KR20150034763A

KR20150034763A - 빌지수 및 슬러지 재처리를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20150034763A
Application number: KR20157003118A
Authority: KR
Inventors: 클라우스-라이너 위테
Original assignee: 게아 미케니컬 이큅먼트 게엠베하
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-04-03
Also published as: WO2014005967A1; DK2870108T3; CN104487389A; JP6265981B2; TR201809465T4; EP2870108A1; HRP20180990T1; SG11201500049TA; JP2015527185A; EP2870108B1; PL2870108T3; DE102012106019A1; KR102134047B1

Abstract

본 발명은 빌지수의 정화를 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이 때, 상기 시스템은 적어도 다음의 특징을 가진다: 빌지수용 빌지수 탱크(1), 정화된 빌지수로부터 오일 상(O) 및 고형물(solid-like) 슬러지 상(S2)으로 분리하기 위한 원심분리기(6), 및 분리된 오일 상(O) 및 슬러지 상(S2)을 모으기 위한 슬러지 수집 탱크(10), 이 때, 상기 슬러지 수집 탱크(10)는 빌지수용 빌지수 탱크(1) 및 원심분리기(6) 사이에 배치된 라인(L1) 내로 열려있는 회수 라인(L12)을 가짐.

Description

빌지수 및 슬러지 재처리를 위한 시스템 및 방법{System and method for reprocessing bilge water and sludge}

본 발명은 빌지수(bilge water) 재처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

빌지수(bilge water)는 선박 상에서 동작하는 동안 일어나지만, 법 규정 때문에, 정화하지 않고 대양으로 배출해서는 안된다. 그러므로, 빌지수를, 정화 후 대양으로 직접 배출할 수 있도록 그 양에 대해 직접 선박 상에서 재처리 또는 정화하는 것이 편리하다. 이러한 목적을 위해, 슬러지 상의 형성에서의 침전물 및 오일 상의 형성에서의 오일 잔류물을 빌지수로부터 분리하고, 일반적으로, 다른 공정들로부터, 예를 들어 선박이 기항할 때까지의 슬러지 잔류물과 함께 공통의 슬러지 수집 탱크에 저장한다.

슬러지 수집 탱크의 용량이 제한적이기 때문에, 슬러지 수집 탱크에 저장되는 액체 양을 더 감소시키는 것이 편리하다.

본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하는 것이다.

본 발명은 청구항 1의 특징을 가지는 시스템 및 청구항 11의 특징을 가지는 방법에 의해 이러한 목적을 달성한다.

이 경우에, 상기 슬러지 수집 탱크에 모인 부산물들은, 특히, 슬러지 수집 탱크에 침전된 수용성 슬러지 상은 원심분리기 내로 재순환되고, 상기 고형 또는 슬러지 상의 재순환 부분의 두번째 원심분리 재처리/정화가 일어날 수 있으며, 그 결과로서, 전체적으로 배출가능한 물의 양이 증가될 수 있거나 슬러지 상의 양이 더 감소될 수 있고, 상기 슬러지 수집 탱크가 이의 최대 채움 레벨까지 더 긴 기간의 시간이 있게 된다.

유리한 개량들은 종속항들의 주요 사항이다.

바람직하게는, 역지(nonreturn) 밸브가, 이러한 수집 탱크 내로의 슬러지 역류를 방지하기 위하여, 슬러지 수집 탱크의 하류에서 재순환 라인 내로 연결되어 있다.

또한, 슬러지 상의 계량된 재순환/회수를 하게하는 펌프, 바람직하게는 조절된 슬러지 펌프가 상기 재순환 라인에 배치될 수 있다.

이 경우, 빌지수 펌프(P1)가 역지 밸브의 하류 및 상기 라인 내로 재순환 라인 출구(issue)의 하류에서 라인 (L1)에 배치되는 것이 바람직하다.

바람직하게는 상기 빌지수 펌프의 파워가 슬러지 펌프의 것보다 더 높다.

빌지수 펌프의 파워를 최적으로 사용하기 위해서, 상기 슬러지 상을 위한 재순환 라인이 내부 쪽으로 나온 상기 라인이 빌지수용 빌지수 탱크 및 빌지수 펌프 사이에 배치되면 유리하다.

바람직하게는, 상기 빌지수 펌프의 파워는 항상 슬러지 펌프의 파워보다 더 높고, 이에 의해 원심분리기의 방향으로 더 이동이 일어난다. 이 경우, 빌지수 탱크의 하류에 배치된 역지 밸브는 바람직하게 및 유리하게는 빌지수 펌프가 작동하지 않는 경우에 빌지수에 대해 빌지수 탱크 내로 슬러지의 추가 이동을 방지한다.

슬러지 상을 한번 이상 필수적으로 재처리하는데 주로 편리하므로, 분리된 유상뿐만 아니라, 슬러지 수집 탱크의 3분의 1보다 더 낮은 벽 상 및/또는 바닥에 재순환이 배치되면 유리하다. 이 경우 상기 슬러지 수집 탱크가 침전 탱크의 한 종류로서 작용하고, 더 무거운 수용성 슬러지 상이 상기 탱크의 하부 영역에 수집되고 상기 유상이 상측에 뜬다.

정화 전 빌지수의 오일 함량은 바람직하게는 부피로 25% 이하의 양일 것이고, 그러므로 슬러지가 빌지수 내 계량될 때, 특정 오일 함량을 넘어, 상기 슬러지 수집 탱크에서 더 높은 물 분획물과 함께 더 많은 슬러지가 다시 침전될 때까지 슬러지 재순환이 멈추는 것을 보장하기 위해 주의해야만 한다. 상기 오일 함량은 체크 장치에 의해 재순환 또는 원심분리기에 대한 라인에서 직접적으로 모니터될 수 있고 또는, 원심분리기의 물 배수관에서 유량계에 의해 간접적으로 모니터될 수 있다.

추가적으로 상기 방법의 효율을 증가시키기 위하여, 빌지수의 원심분리성 정화/재처리 전에 하기의 스텝들의 하나 또는 두 경우 모두 실행될 수 있다: 빌지수의 여과 및/또는 가열.

상기 슬러지 상의 재순환은 바람직하게는 상기 원심분리가 임의의 비움을 실행하기 전에 일어난다.

상기 슬러지 상은 대부분 단지 낮은 오일 함량을 가지기 때문에, 이는 개별적으로 처리될 수 있고, 덜 채워지는 매스(mass)는 상기 슬러지 수집 탱크로 전달된다. 그러므로, 상기 슬러지가 공간적으로 슬러지 수집 탱크로부터 분리된 탱크에 업그레이드되면 유리하다.

이러한 업그레이드는 슬러지 탈수 장치(“슬러지 응축 유닛”)에서 가열, 여과 또는 분리에 의해 일어날 수 있다.

본 발명은 빌지수(bilge water) 재처리를 위한 효율적인 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명은 예시적인 구체예를 참조하여 다음의 도면에 의해 더 상세하게 기술된다:
도 1은 빌지수 재처리를 위한 본 발명에 따른 시스템을 보여준다.
도 2는 빌지수 재처리를 위한 이미 공지된 시스템을 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 추가 변형예를 보여준다.

도 2는 먼저 기술할 빌지수 재처리를 위한 공지된 시스템을 보여준다.

빌지수는 통상적으로 선박의 엔진실에 모이거나 형성된다. 예를 들어, 해수 및 냉각수 누수, 응축수 또는 가사용수(cleaning water)로부터 형성될 수 있고, 주요한 성분으로 실제 물 및, 일반적으로 연료, 윤활유 또는 다른 오일의 잔류물과 같은 추가의 성분을 포함할 수 있다.

이와 관련된 문제점은 바다에 대하여 상기 빌지수가 회수, 미처리 또는 단순히 희석되어서는 안된다는 점이다. 그러므로 15 ppm(IMO 조절)보다 적은 오일 함량이 12 마일 영역으로 알려진 대양 외부로 빌지수의 유입을 위한 한계값으로 여겨진다. 특별히 보호되는 영역에서, 허용되는 오일 함량은 때때로 심지어 최대 5 ppm로 존재한다. 그러므로, 선박 상에서 인가되고 완전히 기능화된 빌지수 유수분리기(deoiler)의 존재는 법으로 규정되어 있다.

이러한 한계값들은 특허받은 장치 및 방법에 의해 지켜질 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같은 공지의 시스템에서,빌지수(B)의 정화를 위해 선박으로부터의 빌지수를 빌지수 탱크(1) 내로 유입시키고, 바람직하게는 그 곳에 모은다.

상기 빌지수는, 물로부터의 고체 입자들을 제거하기 위하여 여과 시스템(2)을 거쳐 빌지수 펌프(P1)수단에 의해 빌지수 탱크(1)에서 라인(L1)을 따라 우선 처리된다.

상기 여과 시스템으로부터 나오는 물은 라인(L2)에 의해, 바람직하게는 스팀 히터(4)와 같은 가열 장치를 거쳐 더 이끌려 나오는데, 상기 가열 장치는 뜨거운 스팀의 유입을 위한 유입구(3) 및 뜨거운 응축물의 배출을 위한 응축물 유출구(5)를 가진다.

결과적으로, 특히 오일 성분 면에서 더 효율적으로 정화될 수 있는, 상기 가열된/가온된 빌지수는 라인(L3) 및 전환 밸브(V1)을 거쳐 가열 장치의 밖으로 흘러나와 원심분리기(6) 내로, 바람직하게는 분리기, 특히 3-상 분리기 내로 들어가는데, 수상(W), 유상(O) 및 슬러지상(S)으로의 빌지수의 분리가 원심분리 영역에서 일어난다.

상기 원심분리기(6)는, 상기 분리기 드럼의 폐쇄된 챔버 내부의 상기 밸브(V6) 또는 상기 원심분리기(6) 상의 상기 공급 라인 내부의 상기 밸브(V5)를 통해 유도될 수 있는 충전 및 배수 라인(filling and displacement water line, L5) 및 조절 수 라인(control water, L6)의 추가를 위해 공정 수 라인(process water line , L4)에 배치된다.

상기 정화된 빌지수(W)는, 잔류 오일 함량을 계속적으로 모니터하기 위하여, 오일 모니터(13)에 의해 우회된(밸브 V3) 라인(L7)을 통해 원심분리기의 외부로 배출된다. 상기 전환 밸브(V4)는 상기 오일 모니터에 의해 조절된다.

오일 함량이 규정된 값, 바람직하게는 15ppm, 또는 선택적으로 5ppm 이하에 있으면, 배수 라인(L8)을 통한 대양으로의 정화된 빌지수의 배출이 일어날 수 있다. 이에 반해, 상기 오일 함량이 규정된 값 이상이면, 상기 빌지수는 충분히 정화되지 않고 빌지수 수집 탱크(1)로 재순환 라인(L10)을 통하여 회수된다.

원심분리기(6)로부터 고형물 트랩(7) 내로 배출되는 상기 슬러지 상(S2)은 중간 컨테이너(9)에 수집되고 펌프(P2) 수단에 의해 라인 (L9)를 거쳐 슬러지 탱크(10) 내로 안내되어진다.

원심분리기(6)로부터 배출된 상기 유상(O)은, 바람직하게는 상기 슬러지상을 슬러지 수집 탱크(10) 내로 유입하기 위한 라인 (L9) 내로 보내거나 또는 직접적으로 슬러지 수집 탱크(10) 내로 보내는 라인(L11)을 통해, 후자로부터 배출된다.

전체적으로, 도 2의 방법은 빌지수의 주요 성분, 즉, 이를 함유하는 물이 일반적으로 정화 후 대양에 직접적으로 보내어질 수 있고, 이는 빌지수를 수집하고 저장하는데 이미 상대적으로 낮은 저장 능력이 요구된다는 점에서 특별한 유리함을 제공한다.

그러므로, 이러한 시스템 및 상응하여 수반하는 방법은, 기본적으로 본 발명에 따라 성공적임이 입증되고, 계속적으로 더 발달된다.

도 1은 도 2의 경우와 유사한 설정(set up)을 가지는 본 발명에 따른 시스템을 보여준다.

그러나, 도 1의 성분에 더하여, 상기 시스템은 또한 다음의 특징을 가진다: 액체, 특히 여전히 자유 유동성(free flowing)인 수용성 슬러지 상이 슬러지 탱크(10) 외부로부터 나와 빌지수 수집 탱크(1) 및 펌프(P1) 사이에 연결되어 있는 라인 및 원심분리기(6) 내로 재순환될 수 있는 액체 수단에 의한 재순환 라인(L12).

이러한 재순환은 하기의 이유로 인해 특히 유리하다.

상기 슬러지 수집 탱크(10)는 침전 탱크(settling tank)의 하나로 작용하는데, 그 안에서 (여전히 물-포함) 슬러지 상 (S2)은 서서히 침전하고, 반면 오일-함유 상(O)은 슬러지 상(S2) 위에 뜬다. 재순환 라인(L12)을 통해 슬러지 수집 탱크(10) 외부로 재순환되는 침전된 슬러지 상(S2)을 거쳐, 슬러지 수집 탱크(10)에서의 레벨은 낮아지고 이로써 슬러지 및 오일의 더 큰 부피가 수용될 수 있다.

바람직하게는, 그리도 특히 유리하게는, 상기 재순환 라인(L12)은 상기 슬러지 수집 탱크(10)로부터 슬러지 수집 탱크(10) 및 빌지수 유입 펌프(P1) 사이의 (흡입) 라인(L1) 내로 나온다.

바람직하게는, 역지(nonreturn) 밸브(V7)가 상기 라인 (L1)에 배치되어 슬러지 수집 탱크(10) 외부로부터 빌지수 탱크(1)의 비교적 더 깨끗한 빌지수 내로 수용성 슬러지 상(S2)의 역류(backflow)는 일어날 수 없다.

수용성 슬러지 상들에 대한 압력 조건이 압력 저항의 관점에서 문제가 존재할 수 있으므로, 상기 라인들, L1, L12 중 하나 또는 바람직하게는 L1, L12 두 라인 모두가 압력 완화 밸브(여기서는 설명않음)를 가진다.

도 1에서, 수용성 상의 재순환은 작동하는 동안, 바람직하게는 더 낮은 힘으로, 바람직하게는 빌지수 펌프(P1)의 힘 15%이하로 작용하는 (슬러지) 펌프(P3)에 의해 이어받는다.

재순환은 계속적으로 또는 그 밖에 간헐적으로 일어날 수 있다. 슬러지 상의 재순환 결과로서, 원심분리기 내로 실시되는 빌지수와 혼합되고 이 빌지수와 함께 정화되어, 따라서 전체적으로 도 2의 시스템과 비교하여 슬러지 상에서의 물 함량이 감소한다. 이러한 방법으로, 상기 정화된 빌지수 상 (W)의 배출가능한 양은 단순한 방법으로 증가되거나 또는 슬러지 수집 탱크(10)에서 빌지수의 단위 부피 당 저장되는 부피가 감소된다.

바람직하게는, 원심분리기를 비우기 위한 프로그램이 시작하거나(후자가 피스톤 슬라이드 비움 기능을 가지는 경우) 또는 알람(alarm)이 촉발되어 있는 경우 상기 라인 (L12) 또는 펌프(P2)를 통한 재순환은 정지된다.

적절한 곳에서, 압력 송신기(pressure transmitter) 및 진동 모니터링이 추가로 안전하게 늘어난다.

바람직하게는, 이러한 컨테이너 내로의 빌지수의 가능한 역류를 방지하기 위하여 역지 밸브(V8)가 슬러지 수집 탱크(10)의 하류에 재순환 라인(L12) 내로 연결되어 있다. 또한, 특히 유리하게는, 상기 빌지수 펌프 (P1)가 역지 밸브의 하류 및 상기 라인(L1) 내로 재순환 라인(L12) 출구의 하류에서 라인 (L1) 내로 연결되어 있다.

도 3은, 도1의 시스템이 슬러지 업그레이드 장치(“슬러지 응축 유닛”), 여기서는 원심분리기로부터 나온 슬러지 상(S2)를 탈수하기 위한 침전 탱크(또는, 특히, 압력)(11)에 의해 추가적으로 보완된 더 바람직한 구현예를 보여주고, 상기 슬러지 업그레이드 장치는 라인 (L9) 내로 연결되어 있다. 이러한 장치(11) 수단에 의해, 상기 슬러지 상은 추가적으로 업그레이드되고, 상기 액체 상은 바람직하게는 정적으로(statically) 슬러지 외부에 침전되어진다. 상기 침전된 액체상은 라인(L13)을 통해, 바람직하게는 재순환 라인 (L12)(도 1에서)을 가지는 슬러지 수집 탱크(10) 내로 재순환될 수 있다. 상기 슬러지(S3)는 그 후 오일-함유 상으로부터 개별적으로 배출될 수 있다. 게다가, 이러한 방식으로, 상기 슬러지에 대한 수집 탱크(10)에서 슬러지 함량이 감소되고, 이는 라인(L12)을 통한 순환가능성에 긍정적인 효과를 가진다.

P1, P2 펌프(Pumps)
L1, L2 라인(Lines)
S1,S2,O,W 슬러지(Sludge), 오일(oil) 및 수(water) 상(phases)
B 빌지수(Bilge water)
V1, V2,… 밸브(Valves)
1 빌지수 수집 탱크(Bilge water collection tank)
2 여과 시스템(Filter system)
3 스팀 유입(Steam inflow)
4 스팀 히터(Steam heater)
5 응축물 배수관(Condensate drain)
6 원심분리기(Centrifuge)
7 고형물 트랩(Solids trap)
8 체크 장치(Checking device)
9 중간 탱크(Intermediate tank)
10 슬러지 수집 탱크(Sludge collection tank)
11 슬러지 업그레이드 장치(Sludge upgrading device)

Claims

적어도 다음의 특징을 가지는, 빌지수의 정화를 위한 시스템:
A) 빌지수용 빌지수 탱크(1)
B) 정화된 빌지수의 외부로 유상(O) 및 고형(solid-like) 슬러지 상(S2)으로 분리하기 위한 원심분리기(6)
D) 상기 분리된 유상(O) 및 상기 슬러지 상(S2)을 수집하기 위한 슬러지 수집 탱크(10)
E) 상기 슬러지 수집 탱크(10)는 빌지수를 위한 상기 빌지수 탱크(1)와 상기 원심분리기(6) 사이에 배치된 라인(L1) 내로 나오는 재순환 라인(L12)을 가짐.
제1항에 있어서, 역지 밸브(V8)가 상기 슬러지 수집 탱크의 하류에서 상기 재순환 라인(12) 내로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 역지 밸브(V7)가 빌지수 탱크의 하류에서 상기 라인(L1) 내로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 빌지수 펌프(P1)는 상기 역지 밸브의 하류 및 상기 라인(L1) 내로의 재순환 라인(L12) 출구(issue)의 하류에서 라인(L1) 내로 연결되어 있는 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빌지수 펌프(P1)의 파워는 슬러지 펌프(P3)의 것보다 더 높은 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라인(L1)은, 재순환 라인(L12)이 그 내부 쪽으로 나오고, 빌지수를 위한 빌지수 탱크(1) 및 빌지수 펌프(P1) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재순환 라인(L12)이 내부 쪽으로 나온 상기 라인(L1)이 흡인 라인(L1)인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재순환 라인(L12)이 슬러지 수집 탱크(10)의 3분의 1보다 더 낮은 벽 상 및/또는 바닥에 배치되는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러지 펌프(P3)의 파워는, 동작 동안 빌지수 펌프(1)의 파워의 25% 이하, 바람직하게는 15% 이하인 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러지 업그레이드 장치(11)를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
다음의 단계를 특징으로 하는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 시스템에 의해 빌지수 및 슬러지의 조합된 재처리를 위한 방법:
a) 빌지수 탱크(1)에 빌지수의 공급;
b) 상기 빌지수 탱크(1)로부터 원심분리기(6) 내로 빌지수의 이동;
c) 원심분리기(6), 바람직하게는 분리기에서, 수상(W)으로부터 슬러지 상 및 유상(O)의 분리에 따른 빌지수의 정화;
d) 슬러지 수집 탱크(10)에서 유상(O) 및 슬러지 상(S2)의 수집; 및
e) 슬러지 수집 탱크(10)로부터 원심분리기(6) 또는 원심분리기의 상류에 연결된 시스템 요소 내로 슬러지 상(S2)의 적어도 부분적 재순환.
제11항에 있어서, 정화 전 폐수의 오일 함량은 부피로 25% 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 스텝 b)에 따르는 빌지수의 이동 동안, 빌지수의 여과 및/또는 가열이 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 스텝 e)에 따르는 재순환은 분리기로부터 고형물의 비움이 수행되거나 알람이 촉발될 때까지 중단되는 것을 특징으로 하는 방법으로서, 이 때, 상기 알람은 온도가 매우 높거나 분리기의 진동 한계값이 초과되는 경우의 알람인 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원심분리기로부터 배출된 슬러지 상(S2)의 고형물 함량은 슬러지 수집 탱크(10) 내로 유입 전 더 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 고형물 함량에서의 감소는 압력에 의해서 또는 침전 탱크(11)에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.