KR20190000136A - 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박 - Google Patents

배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박 Download PDF

Info

Publication number
KR20190000136A
KR20190000136A KR1020170079069A KR20170079069A KR20190000136A KR 20190000136 A KR20190000136 A KR 20190000136A KR 1020170079069 A KR1020170079069 A KR 1020170079069A KR 20170079069 A KR20170079069 A KR 20170079069A KR 20190000136 A KR20190000136 A KR 20190000136A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
engine
discharge pipe
pipe
Prior art date
Application number
KR1020170079069A
Other languages
English (en)
Inventor
손동수
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020170079069A priority Critical patent/KR20190000136A/ko
Publication of KR20190000136A publication Critical patent/KR20190000136A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/34Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04Sulfur or sulfur oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템은, 엔진의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)을 저감시키는 배기가스 처리 시스템으로서, 상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배기장치에 설치되는 황산화물 스크러버 유닛을 포함하며, 상기 황산화물(SOx)을 저감시켜 상기 배기가스를 정화하는 배기가스 정화장치; 및 상기 정화된 배기가스의 일부를 상기 엔진의 흡기계통으로 재순환시켜 상기 질소산화물(NOx)을 저감시키는 배기가스 재순환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박{Exhaust Gas Treatment System and Ship including the same}
본 발명은 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 선박과 같은 운송 수단 등에서 엔진의 연료로 화석 연료가 사용되고 있으며, 화석 연료가 연소되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에는 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 등의 물질이 함유되어 있으며, 이러한 물질은 유독성, 폭발성 및 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라, 그대로 대기 중으로 방출될 경우에는 환경 오염을 유발하는 원인이 되기도 한다.
따라서, 이러한 배기가스는 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요하며, 이와 같이 독성 물질을 제거하는 정화 처리 과정을 거친 배기가스만이 대기 중으로 배출되도록 점차 의무화되고 있다.
질소산화물을 저감시키는 방법으로는 크게 2가지가 있는데, 선택적 환원촉매장치(Selective Catalytic Reduction; SCR)를 적용하는 방법과 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation; EGR)를 적용하는 방법이다.
선택적 환원촉매장치는, 배기가스 라인에 케미컬(chemical) 블록과 암모니아 인젝션(injection)으로 화학적으로 질소산화물을 저감시키는 장치로서, 배기가스 라인에 관련장비가 많이 설치되는 구조를 갖는다.
배기가스 재순환장치는, 엔진에서 나오는 배기가스 일부를 F.W.와 중화제(NaOH)로 정화(cleaning) 하고, CO2가 다량 함유된 정화된 배기가스를 엔진의 연소실로 넣어주어 결과적으로 O2량 감소 및 혼합 배기가스 유입으로 폭발온도를 낮춤으로써, 질소산화물을 저감시키는 장치로서, 엔진 몸체(Engine body) 자체에 설치되는 추가 부품 및 외부(external)의 관련보기가 많이 설치되는 구조를 갖는다.
황산화물을 저감시키는 방법으로는 배기가스 정화장치(Exhaust Gas Cleaning System; EGCS)를 적용하는 것인데, 배기가스 정화장치는 배기가스 라인에 황화합물을 걸러주는 황산화물 스크러버 유닛(Sox Scrubber unit)를 설치하여 황산화물을 저감시키는 장치로서, 배기가스 라인에 관련장비가 많이 설치되는 구조를 갖는다.
상기한 바와 같이, 선택적 환원촉매장치, 배기가스 재순환장치, 배기가스 정화장치 각각은, 많은 관련장비가 설치되는 구조를 가지므로, 설치 공간 또한 충분히 확보해야 한다.
그런데 국제해사기구(IMO)에서는 황산화물의 경우 2020년 1월 이후부터 전세계 모든 해양에서 운항하는 모든 선박에 대해 황산화물 한계치(Sox limit)가 0.5%를 만족해야 하는 것을 강제사항으로 규정하고 있으며, 질소산화물의 경우 지역에 따라 배출 규정이 다르게 적용되는데, 특히 Tier3 등급은 육지와 인접한 연안 등 특별히 지정된 배출가스 제한 구역(Emission Control Area)에서 강제사항으로 규정하고 있다.
이에 따라 오늘날 해양 산업에서 선박으로부터의 배기물 중에서 황산화물 및 질소산화물을 저감시키기 위한 방안으로, 배기가스 정화장치(Exhaust Gas Cleaning System; EGCS)와 배기가스 재순환장치(Exhaust Gas Recirculation; EGR)가 조합된 배기가스 처리 시스템을 적용하고 있다.
그런데 배기가스 정화장치 및 배기가스 재순환장치 각각은 거대한 볼륨(volume)의 외부장비(external equipment)를 장착해야 하기 때문에 설치 공간을 확보하는데 어려움이 있고, 특히 배기가스 재순환장치의 경우 엔진 자체의 구성요소(component)도 변경이 되어야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 황산화물과 질소산화물을 저감시키기 위해 황산화물을 저감시키는 배기가스 정화장치와 질소산화물을 저감시키는 배기가스 재순환장치를 조합하지 않더라도 황산화물과 질소산화물을 저감시킬 수 있도록 하는 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배기가스 처리 시스템은, 엔진의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)을 저감시키는 배기가스 처리 시스템으로서, 상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배기장치에 설치되는 황산화물 스크러버 유닛을 포함하며, 상기 황산화물(SOx)을 저감시켜 상기 배기가스를 정화하는 배기가스 정화장치; 및 상기 정화된 배기가스의 일부를 상기 엔진의 흡기계통으로 재순환시켜 상기 질소산화물(NOx)을 저감시키는 배기가스 재순환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 배기가스 재순환부는, 엔진 컨트롤 패널에 의해 제어되며, 상기 정화된 배기가스를 상기 흡기계통으로 공급하는 공급팬; 및 상기 공급팬으로부터 공급되는 상기 정화된 배기가스의 량을 조절하는 조절밸브를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 배기가스 재순환부는, 상기 조절밸브를 제어하는 밸브 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 밸브 컨트롤러는, 상기 정화된 배기가스가 상기 엔진에서 요구하는 적정한 량으로 상기 흡기계통에 공급되도록, 상기 엔진 컨트롤 패널로부터 제공되는 엔진 부하 신호에 따라 상기 조절밸브의 개도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 배기장치는, 상기 엔진에서 상기 배기가스가 배기되는 배기관; 상기 배기관을 통해 배기되는 상기 배기가스의 열을 이용하여 급수하는 이코노마이저; 상기 이코노마이저를 통과한 상기 배기가스를 외부로 배출하는 배출관을 포함하며, 상기 배기가스 정화장치의 상기 황산화물 스크러버 유닛은, 상기 배출관에 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 배출관은, 상기 이코노마이저에 연결되며, 상기 배기가스를 외부로 배출하는 제1 배출관; 일단부가 상기 제1 배출관에 연결되고, 타단부가 상기 황산화물 스크러버 유닛의 일단부에 연결되는 제2 배출관; 및 일단부가 상기 황산화물 스크러버 유닛의 타단부에 연결되어, 상기 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 제3 배출관으로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 배출관이 연결되는 상기 제1 배출관에는, 상기 제1 배출관을 통해 상기 배기가스가 외부로 배출되도록 하거나, 상기 제3 배출관을 통해 상기 정화된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 삼방밸브가 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 공급팬 및 상기 조절밸브는, 일단부가 상기 제3 배출관에 연결되고, 타단부가 상기 흡기계통에 연결되는 공급라인에 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선박은, 상기에 기재된 배기가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박은, 황산화물을 저감시키는 배기가스 정화장치에서 정화된 배기가스를 엔진의 흡기계통에 재순환시키는 배기가스 재순환부를 구비함으로써, 기존의 배기가스 재순환장치를 배기가스 정화장치에 조합하지 않더라도 배기가스 재순환부에 의해 질소산화물을 저감시킬 수 있어, 기존의 배기가스 재순환장치를 구성하는 관련 장비들을 삭제할 수 있고, 이로 인하여 시스템 단순화, 설치 공간 절감 및 자재비 절감을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박은, 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환부가 설치 공간을 많이 차지하지 않으면서 간단한 구조로 이루어짐으로써, 최소한의 설치 공수 및 비용으로 배기가스 정화장치만 구비된 기존의 선박을 질소산화물 및 황산화물을 저감시키는 선박으로 용이하게 개조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리 시스템(1)은, 엔진(10)의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)을 저감하는 시스템으로서, 배기가스 정화장치(100), 배기가스 재순환부(200)를 포함한다.
상기에서, 엔진(10)은, 선박의 메인 엔진 또는 제너레이터 엔진 등 각종 엔진일 수 있으며, 연료로 화석 연료가 사용된다. 이러한 엔진(10)에서 발생되는 배기가스에는 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 등의 유해 성분이 함유되어 있으며, 본 실시예에서는 이러한 질소산화물과 황산화물 등의 유해 성분을 저감시키기 위해, 배기장치(20)에 본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템(1)을 설치한다.
배기장치(20)는, 엔진(10)에서 발생한 배기가스를 외부로 배출시키는 장치로서, 배기관(21), 이코노마이저(22), 배출관(23)을 포함하여 구성될 수 있으며, 일부분에 본 발명에 따른 배기가스 처리 시스템(1)이 설치될 수 있다.
배기관(21)은, 엔진(10)과 후술할 이코노마이저(22) 사이에 마련될 수 있으며, 엔진(10)에서 발생한 배기가스를 이코노마이저(22)로 유출시킬 수 있다.
이코노마이저(22)는, 배기관(21)을 통해 유입되는 배기가스의 여열을 이용하여 급수를 가열할 수 있다.
배출관(23)은, 이코노마이저(22)를 통과한 배기가스를 외부로 배출할 수 있으며, 일부분에 후술할 배기가스 처리 시스템(1)이 설치될 수 있다. 배출관(23)은, 제1 내지 제3 배출관(23a, 23b, 23c)으로 이루어질 수 있다.
제1 배출관(23a)은, 일단부가 이코노마이저(22)에 연결되며, 이코노마이저(22)를 통과한 배기가스를 외부로 배출할 수 있다.
제2 배출관(23b)은, 일단부가 제1 배출관(23a)에 연결되고, 타단부가 후술할 배기가스 처리 시스템(1)의 배기가스 정화장치(100)에 연결될 수 있다.
제3 배출관(23c)은, 일단부가 후술할 배기가스 정화장치(100)의 타단부에 연결되어, 정화된 배기가스를 외부로 배출할 수 있다. 여기서 정화된 배기가스는, 후술할 배기가스 처리 시스템(1)에 의해 질소산화물과 황산화물이 저감된 깨끗한 배기가스를 의미한다.
제2 배출관(23b)이 연결되는 제1 배출관(23a) 부분에는, 제1 배출관(23a)을 통해 배기가스가 외부로 배출되도록 하거나, 제3 배출관(23c)을 통해 정화된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 삼방밸브(24)가 설치될 수 있다.
삼방밸브(24)는, 제2 배출관(23b) 방향을 선택적으로 밀폐 또는 오픈시킬 수 있어, 엔진(10)에서 발생된 배기가스에 질소산화물 및 황산화물의 함유 정도 또는 주변 상황에 따라 이코노마이저(22)를 통과한 배기가스를 바로 제1 배출관(23a)을 통해 배출하거나, 후술할 배기가스 처리 시스템(1)에서 배기가스를 정화하여 제3 배출관(23c)을 통해 배출할 수 있게 한다.
배기가스 정화장치(100)는, 엔진(10)에서 발생되는 배기가스를 외부로 배출시키는 배기장치(20)의 일부분에 설치될 수 있으며, 황산화물 스크러버 유닛(Sox Scrubber unit; 110)을 포함하여 구성될 수 있다.
황산화물 스크러버 유닛(110)은, 배출관(23)에 설치되어 황산화물(SOx)을 저감시킬 수 있다.
황산화물 스크러버 유닛(110)은, 배출관(23)이 제1 내지 제3 배출관(23a, 23b, 23c)으로 이루어 질 경우, 일단부가 제2 배출관(23b)의 타단부에 연결되고, 타단부가 제3 배출관(23c)의 일단부에 연결될 수 있다.
상기한 배기가스 정화장치(100)는, 일명 EGCS(Exhaust Gas Cleaning System)라 명명되고, 엔진(10)의 배기가스 중에 함유된 황산화물을 저감시키는 장치라 정의되며, 황산화물을 저감시키기 위해 황산화물 스크러버 유닛(110)을 비롯하여 관련장비가 배기장치(20)에 설치되어 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예의 경우 일반적으로 사용되고 있는 EGCS의 구성을 포함할 수 있으므로, 본 발명에 적용되는 배기가스 정화장치(100)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
배기가스 재순환부(200)는, 엔진 컨트롤 패널(30)에 의해 제어될 수 있으며, 배기가스 정화장치(100)에 의해 정화된 배기가스의 일부를 공급라인(210)을 통해 엔진(10)의 흡기계통(11)으로 재순환시켜 질소산화물(NOx)을 저감시킬 수 있다. 여기서, 공급라인(210)은, 배출관(23)이 제1 내지 제3 배출관(23a, 23b, 23c)으로 이루어 질 경우, 일단부가 제3 배출관(23c)에 연결되고, 타단부가 흡기계통(11)에 연결될 수 있다.
배기가스 정화장치(100)에 의해 정화된 배기가스는 엔진에서 요구하는 적정한 온도보다 고온일 수 있는데, 엔진(10)의 자체에 마련되는 기존의 쿨러(도시하지 않음)에 의해 적정 온도로 냉각될 수 있다.
상기에서, 엔진 컨트롤 패널(30)은, 선박의 경우 엔진 컨트롤 룸에 설치되어 엔진(10)을 집중 관리하는 제어 계기로서, 본 실시예에서는 엔진(10)의 부하 신호에 따라 배기가스 재순환부(200)를 제어할 수 있는 기능이 더 부가된다.
즉, 엔진 컨트롤 패널(30)은, 정화된 배기가스를 엔진(10)으로 재순환시킬 경우 배기가스 재순환부(200)의 작동을 온(On)시킬 수 있고, 엔진(10)으로 재순환시킬 필요가 없는 경우 배기가스 재순환부(200)의 작동을 오프(Off)시킬 수 있다.
배기가스 재순환부(200)는, 공급팬(220), 조절밸브(230), 밸브 컨트롤러(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
공급팬(220)은, 공급라인(210)에 마련될 수 있으며, 배기가스 정화장치(100)에서 정화된 배기가스의 일부를 흡기계통(11)으로 공급할 수 있다. 공급팬(220)은, 엔진 컨트롤 패널(30)에 의해 동작이 제어될 수 있다.
조절밸브(230)는, 공급라인(210)에 마련될 수 있으며, 공급팬(220)으로부터 공급되는 정화된 배기가스의 량을 조절할 수 있다. 조절밸브(230)는, 후술할 밸브 컨트롤러(240)에 의해 제어될 수 있다.
밸브 컨트롤러(240)는, 정화된 배기가스가 엔진(10)에서 요구하는 적정한 량으로 흡기계통(11)에 공급되도록, 엔진 컨트롤 패널(30)로부터 제공되는 엔진 부하 신호에 따라 조절밸브(230)의 개도를 조절할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 배기가스 재순환부(200)는, 질소산화물 저감시킬 수 있는데, 그 원리는 이하에서 배기가스 처리 시스템(1)의 작동을 설명함에 의해 이해될 것이다.
엔진(10)의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)을 저감시키기 위해, 먼저 배기가스 정화장치(100) 및 배기가스 재순환부(200)를 작동 온 시키고, 삼방밸브(24)가 제2 배출관(23b) 방향으로 오픈되도록 한다.
엔진(10)에서 발생된 질소산화물과 황산화물이 함유된 배기가스는 배기가스 정화장치(100)를 통과하면서 황산화물이 저감되고 CO2가 다량 함유된 1차 정화된 배기가스 상태가 된다.
황산화물이 저감되고 CO2가 다량 함유된 1차 정화된 배기가스는 제3 배출관(23c)을 통해 외부로 1차 배출되며, 그 일부가 배기가스 재순환부(200)를 통해 엔진(10)의 흡기계통(11)으로 1차 공급된다. 그 결과, O2량 감소 및 혼합 배기가스 유입으로 폭발온도가 낮추어져 질소산화물이 저감된다.
이로써, 엔진(10)으로부터 배기되는 배기가스에는 질소산화물이 저감되고 새로이 생성된 황산화물이 함유된 상태가 되며, 이러한 상태의 배기가스가 배기가스 정화장치(100)를 통과하면서 2차 정화된 배기가스 상태가 된다.
2차 정화된 배기가스는 제3 배출관(23c)을 통해 외부로 2차 배출되며, 그 일부가 배기가스 재순환부(200)를 통해 엔진(10)의 흡기계통(11)으로 2차 공급된다. 이러한 과정은 연속하여 반복적으로 이루어진다.
상기에서 1차 정화된 배기가스는 최초로 배출되는 배기가스라 할 수 있으며, 최초 배출되는 배기가스는 배기가스 재순환부(200)를 통과하지 않았기 때문에 질소산화물이 저감되지 않은 상태일 수 있으나, 이후부터 배출되는 배기가스는 배기가스 정화장치(100)는 물론 배기가스 재순환부(200)를 거친 상태이기 때문에 규정에 적합한 질소산화물 및 황산화물이 저감된 상태로 제3 배출관(23c)을 통해 외부로 배출될 수 있는 것이다.
이와 같이 본 실시예는, 황산화물을 저감시키는 배기가스 정화장치(100)에서 정화된 배기가스를 엔진(10)의 흡기계통(11)에 재순환시키는 배기가스 재순환부(200)를 구비함으로써, 기존의 배기가스 재순환장치를 배기가스 정화장치(100)에 조합하지 않더라도 배기가스 재순환부(200)에 의해 질소산화물을 저감시킬 수 있어, 기존의 배기가스 재순환장치를 구성하는 관련 장비들을 삭제할 수 있고, 이로 인하여 시스템 단순화, 설치 공간 절감 및 자재비 절감을 이룰 수 있다.
또한, 본 실시예는, 질소산화물을 저감시키기 위한 배기가스 재순환부(200)가 설치 공간을 많이 차지하지 않으면서 간단한 구조로 이루어짐으로써, 최소한의 설치 공수 및 비용으로 배기가스 정화장치(100)만 구비된 기존의 선박을 질소산화물 및 황산화물을 저감시키는 선박으로 용이하게 개조할 수 있다.
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 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 배기가스 처리 시스템 10: 엔진
11: 흡기계통 20: 배기장치
21: 배기관 22: 이코노마이저
23, 23a, 23b, 23c: 배출관 24: 삼방밸브
30: 엔진 컨트롤 패널 100: 배기가스 정화장치
110: 황산화물 스크러버 유닛 200: 배기가스 재순환부
210: 공급라인 220: 공급팬
230: 조절밸브 240: 밸브 컨트롤러

Claims (8)

  1. 엔진의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)을 저감시키는 배기가스 처리 시스템으로서,
    상기 배기가스를 외부로 배출시키는 배기장치에 설치되는 황산화물 스크러버 유닛을 포함하며, 상기 황산화물(SOx)을 저감시켜 상기 배기가스를 정화하는 배기가스 정화장치; 및
    상기 정화된 배기가스의 일부를 상기 엔진의 흡기계통으로 재순환시켜 상기 질소산화물(NOx)을 저감시키는 배기가스 재순환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배기가스 재순환부는,
    엔진 컨트롤 패널에 의해 제어되며,
    상기 정화된 배기가스를 상기 흡기계통으로 공급하는 공급팬; 및
    상기 공급팬으로부터 공급되는 상기 정화된 배기가스의 량을 조절하는 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 배기가스 재순환부는,
    상기 조절밸브를 제어하는 밸브 컨트롤러를 더 포함하며,
    상기 밸브 컨트롤러는,
    상기 정화된 배기가스가 상기 엔진에서 요구하는 적정한 량으로 상기 흡기계통에 공급되도록, 상기 엔진 컨트롤 패널로부터 제공되는 엔진 부하 신호에 따라 상기 조절밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 배기장치는,
    상기 엔진에서 상기 배기가스가 배기되는 배기관;
    상기 배기관을 통해 배기되는 상기 배기가스의 열을 이용하여 급수하는 이코노마이저;
    상기 이코노마이저를 통과한 상기 배기가스를 외부로 배출하는 배출관을 포함하며,
    상기 배기가스 정화장치의 상기 황산화물 스크러버 유닛은,
    상기 배출관에 설치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 배출관은,
    상기 이코노마이저에 연결되며, 상기 배기가스를 외부로 배출하는 제1 배출관;
    일단부가 상기 제1 배출관에 연결되고, 타단부가 상기 황산화물 스크러버 유닛의 일단부에 연결되는 제2 배출관; 및
    일단부가 상기 황산화물 스크러버 유닛의 타단부에 연결되어, 상기 정화된 배기가스를 외부로 배출하는 제3 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 배출관이 연결되는 상기 제1 배출관에는,
    상기 제1 배출관을 통해 상기 배기가스가 외부로 배출되도록 하거나, 상기 제3 배출관을 통해 상기 정화된 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 삼방밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 공급팬 및 상기 조절밸브는,
    일단부가 상기 제3 배출관에 연결되고, 타단부가 상기 흡기계통에 연결되는 공급라인에 마련되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 상기 배기가스 처리 시스템이 구비되는 해양구조물.
KR1020170079069A 2017-06-22 2017-06-22 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박 KR20190000136A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170079069A KR20190000136A (ko) 2017-06-22 2017-06-22 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170079069A KR20190000136A (ko) 2017-06-22 2017-06-22 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190000136A true KR20190000136A (ko) 2019-01-02

Family

ID=65021717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170079069A KR20190000136A (ko) 2017-06-22 2017-06-22 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190000136A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210017365A (ko) 2019-08-08 2021-02-17 한국생산기술연구원 미세먼지 저감을 위한 황산화물 및 질소산화물 전구물질 입자화 시스템 및 그 방법
KR102329529B1 (ko) * 2020-07-30 2021-11-23 주식회사 디에이치콘트롤스 다이버터타입 스크러버용 배기가스 제어밸브

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210017365A (ko) 2019-08-08 2021-02-17 한국생산기술연구원 미세먼지 저감을 위한 황산화물 및 질소산화물 전구물질 입자화 시스템 및 그 방법
KR102329529B1 (ko) * 2020-07-30 2021-11-23 주식회사 디에이치콘트롤스 다이버터타입 스크러버용 배기가스 제어밸브

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160109996A (ko) Scr 시스템
CN105003326B (zh) 船舶废气脱硝系统
JP2014098340A (ja) 排気ガス浄化装置
WO2017213044A1 (ja) 船体構造
KR102348465B1 (ko) 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법
US8429901B2 (en) Exhaust gas purification device
KR20190004475A (ko) 황산화물 정화기능을 가진 통합 불활성 가스시스템, 그 통합 불활성 가스시스템의 정화방법, 및 그 통합 불활성 가스시스템을 구비하는 선박
KR20190000136A (ko) 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박
KR20160067047A (ko) 연소 엔진에 의해 작동되는 차량용, 특히 선박용 배기 가스 후처리 시스템
KR20160016093A (ko) 선박용 배기가스 정화장치의 설치 구조
KR102182937B1 (ko) 반응기 가열 운전시 에너지 절감을 위한 scr 시스템
KR101735535B1 (ko) 선박용 질소 산화물 제거 장치
JPH06173658A (ja) 舶用ディーゼルエンジンの排ガス脱硝方法及び脱硝装置
CN108518266A (zh) 一种带有单向阀的船舶发动机尾气并气方法及其装置
KR101195148B1 (ko) 배기 가스 유해 물질 저감 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102075201B1 (ko) 질소산화물과 황산화물 저감용 선박 배기가스 처리시스템
KR102434913B1 (ko) 선박용 배기가스 처리장치
KR20190018877A (ko) 통합 불활성가스 발생 시스템 및 그 제어 방법
KR102140949B1 (ko) 에너지 절감을 위한 scr 시스템
KR102574990B1 (ko) 선택적 촉매 환원 시스템
JP6102329B2 (ja) 脱硝装置および脱硝方法
KR101571293B1 (ko) 자외선발생부를 포함하는 배기가스 유해물질 저감시스템
KR102164367B1 (ko) 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 scr 시스템
KR101456853B1 (ko) 배기가스 처리 장치
KR20180104966A (ko) 통합 배기가스 스크러빙 시스템, 그 통합 배기가스 스크러빙 시스템의 운전방법, 및 통합 배기가스 스크러빙 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application