KR20170032352A - 선박용 연료 세정 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20170032352A
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라스머스 노링
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트리톤 이미션 솔루션즈 인크.
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Abstract

대형 화물선에서의 연료로 사용되는 벙커유로부터 황 및 다른 오염물을 세정하기 위한 시스템 및 방법이 기재되어 있다. 바람직하게는, 본 시스템은 오일 및 물의 유화액을 생성하기 위한 믹서를 갖는 2개 이상의 스테이지를 포함한다. 하나 이상의 처리 화학물질은 이것이 수중에 존재하거나 수중에 용해된 다양한 다른 분자와 결합될 수 있도록, 오일로부터 황을 분리하고 이것을 유리시키는 것을 보조하기 위해 오일과 혼합되기 이전에 물에 부가된다. 유화액은 추가의 황분을 제거함으로써 연료 오일을 추가로 세정하기 위해 미세 공동현상 챔버뿐만 아니라 전기분해 반응기 챔버를 통과할 수 있게 한다. 청정 연료가 디젤 엔진 연소 사이클에서 사용되도록 하기 위해 연료 제공 탱크로 이송된다.

Description

선박용 연료 세정 시스템 및 방법{FUEL CLEANING SYSTEM AND METHOD FOR A SHIP}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C. § 119(e) 하에 2014년 7월 11일에 출원한 미국 가출원 제14/329,850호에 대한 우선권을 주장하고, 이의 출원 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다.
기술 분야
본 발명은 디젤 연료로부터 오염물을 제거하는, 특히 제거하기 곤란하면서 높은 환경공해의 오염물(pollution contaminants), 예컨대 황을 제거하는 기술분야에 관한 것이다.
과거에는, 있다 하더라도, 원양선, 예컨대 대형 화물선, 컨테이너 선박, 유조선, 및 고급 크루즈 선박에 의한 디젤 연료의 연소와 관련한 환경적 규정가 거의 존재하지 않았다. 그 결과, 매우 낮은 품질의 더러운 연료가 종종 이러한 선박에 사용되어 왔고, 이는 종종 벙커유 또는 벙커 연료로 지칭된다. 종래의 벙커유는 거의 미정제되고 고도로 오염되어 있다. 가솔린의 정제 과정에서, 더 높은 품질 연료 물질 예컨대 프로판 가스, 자동차용 가솔린, 및 제트 연료가 미정제 오일로부터 분리되고, 이어서 중질 석유 제품 예컨대 디젤 오일 및 윤활유가 분리되어 최종 잔류물로서 벙커유가 남게 된다. 따라서, 벙커유는 이에 따라 더 많은 양의 황을 대개 3.5%의 범위로, 때때로 4%-4.5%의 더 많은 범위로 함유할 수 있다. 있다 하더라도, 벙커유로부터 이러한 황을 제거하기 위해 정제 회사는 매우 적은 노력이 이루어지고 있는데, 그 이유는 항해 도중에 대형 화물선에서의 높은 황 오일의 연소에 대한 규정가 거의 없는 것과 함께, 시간과 돈이 많이 소요되고, 연료 오일의 비용이 상당하게 증가하기 때문이며, 이러한 오일은 이러한 목적을 위해 시판된다. 벙커유는 또한 납, 안티몬, 비소, 스티렌 및 다른 높은 오염 물질을 포함할 수 있는 다른 오염물을 함유할 수 있다.
환경에 대한 관심이 증가하면서, 다수의 선박 운행자는 청정 연료를 연소시키는 것을 선호하며, 고 환경 공해 오염물(highly contaminating pollutants)을 갖는 더러운, 저품질 벙커를 연소하는 것을 선호하지 않는다. 불행하게도, 벙커유는 세계적으로 많은 장소에서 널리 제조되고 있는 상품이고, 높은 함량의 이러한 오염물, 특히 문제되는 황을 갖지 않는 벙커유를 수득하는 것은 곤란하며 때때로 불가능하다.
또한, 수많은 항구는 선박이 항구 경계선 내에 있는 동안, 연소될 수 있는 오염물, 예컨대 황 및 수은의 양을 제한하는 규정을 발효시키고 있다. 일부 규정은 벙커유가 항구 경계선 내에 있는 디젤 엔진을 구동하는데 사용될 수 있기 이전에 0.5% 미만의 황을 함유할 것을 요구한다. 이러한 낮은 황 함량을 갖는 벙커유가 시장에서 시판되지 않기 때문에, 수많은 선박 운행자들은 항구에 정박하는 경우 이의 디젤 엔진을 완전하게 차단하여야 하고, 도시가 선박의 고전력 용량을 제공하는데는 과도한 비용이 소모될 수 있고, 또한 선박 운행자가 전기를 구입하기 위해 과도한 비용이 소모될 수 있는 선박의 시스템에 전력을 공급하는 육지 전기선을 사용하여야 한다.
선박 운행자가 엔진에서의 연소 이후 배기 가스로부터 황을 제거하려는 시도를 하는 경우, 이는 대부분 벙커유에서의 높은 수준의 오염으로 가능하지 않다. SCR의 형태로의 종래의 배기 가스 스크러버(scrubber) 및 촉매 변환기는 보통 황 수준이 1% 미만인 경우에만 작동한다. 또한, 높은 황 함량은 NOx을 제거하는 촉매적 성분을 막아 이들을 임의의 유형의 오염물 제거를 위해 무용지물로 만들 것이다. 따라서, 배기 굴뚝으로부터 배기 가스를 포집하여 임의의 오염물을 제거하는 선택사항은 높은 황 함량을 갖는 벙커유를 연소하는 대형 화물선에 대해서는 실현가능한 해결책이 아니다.
간략한 요약
벙커유가 디젤 엔진에 대한 연료로서 사용되기 이전에 이로부터 오염물, 특히 황을 제거하기 위해 대형 원양선 상에 벙커유 세정 시스템을 설치하기 위한 시스템 및 방법이 본원에 개시되어 있다. 특히, 벙커유 세정 장치가 화물선에 제공되어 연료를 세정하기 위한 밀집한 방식으로 배치된 시스템이 기재되어 있다. 또한, 본 시스템은 디젤 연료가 화물선의 엔진에 의해 연소된 이후 그리고 연통으로 배출되기 이전에 추가의 배기 가스 스크러버에 관한 능력 및 제공되는 열 추출을 제공한다. 특정 장치의 상세한 설명이 기술될 것이고, 이후 대형 화물선, 통상적으로 원양선에 대한 이의 설치가 기술될 것이다.
본원에 논의된 바와 같은 다양한 구현예의 원리에 따라, 대량의 오염물, 특히 연소 엔진에서 연소되기 이전에 액체 상태로 있는 벙커유로부터의 황을 제거하는 장치 및 방법이 기재되어 있다. 본원에 기재된 장치 및 방법은 0.5% 미만의 수준으로 황을 제거할 수 있고, 일부 구현예에서, 0.1% 미만의 수준으로 황을 제거할 수 있다. 본 시스템은 디젤 엔진의 제조 과정에서 연료 라인을 통과하도록 작동시킴으로써 선박에 선적된 연료를 세정하기 위해 작동될 수 있다. 본 시스템은 오일이 연소 됨에 따라 배기 가스에서의 황의 양이 0.5% 미만이 되도록, 연료 제공 탱크에 배치되기 이전에 벙커유로부터 이러한 오염물, 특히 황을 제거한다. 이는 충분히 적고 SCR 촉매 변환기 및 다른 스크러버는 현재 배기 연기로부터의 다른 오염물, 예컨대 NOx을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 황은 배기 가스로부터 제거될 수 있기 때문에, 배기 스크러버는 현재 이것이 더 이상 황에 의하여 막히지 않기 때문에 배기 가스로부터 수많은 다른 오염물을 제거하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 시스템은 배기가스 스크러버가 다른 오염물을 제거하기 위하여 필요한 한계 내에 있도록 벙커유가 연소되기 이전에 벙커유로부터 황을 제거함으로써 이러한 성과를 가능하게 한다.
액체 벙커유로부터의 황의 제거와 이후 적절한 스크러버 및 촉매 변환기를 사용하여 배기 가스로부터 다양한 다른 오염물과 함께 임의의 추가의 황의 제거를 조합하여, 화물선이 항구에 정박할 수 있도록 허용하면서 모든 환경적 규정을 충족시키면서 이의 디젤 엔진을 작동하게 하는, 대형 화물선의 배기 굴뚝으로부터 실질적으로 청정한 배출물을 생성하게 한다.
본원에 개시된 바와 같은 본 발명의 시스템은 또한 화물선이 이의 배기 가스 효율을 증가시키고, 이전에 가능한 것보다 배기 가스로부터 보다 많은 열을 제거할 수 있게 한다. 종래에, 배기 가스를 매우 높은 온도로 유지하여 단기간에 금속 라이닝을 부식시키고 파괴하는 굴뚝의 측벽 상에 농축된 황을 회피하는 것이 필요하였다. 본원에 논의된 바와 같은 본 발명의 시스템을 사용하여, 배기 가스는 충분하게 황을 함유하지 않고, 배기 가스의 온도는 상당하게 낮을 수 있다. 이는 디젤 연료의 연소로부터 실질적으로 더 많은 에너지를 포집할 수 있게 하여, 디젤 엔진 자체뿐 아니라 배기 가스 보일러의 효율을 상당하게 증가시킨다. 알려진 바와 같이, 연소 시스템으로부터의 배기 가스의 온도가 낮을수록, 보다 많은 에너지가 연소 사이클로부터 추출되기 때문에 전체 효율은 높아진다. 따라서, 더 낮은 배기 가스 온도를 가능하게 함으로써, 전체적으로 화물선의 연료 효율적 조작은 매우 증가될 수 있다.
일 구현예에 따라, 본 시스템은 벙커유가 저장 탱크로부터 유동할 수 있는 연료 유동 라인을 포함한다. 연료가 저장 탱크로부터 배출된 이후, 유화제는 물과 혼합되는 오일의 친화성을 증가시키기 위해 일 구현예에서 연료와 혼합된다. 연료 라인은 이후 열 교환기, 그 다음 물과 혼합되는 가능성을 증가시키기 위해 적절한 온도로 가열시키는 히터로 들어간다. 다음으로, 연료는 혼합 유닛에 유입되고, 여기서 물은 벙커유로 분무되고 이와 혼합되어, 디젤 연료와 물의 유화된 블렌드(emulsified blend)를 생성한다. 혼합에 고도의 난류에 가하고 노즐을 통해 분무하여 물과 오일의 완전한 혼합을 조장한다.
일 구현예에서, 혼합 단계 과정에서, 믹서 스테이지 주변을 감싼 전기 코일은 유화된 유체를 전기장에 가한다. 유화된 혼합물은 혼합 스테이지로부터 배출되어, 오일로부터 물을 분리하는 물/오일 분리기 스테이지로 유입된다. 혼합 단계 과정에서, 벙커유에 함유된 대량의 황은 연료의 오일 성분으로부터 분리되어 물 또는 가스 형태의 황, 예컨대 황화수소로 전환된다. 제1 분리기 스테이지에서, 연료로부터 분리된 물은 폐수로서 폐기되고, 연료는 파이프로 배출되어 제2 믹서 스테이지로 유입된다. 제2 믹서 스테이지에서, 연료는 다시 물과 난류에서 혼합되어 물 및 오일을 함유한 유화액을 생성한다. 바람직하게는, 제2 스테이지에서의 혼합 과정에서, 유화액은 벙커유로부터 나와 물 또는 수소 가스와 결합되어, 배출될 수 있는 가스 형태의 황화수소를 형성하는 황의 양을 증가시키기 위해 전기장에 가해진다.
유화액이 제2 믹서 스테이지로부터 나온 이후, 이는 미세 공동현상 챔버(microcavitation chamber)를 통과하고, 여기서 유화액은 유화액에서의 공동현상 기포(cavitation bubble)를 생성하는 고강도 음파에 가해지고, 이는 벙커유로부터 황의 분리를 더 증가시킨다. 유화액은 이후 미세 공동현상으로부터 배출되어, 전류가 유화액을 통과하는 반응기 챔버로 유입된다. 유화액을 통과한 전류는 유화액의 개개의 성분을 더 분리하기 위해 추가의 에너지를 부가한다. 특히, 유화액을 통과한 전류는 벙커유로부터 잔류된 황 원자의 일부를 분해하기에 충분한 에너지를 제공할 수 있다. 또한, 전류는 H2 및 O2의 기포를 생성하는 수소 및 산소의 가스상 성분으로 물 분자의 일부를 분리하기 위해 충분한 에너지를 제공할 것이다. 수소의 가스 기포는 황에 대한 큰 친화도를 가질 것이고, 황화수소, H2S의 가스 분자를 생성할 것이고, 이는 이후 반응기 챔버로부터 안전하게 배출될 수 있다. 또한, 일부의 황화수소는 물에 용해되어 고도로 희석된 황화수소산을 생성할 수 있다. 유화액의 전기분해는 또한 H2O 분자의 분리로부터 산소 가스를 생성하고, 개개의 산소 원자는 신속하게 O2를 생성하기 위해 다른 산소 원자와 결합하거나 또는 오일 중의 다른 오염물, 예를 들면 납 산화물을 생성하는 납; 이산화황을 생성하는 삼산화비소 황(arsenic trioxide sulfur)을 생성하는 비소; 또는 산소의 다른 화합물과 결합된다. 유화액은 반응기로부터 나와 물이 오일로부터 제거되는 물/연료 분리기로 유입된다. 유화액은 반응기로부터 배출되고, 물이 오일로부터 제거되는 물/연료 분리기로 유입된다. 2회 세정된 연료는 연료 저장 탱크에서 저장을 위해 배출되고, 물은 제1 유화액을 생성하기 위해 제1 믹서에서 오일과 혼합하기 위해 사용되는 제1 혼합물에 대해 물 혼합물로서 유입된다.
일 구현예에서, 세정용 물이 제2 단계의 믹서로 삽입되기 이전에, 하나 이상의 처리 화학물질이 황에 대한 가용성을 증가시키기 위해 물에 부가될 수 있다. 예를 들면, 부가될 수 있는 화학물질 중 하나는 가성 소다로 공지된 수산화나트륨이다. 이는 오일과 혼합되는 경우 벙커유로부터 황의 분리를 보조하는 물의 강한 알칼리성 용액을 생성한다. 수중의 수산화나트륨은 그리스(grease), 유지, 및 단백질 침적물을 용해시키는 작용을 할 것이다. 사용될 수 있는 다른 화학물질은 벙커유에서 황과 반응하여 벙커유로부터 용이하게 제거될 수 있는 염인 황화마그네슘을 생성할 수 있는 산화마그네슘이다. 이는 또한 황과 결합되어 H2S를 생성하고 벙커유 화합물로부터 황을 제거하기 위해 추가의 수소를 제공한다.
2-스테이지 믹서 및 물/연료 분리기 시스템을 통과하는 연료는 제거된 상당한 비율의 황을 가지기 때문에, 이는 황(0.5% 이하의 범위 내) 및 입항하는 동안 연소될 수 있으며 오염 제어 기준을 충족시킬 수 있는 다른 오염물을 충분하게 함유하지 않는 벙커유를 야기한다는 것을 밝혀내었다. 이는 또한 이전에는 대형 화물선이 표준 벙커유를 연소하는 것이 가능하지 않았던, 다른 오염물을 더 제거하기 위해 배출 배기에서 굴뚝 스크러버 및 촉매 변환기를 사용할 수 있게 한다.
도 1은 제1 구현예의 블록 선도이다.
도 2는 제2 구현예의 블록 선도이다.
도 3a-3e는 도 1의 반응 챔버의 측면도이다.
도 4a 및 4b는 도 1의 반응 챔버에 대한 하우징의 사시도이다.
도 5a는 반응 챔버 내의 판(plate)의 측면도이다.
도 5b는 반응기 챔버의 판의 상면도이다.
도 6은 반응기 챔버의 등각 투상도이다.
도 7은 본원에 기재된 디젤 연료를 세정하기 위한 장치의 물리적 배치의 일 구현예의 개략도이다.
도 8은 도 7에 나타난 미세 공동현상 챔버의 확대도이다.
도 9는 믹서의 부분 단면도 및 컷어웨이 도면(cutaway view)이다.
도 10은 대형 화물선의 디젤 구동 시스템 및 배기 시스템과 결합된 연료 세정 시스템을 나타내는 대형 원양선에 설치된 시스템이다.
도 1은 일 구현예에 따른 대형 화물선의 디젤 엔진을 구동하기 위한 벙커 연료를 세정하기 위한 시스템인 장치(10)의 블록 선도이다.
상기 장치(10)는 미세정된 벙커유가 침전 탱크(14)로 유입되는 연료 흡입 위치(12)를 가진다. 벙커 연료에 대한 세정 시스템의 시작부에서의 침전 탱크의 사용은 본 기술분야에 잘 알려져 있고, 그러므로 더 상세하게 기술하지 않는다. 본 구현예는 동일한 발명자 라스머스 놀링(Rasmus Norling)에 의한 앞서 출원된 관련 출원번호 12/779,385의 특허 출원의 대상인 시스템에 대한 개선이다. 이는 2008년 11월 16일에 출원된 계속출원으로서 2010년 5월 13일에 출원되었다. 놀링 출원은 미국특허공개번호 2010/0276340로 공개되었고, 2010년 11월 4일에 공개되었다 ('340 공보"). '340 공보는 연료 오일로부터 염을 제거하기 위한 시스템이다. 본원에 기재된 시스템은 이러한 염을 제거하는데 유용하나, 이는 벙커유에서 일반적으로 발견되는 다른 오염물, 가장 문제되는 황을 제거하는데 효과적이지 않다. 공지된 바와 같이, 황은 물에 비가용성이다. 또한, 황은 오일 중에 다양한 백분율로 발견된다. 이것이 지면으로부터 펌핑됨에 따라, 일부 오일, 특히 중질 미정제 오일은 4%를 월등히 넘는 황 함량을 가질 수 있다. 고유황 원유(high sulfur crude oil)는 지면으로부터 펌핑되는 바와 같은 0.5% 미만의 황 함량을 갖는 스윗 원유(sweet crude oil)보다는 사워 오일(sour oil)로서 분류된다. 벙커유로부터 황뿐 아니라 비소, 납 및 본원의 요약에 언급된 바와 같은 것을 포함할 수 있는 다른 오염물을 제거하는 것은 특히 성가시고 고비용이 소모된다. 따라서, 벙커유로부터 황 및 다른 오염물을 제거할 수 있는 시스템은 이들이 환경을 오염시키지 않고 연료로서 사워 벙커 원유를 연소시킬 수 있도록 대형 화물선에 설치하는 것이 특히 유리할 것이다. 이하 보다 상세하게 설명될 것인 본 장치는 연소 이전에 벙커유로부터 황을 제거하기 위한 시스템을 제공한다.
이하 다시 도 1을 참조하면, 침전 탱크(14)는 '340 공보의 연료 침전 탱크(14)에 대응된다. 연료는 연료 라인(16)을 통해 침전 탱크(14)로 배출되어 히터(18)를 통과한다. 히터(18)는 이의 점도를 감소시켜 오일이 연료 라인(16)을 더 빠르게 유동하고, 또한 보다 용이하게 물과 혼합되도록 오일을 고온으로 가열한다. 연료는 물과 혼합되기 때문에, 물의 비점 미만의 온도, 예를 들면 대략 98℃를 갖는 것이 유리하다. 연료는 튜브(20)를 통해 히터(18)로부터 배출되어 믹서(22)로 유입된다. 믹서(22)에서, 연료는 공기 내로 난류로 분무되고, 한편 물은 다수의 노즐을 통해 분무되어 물 및 연료가 유화액으로 완전하게 혼합된다. 믹서(22)는 '340 공보에서 바이오스크러버로 지칭되는 정적 유화기(22)에 해당한다. 바이오스크러버(22)는 '340 공보에 보다 상세하게 기술되고 나타나 있기 때문에, 이의 구조 및 작동의 추가의 상세설명은 이의 내부 구조 및 작동과 관련하여 본원에 제공되지 않는다.
믹서(22)의 내부 물리적 구조가 '340 공보의 바이오스크러버(bioscrubber)인 정적 유화기(22)의 물리적 구조가 대응되는 한편, 본 구현예에는 몇몇 차이점이 있다. 첫 번째 차이점은 본 구현예의 믹서(22)로 유입되는 물이 연료로부터의 황의 제거를 증가시키기 위해 이에 부가되는 하나 이상의 화학물질을 가진다는 것이다. 따라서, 스테이지 1에서 믹서에 유입되는 물은 이에 부가되는 하나 이상의 상이한 화학물질을 가지고, 이는 믹서(22)로 분무되는 경우 연료로부터 황 및 다른 오염물의 분리를 상당하게 보조하고, 또한 본원에 임의의 곳에서 설명되는 바와 같이 벙커유에서 화학물질과의 이의 반응에서 일어나는 형태에 기초하여 물에서의 이러한 오염물질의 용해성을 증가시키는 역할을 할 것이다.
믹서(22)에서의 다른 차이점은 전기 코일이 전기장에 유화액을 가하기 위해 믹서 주변을 감싸고, 한편 이는 믹서(22) 내부에서 물과 와류 혼합된다는 것이다. 특히, '340 공보의 도 1a 및 9에 나타난 것과 유사한 구조를 갖는 믹서(22)는 금속 파이프의 전체 길이 주변에 그리고 분무 노즐에 대한 유입구의 주변에 감싸진 ULF 코일을 가진다. 초저 주파수 코일로서 공지된 ULF 코일이 혼합 단계 과정에서 물 및 유화액이 통과되는 장(field)을 생성하는 전기 신호와 함께 공급된다. 바람직하게는, 상기 장은 대략 5,000 Hz 내지 25,000 Hz의 주파수로 변화된다. 일 구현예에서, 상기 장은 대략 매 5 밀리세컨드마다 500 Hz 단계로 주파수가 변화할 것이고, 이는 5,000 Hz에서 시작하여 증가 단계로 25,000 Hz로 점차적으로 증가한다. 주파수가 25,000 Hz에 도달하는 경우, 일 구현예에서, 주파수는 5,000 Hz로 다시 500 Hz 단계로 감소하고, 한편, 일 구현예에서, 주파수는 5,000 Hz에서 재시작하여 서서히 다시 증가 단계로 25,000 Hz로 증가하고, 이는 대략 매 5 내지 6 밀리세컨드마다 주파수가 변화한다.
바이오스크러버(22)의 튜브(20)는 비자성 금속으로 제조된다. 바람직하게는, 이는 비자성 스테인리스 스틸이다. 고품질 스테인리스 스틸로서 적합하게 알려진 하나의 특정 유형의 스테인리스 스틸은 316L로서 공지되어 있다. 등급 316L의 스테인리스 스틸은 생체적합성이거나 비자성인 매우 고품질인 스틸로 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 이는 때때로 시계와 같은 고품질 기계에 사용되고, 이는 또한 부식을 회피하는 것이 중요한 경우 그리고 예컨대 신체로의 다양한 임플란트와 같이 생체적합성이 중요한 경우 사용된다. 물론, 다른 유형의 금속, 스테인리스 등이 사용될 수 있고, 고등급 스테인리스 스틸 316L은 믹서(22)의 튜브에 대한 허용가능한 금속의 단지 하나의 예이다.
일 구현예에서, 믹서(22)의 금속 파이프(20) 주변에 감싸진 ULF 코일에서의 신호의 주파수는 대략적으로 DC 전압으로부터 최대 30,000 Hz까지의 범위일 수 있고, 이는 다시 대략 DC 전압으로 시작하여 500 Hz 단계로 서서히 증가하여, 이는 20,000 Hz 또는 30,000 Hz의 범위의 임의의 것일 수 있는 원하는 주파수에 도달하여 이후 이의 시작 주파수로 복귀하여 다시 사이클이 시작될 때까지 매 6-10 밀리세컨드의 범위에서 주파수가 변화한다.
믹서(22)에서의 ULF 장에 가해지면서 물에 혼합되는 화학물질과 함께 물을 결합하는 것은 벙커유에서의 황이 분리되게 하고, 유화액에서의 다른 화학물질과 결합될 수 있는 형태로의 유화액을 유입시키는 것을 야기한다. 예를 들면, 황은 석유 분자로부터 분리되어 처리 화학물질로서 사용되는 수산화나트륨에서의 수소 분자와 혼합될 수 있다. 이는 또한 황화수소의 가스성 화합물을 형성할 수 있다. 이는 매우 안정적이고, 가스 형태로 존재하는 단순한 H2S 가스이다. 믹서(22) 또는 분리기 스테이지(26)는 가스 형태의 황이 배출될 수 있게 하여 연료로부터 방출되는 통기를 포함할 수 있다. 또한, 화학물질 및 ULF 코일은 황이 수중에서 보다 가용성이게 하여 이로써 일부의 황 화합물은 수중에서 가용성이게 할 것이고, 또한 물과 혼합될 수 있게 할 것이다. 유화액의 연료 부분으로부터 제거되는 대량의 황과 함께 유화액이 튜브(24)를 통해 믹서(22)로부터 배출되어 물/연료 분리기(26)로 유입된다.
물/연료 분리기(26)는 공지된 기술을 사용하여 물로부터 오일을 효율적으로 분리하는 공지된 장치이다. 폐수는 폐수 파이프(28)로부터 배출되고, 중질 입자 및 슬러지는 슬러지 배출구(30)로부터 배출되고, 세정되고, 제거된 일부의 황을 가지는 벙커유 연료는 튜브(32)를 통해 배출된다.
물/연료 분리기(26)는 공업 시장에서 이용가능한 다수의 공지된 유형의 것 중 임의의 것일 수 있다. 허용가능한 하나의 특정 유형의 물/연료 분리기는 명칭 "MOPX 분리 시스템"을 가진다. 이는 Alpha Lava Marine Power 회사에 의해 시판된다. 이 물/연료 분리기는 공업 시장에서 널리 이용되는 잘 알려진 기계이고, 이에 따라 이의 작동 구조는 상세하게 논의할 필요가 없다.
물/연료 분리기(26)는 폐기물 포트(28)를 통해 물을 배출하고, 이는 연료에 이전에 존재하는 일부 백분율의 황을 현재 함유하고 있다. 또한, 물/연료 분리기(26)는 가스로서 배출될 수 있는 임의의 황이 대기로 또는 밀봉된 포집 챔버로 배출될 수 있게 하는 배기 및 압력 해제 밸브를 포함할 수 있다.
연료가 튜브(32)를 통해 물/연료 분리기(26)를 나옴에 따라, 대부분의 구현예에서, 대략 2분의 1 내지 4분의 3의 황이 연료로부터 이미 제거되어 있다. 예를 들면, 연료가 3%-3.5%의 황 백분율로 시작되는 경우 파이프(32)를 통해 배출되는 연료는 1%-1.5%의 범위 또는 가능하게는 이보다 낮은 황 함량을 가질 것이다. 따라서, 0.5% 미만의 목표 수준으로 황 함량을 감소시키도록 보다 많은 황을 제거하기 위해 튜브(32)에서 연료에 대한 추가의 세정 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 따라서, 튜브(32)에서의 연료는 믹서(34)의 제2 스테이지로 유입된다.
제2 스테이지 믹서(34)는 믹서(22)와 동일한 구조, 기능 및 작동을 가지고, 따라서, 보다 상세하게 기재되지 않을 것이다. 믹서(34)는 유입구 파이프(36)를 통해 들어가는 세정수를 나타내고, 유입구로 물이 파이프(36)를 통해 유입되기 이전에, 처리 화학물질(39)이 물과 혼합된다. 일 구현예에서, 처리 화학물질(39)는 또한 가성소다로 알려진 수산화나트륨이다. 다른 구현예에서, 처리 화학물질은 산화마그네슘 또는 다른 허용가능한 화학물질일 수 있다. 화학물질은 연료로부터 제거하기 위해 오염물에 기초하여 선택된다. 수산화나트륨은 오일로부터 황을 제거하고, 이를 하나 이상의 메커니즘에 의해 안전하게 제거될 수 있는 형태로 전환되는 것이 특히 유리하다는 것이 밝혀졌다. 처리 화학물질로서의 수산화나트륨의 사용은 벙커유로부터 황을 제거하는 것을 보조하는데 특히 유리하다는 것이 발명자에 의해 밝혀졌다. 따라서, 일정 양의 수산화나트륨은 오일로부터 황을 분리하는 것을 보조하기 위해 물에 부가된다. 부가되는 수산화나트륨의 양은 많을 필요는 없고; 이는 중량 기준으로 5% 범위 내일 수 있다. 연료가 황으로 전부 채워진 것이 아닌 경우, 물에 대해 5% 미만 예컨대 3% 미만 또는 1% 미만의 수산화나트륨이 허용가능하다. 대부분의 시스템은 중량 기준으로 물에서 1% 화학물질의 비로 잘 작동될 것이다. 이후 나타나는 바와 같이, 믹서(22)에 유입되는 물은 탱트(36)에서의 믹서로 유입된 분리된 물이고, 이에 따라 여전히 수산화나트륨을 함유한다. 따라서, 파이프(40)를 통해 믹서(22)로 유입되는 물은 또한 연료로부터 황의 제거를 보조하는 화학물질 처리(38)로부터의 수산화나트륨을 포함한다.
제2 스테이지로 다시 돌아가면, 제2 스테이지 믹서(34)는 본 발명의 일 구현예에 앞서 기재된 바와 같은 파이프 주변을 감싸는 ULF 코일을 부가한 것을 제외하고 '340 공보에서 앞서 기재되고 나타난 유형의 바이오스크러버에서 오일 및 물의 유화액을 다시 한번 생성한다. 유화액이 생성된 이후, 유화액은 파이프(37)를 통해 미세 공동현상 챔버(38)로 믹서(34)로부터 배출된다. 미세 공동현상 챔버는 대략 1 피트 너비 및 4 피트 길이이다. 다수의 저음파 클리너(infrasonic cleaner)가 이러한 금속 미세 공동현상 챔버(38)의 측면에 부착되어 있다. 저음파 클리너는 현재 본 기술분야에 공지된 시판되는 제품이고, 따라서 보다 상세하게 기재하지 않는다. 다수의 저음파 클리너는 유화액을 통과하는 음파를 생성하기 위해 미세 공동현상 챔버(38)에 적용된다. 음파 클리너(acoustic cleaner)는 추가의 에너지를 시스템에 부가하여 유화액 전반에 미세공동현상 기포(microcavitation bubble)를 생성한다. 미세공동현상 기포는 이것이 수소, 산소 또는 수중의 다른 화합물과 결합하여 연료로부터 분리될 수 있도록 연료 오일로부터 추가적인 황을 분리하는데 유리하다. 바람직하게는, 사용되는 음파는 본 기술분야에 알려진 바와 같은 저음파 범위이다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 고주파주 초음파가 미세 공동현상 챔버(38) 내의 유화액을 통과하는 초음파 세정 유닛을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
미세 공동현상 챔버(38)에서의 음파에 가해지는 유화액은 파이프(42)를 통해 반응기 챔버(44)로 배출된다. 반응기 챔버(44)는 도 3a-6과 관련하여 보다 상세하게 나타나고 기술되어 있다. 간단하게 말하면, 반응기 챔버(44)는 서로 단거리로 이격된 복수의 대형 평면형 판을 가지고, 유화액은 판들 사이를 흐른다. 12 볼트의 범위의 DC 전압이 인접한 판들에 적용되어 전류가 유화액을 통해 판으로부터 다음 것으로 흐르게 된다. 전류가 유화액을 통과함에 따라, 이는 유화액의 전기분해를 수행한다. 유화액의 전기분해는 연료로부터 황을 제거하는데 매우 효과적이다. 유화액의 전기분해는 2개의 효과를 가진다. 우선, 물 분자를 이의 구성 성분들, 수소 및 산소로 분리한다. 물 분자의 분리는 본 기술분야에 잘 알려진 방식으로 수소 가스 및 산소 가스를 생성하고, 따라서 상세하게 기술하지 않는다. 이러한 분리는 대량의 자유 산소 가스 및 산소 가스를 제공하고, 이는 용이하게 연료에 함유된 황과 혼합될 수 있다. 황 원자와 산소 및 수소의 결합은 다수의 상이한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 이는 황화수소 가스를 형성할 수 있다. 대안적으로, 이는 이 또한 가스인 이산화황을 형성할 수 있다. 또한, 촉매 화학물질의 존재 하에, 물 및 황은 H2SO4의 화합물을 형성할 수 있고, 이는 일부의 물로서 제거될 수 있다.
유화액의 전기분해는 또한 연료로부터 황을 분리하는 역할을 한다. 벙커유와 같은 공지된 화물선에 사용되는 유형의 연료 오일은 그 내에 다수의 탄화수소 결합물을 가진다. 일반적으로, 이는 분자당 평균 약 30개의 탄소 원자의 고분자량 탄화수소의 복합 혼합물이나, 이는 일부 분자가 45-50개 초과의 탄소 원자를 가질 수 있다. 일반적으로, 벙커유의 화학 조성은 대략 15% 알킨, 이의 일부가 질소, 산소 또는 황과 같은 오염물을 포함할 수 있는 15% 다른 화합물, 대략 25%의 방향족 탄화수소, 및 나프탈렌기 내의 대략 45% 사이클릭 알칸 또는 다른 탄화수소를 포함할 수 있다. 벙커유의 품질에 따라, 이는 번호 5 또는 번호 6의 벙커유 등급 C로서 분류될 수 있고, 이는 앞서 기재된 것이거나, 또는 이것이 더 높은 품질의 것인 경우, 이는 연소를 위해 상당하게 더 높은 품질의 오일인 벙커유 등급 B일 수 있다. 일부 벙커유는 네이비 스페셜 등급(Navy Special grade)으로서 지칭될 수 있다. 그러나, 수많은 선박은 저품질 벙커유 번호 6 또는 등급 C를 연소하는 것을 선택하고, 따라서 연료의 추가의 처리는 앞서 설명한 바와 같이 오염물을 제거하는 것이 요구된다. 저품질 벙커유에서 발견되는 화학 조성 및 탄화수소 화합물은 본 기술분야에 잘 알려져 있고, 수많은 공개물에 기재되어 있고, 따라서 본원에 상세하게 논의하지 않는다.
따라서, 유화액을 통과하는 전류는 황을 연료 화합물로부터 분리하고, 황이 연료 및 물로부터 분리되는 새로운 분자, 무엇보다고 황산 등과 결합되게 하는 효과를 가진다. 유화액이 반응기 챔버(44)에서 전기분해된 이후, 이는 파이프(46)를 통해 제2 스테이지 물/연료 분리기(48)로 배출된다. 제2 스테이지에서 물/연료 분리기(48)는 파이프(40)를 통해 물을 배출하고, 이는 세정 화학물질을 함유하고, 연료의 제1 스테이지 세정을 보조하기 위해 믹서 스테이지(22)로 유입된다. 청정 연료는 파이프(50)로 나오고, 디젤 엔진에 의해 연소하기 위해 연료 제공 탱크(52)에 저장된다.
연료 세정 시스템의 제2 구현예(100)가 이하에서 기재될 것이다. 유사한 구조는 제2 구현예에서 유사한 참조 부호를 가지고; 그러나, 새로운 구조는 새로운 참조 부호가 주어진다. 연료 세정 시스템(100)의 제2 구현예에서, 연료는 유입 파이프(12)를 통해 침전 탱크(14)로 유입된다. 연료는 파이프(16)를 통해 침전 탱크(14)로부터 배출되고, 재순환 탱크(56)로 유입된다. 재순환 탱크(56)는 상대적으로 작은 탱크이고, 이는 500 갤런 이하 범위의 연료를 보유할 수 있다. 재순환 탱크(56)를 포함하는 구현예는 유입 연료 오일이 특히 낮은 품질이거나 또는 대량의 오염을 함유하여, 이에 따라 연소를 위해 충분하게 세정될 때까지 반복되는 세정 사이클에 가해질 필요가 있는 경우에 특히 유리하다. 재순환 탱크(56)는 파이프(16)를 통해 새로운 연료를 공급받고, 채워지는 경우 유입구는 차단되고, 오일은 이것이 배출될 수 있도록 충분하게 세정될 때까지 재순환 탱크를 통해 재순환된다. 이는 일정 양이 재순환 탱크(56)로 유입되어, 연료를 세정하는 것이 지속되고, 전체 배치가 세정될 때까지 이를 다시 재순환 탱크로 이송하거나, 또는 대안적으로, 재순환 탱크(56) 내부에 부유하거나 또는 일부 다른 레벨 센서를 배치함으로써 달성될 수 있고, 세정 연료가 연료 제공 탱크(52)로 유입됨에 따라, 추가의 새로운 더러운 연료가 재순환(56)으로 유입되어 세정이 지속될 수 있다.
오일이 재순환 탱크(56)로부터 라인(58)을 통해 열 교환기(60)로 배출된다. 열 교환기(60)는 연료를 가열하기 위해 제공되어야 하는 추가의 에너지의 양을 감소시키기 위해 최초로 시스템을 통해 순환되는 오일로부터 일부의 열을 제거한다. 연료가 열 교환기(60)로 나온 이후 충분하게 고온이지 않은 경우, 이후 추가의 히터가 연료를 추가로 가열하기 위해 열 교환기(60)의 다운스트림에 제공될 수 있다. 연료는 연료 라인(20)을 통해 열 교환기(60)로부터 나와 믹서(22)로 유입된다. 믹서(22)는 도 1과 관련하여 기재된 것과 유사한 방식으로 작동하고, 이는 본원에 반복되지 않는다. 연료는 라인(24)을 통해 믹서(22)로부터 나와 제1 스테이지 물/연료 분리기(26)로 유입되고, 여기서 폐수는 분리되어 폐기되고, 슬러지는 제거되어 폐기되고, 청정 연료는 파이프(32)를 통해 배출된다. 청정 연료는 제2 스테이지 믹서(34)로 유입되고, 여기서 이는 물과 혼합되어 유화액을 생성하고, 파이프(37)를 통해 미세 공동현상 챔버(38)로, 파이프(42)를 통해 반응기 챔버(44)로 배출되고, 도 1과 관련하여 기재된 것과 유사한 방식 반응 챔버로부터 제2 단계 물/연료 분리기(48)로 배출되며, 이는 도 1과 관련하여 기재된 것과 유사한 방식이며, 따라서, 이는 본원에 반복되지 않을 것이다. 또한, 도 1에서 설명한 바와 같이, 세정수는 연료로부터의 황의 분리를 증가시키고, 이것이 다른 화학물질과 결합하여 결합물로부터 보다 용이하게 제거될 수 있는 새로운 화합물을 생성하도록, 앞서 기재된 유형의 하나 이상의 처리 화학물질이 부가되는 파이프(36)로 유입된다.
도 2의 대안적인 구현예에서, 하나의 차이점은 연료가 라인(50)을 통해 제2 스테이지 연료 분리기(48)를 통해 배출됨에 따라, 이후 이는 시험 스테이션(62)으로 유입된다는 것이다. 시험 스테이션(62)에서, 연료는 이의 다양한 특성에 대해 시험되고, 이는 잔류하는 오염물의 유형 및 양을 포함한다. 예를 들면, 연료는 시험 스테이션(62)에서 시험되어 황 함량이 0.5% 또는 황에 대해 확립된 일부 다른 낮은 문턱값 미만인지 여부를 결정한다. 연료가 제거된 충분한 황을 가지는 것으로 시험되는 경우, 전기 신호는 전기 라인(64)를 통해 밸브(66)를 개방하기 위해 연료 시험 스테이션(62)으로부터 나온다. 동시에, 신호는 밸브(70)를 폐쇄하기 위해 전기 라인(68)을 통해 시험 스테이션(62)에 의해 나온다. 청정 연료는 개방 밸브(66)를 통한 세정 연료 라인(72)를 통해 연료 제공 탱크로 배출되고, 이는 폐쇄된 밸브(50)에 의해 다시 열 교환기로 유입되는 것을 차단한다.
다른 한편, 시험 스테이션(62)이 연료에서의 황 함량이 확립된 표준치를 통과하지 못하는 것으로 감지하는 경우, 이후 이는 신호를 내보내 밸브(66)를 폐쇄하고 밸브(70)를 개방한다. 이는 연료가 파이프(74)로 유입되어 열 교환기로 유입되게 하고, 여기서 이러한 단계에서의 연료에 존재하는 열이 라인(58)을 통해 들어온 유입 연료에 대해 통과하여 연료를 일정 수준으로 가열하여 이에 의해 일부 가열 에너지를 절감한다. 한번 세정된 연료가 라인(78)을 통해 열 교환기(60)로부터 배출되어 재순환 탱크(56)로 유입된다. 재순환 탱크(56)로 유입된 오일은 한 주기를 통해 완전하게 세정되고, 이는 믹서 1 및 믹서 2의 2단계 세정 조작을 포함한다. 따라서, 이는 상당한 부분의 제거된 황을 가진다. 그러나, 이는 추가의 세정이 요구되는 충분한 황 함량을 가질 수 있다. 따라서, 연료는 재순환 탱크(56)로 유입되고, 이후 파이프(58)를 통해 배출되고, 여기서 이는 열 교환기(60)를 다시 통과하고, 기술되는 바와 같이 2-스테이지 믹서 및 세정 주기를 거친다.
일부 구현예에서, 연료는 이것이 연료 제공 탱크(52)로 유입될 수 있는 세정 시스템(100)을 통과한 이후 바로 충분하게 세정될 것이다. 다른 한편, 연료의 충분한 세정을 제공하기 위해 시스템(100)을 통해 2회 이상 오일을 순환하는 것이 필요할 수 있다.
일부 구현예에서, 미세 공동현상 챔버(38) 및 반응기 챔버(44)는 최초 통과시 보다 많은 황을 제거하기 위해 제1 믹서 스테이지(22) 뒤에 배치된다. 대안적으로, 미세 공동현상 챔버(38) 및 반응기 챔버(44)는 시스템의 세정 잠재력을 증가시키기 위해 두 스테이지에서 제1 믹서(22) 뒤에 그리고 또한 제2 스테이지 믹서(34) 뒤에 배치될 수 있다. 물론, 추가의 미세 공동현상 및 반응기 챔버의 부가는 큰 더 복잡한 시스템을 생성하고, 바람직하게는 이러한 챔버는 제2 스테이지 믹서(34) 이후에 단지 본 시스템에서 1회만 사용된다.
반응기 챔버(44)는 도 3a-6과 관련하여 보다 상세하게 이하에서 나타낼 것이다.
도 3a-3d는 반응기 챔버(44)의 외부의 다양한 도면을 나타낸다. 도 3a는 이것이 보다 용이하게 나타낼 수 있도록 설치된 판(plate) 없는 반응기 챔버(44)의 부분 평면도이다. 반응기 챔버(44)는 다수의 유입구 파이프(114) 및 바람직하게는 하나의 대형 배출구 파이프(118)를 갖는 외벽(112)을 포함한다. 배출구 파이프는 배출구(120)을 가지는 한편, 다양한 유입구 파이프는 유입구(116)를 가진다. 유입구 및 배출구는 반응기 박스(44) 내부에 판에 대해 배치되어 유화액이 반응기 챔버(44)로부터 배출되기 이전에 유화액이 다수의 평형 판을 통과하는 것을 보장한다. 예를 들면, 내부의 판은 지그재그 방식(serpentine fashion)으로 배열될 수 있고, 유화액이 배출구(120)에서 배출될 수 있기 이전에 지그재그 패턴을 따르는 것을 요구할 수 있다. 도 3b-3c는 도 3a에 나타난 위치에서 구간 (HH, JJ, 및 KK)을 나타낸다. 도 3e는 도 3a에 나타낸 반응기 챔버의 측면도이다.
도 4a 및 4b는 더 나은 도면을 제공하기 위해 그 내부의 판 없는 빈 반응기 박스의 등각 투상도를 나타낸다. 반응기 챔버(44)는 벽(112)에 대해 강도 및 안정성을 부여하기 위해 하나 이상의 플렌지 또는 지지 판(124)를 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 반응기 챔버(44)는 연료가 각각 유입되고 배출될 수 있는 유입구(116) 및 배출구(120)를 가질 수 있다.
도 5a 및 5b는 반응기 챔버(44) 내의 판의 측면도 및 상면도를 나타내는 한편, 이들은 챔버 내에 설치되어 있고, 용이한 도식을 위해 측면 개방되어 있다. 판은 상이한 전압으로 결합되는 교차 판(128 및 130)를 포함한다. 바람직하게는, 제1 일련의 판(128)는 6 볼트 또는 24 볼트 범위의 전압이 모드 허용가능하지만 12 볼트의 범위의 DC 전압으로 결합된다. 모든 교차 판은 대지(ground)와 같은 저전압으로 연결된다. DC 전류가 인가되는 경우, 이는 전류가 판(128)로부터 판(130)으로 판들 사이에 존재하는 유화액을 통해 통과하게 한다. 판들 사여기서 전류가 흐르는 것은 앞서 기재된 바와 같이 일부 분자들을 분해하여, 이는 특히 벙커유에서의 탄화수소 화합물로부터 황을 제거하고, 황 원자가 수소, 산소, 또는 물에 결합하여 새로운 화합물을 형성하고, 이후 유화액으로부터 용이하게 제거될 수 있게 하는데 유리하다.
판은 사이드 브래킷(142) 및 그로브(grove)를 갖는 2개 이상의 상부 브래킷(144)에 의해 이격되어 유지되고, 여기서 판은 정확한 거리로 판을 이격시켜 유지하기 위해 배치되어 고전압이 요구되기는 하지만 유화액이 용이하게 통과할 수 있게 한다. 판은 바람직하게는 고품질 스테인리스 스틸, 예를 들면, ER316L 또는 ER316LT1로 제조되고, 이는 연료 오일, 황 또는 다른 화합물에의 노출시 용이하게 부식되지 않는다. 반응기 챔버(44)는 대략 25-26 인치의 범위의 너비 및 대략 22-23 인치의 높이를 가진다. 깊이는 또한 대략 25 인치 범위이다. 일 구현예에서, 시트는 0.06 인치의 범위의 두께를 갖는 박형 시트이다. 이는 예컨대 블라스트 세정되거나, 샌드블라스트되거나, 또는 다른 적절한 기술에 의한 다른 것에 의해 거칠게 만들어진다. 일 구현예에서, 양 전압으로 연결되는 대략 40개의 평면 판 및 양 전압에 연결되는 각각의 판으로 교차되어 대지에 연결되는 대략 40개의 판이 존재한다. 이는 판 두께를 고려하여 0.25 인치 약간 미만의 판들 사이에 이격을 가능하게 한다. 전류가 하나의 판으로부터 다른 것으로 흐름에 따라 유화액은 판들 사이의 이러한 공간을 통과한다.
도 6은 반응기 챔버(44)의 등각 투상도이고, 여기서 서로 교차하는 판(128 및 130)와 서로 고정된 거리로 판을 유지하는 상면 브래킷(144) 및 동일한 기능을 하는 사이드 브래킷(142)을 잘 볼 수 있다. 앞서 기재된 바와 같이, 물 및 연료의 유화액은 하나 이상의 거리 위치에서 반응기 챔버로 유입될 수 있고, 이후 이것이 지그재그 방식으로 다수의 판을 통과하도록 충분한 시간이 경과한 이후 단일 위치에서 배출될 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이, 반응기 챔버는 황화수소, 이산화황을 포함할 수 있는 황 화합물의 임의의 가스 형태 또는 다른 가스가 용이하게 포집되어 이에 따라 시스템 내의 압력 상승을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 통기(vent)를 가질 것이다.
벙커유로부터 황 및 다른 오염물을 세정하기 위한 시스템의 다양한 구현예가 기술되어 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 본원에 설명된 성분들은 환경 기준을 충족시키기 위해 디젤 엔진에서 연소되기 이전에 벙커유의 적절한 세정을 달성하기 위해 다양한 조합으로 편성될 수 있다. 벙커유의 세정은 본원에 상세하게 기술될 또 다른 유리한 효과를 가진다. 연료가 연소된 이후에 공기로부터 추가의 미립자 및 오염물을 제거하기 위해 디젤 엔진의 연소의 배기 연료의 굴뚝 중에 배치되는 현재 시판되는 시스템이 존재한다. 이는 NOx 및 이의 다양한 조합물을 제거하기 위한 산화질소 스크러버뿐만 아니라 다른 유형의 화학물질을 제거하기 위한 스크러버를 포함한다. 불행하게도, 배기 가스에서의 황의 함량이 1%를 초과하는 경우, 상기 스크러버는 폐색되어 임의의 오염물을 제거하는데 전혀 효과적이지 않게 된다. 사전에 벙커유를 연소시키는 디젤 엔진의 굴뚝 배기관에 스크러버를 배치하는 것이 불가능하였고, 이는 황분뿐만 아니라 다른 오염물이 배기관에서 이러한 스크러버 및 다른 촉매 변환기를 사용하지 못하게 하기 때문이다. 그러나, 본 시스템 및 다양한 구현예의 사용은 촉매 변환기 또는 다른 적절한 스크러버가 배기 가스 내에 배치될 수 있고, 보다 많은 오염물이 사전에 고려되는 것보다 많이 제거될 수 있어 충분하게 세정된 배기를 생성하고, 이는 이전에 대량의 오염의 공급원이었던 대형 화물선으로부터의 매우 청정한 배기 배출물을 생성할 수 있다.
따라서, 본원에 기재된 본 발명의 구현예의 하나의 조합은 디젤 연료가 연소되기 이전에 이로부터 다량의 오염물, 및 특히 황을 우선 제거하기 위한 시스템(10) 또는 시스템(100)을 포함하고, 이는 이후 배기의 높은 황 함량으로 인해 미리 제거가 불가능한 더 많은 오염물을 제거하기 위한 배기 스크러버, 촉매 변환기 및 다른 시스템과 조합된다. 따라서, 이는 예상치 못하던 그리고 종래에 달성될 수 없던 추가의 장점을 제공한다.
열 재포집 코일(heat recapture coil)이 배기 가스가 굴뚝으로부터 배출되기 이전에 이로부터 상당한 양의 열을 제거하기 위해 배기 굴뚝에 배치될 수 있다는 것이 추가의 장점이다. 특히, 이를 통해 순환하는 물을 갖는 다수의 코일이 선박의 다른 위치에서 사용하기 위해 고온으로 물을 가열하도록 굴뚝으로 배출되는 배기 가스에 배치될 수 있다. 다량의 열이 대기로 배출되기 이전에 배기 가스로부터 추출될 수 있고, 이에 따라 종래에 가능했던 것보다 상당히 더 효율적인 연소된 연료의 사용을 가능하다.
특히, 도 7-10은 바로 앞에서 기재된 시스템 및 구조의 하나의 가능한 물리적 배치의 보다 상세한 설명을 제공한다.
도 7은 도 1에 나타난 블록 선도 시스템의 장치의 물리적 배치의 일 구현예를 예시하고 있다. 도 7은 블록 선도 및 물리적 위치를 갖는 물리적 구조의 조합이고, 실제 구조의 방향은 믹서(22), 미세 공동현상 챔버(38), 반응기(44)에 대해 나타나 있다. 이러한 3개의 구조, 및 이들 사이의 유체 연결은 도 10에 나타난 유형의 대형 화물선(119)에 사용되는 이의 물리적 방향 및 배치에 기초하여 나타나 있다. 도 7의 다른 부분은 히터(18) 및 물/연료 분리기(48)와 같은 블록 선도 형태로 나타나 있고, 이는 이들 구조가 선행기술에 잘 알려져 있고, 물리적 배치는 수많은 잘 알려진 수용된 공개문헌으로부터 본 기술분야의 당업자에 의해 용이하게 알 수 있기 때문이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 미세 공동현상 챔버(38)는 반응기 챔버(44) 바로 위에 물리적으로 배치된다. 또한, 하나 이상의 믹서(22)는 미세 공동현상 챔버(38)의 하나 이상의 측면에 배치된다. 반응기 챔버(44)의 차지하는 공간(footprint)은 이의 일측면 상의 믹서(22, 34)가 추가된 미세 공동현상 챔버(38)의 차지하는 공간과 대략 동일하다. 따라서, 하나의 바람직한 구현예에서, 이는 다른 것의 상면 상의 수직하게 적층된 것이고, 이는 대형 화물선(119) 상에 위치하기 위해 구조를 용이하게 조립하기 위해 밀집된 물리적 배치를 제공한다.
이하, 도 7에 대해 상세하게는, 제1 믹서 스테이지(22)는 디젤 엔진에서의 연료로서 사용하기 위해 라인(50)으로 청정 연료를 배출하는 분리 단계(2)의 일부인 물/연료 분리기(48)로부터 회수된 물(40)이 제공되는 것으로 나타난다. 세정된 연료는 히터(18)에서 가열된 이후 유입구 파이프(20)에 의헤 제공된다. 연료는 믹서 스테이지(1)로 들어가고, 믹서(22)에서 물과 혼합되고, 이는 튜브(24)에서 유화액으로 배출된다. 유화액은 제1 물 분리기(26)로 유입되고, 여기서 폐수가 슬러지로 폐기되기 위해 배출된다. 스테이지(1)을 거쳐 세정되는 연료는 이것이 세정수(36)와 다시 혼합되는 제2 믹서 스테이지(34)로 유입되는 도관(32)에서 하나의 세정된 연료로서 배출된다. 특정 처리 화학물질(41)은 이것이 믹서(34)로 유입되기 이전에 처리 화학물질 스테이션으로부터 튜브(36) 내의 수류로 부가된다. 처리 화학물질(41)에 대한 다양한 선택은 본원에서 앞서 논의된 바 있고, 따라서 이를 반복하지 않을 것이다. 이는 처리 화학물질이 제거되는 표적 오염물에 기초하여 선택되는 것임을 언급하는 것으로 충분할 것이다. 황을 연료 화합물로부터 분리할 필요가 있는 경우, 황에 대해, 화학물질(41)이 선택되고, 물과 혼합하기 위해 유용하게 되어 황 분자가 연료 대신 물 분자에 부착되어 폐수와 함께 세정될 수 있게 한다.
세정수 및 처리 화학물질이 튜브(36)에서 혼합된 이후, 이는 제2 믹서 스테이지(34)로 유입되어 튜브(37)를 통해 미세 공동현상 챔버(38) 내로 유동하는 유화액을 생성한다. 미세 공동현상 챔버(38)에서, 황 및 다른 오염물은 오일로부터 추가로 분리되어 물과 보다 완전하게 혼합된다. 미세 공동현상 챔버(38)에서의 처리 이후, 유화액은 도관(42)를 통해 반응기 챔버(44)로 배출된다. 반응기 챔버(44) 내에서, 산소 가스 및 수소 가스 모두는 DC 전류가 유화액을 통과함에 따라 생성된다. 이러한 가스는 유화액에서 이용가능하게 만드는 황에 결합하는 친화성을 가진다. 유화액은 이후 도관(46)을 통해 제2 물 분리기 스테이지(48)로 배출된다. 청정 연료가 제2 스테이지 물/연료 분리기(48)로부터 배출되는 한편, 처리 화학물질(39)를 여전히 함유할 것인 물(40)이 제1 믹서 스테이지(22)에서 재사용되어 이로써 동일한 화학물질 및 촉매가 믹서 스테이지(1)에서 사용되어 디젤 연료로부터의 황 및 다른 오염물의 분리를 보조할 수 있다.
청정 연료가 제2 스테이지 물/연료 분리기(48)로부터 배출되는 경우, 대부분의 경우에서, 이는 디젤 엔진에서 연소하기 위해 사용될 수 있을 정도로 충분하게 청정할 것이다. 일부 구현예에서, 특히 더러운 연료가 존재하는 경우, 제3 믹서 스테이지를 가지는 것이 바람직하다. 특히, 일부 구현예에서, 제1 스테이지(22)로부터 배출된 연료는 제3 믹서 및 제3 물/연료 분리기로 유입되고, 이는 연료로부터의 황의 추가의 제거 및 연료의 세정을 제공한다. 다른 구현예에서, 제3 믹서를 부가하는 것 외에, 제2 반응기 챔버(44)와 같은 제2 미세 공동현상 챔버(38)가 부가된다. 대부분의 환경에서, 단지 2개의 믹서 및 하나의 미세 공동현상 챔버(38) 및 하나의 반응기 챔버(44)를 사용하는 것이 충분할 것이나, 일부 구현예에서, 제2 스테이지 분리기(48)로부터 연료가 배출된 이후 이의 청정도에 따라 제3 믹서를 부가하는 것이 바람직할 것이다. 일반적으로, 최종 믹서 스테이지는 미세 공동현상 챔버(38)로 배출된다. 3개의 믹서 스테이지가 존재하는 경우, 처음 2개는 믹서(22) 및 분리기(26)과 유사하고, 마지막 하나는 챔버(38) 및 반응기(44)에 후속되는 믹서(34)이다. 일부 구현예에서, 도 2에 나타난 바와 같은 연료 시험 시스템(62)은 연료가 디젤 연료에서 연소되기 이전에 충분하게 청정한 것임을 보장하기 위해 제공될 것이다. 연료가 아직 충분하게 청정하지 않은 경우, 이는 도 2에 나타난 바와 같이 시스템을 다시 지나간다.
도 7에 나타난 바와 같이, 대형 화물선 상의 구조의 위치에서 수많은 장점을 갖는 특정 밀집된 디자인이 제공될 수 있다. 반응기 챔버(44)는 고체 베이스, 바람직하게는 선박의 루저 데크(loser deck) 상에 배치된다. 이는 보통 연료 벙커(72)가 연료 오일을 저장하는 동일한 데크에 존재한다. 직접적으로 배치된 반응기 챔버(44)는 도관(42)에 의해 반응기 챔버(44)에 직접적으로 결합된 미세 공동현상 챔버(38)이다. 일부 구현예에서, 도관(42)은 그 길이가 매우 짧거나 없으며, 미세 공동현상 챔버(38)의 바닥으로부터 반응기 챔버(44)로 직접적으로 나가는 단일 오리피스이다. 또한, 믹서(22, 34)는 미세 공동현상 챔버(38)에 근접하여 직접적으로 연결된다. 크기 및 구조의 관점으로부터, 이에 직접적으로 연결된 제1 및 제2 믹서를 갖는 미세 공동현상 챔버(38)는 반응기 챔버(44)와 대략적으로 동일하게 차지하는 공간일 것이고, 따라서, 이는 편리하게는 이 바로 위에 배치될 수 있다. 또한, 도관은 연료를 세정하기 위한 미세 공동현상 챔버(38) 및 반응기 챔버(44)로의 다양한 분리 스테이지를 통해 각각의 믹서들 사이의 짧은 이동 거리를 가능하게 하는 방식으로 위치될 수 있다. 대부분의 구현예에서, 미세 공동현상 챔버(38)는 4개의 측면을 가질 것이고, 제1 및 제2 믹서는 챔버(38)의 반대편의 평행한 측면 상에 배치될 것이다.
따라서, 믹서 스테이지(22)에 대응하는 제3 및 제4 믹서 스테이지는 미세 공동현상 챔버(38)의 다른 2개의 측면 상에 부가될 수 있고, 이는 여전히 동일하게 차지하는 공간을 가진다. 부가될 필요가 있는 모든 것은 연료가 상이한 믹서 스테이지 및 분리기 스테이지(26) 사이를 유동하는 추가의 도관이다. 따라서, 제3 또는 심지어 제4 믹서 스테이지는 추가의 구조 없이 그리고 화물선에서 추가의 공간을 취하거나 또는 더 큰 차지하는 공간을 가지지 않고도 용이하게 달성될 수 있다.
도 8은 미세 공동현상 챔버(38)의 일 구현예의 등각 투상도를 예시하고 있다. 특히, 미세 공동현상 챔버(38)는 일반적으로 도 7에 나타난 바와 같이 유화액이 믹서 스테이지(34)로부터 이에 제공되는 도관(37)을 갖는 직사각형 단면이다. 미세 공동현상 챔버(38)의 하나의 측벽을 따라 미세 공동현상 챔버(38)에 존재하면서도 유화액을 통과하는 고강도 음파를 생성하는 다수의 압전(piezoelectric) 음파 생성기가 위치한다. 음파 구동 회로(41)는 압전 판(43)에 결합되어 원하는 주파수에서 이를 구동한다. 대부분의 구현예에서, 음파는 저음파 영역에 존재할 것이다. 초저주파의(Infrasonic) 음파는 일반적으로 20 Hz 미민이고, 보통 인간의 청각 범위보다 낮다. 이러한 음파는 높은 강도를 가질 수 있고, 따라서 이는 유화액으로 미세공동현상 기포를 생성하는 것을 보조할 수 있다. 대안적으로, 음파에서의 상이한 주파수는 초음파, 또는 심지어 인간의 청각 범위 내의 음파가 사용되도록 제공될 수 있다. 음파가 미세 공동현상 챔버(38)에서의 유화액을 통과하기 때문에, 이는 이의 근방에서 특히 보통 디젤 엔진 근처에서 방출되는 시끄러운 소음과 관련하여 들리지 않을 것이다. 음파 구동 회로(41)는 유화액에서 미세공동현상 기포를 생성하도록 일부 구현예에서 연속적으로 펄스, 음파를 통과시키기 위해 압전 변환기(43)를 구동한다. 이는 기포 및 난류를 생성하여 물 및 연료의 혼합을 증가시키고, 또한 연료로부터의 황의 제거를 향상시키고, 물 및/또는 산소 및 수소 분자와 혼합하는데 자유롭게 이용가능하도록 보조하는 경향을 가질 것이다. 미세 공동현상 공정은 바로 이후에 후속되는 반응기 챔버에서 이행하기 전에 실시되는 것이 유리하다.
특히, 벙커 연료로부터 황의 분리는 일반적으로 일련의 단계에서 일어난다. 황은 일반적으로 벙커유에서 오일의 분자에 결합된다. 따라서, 제1 단계는 황 원자를 벙커유 연료로부터 황 원자를 분리하는 것이다. 황은 압력, 온도 및 다른 고려사항에 따라 다양한 형태, 액체 또는 가스로 분리될 수 있다. 황이 연료로부터 분리된 이후, 이것이 연료에 의해 재흡수되어 이것이 방출된 것과 똑같은 연료에서의 다른 분자와 다시 결합되지 않게 보장하는 것이 중요하다. 따라서, 다른 이용가능한 분자, 예컨대 물, 자유 수소 가스, 자유 산소 가스, 나트륨 및 황과 결합할 수 있는 다른 화합물질을 가져 이것이 벙커 연료로부터 분리된 경우, 벙커 연료로 다시 한번 결합되는 황 원자를 갖는 것보다는 연료로부터 용이하게 분리될 수 있게 하는 것이 유리하다. 따라서, 미세 공동현상 챔버(38)는 벙커 연료로부터 대량의 황 원자를 분리하는 장점을 가진다. 바로 직후, 유화액은 반응기 챔버(44)로 유입된다. 반응기 챔버(44)에서, 수소 가스 및 산소 가스는 유화액을 통과하는 DC 전류에 의해 생성된다. 본 기술에 알려진 바와 같이, DC 전류가 물을 통과하는 경우, 일부의 물 분자는 수소 및 산소의 구성 부분으로 분리된다. 표준 온도 및 압력에서, 물 분자가 수소 및 산소로 분리되자마자, 이들은 수중에서의 용해된 산소뿐만 아니라 수중에서의 용해된 수소로서 가스 형태로 이용가능하게 된다. 수소 및 산소 가스는 유화액 내에 존재하는 미세기포이다. 이러한 미세기포가 황과 접촉됨에 따라, 황은 산소 또는 수소와 결합될 수 있고, 이에 따라 벙커 연료 외부에서 유지된다. 따라서, 반응기 챔버(44)에 바로 인접된 미세 공동현상 챔버(38)를 가지며, 이에 바로 유입되는 유화액을 가지는 것이 유리하고, 오일로부터의 황의 추가적인 분리가 일어날 수 있도록, 그리고 챔버(38)에서 분리된 황이 반응기 챔버(44) 및 또한 미세 공동현상 챔버(38)에서 일어나는 후속 화학 반응에서의 오일 이외 다른 것과 결합되도록 미세 공동현상 챔버(38)의 배출구와 반응기 챔버(44)의 유입구 사이에 간격이 매우 작거나 없는 것이 유리하다.
도 9는 물의 활성화 잠재력 및 물과 연료의 혼합을 추가로 향상시키는 믹서(22)의 일 구현예를 예시하고 있다. 특히, 도 9에 나타난 구현예에서, EMF 코일(68)은 튜브 및 믹서(22)를 형성하는 유입구 도관 주변을 완전하게 감싼다. 특히, 앞서 기재된 바와 같이, 믹서(22)에 대한 유입구인 튜브(20)뿐 아니라 믹서(22)는 믹서(22) 주변을 수천번의 감은 코일 중의 전도성 와이어 주변을 단단하게 감싼다. 이는 전류가 EMF 컨트롤러(66)의 제어 하에 유동할 수 있는 믹서(22)의 주변을 감싼다. ULF 코일(68)에서의 신호의 주파수는 DC 전압 내지 최대 30,000 Hz의 범위일 수 있고, 이는 500 Hz 단계로 서서히 증가한다. 대안적으로, ULF 코일(68)은 보통 물이 오일와 혼합되며 물이 통과하는 전기장을 생성하는 24볼트 이상의 범위의 고주파수, 고강도 전압 신호를 갖는 펄스를 만들어낼 수 있다. 유사한 코일(68)은 또한 믹서(34) 주변을 감싼다.
도 10은 대형 원양 화물선(119)에 설치되는 시스템을 예시하고 있다. 본 연료 세정 시스템(10)은 대형 원양 화물선(119)에 대해 사용하기 위한 다수의 장점을 제공한다. 현재 화물선에서, 굴뚝(84) 내로 그리고 선박의 연통 외부로 통과되는 디젤 엔진(77)으로부터의 배출 배기는 배기 가스 스크러버가 사용될 수 없을 만큼 충분하게 더러운 것이다. 배출구(84)의 외부의 기류가 다소 더럽기 때문에, 특별하게는 이것이 황분 또는 다른 화학물질을 포함하는 경우, 배기 가스 스크러버는 즉각적으로 뒤덮여져 폐쇄되고, 따라서, 현재 대형 화물선 상의 엔진으로부터의 배기 가스를 포집(scrubbing)할 수 없다. 대신, 현재, 매우 더러운 배기 가스는 여기서 대량의 황, 미연소된 연료, 및 다수의 유해한 오염물을 함유하는 연료를 연소하는데 사용되었던 것과 실질적으로 동일한 조건 하에 디젤 엔지(77)의 굴뚝으로부터 배출된다. 대형 화물선에서의 연료 세정 시스템(10)의 사용은 연료가 사용되기 이전에 실질적으로 모든 오염물 및 특히 디젤로부터의 거의 모든 황이 세정된다. 연료 세정 시스템(10)을 사용하여, 연료는 현재 디젤 엔진(77)으로부터 배출되는 배기가 도 10에 나타난 배기 가스 스크러버(74)에 가해질 수 있어 충분하게 세정된다.
선박 상에 설치되는 시스템은 연소되기 이전에 벙커 연료를 유지하기 위해 연소 저장 벙커(72)를 포함한다. 벙커유 연료는 본원에 기재된 바와 같이 벙커(72)로부터 연료 세정 시스템(10)으로 유동한다. 이는 이후 연료 시스템(10)에 의해 세정된 이후 연료로서 즉시 사용되기 위해 연료 제공 탱크(52)에 저장된다. 디젤 엔진(77)은 이후 선박(119)에 전력을 제공하기 위해 연료를 연소한다. 디젤 엔진(77)으로부터 배출되는 배기 가스는 배기 가스 스크러버(74)를 통해, 이후 열 추출 시스템(80)을 통해, 이후 화물선(119)의 연통(87) 내에 있는 배기 굴뚝(84) 외부로 이동된다.
열 제거 코일(82)은 선행기술에서 가능했던 것보다 더 많은 추가적인 열을 배기 가스로부터 제거될 수 있는 장점을 가진다. 특히, 선행기술에서, 배기 가스는 수많은 오염물, 특히 황뿐만 아니라 가스 상태로 존재하는 다른 오염물이 가스로서 대기로 연통(87)으로부터 배출될 수 있을 것을 보장하기 위해 매우 높은 온도에서 유지되어야 한다. 배기 가스의 온도는 오염물을 포함하는 배기 가스에서의 모든 물질이 연통(87) 외부로 완전하면서 전체적으로 이동되는 것을 보장하기 위해 충분하게 높아야 한다. 그러나, 본원에 기재된 바와 같은 본 구현예의 연료 세정 시스템(10)을 사용하여, 배기 가스 배출 온도는 충분하게 낮을 수 있다. 특히, 열 추출 시스템(80)은 선박에서의 다른 부분에서 사용하기 위해, 예를 들면 고온수 탱크에서의 사용 및 선박 상의 다른 용도를 위해 물을 가열하기 위해 시스템으로부터 보다 많은 열을 추출하도록 배기 굴뚝(84) 주변을 감싸는 코일(82)을 가질 수 있다. 또한, 디젤 엔진(77)은 배기 가스가 저온에서 배출되어 이에 따라 디젤 엔진에 의해 추출되는 열 에너지를 증가시키고, 더 낮은 배기 온도로 인해 연소 사이클의 효율을 증가시키도록 보다 효율적으로 실시될 수 있다. 따라서, 연료 세정 시스템(10)은 연통(87)으로부터 배출되는 배기 가스가 실질적으로 낮아 이에 따라 보다 많은 열이 연료로부터 추출되어 실질적으로 더 효율적인 시스템이 제공될 수 있는 장점을 제공하게 한다. 또한, 배기 가스 스크러버(74)는 배기가스가 배출되기 이전에 배기 가스로부터 보다 많은 오염물을 현재 제거하여 이에 압도되지 않게 할 수 있다. 이는 배기 가스를 매우 깨끗하게 하여, 선행 시스템에서 가능했던 것보다 더 깨끗하게 한다.
배기 가스는 이후 2개의 별개의 시스템을 통해 2회 효과적으로 세정되는 장점을 가진다. 제1 세정 시스템은 연소되기 이전에 연료로부터 실질적으로 모든 오염물을 제거하는 연료 세정 시스템(10)에 의해 제공된다. 그 결과, 디젤 엔진(77)으로부터 배출되는 배기 가스는 첫 번째로 미리 세정되어 실질적으로 청정한 배기 가스가 굴뚝으로 배출된다. 이후, 공기는 제2 단계 세정 시스템, 배기 가스 스크러버(74)를 통과하여 액체 형태보다는 가스 형태로 이를 세정하게 한다. 따라서, 배기 가스는, 이것이 보다 많은 열이 추출 시스템(80)을 통해 제거되는 열 추출 코일(82)을 통과한 이후 두 번째로 세정된다. 마지막으로, 2회 세정되고 보다 냉각된 배기 가스가 굴뚝(84)을 통해 연통(87)의 외부로 배출된다.
상기 기재된 다양한 구현예는 추가의 구현예를 제공하기 위해 조합될 수 있다. 본 명세서에 언급되고 그리고/또는 출원 데이터 시트에 열거된 모든 미국특허, 미국특허출원 공보, 미국특허출원, 외국특허, 외국특허출원 및 비특허 공개문헌은 그 전문이 참조로 본원에 포함되어 있다. 구현예의 양태는, 필요하다면 또 추가의 구현예를 제공하기 위한 다양한 특허, 출원 및 공보의 개념을 이용하여, 변경될 수 있다.
상기 상세한 설명에 비추어 구현예에 대해 이러한 변화 및 다른 변화가 이루어질 수 있다. 일반적으로, 하기 청구항에서, 사용되는 용어는 명세서 및 청구항에 개시된 특정 구현예로 청구범위를 제한하는 의도로 해석되어서는 안 되지만, 그러나 이러한 청구범위가 부여하는 등가물의 모든 범위에 따라 모든 가능한 구현예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 본 개시물에 의해 제한되지 않는다.

Claims (4)

  1. 벙커유 연료(bunker fuel oil)로부터의 오염물의 세정 시스템으로서,
    상기 연료가 통과되어 가열되는 가열 챔버;
    상기 연료가 물과 혼합되어 유화액을 생성하는 제1 믹서 스테이지;
    상기 물이 제1 세정 조작 이후 상기 연료로부터 분리되는 제1 물/연료 분리기 스테이지;
    상기 제1 스테이지 물/연료 분리기의 벙커유 연료 배출물과 제2 믹서로의 연료 유입구 사이의 연료 유동 연결부(connection);
    상기 제1 분리기 스테이지의 벙커유 연료 배출물을 공급받아 물과 혼합하여 유화액을 생성하는 제2 믹서 스테이지;
    상기 물과 혼합되는 화학물질을 제공하는 처리 화학물질 유입구로서, 상기 특정 처리 화학물질이 상기 연료 오일로부터의 오염물의 제거를 보조하기 위해 선택되는 처리 화학물질 유입구;
    상기 유화액이 통과하는 상기 제2 믹서 스테이지의 배출구에 결합되는 미세 공동현상 챔버(microcavitation chamber);
    상기 공동현상(cavitation) 챔버의 배출구에 결합되어 상기 유화액을 공급받는 반응기 챔버로서, 전류가 상기 유화액을 통과하도록 하는 복수의 전기분해판(electrolysis plate)을 갖는 반응기 챔버;
    상기 벙커유 연료가 분리된 이후 이를 배출하는 제2 스테이지 물/연료 분리기 스테이지; 및
    상기 제2 스테이지 물/연료 분리기의 상기 물 배출구와 상기 제1 믹서 스테이지에 사용하기 위해 상기 제2 스테이지로부터 배출되는 물을 제공하는 제1 스테이지 믹서로의 물 유입구 사이의 연결부;
    를 포함하는, 벙커유 연료로부터의 오염물의 세정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 화학물질이 수산화나트륨인, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세 공동현상 챔버는 이에 결합되는 복수의 음파 세정 장치를 가지는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 벙커유 연료가 통과하는 상기 제1 믹서 스테이지 내의 금속 파이프 주변을 감싸는 초저 주파수 코일(ultralow frequency coil)을 더 포함하는, 시스템.
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