KR20180021189A

KR20180021189A - 원심 분리기 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR20180021189A
Application number: KR1020187002942A
Authority: KR
Inventors: 유지 사노; 유우스케 와타나베; 히사시 오케야
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 자판엔진코포레숀
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-02-28
Also published as: JP2017029919A; WO2017022529A1; CN107921446A; JP5829352B1; KR102110055B1; DK180120B1; CN107921446B; DK201800050A1

Abstract

간단한 구성으로 원심 분리기의 분리실로부터 배출하는 폐기물 중의 고형 성분 농도를 고농도로 안정시켜, 폐기물의 배출량을 삭감할 수 있음과 함께 폐기물로서의 보관 스페이스를 삭감할 수 있는 원심 분리기를 제공한다. 분리판형 원심 분리기는, 복수의 그룹으로 분할된 초기 탁도와 상기 복수의 초기 탁도의 그룹 각각에 대응하는 복수의 ΔNTU 로부터 작성된 배출 트리거 테이블을 격납하는 메모리 (17A) 와, 배출 트리거 테이블의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 ΔNTU 에 기초하여 분리실 (15) 내의 고형 성분 (S) 을 배출하는 배출 기준치를 구하는 중앙 연산 처리 장치 (17B) 를 갖는 시스템 컨트롤러 (17) 를 구비하고 있다.

Description

원심 분리기 및 그 운전 방법{CENTRIFUGAL SEPARATOR AND METHOD FOR OPERATING SAME}

본 발명은, 배기 가스 스크러버용의 원심 분리기 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선박용 디젤 엔진 등의 배기 가스의 제진 처리에 사용되는 배기 가스 스크러버에 적용되는 원심 분리기 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

선박용 디젤 엔진으로부터의 배기 가스에도 엄격한 환경 규제가 있어, 배기 가스에 함유되는 SO_X 나 NO_X 의 배출이 엄격하게 제한되어 있다. 그래서, 종래부터 배기 가스 스크러버를 사용하여 배기 가스의 제진을 실시하고 있다. 배기 가스 스크러버를 순환하는 제진용수 (이하, 「스크러버수」라고 칭한다) 에는 미연소 카본 등의 입자상 물질이 함유되어 있기 때문에, 예를 들어 원심 분리를 이용하여 스크러버수로부터 입자상 물질을 분리, 제거하고 있다. 입자상 물질은 원심 분리기의 원심력을 받아 분리실 내의 최대 직경부에 고형 성분으로서 퇴적되기 때문에, 고형 성분은 분리실 내의 최대 직경부에 형성된 배출구로부터 스크러버수와 함께 간헐적으로 외부로 배출된다. 고형 성분을 함유하는 스크러버수는, 그 상태로 해양에 투기할 수 없기 때문에, 선박 내에 폐기물로서 보관된다.

그런데, 선박 내에서는, 짐이나 여객을 위한 스페이스 확보가 우선되어, 이와 같은 폐기물을 보관하기 위한 스페이스를 충분히 확보할 여유가 없기 때문에, 종래부터 이와 같은 폐기물을 최대한 줄이는 방법이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는 원심 분리기로부터 발생하는 폐기물을 최대한 줄이는 기술이 기재되어 있다. 이 기술에서는, 원심 분리기로부터의 폐기물의 배출량을 최대한 줄이기 위해서, 탁도계를 사용하여 원심 분리기에 있어서 제진된 처리 후의 스크러버수의 탁도를 측정하고, 이 측정치가 소정의 임계값을 초과했을 때에 원심 분리기의 분리실로부터 퇴적된 고형 성분을 폐기물로서 배출하는 것에 의해, 원심 분리기에서 발생하는 폐기물의 삭감을 도모하고 있다. 요컨대, 원심 분리기에서의 처리 후의 스크러버수의 탁도를 감시함으로써 원심 분리기의 분리실 내에 퇴적되는 고형 성분의 농도 또는 양을 감시하고 있다. 또, 특허문헌 1 에는 폐기물의 양을 최소로 하는 것이 중요한 것도 지적되어 있다.

일본 공표특허공보 2013-527788호

그러나, 선박용 디젤 엔진의 부하 상태에 의해 배기 가스에 함유되는 미연소 카본 등의 입자상 물질의 함유율은 변동되기 때문에 스크러버수의 탁도도 변동된다. 요컨대, 원심 분리기의 처리 능력은 일정하기 때문에, 원심 분리기에 유입되는 스크러버수의 고형 성분 농도가 높으면 원심 분리기의 분리 효율이 높아지고, 원심 분리기에 유입되는 스크러버수의 고형 성분 농도가 낮으면 원심 분리기의 분리 효율이 저하된다. 따라서, 원심 분리기에 의한 처리 후의 스크러버수의 탁도가 변동되고, 이 탁도는 분리실 내의 고형 성분 농도 또는 양과는 반드시 대응하지 않는다. 또, 원심 분리기에 유입되는 스크러버수의 탁도의 변동에 의해, 분리실 내로부터 고형 성분을 배출해야만 하게 되기까지 필요로 하는 시간이 변동된다. 분리실 내의 고형 성분의 농도가 높을 때에는 고형 성분을 빨리 배출하지 않으면 배출이 곤란해지고, 반대로 분리실 내의 고형 성분의 농도가 낮을 때에는 농도가 진해질 때까지 기다릴 필요가 있다.

원심 분리기에서 처리 후의 스크러버수의 탁도가 소정의 임계값을 초과했을 때에 퇴적된 고형 성분을 분리실로부터 폐기물로서 배출하는 특허문헌 1 에 기재된 방법으로는, 폐기물 중의 고형 성분 농도가 안정되지 않기 때문에, 폐기물 중의 고형 성분 농도가 낮은 경우에는 폐기물의 양이 증가하여 보관 스페이스가 커지고, 반대로 폐기물 중의 고형 성분 농도가 높은 경우에는 고형 성분을 배출구로부터 폐기물로서 배출하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 간단한 구성으로 원심 분리기의 분리실로부터 배출하는 폐기물 중의 고형 성분 농도를 고농도로 안정시켜, 폐기물의 배출량을 삭감할 수 있음과 함께 폐기물로서의 보관 스페이스를 삭감할 수 있는 원심 분리기 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 원심 분리기는, 시스템 컨트롤러의 제어 하에서, 배기 가스 스크러버로부터 회전하는 분리실 내에 공급되는 고형 성분을 함유하는 스크러버수에 원심력을 부여하여 상기 스크러버수로부터 상기 고형 성분을 분리 처리하고, 처리 후의 상기 스크러버수의 탁도를 탁도계에 의해 측정하고, 상기 탁도계의 측정치에 기초하여 밸브를 개방하여 상기 분리실로부터 상기 고형 성분을 폐기물로서 간헐적으로 배출하는 원심 분리기로서, 상기 탁도계를 사용하여, 미리 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 스크러버수의 상기 처리 개시 직후의 제 1 탁도를 초기 탁도로 하여 각각 측정함과 함께 상기 초기 탁도를 측정한 후의 계속 처리에 의해 상기 분리실로부터 배출되는 폐기물 중의 상기 고형 성분이 소정의 농도에 도달했을 때에 상기 분리실로부터 배출되는 상기 스크러버수의 제 2 탁도를 각각 측정하는 한편, 상기 시스템 컨트롤러에서는, 상기 측정치에 기초하여, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 제 2 탁도와 상기 초기 탁도의 차를 ΔNTU 로서 구함과 함께, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각의 초기 탁도를 각각의 크기에 따라 복수의 그룹으로 분류하고, 상기 복수의 그룹의 초기 탁도와 각각의 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 배출 트리거 테이블을 작성하고, 또, 상기 시스템 컨트롤러는, 상기 배출 트리거 테이블이 격납되는 메모리와, 상기 탁도계에 의해 측정된 상기 스크러버수의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 배출 트리거 테이블 중의 상기 ΔNTU 로부터 상기 고형 성분을 배출할 때의 탁도를 배출 기준치로서 구하는 중앙 연산 처리 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 배출 기준치는, 상기 초기 탁도와 상기 ΔNTU 의 가산치인 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 분리실로부터 배출되는 스크러버수의 탁도가 상기 배출 기준치에 도달했을 때에 상기 밸브를 개방하여 상기 분리실 내의 고형 성분을 배출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명의 원심 분리기의 운전 방법은, 시스템 컨트롤러의 제어 하에서, 배기 가스 스크러버로부터 회전하는 분리실 내에 공급되는 고형 성분을 함유하는 스크러버수에 원심력을 부여하여 상기 스크러버수로부터 상기 고형 성분을 분리 처리하고, 처리 후의 상기 스크러버수의 탁도를 탁도계에 의해 측정하고, 상기 탁도계의 측정치에 기초하여 밸브를 개방하여 상기 분리실로부터 상기 고형 성분을 폐기물로서 간헐적으로 배출하는 원심 분리기를 운전하는 방법으로서, 상기 원심 분리기를 운전하는 방법은, 상기 원심 분리기의 운전 준비 공정과, 상기 원심 분리기의 운전 실시 공정을 구비하고, 상기 운전 준비 공정은, 미리 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수의 상기 처리 개시 직후의 제 1 탁도를 초기 탁도로 하여 각각 측정하는 공정과, 상기 초기 탁도를 측정한 후의 계속 처리에 의해 상기 분리실로부터 배출되는 폐기물 중의 상기 고형 성분이 소정의 농도에 도달했을 때에 상기 분리실로부터 배출되는 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수의 제 2 탁도를 각각 측정하는 공정과, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해 상기 제 2 탁도와 상기 초기 탁도의 차를 ΔNTU 로서 구하는 공정과, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각의 초기 탁도를 각각의 크기에 따라 복수의 그룹으로 분류하고, 상기 복수의 그룹의 초기 탁도와 각각의 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 배출 트리거 테이블을 작성하는 공정과, 상기 배출 트리거 테이블을 상기 시스템 컨트롤러에 설정하는 공정을 가지고, 상기 운전 실시 공정은, 상기 스크러버수의 분리 처리 직후의 초기 탁도를 측정하는 공정과, 상기 스크러버수의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 상기 고형 성분을 배출하기 위한 배출 기준치를 구하는 공정과, 상기 초기 탁도 측정에 계속해서 그 후의 상기 스크러버수의 탁도를 측정하는 공정과, 상기 탁도가 상기 배출 기준치에 도달했을 때에 상기 밸브를 개방하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 운전 준비 공정에서는, 상기 초기 탁도가 작을 때에는 상기 ΔNTU 를 크게 설정하고, 상기 초기 탁도가 클 때에는 상기 ΔNTU 를 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 운전 실시 공정에서는, 상기 배출 기준치로서 상기 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 의 가산치를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 원심 분리기의 분리실로부터 배출하는 폐기물 중의 고형 성분 농도를 고농도로 안정시켜, 폐기물의 배출량을 삭감할 수 있음과 함께 폐기물로서의 보관 스페이스를 삭감할 수 있는 원심 분리기 및 그 운전 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은, 스크러버에 적용된 본 발명의 원심 분리기의 일 실시형태를 나타내는 구성도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 원심 분리기의 주요부를 나타내는 모식도이다.

이하, 도 1 및 도 2 에 나타내는 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명한다. 본 실시형태의 원심 분리기 (10) 는, 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 배기 가스 스크러버 (30) 와 제 1 순환 배관 (40) 을 개재하여 접속되어 있고, 배기 가스 스크러버 (30) 에서의 제진 후의 스크러버수가 처리 전의 스크러버수 (W) 로서 제 1 순환 배관 (40) 을 순환하는 동안에 원심 분리기 (10) 에서 입자상 물질이 분리 처리되어 처리 후의 스크러버수 (W') 가 제 1 순환 배관 (40) 을 개재하여 배기 가스 스크러버 (30) 로 되돌려진다. 제 1 순환 배관 (40) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배관 (41) 과, 제 1 배관 (41) 에 접속된 제 2 배관 (42) 을 가지고 있다. 본 실시형태에서는, 원심 분리기 (10) 로서 분리판형 원심 분리기가 사용되고 있다. 또, 배기 가스 스크러버 (30) 는, 디젤 엔진 (50) 과 제 2 순환 배관 (60) 을 개재하여 접속되어 있다. 배기 가스 스크러버 (30) 는 디젤 엔진 (50) 으로부터의 배기 가스를 제진하고, 디젤 엔진 (50) 은 제진 후의 청정한 배기 가스를 재차 흡기함으로써 연소 가스 중의 NO_X 등을 감소시킨다.

원심 분리기 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 배관 (42) 에 형성되어, 제 1 배관 (41) 으로부터 공급되는 처리 전의 스크러버수 (W) 에 원심력을 부여하여 스크러버수 (W) 에 함유되는 배기 가스 유래의 입자상 물질을 고형 성분으로서 분리 처리하고, 처리 후의 청정한 스크러버수 (W') 를 배기 가스 스크러버 (30) 로 되돌린다. 배기 가스 스크러버 (30) 는, 스크러버수 (W) 를 개재하여 디젤 엔진 (50) 으로부터의 배기 가스로부터 입자상 물질을 제진한다. 또한, 도 1 에는 스크러버수 (W) 또는 배기 가스를 순환시키는 펌프 등의 급송 수단은 도면 상에서는 생략되어 있다. 또, 이하에서는, 배기 가스 스크러버 (30) 로부터 원심 분리기 (10) 에 공급되는 스크러버수 (W) 를 처리 전의 스크러버수 (W) 라고 칭하고, 원심 분리기 (10) 에 의한 처리 후의 청정한 스크러버수 (W') 를 처리 후의 스크러버수 (W') 라고 칭한다.

배기 가스 스크러버로는, 종래 공지된 여러 가지 타입의 스크러버를 사용할 수 있다. 예를 들어 도 1 에 나타내는 배기 가스 스크러버 (30) 에서는 제 1 배관 (41) 을 순환하는 처리 전의 스크러버수 (W) 와 원심 분리기 (10) 로부터의 처리 후의 스크러버수 (W') 가 제 1 배관 (41) 에 있어서 합류하고, 제 1 배관 (41) 에 접속된 스프레이 노즐 (31) 을 개재하여 배기 가스 스크러버 (30) 내로 분무되어 내부의 배기 가스 중에 부유하는 입자상 물질을 포획하여 제진한다. 배기 가스 스크러버 (30) 로는, 충전물 상에 스크러버수 (W) 를 분사하여, 충전물의 표면의 액막으로 입자상 물질을 제진하는 스크러버 등을 사용할 수 있다.

이어서, 본 실시형태의 원심 분리기 (10) 에 대해 도 1, 도 2 를 참조하면서 추가로 설명한다. 원심 분리기 (10) 의 제 1 순환 배관 (40) 의 제 2 배관 (42) 에는 처리 후의 스크러버수 (W') 를 샘플링하는 샘플링용 배관 (70) 이 접속되어 있다. 이 샘플링용 배관 (70) 에는 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탈포 처리를 실시하는 에어 세퍼레이터 (71) 가 형성되어 있다. 또한, 샘플링용 배관 (70) 의 에어 세퍼레이터 (71) 의 하류측에는 탁도계 (72) 가 형성되어 있다. 따라서, 에어 세퍼레이터 (71) 가 처리 후의 스크러버수 (W') 를 탈포한 후, 탁도계 (72) 가 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도를 고정밀도로 측정할 수 있다. 탁도계 (72) 는 탁도를 아날로그 신호로서 검출하고, 이 아날로그 신호가 시스템 컨트롤러 (17) 에 있어서 디지털 신호로 변환된다. 이 탁도가 어느 값 (예를 들어 후술하는 「배출 기준치」) 에 도달한 경우에 시스템 컨트롤러 (17) 로부터 밸브 개폐 기구로 신호를 송신하고, 원심 분리기 (10) 의 배출구를 개방하여, 고형 성분을 스크러버수와 함께 폐기물로서 배출하여, 회수 탱크 (80) 내에 모은다. 회수 탱크 (80) 내의 폐기물이 소정량에 도달하면, 폐기물이 펌프 (81) 를 개재하여 다른 보관 장소로 반송된다.

그런데, 원심 분리기 (10) 는, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 스크러버 (30) 로부터의 처리 전의 스크러버수 (W) 가 유입되는 유입관 (11) 과, 상단이 개구된 회전 동체 (도시 생략) 와, 회전 동체의 상단 개구에 끼워 장착되어 회전체를 형성하는 회전체 덮개 (12) 와, 회전체 덮개 (12) 의 내면에 대해 간극을 개재하여 배치된 칸막이판 (13) 과, 회전 동체 내에 삽입된 상태에서 화살표로 나타내는 바와 같이 상하로 이동하여 회전 동체의 측부에 형성된 배출구 (도시 생략) 를 개폐하는 주밸브 (14) 와, 주밸브 (14) 와 칸막이판 (13) 사이에 형성된 분리실 (15) 과, 분리실 (15) 내에 상하에 소정 간격을 두고 적층, 배치된 복수의 분리판 (16) 을 구비하고, 시스템 컨트롤러 (17) 의 제어 하에서, 유입관 (11) 으로부터 안내통 (18) 을 개재하여 분리실 (15) 내에 처리 전의 스크러버수 (W) 가 공급된다. 입자상 물질은 스크러버수보다 비중이 크기 때문에, 분리실 (15) 내에서 원심력이 부여되면 분리판 (16) 에 의해 스크러버수로부터 입자상 물질이 고형 성분 (S) 으로서 원심 분리된다. 분리실 (15) 내의 처리 후의 스크러버수 (W') 는, 구심 (求心) 펌프 (19), 유출관 (20) 을 개재하여 외부로 배출된다. 도 2 에 있어서, 처리 후의 스크러버수 (W') 는 옅게 칠해진 영역을 나타내고, 고형 성분 (S) 은 진하게 칠해진 영역을 나타낸다.

또, 분리실 (15) 에 있어서 입자상 물질이 고형 성분 (S) 으로서 처리 후의 스크러버수 (W') 로부터 원심 분리되면, 고형 성분 (S) 이 분리실 (15) 의 최대 직경부에 형성된 배출구 (도시 생략) 를 포함하는 오목부에 퇴적된다. 처리 후의 스크러버수 (W') 와 고형 성분 (S) 사이에는 계면 (I) 이 형성된다. 그리고, 이 계면 (I) 의 고형 성분 (S) 의 극히 일부가 처리 후의 스크러버수 (W') 의 흐름을 타고 화살표 방향으로 이동하고, 처리 후의 스크러버수 (W') 에 혼입되어 탁해진 상태에서 유출관 (20) 으로부터 외부로 배출된다. 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도는, 탁도계로 측정할 수 있다.

구심 펌프 (19) 는, 칸막이판 (13) 의 상단에 형성된 챔버 (23) 내를 향하여, 분리실 (15) 로부터 오버플로되어 챔버 (23) 내에 모이는 처리 후의 스크러버수 (W') 를 배출한다. 시간의 경과와 함께 고형 성분 (S) 과 처리 후의 스크러버수 (W') 의 계면 (I) 이 분리실 (15) 의 중심을 향해 진행되기 때문에, 고형 성분 (S) 을 분리실 (15) 로부터 배출시킬 필요가 있다. 회전 동체의 측부에 형성된 배출구를 개방하는 것에 의해 고형 성분 (S) 이 분리실 (15) 내의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 일부와 함께 배출되어 폐기물이 된다. 폐기물 중의 고형 성분 (S) 의 농도가 낮으면 폐기물량이 증가하고, 반대로 고형 성분 (S) 의 농도가 높으면 배출구로부터의 배출이 곤란해진다. 따라서, 원심 분리기 (10) 를 운전하는 경우에는, 고형 성분 (S) 을 소정의 농도로 안정시켜 고형 성분 (S) 을 확실하게 배출하는 것이 중요하다. 그래서, 본 실시형태에서는, 처리 전의 스크러버수 (W) 의 탁도의 변동에 따라 분리실 (15) 의 배출구를 개방하는 트리거 (이하, 「배출 트리거」라고 칭한다) 를 미리 적절히 설정해 두는 것에 의해, 폐기물 중의 고형 성분 농도를 안정시켜 최소한의 폐기물량을 확실하게 배출할 수 있다.

본 실시형태의 원심 분리기의 운전 방법은, 운전을 위해서 필요한 초기 탁도 등의 여러 가지의 데이터를 준비하는 운전 준비 공정과, 운전 준비 공정에서 얻어진 데이터를 사용하여 운전을 실시하는 운전 실시 공정을 구비하고 있다. 운전 준비 공정에서는 배출 트리거를 이하의 순서로 설정한다. 배출 트리거를 설정하기 위해서는, 각각 탁도가 상이한 스크러버수를 처리 전의 스크러버수 (W) 로서 복수 준비한다. 미리 준비되어 있는 어느 탁도를 갖는 처리 전의 스크러버수 (W) 를 원심 분리기 (10) 에 의해 고형 성분을 분리 처리하고, 처리 개시 직후의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도를 측정한다. 본 발명에서는 이 처리 개시 직후의 탁도가 초기 탁도로서 정의된다. 원심 분리기 (10) 의 운전 중, 탁도계 (72) 를 사용하여, 어느 탁도의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 초기 탁도가 측정된다. 또, 이것에 계속되는 계속 처리시의 적당한 타이밍으로 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도가 적절히 측정되어, 그 직후에 분리실 (15) 로부터 고형 성분 (S) 이 처리 후의 스크러버수 (W') 와 함께 폐기물로서 배출됨과 함께 이 폐기물 중의 고형 성분 농도가 측정된다. 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도를 측정하는 타이밍이 적절히 바뀌어, 이것에 따라 어느 타이밍에서의 폐기물의 고형 성분 농도 측정치 (분석치) 가 소정의 농도 (예를 들어, 7 중량％) 에 도달하고, 그 때의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도가 탁도계 (72) 에 의해 측정되어 기록된다. 폐기물의 고형 성분 농도가 소정의 농도 7 중량％ 에 도달했을 때의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도와 초기 탁도의 차분이 탁도차 (ΔNTU) 로서 정의된다.

초기 탁도는, 원심 분리기 (10) 에 유입되는 처리 전의 스크러버수 (W) 에 의해 바뀌기 때문에, 미리 탁도가 상이한 복수의 처리 전의 스크러버수 (W) 에 대해, 각각의 초기 농도와 그 후의 폐기물의 고형 성분 농도가 소정의 농도 7 중량％ 에 도달했을 때의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도의 차로부터 ΔNTU 가 산출되어 기록된다. 상기 서술한 소정의 폐기물 중의 고형 성분 농도는 운전 조건에 따라 적절히 변경할 수 있다. 이와 같이 복수의 상이한 탁도를 갖는 처리 전의 스크러버수 (W) 와 각각의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 초기 탁도와 이것에 대응하는 ΔNTU 를 구하여, 예를 들어 표 1 에 나타내는 배출 트리거 테이블이 작성된다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 미리 상이한 복수의 처리 전의 스크러버수 (W) 각각의 초기 탁도가 예를 들어 0 ∼ 3000 의 범위에서 측정되어, 이 범위 내에서 초기 탁도가 예를 들어 200 마다 분할되어, 초기 탁도의 범위가 0 ∼ 200, 201 ∼ 400, …, 2801 ∼ 3000 과 같이 복수의 그룹으로 분류된다. 초기 탁도의 전체 범위와 그 그룹 수는, 상정되는 처리 전의 스크러버수 (W) 의 탁도 등의 운전 환경 및 탁도계 (72) 의 사양 (측정 범위, 오차) 등에 기초하여 적절히 설정된다. 본 실시형태에서는, 표 1 에 나타내는 바와 같이, 표의 상단에 초기 탁도를 200 마다 분할한 복수의 그룹이 기입되고, 표의 하단에 각 초기 탁도의 그룹에 대한 ΔNTU 가 기입된다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 작성된 표 1 이 배출 트리거 테이블로서 정의된다. 배출 트리거 테이블은, 운전 준비 공정에 있어서, 탁도등의 측정 데이터에 기초하여 미리 구해지며, 시스템 컨트롤러 (17) 에 설정된다.

표 1 과 같이 하여 작성된 배출 트리거 테이블은 미리 시스템 컨트롤러 (17) 의 메모리 (17A) 에 격납되어, 본 실시형태의 원심 분리기 (10) 의 운전 방법의 운전 실시 공정에 있어서 사용된다. 오퍼레이터는, 표 1 에 나타내는 배출 트리거 테이블을 참조하여, 예를 들어 초기 탁도가 작은 경우에는 분리실 (15) 내의 오목부에 축적되는 고형 성분 (S) 이 적다고 판단하여 큰 ΔNTU 를 시스템 컨트롤러 (17) 상에서 할당하고, 반대로 초기 탁도가 큰 경우에는 분리실 (15) 내의 오목부의 고형 성분 (S) 이 많다고 판단하여 작은 ΔNTU 를 시스템 컨트롤러 (17) 상에서 할당한다.

원심 분리기의 운전 방법을 실시하는 경우에, 오퍼레이터는, 원심 분리기 (10) 의 운전 개시 직후 또는 원심 분리기 (10) 로부터의 고형 성분 (S) 의 배출 완료 직후에 처리 후의 스크러버수 (W') 의 초기 탁도를 측정한 후, 이 초기 탁도에 대응하는 탁도차 ΔNTU 를 시스템 컨트롤러 (17) 의 메모리 (17A) 에 격납된 배출 트리거 테이블에서 선택하고, 초기 탁도와 탁도차 ΔNTU 를 이용하여, 보다 구체적으로는 초기 탁도에 ΔNTU 를 시스템 컨트롤러 (17) 의 중앙 연산 처리 장치 (17B) 를 개재하여 가산하여 고형 성분 (S) 의 배출 기준치 (= 초기 탁도 ＋ 탁도차 ΔNTU) 를 산출하여, 이 배출 기준치를 시스템 컨트롤러 (17) 에 설정한다. 원심 분리기 (10) 의 운전 중, 시스템 컨트롤러 (17) 가 배출 기준치와 탁도계 (72) 의 측정치의 비교 결과에 기초하여 밸브 개폐 기구 (25) 의 개폐의 타이밍을 자동적으로 제어한다. 탁도계 (72) 의 측정치가 배출 기준치에 도달하면, 시스템 컨트롤러 (17) 가 개방 신호를 밸브 개폐 기구 (25) 에 출력한다. 밸브 개폐 기구 (25) 는, 개방 신호를 받아 소정의 밸브 (도시 생략) 를 개방하여 밸브 개방 작동수를 공급하여 주밸브 (14) 를 하방으로 이동시켜 분리실 (15) 의 배출구를 개방하고, 퇴적된 고형 성분 (S) 을 회수 탱크 (80) 를 향하여 배출한다. 그 후, 밸브를 폐쇄하여 밸브 개방 작동수를 정지시킨다. 이어서, 폐쇄 신호에 기초하여 밸브 (도시 생략) 가 작동하여 밸브 폐쇄 작동수를 공급하여 주밸브 (14) 를 폐쇄하여 밸브 폐쇄 작동수를 정지시킨다.

다음으로, 본 실시형태의 원심 분리기 (10) 의 운전 방법에 대해 설명한다.

먼저, 디젤 엔진 (50) 의 배기 가스가 제 2 순환 배관 (60) 의 왕로관 (61) 을 개재하여 배기 가스 스크러버 (30) 에 유입되면, 배기 가스 스크러버 (30) 에서는 스크러버수 중에 배기 가스 중의 미연소의 입자상 물질이 혼입되어 현탁된다. 배기 가스 스크러버 (30) 로부터의 처리 전의 스크러버수 (W) 가 제 1 순환 배관 (40) 의 제 1 배관 (41) 을 순환하는 동안에, 그 일부가 제 2 배관 (42) 을 개재하여 원심 분리 장치 (10) 에 공급된다. 원심 분리기 (10) 에서는 처리 전의 스크러버수 (W) 가 원심 분리기 (10) 의 유입관 (11) 및 안내통 (18) 을 개재하여 분리실 (15) 내에 도입된다. 이 때, 원심 분리기 (10) 의 회전 동체가 고속으로 회전하고 있기 때문에, 분리실 (15) 내에 유입되는 처리 전의 스크러버수 (W) 는 원심력을 받아, 입자상 물질이 분리되어, 분리실 (15) 내의 최대 직경부의 오목부에 고형 성분 (S) 으로서 퇴적된다 (도 2 참조). 입자상 물질이 분리된 처리 후의 스크러버수 (W') 는 서서히 증가하여 분리실 (15) 의 중심을 향하여 흘러, 챔버 (23) 에 도달한다. 챔버 (23) 내의 처리 후의 스크러버수 (W') 는 구심 펌프 (19) 의 작용으로 유출관 (20) 으로부터 외부로 유출된다. 유출관 (20) 으로부터의 처리 후의 스크러버수 (W') 는 제 2 배관 (42) 을 지나 제 1 배관 (41) 에 있어서 배기 가스 스크러버 (30) 로부터의 처리 전의 스크러버수 (W) 와 합류하여 배기 가스 스크러버 (30) 로 되돌아온다.

원심 분리기 (10) 로부터의 처리 후의 스크러버수 (W') 는 제 2 배관 (42) 의 샘플링용 배관 (70) 을 개재하여 예를 들어 3 ℓ/min 의 유량으로 샘플링된다. 이 샘플링수는, 에어 세퍼레이터 (71) 를 지나, 여기서 탈포된다. 탈포된 샘플링수는 탁도계 (72) 에 의해 초기 탁도가 측정된다. 초기 탁도가 측정된 샘플링수는 소정의 탱크 (도시 생략) 로 배출된다. 이 탱크에 모이는 물은 제 1 배관 (41) 을 경유하여 배기 가스 스크러버 (30) 로 되돌아온다.

처리 전의 스크러버수 (W) 의 원심 분리가 진행됨에 따라 분리실 (15) 내의 고형 성분 (S) 과 처리 후의 스크러버수 (W') 의 계면 (I) 이 서서히 분리실 (15) 의 중심을 향하여 진행된다. 이 동안에도, 계면 (I) 의 미소한 고형 성분 (S) 이 입자상 물질로서 부유하여 처리 후의 스크러버수 (W') 의 흐름에 수반하여 외부로 배출된다.

이윽고, 고형 성분 (S) 의 퇴적량이 증가함에 따라 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도가 상승하여 배출 기준치에 도달한다. 이 때, 시스템 컨트롤러 (17) 로부터의 개방 신호에 의해 밸브 개폐 기구 (25) 가 구동되어 밸브를 개방하여 밸브 개방 작동수를 주밸브 (14) 에 보내어, 주밸브 (14) 를 개방한다. 이것에 의해 분리실 (15) 의 배출구가 개방되어 퇴적된 고형 성분 (S) 이 처리 후의 스크러버수 (W') 를 따라 배출되어, 회수 탱크 (80) 에서 회수된다. 그 후 밸브 개방 작동수의 공급이 정지된다. 이어서, 시스템 컨트롤러 (17) 로부터의 폐쇄 신호에 의해 밸브가 개방되어 폐쇄 작동수를 보내어 주밸브 (14) 를 폐쇄하고, 밸브를 폐쇄하여 밸브 폐쇄 작동수의 공급을 정지시킨다.

배출 기준치는 상기 서술한 바와 같이 초기 탁도와 탁도차 ΔNTU 를 가산하여 설정되어 있다. 초기 탁도가 크면 작은 탁도차 ΔNTU 가 설정되고, 초기 탁도가 작으면 큰 탁도차 ΔNTU 가 설정된다. 즉, 처리 후의 스크러버수 (W') 의 초기 탁도에 따라 탁도차 ΔNTU 를 적절히 바꾸어 설정함으로써, 원심 분리기 (10) 로부터 배출되는 폐기물 중의 고형 성분 (S) 을 소정의 농도 (본 실시형태에서는 7 중량％) 로 안정시킬 수 있고, 이로 인해 폐기물의 보관 스페이스를 삭감할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 시스템 컨트롤러 (17) 의 제어 하에서 배기 가스 스크러버 (30) 로부터 원심 분리기 (10) 내에 공급되는 처리 전의 스크러버수 (W) 는 분리실 (15) 내에서 원심력이 부여되어 스크러버수 (W) 중의 고형 성분 (S) 이 분리 처리되고, 처리 후의 스크러버수 (W') 가 분리실 (15) 로부터 배기 가스 스크러버 (30) 로 되돌아오는 동안에 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도를 탁도계 (72) 에 의해 측정하고, 그 측정치에 기초하여 밸브 개폐 기구 (25) 를 작동시켜 분리실 (15) 내로부터 고형 성분 (S) 을 간헐적으로 배출하는 원심 분리기 (10) 로서, 탁도계 (72) 를 사용하여, 미리 탁도가 상이한 복수의 처리 전의 스크러버수 각각에 대해, 처리 전의 스크러버수 (W) 의 처리 개시 직후의 제 1 탁도를 초기 탁도로 하여 각각 측정함과 함께, 이 초기 탁도를 측정한 후의 계속 처리에 의해 분리실 (15) 로부터 배출되는 폐기물 중의 고형 성분 (S) 이 소정의 농도에 도달했을 때에 처리 후의 스크러버수 (W') 의 제 2 탁도를 각각 측정하는 한편, 시스템 컨트롤러 (17) 에서는, 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 (W) 각각에 대해, 처리 후의 스크러버수 (W') 의 제 2 탁도와 초기 탁도의 차를 ΔNTU 로서 구함과 함께, 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 (W) 각각의 초기 탁도를 각각의 크기의 순으로 복수의 그룹으로 분류하여, 복수의 그룹의 초기 탁도와 각각의 초기 탁도에 대응하는 ΔNTU 에 기초하여 배출 트리거 테이블을 작성하고, 또, 시스템 컨트롤러 (17) 는, 배출 트리거 테이블이 격납된 메모리 (17A) 와, 배출 트리거 테이블의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 ΔNTU 에 기초하여 분리실 (15) 내의 고형 성분 (S) 을 배출하기 위한 배출 기준치를 구하는 중앙 연산 처리 장치 (17B) 를 구비하고 있기 때문에, 운전 준비 공정에서 배출 트리거 테이블을 작성함과 함께 배출 트리거 테이블에 기초하는 배출 기준치를 산출하고, 또, 운전 실시 공정에서는 원심 분리기 (10) 로부터의 처리 후의 스크러버수 (W') 의 탁도를 축차 측정하여, 이 탁도가 배출 기준치에 도달한 시점에서 분리실 (15) 내에 퇴적된 고형 성분 (S) 을 배출하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로 원심 분리기 (10) 로부터 배출되는 폐기물 중의 고형 성분 (S) 을 소정의 농도 (본 실시형태에서는 7 중량％) 로 안정시킬 수 있고, 이로써 폐기물의 배출량을 삭감할 수 있음과 함께 폐기물의 보관 스페이스를 삭감할 수 있다.

또, 시스템 컨트롤러 (17) 가 배출 트리거 테이블을 갖기 때문에, 탁도계 (72) 로 처리 후의 스크러버수 (W') 의 초기 탁도를 측정하면, 이것에 대응하는 적정한 ΔNTU 를 배출 트리거 테이블 중에서 선택하여 배출 기준치를 설정할 수 있기 때문에, 폐기물 중의 고형 성분 (S) 을 소정의 농도로 안정적으로 제어할 수 있다. 또, 원심 분리기 (10) 는, 간단한 시스템 구성이면 되므로, 경제적이다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 전혀 제한되는 것이 아니고, 본원 발명의 요지에 반하지 않는 한, 필요에 따라 적절히 설계 변경을 할 수 있다.

10 : 원심 분리기
11 : 유입관
12 : 회전체 덮개
14 : 주밸브 (밸브)
15 : 분리실
16 : 분리판
17 : 시스템 컨트롤러
17A : 메모리
17B : 중앙 연산 처리 장치
25 : 밸브 개폐 기구
72 : 탁도계

Claims

시스템 컨트롤러의 제어 하에서, 배기 가스 스크러버로부터 회전하는 분리실 내에 공급되는 고형 성분을 함유하는 스크러버수에 원심력을 부여하여 상기 스크러버수로부터 상기 고형 성분을 분리 처리하고, 처리 후의 상기 스크러버수의 탁도를 탁도계에 의해 측정하고, 상기 탁도계의 측정치에 기초하여 밸브를 개방하여 상기 분리실로부터 상기 고형 성분을 폐기물로서 간헐적으로 배출하는 원심 분리기로서,
상기 탁도계를 사용하여, 미리 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 스크러버수의 상기 처리 개시 직후의 제 1 탁도를 초기 탁도로 하여 각각 측정함과 함께 상기 초기 탁도를 측정한 후의 계속 처리에 의해 상기 분리실로부터 배출되는 폐기물 중의 상기 고형 성분이 소정의 농도에 도달했을 때에 상기 분리실로부터 배출되는 상기 스크러버수의 제 2 탁도를 각각 측정하는 한편,
상기 시스템 컨트롤러에서는, 상기 측정치에 기초하여, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 제 2 탁도와 상기 초기 탁도의 차를 ΔNTU 로서 구함과 함께, 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각의 초기 탁도를 각각의 크기에 따라 복수의 그룹으로 분류하고, 상기 복수의 그룹의 초기 탁도와 각각의 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 배출 트리거 테이블을 작성하고, 또,
상기 시스템 컨트롤러는,
상기 배출 트리거 테이블이 격납되는 메모리와,
상기 탁도계에 의해 측정된 상기 스크러버수의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 배출 트리거 테이블 중의 상기 ΔNTU 로부터 상기 고형 성분을 배출할 때의 탁도를 배출 기준치로서 구하는 중앙 연산 처리 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제 1 항에 있어서,
상기 배출 기준치는, 상기 초기 탁도와 상기 ΔNTU 의 가산치인 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분리실로부터 배출되는 스크러버수의 탁도가 상기 배출 기준치에 도달했을 때에 상기 밸브를 개방하여 상기 분리실 내의 고형 성분을 배출하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
시스템 컨트롤러의 제어 하에서, 배기 가스 스크러버로부터 회전하는 분리실 내에 공급되는 고형 성분을 함유하는 스크러버수에 원심력을 부여하여 상기 스크러버수로부터 상기 고형 성분을 분리 처리하고, 처리 후의 상기 스크러버수의 탁도를 탁도계에 의해 측정하고, 상기 탁도계의 측정치에 기초하여 밸브를 개방하여 상기 분리실로부터 상기 고형 성분을 폐기물로서 간헐적으로 배출하는 원심 분리기를 운전하는 방법으로서,
상기 원심 분리기를 운전하는 방법은, 상기 원심 분리기의 운전 준비 공정과, 상기 원심 분리기의 운전 실시 공정을 구비하고,
상기 운전 준비 공정은,
미리 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해, 상기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수의 상기 처리 개시 직후의 제 1 탁도를 초기 탁도로 하여 각각 측정하는 공정과,
상기 초기 탁도를 측정한 후의 계속 처리에 의해 상기 분리실로부터 배출되는 폐기물 중의 상기 고형 성분이 소정의 농도에 도달했을 때에 상기 분리실로부터 배출되는 상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수의 제 2 탁도를 각각 측정하는 공정과,
상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각에 대해 상기 제 2 탁도와 상기 초기 탁도의 차를 ΔNTU 로서 구하는 공정과,
상기 초기 탁도가 상이한 복수의 스크러버수 각각의 초기 탁도를 각각의 크기에 따라 복수의 그룹으로 분류하고, 상기 복수의 그룹의 초기 탁도와 각각의 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 배출 트리거 테이블을 작성하는 공정과,
상기 배출 트리거 테이블을 상기 시스템 컨트롤러에 설정하는 공정을 가지고,
상기 운전 실시 공정은,
상기 스크러버수의 분리 처리 직후의 초기 탁도를 측정하는 공정과,
상기 스크러버수의 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 에 기초하여 상기 고형 성분을 배출하기 위한 배출 기준치를 구하는 공정과,
상기 초기 탁도 측정에 계속해서 그 후의 상기 스크러버수의 탁도를 측정하는 공정과,
상기 탁도가 상기 배출 기준치에 도달했을 때에 상기 밸브를 개방하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 운전 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 운전 준비 공정에서는, 상기 초기 탁도가 작을 때에는 상기 ΔNTU 를 크게 설정하고, 상기 초기 탁도가 클 때에는 상기 ΔNTU 를 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 운전 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 운전 실시 공정에서는, 상기 배출 기준치로서 상기 초기 탁도와 이 초기 탁도에 대응하는 상기 ΔNTU 의 가산치를 이용하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 운전 방법.