KR20170015276A - 스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치 - Google Patents

스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170015276A
KR20170015276A KR1020167018627A KR20167018627A KR20170015276A KR 20170015276 A KR20170015276 A KR 20170015276A KR 1020167018627 A KR1020167018627 A KR 1020167018627A KR 20167018627 A KR20167018627 A KR 20167018627A KR 20170015276 A KR20170015276 A KR 20170015276A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seawater
amount
alkalinity
scrubber
alkali
Prior art date
Application number
KR1020167018627A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101740678B1 (ko
Inventor
쿠니유키 타카하시
타카시 이누이
Original Assignee
후지 덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지 덴키 가부시키가이샤 filed Critical 후지 덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20170015276A publication Critical patent/KR20170015276A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101740678B1 publication Critical patent/KR101740678B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1412—Controlling the absorption process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1481—Removing sulfur dioxide or sulfur trioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30—Controlling by gas-analysis apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346—Controlling the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/507—Sulfur oxides by treating the gases with other liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/103—Water
    • B01D2252/1035—Sea water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/20—Sulfur; Compounds thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/40—Sorption with wet devices, e.g. scrubbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15041—Means for absorbing SOx using seawater
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

본 발명은 처리 후의 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하는 일이 없도록, 스크러버에 적절한 해수량을 공급하여 안정된 운전을 할 수 있으며, 알칼리도의 측정 빈도를 낮게 할 수 있도록 하는 것이다. 본 발명의 스크러버의 해수량 제어장치는, 엔진 출력과 연료유의 유황분(硫黃分)으로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기(61)와, 스크러버로부터 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기(68)와, 최저 해수량과 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 가산 요소(69)와, 설정 해수량분(分)의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 펌프 제어장치(70)와, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하는 알칼리도 설정기(81)를 구비하며, 알칼리도에 근거하여, 스크러버에 공급할 해수량을 조정한다.

Description

스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치{SEAWATER AMOUNT CONTROL APPARATUS FOR SCRUBBER, SEAWATER AMOUNT CONTROL METHOD FOR SCRUBBER AND ALKALI AMOUNT CONTROL APPARATUS}
[0001] 본 발명은, 배기가스 중의 유황산화물(특히, 이산화유황(SO2))의 농도를 저감하기 위한 스크러버(scrubber)에 대하여, 흡수액으로서 공급하는 해수의 해수량 제어장치, 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치에 관한 것이다.
[0002] 국제 해사 기관(IMO)은, 선박의 배기가스 중에 포함되는 유황산화물(SOx)을 저감시키기 위하여, 연료유의 유황분(硫黃分) 규제를 단계적으로 강화할 방침으로, 최종적으로는 전(全) 해역을 대상으로 유황분 0.5% 이하로 하는 규제가 적용되게 되어 있다. 이 때문에, 선박 운항자는, 저(低)유황분 연료를 사용하거나, 혹은, 주(主) 기관에 배기가스 처리장치를 장착하는 등의 대응이 필요하게 된다.
[0003] 선박에 있어서의 배기가스 처리장치로서는, 배기가스를 해수에 통과시킴으로써, 배기가스 중의 유해 물질의 농도를 저감시키는 스크러버가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
[0004] 일본 특허공개공보 제2004-081933호 일본 특허공보 제2993891호
[0005] 스크러버에 공급하는 해수량은 처리할 유황산화물 양에 알맞은 양을 주입할 필요가 있으며, 과잉으로 해수를 공급한 경우에는 압력 손실이 커지는 동시에 해수 펌프의 동력이 증대되어 문제가 되는 한편, 해수량이 부족하면 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하여 문제가 된다.
[0006] 또, 특허문헌 2에 기재된 배기가스 처리장치에 있어서는, 스크러버를 구성하는 흡수탑(吸收塔)의 탑저액(塔底液)의 pH 제어를 행하여, 흡수탑의 탑저로부터 세정액을 반환 급송(給送)하여 배기가스를 세정하고 있다. pH 측정에 이용되는 pH 미터는 일반적으로 유리 전극식이 이용된다. 스크러버에 의한 배기가스 세정 후의 탑저액에는 PM(매연(smoke)) 등이 혼입(混入)되어 있으며, 탑저액을 측정하는 pH 미터의 전극부를 오염시키기 때문에, 세정 등의 유지관리(maintenance)가 높은 빈도로 필요하게 된다는 문제가 있다.
[0007] 본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 처리 후의 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하는 일이 없도록, 스크러버에 적절한 해수량을 공급하여 안정된 운전을 할 수 있으며, 알칼리도의 측정 빈도를 낮게 할 수 있는 스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[0008] 본 발명의 스크러버의 해수량 제어장치는, 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버에 공급할 해수량을 제어하는 스크러버의 해수량 제어장치로서, 엔진 출력 및 연료유의 유황분 및 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기와, 상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기와, 상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 가산 요소와, 상기 설정 해수량 분(分)의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 펌프 제어장치와, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하는 알칼리도 설정기를 구비하며, 상기 최저 해수량 환산기는, 상기 운행 해역에 따른 상기 알칼리도에 근거하여, 상기 스크러버에 공급하는 해수량을 조정하는 것을 특징으로 한다.
[0009] 상기 스크러버의 해수량 제어장치에 의하면, 엔진 출력과 사용하는 중유(重油)의 유황분으로부터, 소비한 중유에 포함되는 유황산화물의 흡수에 필요한 알칼리 성분을 최저 해수량으로서 산출하고, 나아가, 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 유황산화물 농도가 배출 규제치를 초과하지 않도록 보정 해수량을 산출하여, 이들을 모두 더한 설정 해수량을 스크러버에 공급하도록 제어하고 있다. 이 구성에 의해, 스크러버에 공급되는 해수량이 과잉이 되는 경우나 부족한 경우가 없고, 처리 후의 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하는 일이 없도록, 스크러버에 적절한 해수량을 공급하여 안정된 운전을 할 수 있게 된다. 또한, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하며, 이 알칼리도에 근거하여 스크러버에 공급하는 해수량을 조정하기 때문에, 스크러버에 공급하는 해수량을 보다 적절하게 할 수가 있다. 또, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정할 수 있으므로, 그 운행 해역에서는, 해수의 pH의 측정을 생략할 수가 있다. 이로써, 전부 또는 일부의 운행 해역에서 pH 측정을 행하지 않아도 되게 되어, 해수의 pH를 측정하는 빈도를 낮추어, pH 미터의 세정 등의 부담을 경감할 수가 있다.
[0010] 본 발명의 스크러버의 해수량 제어방법은, 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버에 공급할 해수량을 제어하는 스크러버의 해수량 제어방법으로서, 엔진 출력과 연료유의 유황분과 운행 해역에 따른 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 공정과, 상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 공정과, 상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 공정과, 상기 설정 해수량 분의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
[0011] 본 발명의 알칼리량 제어장치는, 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버에 공급하는 해수에 주입할 알칼리량을 제어하는 알칼리량 제어장치로서, 엔진 출력 및 연료유의 유황분 및 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기와, 상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기와, 상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 가산 요소와, 상기 설정 해수량 분의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 펌프 제어장치와, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하는 알칼리도 설정기와, 상기 설정 해수량 분의 해수 중에 포함되는 알칼리 성분량으로부터 알칼리 주입량을 산출하는 알칼리량 연산기와, 상기 알칼리량 주입량에 대응하는 알칼리제를 상기 스크러버에 공급하는 해수에 주입하도록 제어하는 알칼리 펌프 제어장치를 구비하며, 상기 알칼리량 연산기는, 상기 운행 해역에 따른 상기 알칼리도에 근거하여, 상기 알칼리 주입량을 조정하는 것을 특징으로 한다.
[0012] 상기 알칼리량 제어장치에 의하면, 엔진 출력과 사용하는 중유의 유황분으로부터, 소비한 중유에 포함되는 유황산화물의 중화에 필요한 알칼리 성분을 최저 해수량으로서 산출하고, 나아가, 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 유황산화물 농도가 배출 규제치를 초과하지 않도록 보정 해수량을 산출하며, 이들을 모두 더한 설정 해수량에 근거하여 해수에 주입할 알칼리 주입량을 산출하고 있다. 또한, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하고, 이 알칼리도에 근거하여 스크러버에 공급하는 알칼리 주입량을 조정하기 때문에, 알칼리 주입량을 보다 적절하게 할 수가 있다. 또, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정할 수 있으므로, 그 운행 해역에서는, 해수의 pH의 측정을 생략할 수가 있다. 이로써, 전부 또는 일부의 운행 해역에서 pH 측정을 행하지 않아도 되게 되며, 해수의 pH를 측정하는 빈도를 낮추어, pH 미터의 세정 등의 부담을 경감할 수가 있다.
[0013] 본 발명에 의하면, 처리 후의 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하는 일이 없도록, 스크러버에 적절한 해수량을 공급하여 안정된 운전을 할 수 있으며, 알칼리도의 측정 빈도를 낮게 할 수가 있다.
[0014] 도 1은 제 1 실시형태에 관한 스크러버를 중심으로 하는 배기가스 처리 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 표준적인 해수 조성을 나타내는 표이다.
도 3은 스크러버의 단면 모식도이다.
도 4는 스크러버에 공급하는 해수량과 이산화유황(SO2)의 제거율 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 제 1 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템에 있어서의 해수량 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 알칼리도 설정기에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은 복수의 펌프를 구비하는 경우의, 펌프 운전대 수와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 제 1 실시형태에 관한 펌프 제어장치가 인버터를 구비하는 경우의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 제 1 실시형태에 관한 복수의 펌프를 구비하는 경우의, 펌프 1대당의 유량 설정치와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 제 2 실시형태에 관한 스크러버를 중심으로 하는 배기가스 처리 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템에 있어서의 알칼리량 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 제 2 실시형태에 관한 펌프 제어장치가 인버터를 구비하는 경우의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 제 2 실시형태에 관한 복수의 펌프를 구비하는 경우의, 펌프 1대당의 유량 설정치와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다.
[0015] 이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 제 1 실시형태에 관한 스크러버를 중심으로 하는 배기가스 처리 시스템을 나타내는 개략도이다. 또한, 제 1 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템으로서는, 선박에 사용되는 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에 포함되는 이산화유황(SO2)을 제거하는 시스템을 생각한다. 단, 이것으로 한정되지 않으며, 본 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템은, 질소산화물(NOx)이나 유황산화물(SOx) 등의 물질을 포함하는 다양한 배기가스의 처리에 적용 가능하다.
[0016] 도 1에 나타내는 바와 같이, 배기가스 처리 시스템은, 엔진(20)으로부터 배기가스가 공급되는 스크러버(10)와, 해수 가압 펌프 및 해수 인발(引拔, suction) 펌프를 구비하는 해수 펌프 유닛(30)과, 배수 탱크(40)와, 배수를 여과하는 여과기 유닛(50)으로 주로 구성된다.
[0017] 엔진(20)으로부터 배출된 배기가스는, 스크러버(10)에 도입된다. 이 배기가스에는, 이산화유황(SO2)이 50~1500 ppm 포함된다. 이 배기가스가 스크러버(10) 내에서 상승하는 과정에서, 해수 펌프 유닛(30)을 통해 스크러버(10)에 도입된 해수를 분무하여, 기액(氣液) 접촉시킨다.
[0018] 배기가스 내의 이산화유황(SO2)은, 하기 식 (1)에 나타내는 바와 같이, 해수에 녹아, 수소 이온과 아황산 이온으로 해리(解離)된다.
[화학식 1]
Figure pct00001
[0019] 수소 이온은, 하기 식 (2)에 나타내는 바와 같이, 해수 중의 알칼리 성분(NaHCO3)과 반응한다.
[화학식 2]
Figure pct00002
[0020] 아황산 이온은, 하기 식 (3)에 나타내는 바와 같이, 공기에 의해 황산이온까지 산화된다.
[화학식 3]
Figure pct00003
[0021] 또한, 식 (2), (3)의 반응에 필요한 해수 중의 알칼리 성분이 부족하면, 수소 이온의 증가에 따라 해수의 수소 이온 지수(pH)가 저하되어 아황산 이온의 흡수 반응이 저해된다. 따라서, 해수에 의한 이산화유황(SO2)의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량은, 식 (2), (3)에 나타내는 알칼리 성분과의 반응 분(分)을 만족하는 양으로 결정된다. 이와 같이 하여 이산화유황(SO2)이 제거된 배기가스는, 스크러버(10)의 상부로부터 대기 중으로 배기된다.
[0022] 스크러버(10) 내에 분무된 해수는, 스크러버(10)의 내벽면을 따라 자중(自重)으로 낙하하여, 스크러버(10) 하방의 저류부(貯留部)에 저류된다. 저류된 해수는, 해수 펌프 유닛(30)을 통해 배수 탱크(40)로 배수된 후, 여과기 유닛(50)에 의해 여과되어 해양으로 배수된다. 또한, 여과기 유닛(50)에서는, 배수되는 해수의 pH를 측정할 수도 있다.
[0023] 여기서, 해수의 알칼리도(총 알칼리도, M 알칼리도를 포함하는 것으로서 이용함. 이하 동일)의 산출방법에 대하여, 도 2를 참조하여 이하에 설명한다. 도 2는, 표준적인 해수 조성을 나타내는 표로서, TEOS-10(Thermodynamic Equation Of Seawater 2010)의 표 1(Table 1.)을 인용한 것이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시형태에서는, 해수의 알칼리도를 산출함에 있어서, 도 2의 표 1에 나타내는 조성, 질량(g)을 사용한다.
[0024] 도 2의 질량(g)의 합계치로부터, 해수 1 kg 중의 염류(鹽類)의 합계를 31.4 g/kg로 한다. 또, HCO3 －의 분자량, CaCO3의 분자량을 하기와 같이 각각 산출한다.
HCO3 －의 분자량=1.008＋12.01＋16.00×3=61.018
CaCO3의 분자량=40.08＋12.01＋16.00×3=100.09
[0025] 이어서, 해수 1 kg 중, SO2와 반응하는 알칼리 분(分)(HCO3 －, CO32－, B(OH)4 －, OH－)의 총량을, HCO3 －환산으로, 도 2의 알칼리 성분의 당량(當量)으로부터, 하기와 같이 산출한다.
(15340＋2134×2＋900＋71)/10000000*61.018*1000=125.5689≒125.6 mg/kg
[0026] 해수의 밀도를 1.024 kg/L로 한다. 해수의 CaCO3 환산으로의 알칼리도는, 상기의 각 산출결과와 해수의 밀도로부터, 하기와 같이 산출한다.
해수의 CaCO3 환산으로의 알칼리도
=125.6×1.024×(100.09/2)/61.018
=105.49≒105 mg/L
[0027] 계속해서, 스크러버(10)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은, 스크러버(10)의 일례를 나타내는 단면(斷面) 모식도이다.
[0028] 도 3에 나타내는 바와 같이, 스크러버(10)는, 상하방향으로 내부 공간이 형성된 스크러버 본체(11)와, 스크러버 본체(11)의 내부 공간의 상하방향의 소정 영역에 있어서 해수(액체)를 미스트(mist) 상태로 하여 분사(분무)하는 스프레이 장치(12)와, 스프레이 장치(12)가 해수를 분무하는 영역보다 하방 위치로부터 스크러버 본체(11)에 엔진 배기가스(기체)를 도입하는 가스 공급 장치(13)와, 스프레이 장치(12)보다 하방 위치에 설치된 배플(baffle; 14)을 구비하고 있다. 여기서, 스프레이 장치(12)는, 도 1에 나타내는 해수 펌프 유닛(30)에 접속되고, 가스 공급 장치(13)는, 도 1에 나타내는 엔진(20)에 접속되어 있다.
[0029] 스크러버 본체(11)는, 원통 형상의 주벽부(周壁部; 11a)와 원 형상의 저벽부(底壁部; 11b)로 구성된다. 주벽부(11a)는, 어느 부분이나 동일 지름으로 구성되어 있다. 주벽부(11a)의 상단부는 개구되어 있어, 개구부(11c)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 스크러버 본체(11)는 원통 형상을 가지고 있지만, 스크러버 본체(11)의 형상은 이것으로 한정되지 않으며, 예컨대, 각통(角筒) 형상(square cylinder shape)이어도 무방하다.
[0030] 스프레이 장치(12)는, 스크러버 본체(11)의 중심축 상에 설치된다. 스프레이 장치(12)는, 스크러버 본체(11) 외부로부터 스크러버 본체(11) 내부로 삽입되며, 스크러버 본체(11)의 중심 위치까지 연장되는 급수관(給水管; 12a)과, 상기 급수관(12a)의 삽입 단부(端部)에 연결되며, 스크러버 본체(11)의 내부 공간의 상하방향의 소정 영역에 걸쳐 연장되는 본관(幹管, trunk pipe)으로서의 수도관(12b)과, 이 수도관(12b)에 연결되며 스크러버 본체(11)의 주벽부(11a)를 향해 연장되는 지관(12c; 枝管, branch pipes)과, 각 지관(12c)의 선단에 설치되어, 지관(12c)으로부터 공급되는 액체를 소정 범위에 분무하는 도시되지 않은 스프레이 노즐을 포함하여 구성된다. 지관(12c)은, 상하방향으로 복수 단(段) 나란히 배치되는 동시에, 상하방향으로 인접하는 지관(12c)이 직교하도록 교차되어 있다.
[0031] 가스 공급 장치(13)는, 스크러버 본체(11)의 주벽부(11a)의 접선 방향을 가스 분출 방향이 따르도록 설치되어 있다. 따라서, 가스 공급 장치(13)로부터 도입되는 배기가스는, 주벽부(11a)의 내주면을 따라 수평 방향으로 분사된다.
[0032] 배플(14)은, 원반부(14a)와, 원반부(14a)와 스크러버 본체(11)의 주벽부(11a)를 연결하는 레그부(14b, leg sections)로 구성된다. 원반부(14a)의 외주 부분과 스크러버 본체(11)의 주벽부(11a)의 사이에는, 액적(液滴)을 흘리기 위한 틈새가 형성되어 있다. 배플(14)은, 스크러버 본체(11) 내부를, 스프레이 장치(12)에 의해 액체가 분무되는 영역과, 스크러버 본체(11) 외부로 배수하기 위한 액체를 저류하는 영역으로 구획하고 있다. 배플(14)의 하방에는, 스크러버 본체(11) 외부로 액체를 배수하기 위한 배수관(15)이 설치되어 있다.
[0033] 스크러버 본체(11)의 개구부(11c) 근방에는, 처리가 끝난 배기가스의 일부를 스크러버 본체(11) 외부로 꺼내기 위한 배기관(16)이 설치되어 있다. 배기관(16)은, 처리가 끝난 배기가스를 샘플링하기 위한, 분석계에 접속되어 있다.
[0034] 이와 같이 구성된 스크러버(10)에 있어서의 배기가스 처리에 대하여 설명한다. 엔진으로부터 배출된 배기가스는, 가스 공급 장치(13)에 의해, 스프레이 장치(12)가 액체를 분무하는 영역보다 하방 위치에 도입된다. 이 배기가스는, 주벽부(11a)를 따르도록 주회(周回)하면서 스크러버 본체(11) 내부를 상승한다.
[0035] 한편, 해수는, 급수관(12a)을 통해 수도관(12b)에 도입된다. 그리고, 해수는, 복수 단의 지관(12c)의 선단에 설치된 스프레이 노즐로부터, 스크러버 본체(11)의 주벽부(11a)를 향해 분무된다.
[0036] 따라서, 스크러버 본체(11) 내를 선회(旋回) 상승하는 배기가스는, 각 단(段)에 설치된 지관(12c)에 설치된 스프레이 노즐로부터 분무되는 해수와 기액 접촉하여, 배기가스 내의 이산화유황(SO2)이 흡수 제거된다. 이산화유황(SO2)이 제거된 배기가스는, 스크러버 본체(11)의 상부에 형성된 개구부(11c)로부터 대기 중으로 배기된다. 또, 배기가스의 일부는, 배기관(16)을 통해 분석계로 보내진다.
[0037] 액적이 된 해수는, 선회류에 의한 원심력에 의해 주벽부(11a)에 밀어붙여져 자중(自重)으로 낙하한다. 낙하한 액적은, 스크러버 본체(11)의 하방에 설치된 배플(14)에 의해 그 선회가 정지된 후, 배플(14) 및 주벽부(11a)를 따라 이동하여, 스크러버 본체(11)의 저벽부(11b)와 그 주위의 주벽부(11a)로 구성되는 저류부에 저류된다. 저류된 액체는, 배수관(15)을 통해 스크러버 본체(11)의 밖으로 배수된다.
[0038] 도 4는, 스크러버(10)에 공급하는 해수량과 이산화유황(SO2)의 제거율 간의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4에 있어서, 횡축(橫軸)은 해수량(L/min)을 나타내고, 종축(縱軸)은 이산화유황 제거율(%)을 나타낸다.
[0039] 도 4에 나타내는 바와 같이, 스크러버(10)에 공급하는 해수량을 늘려, 스프레이 장치(12)에 의해 분무하는 해수량을 많게 할수록, 이산화유황(SO2)의 제거율은 향상된다. 이는, 분무하는 해수량이 증대됨에 따라 액적의 표면적이 증대되어, 배기가스와 해수 간의 접촉 면적이 증대되기 때문이다.
[0040] 도 4에 나타내는 해수량과 이산화유황(SO2)의 제거율 간의 관계에 의해, 스크러버 본체(11)의 개구부(11c)로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 이산화유황(SO2)의 농도(출구 SO2 농도)가 높은 경우에는, 스프레이 장치(12)에 의해 분무되는 해수량을 많게 함으로써, 출구 SO2 농도를 낮출 수가 있다.
[0041] 계속해서, 스크러버(10)의 스프레이 장치(12)에 공급하는 해수량 제어에 대하여 설명한다. 도 5는, 본 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템에 있어서의 해수량 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
[0042] 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 해수량 제어 시스템은, 중유 유황 농도 설정기(60)와, 최저 해수량 환산기(61)와, GPS(62)와, 배출 비율 설정기(63)와, CO2 분석계(64)와, SO2 분석계(65)와, SO2 농도 환산기(66)와, PID 컨트롤러(67)와, 해수량 보정 환산기(68)와, 가산 요소(69)와, 펌프 제어장치(70)를 구비하고 있다. 또한, 해수량 제어 시스템은, 알칼리도 설정기(81)와, 알칼리도 측정기(82)와, 알칼리 계수 환산기(83)를 구비하고 있다.
[0043] 이러한 해수량 제어 시스템의 구성과 동작에 대하여 설명한다.
[0044] 해수량 제어 시스템은, 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기(61)와, 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기(68)와, 이들을 모두 더한 설정 해수량을 스크러버(10)에 공급하도록 해수 펌프 유닛(30)(도 1 참조)을 제어하는 펌프 제어장치(70)를 포함하여 구성된다.
[0045] 최저 해수량 환산기(61)에는, 엔진(20)의 출력치와 중유 유황 농도 설정기(60)의 설정치가 입력된다. 엔진(20)의 출력치는, 선박 엔진의 출력(0%에서 100%)이다. 중유 유황 농도 설정기(60)의 설정치는, 선박이 사용하는 연료유(중유)의 유황분(0%에서 5%)이다.
[0046] 최저 해수량 환산기(61)에는, 미리 운용할 엔진(20)의 출력과 중유 소비량 간의 관계 데이터가 입력되어 있으며, 엔진(20)의 출력치가 입력되면, 이것을 중유 소비량으로 환산한다. 그리고, 최저 해수량 환산기(61)는, 중유 소비량과, 중유 유황 농도 설정기(60)의 설정치인 중유의 유황분으로부터 최저 해수량을 산출한다. 또, 후술하는 알칼리 계수를 곱하여, 최저 해수량을 조정한다. 나아가, 운행 해역에 있어서의 이산화유황의 배출 비율에 대응하여 최저 해수량을 환산한다. 또, 최저 해수량이란, 상기 식 (1) 내지 (3)으로 나타낸, 해수에 의한 이산화유황(SO2)의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량을 가리킨다. 최저 해수량의 환산 및 조정 방법의 구체적인 예에 대해서는, 후술한다.
[0047] GPS(62)는, 선박의 현재 위치를 측정하고, 그 위치에 근거한 운행 해역 정보를 배출 비율 설정기(63) 및 알칼리도 설정기(81)에 출력한다.
[0048] 알칼리도 설정기(81)는, 복수의 운행 해역에 대한 알칼리도를 기억하고 있으며, GPS(62)로부터 신호로서 출력된 운행 해역 정보에 근거하여, 선박의 현재 위치에 있어서의 해수의 알칼리도를 설정한다. 여기서, 알칼리도 설정기(81)에 의한 해수의 알칼리도의 설정 방법에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은, 알칼리도 설정기에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 6의 처리의 흐름은, 일례에 지나지 않는 것이며, 적절히 변경하여도 무방하다.
[0049] 도 6에 나타내는 바와 같이, 먼저, 알칼리도 설정기는, GPS(62)로부터 출력된 운행 해역 정보를 입력한다(단계 ST1). 이어서, 입력한 운행 해역 정보가, 상술한 표준적인 해수 조성(TEOS-10)을 적용할 수 있는 해역인지 여부를 판정한다(단계 ST2). 이 판정에 있어서, 운행 해역이 TEOS-10을 적용할 수 있는 해역인 경우(단계 ST2：YES), 위에서 설명한 바와 같이 TEOS-10을 참조하여 산출한 알칼리도 105 mg/L로 설정하고, 알칼리 계수 환산기(83)에 출력한다(단계 ST3).
[0050] 한편, 운행 해역이 TEOS-10을 적용할 수 있는 해역이 아닌 경우(단계 ST2：NO), 입력한 운행 해역 정보의 알칼리도(해수 조성)의 데이터를 기억하고 있는지 여부를 판정한다(단계 ST4). 이 판정에 있어서, 운행 해역의 알칼리도의 데이터를 기억하고 있는 경우(단계 ST4：YES), 그 데이터를 알칼리도(예컨대, 기수역(汽水域)에서는 52.5 mg/L 등)로서 설정하여, 알칼리 계수 환산기(83)에 출력한다(단계 ST5). 또한, 단계 ST4에 있어서, 기억되어 있는 데이터로서, 그 운행 해역에 있어서 이미 측정한 데이터를 이용할 수 있다.
[0051] 운행 해역에 있어서의 알칼리도의 데이터의 기억이 없는 경우(단계 ST4：NO), 알칼리도 측정기(82)에 대하여, 해수의 알칼리도를 측정하도록 동작 지령을 출력한다(단계 ST6). 이상과 같이, 알칼리도 설정기에서는, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 선택적으로 설정할 수 있으며, 알칼리도의 데이터의 기억이 없는 운행 해역에서는, 해수의 알칼리도를 측정하는 지령을 출력하여 대응할 수 있게 된다.
[0052] 도 5로 돌아와서, 알칼리도 측정기(82)는, 알칼리도 설정기(81)로부터 출력된 동작 지령에 따라, 해수의 알칼리도의 측정을 개시한다. 이 측정하는 해수는, 스크러버(10)(도 1 참조)에 의한 배기가스 세정을 행하기 전의 깨끗한 것으로 한다.
[0053] 알칼리도 측정기(82)에 의한 측정방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시형태에서는, JIS K0102 공장배수 시험방법 15.1 산(酸) 소비량(pH 4.8)에 준하는 방법을 채용한다.
[0054] 알칼리도 측정기(82)의 사용 기구 및 약품은, 자석 교반기(magnetic stirrer), 교반자(攪拌子), 100 mL 톨 비커(tall beaker), pH계, 2 mL 정도의 뷰렛(burette) 또는 1 mL 메스 피펫(mess pipette), 50 mL의 홀 피펫(whole pipette), 0.1 mol/L, 500 mL의 HCl(와코우 쥰야쿠 가부시키가이샤 제조)를 이용한다.
[0055] 측정 준비로서, 미리 pH계를 pH 표준액(pH 7과 pH 4)으로 교정해 둔다. 교정 빈도는, 측정 개시 전 또는, 연속해서 측정할 경우에는 주 1회로 한다. 측정 순서는, 맨 먼저, 50 mL의 홀 피펫으로 해수 샘플을 100 mL의 톨 비커에 넣는다. 이어서, 교반기 상에서 교반자를 회전시켜, 초순수(超純水)로 세정한 pH계를 해수 샘플에 침지한다(이때, 교반자가 pH계의 전극에 닿지 않게 주의한다). 계속해서, 해수 샘플의 초기 pH 값을 기록하고, 뷰렛(또는 메스 피펫)으로 HCl를 서서히 적하(滴下)한다. pH계를 보면서 pH 4.80±0.02가 될 때까지 HCl를 적하하여, 그 때의 pH 값과 HCl의 적하량을 기록한다. 그 후, pH 계를 꺼내어 초순수로 세정해 두고, 비커, 교반자도 물로 씻어 둔다.
[0056] 알칼리도는, 측정으로 얻어진 결과를 아래의 식에 대입함으로써 산출한다.
B=a×f×(1000/V)×5.004
·B：알칼리도〔pH 4.8〕(mg/L(CaCO3 환산))
·a：적하한 HCl의 양(mL)
·f：적하한 HCl의 농도(0.1 mol/L)
·V：해수 샘플링 양(50 mL)
·5.004：계수
[0057] 알칼리 계수 환산기(83)는, 알칼리도 설정기(81)로부터의 출력치(알칼리도) 또는 알칼리도 측정기(82)로부터 출력된 측정치(알칼리도)에 근거하여, 알칼리 계수를 환산한다. 그리고, 알칼리 계수 환산기(83)는, 환산한 알칼리 계수를 최저 해수량 환산기(61)에 출력한다. 알칼리 계수는, 예컨대, 알칼리도를 B(mg/L)로 한 경우, 하기의 식에 의해 환산할 수 있다.
알칼리 계수=105/B
[0058] 상술한 바와 같이, 운행 해역 정보가 표준적인 해수 조성(TEOS-10)을 적용할 수 있는 해역인 경우, 알칼리도 설정기(81)로부터 알칼리 계수 환산기(83)로 입력되는 알칼리도는 105 mg/L가 된다. 따라서, 환산되는 알칼리 계수=105/105=1이 된다.
[0059] TEOS-10을 적용할 수 있는 해역이 아닌 알칼리도가 낮은 기수역에서는, 표준적인 해수 조성보다 알칼리도가 낮아져(105 mg/L보다 작아져), 알칼리 계수는, 1보다 크고, 1000 이하가 된다. 1000 이하로 한 이유는, 알칼리 계수가 1000이 될 때, 알칼리도가 표준적인 해수의 0.1% 정도가 되어, 알칼리도가 거의 없는 호수나 하천수 등의 담수(淡水)에 대응시키기 위함이다.
[0060] TEOS-10을 적용할 수 있는 해역이 아니며, 표준적인 해수 조성보다 알칼리도가 높은(105 mg/L보다 큰) 경우, 알칼리 계수는, 0.05 이상 1.0 미만이 된다. 알칼리도가 높은 해역으로서는, 사해(死海)를 상정하며, 사해의 염분 농도는 약 30%로 표준적인 해수(약 3%)의 10배 정도가 된다. 이를 고려하여, 표준적인 해수의 최대 20배의 알칼리도를 가정하고, 이에 대응하도록, 알칼리 계수를 0.05 이상으로 하고 있다. 또한, 알칼리도가 높은 해역에서는 사용 해수량을 삭감할 수 있기 때문에, 펌프 동력을 삭감할 수 있다는 장점이 있다.
[0061] 배출 비율 설정기(63)는, GPS(62)로부터의 신호 또는 수동으로 입력된 운행 해역 정보에 근거하여, 해당 해역에 있어서의 이산화유황(SO2)의 배출 비율을 SO2 농도 환산기(66)에 출력한다.
[0062] 여기서, 배출 비율이란, 연료 중의 유황분에 의해 결정되는 수치이다. 또, 연료 중의 유황분은, 배기가스 중의 이산화탄소(CO2) 및 이산화유황(SO2)의 배출 비율을 측정함으로써 확인된다.
[0063] 또, 배출 비율 설정기(63)는, GPS(62)로부터의 신호 또는 수동으로 입력된 운행 해역 정보에 근거하여, 최저 해수량 환산기(61)에 지령을 출력한다. 예컨대, GPS(62)의 운행 해역 정보에 따라, 「배출 규제 해역(ECA)」이면 「연료 중 0.1% 유황 농도 이하」의 규제(이하, 『0.1% 규제』라 칭함)에 대응하여 환산하도록 지령을 출력한다. 또, 「ECA 이외」이면 「연료 중 0.5% 유황 농도 규제(이하, 『0.5% 규제』라 칭함. 2025년경에 규제 개시 예정)」에 대응하여 환산하도록 지령을 출력한다. 사용하는 연료의 유황 농도에 따르는데, 해당 유황 농도를 표준적인 2.7%로 하면, 0.1% 규제의 경우, 2.6%분(分)을 제거할 필요가 있으며, 0.5% 규제의 경우, 2.2%분을 제거할 필요가 있다.
[0064] 여기서, 최저 해수량 환산기(61)에 있어서의 최저 해수량의 환산방법에 대하여, 이하에 구체적인 예를 들어 설명한다.
[0065] 최저 해수량 환산기(61)에는, 미리 하기의 데이터가 입력되어 있는 것으로 한다.
·엔진(20)(도 1 참조)의 정격 출력：10 MW
·엔진(20)의 출력당 연료 소비량：0.2 kg/kWh
·유황의 분자량：32.07 g/mol
·탄산칼슘(CaCO3)의 분자량：100.09 g/mol
·해수의 알칼리도：105 mg/L(상기 표준 조성 TEOS-10 참조)
또, 중유 유황 농도 설정기(60)에는, 미리 연료 중의 유황 농도：3 wt%가 입력되어 있는 것으로 한다.
[0066] 최저 해수량 환산기(61)에, 엔진(20)의 출력치로서 50%가 입력되면, 하기와 같이 연료 소비량(중유 소비량)이 산출된다.
연료 소비량=0.5×10, 000 kW×0.2 kg/kWh=1, 000 kg/h
이 연료 소비량의 산출 결과와, 연료 중의 유황 농도(3 wt%)로부터, 유황분의 질량 유량으로서 30 kg/h가 산출된다.
[0067] 한편, 탄산칼슘은 유황을 흡수하는 알칼리이며, 각각의 분자량으로부터, 유황 1 g에 대해, 황산까지의 산화·흡수에 소비되는 알칼리도가 하기와 같이 산출된다.
100.09/32.07=3.12 g
또, 유황 1 g에 대해, 아황산까지의 산화·흡수에 소비되는 알칼리도가 하기와 같이 산출된다.
3.12/2=1.56 g
[0068] 따라서, 상기 유황분의 질량 유량(30 kg/h)을 아황산으로서 흡수하기 위해서는, 30×1.56=46.8 kg/h의 알칼리(CaCO3 환산)가 필요하게 된다. 흡수 반응 후의 배출 해수(排海水, waste seawater)의 잔류 알칼리도를 5 mg/L로 하면, 해수로부터 공급하는 알칼리는, 105－5=100 mg/L=0.1 kg/m3로 산출된다. 이들 산출 결과로부터, 최저 해수량이 하기와 같이 산출된다.
최저 해수량=46.8/0.1=468 m3/h
[0069] 상기 최저 해수량의 환산에 있어서는, 연료 중의 모든 유황을 제거할 필요가 있는 경우의 환산방법이다. 따라서, 배출 비율 설정기(63)로부터 0.5% 규제에 대응하여 환산하도록 지령이 출력되면, 연료 중의 유황 농도 3.0 wt% 중의 2.5 wt%분을 제거하면 되기 때문에, 제거해야 할 유황의 질량 유량은 25 kg/h가 된다. 그리고, 상기 환산에 있어서의 유황의 질량 유량 30 kg/h를, 25 kg/h로 바꾸어, 최저 해수량 390 m3/h가 산출된다. 이로써, 운행 해역의 유황 농도의 규제치에 따라, 유황의 질량 유량이 변경되어, 이것에 대응된 최저 해수량이 산출된다.
[0070] 또, 상기 최저 해수량의 환산은, 알칼리 계수 환산기(83)가 출력하는 알칼리 계수=1인 경우(운행 해역이 TEOS-10을 적용할 수 있는 표준적인 해역인 경우)의 환산방법이다. 알칼리 계수≠1인 경우에는, 위에서 설명한 바와 같이 산출된 최저 해수량에 대해서 알칼리 계수가 승산(乘算)된다. 표준적인 해역보다 알칼리도가 낮은 기수역에서는, 알칼리 계수가 1보다 커지므로, 알칼리 계수의 승산에 의해 최저 해수량이 증가하도록 조정된다. 한편, 표준적인 해역보다 알칼리도가 높은 수역에서는, 알칼리 계수가 1보다 작아지므로, 알칼리 계수의 승산에 의해 최저 해수량이 감소하도록 조정된다. 이와 같이, 운행 해역에 따른 알칼리도에 근거하여, 최저 해수량이 조정된다.
[0071] CO2 분석계(64)는, 스크러버(10)로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 CO2의 농도(출구 CO2 농도)를 측정한다. CO2 분석계(64)의 출력치는, SO2 농도 환산기(66)에 입력된다. SO2 농도 환산기(66)는, 출구 CO2 농도(%)에 배출 비율을 곱하여 정화해야 할 SO2 농도(ppm)를 산출하고, 나아가 안전율 0.8을 곱하여 출구 SO2 농도의 설정치(SV)를 산출한다. 이 출구 SO2 농도의 설정치(SV)는, SO2 농도 환산기(66)로부터 PID 컨트롤러(67)로 출력된다.
[0072] 예컨대, 0.1% 규제의 해역에 있어서, 정해진 배출 비율은 4.3이다. CO2 분석계(64)가 측정한 출구 CO2 농도가 5%였을 경우, SO2 농도는 21.5 ppm(=4.3×5) 이하까지 정화해야 하며, 이 값에 안전율 0.8을 곱한 17.2 ppm이 출구 SO2 농도 설정치가 된다.
[0073] SO2 분석계(65)는, 스크러버(10)로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 SO2의 농도(출구 SO2 농도)를 측정한다. 이 출구 SO2 농도의 측정치(PV)는, SO2 분석계(65)로부터 PID 컨트롤러(67)로 출력된다.
[0074] PID 컨트롤러(67)는, SV값으로서 입력된 출구 SO2 농도 설정치와 PV값으로서 입력된 출구 SO2 농도 측정치의 편차에 근거하여 PID 제어 연산을 행하여 조작량(MV)을 산출하고 해수량 보정 환산기(68)에 출력한다. 또한, PID 컨트롤러(67)는, SV값, PV값 및 MV값의 입력 또는 출력에 대하여, 자동과 수동을 전환하여 대응하는 기능을 가지고 있다. 이로써, 고장 또는 유지관리 등에 의해, 예컨대 SO2 분석계(65)로부터 입력이 얻어지지 않을 경우에는, 자동 입력으로부터 수동 입력으로 전환하여 대응할 수가 있다.
[0075] 해수량 보정 환산기(68)는, PID 컨트롤러(67)의 출력인 조작량(MV)을, 최저 해수량에 비례한 해수량 보정치로 설정하여, 보정 해수량을 산출한다. 예컨대, 최저 해수량 환산기(61)에서 산출된 최저 해수량이 100 t/h이고, MV값이 100%이며, 비례 정수(定數)가 0.5인 경우, 해수량 보정 환산기(68)에서는 보정 해수량 50 t/h가 산출된다. 또, 비례 정수는, 고정치는 아니며 최저 해수량과의 관계에서 변동치로서 부여하여도 무방하다. 또, 해수량 보정 환산기(68)에서는, 최저 해수량에 대해 상기 승산을 행하여 보정 해수량을 산출하므로, 보정 해수량에 있어서도 알칼리도에 근거하여 조정된 것이 된다.
[0076] 그리고, 가산 요소(69)에서는, 최저 해수량 환산기(61)에서 산출된 최저 해수량과, 해수량 보정 환산기(68)에서 산출된 보정 해수량을 가산함으로써, 설정 해수량이 산출된다. 가산 요소(69)에서 산출된 설정 해수량은, 펌프 제어장치(70)에 입력된다. 펌프 제어장치(70)는, 해수 펌프 유닛(30)을 제어하여, 그 설정 해수량 분(分)의 해수를 스크러버(10)에 공급한다. 스크러버(10)에 공급하는 설정 해수량은, 알칼리도에 근거하여 각각 조정된 최저 해수량과 보정 해수량을 가산하여 산출되기 때문에, 스크러버(10)에 공급하는 설정 해수량도, 알칼리도에 근거하여 조정된 것이 된다.
[0077] 해수 펌프 유닛(30)으로부터 스크러버(10)에 공급되는 실제 해수량은, 해수 펌프 유닛(30)에 유량계를 설치함으로써 측정할 수 있다. 이 경우, 펌프 제어장치(70)에 있어서 측정한 실제 해수량과 설정 해수량을 비교하여, 피드백 제어를 행하여도 무방하다. 단, 해수 펌프 유닛(30)으로부터 스크러버(10)에 공급되는 실제 해수량이 부족하여 스크러버(10)에 있어서의 출구 SO2 농도가 높아졌다 하더라도, 해수량 제어 시스템에 있어서의 PID 컨트롤러(67)에 의해 보정 해수량이 증가되는 방향으로 작용한다.
[0078] 스크러버(10)에 해수를 공급하기 위한 펌프는, 단수여도 복수여도 무방하다. 복수의 펌프를 구비하는 경우에는, 설정 해수량의 증가에 따라 펌프의 운전대 수를 늘리고, 설정 해수량의 감소에 따라 펌프의 운전대 수를 줄이도록, 펌프 제어장치(70)에 의해 복수의 펌프를 제어하면 된다.
[0079] 도 7은, 복수의 펌프를 구비하는 경우의, 펌프 운전대 수와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서는, 스크러버(10)에 해수를 공급하기 위한 3대의 펌프를 구비하고 있으며, 실선(實線)은 펌프의 운전 상태를 나타내고, 파선(破線)은 펌프의 정지 상태를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 설정 해수량이 (F1)에서 (F2)의 사이는 펌프가 1대만 운전하고 있으며, 설정 해수량이 (F2)를 초과하면 2대째의 펌프도 운전을 개시한다. 나아가, 설정 해수량이 (F3)을 초과하면 3대째의 펌프도 운전을 개시한다. 또, 설정 해수량이 (F3)보다 감소하면 3대째의 펌프는 운전을 정지하고, 설정 해수량이 (F2)보다 감소하면 2대째의 펌프도 운전을 정지한다.
[0080] 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이 복수의 펌프를 제어하는 경우에는, 펌프가 빈번하게 운전 상태와 정지 상태를 반복하는 것을 피하기 위하여, 해수량 제어 시스템에 있어서의 PID 컨트롤러(67)는 비례 제어로 한정하고, 적분(積分) 제어를 행하지 않도록 하는 것이 필요하다.
[0081] 또, 도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 펌프를 펌프 제어장치(70)에 있어서의 인버터로 제어하는 구성으로 하여도 무방하다. 이 경우에는, 인버터(inverter)에 의한 제어를 하지 않는 경우에 비해, 정밀한 펌프의 제어를 행할 수가 있다.
[0082] 도 8은, 펌프 제어장치(70)가 인버터를 구비하는 경우의 구성을 나타내는 블록도이다. 예컨대, 스크러버(10)에 해수를 공급하기 위한 2대의 펌프를 구비하는 경우, 도 8에 나타내는 바와 같이, 펌프 제어장치(70)는, 펌프 유량 설정기(70a)와, 제 1 인버터(70b)와, 제 2 인버터(70c)를 구비한다. 펌프 유량 설정기(70a)는, 펌프 1대당에 대한 유량을 설정한다. 제 1 인버터(70b)는 제 1 펌프(31)를 제어하고, 제 2 인버터(70c)는 제 2 펌프(32)를 제어한다.
[0083] 도 9는, 도 8에 나타내는 구성에 의한, 펌프 1대당의 유량 설정치와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 9에 있어서, 실선은 펌프의 운전 상태를 나타내고, 파선은 펌프의 정지 상태를 나타낸다.
[0084] 도 9에 나타내는 바와 같이, 설정 해수량 (F1)에서 (F2)의 사이는 제 1 펌프(31)만이 운전하고 있고, 설정 해수량이 (F1)로부터 (F2)로 증대함에 따라, 제 1 펌프(31)에 있어서의 유량 설정치도 증대되어 간다. 설정 해수량이 (F2)를 초과하면, 제 2 펌프(32)도 운전을 개시한다. 이때, 제 2 펌프(32)의 운전에 수반하여, 제 1 펌프(31)의 유량 설정치는 감소한다. 설정 해수량이 (F2)로부터 (F3)으로 증대됨에 따라, 제 1 펌프(31) 및 제 2 펌프(32)에 있어서의 유량 설정치도 증대되어 간다.
[0085] 또, 설정 해수량이 (F3)으로부터 감소됨에 따라, 제 1 펌프(31) 및 제 2 펌프(32)에 있어서의 유량 설정치도 감소되어 간다. 설정 해수량이 (F2)보다 감소되면, 제 2 펌프(32)는 운전을 정지한다. 그리고, 제 2 펌프(32)의 운전 정지에 수반하여, 제 1 펌프(31)의 유량 설정치는 증가한다.
[0086] 도 8, 도 9에 나타내는 것과 같은 인버터에 의한 복수의 펌프의 제어는, 설정 해수량이 취할 수 있는 값을 넓게 설정하는 경우, 즉, 엔진 부하 변동의 범위나 연료유의 유황분의 범위를 넓게 설정하는 경우 등에 유효하다.
[0087] 또한, 도 5에 나타내는 각 설정기, 환산기 및 PID 컨트롤러(67)는, 개개의 기기의 조합으로 구성되어 있어도, 프로그래머블 로직 컨트롤러(programmable logic controller; PLC)로 구성되어 있어도 무방하다.
[0088] 이러한 해수량 제어 시스템에 의하면, 엔진 출력과 사용하는 중유의 유황분으로부터, 소비한 중유에 포함되는 유황산화물(특히, 이산화유황(SO2))의 흡수에 필요한 알칼리 성분을 최저 해수량으로서 산출하며, 나아가, 스크러버(10)로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 유황산화물 농도가 배출 규제치를 초과하지 않도록 보정 해수량을 산출하여, 이들을 모두 더한 설정 해수량을 스크러버(10)에 공급하도록 제어하고 있다. 이 구성에 의해, 스크러버(10)에 공급되는 해수량이 과잉이 되는 경우나 부족한 경우가 없고, 처리 후의 배기가스 중의 유황산화물 농도가 규제치를 초과하는 일이 없도록, 스크러버(10)에 적절한 해수량을 공급하여 안정된 운전을 할 수 있게 된다.
[0089] 또, 본 실시형태의 해수량 제어 시스템에서는, GPS(62)의 운행 해역 정보에 따라, 알칼리도 설정기(81)에 의해 해수의 알칼리도를 설정할 수 있으며, 이 알칼리도에 근거하여 스크러버(10)에 공급하는 설정 해수량을 증감시켜 조정할 수 있다. 이로써, 스크러버(10)에 공급하는 설정 해수량을 보다 적절히 할 수 있으며, 또한, 해수 펌프 유닛(30)의 동력을 삭감할 수가 있다.
[0090] 또, 도 6에 있어서, 단계 ST3, ST5를 실시하는 선택을 한 경우에는, 이미 기억된 데이터를 알칼리도로 설정할 수 있으므로, 알칼리도 측정기(82)에 의한 측정을 생략할 수가 있다. 바꾸어 말하면, 단계 ST6을 실시하는 선택을 한 경우에만, 알칼리도 측정기(82)에 의한 측정을 행하기 때문에, 알칼리도의 측정 빈도 및 pH 미터의 사용 빈도를 낮게 할 수 있으며, pH 미터 등의 유지관리 빈도를 길게 할 수가 있다.
[0091] 또, 알칼리도 측정기(82)에서는, 스크러버(10)에 의한 배기가스 세정을 행하기 전의 해수를 측정하기 때문에, 배기가스 세정 후의 탑저액(塔底液)을 측정하는 경우에 비해, 측정하는 해수에 매연 등이 혼입하는 것을 억제할 수가 있다. 이로써, pH 미터의 세정 등의 유지관리의 부담을 경감할 수가 있다.
[0092] 또, 알칼리도 설정기(81)에 있어서 알칼리도를 기억하고 있는 운행 해역이 복수가 되기 때문에, 이러한 운행 해역을 늘림으로써 알칼리도 측정기(82)에 의한 측정을 생략할 수 있는 해역을 넓게 할 수 있으며, pH 미터의 사용 빈도를 보다 낮게 할 수가 있다. 또, 알칼리도를 기억하고 있는 운행 해역을 늘리면서, 각각의 운행 해역을 좁게 함으로써, 알칼리도의 정밀도를 높일 수 있고, 환산하는 해수량을 보다 한층 최적화할 수가 있다.
[0093] 또, 표준적인 해수 조성(TEOS-10)을 적용할 수 있는 해역인 경우에는, 해수의 알칼리도가 일정치가 되는 것을 전제로 할 수 있으며, 알칼리 계수도 일정하게 하여 해수량을 환산하는 처리 부담의 경감을 도모할 수가 있다. 이때, 엔진 출력과 연료유의 유황분만으로, 최저 해수량을 환산할 수가 있다.
[0094] 다음으로, 이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 공통되는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 그 도시, 설명을 생략한다.
[0095] 도 10은, 제 2 실시형태에 관한 스크러버를 중심으로 하는 배기가스 처리 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 배기가스 처리 시스템은, 엔진(200)으로부터 배기가스가 공급되는 스크러버(10)와, 스크러버(10)에 해수를 공급하는 해수 펌프(300)와, 스크러버(10)로부터 배출된 배수를 여과하는 여과기 유닛(400)으로 주로 구성된다. 스크러버(10)는, 세정에 이용한 해수를 순환시킨 순환 해수와, 세정에 이용하지 않은 신선 해수를 공급할 수 있게 구성되어 있다.
[0096] 엔진(200)으로부터 배출된 배기가스는, 스크러버(10)에 도입된다. 이 배기가스에는, 이산화유황(SO2)이 50~1500 ppm 포함된다. 이 배기가스가 스크러버(10) 내부를 상승하는 과정에서, 해수 펌프(300)를 통해 스크러버(10)에 도입된 해수를 분무하여, 기액 접촉시킨다.
[0097] 제 1 실시형태에 있어서의 식 (1)~(3)에 나타내는 바와 같이 반응이 행해져, 이산화유황(SO2)이 제거된 배기가스는, 스크러버(10)의 상부로부터 대기 중으로 배기된다.
[0098] 스크러버(10) 내에 분무된 해수는, 스크러버(10)의 내벽면을 따라 자중으로 낙하하여, 스크러버(10) 하방의 저류부에 저류된다. 저류된 해수는, 스크러버(10)로부터 배수된 후, 여과기 유닛(400)에 의해 여과되어 해양으로 배수된다.
[0099] 또, 선박의 운행 해역에 따라서는, 규제에 의해, 스크러버(10)에 저류된 해수를 해양으로 배수할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 스크러버(10)의 저류부 또는 별도로 설치한 탱크에 저류된 해수를, 순환량 제어 밸브(310)를 통해 다시 해수 펌프(300)에 공급함으로써, 스크러버(10)에 있어서의 배기가스 처리에 사용한다.
[0100] 순환량 제어 밸브(310)는, 완전 폐쇄(全閉, fully closed)시에는 신선 해수만을 해수 펌프(300)에 공급하고, 완전 개방(全開, fully open)시에는 순환 해수만을 해수 펌프(300)에 공급하도록 구성되어 있다. 순환량 제어 밸브(310)의 밸브 개방도(開度)는, 운행 해역에서 허용되는 배수량에 따라 설정된다. 또한, 배수량은, 미리 얻어진 밸브 개방도와 해수 펌프 능력으로부터 산출하여도 되며, 신선 해수의 입구에 유량계를 설치하여 측정하여도 된다.
[0101] 엔진(200)의 배기가스는, 200℃에서 400℃의 고온이기 때문에, 순환 해수는 흡수한 배기가스의 열에 의해 온도가 상승되어 있다. 따라서, 스크러버(10)로부터 순환량 제어 밸브(310)를 통해 해수 펌프(300)로 공급된 순환 해수는, 열 교환기(320)에 있어서 냉각수에 의해 냉각된 후, 다시 스크러버(10)에 공급된다.
[0102] 또, 순환 해수는, 스크러버(10)에 있어서 이산화유황(SO2)을 흡수함으로써 해수 중의 알칼리 성분이 소비되어 있다. 해수 중의 알칼리 성분이 부족한 경우에는, 해수에 의한 배기가스 중의 이산화유황(SO2)의 흡수 반응이 저해되어, 스크러버(10)로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 이산화유황(SO2) 농도가 배출 규제치를 초과할 우려가 있다.
[0103] 이 때문에, 스크러버(10)로부터 순환량 제어 밸브(310)를 통해 해수 펌프(300)로 공급된 순환 해수는, 알칼리 펌프(340)를 통해 알칼리 탱크(330)로부터 알칼리제가 주입된 후, 다시 스크러버(10)에 공급된다. 이때의 알칼리량 제어에 대해서는, 상세한 내용을 후술(後述)한다. 또, 알칼리제로서는, 가성(苛性) 소다(NaOH) 용액을 이용할 수 있다.
[0104] 스크러버(10)의 구성에 대해서는, 도 3에 나타내는 스프레이 장치(12)가 해수 펌프(300)에 접속되고, 가스 공급 장치(13)가 엔진(200)에 접속되는 점을 제외하고, 제 1 실시형태의 스크러버(10)와 동일한 구성이 되므로, 도시 설명을 생략한다.
[0105] 도 4에 나타내는 바와 같이, 스크러버(10)에 공급하는 해수량을 늘려, 스프레이 장치(12)에 의해 분무하는 해수량을 많게 할수록, 이산화유황(SO2)의 제거율은 향상된다. 이는, 분무하는 해수량이 증대됨에 따라 액적의 표면적이 증대되어, 배기가스와 해수 간의 접촉 면적이 증대하는 것에 추가하여, 해수에 포함되는 알칼리 성분의 총량이 증가하기 때문이다.
[0106] 도 4에 나타내는 해수량과 이산화유황(SO2)의 제거율 간의 관계에 의해, 스크러버 본체(11)의 개구부(11c)로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 이산화유황(SO2)의 농도(출구 SO2 농도)가 높은 경우에는, 스프레이 장치(12)에 의해 분무되는 해수량을 많게 함으로써, 출구 SO2 농도를 낮출 수가 있다.
[0107] 계속해서, 스크러버(10)의 스프레이 장치(12)에 공급하는 순환 해수에 알칼리제를 주입하는 경우에 있어서의 알칼리량 제어에 대하여 설명한다. 도 11은, 본 실시형태에 관한 배기가스 처리 시스템에 있어서의 알칼리량 제어 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
[0108] 도 11에 나타내는 바와 같이, 상기 알칼리량 제어 시스템은, 제 1 실시형태와 마찬가지가 되는 중유 유황 농도 설정기(60)와, 최저 해수량 환산기(61)와, GPS(62)와, 배출 비율 설정기(63)와, CO2 분석계(64)와, SO2 분석계(65)와, SO2 농도 환산기(66)와, PID 컨트롤러(67)와, 해수량 보정 환산기(68)와, 가산 요소(69)와, 알칼리도 설정기(81)와, 알칼리도 측정기(82)에 추가하여, 가감산(加減算) 요소(75)와, 알칼리량 연산기(71)와, 알칼리 펌프 제어장치(72)와, 상하한(上下限) 리미터(limiter)(73)와, 해수 펌프 제어장치(74)를 구비하고 있다.
[0109] 이러한 알칼리량 제어 시스템의 구성과 동작에 대하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일하거나 또는 마찬가지인 구성, 동작에 대해서는 설명을 생략하거나 또는 간략하게 한다.
[0110] 알칼리 제어 시스템은, 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기(61)와, 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기(68)와, 이들을 모두 더한 설정 해수량과 신선 해수량 간의 차분(差分)의 해수량에 근거하여 순환 해수에 대한 알칼리 주입량을 산출하는 알칼리량 연산기(71)를 포함하여 구성된다.
[0111] 그리고, 가산 요소(69)에 있어서, 최저 해수량 환산기(61)에 의해 산출된 최저 해수량과, 해수량 보정 환산기(68)에 의해 산출된 보정 해수량을 가산함으로써, 설정 해수량이 산출된다. 다음으로, 가감산 요소(75)에 있어서, 설정 해수량으로부터 신선 해수량을 감산한 차분(差分)의 해수량이 산출된다. 가감산 요소(75)에 의해 산출된 해수량은, 알칼리량 연산기(71)에 입력된다.
[0112] 알칼리도 설정기(81) 및 알칼리도 측정기(82)는, 출력처가 알칼리량 연산기(71)가 되는 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지의 구성이 된다. 알칼리량 연산기(71)는, 제 1 실시형태의 알칼리 계수 환산기(83)와 마찬가지로, 알칼리도 설정기(81)로부터의 출력치(알칼리도) 또는 알칼리도 측정기(82)로부터 출력된 측정치(알칼리도)에 근거하여, 알칼리 계수를 환산한다.
[0113] 알칼리량 연산기(71)는, 가감산요소(75)에 의해 산출된 해수량 분(分)의 해수 중에 포함되는 알칼리 성분량을 산출하는 동시에, 이 알칼리 성분량에 상당하는 알칼리 주입량을 산출한다. 해수의 알칼리도는, CaCO3 환산으로 105(ppm), 즉 105(mg/L)이기 때문에(상기 표준 조성 TEOS-10 참조), 예컨대 해수량이 100(t/h)인 경우에는, 이 해수량 분의 해수 중에 포함되는 알칼리 성분은, 105(g/m3)×100(m3/h)=10500(g/h)=10.5(kg/h)로 산출된다. 이것을 NaOH로 환산하면, 8.4(kg/h)가 되기 때문에, 알칼리제로서 25(%), 비중 1.27의 가성 소다 용액을 이용하는 경우의 알칼리 주입량은, 8.4/0.25/1.27≒26.5(L/h)로 산출된다.
[0114] 또, 상기 알칼리 주입량의 환산은, 알칼리 계수 연산기(71)에서 산출하는 알칼리 계수=1인 경우(운행 해역이 TEOS-10을 적용할 수 있는 표준적인 해역인 경우)의 환산방법이다. 알칼리 계수의 산출방법은, 제 1 실시형태와 마찬가지로 「알칼리 계수=105/B」로서 산출된다. 알칼리 계수≠1인 경우에는, 위에서 설명한 바와 같이 산출된 알칼리 주입량에 대하여 알칼리 계수가 승산된다. 표준적인 해역보다 알칼리도가 낮은 기수역에서는, 알칼리 계수가 1보다 커지므로, 알칼리 계수의 승산에 의해 알칼리 주입량이 증가하도록 조정된다. 한편, 표준적인 해역보다 알칼리도가 높은 수역에서는, 알칼리 계수가 1보다 작아지므로, 알칼리 계수의 승산에 의해 알칼리 주입량이 감소하도록 조정된다. 이와 같이, 운행 해역에 따른 알칼리도에 근거하여, 알칼리 주입량이 조정된다.
[0115] 알칼리량 연산기(71)는, 산출한 알칼리 주입량을 알칼리 펌프 제어장치(72)에 출력한다. 알칼리 펌프 제어장치(72)는, 알칼리 펌프(340)를 제어하여, 그 알칼리 주입량 분의 알칼리제를 스크러버(10)에 공급되는 순환 해수에 주입한다.
[0116] 또, 가산 요소(69)에 있어서 산출된 설정 해수량은, 상하한 리미터(73)에 입력된다. 상하한 리미터(73)는, 해수 펌프(300)를 통해 스크러버(10)에 공급할 해수량의 상하한 리미터 값을 정하고 있으며, 입력된 설정 해수량이 상한 리미터 값을 초과하고 있는 경우에는, 그 상한 리미터 값을 스크러버(10)에 공급할 해수량으로서 출력한다. 마찬가지로, 상하한 리미터(73)는, 입력된 설정 해수량이 하한 리미터 값을 초과하고 있는 경우에는, 그 하한 리미터 값을 스크러버(10)에 공급할 해수량으로서 출력한다. 즉, 상하한 리미터(73)는, 스크러버(10)에 공급할 해수량을 상하한치의 범위 내로 규제한다.
[0117] 본 발명에 있어서는, 배기가스 중의 이산화유황(SO2)의 흡수 제거에 이용하는 알칼리 성분은, 해수 중의 알칼리 성분에만 의존하지 않고, 별도로 알칼리제를 주입할 수 있기 때문에, 스크러버(10)에 공급하는 해수량은, 알칼리 성분을 보상하는 양은 아니며, 배기가스와 해수 간의 접촉에 의해 배기가스 중의 이산화유황(SO2)을 흡수 제거할 수 있는 양을 확보하면 된다. 따라서, 설정 해수량이, 배기가스와 해수 간의 접촉에 의해 배기가스 중의 이산화유황(SO2)을 흡수 제거할 수 있는 해수량을 초과하고 있는 경우에는, 이 해수량을 상한 리미터 값으로 하여, 스크러버(10)에 공급할 해수량으로서 설정한다.
[0118] 스크러버(10)에 공급하는 알칼리량은 처리할 이산화유황(SO2)의 양에 알맞는 양을 주입할 필요가 있으며, 알칼리량이 부족하면 배기가스 중의 이산화유황(SO2) 농도가 규제치를 초과하여 문제가 된다. 따라서, 상하한 리미터(73)에 의해, 스크러버(10)에 공급할 해수량의 상한 리미터 값 및 하한 리미터 값을 정함으로써, 해수 펌프(300)의 동력을 삭감하면서, 가산 요소(69)에 있어서 산출된 설정 해수량과 신선 해수량 간의 차에 비례하여 알칼리량을 공급하기 때문에, 스크러버(10)에 적절한 알칼리량을 공급할 수 있어, 안정된 운전을 할 수 있게 된다.
[0119] 상하한 리미터(73)에 의해 설정된 해수량은, 해수 펌프 제어장치(74)에 입력된다. 해수 펌프 제어장치(74)는, 해수 펌프(300)를 제어하여, 이 해수량 분의 해수를 스크러버(10)에 공급한다.
[0120] 해수 펌프(300)로부터 스크러버(10)에 공급되는 실제 해수량은, 해수 펌프(300)에 유량계를 설치함으로써 측정할 수 있다. 이 경우, 해수 펌프 제어장치(74)에 있어서 측정한 실제 해수량과 설정 해수량을 비교하여, 피드백 제어를 행하여도 무방하다. 다만, 해수 펌프(300)로부터 스크러버(10)로 공급되는 알칼리량이 부족하여 스크러버(10)에 있어서의 출구 SO2 농도가 높아졌다 하더라도, 알칼리량 제어 시스템에 있어서의 PID 컨트롤러(67)에 의해 보정 해수량이 증가되는 방향으로 작용하기 때문에, 알칼리 주입량은 증가한다.
[0121] 스크러버(10)에 해수를 공급하기 위한 펌프는, 단수여도 복수여도 무방하다. 복수의 펌프를 구비하는 경우에는, 설정 해수량의 증가에 따라 펌프의 운전대 수를 늘리고, 설정 해수량의 감소에 따라 펌프의 운전대 수를 줄이도록, 해수 펌프 제어장치(74)에 의해 복수의 펌프를 제어하면 된다(도 7 참조).
[0122] 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이 복수의 펌프를 제어하는 경우에는, 펌프가 빈번하게 운전 상태와 정지 상태를 반복하는 것을 피하기 위하여, 알칼리량 제어 시스템에 있어서의 PID 컨트롤러(67)는 비례 제어로 한정하고, 적분 제어를 행하지 않도록 하는 것이 필요하다.
[0123] 또, 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 복수의 펌프를 해수 펌프 제어장치(74)에 있어서의 인버터로 제어하는 구성으로 하여도 무방하다. 이 경우에는, 인버터에 의한 제어를 하지 않는 경우에 비해, 정밀한 펌프의 제어를 행할 수가 있다.
[0124] 도 12는, 해수 펌프 제어장치(74)가 인버터를 구비하는 경우의 구성을 나타내는 블록도이다. 예컨대, 스크러버(10)에 해수를 공급하기 위한 2대의 펌프를 구비하는 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이, 해수 펌프 제어장치(74)는, 펌프 유량 설정기(74a)와, 제 1 인버터(74b)와, 제 2 인버터(74c)를 구비한다. 펌프 유량 설정기(74a)는, 펌프 1대당에 대한 유량을 설정한다. 제 1 인버터(74b)는 제 1 펌프(300a)를 제어하고, 제 2 인버터(74c)는 제 2 펌프(300b)를 제어한다.
[0125] 도 13은, 도 12에 나타내는 구성에 의한, 펌프 1대당의 유량 설정치와 설정 해수량 간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, 실선은 펌프의 운전 상태를 나타내고, 파선은 펌프의 정지상태를 나타낸다.
[0126] 도 13에 나타내는 바와 같이, 설정 해수량 (F1)에서 (F2)의 사이는 제 1 펌프(300a)만 운전하고 있으며, 설정 해수량이 (F1)로부터 (F2)로 증대됨에 따라, 제 1 펌프(300a)에 있어서의 유량 설정치도 증대되어 간다. 설정 해수량이 (F2)를 초과하면, 제 2 펌프(300b)도 운전을 개시한다. 이때, 제 2 펌프(300b)의 운전에 수반하여, 제 1 펌프(300a)의 유량 설정치는 감소한다. 설정 해수량이 (F2)로부터 (F3)으로 증대됨에 따라, 제 1 펌프(300a) 및 제 2 펌프(300b)에 있어서의 유량 설정치도 증대되어 간다.
[0127] 또, 설정 해수량이 (F3)으로부터 감소됨에 따라, 제 1 펌프(300a) 및 제 2 펌프(300b)에 있어서의 유량 설정치도 감소되어 간다. 설정 해수량이 (F2)보다 감소되면, 제 2 펌프(300b)는 운전을 정지한다. 그리고, 제 2 펌프(300b)의 운전 정지에 수반하여, 제 1 펌프(300a)의 유량 설정치는 증가한다.
[0128] 도 12, 도 13에 나타내는 것과 같은 인버터에 의한 복수의 펌프의 제어는, 설정 해수량이 취할 수 있는 값을 넓게 설정하는 경우, 즉, 엔진 부하 변동의 범위나 연료유의 유황분의 범위를 넓게 설정하는 경우 등에 유효하다.
[0129] 이상 설명한 바와같이, 제 2 실시형태에 관한 알칼리량 제어 시스템에 의하면, 엔진 출력과 사용하는 중유의 유황분으로부터, 소비한 중유에 포함되는 유황산화물(특히, 이산화유황(SO2))의 흡수에 필요한 알칼리 성분을 최저 해수량으로서 산출하고, 나아가, 스크러버(10)로부터 대기 중으로 배기되는 처리가 끝난 배기가스에 포함되는 유황산화물 농도가 배출 규제치를 초과하지 않도록 보정 해수량을 산출하여, 이들을 모두 더한 설정 해수량에 근거하여 해수에 주입할 알칼리 주입량을 산출하고 있다. 이러한 구성에 의해, 스크러버에 공급하는 해수의 알칼리 제어를 행할 수 있기 때문에, 안정적이고 신뢰성이 높은 유황산화물의 제거율을 얻을 수 있게 된다.
[0130] 또, 제 2 실시형태에 관한 알칼리량 제어 시스템에 의하면, 알칼리도 설정기(81), 알칼리도 측정기(82)로 설정한 알칼리도에 근거하여, 스크러버(10)에 공급할 알칼리 주입량을 증감하여 조정할 수가 있다. 이로써, 스크러버(10)에 공급하는 알칼리 주입량을 보다 적절히 할 수 있으며, 또한, 알칼리 펌프(340)의 동력을 삭감할 수가 있다.
[0131] 또한, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 상기 실시형태에 있어서, 첨부 도면에 도시되어 있는 크기나 형상 등에 대해서는, 그것으로 한정되지 않으며, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다. 그 밖에, 본 발명의 목적의 범위를 벗어나지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
[0132] 예컨대, 상기 실시형태에서는, 배출 비율 설정기(63)로부터 최저 해수량 환산기(61)에 대하여 지령을 출력하였으나, 이러한 지령의 출력을 생략하여도 무방하다. 이 경우, SO2 농도 환산기(66)에 있어서, 배출 비율 설정기(63)로부터의 배출 비율에 따라, 출구 SO2 농도의 설정치(SV)를 바꾸는 연산을 행함으로써 해수량을 조정하는 것을 생각할 수 있다. 단, 상기 실시형태와 같이, 배출 비율 설정기(63)로부터 최저 해수량 환산기(61)로 지령을 출력하여 운행 해역마다의 규제치에 대응시키는 편이, 해수량의 산출을 보다 용이하게 하여 해수량의 제어 부담을 가볍게 할 수가 있다.
[0133] 또, 알칼리도 설정기(81)가 알칼리도를 설정하는 운행 해역은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니며 변경하여도 무방하다. 예컨대, 상기 실시형태에 있어서, 표준적인 해수 조성(TEOS-10)을 적용할 수 있는 해역, 및, 이미 측정한 알칼리도의 데이터를 기억하고 있는 해역의 어느 일방(一方)에 대하여, 알칼리도를 설정하지 않는 것으로 하여도 무방하다. 이 경우, 운행 해역 정보에 근거하여 알칼리도를 설정할지, 혹은, 알칼리도 측정기(82)에 의한 측정을 개시할지를 선택하도록 한다. 단, 표준적인 해수 조성(TEOS-10)을 적용할 수 있는 해역의 판정을 포함하는 편이 IMO(국제 해사 기관)에 의한 배출 가스 규제에 대응할 수 있는 점에서 유리하게 되며, 복수의 운행 해역에서 알칼리도를 설정 가능하도록 하는 것이 알칼리도의 측정 빈도를 낮게 할 수 있는 점에서 유리하게 된다.
[0134] 또, 알칼리도 설정기(81)가 모든 운행 해역에 대하여, 알칼리도의 데이터를 가질 경우에는, 알칼리도 측정기(82) 및 그 측정을 생략하여도 무방하다.
[0135] 또, 본 발명의 해수량의 제어는, 배수 금지 해역에 있어서의 폐쇄 루프(Closed loop)(순환) 운전에 있어서, 염류의 석출 방지를 위한 순환수 추출(拔取)이나, 대기로의 비산(飛散), 증발 등에 의한 순환수의 감소 분(分)을 해수로 보충하는 경우에 행하여도 무방하다.
[0136] GPS(62)는, 현재 위치를 측정하여 운행 해역 정보를 출력하는 한에 있어서, 다른 장치나 구성으로 바꾸어도 무방하다.

Claims (15)

  1. 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버(scrubber)에 공급할 해수량을 제어하는 스크러버의 해수량 제어장치로서,
    엔진 출력 및 연료유의 유황분(硫黃分) 및 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기와, 상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기와, 상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 가산 요소와, 상기 설정 해수량 분(分)의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 펌프 제어장치와, 운행 해역(海域)에 따라 해수의 알칼리도를 설정하는 알칼리도 설정기를 구비하며, 상기 최저 해수량 환산기는, 상기 운행 해역에 따른 상기 알칼리도에 근거하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을 조정하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리도 설정기는, 복수의 상기 운행 해역에 대한 알칼리도를 기억하고 있는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    현재 위치를 측정하고, 그 현재 위치에 근거한 운행 해역 정보를 출력하는 GPS를 더 구비하며,
    상기 알칼리도 설정기는, 상기 GPS로부터 출력된 운행 해역 정보에 근거하여, 상기 알칼리도를 설정하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해수의 알칼리도를 측정하는 알칼리도 측정기를 더 구비하며,
    상기 알칼리도 설정기는, 상기 알칼리도를 기억하고 있지 않은 운행 해역에서, 상기 알칼리도 측정기의 측정을 개시시키는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알칼리도 설정기로부터의 지령에 의해, 상기 운행 해역에 따른 알칼리 계수를 산출하는 알칼리 계수 환산기를 더 구비하며,
    상기 최저 해수량 환산기는, 상기 알칼리 계수에 근거하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을 조정하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해수의 알칼리도를 측정하는 알칼리도 측정기와,
    상기 알칼리도 설정기로부터의 지령에 의해, 상기 운행 해역에 따른 알칼리 계수를 산출하는 알칼리 계수 환산기를 더 구비하며,
    상기 알칼리도 설정기는, 상기 알칼리도를 기억하고 있지 않은 운행 해역에서, 상기 알칼리도 측정기의 측정을 개시시키고,
    상기 알칼리 계수 환산기는, 상기 알칼리도 설정기로부터의 출력치 또는 상기 알칼리도 측정기로부터 출력된 측정치에 근거하여, 상기 알칼리 계수를 환산하며,
    상기 최저 해수량 환산기는, 상기 알칼리 계수에 근거하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을 조정하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최저 해수량 환산기에 대하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을, 상기 운행 해역에 있어서의 이산화유황의 배출 비율에 대응하여 조정하도록 지령을 출력하는 배출 비율 설정기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물의 농도와 상기 설정치 간의 편차를 PID 제어하여, 상기 해수량 보정 환산기에 조작량을 부여하는 PID 컨트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프 제어장치는, 복수의 인버터(inverter)와, 상기 설정 해수량에 따라 상기 복수의 인버터에 의한 펌프의 운전의 개시 및 정지, 펌프의 유량을 변화시키는 펌프 유량 설정기를 가지는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어장치.
  10. 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버에 공급할 해수량을 제어하는 스크러버의 해수량 제어방법으로서,
    엔진 출력과 연료유의 유황분과 운행 해역에 따른 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 공정과,
    상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 공정과,
    상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 공정과, 상기 설정 해수량 분(分)의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크러버의 해수량 제어방법.
  11. 배기가스 중에 포함되는 유황산화물을 해수와 접촉시켜 세정하는 스크러버에 공급하는 해수에 주입할 알칼리량을 제어하는 알칼리량 제어장치로서,
    엔진 출력 및 연료유의 유황분 및 해수의 알칼리도로부터, 해수에 의한 유황산화물의 흡수 반응에 최저로 필요한 해수량인 최저 해수량을 산출하는 최저 해수량 환산기와, 상기 스크러버로부터 대기 중으로 배기되는 배기가스에 포함되는 유황산화물이 설정치 이하가 되는 해수량인 보정 해수량을 산출하는 해수량 보정 환산기와, 상기 최저 해수량과 상기 보정 해수량을 가산하여 설정 해수량을 산출하는 가산 요소와, 상기 설정 해수량 분의 해수를 상기 스크러버에 공급하도록 제어하는 펌프 제어장치와, 운행 해역에 따라 해수의 알칼리도를 설정하는 알칼리도 설정기와,
    상기 설정 해수량 분의 해수 중에 포함되는 알칼리 성분량으로부터 알칼리 주입량을 산출하는 알칼리량 연산기와, 상기 알칼리량 주입량에 대응하는 알칼리제를 상기 스크러버에 공급하는 해수에 주입하도록 제어하는 알칼리 펌프 제어장치를 구비하며,
    상기 알칼리량 연산기는, 상기 운행 해역에 따른 상기 알칼리도에 근거하여, 상기 알칼리 주입량을 조정하는 것을 특징으로 하는 알칼리량 제어장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 스크러버는, 세정에 이용한 해수를 순환시킨 순환 해수와, 세정에 이용하지 않은 신선 해수를 공급할 수 있게 구성되어 있고,
    상기 설정 해수량으로부터 신선 해수량을 감산한 차분(差分)의 해수량을 산출하는 가감산(加減算) 요소를 구비하며, 상기 알칼리량 연산기는, 상기 차분의 해수량 분의 해수 중에 포함되는 알칼리 성분량으로부터 알칼리 주입량을 산출하는 것을 특징으로 하는 알칼리량 제어장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 해수의 알칼리도를 측정하는 알칼리도 측정기를 더 구비하며,
    상기 알칼리도 설정기는, 상기 알칼리도를 기억하고 있지 않은 운행 해역에서, 상기 알칼리도 측정기의 측정을 개시시키는 것을 특징으로 하는 알칼리량 제어장치.
  14. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 알칼리도 설정기로부터의 지령에 의해, 상기 운행 해역에 따른 알칼리 계수를 산출하는 알칼리 계수 환산기를 더 구비하며,
    상기 알칼리량 연산기는, 상기 알칼리 계수에 근거하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을 조정하는 것을 특징으로 하는 알칼리량 제어장치.
  15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 해수의 알칼리도를 측정하는 알칼리도 측정기와,
    상기 알칼리도 설정기로부터의 지령에 의해, 상기 운행 해역에 따른 알칼리 계수를 산출하는 알칼리 계수 환산기를 더 구비하며,
    상기 알칼리도 설정기는, 상기 알칼리도를 기억하고 있지 않은 운행 해역에서, 상기 알칼리도 측정기의 측정을 개시시키고,
    상기 알칼리 계수 환산기는, 상기 알칼리도 설정기로부터의 출력치 또는 상기 알칼리도 측정기로부터 출력된 측정치에 근거하여, 상기 알칼리 계수를 환산하며,
    상기 알칼리량 연산기는, 상기 알칼리 계수에 근거하여, 상기 스크러버에 공급할 해수량을 조정하는 것을 특징으로 하는 알칼리량 제어장치.
KR1020167018627A 2014-07-18 2014-07-18 스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치 KR101740678B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/069136 WO2016009549A1 (ja) 2014-07-18 2014-07-18 スクラバの海水量制御装置、スクラバの海水量制御方法及びアルカリ量制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170015276A true KR20170015276A (ko) 2017-02-08
KR101740678B1 KR101740678B1 (ko) 2017-05-26

Family

ID=55078066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167018627A KR101740678B1 (ko) 2014-07-18 2014-07-18 스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10099175B2 (ko)
EP (1) EP3170546A4 (ko)
JP (1) JP5939366B1 (ko)
KR (1) KR101740678B1 (ko)
CN (1) CN105899281B (ko)
WO (1) WO2016009549A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736225B (zh) 2013-01-29 2018-05-04 富士电机株式会社 气体洗涤器的海水量控制装置、气体洗涤器的海水量控制方法、碱量控制装置及碱量控制方法
WO2016035487A1 (ja) * 2014-09-02 2016-03-10 富士電機株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理装置の排水処理方法
KR101959401B1 (ko) * 2017-05-18 2019-07-05 주식회사 파나시아 배기가스 처리장치의 배출 세정액 내의 유해가스 제거 시스템 및 방법
US11491441B2 (en) * 2017-06-16 2022-11-08 Chevron U.S.A. Inc. Methods and systems for removing contaminants from flue gas on a ship or offshore floating vessel using a rotating packed bed device
US10696906B2 (en) 2017-09-29 2020-06-30 Marathon Petroleum Company Lp Tower bottoms coke catching device
US12000720B2 (en) 2018-09-10 2024-06-04 Marathon Petroleum Company Lp Product inventory monitoring
EP3683413A1 (en) * 2019-01-18 2020-07-22 CRR Denmark ApS A system and a method for removal of sox from exhaust gas
JP7357331B2 (ja) * 2019-03-29 2023-10-06 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 スクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶
US11975316B2 (en) 2019-05-09 2024-05-07 Marathon Petroleum Company Lp Methods and reforming systems for re-dispersing platinum on reforming catalyst
CN110302642A (zh) * 2019-06-26 2019-10-08 青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司 船舶废气脱硫系统的控制方法
CN110368815B (zh) * 2019-08-05 2022-03-25 中船动力研究院有限公司 钠碱脱硫控制方法、控制装置及脱硫系统
EP3964278A4 (en) * 2019-12-04 2022-07-20 Fuji Electric Co., Ltd. EXHAUST PROCESSING DEVICE
CA3109606C (en) 2020-02-19 2022-12-06 Marathon Petroleum Company Lp Low sulfur fuel oil blends for paraffinic resid stability and associated methods
CN114430698A (zh) * 2020-04-15 2022-05-03 富士电机株式会社 船舶用废气处理装置
KR20220073795A (ko) * 2020-05-27 2022-06-03 후지 덴키 가부시키가이샤 선박용 배기가스 처리장치
JP2022032547A (ja) * 2020-08-12 2022-02-25 富士電機株式会社 排気ガス浄化装置
CN112452138A (zh) * 2020-12-30 2021-03-09 任启超 一种带有抽样检测功能的工业废气净化装置
US11898109B2 (en) 2021-02-25 2024-02-13 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for enhancing control of hydrotreating and fluid catalytic cracking (FCC) processes using spectroscopic analyzers
US20220268694A1 (en) 2021-02-25 2022-08-25 Marathon Petroleum Company Lp Methods and assemblies for determining and using standardized spectral responses for calibration of spectroscopic analyzers
US11905468B2 (en) 2021-02-25 2024-02-20 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for enhancing control of fluid catalytic cracking (FCC) processes using spectroscopic analyzers
JP7380946B2 (ja) 2021-03-23 2023-11-15 富士電機株式会社 排ガス処理装置および排ガス処理方法
US11692141B2 (en) 2021-10-10 2023-07-04 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for enhancing processing of hydrocarbons in a fluid catalytic cracking unit using a renewable additive
CA3188122A1 (en) 2022-01-31 2023-07-31 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for reducing rendered fats pour point

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2993891B2 (ja) 1995-09-23 1999-12-27 ルルギ、レントイェス、ビショッフ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 廃ガスから二酸化硫黄を分離除去する方法
JP2004081933A (ja) 2002-08-23 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排水処理装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03288523A (ja) * 1990-04-02 1991-12-18 Toshiba Corp 排煙脱流装置の制御装置
DE29517697U1 (de) 1995-07-29 1996-01-18 Gottfried Bischoff GmbH & Co. KG, 45136 Essen Rauchgasentschwefelungsanlage
JPH11244646A (ja) 1998-03-05 1999-09-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 排煙脱硫装置の吸収剤スラリー流量制御方法及び装置
JP4381064B2 (ja) 2003-08-26 2009-12-09 三菱重工業株式会社 排ガス処理装置および処理方法
US8540493B2 (en) * 2003-12-08 2013-09-24 Sta-Rite Industries, Llc Pump control system and method
JP2007051555A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置
CA2765209C (en) * 2008-06-13 2012-09-04 Sigan Peng Ship flue gas desulphurization method and equipment
JP5773687B2 (ja) * 2011-02-28 2015-09-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 海水排煙脱硫システムおよび発電システム
CN102363091A (zh) * 2011-06-28 2012-02-29 顾忠华 船用尾排气处理系统的海水脱硫装置
EP2574393A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-03 Alfa Laval Aalborg A/S Scrubber system and process
CN104736225B (zh) * 2013-01-29 2018-05-04 富士电机株式会社 气体洗涤器的海水量控制装置、气体洗涤器的海水量控制方法、碱量控制装置及碱量控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2993891B2 (ja) 1995-09-23 1999-12-27 ルルギ、レントイェス、ビショッフ、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング 廃ガスから二酸化硫黄を分離除去する方法
JP2004081933A (ja) 2002-08-23 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排水処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016009549A1 (ja) 2016-01-21
CN105899281B (zh) 2018-12-14
US10099175B2 (en) 2018-10-16
EP3170546A1 (en) 2017-05-24
KR101740678B1 (ko) 2017-05-26
CN105899281A (zh) 2016-08-24
US20160317968A1 (en) 2016-11-03
EP3170546A4 (en) 2018-01-17
JP5939366B1 (ja) 2016-06-22
JPWO2016009549A1 (ja) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101740678B1 (ko) 스크러버의 해수량 제어장치, 스크러버의 해수량 제어방법 및 알칼리량 제어장치
KR101740665B1 (ko) 스크러버의 해수량 제어 장치, 스크러버의 해수량 제어 방법, 알칼리량 제어 장치 및 알칼리량 제어 방법
KR102047196B1 (ko) 습식 배연 탈황 장치 및 습식 배연 탈황 장치의 운전 방법
KR101733167B1 (ko) 배기 가스 처리 장치 및 선박
JP5773687B2 (ja) 海水排煙脱硫システムおよび発電システム
US9821268B2 (en) Exhaust gas treatment device and waste water treatment method for exhaust gas treatment device
JP2012179521A5 (ko)
JP6462359B2 (ja) 亜硫酸ガス含有排ガスの脱硫方法および脱硫装置
JP2015208735A (ja) 排ガスの処理方法及び処理装置
KR20140073280A (ko) 선박용 배기 가스 정화장치
JP2015116520A (ja) 湿式排煙脱硫装置と該湿式排煙脱硫装置の運用方法
JP6285773B2 (ja) 排ガス処理装置の排水処理方法
JP7310920B2 (ja) 排ガス処理装置
KR101701015B1 (ko) 배연탈황 시스템
JP7164344B2 (ja) 酸化還元電位決定装置及びそれを備える脱硫装置、並びに酸化還元電位決定方法
WO2022044536A1 (ja) 排ガス浄化装置
JP7357331B2 (ja) スクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant