KR20200034622A

KR20200034622A - 선박의 선저폐수 처리 시스템

Info

Publication number: KR20200034622A
Application number: KR1020190115540A
Authority: KR
Inventors: 장 프랑수아 드와
Original assignee: 담시아
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2020-03-31
Also published as: ES1236694U; FI12546U1; KR102674077B1; FR3086283A3; FR3086283B3; PL431234A1; DK201900073U3; CN211813972U; ES1236694Y; GR2003166Y

Abstract

본 발명은 선박의 선저폐수 처리 시스템에 관한 것이다. 시스템의 선저폐수 탱크(20)와 침전조(21) 사이에 이송 회로가 구성되어 있으며, 상기 선저폐수 탱크(20)는 처리할 탄화수소, 즉 폐수가 있는 선저폐수를 포함하고, 상기 침전조(21)는 격실 내의 폐수를 발열체(26)를 통해 미리 정해진 첫 번째 온도까지 가열하기 위한 하나 이상의 가열된 볼륨, 침전조(21)와 잔류물 탱크(22) 사이에 배치된 표면 추출 회로, 폐수 회로 출구(24)에 연결된 조수기(28), 폐수 순환 출구(24)와 폐수 순환 규환 회로 (36) 사이에 배치된 폐수 순환 회로, 조수기(28)와 물 규환 회로 (37) 및 청수 탱크(35) 사이에 배치된 물 순환 회로, 마이크로 컨트롤러를 포함한다.

Description

선박의 선저폐수 처리 시스템{System for treatment of ship hold water}

본 발명은 선박의 선저폐수 처리 시스템에 관한 것이다. 선저폐수는 선박내에 설치된 다양한 기계의 작동 및 기관실 청소에서 누수된 물, 탄화수소, 침전물의 혼합물이다.

상기 선저폐수의 모든 잔류물은 처리해야 할 선저폐수 탱크에 저장된다.

선저폐수를 바다로 직접 배출할 수 있는 배관이 없어야 한다는 점을 고려할 때 탱크에서 이 상기 선저폐수를 제거할 수 있는 몇 가지 가능성을 예상할 수 있다.

- 기항지 정박.

선저폐수를 수용할 수 있는 시설이나 바지선을 찾아야 함으로, 재정적 부담도 필요하다.

- 선상 처리.

현재 선상 처리와 관련하여 선저폐수 탱크에서 첫 번째 침전 단계 후 사용하는 주요 공정 및 분리 장치는 다음과 같다.

- 유착 분리: 비교적 효율적이지만 필터의 비용이 많이 든다.

- 원심 분리: 비교적 복잡하지만 유지 보수를 잘하면 매우 효율적이다.

- 응집 분리: 매우 효율적이지만 부피가 크고 화학물질의 비용이 많이 든다.

상기 모든 분리장치는 바다로 배출될 만큼 청수(탄화수소 농도 15ppm 미만)를 생산해야 한다. 분리 후 잔류물은 상륙시키거나, 선상에서 소각하기 전에 슬러지 박스로 보내진다.

본 발명은 실질적인 선저폐수의 처리를 개선하여 기존의 다른 장치의 단점을 극복하는 것을 목표로 한다.

이를 위해 본 발명에 따른 선박의 선저폐수 처리 시스템은, 다음과 같은 구성을 포함한다는 점에서 주목할 만하다.

- 선저폐수 탱크와 침전조 사이에 이송 회로가 구성되어 있으며, 상기 선저폐수 탱크는 처리할 탄화수소, 즉 폐수가 있는 선저폐수를 포함하고, 상기 선저폐수 탱크는 이송 펌프를 통해 침전조와 연결되어 있다.

- 격실 내의 폐수를 발열체를 통해 미리 정해진 첫 번째 온도까지 가열하기 위하여 하나 이상의 가열된 용량을 포함하는 침전조, 폐수 순환 솔레노이드 밸브를 포함하는 폐수 순환 출구, 표면 추출 솔레노이드 밸브, 폐수 순환 규환 회로 및 물 규환 회로를 포함하는 표면 추출 출구를 포함한다.

- 침전조와 잔류물 탱크 사이에 표면 추출 회로가 구성되어 있으며, 상기 침전조는 표면 추출 출구에 의해 잔류물 탱크에 연결되어 있고, 상기 표면 추출 출구는 탄화수소 층의 두께가 미리 정해진 임계값이 도달할 때 개방되는 표면 추출 솔레노이드 밸브를 통해 폐수 표면에 존재하는 농축 탄화수소를 중력에 의해 배출시키는 데 적합하다.

- 조수기가 폐수 순환 출구와 연결되어 있으며, 상기 조수기는 냉각 회로에 연결된 응축기와 가열 회로에 연결된 히터를 포함한다.

- 폐수 순환 출구와 폐수 순환 규환 회로 사이에 폐수 순환 회로가 구성되어 있으며, 상기 폐수 순환 회로는 폐수 순환 펌프와 이젝터를 포함하고, 폐수 순환 펌프와 이젝터 사이에 있는 노즐은 정류 밸브를 통해 조수기에 공급하고, 상기 이젝터는 조수기에 연결되어 있으며, 진공을 생성하고 농축 폐수를 추출하며 폐수 순환 규환 회로에도 연결되어 있다.

- 조수기와 물 규환 회로사이에 물 순환 회로가 구성되어 있으며, 상기 물 순환 회로는 3방향 밸브 및 조수기와 3방향 밸브 사이에 위치한 물 순환 펌프를 포함하고, 상기 3방향 밸브는 입구 1개와 출구 2개를 포함하고, 상기 출구 중 하나는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값 미만일 때 청수 탱크에 연결되어 있고, 또 다른 출구는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값이 이상일 때 침전조에 연결되어 있다.

- 본 발명의 마이크로 컨트롤러는 다음과 같은 구성과 연결된다:

- 선저폐수가 침전조로 유입되도록 제어하는 이송 펌프, 폐수가 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 폐수 순환 펌프, 물이 물 순환 회로로 유입되도록 제어하는 물 순환 펌프.

- 미리 정해진 두께에 도달할 때 표면 추출 밸브의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 표면 탄화수소 두께 센서, 3방향 밸브를 제어하는 탄화수소 함량 센서,

- 폐수가 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 폐수 순환 솔레노이드 밸브, 탄화수소가 잔류물 탱크로 유입되도록 제어하는 표면 추출 솔레노이드 밸브.

이상의 특징을 가진 진공 증발 분리는 비교적 간단하고 저렴하게 제공될 수 있다.

상기 본 발명의 선지 폐수처리 시스템은 증발 응축 시스템이 작동하는 침전조에서 폐수를 가열하여 침전 분리 과정을 재개하고 가속화한다.

또한 상기 시스템은 탄화수소를 농축하고, 표면 추출(침전조에서 액체의 표면에 형성된 탄화수소 층 제거)과 화물창에서 선저폐수까지의 처리(증발 응축에 의해 청수로 변환된 폐수의 교체)를 통해 희석이 이루어진다.

본 발명은 바람직하게는 아래에 제시된 실시예와 변형된 형태에 의해 구현되며, 실시예와 그 변형된 형태는 개별적 또는 기술적으로 효과적인 조합으로 간주되어야 한다.

본 발명의 한 실시예에서 침전조는 침전조의 용량을 3개의 동일한 용량으로 분할하는 3개의 수직 격실을 포함하고, 제1 격실과 제2 격실을 연결하기 위한 하단 개구부가 있고, 상기 개구부에 발열체가 있고, 제2격실과 제3격실 사이에 연락 밸브가 있으며, 상기 연락 밸브는 격실 바닥에 배치된다.

본 발명의 하나의 실시예에서 탄화수소 함량의 미리 지정된 임계값은 0에서 15ppm 사이이다.

본 발명의 하나의 실시예에서 미리 지정된 첫 번째 온도는 55에서 75℃ 사이이다.

본 발명의 하나의 실시예에서 침전조 양쪽에 레벨 표시기가 배치되어 있으며, 첫 번째 레벨 표시기는 제1격실과 제2격실의 액체 수준을 표시하고, 두 번째 레벨 표시기는 제3 격실의 액체 수준을 표시한다.

본 발명의 다른 장점과 목적 및 특징은 아래에 첨부된 도면과 함께 제공되는 설명에서 밝혀질 것이다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 선박의 선저폐수 처리 시스템의 작동을 설명하기 위해 여러 구성요소들을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 선박의 선저폐수 처리 시스템의 여러 구성요소들을 도시한 사시도이다.

도 1은 선박의 선저폐수 처리 시스템의 작동을 설명하기 위해 여러 구성요소들을 도시한 도면이다.

본 발명의 하나의 실시예에서 시스템은 다음을 포함한다.

- 선저폐수 탱크(20)와 침전조(21) 사이에 이송 회로가 구성되어 있으며, 상기 선저폐수 탱크(20)는 처리할 탄화수소, 즉 폐수가 있는 선저폐수를 포함하고 상기 선저폐수 탱크(20)는 이송 펌프(27)를 통해 침전조(21)와 연결되어 있다.

침전조(21)는 격실 내의 폐수를 발열체(26)를 통해 미리 정해진 첫 번째 온도까지 가열하기 위하여 하나 이상의 가열된 용량을 갖고, 폐수 순환 출구(24)는 폐수 순환 솔레노이드 밸브를 포함하며, 표면 추출 출구(25)는 표면 추출 솔레노이드 밸브, 폐수 순환 규환 회로(36) 및 물 규환 회로(37)을 포함한다.

상기 시스템의 침전조(21)와 잔류물 탱크(22) 사이에 표면 추출 회로가 구성되어 있으며, 상기 침전조(21)는 표면 추출 출구(25)에 의해 잔류물 탱크(22)에 연결되어 있고, 상기 표면 추출 출구(25)는 탄화수소 층의 두께가 미리 정해진 임계값에 도달할 때 개방되는 표면 추출 솔레노이드 밸브를 통해 폐수 표면에 존재하는 농축 탄화수소를 중력에 의해 배출시키는 데 적합하다.

또한 본 발명의 시스템은 폐수 순환 출구(24)와 연결된 조수기(28)를 포함하고, 조수기(28)는 냉각 회로에 연결된 응축기와 가열 회로에 연결된 히터를 포함한다.

또한 상기 시스템의 폐수 순환 출구(24)와 폐수 순환 규환 회로(36)사이에 폐수 순환 회로가 구성되어 있으며, 상기 순환 회로는 폐수 순환 펌프(29)와 이젝터(31)를 포함하고, 폐수 순환 펌프(29)와 이젝터(31) 사이에 있는 노즐은 정류 밸브(32)를 통해 조수기(28)에 공급하고, 상기 이젝터(31)는 조수기(28)에 연결되어 있으며, 진공을 생성하고 농축 폐수를 추출하며 폐수 순환 규환 회로(36)에도 연결되어 있다.

시스템의 조수기(28)와 물 규환 회로(37) 사이에 물 순환 회로가 구성되어 있으며, 상기 물 순환 회로는 3방향 밸브(33) 및 조수기(28)와 3방향 밸브(33) 사이에 위치한 물 순환 펌프(34)를 포함하고, 상기 3방향 밸브(33)는 입구 1개와 출구 2개를 포함하고, 상기 출구 중 하나는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값 미만일 때 청수 탱크(35)에 연결되어 있고, 또 다른 출구는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값이 이상일 때 침전조(21)에 연결되어 있다.

또한 본 발명의 선저폐수 처리 시스템은 다음과 같은 구성에 연결된 마이크로 컨트롤러를 포함하고 있다.

- 선저폐수가 침전조(21)로 유입되도록 제어하는 이송 펌프(27), 폐수가 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 폐수 순환 펌프(29), 물이 물 순환 회로로 유입되도록 제어하는 물 순환 펌프(34).

- 미리 정해진 두께에 도달할 때 표면 추출 밸브의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 표면 탄화수소 두께 센서, 3방향 밸브(33)를 제어하는 탄화수소 함량 센서.

- 폐수가 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 폐수 순환 솔레노이드 밸브, 탄화수소가 잔류물 탱크(22)로 유입되도록 제어하는 표면 추출 솔레노이드 밸브.

일반 작동

침전조(21)는 6시간의 청수 생산에 해당하는 용량의 액체를 포함한다. 침전조(21)는 폐수 이송 펌프(27)에 의해 15분 내에 채워진다.

침전조(21)의 선저폐수 중 제1 격실(V1)은 선박 엔진의 고온수 회로로부터 동력을 공급받는 조수기(28)에 포함된 것과 동일한 열교환기인 발열체(26)에 의해 가열된다.

사이클이 시작될 때 폐수의 초기 가열은 약 45분 정도 소요된다(10°C에서 65°C로 가열한다고 가정). 그후 침전조(21)를 가열하는데 필요한 전력은 보충되는 폐수를 가열할 때 필요한 수준으로 감소된다. 이제 조수기 히터(28)가 가열 전력을 사용한다.

채움/초기 가열을 단계적으로 진행하여 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)을 최대한 맑게 한 다음 조수기가 흡입하는 제3격실(V3)을 채운다.

그 후 침전조의 폐수가 조수기에서 처리되고 침전조(21)에 정기적으로 폐수가 추가되면서 청수가 생산되는 생산 공정이 지속적으로 진행된다.

초기 충전/가열 순서

- 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)의 첫 번째 충전(높은 수준 정지).

- 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)의 첫 번째 가열(65°C로 온도 조절). 약 30분 정도 지속.

- 제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3) 사이의 연락(온도 60°C 이상, 타이머 조절 시작).

- 제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3)의 연락 폐쇄(타이머 조절 종료).

- 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)의 두 번째 충전(높은 수준에서 정지).

- 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)의 두 번째 가열(65°C로 온도 조절). 약 15분 정도 지속.

- 제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3) 간의 연락(온도 60°C 이상).

생산 순서

- 조수기 시동.

- 제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3)의 정기적 충전(추가 수준과 높은 수준 사이).

- 제1격실(V1) 및 제2격실(V2) 가열(65°C로 온도 조절).

- 제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3) 격실의 자동 표면 추출(탄화수소 층의 두께 감지).

단기 정지 순서

- 조수기 정지.

장기 정지 순서

- 조수기 정지.

- 침전조(21) 가열 정지.

- 침전조(21)와 조수기 비우기.

정상적인 상태에서 생산량을 보상하기 위해 침전조(21)에 폐수를 추가하는 것은 매시간 이루어진다.

이러한 주기는 다음과 같은 경우를 방지할 수 있는 절충안이다.

- 저유량 폐수 이송 펌프의 연속 작동 또는 펌프의 잦은 ON/OFF.

- 침전조(21)의 온도를 지나치게 낮추거나 지나치게 많은 추가. 따라서 1시간의 생산량에 해당하는 폐수를 추가하면 평균 온도가 약 54℃로 떨어진다.

제1격실(V1)과 제2격실(V2)의 온도는 54°C 에서 65°C 사이이며, 제3격실(V3)은 가열되지 않고 약 50°C ~ 55°C로 작동하는 조수기 회로에 위치하기 때문에 약 50°C의 온도를 유지한다.

추가 임계값과 상한 임계값 사이의 차이는 해당 볼륨이 1시간의 청수 생산에 해당하도록 계산된다. 실제로 약 13~18cm에 해당하는 이 값은 레벨 제어 시스템이 추가 시작 수준과 높은 수준 사이에서 올바르게 작동할 수 있게 한다.

평균 폐수 유량(청수 생산량과 동일)에 필요한 가열 전력은 초기 가열 전력의 약 10%이다.

본 발명의 한 실시예에 따르면 제1격실(V1)과 제2격실(V2)의 폐수 표면에 있는 탄화수소 층의 두께가 약 5~10cm에 도달할 때 표면 추출이 자동으로 시작된다.

탄화수소 두께 감지 센서가 추출 솔레노이드 밸브의 개방을 촉발시킨다.

센서는 침전조의 상단에 해당하는 높이에 위치한다. 추출 솔레노이드 밸브는 물을 유입하지 않고 ‘순수한’ 탄화수소 층만 추출할 수 있도록 위에서 아래로 2cm에서 5cm 사이에 배치한다.

추출 과정에서 흐르는 물질을 작업자가 관찰할 수 있어야 한다. 그럼으로써 회로가 슬러지 상자라고도 하는 잔류물 탱크에 도달하기 전에 깔때기로 배출할 수 있다.

침전조.

침전조(21)는 가열에 의한 폐수(선저폐수)의 침전이 가속화되는 곳이다.

침전조(21)의 총용량은 6시간의 청수 생산량에 해당하며, 물의 양이 많아 히터가 잠기게 되면 최대 수위 위로 30cm의 공기 공간이 형성된다.

침전조(21)가 차지하는 면적을 최소화하여 선박의 엔진실에 쉽게 통합될 수 있도록 한다.

본 발명의 하나의 실시예에서 침전조(21)의 내부 격실은 수직 구조이다. 이는 침전 공정을 개선하고 표면 추출을 촉진하며(탄화수소 층을 더 두껍게 하고 표면의 이동을 제한), 선박의 이동으로 인한 혼합 효과를 제한한다.

침전 과정에서 오염이 덜 된 폐수가 제1격실(V1)에서 제2격실(V2) 및 제3격실(V3)로 점점 이동하도록 세 격실 사이의 폐수 교환을 제어한다(연락 솔레노이드 밸브).

가열 시스템의 면적과 격실의 짧은 길이로 인해 침전조 하단에 위치한 히터에 의해 제1격실(V1)과 제2격실(V2) 사이에 영구적인 연락이 이루어진다. 격벽의 형태를 히터의 형태에 맞게 조절하여 이 바이어스를 최대한 줄인다.

3개의 격실은 폐수 상한선보다 30cm 높은 침전조의 천장으로 연결된다. 이를 통해 격실 사이의 압력/수준 균형을 유지하고 침전조 상단에 통풍구를 하나만 확보할 수 있다. 격실 간의 이러한 연락 공간의 크기는 안전(우발적인 과압 배출)에는 충분하지만 액체가 격실 사이를 통과(선박의 이동으로 인한 혼합)하지 못하도록 막기에는 충분히 크지 않다.

제1격실(V1) 및 제2격실(V2)은 침전조(21) 하단의 개구부에서 교환기를 통해 연결되기 때문에 폐수로 채워짐과 동시에 가열된다. 따라서 둘 다 침전이 가속화되는 주요 장소이다. 두 격실 사이의 탄화수소 층을 일정하게 유지하고 탄화수소 층 센서를 하나만 사용하기 위해 두 격실 사이의 칸막이 벽은 대략 10cm(폐수 상한선의 중앙) 높이에 구멍을 낸다.

제2격실(V2) 및 제3격실(V3) 사이의 연결은 제3격실(V3)의 초기 충전이 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)의 가열/침전 후에만 이루어지도록 제어된다. 장치가 연속적으로 작동하는 동안 격실 사이의 연결은 개방 상태로 유지된다. 침전조(21)의 바닥(히터 높이 바로 위)에 이 연결부를 설치하면 가장 덜 오염된 폐수를 이송할 수 있다.

침전조 양쪽에 레벨 마운트를 설치한다. 하나는 제1격실(V1)과 제2격실(V2)(영구적으로 연결됨)의 수준을 나타내고, 다른 하나는 제3격실(V3) (프로세스의 특정 단계에서 제1격실(V1) 및 제2격실(V2)과 분리됨)의 수준을 나타낸다. 이러한 중복성으로 인해 높은 수준 센서와 낮은 수준 센서의 중복성(레벨 마운트에 부착된 경우)도 허용된다.

침전조(21)에 있는 2개의 배수 밸브(제1격실(V1), 제2격실(V2) 및 제3격실(V3))는 장시간 정지 또는 유지보수/청소를 위해 설비를 퍼지할 수 있다.

이러한 특징을 고려할 때 다음과 같은 치수는 시스템 설계의 예시이다.

첫 번째 실시예(1일 1m³ 생산)에 의한 장치의 침전조(21):

총용량: 420리터

액체 용량: 325리터

순용량: 250리터 (6시간 작동)

잔류량(최소화): 75리터(최소 액체 높이)

최대 액체 높이: 1000mm

300mm 에어나이프

최소 액체 높이: 히터 상단, 230mm(히터의 직경과 대류 순환에 필요한 침전조 하단에서의 높이(100~150mm)에 따라 조정)

L=900=3*300 - W=360 - H=1300mm. (히터의 길이에 따라 L 조정)

두 번째 실시예(1일 3m³ 생산)에 의한 장치의 침전조(21):

총용량: 1070리터

액체 용량: 895리터

순용량: 750리터 (6시간 작동)

잔류량(최소화): 145리터(최소 액체 높이)

최대 액체 높이: 1420mm

300mm 에어나이프

L=1050=3*350 - W=600 - H=1720mm. (히터의 길이에 따라 L 조정)

세 번째 실시예(1일 5m³생산)에 따른 장치용 침전조(21):

총용량: 2000리터

액체 용량: 1680리터

순용량: 1250리터 (6시간 작동)

잔류량(최소화): 430리터(최소 액체 높이)

최대 액체 높이: 1500

300mm 에어나이프

최소 액체 높이: 히터 상단, 300mm(히터의 직경과 대류 순환에 필요한 침전조 하단에서의 높이(100~150mm)에 따라 조정)

L=1350=3*450 - W=850 - H=1800mm. (히터의 길이에 따라 L 조정)

조수기

조수기는 기본적으로 처리할 폐수에 포함된 물을 증발시키기 위한 히터를 포함하는 밀폐형 인클로저, 증발된 물을 액체 형태로 되돌리는 응축기, 히터와 응축기 사이에 부유하는 물방울을 분리하기 위한, 보이지 않는 ‘데미스터’(프랑스어로 물방울 분리기를 의미하는 것으로, 도면에 예시되어 있지 않음) 필터로 구성되어 있다.

조수기와 관련된 보조 장치는 다음과 같다:

- 제3격실(V3)의 침전조를 빨아들여 이젝터로 배출하고 정류 밸브를 통해 조수기에 폐수를 공급한 후 제3격실(V3) 침전조로 돌아가는 폐수 순환 회로. 폐수 순환 회로는 조수기가 생산한 청수를 제외하고는 폐쇄 회로에 있다.

- 비응축성 가스를 빨아들여(벤츄리 효과) 조수기를 진공 상태로 만들고 폐수를 추출하는 기능을 하는 이젝터.

- 아래에 설명된 가열 및 냉각 회로.

- 펌프가 조수기에 응축된 물을 빨아들이고 탄화수소 함량 측정 장치로 배출하여 3방향(입구 1개, 출구 2개) 밸브를 작동시키는 청수 회로. 출구 밸브 중 하나는 물을 청수 탱크(35)로 보내고(탄화수소의 함량이 0에서 15ppm 사이의 임계값 미만인 경우), 다른 출구 밸브는 침전조(21)로 보낸다(탄화수소의 함량이 임계값 이상인 경우).

조수기 히터의 가열 전력은 시스템의 모드에 따라 30kW에서 150kW이다.

필터(도면에 예시되어 있지 않음)에 의해 보호되는 정류 밸브(32)를 통해 폐수가 조수기(28)로 공급된다. 본 발명의 한 실시예에서 유량은 물 생산량의 약 3배이다.

조수기 출구에는 이젝터(31)가 있다. 이젝터(31)에 의해 농축된 폐수 추출량은 물 생산량의 약 2배이다.

설계

조수기(28)의 본체는 강철로 만들어졌으며, 부식 방지를 위해 내부가 코팅되었다.

열교환기(히터 및 응축기)는 핀으로 고정되고, 부식에 강한 합금(CuNi, 청동)으로 제조된다.

조수기(28)의 청소와 유지 보수를 간소화하기 위해 한쪽 면은 쉽게 분해할 수 있는 볼트 플레이트(환경이 허용하는 경우 힌지에 장착)로 구성되어 있다. 따라서 교환기(히터, 응축기)와 탈착식 ‘데미스터’ 필터에 접근할 수 있다.

종래의 조수기와 마찬가지로 물질 주입에 의한 세척 장치도 제공된다.

조수기에는 다음과 같은 부속품이 있다.

- 액체 높이 제어 창

- 진공계

- 온도계

- 압력 릴리프 밸브

- 히터 입출력용 온도계

- 응축기 입구 압력계

- 배수 밸브

가열 회로

조수기 및 침전조의 히터는 선박 엔진의 온수 회로를 우회하여 구동된다.

엔진의 물은 70°C에서 90°C까지 올라간다.

히터의 델타 온도는 4°C에서 10°C 사이이다.

온수 유량은 장치의 모델에 따라 시간당 6~17m3이다.

조수기의 증기 회로와 응축 회로에 폐수가 유입되는 것을 막기 위해 조수기를 너무 가열하지 않는 것이 중요하다. 가열 전력은 히터 입구 밸브의 압력 강화와 같은 온수 흐름을 제어하여 조절한다.

냉각 회로

조수기의 응축기는 바다에서 직접 흡입하고 바다로 직접 배출하는 냉각 펌프(도면에 예시되어 있지 않음)를 포함하는 회로에 의해 해수를 공급 받는다.

시스템은 해수가 최대 온도 32°C에서 조수기의 응축기에 도달하도록 설계되었다.

응축기의 델타 온도는 8°C에서 10°C 사이이다.

해수 냉각 펌프(보이지 않음)의 유량은 시간당 3m³에서 12m³ 사이이다.

폐수 순환

회로(29)의 펌프의 특성은 이젝터 및 폐수 회로의 요구와 관련이 있다.

- 압력 4~6바

- 장치의 모델에 따라 시간당 3~12m3의 유량

- 최대 65°C까지 작동

펌프의 상류에 있는 필터(30)는 패킹을 보호한다.

폐수 회로에 의해 공급되는 이젝터는 조수기에서 농축된 폐수와 비응축성 가스를 추출하는 기능을 가지고 있다.

조수기 본체의 농축 폐수 추출 속도는 생산 속도의 약 2배이다.

이젝터의 압력 강하는 약 3바이다. 따라서 이젝터 입구의 최소 압력은 3.3바이다.

펌프와 이젝터 사이의 폐수 회로에 연결하면 정류 밸브를 통해 조수기에 폐수가 공급된다.

폐수 이송

폐수 이송 회로는 선저폐수를 탱크로 빨아들여 침전 탱크로 배출하는 펌프를 포함한다.

폐수 이송 펌프는 15분 안에 약 6시간의 청수 생산량과 동일한 시간당 1m³(장치의 첫 번째 모드)에서 5m³(장치의 세 번째 모드)의 유량을 가져야 한다.

상류에 있는 필터가 펌프를 보호한다.

청수.

청수 펌프(34)는 건조하지 않아야 한다. 청수 펌프는 조수기(28) 아래에 배치되고, 청수 회로는 펌프가 충전 상태를 유지하도록 설계되어 있다.

탄화수소 함량은 생산된 물을 직접 청수 탱크(35)로 보낼 것인지 침전조(21)의 제3격실(V3)로 보내 다시 증류할 것인지를 결정한다.

안전.

폐수의 과열로 인한 폭발 또는 과압 위험

선저폐수는 탄화수소로 간주되기 때문에 이러한 가설의 현실을 고려하고 장치 작동 시 위험한 태도를 배제하여 폭발 위험으로부터 설비를 보호해야 한다.

침전조(21)와 조수기의 폭발 위험 방지는 다음 두 축에 따라 이루어진다.

- 인화성 가스 및 증기에 대한 작업.

- 발화원 제거.

안전에 기여하는 설계 요소

장치를 설계할 때 다음과 같은 안전 요소를 고려한다.

- 폭발성 증기를 포함할 수 있는 부피 최소화

- 침전조(21)의 기계적 강도

- 자기 표시가 있는 레벨 마운트 사용

- 온수기 사용

- 규정에 맞는 환기 회로에 연결된 침전조(21)의 이벤트

- 침전조(21)의 매우 높은 온도 안전(75°C)

- 침전조(21)의 환기 회로에 연결된 조수기 안전 밸브

- 침전조(21) 격실 제1격실(V1)-제2격실(V2) 아랫 부분의 안전

- 폐수 펌프 고장 시 장치 정지

범람 위험

침전조(21)의 격실 제1격실(V1)-제2격실(V2) 수준이 매우 높음.

침전조(21)로부터 중력 또는 사이펀에 의해 조수기(28)가 채워지는 것을 막기 위해 정지된 장치의 폐수 입력/출력 밸브를 닫는다.

물 부족 위험

침전조(21)의 격실 제1격실(V1)-제2격실(V2) 및 제3격실(V3) 수준이 낮음.

폐수 순환 펌프가 고장(조수기에 물 부족 위험)나면 작동을 중단한다.

일반 조항:

도 2는 시스템의 크기를 보여주는 사시도이다.

시스템의 크기는 가능한 한 작아야 한다. 주요 제약 조건은 선박의 격실 바닥이 차지하는 면적이다. 높이 제한은 일반적으로 덜하다.

조수기는 침전조(21)에 부착되어 있다. 둘 다 바닥 위로 올려져 있다. 폐수 및 청수 이송 펌프와 해수 냉각 펌프는 조수기 및 침전조(21) 아래에 배치한다.

조수기를 더 높이 올리면 펌프의 리턴을 이젝터 축에 배치하여 폐수 순환 회로의 레이아웃을 최적화할 수 있다. 난류 흐름의 부정적인 결과를 방지하기 위해 이젝터 장착 조건(이젝터 전후의 직선 배관 길이)을 준수해야 한다.

침전조(21)와 조수기에서 교환기를 추출할 수 있도록 주 유지보수 영역은 시스템의 왼쪽에 배치한다.

전기 패널은 유지 보수를 위해 이 영역 위에 배치한다. 전기 패널은 시스템을 제어하는 마이크로 컨트롤러를 포함한다. 시스템의 다양한 센서로부터 솔레노이드 밸브를 제어할 수 있도록 한다.

조수기 앞에 충분한 공간이 있으면 조수기의 유지 보수를 위해 분해가 용이하도록 힌지 볼트 플레이트를 장착하는 것이 흥미로울 것이다.

조수기가 침전조(21)에 부착되면, 제2격실(V2)과 제3격실(V3) 사이의 연락 밸브가 침전조의 후방에서 거부된다. 마찬가지로 폐수 회로 흡입 밸브는 폐수 회로 레이아웃으로 인해 격실(3) 뒤에 위치한다. 시스템이 선박의 격벽을 따라 설치된 경우 밸브의 유지 보수를 위해 접근성을 고려해야 한다.

청소 및 유지 보수

침전조(21)는 제1격실(V1)-제2격실(V2) 및 제3격실(V3)의 배수 밸브에 비워진다.

침전조 상단에 있는 볼트 검사 해치를 통해 3개의 격실 내부에 접근할 수 있다.

조수기는 화학 공정에 의해 또는 한쪽을 분해한 후 쉽게 청소할 수 있도록 설계되었다.

조수기 히터 및 응축기의 핀은 개별적으로 분해한 후 또는 분해 없이 조수기 본체의 측면을 열어서 청소할 수 있다.

폐수 이송 및 순환 회로의 필터는 세척 또는 교체를 위해 제거할 수 있다.

20: 선저폐수 탱크 21: 침전조
22: 잔류물 탱크 23: 침전 입구
24: 침전 출구 25: 표면 추출 출구
26: 발열체 27: 이송 펌프
28: 조수기 29: 폐수 순환 펌프
30: 필터 31: 배출기
32: 정류 밸브 33: 3방향 밸브
34: 물 순환 펌프 35: 청수 탱크
36: 폐수 순환 규환 회로 37: 물 규환 회로
V1: 제1격실 V2: 제2격실
V3: 제3격실

Claims

처리할 탄화수소, 즉 폐수가 있는 선저폐수를 포함하고 있는 선저폐수 탱크(20);
상기 선저폐수 탱크(20)와 이송펌프(27) 및 이송회로를 통해 연결되고, 상기 폐수를 발열체(26)에 의하여 정해진 제1온도까지 가열하기 위하여 하나 이상의 격실(제1격실(V1), 제2격실(V2), 제3격실(V3)) 폐수 순환 출구(24) 및 폐수 추출 출구(25)로 포함하는 침전조(21);
상기 폐수 순환 출구(24)는 폐수 순환 솔레노이드 밸브를 포함하며, 상기 표면 추출 출구(25)는 표면 추출 솔레노이드 밸브, 폐수 순환 규환 회로 (36) 및 물 규환 회로(37)를 포함하며;
상기 침전조(21)는 표면 추출 출구(25)에 의해 잔류물 탱크(22)에 연결되도록 표면추출회로가 구성되어 있으며, 상기 표면 추출 출구(25)는 탄화수소 층의 두께가 미리 정해진 임계값에 도달할 때 개방되는 표면 추출 솔레노이드 밸브를 통해 폐수 표면에 존재하는 농축 탄화수소를 중력에 의해 배출시키며;
상기 폐수 순환 출구(24)와 연결되어 있고, 냉각 회로에 연결된 응축기와 가열 회로에 연결된 히터를 포함하는 조수기(28);
상기 폐수 순환출구(24)와 폐수 순환 규환회로(36)사이에 폐수순환회로가 구성되고 상기 폐수순환회로에 폐수 순환펌프(29)와 이젝터(31)가 설치되어 있으며, 상기 폐수 순환펌프(29)와 상기 이젝터(31) 사이에 설치된 노즐은 정류밸브(32)를 통해 상기 조수기(28)에 폐수를 공급하고, 상기 이젝터(31)는 상기 조수기(28)에 연결되어 있는 동시에 진공을 생성하고 농축 폐수를 추출하면서 폐수 순환 규환회로(36)에 연결되어 있으며;
상기 조수기(28)와 물 규환 회로(37) 사이에 물 순환 회로가 구성되어 있고, 상기 물 순환 회로는 3방향 밸브(33) 및 조수기(28)와 3방향 밸브(33) 사이에 위치한 물 순환 펌프(34)를 포함하며, 상기 3방향 밸브(33)는 하나의 입구와 두 개의 출구를 포함하며, 상기 하나의 출구는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값 미만일 때 청수 탱크(35)에 연결되어 있고, 또 다른 출구는 탄화수소 함량이 미리 정해진 임계값이 이상일 때 침전조(21)에 연결되어 있으며;
상기 선저폐수가 상기 침전조(21)로 유입되도록 제어하는 이송 펌프(27), 상기 폐수가 상기 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 폐수 순환 펌프(29), 물이 상기 물 순환 회로로 유입되도록 제어하는 물 순환 펌프(34),
미리 정해진 두께에 도달할 때 상기 표면 추출 밸브의 개방 또는 폐쇄를 제어하는 표면 탄화수소 두께 센서, 상기 3방향 밸브(33)를 제어하는 탄화수소 함량 센서 및
상기 폐수가 상기 폐수 순환 회로로 유입되도록 제어하는 상기 폐수 순환 솔레노이드 밸브, 탄화수소가 상기 잔류물 탱크(22)로 유입되도록 제어하는 상기 표면 추출 솔레노이드 밸브와 연결된 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 선저폐수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 침전조(21)는 상기 침전조(21)의 용량을 3개의 동일한 용량으로 분할하는 제1 내지 제3격실(제1격실(V1), 제2격실(V2), 제3격실(V3)) 포함하고, 상기 제1격실(V1)과 상기 제2격실(V2)을 연결하는 하단 개구부에 발열체(26)가 설치되며, 상기 제2격실(V2)과 상기 제3격실(V3) 사이의 격실 바닥에 배치된 연락밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 선저폐수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 탄화수소 함량의 미리 지정된 임계값이 0에서 15ppm 사이인 것을 특징으로 하는 선박의 선저폐수 처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 첫 번째 온도가 55℃ 에서 75℃ 사이인 것을 특징으로 하는 선박의 선저폐수 처리 시스템.
제2항에 있어서, 상기 침전조(21) 양쪽에 레벨 표시기가 배치되어 있으며, 첫 번째 레벨 표시기는 상기 제1격실(V1)과 상기 제2격실(V2)의 액체 수준을 표시하고, 상기 두 번째 레벨 표시기는 상기 제3격실(V3)의 액체 수준을 표시하는 것을 특징으로 하는 선박의 선저폐수 처리 시스템.