KR20170048813A - 배기가스 오염물질 저감장치 - Google Patents

배기가스 오염물질 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 배기가스 오염물질 저감장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치는, 배기가스가 유동하는 유동라인과, 라디칼을 생성하여 유동라인으로 공급하는 라디칼발생부와, 유동라인을 통해 공급되는 배기가스와 라디칼의 반응물질에 세정수를 분무하여 오염물질을 제거하는 스크러버, 및 라디칼발생부 및 스크러버 중 적어도 하나에 자화수를 공급하는 자화수생성부를 포함할 수 있다.

Description

배기가스 오염물질 저감장치{Apparatus for reducing air pollutant}
본 발명은 배기가스 오염물질 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 정화하여 배출할 수 있는 구조의 배기가스 오염물질 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 이 때, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있으며, 이로 인해, 배기가스를 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래할 수 있다. 이러한 이유로, 선박의 대기오염에 대한 환경규제가 강화되고 있으며, 각종 규제를 만족시키기 위해 다양한 처리장치가 선박에 적용되고 있다.
대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위한 방법으로 황함유량이 0.1% 이하인 초저유황유(Ultra Low Sulfur Fuel)를 사용하거나 습식 스크러버(wet scrubber)를 적용할 수 있다. 그러나, 초저유황유는 가격이 매우 높고 생산설비 등의 시스템이 부족한 상황이므로, 통상 습식 스크러버를 사용한다.
습식 스크러버는 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스를 기액 접촉하여 황산화물을 제거하는데, 기액 접촉 전에 황산화물과 질소산화물을 산화시킬 경우 황산화물과 질소산화물을 동시에 저감시킬 수 있다. 이에, 배기가스에 포함된 황산화물과 질소산화물의 산화효율을 향상시킬 수 있으며, 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스의 접촉효율을 향상시켜 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 구조의 저감장치가 필요하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0003335호 2005. 01. 10
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 정화하여 배출할 수 있는 구조의 배기가스 오염물질 저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치는, 배기가스가 유동하는 유동라인과, 라디칼을 생성하여 상기 유동라인으로 공급하는 라디칼발생부와, 상기 유동라인을 통해 공급되는 상기 배기가스와 상기 라디칼의 반응물질에 세정수를 분무하여 오염물질을 제거하는 스크러버, 및 상기 라디칼발생부 및 상기 스크러버 중 적어도 하나에 자화수를 공급하는 자화수생성부를 포함한다.
상기 자화수생성부는 상기 라디칼발생부로 수분을 유입시키는 수분공급라인에 설치될 수 있다.
상기 자화수생성부는 상기 라디칼발생부에 설치되어 상기 라디칼발생부 내부에서 수분을 자화수로 변환할 수 있다.
상기 자화수생성부는 상기 스크러버 내부로 세정수를 분무하는 노즐에 설치될 수 있다.
상기 자화수생성부는 상기 스크러버에 설치되어 상기 스크러 내부로 분사된 세정수를 자화수로 변환할 수 있다.
상기 배기가스 오염물질 저감장치는, 상기 스크러버를 통과한 세정수를 저장하는 저장탱크, 및 상기 저장탱크에 설치되어 상기 저장탱크에 저장된 세정수의 자성을 유지시키는 자성유지부를 더 포함할 수 있다.
상기 자화수생성부 또는 상기 자성유지부는 영구자석 또는 전자석을 포함할 수 있다.
상기 배기가스 오염물질 저감장치는, 상기 라디칼발생부와 상기 유동라인 사이에 열교환을 하여 상기 배기가스의 열로 상기 라디칼발생부의 온도를 상승시키는 열교환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기가스에 포함된 황산화물과 질소산화물을 산화시키기 위한 라디칼의 생성 시 용해도가 큰 자화수를 이용하므로, 소량으로도 효과적으로 라디칼을 생성할 수 있다. 또한, 활성화된 자화수를 이용하여 라디칼을 생성함으로써, O 라디칼과의 결합력이 향상되어 OH 라디칼 생성 반응이 촉진될 수 있으며, 이로 인해, 황산화물과 질소산화물의 산화효율이 향상될 수 있다.
또한, 용해도가 큰 자화수를 스크러버로 주입하여 세정수로 이용함으로써, 소량으로도 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 자화수는 살균력이 크므로, 세정수 속의 미생물을 사멸시키기 위한 별도의 처리 과정이 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 자화수생성부에서 자화수가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치는 배기가스에 포함된 각종 오염물질(질소산화물, 황산화물, 분진 등)의 농도를 줄여 배기기준에 적합한 공기를 배출하는 장치로서, 주로 선박에 탑재되어 선박에서 발생하는 배기가스의 오염물질을 제거할 수 있다. 그러나, 배기가스 오염물질 저감장치가 선박에 탑재되는 것으로 한정될 것은 아니며, 배기가스의 오염물질 제거가 요구되는 다양한 사용처에 적용될 수 있다.
배기가스 오염물질 저감장치는 배기가스에 포함된 황산화물과 질소산화물을 산화시키기 위한 라디칼의 생성 시 용해도가 큰 자화수를 이용하므로, 소량으로도 효과적으로 라디칼을 생성할 수 있다. 또한, 활성화된 자화수를 이용하여 라디칼을 생성함으로써, O 라디칼과의 결합력이 향상되어 OH 라디칼 생성 반응이 촉진될 수 있으며, 이로 인해, 황산화물과 질소산화물의 산화효율이 향상될 수 있다. 또한, 용해도가 큰 자화수를 스크러버로 주입하여 세정수로 이용함으로써, 소량으로도 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 자화수는 살균력이 크므로, 세정수 속의 미생물을 사멸시키기 위한 별도의 처리 과정이 생략될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1 내지 도 3를 참조하여, 배기가스 오염물질 저감장치에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 자화수생성부에서 자화수가 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1)는 유동라인(10)과, 라디칼발생부(20)와, 스크러버(30), 및 자화수생성부(40)를 포함한다.
유동라인(10)은 배기가스가 유동하는 중공형의 관으로, 일 측이 연소기관(도시되지 않음)에 연결되고 타 측이 후술할 스크러버(30)에 연결된다. 유동라인(10)은 연소기관의 배기관에 직접 연결되어 고온의 배기가스가 직접 이동하거나, 각종 열교환기를 통과하여 배기가스 열의 대부분을 재활용하고 남은 폐가스가 이동하는 통로가 될 수 있다. 여기서, 연소기관이라 함은 연료를 연소하여 선박에 필요한 각종 동력을 발생시키는 장치로서, 예를 들어, 메인 엔진, 발전기 엔진 등으로 형성될 수 있다.
유동라인(10)에는 복수 개의 연소기관의 배기관이 연결될 수 있으며, 복수 개의 연소기관은 필요에 따라 선택적으로 동작할 수 있다. 이러한 연소기관은 통상, 화석 연료를 연소하여 동력을 발생시키므로, 화석 연료의 연소에 따른 배기가스를 발생시킨다. 즉, 연소기관에서 발생된 배기가스는 다량의 질소산화물과, 황산화물, 및 분진 등을 포함하고 있으며, 유동라인(10)을 통해 스크러버(30)로 공급된다.
라디칼발생부(20)는 질소산화물과 황산화물을 산화시킬 라디칼을 생성하는 것으로, 일 측에 유동라인(10)과 연결되는 연결라인(10a)이 형성되어 생성된 라디칼을 유동라인(10)으로 공급할 수 있다. 이 때, 연결라인(10a)과 유동라인(10)의 연결부분에는 라디칼의 공급을 조절하기 위한 제어밸브(도시되지 않음)가 설치될 수도 있다.
라디칼발생부(20)는 자외선이 조사된 공기와 수분을 공급받아 라디칼을 생성한다. 라디칼은 원자가 전자 궤도함수에 쌍을 이루지 않은 흘수 전자를 가지고 있는 화학종으로, 전기적으로는 중성이지만 반응성이 매우 큰 특징이 있다. 따라서, 유동라인(10)으로 공급된 라디칼은 배기가스에 포함된 질소산화물 및 황산화물과 반응하여, 질소산화물 및 황산화물을 물에 대한 용해도가 높은 상태로 산화시킬 수 있다. 질소산화물 및 황산화물이 라디칼과 반응하여 산화되는 반응식은 다음과 같다.
<반응식>
NO + O → NO2
NO + H2O → NO2 +OH
NO + OH → HNO2
HNO2 + OH → NO2 +H2O
NO + O3 → NO2 + O2
NO2 + OH → HNO3
SO2 + OH → HSO3
HSO3 + OH → H2SO4
SO2 + O → SO3
SO3 + H2O → H2SO4
즉, 수산화기(OH) 등의 라디칼에 의해 배기가스에 포함된 NO가 NO2, HNO2, HNO3 등의 형태로 산화되며, SO2도 HSO3, H2SO4, SO3 등의 형태로 산화된다. 일반적으로, NOx는 약 90%가 NO 상태로 존재하며, 나머지는 NO2로 존재한다. NO는 물에 대한 용해도가 낮아 잘 녹지 않으나, NO가 산화된 형태인 NO2, HNO2, HNO3는 물에 대한 용해도가 높아 물에 잘 녹는 특성이 있다. 즉, NO를 산화시켜 스크러버(30)에 공급할 경우, 배기가스에 포함된 질소산화물이 세정수에 용이하게 용해될 수 있으며, 이로 인해, 배기가스에 포함된 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, SO2를 산화시켜 스크러버(30)에 공급할 경우, 황산화물이 세정수에 용이하게 용해되어 배기가스에 포함된 황산화물을 효과적으로 제거할 수 있다.
라디칼발생부(20)는 수분공급라인(21)과 공기공급라인(22)을 통해 각각 수분과 공기를 공급받으며, 주파수가 200nm 이하인 자외선을 공기에 조사하여 라디칼을 생성할 수 있다. 라디칼발생부(20)가 공기에 자외선을 조사하면, 공기 중의 산소 분자(O2)는 광분해를 하여 O 라디칼을 생성하며, O 라디칼은 수분공급라인(21)으로부터 공급된 물분자(H2O)와 반응하여 활성 화학종인 OH 라디칼을 생성한다. OH 라디칼이 생성되는 반응식은 다음과 같다.
<반응식>
O2 + 자외선 → 2O
O(1D) + H2O → 2OH
한편, 스크러버(30)는 배기가스와 라디칼의 반응물질에 세정수를 분무하여 기액 접촉시키는 장치로, 통상의 습식 스크러버(scrubber)일 수 있다. 스크러버(30)는 일 측이 유동라인(10)에 연결되어 배기가스와 라디칼의 반응물질, 즉, 산화된 질소산화물(NO2, HNO2, HNO3 등) 또는 산화된 황산화물(HSO3, H2SO4, SO3 등)을 공급받으며, 산화된 질소산화물 또는 황산화물에 세정수공급라인(31)으로부터 공급되는 세정수를 분무하여 오염물질을 제거한다.
스크러버(30) 내부에서 배기가스와 세정수가 접촉함에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물, 황산화물, 및 분진 등의 오염물질이 제거될 수 있으며, 질소산화물, 황산화물, 및 분진 등의 오염물질이 제거된 배기가스는 별도의 배출관(도시되지 않음)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배출관을 통해 배출되는 배기가스는 질소산화물, 황산화물, 및 분진 등의 오염물질이 제거된 상태이므로, 배기기준에 적합하게 되어 대기 중에 그대로 배출할 수 있다.
또한, 라디칼발생부(20) 및 스크러버(30) 중 적어도 하나에는 자화수가 공급될 수 있다. 다시 말해, 라디칼발생부(20)는 자화수를 공급받아 라디칼을 생성할 수 있으며, 스크러버(30)는 자화수를 공급받아 배기가스에 포함된 오염물질을 제거할 수 있다. 자화수는 강력한 자기장(magnetic field)에 의해 물 분자의 배열이 육각형 구조로 바뀐 물로써, 이온이 활성화되어 용해도와 살균력이 큰 특징이 있다. 이러한 자화수가 라디칼발생부(20)에 공급됨으로써, 소량으로도 효과적으로 라디칼을 생성할 수 있으며, 전술한 O 라디칼과의 결합력이 향상되어 OH 라디칼 생성 반응이 촉진될 수 있다. OH 라디칼 생성 반응이 촉진됨에 따라, 황산화물과 질소산화물의 산화효율이 향상될 수 있다. 또한, 자화수가 스크러버(30)에 공급됨으로써, 소량으로도 배기가스에 포함된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 세정수 속의 미생물을 사멸시키기 위한 별도의 처리과정이 생략되어 그에 따른 비용 및 시간 등이 절감될 수 있다.
자화수는 자화수생성부(40)로부터 생성되어 라디칼발생부(20) 또는 스크러버(30)에 공급되며, 자화수생성부(40)는 수분공급라인(21), 라디칼발생부(20), 세정수공급라인(31), 스크러버(30) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 이하, 자화수생성부(40)가 수분공급라인(21)에 설치된 구조를 보다 중점적으로 설명한다.
자화수생성부(40)는 영구자석 또는 전자석을 포함하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 라디칼발생부(20)로 수분을 유입시키는 수분공급라인(21) 상에 설치될 수 있다.
수분공급라인(21) 상에 자화수생성부(40)가 설치됨으로써, 수분은 자화수로 변환되어 라디칼발생부(20)에 공급될 수 있다.
자화수생성부(40)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 판(plate) 상의 영구자석으로 형성되거나, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 코일(coil) 형태의 전자석으로 형성되어 수분공급라인(21)의 외주면에 설치될 수 있다. 이 때, 자화수생성부(40)는 수분이 유동하는 방향과 수직한 방향으로 자기장을 형성할 수 있다. 도면 상에는 자화수생성부(40)가 수분공급라인(21)의 외주면 일부에만 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 자화수생성부(40)는 수분공급라인(21)의 외주면 전체에 걸쳐 형성될 수도 있다.
일반적으로, 물분자(H2O)는 수소결합에 의해 13 ~ 15개의 분자가 무리를 이루어 중합체[(H2O)n]로 존재하는데, 이를 클러스터(cluster)라고 한다. 즉, 수분은 클러스터 수치가 큰 상태로 수분공급라인(21)에 공급되며, 수분공급라인(21)을 따라 유동하다 자화수생성부(40)를 통과하게 된다. 자화수생성부(40)는 전술한 바와 같이, 수분이 유동하는 방향과 수직한 방향으로 자기장을 형성하므로, 수분이 자화수생성부(40)를 통과하면, 플러스(+) 극의 수소 원자와 마이너스(-) 극의 산소 원자가 서로 붙어서 회전, 신축, 진동 등의 운동을 일으켜 수분이 미립자화 및 활성화된다. 즉, 수분이 자화수생성부(40)를 통과하면, 클러스터의 수치가 작아지면서 인접하는 클러스터들이 서로를 당기어 육각형 구조를 이루게 된다. 다시 말해, 수분은 자화수로 변환된다.
자화수로 변환된 수분은 클러스터의 수치가 작아 용해도가 증가하므로, 소량으로도 라디칼을 생성할 수 있으며, 이와 동시에, 활성화된 상태이므로, OH 라디칼 생성 반응을 촉진시킬 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1a)에 관하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1a)는 자화수생성부(40)가 라디칼발생부(20)에 설치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1a)는 자화수생성부(40)가 라디칼발생부(20)에 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
자화수생성부(40)는 라디칼발생부(20)에 설치되어 라디칼발생부(20) 내부에서 수분을 자화수로 변환할 수 있다. 즉, 자화수생성부(40)는 수분을 자화수로 변환하여 라디칼발생부(20)에 공급하거나, 라디칼발생부(20)에 공급된 수분을 자화수로 변환할 수 있다.
자화수는 자기장에 의해 물 분자의 배열이 육각형 구조로 바뀐 상태인데, 일정 시간이 경과하면 다시 원 상태로 환원되는 특징이 있다. 자화수생성부(40)가 라디칼발생부(20)에 설치됨으로써, 수분은 자화수로 변환된 상태를 지속적으로 유지할 수 있으며, 이로 인해, 시간의 경과와 관계없이 OH 라디칼 생성 반응이 촉진될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1b)에 관하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1b)는 자화수생성부(40)가 세정수공급라인(31)의 노즐(32)에 설치된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1b)는 자화수생성부(40)가 세정수공급라인(31)의 노즐(32)에 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
자화수생성부(40)는 스크러버(30) 내부로 세정수를 분무하는 노즐(32)에 설치되어 세정수를 자화수로 변환할 수 있다.
세정수공급라인(31)은 스크러버(30) 내부에서 복수 개로 분지되며, 각각의 단부에는 노즐(32)이 결합되어 자화수로 변환된 세정수를 미립자 형태로 분무할 수 있다. 자화수가 미립자 형태로 분무됨으로써, 배기가스와의 접촉 효율이 증대되어 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있다.
도면 상에는 자화수생성부(40)가 단일 개로 형성되어 세정수공급라인(31)이 분지되는 부분의 전방에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 자화수생성부(40)는 복수 개로 형성되어 분지된 세정수공급라인(31) 상에 각각 설치되거나 노즐(32)에 각각 설치될 수도 있다. 자화수생성부(40)가 분지된 세정수공급라인(31) 상에 각각 설치되거나 노즐(32)에 각각 설치되는 경우, 관의 직경이 좁아 자기장의 세기가 증가할 수 있으며, 이로 인해, 자화수로의 변환이 보다 신속하게 이루어질 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1c)에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1c)는 자화수생성부(40)가 스크러버(30)에 설치된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1c)는 자화수생성부(40)가 스크러버(30)에 설치되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
자화수생성부(40)는 스크러버(30)에 설치되어 스크러버(30) 내부로 분사된 세정수를 자화수로 변환할 수 있다. 즉, 자화수생성부(40)는 세정수를 자화수로 변환하여 스크러버(30)에 공급하거나, 스크러버(30)에 공급된 세정수를 자화수로 변환할 수 있다.
자화수생성부(40)가 스크러버(30)에 설치됨으로써, 세정수는 자화수로 변환된 상태를 지속적으로 유지할 수 있으며, 이로 인해, 시간의 경과와 관계없이 배기가스에 포함된 오염물질을 제거할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1d)에 관하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1d)는 저장탱크(50)와 자성유지부(60)를 더 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1d)는 저장탱크(50)와 자성유지부(60)를 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
저장탱크(50)는 스크러버(30)를 통과한 세정수를 저장하는 것으로, 별도의 배관(51)을 통해 스크러버(30)의 후단에 연결될 수 있다. 저장탱크(50)는 저장된 세정수를 해상으로 직접 배출하거나 다양한 필요처, 예를 들어, 밸러스트 탱크, 스크러버 등으로 공급하여 재활용할 수 있다. 저장탱크(50)에는 저장탱크(50)에 저장된 세정수의 자성을 유지시키는 자성유지부(60)가 설치될 수 있다.
저장탱크(50)에 저장된 세정수는 자화수생성부(40)를 통해 자화수로 변환된 상태이므로, 일정 시간이 경과하면 다시 원 상태로 환원될 수 있다. 따라서, 저장탱크(50)에 자성유지부(60)를 설치함으로써, 자화수, 즉, 세정수의 자성을 유지시킬 수 있으며, 이로 인해, 자화수의 환원으로 인해 염 등이 석출되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1e)에 관하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1e)는 라디칼발생부(20)와 유동라인(10) 사이에 열교환을 하는 열교환부(70)를 더 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 오염물질 저감장치(1e)는 라디칼발생부(20)와 유동라인(10) 사이에 열교환을 하는 열교환부(70)를 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
열교환부(70)는 라디칼발생부(20)와 유동라인(10) 사이에 열교환을 하여 배기가스의 열로 라디칼발생부(20)의 온도를 상승시킬 수 있다. 일반적으로, 배기가스의 온도는 약 250℃ 이며, 라디칼발생부(20)로 공급되는 공기의 온도는 상온에 가깝다. 따라서, 열교환부(70)를 통해 라디칼발생부(20)의 공기와 유동라인(10)의 배기가스를 열교환할 경우, 라디칼발생부(20) 및 공기의 온도가 상승되어 라디칼 생성이 촉진될 수 있다.
도면 상에는 열교환부(70)가 라디칼발생부(20)와 유동라인(10) 사이에 설치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 열교환부(70)는 라디칼발생부(20)와 공기공급라인(22) 사이에 설치될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e: 배기가스 오염물질 저감장치
10: 유동라인 10a: 연결라인
20: 라디칼발생부 21: 수분공급라인
22: 공기공급라인 30: 스크러버
31: 세정수공급라인 32: 노즐
40: 자화수생성부 50: 저장탱크
60: 자성유지부 70: 열교환부

Claims (8)

  1. 배기가스가 유동하는 유동라인;
    라디칼을 생성하여 상기 유동라인으로 공급하는 라디칼발생부;
    상기 유동라인을 통해 공급되는 상기 배기가스와 상기 라디칼의 반응물질에 세정수를 분무하여 오염물질을 제거하는 스크러버; 및
    상기 라디칼발생부 및 상기 스크러버 중 적어도 하나에 자화수를 공급하는 자화수생성부를 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 자화수생성부는 상기 라디칼발생부로 수분을 유입시키는 수분공급라인에 설치되는 배기가스 오염물질 저감장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 자화수생성부는 상기 라디칼발생부에 설치되어 상기 라디칼발생부 내부에서 수분을 자화수로 변환하는 배기가스 오염물질 저감장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 자화수생성부는 상기 스크러버 내부로 세정수를 분무하는 노즐에 설치되는 배기가스 오염물질 저감장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 자화수생성부는 상기 스크러버에 설치되어 상기 스크러 내부로 분사된 세정수를 자화수로 변환하는 배기가스 오염물질 저감장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 스크러버를 통과한 세정수를 저장하는 저장탱크; 및
    상기 저장탱크에 설치되어 상기 저장탱크에 저장된 세정수의 자성을 유지시키는 자성유지부를 더 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자화수생성부 또는 상기 자성유지부는 영구자석 또는 전자석을 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 라디칼발생부와 상기 유동라인 사이에 열교환을 하여 상기 배기가스의 열로 상기 라디칼발생부의 온도를 상승시키는 열교환부를 더 포함하는 배기가스 오염물질 저감장치.
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