KR20180132502A

KR20180132502A - 듀얼 워터 시스템을 가진 인라인 스크러버

Info

Publication number: KR20180132502A
Application number: KR1020177033658A
Authority: KR
Inventors: 잔 군나르 간느폴스; 퍼 클라우센
Original assignee: 바르질라 모스 에이에스
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2018-12-12
Also published as: DK3085911T3; KR102475344B1; CN107690511B; EP3085911A1; PL3085911T3; US10378401B2; CN107690511A; JP2018517561A; US20180149054A1; WO2016171568A1; EP3085911B1; JP6663481B2; NO3085911T3

Abstract

본 발명은 선박에 있는 가스를 세척하기 위한 듀얼 워터 스크러빙 방법 및 인라인 듀얼 워터 스크러버에 관한 것으로, 이것은 수직으로 연장된 바디, 가스 유입구, 가스 배출구를 포함하고, 가스 유입구는 연장된 바디의 하부 섹션의 아래에 있고 가스 배출구는 연장된 바디의 상부 섹션의 위에 있으며, 아래에 있는 제1 스크러빙 섹션, 연장된 바디의 상부 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션 및 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단 위에 배치된 하나 이상의 액체 수집기를 더 포함하고, 액체 수집기는 하나 이상의 제2 스크러빙 액체를 수집하고 수직 위로 흐르는 유입구로부터 배출구로의 가스 흐름의 흐름 통과를 위해 배치된다.

Description

듀얼 워터 시스템을 가진 인라인 스크러버

본 발명은 배기가스의 습식 스크러빙(wet scrubbing) 기술분야에 관한 것이다. 본 발명은 듀얼 워터 스크러빙 시스템을 활용하여 선박 내의 디젤 또는 오일 구동되는 모터로부터의 가스 흐름, 바람직하게는 플루가스(flue gas)로부터 황과 같은 불순물을 제거하기 위한 장치, 스크러버 및 방법에 관련된다.

예를 들어 모터와 같은 연소 소스로부터의 플루가스는 종종 오염 물질을 함유한다. 이러한 오염물은 세척 공정에서 제거될 수 있다. 이러한 세척 공정은 스크러버(scrubber)일 수 있다. 플루가스를 세척하기 위한 스크러버는 소위 습식 스크러버 및 건식 스크러버로 불리는 두 가지 유형으로 광범위하게 나누어질 수 있다. 스크러버의 주요 목표는 플루가스로부터의 황 성분, 특히 산화 유황을 제거하거나 중화하는 것이다. 또한, 습식 스크러버에 있어서, 이것은 대기 방출로서 오염시킬 수 있는 중금속, PAH(다환 방향족 탄화수소), 그을음 및 황 결합 입자와 같은 입자성 물질 또한 제거할 것임을 종종 볼 수 있다. 선박 이용을 위해서는 일반적으로 연료유, 반 정제 중유가 연료로서 사용된다. 이러한 오일은 4-5%의 황 함유량을 가질 수 있다. 배기가스 내에서 허용되는 황의 제한이 지속적으로 낮아지고 있다. 2015년부터 소정의 해양 영역 내에서는 배기가스가 최대 약 22ppm보다 많은 황 또는 0.1% 황을 함유하는 연료의 사용과 동등한 레벨에 상응하는 레벨을 함유해서는 안된다.

습식 스크러버는 가스 흐름 내로 분사되는, 바람직하게는 미스트로서 분사되는 액체, 소위 스크러버 액체를, 가스가 이러한 스크러버 액체의 얇은 층을 통과하는 방식으로 사용한다. 용도에 따라, 스크러버 액체는 담수, 바닷물, 슬러리일 수 있거나, 또는 예를 들어 선박에 실린 중수도 용수일 수 있다. 선박에 실린 더욱 큰 내연기관으로부터의 배기가스를 세척하기 위해 사용되는 스크러버는 종종 스크러버 액체로서 바닷물 또는 담수을 사용한다.

가스로부터 황을 제거하기 위해서 주요 원리는 가스가 황산을 형성하도록 물과 반응하게 하는 것을 포함한다. 바닷물은 이러한 황산의 양에 대해 자연 완충능력을 가진다. 폐쇄된 재순환 시스템에서 담수가 사용될 때, 자연 완충능력의 부재시에 중화 화학제품, 예로서 수산화나트륨이 추가된다.

정화 효율에서 스크러버 액체와 세척될 가스 사이의 접촉이 가능한 한 우수한 것이 중요하다. 스크러버들에 대한 서로 다른 설계들이 따라서 이용 가능하다.

미국 특허 7976809 B2는 선박 엔진으로부터의 배기가스 내의 황의 감소를 위한 스크러버를 개시한다. 이 스크러버는 스크러버 액체로서 NaOH의 첨가물을 가진 담수을 활용한다. 이 스크러버는 부속 충전층 위에 배치된 노즐을 구비한 하나 또는 두 개의 액체 분사 배치를 가지는 수직으로 연장하는 탱크이며 이러한 액체는 충전층 내부 그리고 둘레에서 가스와 만난다. 스크러버 액체에 의해 젖은 배기가스는 가스가 방출되기 전에 데미스터를 통과한다.

WO9944722는 벤투리(venturi) 스크러버 및 수직 연장된 "충전층" 스크러버를 결합하는 스크러버를 개시한다. 벤투리 부분은 스크러버 탱크 내에 결합되거나 또는 미세하게 경사진 설계로 탱크 외부에 배치된다. 이것에 대해서 벤투리 부분 내의 기체와 액체가 아래방향으로 흐르는 것이 전형적이다.

미국 특허 출원 20100206171 A1은 스크러버 액체로서 바닷물을 이용하는 선박 엔진으로부터의 배기가스에 대한 탈황장치를 개시한다. 충전층 유형의 이러한 스크러버에서도 스크러버 액체가 위에 소위 충전층 위에 추가되고 가스가 충전층 스크러빙 단계를 통해 흐르는 물과 반대의 흐름으로 가이드된다. 스크러버 액체는 스크러버의 바닥에서 제거된다. 하부는 냉각 단계로도 사용된다. 스크러버 이후에 사용된 스크러빙 액체는 정화 단계 및 형성된 산에 대한 중화 단계를 위해 입자를 향한다. 가스 유입은 바닥 단계에서 아래쪽으로 흐르는 액체가 가스 유입 파이프 내로의 흐르는 것을 방지하도록 햇(hat)을 가진 공급 파이프를 수평 또는 수직으로 통과한다.

WO 2012113977 A1은 물 기반 용액을 이용하여 선박 내의 배기가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템에 관련된다. 스크러버 시스템은 제1 스크러버 유닛 및 제2 스크러버 유닛을 포함한다. 배기가스 유입구는 제1 스크러버 유닛 내에 위치되고 배기가스 배출구는 제2 스크러버 유닛 내에 있으며 제2 도관 섹션은 제1 스크러버 유닛을 제2 스크러버 유닛에 접속시킨다. 각 스크러빙 유닛은 별개의 스크러빙 매체 회로를 구비한다. 제1 스크러버 매체 회로에는 선체의 흘수선 아래에 있는 선체 외부로의 제1 접속부를 포함하는 스크러빙 용액의 소스가 제공되며 제2 스크러버 매체 회로에는 선체 내의 담수의 소스를 포함하는 스크러빙 용액의 소스가 제공된다.

위에 언급된 스크러버 설계는 가스의 속도 및 압력 그리고 스크러버를 통과하는 압력 강하에 따라 서로 다른 세척 효율을 가질 것이다. 외부에 배치된 팬 또는 펌프는 배기가스가 스크러버를 통과하게 하도록 사용될 수 있다. 많은 용량의 물과 가스를 젖게 하는 몇몇 단계들에 대한 필요성이 종종 존재한다. 이러한 설계는 흔히 공간을 요구하게 된다.

우수한 효율을 가지며 더 적은 공간을 요구하는 스크러버에 대한 필요가 계속 증가하고 있다. 방출된 배기가스의 정화를 위한 요구는 계속 엄격해진다. 내륙에서 이러한 공간은 반드시 필요하지 않지만 만약 스크러버가 예를 들어 내륙에서 사용된다면 스크러버에 대해 이용 가능한 공간 및 스크러빙 배치가 제한될 것이다. 특히 이용 가능한 공간은 만약 스크러버가 현존하는 선박에 있는 배기가스로부터의 오염에 관한 몇몇 제한들을 만족시키도록 장착된다면 제한될 것이다. 여객선 위에서 이러한 공간은 이미 최대까지 활용될 것이며 이후의 설비를 위해 이용 가능한 공간은 제한되고 비용이 높을 것이다. 소형의 조밀한 설비를 원하는 다른 측면은 선박 내에 아주 높은 곳에 크고 무거운 파이프 구성을 배치하지 않기를 원하는 안정성에 관련될 수 있다.

크기 감소에 관한 제한은 스크러버 크기가 감소될 때 플루가스 속도가 상승할 것이며 표준 충전 스크러버에 걸친 압력 강하가 최대 제한에 도달할 것이라는 것이다.

본 발명은 위에서 논의된 문제를 해결하며 본 발명의 주요 목적은 인라인 듀얼 워터 스크러빙 시스템을 개시하는 것이다.

본 발명은 선박에 있는 가스를 세척하기 위한 인라인 듀얼 워터 스크러버로서, 수직으로 연장된 바디, 가스 유입구, 가스 배출구를 포함하되, 가스 유입구는 연장된 바디의 하부 섹션의 아래에 있고 가스 배출구는 연장된 바디의 상부 섹션의 위에 있으며, 아래에 있는 제1 스크러빙 섹션은 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구, 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단, 제1 스크러빙 액체를 위한 하나 이상의 제1 회로 액체 배출구를 포함하고, 연장된 바디의 상부 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션은 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구, 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단, 제2 스크러빙 액체를 위한 하나 이상의 제2 회로 액체 배출구를 포함하고, 하나 이상의 액체 수집기는 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단 위에 배치되고, 액체 수집기는 하나 이상의 제2 스크러빙 액체를 수집하고 수직 위로 흐르는 유입구로부터 배출구로의 가스 흐름의 흐름 통과를 위해 배치된다. 액체 수집기는 제2 스크러빙 액체가 제1 스크러빙 액체와 혼합되는 것을 방지하며, 원한다면, 스크러버가 상이한 속성을 가질 수 있으며 스크러버 외부에서 동일한 방식으로 처리되어서는 안되는 두 개의 분리된 액체들 및 액체 유형들과 동작하는 것을 가능하게 하도록 배치된다.

본 발명의 장점은 본 발명에 따른 습식 스크러버가 종래기술의 문제를 최소화하는 선박 내의 배기가스를 처리할 것이라는 점이다. 스크러버는 효율적인 둘 이상의 단계의 스크러빙 시스템이고 하나의 스크러버 바디 내에 더 많은 스크러빙 액체 유형들의 이점을 활용하도록 배치되고, 더 적은 공간을 요구하며 주변 환경에 따른 사용을 위해 다양한 대안을 가질 수 있다. 본 발명의 기본적인 아이디어는 하나의 동일한 유닛 내에 둘 이상의 분리된 스크러빙 액체 시스템을 갖는 인라인 시스템이다.

본 발명은 또한 선박에 있는 플루가스를 세척하기 위한 인라인 스크러빙 방법으로서,

플루가스가 유입구를 통해 수직 연장된 바디를 지나 배출구를 통과해 나가도록 위를 향해 흐르게 하고,

제1 스크러빙 액체는 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구를 통해 연장된 바디의 하단 섹션 내의 제1 스크러빙 섹션 내의 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단을 통해 가스 내로 안내되고,

가스가 제1 스크러빙 액체에 의해 스크러빙된 후에 연장된 바디의 단면 내에 배치된 하나 이상의 액체 수집기를 통해 흐르게 하고, 그 후에

제2 스크러빙 액체는 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구를 통해 연장된 바디의 상단 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션 내의 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단을 통해 가스 내로 안내되고,

하나 이상의 액체 수집기 내에서 가스와 접촉한 후에 제2 스크러빙 액체를 수집하고 연장된 바디의 제2 스크러빙 섹션의 하단 부분 내의 제2 회로 액체 배출구 내로 안내하여 제2 스크러빙 액체가 제1 스크러빙 액체 내에 혼합되는 것을 방지하며,

가스가 추가로 배출구를 향해 위로 흐르게 한다.

첨부된 도면은 청구된 발명의 일부 실시예를 도시한다.
도 1은 워터 트랩(6)을 가진 바닥 내의 가스 유입구(2), 부속 액체 유입구(4i, 5i) 및 액체 배출구(4o, 5o)를 가진 제1 및 제2 스크러빙 섹션(4, 5), 노즐 배치/액체 분사 수단(4s, 5s) 및 액체 수집기(70), 드롭릿 분리기 및 가스 배출구(3)를 가진 본 발명에 따른 실시예에서의 스크러버의 부분적인 스케치 및 단면을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 스크러버(1) 및 액체 회로(44, 50)를 가진 스크러버 시스템을 도시하며 이들 모두는 예시적으로 선박 내에 배치되었다.
도 3은 수집기 수단에 따른, 본 발명의 실시예의 액체 수집기(70)의 부분적인 일부의 부분적인 단면도이며, 액체 수집기 수단은 액체 배출구(4o)를 향해서 스크러버 바디(10)의 단면을 가로질러 비스듬하게 연장하는 덕트(71, 81,...)이다. 화살표는 수집된 액체에 대한 흐름 경로를 나타낸다.
도 4는 덕트 및 액체 매니폴드(4m)를 가로지르는, 본 발명의 도 3과 동일한 실시예에 따른 액체 수집기(70)의 부분적인 일부의 부분적인 단면도이다. 이 도면은 하나의 레벨의 수집 수단이 아래 층의 가스 통로에 중첩하는 방식을 나타낸다. 이것은 액체가 액체 수집기를 가로질러 흐르는 것을 방지하고 수집기(70)를 통해 위를 향해서 흐르게 한다.
도 5는 본 발명에 따른 액체 수집기의 도 3 및 도 4에서와는 다른 실시예의 단면도이다. 이러한 수집기 수단은 구멍 사이에서 흐를 때 액체가 구멍 내로 흐르는 것을 방지하는 프레임과 같은 칼라에 의해 둘러싸인 구멍들을 가진 체(sieve) 플레이트이다.
도 6은 도 5와 동일한 실시예의 액체 배출구(4o) 측으로부터 본 단면의 일부를 도시한 도면이다.

본 발명은 가스 세척을 위한 인라인 듀얼 워터 스크러버, 스크러빙 시스템 및 선박에 있는 배기가스를 세척하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 아래에서 설명될 것이고 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 발명은 선박에 있는 가스를 세척하기 위한 인라인 듀얼 워터 스크러버(1)이고, 수직으로 연장된 바디(10), 가스 유입구(2), 가스 배출구(3)를 포함하되, 가스 유입구(2)는 연장된 바디(10)의 하부 섹션의 아래에 있고 가스 배출구(3)는 연장된 바디(10)의 상부 섹션의 위에 있으며,

아래에 있는 제1 스크러빙 섹션(5)은 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구(5i), 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s), 제1 스크러빙 액체(5l)를 위한 하나 이상의 제1 회로 액체 배출구(5o)를 포함하고,

연장된 바디(10)의 상부 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션(4)은 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구(4i), 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단(4s), 제2 스크러빙 액체(4l)를 위한 하나 이상의 제2 회로 액체 배출구(4o)를 포함하고,

하나 이상의 액체 수집기(70)는 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s) 위에 배치되고,

액체 수집기(70)는 하나 이상의 제2 스크러빙 액체(4l)를 수집하고 수직 위로 흐르는 유입구(2)로부터 배출구(3)로의 가스 흐름(G)의 흐름 통과를 위해 배치된다. 액체 수집기는 제2 스크러빙 액체가 제1 스크러빙 액체와 혼합되는 것을 방지하며, 원한다면, 스크러버가 상이한 속성을 가질 수 있으며 스크러버 외부에서 동일한 방식으로 처리되어서는 안되는 두 개의 분리된 액체들 및 액체 유형들과 동작하는 것을 가능하게 하도록 배치된다.

본 발명의 장점은 본 발명에 따른 습식 스크러버가 종래기술의 문제를 최소화하는 선박 내의 배기가스를 처리할 것이라는 점이다. 스크러버는 효율적인 둘 이상의 단계의 스크러빙 시스템이고 하나의 스크러버 바디 내에 더 많은 스크러빙 액체 유형들의 이점을 활용하도록 배치되고, 더 적은 공간을 요구하며 주변 환경에 따른 사용을 위해 다양한 대안을 가질 수 있다.

본 발명의 기본적인 아이디어는 하나의 동일한 유닛 내에 둘 이상의 분리된 스크러빙 액체 시스템을 갖는 인라인 시스템이다.

서로 다른 액체 루프는 다소 다른 정화를 수행할 것이다. 바닷물을 사용하는 정화 단계에서, 물은 가스 내의 황과 반응할 것이다. 가스 내의 전체 황 함유량이 이러한 단계 내에서 제거되지는 않을 것이며 단계들의 수는 스크러버에 대해 원하는 황 정화 효율에 기초하여 결정될 것이다. 습식 스크러버 내의 SO2 제거의 화학 반응이 아래의 이론에 따라 기술될 수 있다:

SO2 + H2O -> H2SO3 (아황산)

SO3 + H2O -> H2SO4 (황산)

아황산은 보통 산도를 가진 물속에서 이온화하여 중아황산염 및 아황산 이온을 생성할 것이다:

H2SO3 <-> H+ + HSO3- <-> 2H+ + SO32-

산소를 함유하는 바닷물 내에서, 아황산염은 황산염으로 쉽게 산화할 것이다:

SO32- + 1/2O2 -> SO42-

또한 황산은 유사한 반응을 거칠 것이다:

H2SO4 <-> H+ + HSO4- <-> 2H+ + SO42-

스크러빙 프로세스 내의 이러한 반응으로부터 발생한 산도는 주로 바닷물 내의 자연 완충 능력에 의해 중화되며, 충분한 양의 물이 주어진다. 바닷물 내의 완충 능력은 자연 중탄산염(HCO3-) 내용물의 함량에 의해 뚜렷하게 발생된다.

순환된 바닷물 또는 감수/담수를 이용하는 스크러빙 단계에 있어서 스크러빙 액체의 완충 능력은 더욱 제한될 것이며 적절한 중화 화학반응이 추가된다. 황-물 반응 동안 형성된 산을 중화하기 위해서 적절한 양의 중화 화학물질이 추가된다. 이것은 예를 들어 NaOH(수산화나트륨), 석회수 또는 유사한 알칼리 첨가물일 수 있으며 Na, Ca 및 OH 이온들과 유사한 반응 메커니즘이 발생할 것이다. 화학물질이 추가될 때 정화도를 제어하는 소정의 가능성이 존재한다. 화학물질의 추가는 또한 주변 물로의 방출을 감소하도록 폐쇄 루프 시스템을 요구할 것이다. 폐쇄 루프는 일부 보급수를 여전히 필요로 할 것이며(주변의 담수을 작은 부분 추가) 또한 일부 초과 물을 흡출할 것이다.

듀얼 워터 모드 내의 스크러버를 구동할 때 추가된 화학물질(11)의 사용에 의해 원하는 정화로 조정할 수 있다.

분리된 워터 루프는 서로 다른 속성, 예를 들어 서로 다른 중화 속성을 가진 서로 다른 pH를 가질 수 있다. 제1 액체 배수/배출구(5)는 가장 심하게 오염된 액체; 대부분의 산, 대다수의 입자 등을 배출한다.

이러한 실시예에 따른 스크러버는 공간을 덜 요구하고 우수한 습윤성 및 연료 내의 0.1% 황 함유량과 등가인 우수한 세척 효율을 획득할 수 있는 스크러버 단계들의 수를 다르게 하기 위한 능력을 가진다. 이러한 스크러버는 특히 예를 들어 선박에 실린 중유 또는 디젤 내연기관으로부터의 플루가스에 잘 맞춰진다. 스크러빙 액체는 담수, 바닷물 또는 소위 중수도 등일 수 있다. 바람직하게는 스크러버 액체는 선박의 주변 물일 것이다. 스크러빙 효율을 향상시키도록 스크러빙 액체의 일부 또는 전부에 화학물질이 추가될 수 있다. 첨가물에 따라 또는 이것의 부재에 따라, 사용된 스크러버 액체의 서로 다른 처리가 요구된다.

본 발명에 따른 스크러버의 장점은 가느다란, 연장된 바디를 가진다는 점이고 따라서 예를 들어 이후에 장비 설치를 위해서 제한된 공간을 가진 선박 위의 공간 안으로 낮추는 것이 용이하다는 점이다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 액체 수집기(70)는 연장된 바디(10) 내의 각 부속 레벨(7h, 8h,...)에 배치된 가스 흐름 통로(72, 82,...) 및 액체 수집기 수단(71, 81,...)을 포함한다. 하나의 레벨에 있는 수집 수단(81,...)은 아래 레벨에 있는 수집 수단(71,...)에 대해 수평하게 배치되고 아래 레벨의 액체 수집기(70)의 가스 흐름 통로(72, 82,...)의 수직 축방향으로 아래에 있다.

이것은 수직 위를 향해 흐르는 가스가 유입구(2)로부터 배출구(3)로의 스크러버(1)를 통해 흐르는 것을 가능하게 하며 따라서 제2 스크러빙 액체(4l)를 제2 회로 액체 배출구(4o) 내에 수집/유지하며 제2 스크러빙 액체(4l)가 제1 스크러빙 액체(5l) 내에 혼합되는 것을 방지한다. 이는 도 1을 참조한다. 이것의 장점은 액체 수집기가 액체가 하강하게 되어있는 스크러버의 전체 단면으로부터 액체를 커버하고 수집하며 스크러버의 상부 섹션으로부터의 액체는 하단 섹션 내의 액체와 혼합하지 않을 것이고 별개로 수집되어 다르게 처리될 수 있다. 서로 다른 층 또는 레벨에 수집 수단을 배치하는 것은 하부 액체 수집 수단보다 더 아래로 액체가 흐르지 않고 가스 흐름이 위로 향하게 하는 능력을 보장한다. 수집 수단은 액체 배출구(4o)를 향해, 바람직하게는 연장된 스크러버 바디의 일 면을 향해 낙하하는 물과 비스듬하게 배치될 것이지만, 모자 형태와 같이 중심 내에 가장 높은 수집 수단 지점이 있거나 또는 깔때기와 같이 중심 내에 배출구를 가지는 다른 실시예도 가능할 수 있다. 수집 수단은 전술된 수집 효과를 획득하도록 적어도 두 개의 레벨 내에 배치되어야만 한다. 위에서 언급된 바와 같이 수집 수단이 함께 전체 단면을 커버하는 한 더 많은 레벨을 갖는 실시예도 가능하다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 액체 수집 수단(71, 81,...)은 덕트(7a, 7b, 8a, 8b,...) 사이의 가스 흐름 통로(72, 82,...)와 평행하게 배치되며 추가로 연장된 바디(10)의 전체 단면을 커버하도록 배치된 각 레벨(7h, 8h,...) 내의 하나 이상의 덕트(7a, 7b,..., 8a, 8b,...)를 포함하고, 이는 도 3 및 4를 참조한다. 이러한 실시예의 장점은 가스 속도의 낮은 감소 및 우수한 가스 통로 및 덕트의 공기역학적 접근으로 인한 압력의 낮은 영향이다. 다른 실시예에서 수집기 수단(71, 81)은 칼라와 같은 프레임에 의해 둘러싸인 구멍을 가진 관통된 플레이트/체 플레이트로서 형성될 수 있고, 이는 액체가 구멍 사이를 흐를 때 구멍 내로 액체가 흐르는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서, 액체 수집기 수단(71, 81,...)은 제2 회로 액체 배출구(4o)를 향해 비스듬하게 배치되고 이는 바람직하게는 사용된 제2 스크러빙 액체(4l)가 스크러버 바디(10)의 일 면 내의 제2 배출구(4o) 밖으로 흐르는 것을 허용하며 실시예에서 하나 이상의 액체 배출구 매니폴드(4m) 내로 흐른다. 이것은 액체가 올바른 방향으로 흐르는 것을 보장할 것이다. 중심에 매니폴드를 가진 실시예 또한 가능하며 이는 깔때기와 같은 수집기 수단을 허용하거나 또는 스크러버 바디의 내부 원주의 모자 형태의 수집기 수단을 허용한다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 제2 스크러빙 액체(4l)는 연장된 스크러버 바디(10) 외부의 제2 액체 핸들링 시스템(40)에 유체 연통으로 접속되며 제1 스크러빙 액체(5l)는 연장된 스크러버 바디(10) 외부의 제1 액체 핸들링 시스템(50)에 유체 연통으로 접속된다. 두 개의 분리된 액체 핸들링 시스템은 두 개의 별도의 액체들이 사용되는 것을 허용한다. 이러한 시스템은 개방 루프로서 동작될 수 있고, 즉 스크러빙 액체가 선박 주변 물로부터 획득되고 가스를 스크러빙하도록 스크러버 내에서 사용된 다음 주변 물로 방출된다. 이러한 개방 루프는 방출 이전에 입자들의 분리 등과 같은 사용된 액체의 일부 처리를 포함할 수 있다. 다른 핸들링 시스템은 폐쇄 루프 시스템이다. 일반적으로 주변 물인 스크러빙 액체는 보급수의 흡출과 추가 및 알칼리와 같은 화학물질의 추가를 이용하여 폐쇄 루프 내에서 순환될 것이다. 폐쇄 루프 시스템은 스크러빙 액체 용량당 더 높은 세척률을 가질 것이지만 특히 입자들의 프로세싱, 저장, 슬러지(sludge) 방출, 더 많은 분리 단계들을 위한 알칼리, 냉각 단계, 탱크 용량에 대한 필요성으로 인해 더 높은 처리 비용을 가진다.

본 발명의 실시예에 따른 습식 스크러버는 개방 워터 루프 및 폐쇄 루프와 사용되지만 일부 상황에서는 오직 폐쇄 루프를 이용하여 구동될 수 있으며 또한 오직 개방 루프만을 이용하여 구동되는 가능성도 가진다. 이것은 주변의 환경 및 지리학적 그리고 국가적 환경 제한의 함수로서 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스크러버 액체에 대한 개방 및 폐쇄 루프 사이의 전환을 가능하게 하도록, 액체 핸들링 시스템(40, 50)은 유입구(4i, 5i) 및 배출구(4o, 5o)에 접속된 스위치 수단(41, 51)과 배치되며 따라서 폐쇄 루프(40c, 50c) 또는 개방 루프(40o, 50o) 내에서 스크러빙 액체(4l, 5l)를 처리하도록 배치된다. 그 결과 부두, 피오르드 등과 같은 제한된 영역 내에 있을 때 주변에 적응하는 능력을 가질 수 있으며 단일 워터 시스템 및/또는 폐쇄 루프로 가는 능력을 가진다. 또한 스크러빙 섹션을 폐쇄할 수 있으며 폐쇄 또는 개방 루프 시스템 내에서 다른 시스템과 구동할 수 있다. 듀얼 워터 시스템의 주요 장점은 모든 추가 첨가제로서의 알칼리 사용량을 감소시킬 수 있으며 핸들링이 경제적이라는 점이다. 알칼리를 사용할 때 주변 물로의 방출이 제한되는 영역 내에서 구동하는 경우 더 많은 액체를 선상에 저장해야만 한다. 듀얼 워터 시스템은 국부적인 제한에 따라 더욱 유연할 것이며 비용 대 CO2 및 황 방출 등을 최적화할 수 있다. 이것은 개방 루프와 폐쇄 루프 사이에서 전환하는 기능 없이 하나의 개방 및 하나의 폐쇄 루프 시스템을 갖는 고정된 시스템만을 가진다는 장점을 가진다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 제2 액체 핸들링 시스템(40)은 폐쇄 루프 시스템(40c)이다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 제1 액체 핸들링 시스템(50)은 개방 루프 시스템(50o)이다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 폐쇄 루프(50c, 40c)는 프로세스 탱크, 알칼리 공급기 등과 같은 동일한 폐쇄 루프 수단에 접속된다. 이것은 장치, 핸들링 및 설치 비용 그리고 공간 요구를 감소시킨다.

본 발명에 따른 스크러버의 실시예에서 스크러버는 가스 유입구(2)와 하나 이상의 분사 수단(5s) 사이에 배치된 배출구(21)를 가진 워터 트랩(6)을 포함하고 이러한 워터 트랩(6)은 액체가 가스 유입구(2) 내로 흐르는 것을 방지하도록 배치된다. 본 발명의 실시예에서 워터 트랩(6)은 방사상으로 향하는 천공(23) 및 중첩 햇(hat)(24)을 가진 가스 유입구(2)에서 수직으로 향하는 원통형 파이프 소켓(22) 및 바닥에 있는 가스 유입구(2)를 가진 하부 컴파트먼트(25)를 포함하며 수직으로 향하는 원통형 파이프 소켓(22)은 천공(23)을 가진 이중 벽을 구비한다.

본 발명은 또한 선박에 있는 플루가스(0)를 세척하기 위한 인라인 스크러빙 방법이고, 플루가스(O)가 유입구(2)를 통해 수직 연장된 바디(10)를 지나 배출구(3)를 통과해 나가도록 위를 향해 흐를 것이다. 제1 스크러빙 액체(5l)는 소위 스크러빙에 의해 가스를 세척하기 위해 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구(5i)를 통해 연장된 바디(10)의 하단 섹션 내의 제1 스크러빙 섹션(5) 내의 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s)을 통해 가스(O) 내로 안내된다. 가스(O)는 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구(4i)를 통해 연장된 바디(10)의 상단 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션(4) 내의 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단(4s)을 통해 가스(O) 내로 안내되는 제2 스크러빙 액체(4l)의 분사 내로 연장된 바디(10)의 단면 내에 배치된 하나 이상의 액체 수집기(70)를 통해 흐를 것이다. 플루가스와 접촉한 후에 제2 스크러빙 액체(4l)는 하나 이상의 액체 수집기(70) 내에서 수집될 것이다. 수집된 액체(4l)는 연장된 바디(10)의 제2 스크러빙 섹션(4)의 하단 부분 내의 제2 회로 액체 배출구(4o) 내로 안내된다. 제2 스크러빙 액체(4l)는 이러한 방식으로 제1 스크러빙 액체(5l) 내에 혼합되는 것이 방지되며 세척된 가스(0)는 추가로 배출구(3)를 향해 위로 흐른다. 본 발명에 따른 실시예에서 스크러버 액체(4l, 5l)는 회로 액체 유입구(4ia, 4ib,..., 5ia, 5ib,...)를 공급하도록 선박의 선체 외부로부터 획득된다.

주변 환경을 고려하여 하나 이상의 액체 회로 내에서 개방 루프와 폐쇄 루프 사이를 전환하도록 결정할 수 있으며 따라서 주어진 신호에 따라 하나 이상의 유입구(4i, 5i) 및 하나 이상의 배출구(4o, 5o)에 접속된 하나 이상의 스위치 수단(41, 51)을 폐쇄 루프 또는 개방 루프 위치로 동작할 수 있고 이는 폐쇄 루프 또는 개방 루프 시스템(40, 50) 내에서 제1 및/또는 제2 스크러빙 액체가 흐르게 한다.

실시예에서, 스위치 수단은 밸브 수단일 수 있으며 또한 사용된 스크러버 액체의 흡출 또는 가능한 추가된 보급수의 조절을 위해 사용될 수 있다.

인라인 듀얼 워터 스크러빙 방법의 바람직한 실시예는 제1 스크러빙 액체(5l)가 개방 루프 시스템(50) 내에서 흐르고 제2 스크러빙 액체(4l)가 폐쇄 루프 시스템(40) 내에서 흐르며 폐쇄 루프에 알칼리 및 보급수를 추가하고 그에 따라 가스의 세척 정도를 조정하는 것이다.

이것은 오직 하나의 스크러빙 섹션을 구동하여 스크러버를 구동할 수 있다는 장점을 가지며 이것은 개방 또는 폐쇄 루프일 수 있다. 예를 들어 제한된 부두 영역 등에서 낮은 물 소비로 스크러버를 여전히 구동하고 액체를 저장 탱크 내로 흡출할 수 있다. 만약 선박이 개방으로 구동한다면, 스크러버로부터 방출할 때 제한 영역이 없거나 거의 없으며, 예를 들어 개방 루프에서 전체 스크러버를 구동할 수 있다. 화학물질의 추가가 또한 원하는대로 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 본 발명에 따른 습식 스크러버는 가스 유입구(2)와 제1 스크러빙 분사 수단 사이에 배치되고 배출구(21)를 가진 워터 트랩을 포함하며 워터 트랩은 액체가 가스 유입구(2) 내에 떨어지는 것을 방지하도록 배치된다. 이것은 실질적으로 액체가 엔진 내로 이어지지 않도록 하기 위한 것이다.

워터 트랩(6)은 본 발명의 실시예에서 방사상으로 향하는 천공(23) 및 중첩 햇(hat)(24)을 가진 가스 유입구(2)에서 수직으로 향하는 원통형 파이프 소켓(22) 및 바닥에 있는 가스 유입구(2)를 가진 하부 컴파트먼트(25)를 포함한다. 여기에서 가스는 천공을 통해 수평으로 밖으로 이어지며 추가로 스크러버를 통해 위로 이어진다. 이러한 워터 트랩은 몇몇 장점을 가진다. 생산 비용이 낮고 무게가 가벼우며 프로세스에 있어서 바람직한 낮은 압력 강하를 가진다. 본 발명의 실시예서 원통형 천공 파이프 소켓은 물 낙하가 가스 흐름에 대해 가려지지 않음을 보장하도록 이중 벽을 가진다.

액체를 스크러빙함으로써 세척된 후에 가스는 일부 물을 포함할 수 있으며 본 발명의 실시예에서 가스는 젖은 가스로부터 추가의 물을 제거하도록 배출구로부터 별개의 드롭릿 분리기로 추가로 이어질 수 있다.

듀얼 워터 시스템의 장점은 추가된 화학물질을 이용하여 폐쇄 루프 내에서 구동하는 하나의 스크러빙 섹션을 가질 때 원하는 정도의 가스 세척에 도달하도록 액체 분사를 감소시킬 수 있다는 점이다. 이것은 스크러버를 통한 압력 강하를 감소시킬 것이며 스크러버는 따라서 가스를 가속화하기 위한 추가의 팬을 필요로 하지 않거나 또는 더 적게 필요로 하며 설치될 수 있고 구동될 수 있다. 이것은 또한 시스템의 공간 요구를 감소시키는 데에 기여한다.

본 발명의 실질적인 장점은 공기 및 물로의 방출을 위한 공식적인 필요조건에 만족하도록 디젤 또는 중유에 의해 구동되는 모터로부터의 가스를 효율적으로 정화하는 것이다. 이러한 필요조건은 예를 들어 선박에 실린 모터로의 연료와 같은 더욱 정제된 제품 품질의 사용에 의해 만족될 수 있지만 오일의 정제는 이러한 프로세스 동안 CO2 방출과 같은 다른 오염 문제를 가져온다. 디젤 및 LNG와 같은 더 가벼운 연료 제품을 생산하는 것은 20-30% 더 많은 에너지를 요구한다. 더욱 무거운 연소 연료를 사용하고 본 발명에 의해 정의된 바와 같은 효율적인 스크러버를 사용함으로써 총 환경 비용이 더 가벼운 연소 연료를 사용하는 것보다 더욱 긍정적일 것이다.

이 시스템은 가느다란 스크러버 바디 내에서 필요한 배기가스 세척을 완성하도록 입수 가능한 주변의, 일반적으로는 하나의, 그리고 일반적으로는 제1 스크러빙 섹션에서 사용된 바닷물 및 제2 스크러빙 섹션 내의 담수, 주변 바닷물 등일 수 있는 재순환 물의 바람직한 스크러빙 효과의 활용 이익을 제공한다. 따라서 배기가스 방출 요구를 만족하기 위해 필요한 가스의 세척이 최적의 방식으로 충족될 수 있다.

Claims

선박에 있는 가스를 세척하기 위한 인라인 듀얼 워터 스크러버(in-line dual water scrubber)(1)로서,
수직으로 연장된 바디(10), 가스 유입구(2), 가스 배출구(3)를 포함하되, 상기 가스 유입구(2)는 상기 연장된 바디(10)의 하부 섹션의 아래에 있고 상기 가스 배출구(3)는 상기 연장된 바디(10)의 상기 상부 섹션의 위에 있으며,
아래에 있는 제1 스크러빙 섹션(5)은 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구(5i), 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s), 제1 스크러빙 액체(5l)를 위한 하나 이상의 제1 회로 액체 배출구(5o)를 포함하고,
상기 연장된 바디(10)의 상부 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션(4)은 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구(4i), 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단(4s), 제2 스크러빙 액체(4l)를 위한 하나 이상의 제2 회로 액체 배출구(4o)를 포함하고,
하나 이상의 액체 수집기(70)는 상기 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s) 위에 배치되고,
상기 액체 수집기(70)는 상기 하나 이상의 제2 스크러빙 액체(4l)를 수집하고 수직 위로 흐르는 상기 유입구(2)로부터 상기 배출구(3)로의 가스 흐름(G)의 흐름 통과를 위해 배치되는, 스크러버.
제 1 항에 있어서,
상기 액체 수집기(70)는 액체 수집기 수단(71, 81,...) 및 상기 연장된 바디(10) 내의 각각의 부속 레벨(7h, 8h,...)에 배치된 가스 흐름 통로(72, 82,...)를 포함하고,
하나의 레벨에서의 상기 수집 수단(81,...)은 아래 레벨에서의 상기 수집 수단(71,...)에 대해 수평으로 배치되고, 아래 레벨의 상기 액체 수집기(70)의 상기 가스 흐름 통로(72, 82,...)가 중첩하고,
수직 위를 향해 흐르는 가스가 상기 유입구(2)로부터 상기 배출구(3)로 상기 스크러버(1)를 통해 흐르게 하며 상기 제2 스크러빙 액체(4l)를 상기 제2 회로 액체 배출구(4o) 내로 수집/유지하여 상기 제2 스크러빙 액체(4l)가 상기 제1 스크러빙 액체(5l)에 혼합되는 것을 방지하는, 스크러버.
제 2 항에 있어서,
상기 수집기 수단(71, 81,...)은 하나 이상의 덕트(7a, 7b,... 8a, 8b,...)를 포함하고, 상기 하나 이상의 덕트(7a, 7b,... 8a, 8b,...)는 각각의 레벨(7h, 8h,...)에서 자신들 사이의 가스 흐름 통로(72, 82)와 평행하게 배치되며 추가로 상기 연장된 바디(10)의 전체 단면을 움추리도록 배치되는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 수집기 수단(71, 81)은 상기 제2 회로 액체 배출구(4o)를 향해 비스듬하게 배치되어 사용된 상기 제2 스크러빙 액체(4l)가 상기 제2 배출구(4o) 밖으로 흐르는 것을 가능하게 하는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 액체 수집기(70) 및 상기 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 배출구(4o)는 액체 배출구 매니폴드(4m)와 접속되는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 스크러빙 액체(41)는 상기 연장된 스크러버 바디(10) 외부의 제2 스크러빙 액체 핸들링 시스템(40)에 접속되는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 스크러빙 액체(5l)는 상기 연장된 스크러버 바디(10) 외부의 제1 액체 핸들링 시스템(50)에 접속되는, 스크러버.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 액체 핸들링 시스템(40, 50)은 상기 유입구(4i, 5i) 및 상기 배출구(4o, 5o)에 접속된 스위치 수단(41, 51)과 배치되고, 폐쇄 루프(40c, 50c) 또는 개방 루프(40o, 50o)에서 스크러빙 액체(4l, 5l)를 다루도록 배치되는, 스크러버.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제2 액체 핸들링 시스템(40)은 폐쇄 루프 시스템(40c)인, 스크러버.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제1 액체 핸들링 시스템(50)은 개방 루프 시스템(50o)인, 스크러버.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 루프(50c, 40c)는 공정 탱크, 알칼리 공급기 등과 같은 동일한 폐쇄 루프 수단에 접속되는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크러빙 액체(4l, 5l) 중 적어도 하나는 바닷물을 포함하는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
두 스크러빙 액체(4l, 5l) 모두 동일한 물 유형을 포함하는, 스크러버.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
배출구(21)를 가진 워터 트랩(6)이 상기 가스 유입구(2)와 상기 하나 이상의 분사 수단(5s) 사이에 배치되고 상기 워터 트랩(6)은 액체가 상기 가스 유입구(2) 내로 흐르는 것을 방지하도록 배치되는, 스크러버.
선박에 있는 플루가스(0)를 세척하기 위한 인라인 스크러빙 방법으로서,
상기 플루가스(O)가 유입구(2)를 통해 수직 연장된 바디(10)를 지나 배출구(3)를 통과해 나가도록 위를 향해 흐르게 하고,
제1 스크러빙 액체(5l)는 하나 이상의 제1 회로 액체 유입구(5i)를 통해 상기 연장된 바디(10)의 하단 섹션 내의 제1 스크러빙 섹션(5) 내의 하나 이상의 제1 스크러빙 액체 분사 수단(5s)을 통해 상기 가스(O) 내로 안내되고,
상기 가스(O)가 상기 제1 스크러빙 액체(5l)에 의해 스크러빙된 후에 상기 연장된 바디(10)의 단면 내에 배치된 하나 이상의 액체 수집기(70)를 통해 흐르게 하고, 그 후에
제2 스크러빙 액체(4l)는 하나 이상의 제2 회로 액체 유입구(4i)를 통해 상기 연장된 바디(10)의 상단 섹션 내의 제2 스크러빙 섹션(4) 내의 하나 이상의 제2 스크러빙 액체 분사 수단(4s)을 통해 상기 가스(O) 내로 안내되고,
상기 하나 이상의 액체 수집기(70) 내에서 상기 가스(O)와 접촉한 후에 상기 제2 스크러빙 액체(4l)를 수집하고 상기 연장된 바디(10)의 상기 제2 스크러빙 섹션(4)의 하단 부분 내의 상기 제2 회로 액체 배출구(4o) 내로 안내하여 상기 제2 스크러빙 액체(4l)가 상기 제1 스크러빙 액체(5l) 내에 혼합되는 것을 방지하며,
상기 가스(O)가 추가로 상기 배출구(3)를 향해 위로 흐르게 하는, 인라인 스크러빙 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 선박의 선체 외부로부터 상기 스크러버 액체(4l, 5l)를 상기 회로 액체 유입구(4i, 5i)로 공급하는, 인라인 스크러빙 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
주어진 신호에 따라, 하나 이상의 상기 유입구(4i, 5i) 및 하나 이상의 상기 배출구(4o, 5o)에 접속된 하나 이상의 스위치 수단(41, 51)을 폐쇄 루프 또는 개방 루프 위치로 동작하여 상기 제1 및/또는 제2 스크러빙 액체가 폐쇄 루프 또는 개방 루프 시스템(40, 50) 내에서 흐르게 하는, 인라인 스크러빙 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 제1 스크러빙 액체(5l)는 개방 루프 시스템(50) 내에서 흐르고 상기 제2 스크러빙 액체(4l)는 폐쇄 루프 시스템(40) 내에서 흐르게 하는, 인라인 스크러빙 방법.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
폐쇄 루프 또는 개방 루프 내에서 다른 스크러빙 섹션을 따르는 상기 스크러빙 섹션들 중 하나를 폐쇄하는, 인라인 스크러빙 방법.