KR20200099993A - 내연기관으로부터 발생한 황 산화물을 포함한 배출 가스를 다단 흡수 공정을 이용하여 정화하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

내연기관으로부터 발생한 황 산화물을 포함한 배출 가스를 다단 흡수 공정을 이용하여 정화하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

내연기관으로부터 발생한 황 산화물을 포함한 배출 가스를 다단 흡수 공정을 이용하여 정화하기 위한 방법 및 장치.
본 발명은, 황을 포함한 연료에 의해 작동되는 내연기관 특히, 중유(heavy oil)에 의해 작동하는 선박용 내연기관의 배출 가스 유동으로부터 오염물을 정화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 특히 이산화황 및 삼산화황을 포함한 산성 오염물이 결합되는 제1단계에서 배출 가스 유동이 흡착기의 고형 흡착제와 접촉하여 계속해서 상기 배출 가스 유동은 미세하게 정화되는 흡착기의 제2단계를 통과하고, 상기 제2단계의 흡착제가 상기 제1단계에서 흡착제로서 이용된다.

Description

내연기관으로부터 발생한 황 산화물을 포함한 배출 가스를 다단 흡수 공정을 이용하여 정화하기 위한 방법 및 장치{Method and device for cleaning sulfur oxide-containing exhaust gases from internal combustion engines by means of a multi-stage adsorption process}
본 발명은 황을 포함한 연료에 의해 작동되는 내연기관 특히, 중유(heavy oil)에 의해 작동하는 선박용 내연기관(marine internal combustion engines)의 배출 가스 유동으로부터 오염물을 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 내연기관은 또한, 고압 수퍼과급(supercharged) 내연기관일 수 있다. 하기 설명에서, 내연기관은 주로 이러한 것에 한정되지 않고 설명된다.
종래기술에 의하면, 오염물 배출을 감소시키기 위해 내연기관은 다양한 배출가스 후처리(aftertreatment) 시스템을 가진다. 선박에서 작동하는 내연기관의 주요 오염물은 질소산화물(NOx), 황산화물(SO2), 삼산화황(SO3), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 파라핀, 알데히드, 올레핀, 방향족 물질과 같은 미연소 탄수화물(HC) 및 고형물 및 소위 "휘발성 유기 화합물(VOC) 형태를 가지는 탄소를 포함한 검댕(soot) 입자들이다. 입자 크기에 따라 "PM2.5" 및 "PM10"으로 알려진 미세먼지 입자들이 포함된다. 또한, 오염물은 알루미늄, 마그네슘, 코발트 및 실리콘뿐만 아니라 바나듐, 니켈, 납, 아연 및 카드뮴과 같은 중금속을 포함한다.
선박용 내연기관은 품질 IFO 180(중유), IFO 380, MDO (선박용 디젤유) 및 MGO(선박용 가스 오일)의 중유에 의해 작동되고 느리게 회전하는 2 행정 엔진이다. 상기 내연기관은 또한, 동일한 중유에 의해 작동되는 4행정 기관으로서 설계될 수도 있다. 최근에 차량(승용차) 및 트럭(trucks)을 위한 연료는 10ppm 내지 50ppm의 황 레벨을 포함하는 반면에, 선박용 엔진을 위한 연료, 예를 들어, 중유 오일(HFO)은 일반적으로 1,000배에 육박하는 유기 결합 황의 비율을 가지고 4.5% 체적에 이른다. 또한, 선박용 엔진에서 이용되는 중유는 연료의 리터 당 밀리그램 범위로 높은 중금속 비율을 포함한다.
세계 화물량의 약 90%가 잔유(residual oil)에 의해 작동하는 대형 엔진으로 구동되는 선박에 의해 이동한다. 상기 선박들은 황산화물, 질소산화물 및 미세먼지 입자 형태의 배출물을 발생시키는 350백만톤 초과의 연료를 연소시킨다.
2008년 10월, 국제 해사 기구(IMO)는 상기 배출물을 정밀하게 감소시키기 위해 MARPOL 협약(국제해양오염방지협약)의 부칙 Annex VI를 수정했다. 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 및 미세먼지 입자(PM)에 관심이 집중되었다. 2010년 1월1일 이후로 발효된 EU Directive 2005/53에 의하면 항구에서 조정되거나 부두에서 2시간 초과하여 머무는 선박들에 대하여 0.1% 미만의 황을 포함한 연료가 사용되어야 한다.
또한, 상기 제한은 캘리포니아 공기 자원 협회(CARB)에 의해 2010년 1월1일부터 캘리포니아 항구들에 도입되었다.
또한, 모든 규정들(MARPOL 협약의 부칙 Annex VI, EU Directive 2005/53, CARB 1 및 CARB 2)에 의하면, 배출가스 처리 시스템들이 황 저감 연료의 이용에 해당하는 등가 배출값을 달성하면 황 저감 연료의 사용을 대체하여 선박에 배출가스 처리 시스템의 작동이 허용된다.
화석연료가 연소될 때, 연소과정에서 또는 개출가스 유동내에 오염물이 형성된다. 선박용 엔진에서 사용되는 연료 HFO(중유 오일)은 광물성 오일 산업의 정제 공정으로부터 발생하는 잔사물이며 원유에 따라 서로 다른 양의 황, 바나듐, 카드뮴, 납 및 다른 중금속을 포함한다. 황 함량은 원유 생산국에 따라 상당히 변한다. 전세계적으로 사용되는 연료의 평균 황 함량은 약 2.7% 중량이다. 엔진의 연소과정 동안에, 다양한 탄화수소물과 결합된 황이 산소와 반응하여 SO2(약 95%) 및 SO3(약 5%)를 형성한다.
또한, 연소과정 동안에 고 농도의 질소 산화물(NO 및 NO2)이 형성된다. 오래전에 화력발전소, 폐기물 소각 시설, 강 및 시멘트 공장과 같은 다양한 배출원 및 트럭과 차량에 대한 배출 한계치들이 적용되는 지상에서와 다르게, 선박운송을 위한 한계치들은 최근에 채택되었다. 2008년 10월 MEPC (해상 환경 보호 위원회) 58에서 연료의 황 함량의 점차적인 감소가 EPC.176 결정으로서 정해졌다. 선택적으로, 배출가스 후처리 시스템의 작동이 승인되었다.
선박의 내연기관으로부터 발생한 배출가스를 정화하기 위해 이미 다양한 배출가스 후처리 방법이 이용되고 있다. 문헌 제 CN 000102371101A호 및 제WO 2007/054615 A호와 같이 문헌 제 WO 2009/149603호는 배출가스 제거 공정을 제안한다. 모든 공정들은 공통적으로 SOx 배출물을 분리하기 위해 해수를 이용한다. 문헌 제2010/026018 A호에 제안된 탈황 공정에 의하면 탈황작용을 위해 선박으로 운반되는 수산화칼슘(calcium hydroxide)이 이용된다. 문헌 제 DE 10 2010 017 563 A1호에 설명되는 다단 공정에 의하면, 각각의 단계는 구분된 반응기 유닛을 제공하고 따라서 서로 독립적으로 작동할 수 있고 직렬로 연결된 여러 개의 반응기들을 포함한다.
상기 공정들이 가지는 문제점에 의하면, 상기 공정들은 95% 초과의 높은 분리 레벨에서 흡착제 소모를 기하급수적으로 증가시키고 연료의 황 함량이 2% m/m(혼합물 성분의 질량 분율) 초과할 때 구성 체적과 중량은 기하급수적으로 커져서 상기 방법은 비용 및 공간적 이유에 의해 선박에서 경제적으로 이용될 수 없다.
본 발명의 목적은, 선박용 내연기관으로부터 발생되는 배출가스를 정화하기 위해 선박에서 작동될 수 있고 배출물의 요구 한계치가 충족될 수 있는 배출가스 후처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의하면, 특히 이산화황 및 삼산화황을 포함한 산성 오염물이 결합되는 제1단계에서 배출 가스 유동이 흡착기의 고형 흡착제와 접촉하여 계속해서 상기 배출 가스 유동은 미세하게 정화되는 흡착기의 제2단계를 통과하고, 상기 제2단계의 흡착제가 상기 제1단계에서 흡착제로서 이용된다. 상기 방법에 의하면, 심지어 높은 SOx 농도에서도 흡착제 소모가 적고 요구 배출물 한계치가 경제적으로 충족될 수 있다. 제1단계에서, 오염물이 흡착제에 심하게 적재되는 반면에, 방법의 제2단계에서 아직 적재되지 않은 흡착제에 의해 미세 정화작용이 수행되어 요구 배출물 한계치가 유지될 수 있다.
우선 흡착 작용이 설명된다. 실제로 상기 흡착 작용은 흡착(adsorption) 및 흡수(absorption)이다. 입상 흡착제는 우선 흡착 작용이 발생하는 마이크로(Micro)-, 메조(Meso)- 및 매크로 구멍(Macropores)을 포함한 구멍 시스템을 가진다. 입상체(granulate) 내부에서 더 많은 흡착작용이 존재한다. 따라서, 하기 설명에서 흡착작용이 설명되고, 입상체 내부의 흡착작용이 이해된다.
예를 들어, 고정식 베드 흡착기, 이동식 베드 흡착기 또는 와류식 베드 흡착기와 같은 다양한 흡착기 및 흡수기 실시예들이 연소 가스 정화에 관한 종래기술에 속한다. 연소 가스의 유동 방향과 관련하여, 상기 흡착기 실시예들은 교차 유동 반응기, 횡 방향 유동 반응기 또는 역류 유동기로서 작동한다. 본 발명에서 이용되는 흡착기는 횡 방향 유동 반응기로서 설계된다. 이용되는 흡착제는 수산화칼슘 및/또는 탄산칼슘, 탄산나트륨 및/또는 탄산수소나트륨 및/또는 산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 입상체로 구성된다. 상기 흡착제는, 흡착기를 통해 연속적이거나 불연속적인 방출에 의해 이동 층으로서 유동할 수 있다. 입상체로서 형성된 흡착제는 1.0mm 내지 15.0mm 및 선호적으로 2.0mm 내지 10.00mm 및 특히 선호적으로 2.0mm 내지 6.0mm의 입자 크기를 가지며 정사각형 또는 구형 또는 칩(chip) 형상을 가질 수 있다.
또한, 고형의 흡착제는 탄소 포함 첨가제, 특히 0.1 내지 50% 중량, 선호적으로 1 내지 35% 중량의 비율을 가진 활성 탄소 및/또는 평로 코크스를 포함할 수 있다. 따라서 배출가스의 정화기능이 추가로 지원된다. 흡착기 내부에서 발생하는 화학 반응(화학적 흡착작용)에서, 산성 배출가스 및 특히 질소산화물들이 결합되고 상대적으로 적은 독성을 가진 생성물로 변환된다.
적재되지 않은 새로운 입상체가 (도면에 도시되지 않은) 저장 창고로부터 흡착기로 운반되고 흡착기를 통해 유동한 후에 상기 입상체는 (도면에 도시되지 않은) 잔류 창고에 모여 임시로 보관된다. 상기 흡착제는 항구의 임시 저장 시설로부터 제거될 수 있다.
배출 가스는 흡착기의 제1단계로 유입될 때 150℃ 내지 450℃의 온도를 가지는 것이 유리할 수 있다. 화학적 흡착 작용이 유리한 상태에 발생한다.
상기 흡착제는 우선 연속적으로 흡착기의 제2단계를 통과하고 다음에 제1단계를 통과할 수 있다. 또한, 상기 흡착제는 우선 불연속적으로 흡착기의 제2단계를 통과하고 다음에 제1단계를 통과할 수 있다. 양쪽 경우에서, 오염되지 않은 새로운 화학적 흡착을 위한 흡착제가 배출가스의 미세한 정화를 위한 제2단계에서 이용될 수 있다. 제1단계에서, 제2단계에서 단지 경미하게 적재된 흡착제가 배출가스를 예비 정화하기 위해 이용된다.
흡착제가 불연속적으로 공급되면, 상기 입상체가 새로 교체될 때, 적어도 제1단계의 입상체의 양에 해당하는 오염되지 않은 입상체의 양이 제2단계로 공급될 수 있다. 동일한 양의 흡착제가 제1 및 제2단계들에 제공된다. 배출가스를 예비적으로 정화하기 위해 동일한 양의 경미하게 적재된 흡착제가 제1단계로 이동하고 제1 단계에서 흡착제가 추가로 충진된다. 특히, 흡착제는 단지 경미하게 적재된다. 흡착제의 소모가 적게 유지될 수 있다.
입상체들이 흡착기 내에 머무는 시간은 흡착제를 위한 방출 요소의 방출 시간 및 방출량에 의해 설정될 수 있다.
배출 가스 유동으로부터 오염물을 정화하기 위한 장치가 내연기관의 배출 가스가 유동하는 배출가스 파이프를 가진다.
상기 배출 가스 파이프 내에 적어도 한 개의 차단 플랩이 배열되고, 제1 흡착 단계를 형성하기 위해 유동 방향을 따라 상기 차단 플랩의 전방에서 제1 영역 및 제2 흡착 단계를 형성하기 위해 유동 방향을 따라 상기 차단 플랩의 후방에서 제2 영역에서 배출 가스 파이프 벽이 천공되고, 천공된 영역들이 연속적인 흡착 채널에 의해 덮이며, 상기 흡착 채널은 유동 채널에 의해 덮이고, 상기 흡착 채널을 한정하는 유동 채널 내부의 벽이 천공된다. 상기 차단 플랩이 밀폐될 때 배출 가스는 제1 영역의 천공부를 통과하고 흡착 채널을 통해 외부로 이동하여 유동 채널 속으로 이동하며 유동 채널로부터 내부로 이동하고 흡착 채널을 통과하며 유동 방향을 따라 차단 플랩 후방에서 제2 영역의 천공부를 통해 다시 배출 파이프 속으로 향하도록 배출가스를 위한 유동 경로가 형성된다. 상기 흡착 채널은 흡착제로 충진된다. 상기 흡착제를 통과하는 배출가스의 강제 유동이 존재하여 배출가스가 정화될 수 있다.
본 발명을 따르는 장치의 배출 파이프는 일반적으로 내연기관이 가지는 기존의 배출 파이프이며 이에 따라 가공된다. 따라서 상기 장치는 장착될 수 있다. 그러나, 이에 따라 준비된 파이프 부분은 배출 파이프가 선박에 장착될 때 이미 설치된다.
또한, 상기 배출 파이프는 상기 제1단계 및 제2단계 사이에서 차단 플랩을 가진 영역에서 천공되지 않는다. 원리적으로 상기 제1 및 제2단계들은 또한 서로 앞뒤에 직접 배열될 수 있다. 상기 제1 및 제2단계들 사이에 천공 없는 영역이 제공되면, 배출가스의 바이패스 유동이 방지된다.
또한, 상기 흡착 채널의 외벽은 배출 파이프의 천공되지 않은 영역에 해당하는 영역에서 천공되지 않는다. 흡착기의 분리되고 이격된 두 개의 단계들을 통해 배출가스의 원하는 유동이 형성되어 유리하다.
선호되는 실시예에 의하면, 상기 배출 파이프의 제1영역 및 제2영역은 배출 파이프의 주변부를 따라 그리고 축 방향을 따라 천공되고, 상기 흡착 채널 및 유동 채널은 상기 제1영역 및 제2영역을 슬리브 형상으로 둘러싸인다. 따라서, 흡착기는 상기 배출 파이프를 슬리브 형태로 둘러싸서 공간을 절감하는 배출가스 후처리 장치가 형성된다.
특히, 상기 제1영역 및 제2영역과 차단 플랩은 상기 배출 파이프의 수직 연장 부분에 배열되고, 상기 흡착 채널은 상부로부터 흡착제에 의해 충진되며 흡착 채널의 하측부에서 사용된 흡착제를 위한 적어도 한 개의 방출요소를 가져서 흡착제는 중력에 의해 흡착 채널을 통해 운반된다. 상기 구성에 의해 흡착 채널을 통해 흡착제의 운반 수단이 제거될 수 있다. 특히 선박에 있어서, 특히 내연기관은 일반적으로 선박의 하부 영역에 위치한다. 따라서, 상기 배출 파이프는 전체 선체를 통해 하부로부터 상부로 형성되어 칼라(collar) 형태의 흡착 장치를 위한 충분한 공간이 여러 위치들에서 제공된다.
또한, 상기 배출 파이프의 상기 제1 및 제2 영역들을 둘러싸는 흡착 채널의 체적은 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 따라서, 이렇게 하여 형성된 제1 및 제2 단계들내에 동일한 양의 흡착제가 제공된다.
흡착 채널의 하측 단부에서 방출요소는 회전식 밸브로서 설계될 수 있다. 상기 형태의 재료 방출이 보장된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 두 개의 차단 플랩들이 상기 제1영역 및 제2영역 사이에서 유동 방향으로 배열되며 바이패스를 형성하기 위해 개방될 수 있다. 따라서, 흡착 채널이 막히더라도 선박 작동은 유지될 수 있다. 다음에 선박은 배출가스 후처리 없이 예를 들어, 오염물이 적은 연료가 연소되거나 공해(high seas) 상에서 작동될 수도 있다.
제안된 흡착기의 설계는 공간을 절감하고 따라서 배출가스 후처리 시스템을 위해 단지 제한된 공간을 가지고 선박에서 유리하게 이용될 수 있다. 흡착기의 배열이 선박 내에 일체로 구성되므로 유리하다. 본 발명을 따르는 흡착기가 장착되는 배출 파이프의 충분히 긴 자유 길이가 요구된다. 항상 흡착 채널 내에 상대적으로 적은 양의 흡착제가 있기 때문에, 선박의 안정성 및 트림이 손상되지 않는다.
배출 파이프 내에 구속될 수 있는 차단 플랩들이 제공되면, 예를 들어, 탈황(desulphurization) 또는 탈질소(denitrification) 과정이 필요없는 낮은 오염물 연료가 연소될 때 엔진으로부터 방출된 정화되지 않은 배출 가스를 방출할 수 있다. 또한, 흡착기 내부에 배출가스의 배압(back pressure)이 허용할 수 없을 정도로 증가할 때 바이패스에 의해 엔진 성능이 손상되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명이 개략 도면들에 의해 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명을 따르는 흡착기(adsorber)를 가진 배출 파이프를 도시한 종 방향 단면도.
도 2는 본 발명을 따르는 흡착기를 통과하는 배출 가스의 유동을 도시하는 도면.
도면에 도시된 배출시스템은 배출 파이프(10)를 포함하고, 상기 배출 파이프를 통해 도면에 도시되지 않은 내연기관에서 발생한 배출 가스가 주요 유동 방향(11)을 따라 유동한다. 상기 배출 파이프(10)는 예를 들어, 도면에 도시되지 않은 선박의 선체를 통해 적어도 부분적으로 수직방향을 따라 운동한다.
상기 배출 파이프(10) 내에서 상기 주요 유동 방향(11)을 따라 서로 앞뒤에 배열되고 상기 배출 파이프를 밀폐할 수 있는 차단 플랩(12a,12b) 들이 상기 배출 파이프(10) 내에 구성된다. 전방 차단 플랩(shut off flap)(12a) 앞에서 유동 방향을 따라 배열된 제1 영역(13)에서 상기 배출 파이프의 벽(14)이 천공된다. 후방 차단 플랩(shut off flap)(12a) 뒤에서 유동 방향(11)을 따라 배열된 제2 영역(15)에서 상기 배출 파이프의 벽(14)이 또한 천공된다. 상기 유동 방향(11)을 향해 배출 파이프의 전체 원주부를 따라 상기 제1 및 제2 영역에서 배출 파이프의 미리 정해진 길이에 걸쳐 천공구조가 연장된다.
유동 방향을 따라 서로 앞뒤에 배열된 두 개의 영역(13,15) 들이 슬리브 형상을 가진 흡착 채널(17)에 의해 둘러싸인다. 상기 흡착 채널(17)은 차례로 원형 단면을 가진 유동 채널(18)에 의해 둘러싸인다. 구체적으로, 상부로부터 하부로 침투할 수 있고 입상 흡착제(19)로 충진된다. 상기 흡착 채널(17) 및 유동 채널(18) 사이의 벽(20)은, 상기 제1 및 제2 영역(13,15)들과 마주보는 영역에서 원주부를 따라 천공된다. 상기 차단 플랩(12a,12b) 들이 배열된 영역(21)에서 상기 벽들은 천공되지 않는다.
상기 배열에 의해 간단한 수단을 가진 2단계 흡착기가 제공된다. 배출 가스가 상기 배출 파이프(10)를 통해 유동하고 상기 차단 플랩(12a,12b)이 밀폐될 때 흡착 채널(17)을 통과한다. 유동 방향에 대해 횡 방향으로 흡착제가 유동한다. 다음에, 배출 가스는 상기 흡착 채널(17)의 외벽(20)의 천공부를 통해 유동 채널(18)속으로 이동하고 유동 방향(11)을 따라 더욱 후방의 천공부를 통해 새로운 흡착제(19)를 통과하며 더욱 상부를 향하여 후방 차단 플랩(12b)의 후방에서 유동 방향을 따라 배출 파이프 속으로 유동한다. 따라서, 상기 제1 차단 플랩(12a)의 전방에 위치한 제1 영역(13)은 제1 흡착 단계를 형성하며 상기 제2 차단 플랩(12b)의 후방에 위치한 제2 영역(15)은 제2 흡착 단계를 형성한다.
원형 단면을 가진 흡착 채널(17)의 상측 단부에서 충진 개구부(22)를 통해 흡착제가 충진된다. 흡착제는 중력에 의해 아래를 향해 이동하고 회전식 밸브(rotary valve)로서 설계될 수 있는 방출 요소(23)에 의해 흡착 채널(17)의 단부에서 제거된다. 충진 개구부(22)의 바로 뒤에 위치한 상부 영역에서 상기 흡착 채널(17)은 원주부를 따라 천공될 수 없고 따라서 밀폐되도록 설계되어 배출 가스가 충진 영역을 통과하여 유동하는 것을 방지한다.
입상 흡착제(19)가 상기 흡착 채널 내에 단단히 고정되도록 해당 벽(14,20)의 천공 부분의 구멍 크기가 정해진다. 예를 들어, 1.0mm 내지 3.0mm의 구멍 크기가 제공될 수 있다.
따라서 흡착제(19)는 상부로부터 하부까지 연속 또는 불연속적으로 흡착 채널(17)을 횡단하며, 배출 가스는 제1 영역(13)의 아래로부터 다음에 제2 영역(15)의 위로 흡착제(19)를 통해 유동한다.
상기 구성에 의해 흡착기의 2단계 설계가 제공되어 배출 가스는 유동방향을 따라 배열된 제1단계(13)에서 예비 정화(pre cleaned)되고 유동방향을 따라 배열된 제2단계(15)에서 미세 정화(fine cleaned)된다. 상기 배열은 매우 공간을 절감시키고 또한 선박 구조에 일체로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도면에 도시되지 않은 공압식 운반 장치에 의해 상기 흡착기가 흡착제로 충진될 수 있고 비워질 수도 있다.
전체적으로, 도 2에 개략적으로 도시된 배출 가스의 유동 프로파일이 형성된다. 흡착 채널(17) 내부의 압력이 너무 높이 상승하면 상기 차단 플랩(12a,12b)이 완전히 개방되거나 부분적으로 개방된다. 다음에, 배출 가스가 단지 부분적으로 정화되거나 전혀 정화되지 않고 주위환경으로 방출된다. 또한, 상기 차단 플랩(12a,12b)들은 이용되는 연료 형태에 따라 개폐될 수 있다. 상기 수단은 경량이고 선박 작업자들에 의해 용이하게 수행될 수 있고 각 경우 사용되는 연료에 적응될 수 있다.
2단계 공정에 의해 입상 흡착제가 오염물에 거의 완전하게 노출된다. 오염되지 않은 새로운 흡착제는 항상 미세 정화를 위해 이용되어 목표 배출 기준치가 충족될 수 있다. 상기 흡착 채널(17)의 배출구에서 단지 포화된 흡착제가 배출되어 경제적인 소모가 제공된다. 따라서, 사용되는 흡착제의 양은 적게 유지될 수 있다.

Claims (18)

  1. 황을 포함한 연료에 의해 작동되는 내연기관 특히, 중유(heavy oil)에 의해 작동하는 선박용 내연기관(marine internal combustion engines)의 배출 가스 유동으로부터 오염물을 정화하기 위한 방법에 있어서,
    특히 이산화황 및 삼산화황을 포함한 산성 오염물이 결합되는 제1 단계(13)에서 배출 가스 유동이 흡착기의 고형 흡착제(19)와 접촉하여 계속해서 상기 배출 가스 유동은 미세하게 정화되는 흡착기의 제2 단계(15)를 통과하고,
    상기 제2 단계(15)의 흡착제가 상기 제1 단계(13)에서 흡착제로서 이용되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이용되는 흡착제(19)는 수산화칼슘 및/또는 탄산칼슘, 탄산나트륨 및/또는 탄산수소나트륨 및/또는 산화마그네슘 및/또는 수산화마그네슘을 포함하는 입상체로 구성되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입상체 베드 형태를 가진 고형의 흡착제(19)는 특히 1mm 내지 20mm 및 선호적으로 2mm 내지 8mm의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고형의 흡착제(19)는 탄소 포함 첨가제, 특히 0.1 내지 50% 중량, 선호적으로 1 내지 35% 중량의 비율을 가진 활성 탄소 및/또는 평로 코크스를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 배출 가스 유동은 흡착기의 제1단계로 유입될 때 150℃ 내지 450℃의 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제는 우선 연속적으로 흡착기의 제2단계를 통과하고 다음에 제1단계를 통과하는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡착제(19)는 우선 불연속적으로 흡착기의 제2단계를 통과하고 다음에 제1단계를 통과하는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 입상체가 새로 교체될 때, 적어도 제1단계의 입상체의 양에 해당하는 오염되지 않은 입상체의 양이 제2단계로 공급되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 동일한 양의 흡착제가 제1 및 제2단계들에 제공되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 입상체들이 흡착기 내에 머무는 시간은 방출 요소의 방출 시간 및 방출량에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 방법.
  11. 황을 포함한 연료에 의해 작동되는 내연기관 특히, 중유(heavy oil)에 의해 작동하는 선박용 내연기관(marine internal combustion engines)의 배출 가스 유동으로부터 오염물을 정화하기 위한 장치로서, 상기 내연기관은 배출 가스가 유동하는 적어도 한 개의 배출 가스 파이프(10)를 가지는 오염물을 정화하기 위한 장치에 있어서,
    상기 배출 가스 파이프(10) 내에 적어도 한 개의 차단 플랩(12a,12b)이 배열되고, 제1 흡착 단계를 형성하기 위해 유동 방향(11)을 따라 상기 차단 플랩(12a)의 전방에서 제1 영역(13) 및 제2 흡착 단계를 형성하기 위해 유동 방향(11)을 따라 상기 차단 플랩(12b)의 후방에서 제2 영역(15)에서 배출 가스 파이프 벽(14)이 천공되고, 천공된 영역들이 연속적인 흡착 채널(17)에 의해 덮이며, 상기 흡착 채널(17)은 유동 채널(18)에 의해 덮이고, 상기 흡착 채널을 한정하는 유동 채널(18) 내부의 벽(20)이 천공되어 상기 차단 플랩(12a,12b)이 밀폐될 때 배출 가스는 제1 영역(13)의 천공부를 통과하고 흡착 채널(17)을 통해 외부로 이동하여 유동 채널(18) 속으로 이동하며 유동 채널로부터 내부로 이동하고 흡착 채널(17)을 통과하며 유동 방향(11)을 따라 차단 플랩(12b) 후방에서 제2 영역(15)의 천공부를 통해 다시 배출 파이프(10) 속으로 향하는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 배출 파이프(10)는 상기 제1단계 및 제2단계 사이에서 차단 플랩(12a,12b)을 가진 영역에서 천공되지 않는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 흡착 채널(17)의 외벽(20)은 배출 파이프(10)의 천공되지 않은 영역(21)에 해당하는 영역에서 천공되지 않는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 파이프(10)의 제1영역 및 제2영역은 배출 파이프의 주변부를 따라 그리고 축 방향을 따라 천공되고, 상기 흡착 채널(17) 및 유동 채널(18)은 상기 제1영역 및 제2영역을 슬리브 형상으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1영역 및 제2영역과 차단 플랩(12a,12b)은 상기 배출 파이프(10)의 수직 연장 부분에 배열되고, 상기 흡착 채널(17)은 상부로부터 흡착제(19)에 의해 충진되며 흡착 채널의 하측부에서 사용된 흡착제를 위한 적어도 한 개의 방출요소(23)를 가져서 흡착제(19)는 중력에 의해 흡착 채널(17)을 통해 운반되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 파이프(10)의 상기 제1 및 제2 영역들을 둘러싸는 흡착 채널(17)의 체적은 실질적으로 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방출요소(23)는 회전식 밸브로서 설계되는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
  18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 차단 플랩(12a,12b)들이 상기 제1영역 및 제2영역 사이에서 유동 방향으로 배열되며 바이패스를 형성하기 위해 개방될 수 있는 것을 특징으로 하는 오염물을 정화하기 위한 장치.
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