KR20200078651A - 스크러버 및 스크러버 시스템 - Google Patents

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Abstract

스크러버 중에서의 고형 성분의 제거 효율을 향상시키기 위해, 엔진으로부터 배출된 배기가스 중의 고형 성분을 스크러버수에 흡수시키는 스크러버(111)는, 상기 스크러버(111)에서 순환하는 순환 스크러버수를 상기 스크러버(111)로 유입시키는 제1 스프레이 노즐(114)(제1 유입부)과, 원심 분리기(120)(분리 장치)에 의해 상기 스크러버(111) 내의 스크러버수로부터 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수를 상기 스크러버(111)로 유입시키는 제2 스프레이 노즐(116)(제2 유입부)이, 별개로 설치된다.

Description

스크러버 및 스크러버 시스템
본 발명은, 선박용 디젤 엔진의 배기가스 중에 포함되는 SOx, NOx 및 입자상 물질 제거 등을 위한 스크러버 및 스크러버 시스템에 관한 것이다.
선박용 디젤 엔진 등에서는, 배기가스에 포함되는 미연소 탄소 등 입자상 물질(고형 성분)을 제거하기 위해 스크러버가 이용된다. 이 스크러버에서는, 제진용 물인 스크러버수를 스크러버 내에서 스프레이 노즐로부터 분무하여, 상기 고형 성분을 흡수시키도록 구성된다. 스크러버수는, 순환 배관 및 스프레이 노즐을 통해 순환된다. 순환 배관을 흐르는 스크러버수의 일부는, 분기되어 원심 분리기로 보내지고, 고형 성분이 분리된 후, 순환 배관으로 되돌려지고, 분기 전의 스크러버수와 합류되어 스프레이 노즐로부터 분무된다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2017-029919호 공보
그러나, 상기와 같은 스크러버에서 순환하는 스크러버수에 대하여 원심 분리기로 고형 성분을 제거하는 경우, 그 제거 효율이 자칫 저하되기 쉬웠다.
본 발명은, 상기의 점을 감안하여, 원심 분리기에서의 고형 성분의 제거 효율 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
엔진으로부터 배출된 배기가스 중의 고형 성분을 스크러버수에 흡수시키는 스크러버로서,
상기 스크러버에서 순환하는 순환 스크러버수를 상기 스크러버로 유입시키는 제1 유입부와, 분리 장치에 의해 상기 스크러버 내의 스크러버수로부터 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수를 상기 스크러버로 유입시키는 제2 유입부가, 별개로 설치되는 것을 특징으로 한다.
이로써, 고형 성분 농도가 낮은 스크러버수가 스크러버 내로 분사되고, 고형 성분이 포착되기 쉬워지거나 응집되기 쉬워져, 고형 성분의 제거 효율이 향상된다.
본 발명에 의하면, 원심 분리기에서의 고형 성분의 제거 효율 저하를 억제할 수 있다.
도 1은, 실시형태 1의 스크러버 시스템의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는, 실시형태 2의 스크러버 시스템의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은, 실시형태 3의 스크러버 시스템의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는, 실시형태 4의 스크러버 시스템의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시형태로서, 디젤 엔진의 배기가스를 제진(除塵)하는 스크러버 시스템의 예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 그리고 이하의 각 실시형태와 변형예에서, 다른 실시형태 등과 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는, 동일하거나 대응하는 부호를 붙여 적절히 설명을 생략한다.
(실시형태 1)
실시형태 1의 스크러버 시스템(100)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진 등의 배기가스에 포함되는 미연소 탄소 등 입자상 물질(고형 성분)을 스크러버수에 의해 포착하는 스크러버 장치(110)와, 상기 스크러버수에 포착된 고형 성분을 제거하는 원심 분리기(120)(분리 장치)를 구비한다.
스크러버 장치(110)는, 배기가스 유입관(111a)을 개재하고 스크러버(111)로 보내지는 배기가스 중의 고형 성분을 스크러버(111) 내에서 스크러버수에 흡수시켜 제진하고, 제진 후의 배기가스를 도시하지 않는 배기관으로부터 배출하도록 구성된다. 스크러버(111) 내에 저류된 저류 스크러버수는, 펌프(112) 및 순환 배관(113)을 통해 순환되고, 제1 스프레이 노즐(114)(제1 유입부)을 통해 스크러버(111) 내로 분사(분무)되도록 구성된다.
또한, 상기 순환 배관(113)을 흐르는 스크러버수의 일부는, 분기관(115)을 통해 원심 분리기(120)로 보내진다. 원심 분리기(120)에서는, 고형 성분이 원심력에 의해 분리되어, 슬러지로서 배출되도록 구성된다. 정화 후 스크러버수는 일부가 환경계 외로 배출됨과 더불어, 다른 일부는 스크러버(111)로 되돌려지고, 제2 스프레이 노즐(116)(제2 유입부)을 통해 스크러버(111) 내로 분사되도록 구성된다. 여기서, 정화 후 스크러버수는 환경계 외로 배출되지 않고 모두 스크러버(111) 내로 분사되도록 하여도 된다.
상기 스프레이 노즐(114,116)의 구체적 배치는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 각각 복수의 노즐 유닛이, 격자형으로 가로세로로 번갈아 배치되거나, 동심원상으로 직경 방향으로 번갈아 배치되어도 된다.
스크러버(111) 내부의 스프레이 노즐(114,116)(114,116)하방에는, 충전재(111b)가 설치된다. 스프레이 노즐(114,116)로부터 분사된 스크러버수는, 충전재(111b)를 타고 서서히 하방으로 이동한 후, 낙하하여 스크러버(111)의 저부에 저류되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 스크러버 시스템(100)에서는, 스크러버(111) 내에서 스프레이 노즐(114,116)로부터 분사된 스크러버수의 물방울이나 충전재(111b)를 타고 이동하는 스크러버수가 배기가스에 접촉함으로써, 배기가스 중의 고형 성분을 효율적으로 포착하도록 구성된다. 특히, 순환 배관(113)을 통해 순환하는 스크러버수가 분사되는 제1 스프레이 노즐(114)과, 원심 분리기(120)에 의해 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수가 분사되는 제2 스프레이 노즐(116)이 별개로 설치됨으로써, 고형 성분 농도가 낮은 스크러버수와, 상대적으로 고형 성분 농도가 높은 스크러버수가 분사되게 된다. 이 경우, 원심 분리기(120)에 의한 정화 후 스크러버수는, 고형 성분 농도는 낮지만, 원심 분리기(120) 내에서 작용하는 전단력에 의해 미세화된 고형 성분이 포함될 수 있다. 그와 같은 미세화된 고형 성분은, 원심 분리기(120)에 의한 분리 효율을 저하시키는 요인이 된다. 그러나, 그와 같은 스크러버수가, 순환 배관(113)을 통해 순환하는 스크러버수와 혼합되지 않고 스크러버(111) 중에 분사되면, 혼합되어 분사되는 경우보다도, 미세화된 고형 성분이 응집되기 쉬워질 것으로 생각된다. 따라서, 원심 분리기(120)에 의한 고형 성분의 제거 효율 저하를 억제하기가 용이해진다. 또한, 고형 성분 농도가 낮은 스크러버수가 분사됨으로써, 스크러버(111) 내에서의 스컴(scum) 발생이나 성장이 억제되기 쉬워져, 스크러버 시스템(100)의 동작을 용이하게 안정화할 수 있다.
(실시형태 2)
실시형태 2의 스크러버 시스템(100)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1의 구성에 더불어, 펌프(131), 필터 여과 장치(132), 및 제3 스프레이 노즐(117)을 추가로 구비한다.
상기 필터 여과 장치(132)는, 스크러버수 중의 고형 성분을 필터로 걸러냄으로써 제거하고, 슬러지와 정화 후 스크러버수를 배출하도록 구성된다.
상기 제3 스프레이 노즐(117)은, 스프레이 노즐(114,116)보다도 하방, 즉 스크러버(111) 내에 저류되는 저류 스크러버수의 액면에 보다 가까운 곳에 설치된다.
이로써, 필터 여과 장치(132)에 의해 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수가, 저류 스크러버수의 액면에 직접 분사되어, 스컴이 소포(消泡)되기 쉬워진다. 따라서, 스컴 발생이나 성장이 보다 억제되기 쉬워져, 스크러버 시스템(100)의 동작을 보다 용이하게 안정화할 수 있다.
여기서, 필터 여과 장치(132)에 의해 정화 후 스크러버수도 환경계 외로 배출되지 않고 모두 제3 스프레이 노즐(117)을 통해 스크러버(111) 내로 분사되도록 하여도 된다.
또한, 상기와 같은 소포 효과를 얻기 위해서는, 필터 여과 장치(132)에 의해 정화된 스크러버수 대신, 원심 분리기(120)에 의해 정화된 스크러버수의 일부를 제3 스프레이 노즐(117)로부터 분사하도록 하여도 된다.
(실시형태 3)
실시형태 3의 스크러버 시스템(100)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 실시형태1의 구성에 더불어, 아래의 구성요소를 추가로 구비한다.
원심 분리기(120)에 의해 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수를 여과하는 필터 여과 장치(141)가 설치되어, 추가로 고형 성분이 제거된 스크러버수가 환경계 외로 배출되도록 구성된다.
또한, 원심 분리기(120)에 의해 분리된 고형 성분, 및 상기 필터 여과 장치(141)에 의해 여과된 고형 성분을 수취하는 슬러지받이 탱크(142)가 설치된다. 이 슬러지받이 탱크(142)에 일단 저류된 슬러지는, 펌프(143)를 통해 필터 프레스(144)로 보내지고, 고형 성분이 여과, 압축되어 케이크(145)로서 배출되도록 구성된다. 필터 프레스(144)에서 여과된 스크러버수는, 청정액받이 탱크(146)에 저류된 후, 적절히 펌프(147)에 의해 제3 스프레이 노즐(117)로부터 분사되도록 구성된다.
상기와 같이, 원심 분리기(120)로부터 배출된 정화 후 스크러버수를 추가로 여과하는 필터 여과 장치(141)가 설치됨으로써, 보다 청정한 스크러버수를 환경계 외로 배출할 수 있다.
또한, 원심 분리기(120)나 필터 여과 장치(141)로부터 배출된 슬러지를 필터 프레스(144)에 의해 여과, 압축하여 케이크(145)로 함으로써, 보관 공간을 작게 억제하기가 용이해진다.
(실시형태 4)
실시형태 4의 스크러버 시스템(100)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 실시형태 3의 구성과 비교하여, 슬러지받이 탱크(142) 및 필터 프레스(144) 대신, 침전조(161)와 수집 탱크(162)가 일체로 형성된 침전 장치(160)가 설치된다. 원심 분리기(120)나 필터 여과 장치(141)로부터 배출된 고형 성분(슬러지)은, 침전조(161)에서 농축된 후, 펌프(163)를 통해 배출되도록 구성된다.
침전조(161)에서 고형 성분이 침전한 후의 상층액은, 수집 탱크(162)에 저류된 후, 펌프(164), 순환 배관(113) 및 제1 스프레이 노즐(114)을 통해, 스크러버(111) 내로 분사되도록 구성된다. 상기 수집 탱크(162)는, 또 스크러버(111) 내에서 배기가스 중의 고형 성분을 포착한 후, 순환 배관(118)을 통해 보내진 스크러버수를 저류하기 위해서도 이용되도록 구성된다. 이 경우에는, 스크러버(111)를 소형화하기가 용이해진다. 또한, 침전조(161)와 수집 탱크(162)를 일체화하거나, 침전조(161)의 상층액 저류 및 스크러버(111)를 순환하는 스크러버수의 저류를 수집 탱크(162)가 겸함으로써도, 스크러버 시스템(100) 전체의 소형화를 도모하기가 용이해진다.
(그 밖의 실시형태)
상기 각 실시형태에서는, 분리 장치로서, 원심 분리기(120)나 필터 여과 장치(132) 등이 이용되는 예를 나타냈으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 분리 기능을 갖는 장치를 적용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 원심 분리기, 필터 여과 장치, 및 노즐 세퍼레이터나, 이들의 조합 등이 이용되어도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 충전재(111b)가 설치된 스크러버 장치(110)가 이용되는 예를 나타냈으나, 다양한 형식의 스크러버 장치를 적용할 수 있고, 예를 들어 벤투리(Venturi)형 스크러버 등을 적용하여도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서 설명한 구성요소는 논리적으로 모순되지 않는 한, 다양하게 조합하여도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 실시형태 3에서 설명한 바와 같은 슬러지받이 탱크(142)나 필터 프레스(144)를 설치하는 구성이나, 실시형태 4에서 설명한 바와 같은 침전조(161)를 설치하는 구성을, 실시형태 1 등의 구성에 적용하여, 보다 농축된 슬러지 등을 배출할 수 있도록 하여도 된다.
100 : 스크러버 시스템
110 : 스크러버 장치
111 : 스크러버
111a : 배기가스 유입관
111b : 충전재
112 : 펌프
113 : 순환배관
114 : 제1 스프레이 노즐
115 : 분기관
116 : 제2 스프레이 노즐
117 : 제3 스프레이 노즐
118 : 순환배관
120 : 원심 분리기
131 : 펌프
132 : 필터 여과 장치
141 : 필터 여과 장치
142 : 슬러지받이 탱크
143 : 펌프
144 : 필터 프레스
145 : 케이크
146 : 청정액받이 탱크
147 : 펌프
160 : 침전 장치
161 : 침전조
162 : 수집 탱크
163 : 펌프
164 : 펌프

Claims (7)

  1. 엔진으로부터 배출된 배기가스 중의 고형 성분을 스크러버수로 흡수시키는 스크러버로서,
    상기 스크러버에서 순환하는 순환 스크러버수를 상기 스크러버로 유입시키는 제1 유입부와, 분리 장치에 의해 상기 스크러버 내의 스크러버수로부터 고형 성분이 제거된 정화 후 스크러버수를 상기 스크러버로 유입시키는 제2 유입부가, 별개로 설치되는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 유입부 및 제2 유입부는, 각각, 순환 스크러버수 또는 정화 후 스크러버수를 스크러버 내로 분사하는 스프레이 노즐인 것을 특징으로 하는 스크러버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    추가로, 스크러버 내에 저류되는 스크러버수의 액면에 정화 후 스크러버수를 분사하는 스프레이 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유입부 및 제2 유입부의 하방에 충전재가 설치되는 것을 특징으로 하는 스크러버.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    벤투리형인 것을 특징으로 하는 스크러버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 스크러버와,
    상기 스크러버수에 포함되는 상기 고형 성분을 제거하는 분리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크러버 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분리 장치는, 원심 분리기, 필터 여과 장치, 및 노즐 세퍼레이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 시스템.
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