KR20170129328A - treatment system of boil-off gas and ship having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a boil-off gas treatment system, and a ship having the same. The present invention comprises: a storage tank; a compressor compressing boil-off gas of the storage tank to be transferred to a demand source; and a reformer removing moisture in exhaust gas of the demand source. The reformer removes the moisture in the exhaust gas by using the compressed boil-off gas.

Description

증발가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박{treatment system of boil-off gas and ship having the same}[0001] The present invention relates to an evaporative gas treatment system and a vessel having the evaporative gas treatment system,

본 발명은 증발가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporative gas treatment system and a ship having the same.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.Liquefied natural gas (Liquefied natural gas), Liquefied petroleum gas (Liquefied petroleum gas) and other liquefied gas are widely used in place of gasoline or diesel in recent technology development.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is a liquefied natural gas that is obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid with almost no pollutants and high calorific value. On the other hand, liquefied petroleum gas is a liquid fuel made by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10), which come from oil in oil field, at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless and is widely used as fuel for household, business, industrial, and automotive use.

이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크(10)에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크(10)에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다. 이러한 액화가스를 연료로 사용하는 엔진이 구동되기 위해서 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다. The liquefied gas is stored in the liquefied gas storage tank 10 installed on the ground or is stored in the liquefied gas storage tank 10 provided in a ship which is a transportation means navigating the ocean, The volume of liquefied petroleum gas is reduced to 1/600 by volume, propane is reduced by 1/260, and butane is reduced by 1/230 by volume. The temperature and pressure necessary for driving the engine using such liquefied gas as fuel may be different from the state of the liquefied gas stored in the tank.

또한 LNG를 액상으로 보관할 때 탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 LNG가 기화되어 증발가스(BOG: Boil off Gas)가 생성되는데, 이러한 증발가스는 증발가스 재액화 시스템상에 문제를 일으킬 수 있어 기존에는 증발가스를 외부로 배출시켜 태우는 방법(기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위해서 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다.)으로 소비를 시킴으로서 문제를 해결하고자 하였으나 이는 환경오염과 자원낭비의 문제를 일으키고 있다. In addition, when LNG is stored in the liquid phase, some LNG is vaporized and boil off gas (BOG) is generated as heat penetration occurs in the tank. Such evaporation gas may cause problems in the evaporation gas re-liquefaction system, (To discharge the evaporation gas to the outside in order to eliminate the risk of damage of the tank by lowering the tank pressure in the past) by consuming the evaporation gas to the outside, Causing a problem of waste.

따라서 최근에는 증발가스를 효율적으로 처리하는 기술로서, 생성된 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 되돌리거나, 증발가스를 압축하여 엔진에 공급하는 등의 활용방안이 이루어지고 있으나 이러한 활용에도 충분한 증발가스의 소모가 이루어지지 아니하여 효율적인 자원의 활용이 이루어지지 아니한바, 이에 대한 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.In recent years, as a technique for efficiently processing evaporative gas, there has been utilized utilization methods such as re-liquefying the generated evaporative gas and returning it to the storage tank, or supplying the evaporative gas to the engine. However, And it is not possible to utilize the resources efficiently.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 증발가스를 이용하여 배기 내의 수분을 효율적으로 제거할 수 있고, 또한 배기의 질소산화물을 환원시킬 수 있는 증발가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for efficiently removing moisture in exhaust gas using evaporation gas, A gas treatment system and a vessel having the same.

본 발명의 일 측면에 따른 증발가스 처리 시스템은, 저장탱크; 상기 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 전달하는 압축기; 및 상기 수요처의 배기에서 수분을 제거하는 개질기를 포함하며, 상기 개질기는, 상기 압축된 증발가스를 이용하여 상기 배기에서 수분을 제거하는 것을 특징으로 한다.An evaporative gas treatment system according to one aspect of the present invention includes: a storage tank; A compressor for compressing the evaporation gas of the storage tank and delivering it to a customer; And a reformer for removing moisture from the exhaust of the customer, wherein the reformer removes moisture from the exhaust using the compressed evaporative gas.

구체적으로, 상기 증발가스는, 메탄(CH4)을 포함하며, 상기 개질기는, 수분(H2O)과 상기 메탄(CH4)의 화학반응으로 상기 배기의 수분을 일산화탄소와 수소로 변화시킬 수 있다.Specifically, the evaporation gas includes methane (CH4), and the reformer can convert moisture of the exhaust into carbon monoxide and hydrogen by chemical reaction between water (H2O) and methane (CH4).

구체적으로, 상기 개질기는, 하기 화학식에 따른 화학반응을 이용할 수 있다.Specifically, the reformer may use a chemical reaction according to the following formula.

[화학식] H2O + CH4 -> CO + 3H2 [Chemical Formula] H 2 O + CH 4 -> CO + 3H 2

구체적으로, 수분이 제거된 상기 배기에서 상기 수소를 분리하는 분리기를 더 포함할 수 있다.Specifically, the separator may further include a separator for separating the hydrogen from the exhaust gas from which moisture has been removed.

구체적으로, 상기 분리기를 거친 상기 배기에 포함된 질소산화물을 환원시켜 상기 배기를 정화시키는 환원기를 더 포함할 수 있다.Specifically, the exhaust gas purification apparatus may further include a reducing unit for reducing the nitrogen oxide contained in the exhaust gas passed through the separator to purify the exhaust gas.

구체적으로, 상기 환원기는, 암모니아를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시킬 수 있다.Specifically, the reducing unit may purify the exhaust through a chemical reaction using the following formula using ammonia.

[화학식] 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O4NO + 4NH 3 + O 2 4N 2 + 6H 2 O

구체적으로, 상기 환원기는, 상기 증발가스를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시킬 수 있다.Specifically, the reducing unit may purify the exhaust gas through a chemical reaction according to the following formula using the evaporation gas.

[화학식] 2NO + CH4 + O2 -> N2 + CO2 + 2H2O2NO + CH 4 + O 2 -> N 2 + CO 2 + 2H 2 O

구체적으로, 상기 환원기는, 상기 일산화탄소를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시킬 수 있다.Specifically, the reducing unit may purify the exhaust gas through a chemical reaction according to the following formula using the carbon monoxide.

[화학식] 2NO + 2CO -> N2 + 2CO2 2NO + 2CO -> N 2 + 2CO 2

구체적으로, 상기 저장탱크에서 상기 수요처까지 연결되는 증발가스 공급라인; 상기 증발가스 공급라인에서 분기되어 상기 개질기 및 상기 정화기 중 적어도 상기 개질기에 연결되는 증발가스 분기라인; 및 상기 수요처에서 상기 개질기, 상기 분리기 및 상기 환원기에 연결되는 배기라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the evaporation gas supply line connected from the storage tank to the demanding site; An evaporation gas branch line branched from the evaporation gas supply line and connected to at least the reformer of the reformer and the purifier; And an exhaust line connected to the reformer, the separator, and the reducing unit in the customer.

구체적으로, 상기 배기라인에서 상기 개질기를 우회하도록 마련되는 우회라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the bypass line may further include a detour line arranged to bypass the reformer in the exhaust line.

구체적으로, 상기 분리기에서 상기 수요처로 연결되어 상기 분리기에서 분리된 상기 수소를 상기 수요처로 전달하는 수소 전달라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the separator may further include a hydrogen delivery line connected to the demander to deliver the hydrogen separated from the separator to the customer.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 증발가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 한다.A ship according to one aspect of the present invention is characterized by having the above-described evaporative gas treatment system.

본 발명에 따른 증발가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박은, 증발가스를 통한 개질 반응을 이용하여 배기 내 수분을 제거할 수 있으며, 증발가스 및 수분 제거 시 발생하는 일산화탄소를 이용해 배기 내 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 개질기를 통하여 생성되는 수소를 엔진에 일부 도입함으로써, 엔진 효율의 증대를 기대할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The evaporative gas treatment system and the ship having the evaporative gas treatment system according to the present invention can remove moisture in the exhaust gas by using a reforming reaction through evaporative gas and can effectively remove nitrogen oxides in the exhaust gas by using carbon monoxide generated when the evaporative gas and moisture are removed Can be removed. In addition, by partially introducing hydrogen generated through the reformer into the engine, an increase in engine efficiency can be expected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템의 개념도.1 is a conceptual diagram of an evaporative gas treatment system according to an embodiment of the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 증발가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 메탄(CH4)을 포함하는 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있다. 이때 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다.Hereinafter, the evaporation gas may be LPG, LNG, ethane, or the like, and may be, for example, LNG (Liquefied Natural Gas) including methane (CH4). At this time, the evaporation gas may mean boiling off gas (BOG) such as natural vaporized LNG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하에서는 본 발명의 증발가스 처리 시스템(1)에 대해 설명하며, 본 발명은 증발가스 처리 시스템(1)과 이를 가지는 선박을 포함하는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an evaporative gas treatment system 1 according to the present invention will be described. The present invention includes an evaporative gas treatment system 1 and a vessel having the same.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an evaporative gas treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템(1)은, 저장탱크(10), 압축기(20), 개질기(30), 분리기(40), 환원기(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an evaporative gas processing system 1 according to an embodiment of the present invention includes a storage tank 10, a compressor 20, a reformer 30, a separator 40, a reducer 50 .

저장탱크(10)는, 액상의 액화가스를 저장한다. 저장탱크(10)는 약 1bar 내외의 압력으로 액화가스를 저장할 수 있다. 다만 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 자연 기화될 수 있으며, 이때 저장탱크(10) 내에 자연 기화된 액화가스가 증발가스로서 존재할 수 있다.The storage tank 10 stores a liquid liquefied gas. The storage tank 10 may store the liquefied gas at a pressure of about 1 bar or less. However, the liquefied gas stored in the storage tank 10 may be spontaneously vaporized, and the liquefied gas naturally vaporized in the storage tank 10 may be present as an evaporated gas.

본 실시예에서 저장탱크(10)에 발생된 증발가스는, 수요처(60)에 전달되어 소비될 수 있고 또는 재액화장치(14)에 의해 재액화되어 리턴될 수 있다. 이때 수요처(60)는 엔진이거나 터빈, 도시가스 등 다양하게 결정될 수 있다.In the present embodiment, the evaporated gas generated in the storage tank 10 can be delivered to the consumer 60 and consumed, or can be re-liquefied and returned by the refueling device 14. [ At this time, the customer 60 can be determined in various ways such as an engine, a turbine, a city gas, and the like.

압축기(20)는, 저장탱크(10)의 증발가스를 압축하여 수요처(60)로 전달한다. 이를 위해 저장탱크(10)에서 수요처(60)까지는 증발가스 공급라인(11)이 마련될 수 있고, 증발가스 공급라인(11)에는 압축기(20)가 놓일 수 있다.The compressor (20) compresses the evaporation gas of the storage tank (10) and delivers it to the customer (60). To this end, the evaporation gas supply line 11 may be provided from the storage tank 10 to the customer 60, and the compressor 20 may be installed in the evaporation gas supply line 11. [

압축기(20)는 다단으로 구성될 수 있으며, 수요처(60)의 요구 압력에 따라 증발가스의 압축을 결정할 수 있다. 다만 다단 압축기(20)의 중간단에서 증발가스 분기라인(12)이 분기되어 개질기(30) 및/또는 환원기(50)로 연결될 수 있다. 이는 개질기(30), 환원기(50) 등에서 필요로 하는 증발가스의 압력이 수요처(60)의 요구 압력보다 낮을 수 있기 때문이다.The compressor 20 can be configured in multiple stages and can determine the compression of the evaporative gas according to the required pressure of the consumer 60. However, the evaporation gas branch line 12 may be branched at the intermediate stage of the multi-stage compressor 20 and connected to the reformer 30 and / or the reducer 50. This is because the pressure of the evaporation gas required by the reformer 30, the reducer 50 and the like may be lower than the required pressure of the consumer 60.

압축기(20)에서 압축된 증발가스는, 수요처(60)로 전달되어 소비될 수 있다. 다만 수요처(60)가 요구하는 증발가스의 양 대비 저장탱크(10)에서 발생하는 양이 더 많아 잉여 증발가스가 발생할 수 있는데, 이 경우 잉여 증발가스는 압축기(20)의 하류에서 재액화장치(14)로 전달될 수 있다.The evaporated gas compressed in the compressor 20 can be delivered to the consumer 60 and consumed. However, surplus evaporation gas may be generated because the amount of evaporation gas required by the customer 60 is greater in the storage tank 10, in which case the surplus evaporation gas is supplied to the re-liquefier 14 < / RTI >

이를 위해 증발가스 공급라인(11)에서 압축기(20)와 수요처(60) 사이에는, 증발가스 액화라인(13)이 분기될 수 있다. 증발가스 액화라인(13)은 증발가스 공급라인(11)에서 분기되어 저장탱크(10)로 연결될 수 있으며, 재액화장치(14)가 마련될 수 있다.To this end, the evaporation gas liquefaction line 13 may be branched between the compressor 20 and the customer 60 in the evaporation gas supply line 11. The evaporation gas liquefaction line 13 may be branched from the evaporation gas supply line 11 and connected to the storage tank 10, and a remelting device 14 may be provided.

재액화장치(14)는 질소, 혼합냉매(MR), 증발가스나 액화가스 등 다양한 냉열원을 사용하여 잉여 증발가스를 액화시킬 수 있는 것이며, 또는 냉열원을 사용하지 않거나 냉열원에 더하여, 줄톰슨 밸브에 의한 감압을 통해 잉여 증발가스를 액화시킬 수도 있다.The re-liquefier 14 is capable of liquefying excess evaporative gas by using various heat sources such as nitrogen, mixed refrigerant (MR), evaporation gas and liquefied gas, or is capable of liquefying excess evaporative gas, It is also possible to liquefy excess evaporative gas through decompression by the Thomson valve.

압축기(20)로부터 증발가스를 공급받아 연소시키는 수요처(60)는, 배기를 생성한다. 이때 배기에는 각종 유해화합물이 존재하는데, 그 중 특히 질소산화물인 NOx가 문제될 수 있다.The customer 60 that receives and supplies the evaporation gas from the compressor 20 generates exhaust. At this time, various harmful compounds exist in the exhaust gas, and among them, NOx, which is a nitrogen oxide, may be a problem.

수요처(60)가 고압가스 분사엔진인 ME-GI 엔진일 경우, 약 300bar의 높은 압력을 갖는 증발가스를 소비하는 과정에서 많은 양의 NOx를 배기로 배출하게 된다. 이때 선박이 항해하는 지역에 따라, 배기 규제인 Tier III가 적용되면 NOx를 포함하는 배기는 그대로 배출될 수 없고 반드시 제거되어야 한다. 따라서 본 실시예는, 수요처(60)의 배기에 혼합된 질소산화물을 제거하기 위해 후술한 구성들을 이용할 수 있다.When the customer 60 is an ME-GI engine, which is a high-pressure gas injection engine, a large amount of NOx is discharged to the exhaust gas in the process of consuming the evaporation gas having a high pressure of about 300 bar. Depending on the area where the ship is navigating, if the emission regulation Tier III is applied, exhaust containing NOx can not be discharged and must be removed. Therefore, this embodiment can use the structures described below to remove the nitrogen oxides mixed in the exhaust of the customer 60. Fig.

개질기(30)는, 수요처(60)의 배기에서 수분을 제거한다. 배기에는 수분이 3 내지 10% 정도 포함될 수 있으며, 질소산화물의 환원처리 이전에 본 실시예는 수분 제거를 수행할 수 있다.The reformer 30 removes moisture from the exhaust of the consumer 60. The exhaust may contain about 3 to 10% of water, and this embodiment can perform moisture removal before the reduction treatment of nitrogen oxides.

종래에는 일반적인 제습기를 이용하여, 배기의 온도를 낮춘 후 수분만 흡착하는 흡착제를 사용하였다. 그러나 본 발명은, 제습으로 수분을 제거하는 대신, 개질(reforming)로 수분을 제거할 수 있다.Conventionally, a general dehumidifier is used, and an adsorbent which adsorbs water only after lowering the temperature of the exhaust is used. However, in the present invention, water can be removed by reforming instead of removing moisture with dehumidification.

이때 개질기(30)는 증발가스를 이용할 수 있다. 이를 위해 증발가스 공급라인(11)에서 증발가스 분기라인(12)이 분기되어 개질기(30)로 연결될 수 있으며, 개질기(30)의 상류에서 증발가스 분기라인(12)에는 증발가스의 유량 조절을 위한 밸브(12a)가 마련될 수 있다.At this time, the reformer 30 may use an evaporative gas. The evaporation gas branch line 12 may be branched from the evaporation gas supply line 11 and connected to the reformer 30. The evaporation gas branch line 12 upstream of the reformer 30 may control the flow rate of the evaporation gas A valve 12a may be provided.

개질기(30)는 메탄을 포함하며 압축기(20)에 의해 압축된 증발가스를 이용하여, 수분(H20)과 메탄의 화학반응으로 배기의 수분을 일산화탄소와 수소로 변화시킬 수 있다. 이때 개질기(30)는 하기 화학식 1에 따른 화학반응을 이용할 수 있다.The reformer 30 can change the water content of the exhaust gas to carbon monoxide and hydrogen by the chemical reaction between water (H20) and methane using the evaporated gas compressed by the compressor 20 including methane. At this time, the reformer 30 may use a chemical reaction according to the following formula (1).

[화학식 1] H2O + CH4 -> CO + 3H2 ???????? H 2 O + CH 4 -> CO + 3H 2

따라서 본 실시예는, 제습을 대신하여 개질을 이용해 배기에서 수분을 효과적으로 제거할 수 있으며, 흡착제 등의 구성을 마련하지 않고 증발가스를 이용하면 되므로 시스템을 단순화 시킬 수 있다.Therefore, this embodiment can effectively remove water from the exhaust gas by using the reforming instead of the dehumidification, and it is possible to simplify the system because the evaporation gas can be used without providing the structure of the adsorbent or the like.

다만 배기의 수분함량이 적으면, 본 실시예는 배기가 개질기(30)를 우회하도록 할 수 있으며, 이를 위해 수요처(60)의 배기를 배출하는 배기라인(61)에서 개질기(30)의 전후에는 우회라인(31)이 연결될 수 있다. However, if the moisture content of the exhaust gas is low, the present embodiment can prevent the exhaust gas from bypassing the reformer 30. For this purpose, in the exhaust line 61 for exhausting the exhaust gas of the customer 60, A bypass line 31 can be connected.

즉 우회라인(31)에는 밸브(31a)가 마련되며, 본 실시예는 배기의 수분함량을 수분센서(도시하지 않음) 등으로 측정하고 밸브(31a)를 제어하여 배기의 우회를 구현할 수 있다.That is, the bypass line 31 is provided with a valve 31a. In this embodiment, the moisture content of the exhaust gas is measured by a moisture sensor (not shown) and the valve 31a is controlled to implement bypassing of the exhaust gas.

분리기(40)는, 수분이 제거된 배기에서 수소를 분리한다. 개질기(30)에 의해 배기의 수분은 일산화탄소와 수소로 변환될 수 있으며, 이때 수소는 발열량이 높은 물질이므로, 분리기(40)는 수소를 재활용하기 위해 배기에서 분리시킬 수 있다.The separator 40 separates the hydrogen from the dehydrated exhaust. The water in the exhaust gas can be converted into carbon monoxide and hydrogen by the reformer 30. Since the hydrogen is a substance having a high calorific value, the separator 40 can be separated from the exhaust gas for recycling the hydrogen.

이때 수소는 분리기(40)에서 수요처(60)로 연결되는 수소 전달라인(41)에 의해 수요처(60)로 전달되어 소비될 수 있으며, 수소의 전달은 수소 전달라인(41)에 마련되는 밸브(41a)에 의해 조절될 수 있다.At this time, the hydrogen can be transferred to the customer 60 and consumed by the hydrogen transfer line 41 connected to the customer 60 from the separator 40, and the hydrogen can be transferred to the valve 60 provided in the hydrogen transfer line 41 41a.

수요처(60)의 배기 출구에 연결되는 배기라인(61)에는 개질기(30)와 분리기(40)가 직렬로 마련될 수 있는데, 개질기(30)와 분리기(40) 사이에는 열교환기(62)가 마련될 수 있다. 열교환기(62)는 배기를 냉각시키는 쿨러일 수 있다.A reformer 30 and a separator 40 may be provided in series in an exhaust line 61 connected to the exhaust outlet of the customer 60. A heat exchanger 62 is interposed between the reformer 30 and the separator 40 . The heat exchanger 62 may be a cooler that cools the exhaust.

또한 수요처(60)에서 연결되는 배기라인(61)에는 밸브들(61a, 61b, 61c)이 마련될 수 있으며, 각 밸브들(61a, 61b, 61c)은 개질기(30), 분리기(40), 환원기(50)에 유입되는 배기의 유량을 조절할 수 있다.The valves 61a, 61b and 61c may be provided in the exhaust line 61 connected to the customer 60. The valves 61a, 61b and 61c are connected to the reformer 30, the separator 40, The flow rate of the exhaust flowing into the reducing unit 50 can be controlled.

환원기(50)는, 분리기(40)를 거친 배기에 포함된 질소산화물을 환원시켜 배기를 정화시킨다. 수요처(60)의 배기는 앞서 설명한 바와 같이 배기라인(61)을 통해 개질기(30), 분리기(40), 환원기(50)를 거쳐 외부로 방출되는데, 환원기(50)는 개질기(30) 및 분리기(40)의 하류에 마련되어 배기의 질소산화물을 제거할 수 있다. 질소산화물을 제거라 함은 NOx를 질소와 산소로 분리하는 환원을 의미한다.The reducing unit 50 reduces the nitrogen oxide contained in the exhaust gas passing through the separator 40 to purify the exhaust gas. The exhaust of the customer 60 is discharged to the outside through the reformer 30, the separator 40 and the reducer 50 through the exhaust line 61 as described above. The reducer 50 is connected to the reformer 30, And the separator 40 to remove nitrogen oxides of the exhaust gas. Removing nitrogen oxides means reducing NOx to nitrogen and oxygen.

이때 분리기(40)와 환원기(50) 사이의 배기라인(61)에는 열교환기(63)가 마련되며, 열교환기(63)는 배기의 온도를 환원에 적합한 온도로 변환시킬 수 있다. 이때 열교환기(63)는 배기를 가열하거나 또는 냉각할 수 있다.At this time, the exhaust line 61 between the separator 40 and the reducer 50 is provided with a heat exchanger 63, and the heat exchanger 63 can convert the temperature of the exhaust to a temperature suitable for reduction. At this time, the heat exchanger 63 may heat or cool the exhaust.

환원기(50)는, 암모니아를 이용하여 하기 화학식 2에 따른 화학반응을 통해 배기를 정화시킬 수 있다.The reducing unit 50 can purify the exhaust gas through a chemical reaction according to the following Chemical Formula 2 using ammonia.

[화학식 2] 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O???????? 4NO + 4NH 3 + O 2 ? 4N 2 + 6H 2 O

다만 환원기(50)가 암모니아를 이용할 경우 암모니아를 저장하는 탱크가 별도로 마련되어야 하고, 암모니아의 저장 온도를 맞춰야 하며 암모니아로 인한 냄새 등의 문제가 있는바, 환원기(50)는 암모니아를 대신하여 증발가스를 이용해 환원을 구현할 수 있다. 즉 환원기(50)는, 증발가스를 이용하여 하기 화학식 3에 따른 화학반응을 통해 배기를 정화시킬 수 있다.However, when the reducing unit 50 uses ammonia, a tank for storing ammonia must be provided separately. In addition, since the storage temperature of the ammonia must be adjusted, and the odor due to ammonia is present, the reducing unit 50 may replace the ammonia Reduction can be achieved by using evaporative gas. That is, the reducing unit 50 can purify the exhaust gas through a chemical reaction according to the following formula (3) using an evaporation gas.

[화학식 3] 2NO + CH4 + O2 -> N2 + CO2 + 2H2O2NO + CH 4 + O 2 -> N 2 + CO 2 + 2H 2 O

여기에 더하여 환원기(50)는, 앞서 개질기(30)에서 수분에 의해 발생한 일산화탄소를 환원제로 이용할 수 있다. 즉 환원기(50)는, 일산화탄소를 이용하여 하기 화학식 4에 따른 화학반응을 통해 배기를 정화시킬 수 있다. In addition, the reducing unit 50 can use carbon monoxide generated by moisture in the reformer 30 as a reducing agent. That is, the reducing unit 50 can purify the exhaust gas through a chemical reaction according to the following chemical formula 4 using carbon monoxide.

[화학식 4] 2NO + 2CO -> N2 + 2CO2 ???????? 2NO + 2CO -> N 2 + 2CO 2

이때 일산화탄소는 배기에 섞여서 환원기(50)에 전달될 수 있고, 증발가스는 증발가스 분기라인(12)을 통해 환원기(50)로 전달될 수 있다. 증발가스 분기라인(12)에서 환원기(50)의 상류에는 밸브(12b)가 마련될 수 있다.At this time, the carbon monoxide may be mixed with the exhaust gas to be delivered to the reducing unit 50, and the evaporated gas may be delivered to the reducing unit 50 through the evaporative gas branch line 12. A valve 12b may be provided upstream of the reducer 50 in the evaporative gas branch line 12.

이와 같이 본 실시예는, 증발가스를 소비하는 수요처(60)의 가동 시 발생하는 배기에서 수분을 제거할 때 증발가스를 통한 개질 반응을 이용하므로 흡착제 등의 구성을 마련할 필요가 없고, 또한 증발가스 및 수분 제거 시 발생한 일산화탄소를 이용해 배기 내 질소산화물을 환원하므로 효과적인 배기 정화가 가능하다.As described above, the present embodiment uses a reforming reaction through evaporation gas when moisture is removed from the exhaust gas generated when the consumer 60 consuming the evaporation gas is consumed. Therefore, it is not necessary to provide a structure such as an adsorbent, By using carbon monoxide generated during the removal of gas and moisture, nitrogen oxides in the exhaust are reduced, which enables efficient exhaust purification.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that various combinations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the technical contents related to the modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention are included in the present invention.

1: 증발가스 처리 시스템 10: 저장탱크
11: 증발가스 공급라인 12: 증발가스 분기라인
12a, 12b: 밸브 13: 증발가스 액화라인
14: 재액화장치 20: 압축기
30: 개질기 31: 우회라인
31a: 밸브 40: 분리기
41: 수소 전달라인 41a: 밸브
50: 환원기 60: 수요처
61: 배기라인 61a, 61b, 61c: 밸브
62, 63: 열교환기1: Evaporative gas treatment system 10: Storage tank
11: Evaporative gas supply line 12: Evaporative gas branch line
12a, 12b: valve 13: evaporation gas liquefaction line
14: Remelting device 20: Compressor
30: reformer 31: bypass line
31a: valve 40: separator
41: hydrogen transfer line 41a: valve
50: Reducer 60: Consumer
61: exhaust line 61a, 61b, 61c: valve
62, 63: Heat exchanger

Claims (12)

저장탱크;
상기 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 전달하는 압축기; 및
상기 수요처의 배기에서 수분을 제거하는 개질기를 포함하며,
상기 개질기는,
상기 압축된 증발가스를 이용하여 상기 배기에서 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.Storage tanks;
A compressor for compressing the evaporation gas of the storage tank and delivering it to a customer; And
And a reformer for removing water from the exhaust of the customer,
The reformer,
And removing moisture from the exhaust using the compressed evaporated gas. 제 1 항에 있어서,
상기 증발가스는, 메탄(CH4)을 포함하며,
상기 개질기는, 수분(H2O)과 상기 메탄(CH4)의 화학반응으로 상기 배기의 수분을 일산화탄소와 수소로 변화시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.The method according to claim 1,
The evaporation gas comprises methane (CH4)
Wherein the reformer changes the moisture of the exhaust gas to carbon monoxide and hydrogen by chemical reaction between water (H2O) and methane (CH4). 제 2 항에 있어서, 상기 개질기는,
하기 화학식에 따른 화학반응을 이용하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
[화학식] H2O + CH4 -> CO + 3H2 3. The reformer according to claim 2,
Characterized in that a chemical reaction according to the following formula is used.
[Chemical Formula] H 2 O + CH 4 -> CO + 3H 2 제 2 항에 있어서,
수분이 제거된 상기 배기에서 상기 수소를 분리하는 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a separator for separating the hydrogen from the dehydrated exhaust gas. 제 4 항에 있어서,
상기 분리기를 거친 상기 배기에 포함된 질소산화물을 환원시켜 상기 배기를 정화시키는 환원기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.5. The method of claim 4,
Further comprising a reducing unit for reducing the nitrogen oxide contained in the exhaust gas passing through the separator to purify the exhaust gas. 제 5 항에 있어서, 상기 환원기는,
암모니아를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
[화학식] 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2OThe method according to claim 5,
Ammonia is used to purify the exhaust through a chemical reaction according to the following formula.
4NO + 4NH 3 + O 2 4N 2 + 6H 2 O 제 5 항에 있어서, 상기 환원기는,
상기 증발가스를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
[화학식] 2NO + CH4 + O2 -> N2 + CO2 + 2H2OThe method according to claim 5,
Wherein the exhaust gas is purified through a chemical reaction according to the following formula using the evaporation gas.
2NO + CH 4 + O 2 -> N 2 + CO 2 + 2H 2 O 제 5 항에 있어서, 상기 환원기는,
상기 일산화탄소를 이용하여 하기 화학식에 따른 화학반응을 통해 상기 배기를 정화시키는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.
[화학식] 2NO + 2CO -> N2 + 2CO2 The method according to claim 5,
Wherein the exhaust gas is purified through a chemical reaction according to the following formula using the carbon monoxide.
2NO + 2CO -> N 2 + 2CO 2 제 5 항에 있어서,
상기 저장탱크에서 상기 수요처까지 연결되는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인에서 분기되어 상기 개질기 및 상기 정화기 중 적어도 상기 개질기에 연결되는 증발가스 분기라인; 및
상기 수요처에서 상기 개질기, 상기 분리기 및 상기 환원기에 연결되는 배기라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.6. The method of claim 5,
An evaporation gas supply line connected from the storage tank to the customer;
An evaporation gas branch line branched from the evaporation gas supply line and connected to at least the reformer of the reformer and the purifier; And
Further comprising an exhaust line connected to the reformer, the separator, and the reducer at the customer. 제 9 항에 있어서,
상기 배기라인에서 상기 개질기를 우회하도록 마련되는 우회라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.10. The method of claim 9,
Further comprising a detour line arranged to bypass the reformer in the exhaust line. 제 9 항에 있어서,
상기 분리기에서 상기 수요처로 연결되어 상기 분리기에서 분리된 상기 수소를 상기 수요처로 전달하는 수소 전달라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 처리 시스템.10. The method of claim 9,
Further comprising a hydrogen delivery line connected to the demander in the separator to deliver the hydrogen separated from the separator to the customer. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 상기 증발가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박.11. A ship having the vapor gas treatment system according to any one of claims 1 to 11.
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