KR20190050603A - 선박의 세정수 처리 시스템 - Google Patents

선박의 세정수 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

선박의 세정수 처리 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 세정수 처리 시스템은 배기가스에 포함된 오염물질을 제거하는 스크러버; 스크러버를 거친 세정수를 저장하는 순환탱크; 순환탱크로부터 세정수를 공급받아 세정수에 포함된 오염물질을 제거하는 정화부; 정화부를 거친 세정수와 재킷쿨링워터 간 열교환을 수행하여, 세정수를 가열시키는 열교환부; 가열된 세정수를 저장하는 배출수탱크; 및 배출수탱크에 저장된 세정수를 선박의 고온의 폐열을 통해 가열하여 기화시키는 기화부;를 포함한다.

Description

선박의 세정수 처리 시스템{CLEANING WATER PROCESSING SYSTEM OF SHIP}
본 발명은 선박의 세정수 처리 시스템에 관한 것이다.
국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)는 선박 외부로 배출되는 가스 중 질소산화물과 황산화물과 같은 오염물질을 규제하고 있으며, 그 규제 기준이 점차 강화되고 있는 추세이다.
특히 배기가스 배출제한구역(ECA, Emission Control Area)의 경우, 일반 해역에 비해 가스 배출 기준이 매우 엄격하다. 따라서, 배기가스 배출제한구역을 통과하는 선박의 경우, 황성분이 많은 중유(HFO, Heavy Fuel Oil) 대신 저유항 연료를 사용해야 한다.
구체적으로 배기가스 배출제한구역에서는 0.1% 이하의 황함유 선박유를 사용해야 한다. 그러나, 0.1% 이하의 황함유 선박유는 일반 선박유보다 고가이기 때문에 저유황유를 사용하거나, 배기가스에서 황성분을 제거하는 설비를 설치하여 일반 선박유를 사용한다.
종래의 황성분 제거 설비는 엔진과 같은 연소기관으로부터 배출되는 배기가스에 해수, 청수와 같은 세정수를 분사하여 배기가스에 포함된 황성분 등을 제거한다. 배기가스의 세정에 사용된 세정수는 황성분이 제거된 후 다시 순환되어 사용될 수 있다. 황성분이 제거된 후 다시 사용되는 세정수에는 해수 및 청수가 추가로 혼합되어 배기가스 세정에 사용될 수 있다.
그러나, 배기가스의 세정에 사용되는 횟수가 늘어나 세정수의 오염도가 심할 경우, 필터링을 통해 액체 상태의 세정수에서 고체 이물질(슬러지)을 제거한 후 바다로 배출시켜야 한다. 이때, 배기가스 배출제한구역 내에서는 바다로 세정수를 배출시키는 것이 제한되기 때문에 별도로 마련된 저장탱크에 저장된다.
따라서, 배기가스 배출제한구역 내에서 항해 기간이 긴 선박의 경우, 선외로 배출시킬 세정수를 저장하는 저장탱크의 용량이 매우 커야 하고, 이는 선박 내의 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.
관련된 종래기술로서, 한국공개특허 제10-2016-0025163호(2016.03.08. 공개)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2016-0025163호(2016.03.08. 공개)
본 발명의 실시 예는 배기가스 배출제한구역 내에서 세정수를 효과적으로 기화시켜 선외로 배출시킬 수 있는 선박의 세정수 처리 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배기가스에 포함된 오염물질을 제거하는 스크러버; 상기 스크러버를 거친 세정수를 저장하는 순환탱크; 상기 순환탱크로부터 세정수를 공급받아 상기 세정수에 포함된 오염물질을 제거하는 정화부; 상기 정화부를 거친 세정수와 재킷쿨링워터 간 열교환을 수행하여, 상기 세정수를 가열시키는 열교환부; 상기 가열된 세정수를 저장하는 배출수탱크; 및 상기 배출수탱크에 저장된 세정수를 선박의 고온의 폐열을 통해 가열하여 기화시키는 기화부;를 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템이 제공될 수 있다.
상기 순환탱크에 저장된 세정수를 상기 정화부로 공급하는 정화라인과, 상기 정화부를 거친 세정수를 상기 순환탱크로 돌려보내는 회수라인과, 상기 순환탱크에 저장된 세정수를 상기 스크러버로 순환시키는 순환라인을 더 포함할 수 있다.
상기 정화부에 의해 제거된 고체 상태의 슬러지를 저장하는 슬러지탱크와, 상기 정화부를 거친 액체 상태의 세정수를 상기 열교환부로 보내어 상기 재킷쿨링워터와 열교환이 이루어지도록 하는 가열라인을 더 포함할 수 있다.
상기 배출수탱크와 연결된 배출라인과, 상기 배출라인에 마련되며, 상기 기화된 세정수를 상기 배출라인을 통해 선외로 배출시키는 송풍기를 더 포함할 수 있다.
해수공급관을 통해 상기 순환라인과 연결되며, 상기 순환탱크로부터 상기 스크러버로 공급되는 세정수에 해수를 혼합시키는 해수공급부와, 청수공급관을 통해 상기 순환라인과 연결되며, 상기 순환탱크로부터 상기 스크러버로 공급되는 세정수에 청수를 혼합시키는 청수공급부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박의 세정수 처리 시스템은 배기가스 배출제한구역 내에서 세정수를 효과적으로 기화시켜 선외로 배출시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 세정수 처리 시스템을 도시한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 세정수 처리 시스템(100)은 배기가스에 포함된 오염물질을 제거하는 스크러버(110)와, 스크러버(110)를 거친 세정수를 저장하는 순환탱크(120)와, 순환탱크(120)로부터 세정수를 공급받아 세정수에 포함된 오염물질을 제거하는 정화부(130)와, 정화부(130)를 거친 세정수와 재킷쿨링워터 간 열교환을 수행하여, 해당 세정수를 가열시키는 열교환부(140)와, 열교환부(140)에 의해 가열된 세정수를 저장하는 배출수탱크(150)와, 배출수탱크(150)에 저장된 세정수를 선박의 고온의 폐열을 통해 가열하여 기화시키는 기화부(160)를 포함한다.
이하, 선박의 세정수 처리 시스템(100)의 각 구성요소 및 동작 과정을 구체적으로 설명한다.
스크러버(110)는 선박의 배기가스에 세정수를 분사하여, 황성분 등의 오염물질을 제거할 수 있다.
이때, 배기가스는 선박 보일러의 폐기가스 등을 포함하며, 세정수는 예컨대 해수, 청수 등을 포함할 수 있다.
스크러버(110)를 거친 세정수는 순환탱크(120)에 저장되며, 순환라인(L1)을 통해 스크러버(110)로 순환될 수 있다.
순환탱크(120)에 저장된 세정수는 정화라인(L11)을 통해 정화부(130)로 유입된다.
정화부(130)는 순환탱크(120)로부터 세정수를 공급받아 세정수에 포함된 오염물질을 제거한다. 이때, 정화부(130)에 의해 제거된 고체 상태의 슬러지는 슬러지라인(L12)을 통해 슬러지탱크(135)에 저장될 수 있다.
그리고, 정화부(130)를 거친 액체 상태의 세정수는 회수라인(L3)을 통해 순환탱크(120)로 공급되거나, 가열라인(L2)을 통해 열교환부(140) 쪽으로 흘러갈 수 있다.
회수라인(L3)을 통해 순환탱크(120)로 공급된 세정수는 순환라인(L1)을 통해 스크러버(110)로 공급된다.
여기서, 해수공급관(L13)을 통해 순환라인(L1)과 연결된 해수공급부(180)는 순환탱크(120)로부터 스크러버(110)로 공급되는 세정수에 해수를 혼합시킬 수 있다.
또, 청수공급관(L14)을 통해 순환라인(L1)과 연결된 청수공급부(190)는 순환탱크(120)로부터 스크러버(110)로 공급되는 세정수에 청수를 혼합시킬 수 있다.
한편, 배기가스 세정 작업의 횟수를 거듭하여, 세정수의 오염이 심할 경우, 상술한 정화부(130)를 거친 액체 상태의 세정수는 가열라인(L2)을 통해 열교환부(140) 쪽으로 흘러간다. 가열라인(L2)은 정화부(130), 열교환부(140) 및 배출수탱크(150)를 연결한다.
열교환부(140)는 정화부(130)를 거친 세정수와 재킷쿨링워터 간 열교환을 수행하여, 해당 세정수를 가열시킨다.
이때 세정수와의 열교환에 사용되는 재킷쿨링워터는 통상적으로 워터재킷에 사용되며, 혼합기의 연소에 의해 뜨거워진 실린더 헤드와 실린더를 냉각시켜 엔진의 작동에 적합한 온도로 유지시킨다.
이러한 재킷쿨링워터는 재킷라인(L4)을 통해 열교환부(140)로 공급되며, 정화부(130)를 거친 세정수를 가열시킨 후, 재킷쿨러(145)로 공급되어 냉각된다. 이후 재킷쿨링워터는 엔진으로 다시 공급될 수 있다. 재킷라인(L4)은 열교환부(140)와 재킷쿨러(145)를 연결한다.
상술한 열교환부(140)를 거쳐 가열된 세정수는 배출수탱크(150)에 저장된다. 배출수탱크(150)는 폐열라인(L5)을 통해 기화부(160)와 연결되어 있다.
기화부(160)는 폐열라인(L5)을 통해 선박의 고온의 폐열을 공급하여 배출수탱크(150)에 저장된 세정수를 가열시켜 기화시킨다. 선박의 고온의 폐열은 가스 터빈 등의 폐기가스의 폐열 등을 포함할 수 있다. 폐열라인(L5)은 예컨대 배출수탱크(150)의 바닥면에 가깝게 배치될 수 있으며, 배치 형태는 다양하게 설계될 수 있다. 배출수탱크(150) 내의 압력이 설정값에 도달하면, 배출수탱크(150) 내에 저장된 기화된 세정수는 배출라인(L6)을 통해 선외로 배출될 수 있다.
배출수탱크(150)와 연결된 배출라인(L6)에는 송풍기(170)가 마련될 수 있으며, 송풍기(170)는 상술한 기화부(160)에 의해 기화된 세정수를 배출라인(L6)을 통해 선외로 배출시킨다.
상술한 바와 같이 선박의 배기가스 세정에 사용되었던 세정수를 선외로 배출할 경우, 재킷쿨링워터를 이용하여 가열시킨 상태에서 배출수탱크(150)에 저장하고, 필요에 따라 배출수탱크(150)에 저장된 세정수를 기화부(160)에 의해 기화시켜 송풍기(170)를 통해 효과적으로 배출시킬 수 있어, 배출수탱크(150)의 저장용량을 줄일 수 있다.
특히, 배기가스 배출제한구역에서 항해 기간이 긴 선박의 경우, 배출수탱크(150)의 크기를 줄이면서 배출수탱크(150)에 저장된 세정수를 효과적으로 처리하여 대기 중으로 배출시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 스크러버 120: 순환탱크
130: 정화부 135: 슬러지탱크
140: 열교환부 150: 배출수탱크
160: 기화부 170: 송풍기
L1: 순환라인 L2: 가열라인
L3: 회수라인 L4: 재킷라인
L5: 폐열라인 L6: 배출라인
L11: 정화라인 L12: 슬러지라인
L13: 해수공급관 L14: 청수공급관

Claims (5)

  1. 배기가스에 포함된 오염물질을 제거하는 스크러버;
    상기 스크러버를 거친 세정수를 저장하는 순환탱크;
    상기 순환탱크로부터 세정수를 공급받아 상기 세정수에 포함된 오염물질을 제거하는 정화부;
    상기 정화부를 거친 세정수와 재킷쿨링워터 간 열교환을 수행하여, 상기 세정수를 가열시키는 열교환부;
    상기 가열된 세정수를 저장하는 배출수탱크; 및
    상기 배출수탱크에 저장된 세정수를 선박의 고온의 폐열을 통해 가열하여 기화시키는 기화부;를 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순환탱크에 저장된 세정수를 상기 정화부로 공급하는 정화라인과,
    상기 정화부를 거친 세정수를 상기 순환탱크로 돌려보내는 회수라인과,
    상기 순환탱크에 저장된 세정수를 상기 스크러버로 순환시키는 순환라인을 더 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정화부에 의해 제거된 고체 상태의 슬러지를 저장하는 슬러지탱크와,
    상기 정화부를 거친 액체 상태의 세정수를 상기 열교환부로 보내어 상기 재킷쿨링워터와 열교환이 이루어지도록 하는 가열라인을 더 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출수탱크와 연결된 배출라인과,
    상기 배출라인에 마련되며, 상기 기화된 세정수를 상기 배출라인을 통해 선외로 배출시키는 송풍기를 더 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    해수공급관을 통해 상기 순환라인과 연결되며, 상기 순환탱크로부터 상기 스크러버로 공급되는 세정수에 해수를 혼합시키는 해수공급부와,
    청수공급관을 통해 상기 순환라인과 연결되며, 상기 순환탱크로부터 상기 스크러버로 공급되는 세정수에 청수를 혼합시키는 청수공급부를 더 포함하는 선박의 세정수 처리 시스템.
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