때로 해수에 의해서 작동된다. 만약 스크러빙의 목적이 주로 배기 가스들 중의 SOx 함량 감소라면, 일부 경우에 있어서, 사용중인 연료의 황 함량이 충분히 낮다면 제 3 작동 모드, 즉 정지된 스크러빙 시스템이 또한 가능하다. 이러한 하이브리드 스크러버들에 있어서, 전체 시스템은, 고농도 염화물들을 포함하는 해수를 이용할 때, 고온과 결합된 우세한 부식 조건들에 저항하는 재료로 만들어질 필요가 있다. 또한, 이러한 시스템들은, 담수 모드에서 작동될 때, 해수의 화학 물질 절약 스크러빙 효과를 부분적으로 이용할 수도 없다.
본 발명의 목적은, 상기 문제들을 최소화하고 담수 스크러빙 및 해수 스크러빙의 결합된 이점들을 갖는 효율적인 2 단계 스크러빙 시스템 및 방법을 제공하는, 물 기반 용액으로 해양 선박에서 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템을 달성하는 것이다.
본 발명의 기본 사상은, 분리되게 배치된 해수 기반 용액을 이용하는 제 1 스크러버 유닛 및 분리되게 배치된 담수 기반 용액을 이용하는 제 2 스크러버 유닛을 스크러버 시스템에 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은, 선체를 갖고 배기 가스 소스를 포함하는 해양 선박에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템으로서, 제 1 스크러버 유닛 및 제 2 스크러버 유닛, 상기 제 1 스크러버 유닛의 배기 가스 입구 및 상기 제 2 스크러버 유닛의 배기 가스 출구 및 상기 제 1 스크러버 유닛을 상기 제 2 스크러버 유닛에 연결하는 제 2 도관부, 제 1 스크러빙 매체 순환로 및 제 2 스크러빙 매체 순환로를 포함하는 스크러버 시스템에 의해서 만족된다. 제 1 스크러빙 매체 순환로는 해양 선박의 수선 아래 선체의 외부에 대한 제 1 연결부를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하고, 그리고 제 2 스크러빙 매체 순환로는 해양 선박 내 담수 소스를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하는 것을 본 발명은 특징으로 한다.
이것은, 필요한 배기 가스의 세정을 완료하기 위해서, 제 1 스크러버 유닛에서 이용되는 용이하게 얻을 수 있는 해수 및 제 2 스크러버 유닛에서 스크러빙하는데 기반이 되는 담수의 유리한 스크러빙 효과를 이용하는 이점을 제공한다. 따라서 배기 가스 배출 규정들을 충족시키기 위해서 요구되는 세정이 최적화된 방식으로 충족될 수도 있다.
바람직하게는, 제 1 스크러버 유닛은 배기 가스 유동의 방향으로 제 2 스크러버 유닛 전에 배치된다.
유리하게는, 제 1 스크러빙 매체 순환로에서 이용되는 스크러빙 용액 중의 물 성분은 단지 해수 기반이고 그리고 제 2 스크러빙 매체 순환로에서 이용되는 스크러빙 용액 중의 물 성분은 단지 담수 기반이다. 따라서, 제 1 스크러빙 매체 순환로는 선체의 외부에 대한 제 1 연결부로부터의 단일의 물 소스를 구비하고 그리고 제 2 스크러빙 매체 순환로는 해양 선박 내 담수 소스로부터의 단일의 물 소스를 구비한다.
따라서 본 발명의 유리한 실시형태에 따르면, 해수 기반 용액은 순수한 해수이거나 또는 일부 조건에서는 알칼리가 첨가된 해수이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 스크러빙 매체 순환로는, 제 2 스크러빙 매체로부터의 열을 제 1 스크러빙 매체로 전달하는 열 전달 시스템을 구비한다.
바람직하게는, 열 전달 시스템은, 온도 제어 목적을 위해서, 제 1 스크러빙 매체 순환로의 펌프의 압력 측으로부터 배 밖으로, 또는 부분적으로 펌프의 흡입 측에 이어지는 순환로를 포함하고, 상기 순환로는 제 1 측이 순환로에 연결되고 제 2 측이 제 2 스크러빙 매체 순환로에 연결되는 열 교환기를 구비한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 스크러버 유닛은, 제 1 스크러버 유닛의 상류 및 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프에 배치된 폐쇄 밸브로부터 하류에 제 1 스크러빙 매체 순환로의 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프에 담수 공급부 및 압축 공기 공급부를 구비한다. 이것은 시스템이 이용 중이 아닐 때 시스템을 세척하는 수단을 제공한다.
담수 공급부 및 압축 공기 공급부 모두는 제어 밸브를 구비하고 그리고 담수 공급부 및 압축 공기 공급부는 담수 소스 및 압축 공기 소스에 각각 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 스크러빙 매체 순환로 및 제 2 스크러빙 매체 순환로는 제 1 스크러빙 매체 중의 불순물들의 적어도 일부를 분리하는 분리 장치를 포함한다.
또한 본 발명의 목적들은, 배기 가스 소스를 포함하는 해양 선박의 스크러버 시스템에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하는 방법으로서, 배기 가스는, 제 1 스크러빙 매체에 의해서 제 1 스크러버 유닛에서 그리고 제 2 스크러빙 매체에 의해서 제 2 스크러버 유닛에서 연속적인 방식으로 처리되는 상기 방법에 의해서 충족된다. 배기 가스는 해수 기반 스크러빙 매체에 의해서 제 1 스크러버 유닛에서 처리되고 그리고 배기 가스는 담수 기반 스크러빙 매체에 의해서 제 2 스크러버 유닛에서 처리되는 것을 본 발명은 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 배기 가스는 해수 기반 스크러빙 매체에 의해서 제 1 스크러버 유닛에서 먼저 처리되고 그리고 이후에 배기 가스는 담수 기반 스크러빙 매체에 의해서 제 2 스크러버 유닛에서 처리된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 2 스크러빙 매체는 제 1 스크러빙 매체 순환로를 이용함으로써 냉각된다. 바람직하게는 제 2 스크러빙 매체는 제 2 스크러빙 매체로부터의 열을 제 1 스크러빙 매체에 전달함으로써 냉각된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 스크러빙 매체 및 제 2 스크러빙 매체로부터 불순물들 중 적어도 일부가 분리된다.
바람직하게는 제 1 스크러버 유닛 및 제 2 스크러버 유닛으로부터의 불순물들이 공통의 유지 탱크에서 합쳐진다.
이하에서 본 발명이 수반된 개략적 도면들을 참조하여 예시의 방식으로 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 해양 선박에서 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템을 도시하고,
도 2 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 해양 선박에서 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템을 도시하고,
도 3 은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 해양 선박에서 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템을 도시한다.
도 1 은 선체 (2), 배기 가스 소스로서, 이 경우에 내연 엔진인 기계 장치 (4) 를 구비하는 해양 선박 (1) 을 도시한다. 또한 기계 장치는, 대기로 배출되기 전에 스크러빙을 필요로 하는 고온 가스를 또한 생성하는 보일러 등일 수도 있다. 또한 해양 선박은 당연히 추진 시스템 (도시 안됨) 을 구비한다. 또한 해양 선박 (1) 은 스크러버 시스템 (8) 이 배치되는 배기 가스 도관 장치 (6) 를 포함한다. 배기 가스 도관 장치 (6) 는 연소 엔진 (4) (배기 가스 소스) 으로부터 스크러버 시스템 (8) 까지 이어지는 제 1 도관부 (10) 를 포함한다. 스크러버 시스템에서 처리된 배기 가스는 배기 도관 (12), 즉 제 3 도관부에 의해서 해양 선박의 스택을 통해서 대기로 배출된다.
스크러버 시스템 (8) 은 분리되게 배치된 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 및 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 및 이들 사이의 제 2 도관부 (14) 를 포함한다. 제 1 스크러버 유닛 및 제 2 스크러버 유닛은 연속적으로 서로 인접하여 배치된다.
제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 제 1 배기 가스 입구 (16) 및 제 1 배기 가스 출구 (18) 를 구비한다. 제 1 도관부 (10) 는 제 1 배기 가스 입구 (16) 에 연결되고 제 2 도관부 (14) 는 제 1 배기 가스 출구 (18) 에 연결된다. 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 은 제 2 배기 가스 입구 (24) 및 제 2 배기 가스 출구 (26) 를 구비한다. 제 1 도관부 (10) 는 제 1 배기 가스 입구 (16) 에 연결되고 제 2 도관부 (14) 는 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 제 1 배기 가스 출구 (18) 에 그리고 제 2 배기 가스 입구 (24) 에 연결된다.
또한 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 를 구비한다. 제 1 스크러빙 매체 순환로는, 가스 입구 (16) 와 같은 제 1 스크러버 유닛의 단부에서 제 1 스크러빙 매체 입구 (28) 및 제 1 스크러버 유닛의 가스 입구 (16) 에 대향 단부에서 제 1 스크러빙 매체 출구 (30) 에 의해서 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에 연결된다. 바람직하게는 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 그 입구 단부가 실질적으로 상향인 수직 위치로 배치된 벤튜리 스크러버이다.
제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는, 해양 선박의 수선 아래 선체 (2) 의 외부에 대한 제 1 연결부로 구성된 스크러빙 용액의 소스 (32) 를 구비한다. 따라서 제 1 스크러빙 용액은 해수이다. 바람직하게는 연결부는 선체의 바닥부에 배치된다. 유리하게는 해양 선박은 해수 상자 (33) 또는 대응하는 관통부를 구비하고 이로부터 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 스크러빙 매체 입구 (28) 까지 연장된다. 또한 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는, 스크러빙 매체 출구 (30) 를 선체 (2) 의 외부에 대한 제 2 연결부에 연결하는 제 1 리턴 파이프 (38) 를 구비한다. 제 1 스크러빙 매체, 즉 해수가 바다로 다시 돌려 보내지기 전에 이 중의 불순물들 중 적어도 일부를 분리하는 분리 장치 (42) 등이 리턴 파이프 (38) 에 배치될 수도 있다. 분리 장치 (42) 는 분리된 불순물들을 위한 탱크 (44) 에 연결될 수도 있다.
제 1 순환 펌프 (36) 는, 해수가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 안에 공급되도록 해수의 압력을 증가시키기 위해서 공급 파이프 (34) 에 배치된다.
별개로 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 은 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 를 구비한다. 제 2 스크러빙 매체 순환로는 제 2 스크러빙 매체 입구 (50) 및 제 2 스크러빙 매체 출구 (52) 에 의해서 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 에 연결된다. 바람직하게는 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 은 스크러버 챔버 (56) 에 충전층 (packed bed) (54) 을 구비한다. 따라서 제 2 스크러버 유닛은 배기 가스 유동 저항, 중량, 사이즈 및 또한 비용을 최소화하면서 효율적인 작동을 제공한다.
제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는 해양 선박 (1) 에 담수 소스 (48) 를 구비한다. 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는, 담수 소스 (48) 가 안으로 연결되는 중간 탱크 (59) 를 포함한다. 스크러버 챔버 (56) 내 충전층 (54) 위의 제 2 스크러빙 매체 입구 (50) 에 연장되는 제 2 스크러빙 매체 공급 파이프 (60) 가 배치된다. 또한 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는, 제 2 스크러빙 매체 출구 (52) 를 중간 탱크 (59) 에 연결하는 제 2 리턴 파이프 (62) 를 구비한다. 중간 탱크 (59) 는 스크러빙 매체의 수집기로서 작동되고, 그리고 스크러버 공간은 내부에 액체 표면이 없도록, 즉 공간이 드라이 섬프 (dry sump) 를 가질 수도 있다. 또한 중간 탱크는, 제 2 스크러빙 매체 중의 불순물들의 적어도 일부를 분리하는 분리 장치로서 작동된다.
중간 탱크 (59) 는, 제 2 스크러빙 매체 순환로 중의 불순물들이 추가 공정으로 제거되기 전 임시 보관을 위해서 안으로 전달될 수도 있는 유지 탱크 (64) 에 연결된다.
제 2 스크러버 유닛 (8.2) 안에 담수를 공급하도록 담수의 압력을 증가시키기 위해서 제 2 공급 파이프 (60) 에 제 2 순환 펌프 (66) 가 배치된다. 또한, 제 2 공급 파이프 (60) 는 알칼리 화학 물질 소스 (68) 에 연결되며, 이를 통해서 알칼리 화학 물질이 담수 안에 주입되어 스크러빙 성능을 향상시킬 수도 있다. 제 2 공급 파이프 (60) 는 중간 탱크 (59) 로부터 제 2 스크러빙 매체 입구 (50) 까지 연장된다.
상기로부터 분명해지는 바와 같이 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는 해양 선박의 수선 아래 선체 (2) 의 외부에 대한 제 1 연결부로 구성된 스크러빙 용액의 소스를 구비하고, 그리고 제 2 스크러빙 매체 순환로는 해양 선박 내 담수 소스로 구성된 스크러빙 용액 소스를 구비한다. 따라서 바람직하게는 제 1 스크러빙 용액은 오로지 해수 기반이고 제 2 스크러빙 용액은 오로지 담수 기반 스크러빙 용액이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 드라이하게, 즉 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 를 작동하지 않으면서 작동된다. 이 경우에 제 2 부분은, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 비작동적 상태를 보상하고 따라서 필요한 전체 스크러빙 성능을 제공하는 향상된 작동 모드로 작동된다. 이것은 알칼리 화학 물질 소스로부터 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 안으로 세정제를 공급함으로써 달성된다. 세정제는, 제 2 스크러빙 매체의 스크러버 공간 (56) 안으로 도입 전에 제 2 스크러빙 매체 안으로 주입된다.
도 2 에 본 발명의 다른 실시형태가 도시된다. 다른 실시형태는 도 1 의 실시형태와 상당한 정도로 유사하고 따라서 대응하는 구성요소들에 동일한 도면 부호들이 이용된다. 또한, 도 2 에 도시된 장치의 작동은, 이하 달리 설명되지 않으면 도 1 에 도시된 장치에 대응된다.
도 2 의 실시형태에서, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 입구 측을 제 1 스크러버 유닛의 출구 측에 제어가능하게 연결하는 바이 패스 도관부 (10') 를 구비한다. 제어가능한 연결부를 제공하기 위해서 제 1 도관부 (10) 는 배기 가스 입구 (16) 상류 그리고 바이 패스 도관부 (10') 의 분지점으로부터 하류에 제 1 밸브 (70) 를 구비한다. 또한, 제 2 밸브 (72) 가 바이 패스 공급 도관에 배치된다. 실제로 이것은 제 1 스크러버 유닛이 작동되지 않고 배기 가스가 제 1 스크러버 유닛을 바이 패스할 수도 있도록 스크러버 시스템을 작동시키는 것이 가능하다. 상기 2 개의 밸브들 (71, 72) 대신에, 또한 하나의 3방 밸브가 이용될 수도 있다. 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 안으로 도입되는 해수의 유동을 제어하거나 폐쇄하기 위해서 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 는 밸브 (102) 를 구비한다. 밸브 (102) 는, 예를 들어 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 이 바이 패스될 때, 폐쇄될 수도 있다. 펌프 (36) 는 여전히 작동되어 열 전달 시스템 (80) 으로 제 2 스크러빙 매체의 냉각을 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 가 작동 상태가 되지 않는 한 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 이를 통해서 유동되는 고온 배기 가스들의 영향을 견딜 정도로 내열성을 갖지 않는 재료로 구성된다. 제 1 스크러빙 매체는 배기 가스들 보다 상당히 낮은 온도이고 따라서 제 1 스크러빙 매체의 존재는 배기 가스들 및 제 1 스크러버 유닛의 구성체를 냉각시킨다. 본 발명의 실시형태에 따르면 바이 패스 도관부 (10') 는, 제 1 스크러버 유닛이 비작동적이거나 또는 달리 작동되지 않을 때 이용되고, 즉 제 1 밸브 (71) 가 폐쇄되고 제 2 밸브 (72) 가 개방된다.
그러나, 제 1 스크러버 유닛은 배기 가스들 및 제 1 스크러빙 매체의 화학적 침식에 저항성이 있다. 제 1 스크러버 유닛은 유리 강화 플라스틱 (GRP) 유닛일 수도 있고, 이런 경우에 스크러버 유닛은 화학적으로 내구적이나 열 저항성은 한정되고 따라서 바이 패스 도관부 (10') 는, 만약 GRP 의 제 1 스크러버 유닛이 작동되지 않으면서 스크러버 시스템 (8) 이 작동된다면, 반드시 이용되어야 한다.
도 2 의 실시형태로부터 도시될 수 있는 바와 같이, 스크러버 시스템 (8) 은, 바람직하게는 스크러버 유닛들 후에 배치되어 상당히 저온 환경에서 작동될 수도 있는 팬 (70) 또는 팬들을 포함할 수도 있다. 이 경우에 있어서, 엔진 (4) 에 의해서 생성된 압력은 시스템 내 가스 유동이 지속되고 엔진의 배압이 미리 결정된 레벨로 유지되도록 팬 (70) 에 의해서 지원된다. 도 1 의 실시형태에서, 팬은 도시되지 않으며, 이 경우에 엔진 (4) 에 의해서 생성된 압력만이 시스템의 가스 유동을 유지하기 위해서 이용되고 이는 시스템 (8) 의 상이한 치수화를 요구한다.
또한 도 2 의 실시형태에 있어서, 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는, 제 2 스크러빙 매체 순환로 중의 불순물들이 추가 공정으로 제거되기 전 임시 보관을 위해서 안으로 전달될 수도 있는 유지 탱크 (64) 에 연결된 중간 탱크 (59) 를 포함한다. 도 2 의 실시형태에서, 제 1 스크러버 유닛의 분리된 불순물들을 위한 탱크 (44) 는 유지 탱크 (64) 에 연결되어 제 1 스크러버 유닛 및 제 2 스크러버 유닛으로부터의 불순물들이 합쳐진다. 이 경우에, 탱크 (44) 는 또한 생략될 수도 있다.
또한 도 2 는 본 발명의 실시형태를 도시하며 이 실시형태에 따르면 제 2 스크러빙 매체가 제 1 스크러빙 매체 순환로를 이용하여, 즉 제 2 스크러빙 매체로부터 제 1 스크러빙 매체까지 적어도 부분적으로 열을 전달함으로써 냉각된다. 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 중의 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 는, 열 교환기 (82) 를 구비하며 온도 제어 목적들을 위해서 펌프 (36) 의 압력 측으로부터 배 밖으로 또는 부분적으로 펌프의 흡입 측으로 이어지는 순환로 및 열 전달 시스템 (80) 을 구비한다. 열 교환기 (82) 의 제 1 측은 제 1 스크러빙 매체 순환로의 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 에 연결되고 그리고 열 교환기의 제 2 측은 제 2 스크러빙 매체 공급 파이프 (60) 에 연결된다. 순환로는, 냉각 효과를 제어할 수도 있는 제어 장치 (84) 를 더 구비한다. 제어 장치 (84) 는, 열 교환기 (82) 에서 가열된 후에 펌프 (36) 의 흡입 측으로 매체의 전부 또는 일부가 다시 지향되도록 하는 3방 밸브 (84) 를 포함한다.
도 3 에 본 발명의 또 다른 실시형태가 도시된다. 이 실시형태는 도 1 및 도 2 의 실시형태에 상당한 정도로 유사하고 따라서 대응하는 구성요소들에 동일한 도면 부호들이 이용된다. 또한, 도 3 에 도시된 장치의 작동은, 달리 아래에 구체적으로 설명되지 않으면 도 1 및 도 2 에 도시된 실시형태에 대응한다.
먼저, 도 3 의 실시형태에 있어서, 제 2 스크러빙 매체 (22) 로부터의 열을 순환로 (20) 의 제 1 스크러빙 매체에 전달할 수도 있는 열 전달 시스템 (80) 은, 제 1 측이 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 에 연결되고 제 2 측이 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 에 연결되는 열 교환기 (82) 를 포함한다. 제 2 순환로는, 열 전달을 제어할 수도 있는 제어 장치, 즉 3방 밸브 시스템 (84') 을 더 구비한다.
도 3 의 실시형태에 있어서, 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 은 ? 섬프 (wet sump) 를 포함하고, 즉 제 2 스크러빙 매체의 표면이 스크러버 공간 (54) 내에서 유지된다. 이 방식에서 별개의 중간 탱크 (59) 는 반드시 필요하지는 않다.
중간 탱크 (59) 또는 유지 탱크 또는 탱크 (44) 중 어느 하나 또는 전부가 저장된 물질의 pH 를 균형잡기 위해서 알칼리 투여 장치들과 같은 pH 제어 시스템 (도시 안됨) 을 구비할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은, 유닛 내 밸브 (102) 로부터 하류의 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 에 담수 공급부 (88) 및 압축 공기 공급부 (94) 를 구비한다. 담수 공급부 (88) 는 물 제어 밸브 (90) 를 구비하고 그리고 압축 공기 공급부 (94) 는 공기 제어 밸브 (96) 를 구비한다. 담수 공급부와 압축 공기 공급부는 담수 소스 (92) 및 압축 공기 소스 (100) 에 각각 연결된다. 담수 공급부의 제 2 담수 소스는 도면 부호 48 로 표시된 동일한 담수 소스일 수도 있다.
이 경우 정상 작동 스테이지 중에 해수 기반 스크러빙 매체가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 안으로 공급되고 그리고 밸브 (71) 는 개방되어, 배기 가스는 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에서 스크러빙된다. 이제, 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 셧 다운 과정 중에 밸브 (71) 가 폐쇄되고 즉시 밸브 (72) 가 개방되고 그리고 바이 패스 도관부 (10') 가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 을 바이 패스하기 위해서 이용된다. 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 의 셧 다운 과정의 다음 단계에서, 밸브 (102) 는 폐쇄되고 담수 공급부 (88) 가 활성화된다. 담수 공급부 (88) 를 활성화하는 것은, 적어도 담수 소스가 담수 공급부 (88) 에 연결되도록 물 제어 밸브 (90) 를 개방하는 단계를 포함한다. 이제 담수가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에 도입되어 담수로 관련된 표면들 및 구성요소들이 씻겨진다. 이 방식으로 제 1 스크러버 유닛 내 스케일링 형성은 최소화된다. 이어서 압축 공기 공급부 (94) 가 활성화되고 그리고 담수 공급부 (88) 는 비활성화된다. 압축 공기 공급부 (94) 를 활성화하는 것은, 적어도 압축 공기 소스가 압축 공기 공급부 (94) 에 연결되도록 공기 제어 밸브 (96) 를 개방하는 단계를 포함한다. 이제 압축된 공기가 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에 도입된다. 적어도 이 스테이지에서, 담수 공급부가 물 제어 밸브 (90) 를 폐쇄함으로써 폐쇄된다. 이 방식으로 제 1 스크러버 유닛 내 스케일링 형성은 더욱 효과적으로 최소화된다.
제 1 스크러버 유닛 내 스케일링 형성을 최소화하기 위해서 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에 담수 공급부 (88) 와 압축 공기 공급부 (94) 중 하나를 제공하면 충분할 수도 있다.
본 발명의 단지 몇 개의 가장 유리한 실시형태가 위에서 설명되었다는 점이 주의 되어야 한다. 따라서, 본 발명이 상기 설명된 실시형태들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 많은 방식으로 응용될 수도 있다는 점이 명확하다. 또한 다양한 실시형태들과 관련하여 개시된 특징들은 발명 범위 내 다른 실시형태들과 관련하여 이용될 수 있고 그리고/또는 요구되고 기술적으로 가능하다면, 개시된 특징들로부터 상이한 조립체들이 결합될 수 있다.

Claims (14)

  1. 선체 (2) 를 갖고 배기 가스 소스 (4) 를 포함하는 해양 선박 (1) 에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템 (8) 으로서,
    제 1 스크러버 유닛 (8.1) 및 제 2 스크러버 유닛 (8.2), 상기 제 1 스크러버 유닛에서의 배기 가스 입구 (16) 및 상기 제 2 스크러버 유닛에서의 배기 가스 출구 (26) 및 상기 제 1 스크러버 유닛을 상기 제 2 스크러버 유닛에 연결하는 제 2 도관부 (14), 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 및 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 를 포함하는, 상기 스크러버 시스템 (8) 에 있어서,
    상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는 상기 해양 선박의 수선 아래 상기 선체 (2) 의 외부에 대한 제 1 연결부를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하고,
    상기 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는 상기 해양 선박 내 담수 소스 (48) 를 포함하는 스크러빙 용액 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는 상기 선체 (2) 의 외부에 대한 상기 제 1 연결부로부터의 단일의 물 소스를 구비하고 그리고 상기 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 는 상기 해양 선박 내 상기 담수 소스로부터의 단일의 물 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 상기 배기 가스 유동의 방향에서 상기 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 전에 배치되는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 는, 제 2 스크러빙 매체로부터의 열을 제 1 스크러빙 매체에 전달하는 열 전달 시스템 (80) 을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열 전달 시스템 (80) 은 상기 제 1 스크러빙 매체 순환로의 펌프 (36) 의 압력 측으로부터 상기 펌프의 흡입 측으로 이어지는 순환로를 포함하고, 상기 순환로는, 제 1 측이 상기 순환로에 연결되고 제 2 측이 상기 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 에 연결되는 열 교환기 (82) 를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 열 전달 시스템 (80) 은, 제 1 측이 상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 에 연결되고 제 2 측이 상기 제 2 스크러빙 매체 순환로 (22) 에 연결되는 열 교환기 (82) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 은 상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 (20) 의 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프 (34) 의 폐쇄 밸브 (102) 로부터 하류의 상기 제 1 스크러빙 매체 공급 파이프에 담수 공급부 (88) 또는 압축 공기 공급부 (94), 또는 담수 공급부와 압축 공기 공급부 모두를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 담수 공급부 (88) 및 상기 압축 공기 공급부 (94) 는 제어 밸브 (90, 96) 를 구비하고 그리고 상기 담수 공급부 및 상기 압축 공기 공급부는 담수 소스 (92) 및 압축 공기 소스 (100) 에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러빙 매체 순환로 및 상기 제 2 스크러빙 매체 순환로는 상기 제 1 스크러빙 매체 중의 불순물들 중 적어도 일부를 분리하는 분리 장치 (42, 59) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스크러버 시스템.
  10. 배기 가스 소스 (4) 를 포함하는 해양 선박 (1) 의 스크러버 시스템 (8) 에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하는 방법으로서,
    상기 배기 가스는, 제 1 스크러빙 매체에 의해서 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에서 그리고 제 2 스크러빙 매체에 의해서 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 에서 연속적인 방식으로 처리되는, 상기 해양 선박의 스크러버 시스템에서 물 기반 용액으로 배기 가스를 처리하는 방법에 있어서,
    상기 배기 가스는 해수 기반 스크러빙 매체에 의해서 상기 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에서 처리되고 그리고 상기 배기 가스는 담수 기반 스크러빙 매체에 의해서 상기 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 에서 처리되는 것을 특징으로 하는, 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배기 가스는 해수에 의해서 상기 제 1 스크러버 유닛 (8.1) 에서 먼저 처리되고 그리고 이후에 상기 배기 가스는 담수 기반 스크러빙 매체에 의해서 상기 제 2 스크러버 유닛 (8.2) 에서 처리되는 것을 특징으로 하는, 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법.
  12. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 스크러빙 매체는 상기 제 2 스크러빙 매체로부터 상기 제 1 스크러빙 매체로 열을 전달함으로써 냉각되는 것을 특징으로 하는, 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러빙 매체 및 상기 제 2 스크러빙 매체로부터 불순물들 중 적어도 일부가 분리되는 것을 특징으로 하는, 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법.
  14. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 스크러버 유닛 및 상기 제 2 스크러버 유닛 모두로부터 불순물들은 공통의 유지 탱크에서 합쳐지는 것을 특징으로 하는, 해양 선박의 스크러버 시스템에서 배기 가스를 처리하는 방법.
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