KR20210001193U - 배기 가스 정화 시스템 - Google Patents

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스테파누스 피터스
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알파 라발 코포레이트 에이비
알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

선박 내의 배기 가스(EG)를 정화하기 위한 배기 가스 정화 시스템(1)이 제공된다. 상기 배기 가스 정화 시스템(1)은 스크러버(7)를 통해 순환하는 스크러버 유체(SF)를 사용하여 배기 가스(EG)를 세척하도록 배치된 스크러버(7), 및 스크러버(7)를 통해 순환하는 스크러버 유체(SF)를 냉각하기 위해 스크러버(7)와 연통하도록 배치된 제1 열교환기(3)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 시스템(1)은 스크러버 유체(SF)를 스크러버(7)에 공급하고 스크러버 유체(SF)를 스크러버(7)로부터 수용하기 위해 스크러버(7)와 연통하도록 배치된 순환 탱크(5), 및 순환 탱크(5)로부터 스크러버 유체(SF)를 수용하고, 이를 제1 분획(SF1)보다 제2 분획(SF2)이 더 오염된 것인, 제1 및 제2 분획(SF1, SF2)으로 분리하기 위해, 순환 탱크(5)와 연통하도록 배치된 정화 유닛(11)을 포함한다.
배기 가스 정화 시스템(1)은 순환 탱크(5)와 연통하도록 배치된 가열 장치(9) 및 스크러버 유체(SF)가 순환 탱크(5)를 떠난 후에 그리고 정화 유닛(11)에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체(SF)를 가열하기 위한 정화 유닛(11)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배기 가스 정화 시스템{EXHAUST GAS CLEANING SYSTEM}
본 고안은 선박 내의, 예를 들어 선박 엔진, 버너 또는 보일러로부터의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.
대형 선박은 전형적으로 황 함유 연료로 작동하는 엔진에 의해 구동된다. 이러한 연료의 연소에서, 황 산화물 (SOx)을 함유하는 배기 가스가 형성된다. 배기 가스는 또한 전형적으로 미립자 물질, 예컨대 그을음, 오일 및 중금속, 및 질소 산화물 (NOx)을 함유한다. 환경에 대한 배기 가스의 영향을 감소시키기 위해, 배기 가스는 대기 내로 방출되기 전에 정화되어야 한다. 예를 들어, 배기 가스는 스크러버를 통과하여 스크러버 유체로 세척될 수 있고, 그에 의해 배기 가스 내의 오염물질이 스크러버 유체에 포획된다.
스크러버는 소위 개방 루프 스크러버일 수 있고, 스크러버 유체는 해수일 수 있고, 여기서 해수의 천연 알칼리성을 사용하여 배기 가스로부터의 황 산화물이 세척된다. 이어서, 해수는 배기 가스로부터의 SOx 및 미립자 물질의 흡수를 위해 바다로부터 스크러버를 통해 공급된 후 다시 바다로 직접 배출된다.
대안적으로, 스크러버는 순환하는 담수 또는 해수를 수산화나트륨 (NaOH) 또는 탄산나트륨 (Na2CO3)과 같은 알칼리성 작용제와 함께 조합하여 스크러버 유체로서 사용하여 배기 가스로부터 황 산화물과 미립자 물질을 세척하는 소위 폐쇄 루프 스크러버일 수 있다. 이러한 스크러버에서, 순환하는 담수 또는 해수 중 수성 아황산, 황산염 및 미립자 물질의 양은 점진적으로 증가한다. 따라서, 순환하는 담수 또는 해수의 품질을 제어하기 위해, 이들 중 소량을 깨끗한 담수 또는 해수로 때때로 또는 지속적으로 교체하여 선박에 저장하거나, 미립자 물질을 정화한 후 선박 밖으로 배출할 수 있다.
고온 배기 가스가 스크러버 내의 스크러버 유체와 접촉하는 경우, 이는 냉각되고, 스크러버 유체 내에 함유된 다량의 물이 증발된다. 이러한 증발된 물은 배기 가스와 함께 스크러버를 떠나고, 주위 공기 조건과 접촉할 때 원치 않는 가시적인 플룸(plume)을 생성할 수 있다. 이러한 문제에 대한 공지된 해결책에 따르면, 증발된 물을 함유하는 배기 가스를 선박으로부터 방출되기 전에 가열하여 플룸을 덜 가시적이게 한다. 그러나, 이러한 가열에 사용되는 장비는 크고 고가이다. 이는 또한 환경적 관점에서 부정적인 많은 에너지를 소비한다.
본 고안의 목적은 상기 언급된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 선박 내의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 시스템을 제공하는 것이다. 본 고안의 기본 개념은 스크러버 내부의 배기 가스를 더 냉각시켜 배기 가스와 함께 스크러버를 떠나는 증발된 물의 양을 감소시키는 것이다. 본 고안에 따른 배기 가스 시스템은 첨부된 청구범위에서 정의되고 이하에서 논의된다.
본 고안에 따른 배기 가스 정화 시스템은 선박 내의 배기 가스를 정화하기 위해 배치된다. 배기 가스 정화 시스템은 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체를 사용하여 배기 가스를 세척하도록 배치된 스크러버를 포함한다. 배기 가스 정화 시스템은 제1 열교환기, 순환 탱크 및 정화 유닛을 더 포함한다. 제1 열교환기는 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체를 냉각시키기 위해 스크러버와 연통하도록 배치된다. 순환 탱크는 스크러버 유체를 스크러버에 공급하고 스크러버로부터 스크러버 유체를 수용하기 위해 스크러버와 연통하도록 배치된다. 정화 유닛은 순환 탱크로부터 스크러버 유체를 수용하고 이를 제1 및 제2 분획으로 분리하기 위해 순환 탱크와 연통하도록 배치되며, 여기서 제2 분획은 제1 분획보다 더 오염된, 즉 더 많은 미립자 물질을 포함한다. 배기 가스 정화 시스템은 가열 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 가열 장치는 스크러버 유체가 순환 탱크를 떠난 후에 그리고 정화 유닛에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체를 가열하기 위해 순환 탱크 및 정화 유닛과 연통하도록 배치된다.
배기 가스 정화 시스템은 선박 내의 선박 엔진, 선박 내의 선박 버너 또는 선박 내의 선박 보일러로부터의 배기 가스를 정화하도록 배치될 수 있다.
본문 전체에 걸쳐 "연통하는" 및 "연통"은 각각 "직접적으로 또는 간접적으로 연통하는" 및 "직접 또는 간접적인 연통"을 의미한다는 것을 강조해야 한다. 유사하게, 본문 전체에 걸쳐 "수용하는", "공급하는" 등은 각각 "직접적으로 또는 간접적으로 수용하는" 및 "직접적으로 또는 간접적으로 공급하는"을 의미한다.
스크러버 유체는 본 고안의 배기 가스 정화 시스템의 스크러버를 통해, 순환 탱크를 경유하여 순환하기 때문에, 스크러버는 소위 폐쇄 루프 스크러버이다. 상기한 바와 같이, 폐쇄 루프 스크러버는 전형적으로 적합한 알칼리성 작용제와 혼합된 담수 및/또는 해수의 스크러버 유체로 작동된다.
정화 유닛은 순환 탱크로부터의 스크러버 유체의 일정한 또는 간헐적인 유동을 수용하도록 배치될 수 있고, 유동은 시간에 따라 변할 수 있다.
정화 유닛은 하나 이상의 분리기 및/또는 필터, 예를 들어 고속 분리기 및/또는 디캔터와 같은 원심 분리기 및/또는 멤브레인 필터를 포함할 수 있다.
상기와 같이, 본 고안에 따른 배기 가스 정화 시스템에서, 배기 가스의 냉각을 증가시켜 스크러버 내부에서 증발된 스크러버 유체의 물의 양을 감소시킨다. 이러한 증가된 배기 가스 냉각은 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체의 제1 열교환기에 의한 증가된 냉각에 의해 얻어진다. 물론, 우세한 주위 공기 조건에 따라, 더 많은 수증기를 함유하는 배기 가스는 전형적으로 선박을 떠날 때 더 적은 수증기를 함유하는 배기 가스보다 더 가시적인 플룸을 생성할 것이다. 스크러버 내부에서 증발되는 물의 양을 감소시킴으로써, 배기 가스와 함께 선박에서 배출되는 수증기의 양이 감소할 것이고, 이는 선박으로부터 더 적은 가시적인 플룸을 생성할 수 있다.
도입부에서 설명한 바와 같이, 폐쇄 루프 스크러버의 경우, 순환하는 스크러버 유체의 품질을 제어하기 위해 스크러버 유체의 교체가 필요할 수 있다. 교체될 스크러버 유체는 미립자 물질을 정화한 다음에, 우세한 환경에 따라 바다 또는 저장 탱크로 배출될 수 있다. 배출되기 위해, 스크러버 유체는 특정 기준을 충족해야 할 수 있으며, 예를 들어 너무 낮은 pH 값 및/또는 너무 높은 탁도 값을 가져서는 안된다. 스크러버 유체 내에 포함되는 알칼리성 작용제에 따라, 스크러버 유체의 낮아진 온도는 정화 유닛 내에서 스크러버 유체의 처리 중에 알칼리성 작용제의 용해도 손상, 및 결과적으로 미립자 물질과 함께 비-용해된 알칼리성 작용제의 제거를 초래할 수 있다. 당연히, 이는 미사용 화학물질의 낭비이다. 또한, 마찬가지로 스크러버 유체에 포함되는 알칼리성 작용제에 따라, 알칼리성 작용제는 스크러버 유체에 높은 탁도 값을 부여할 수 있고, 때문에 스크러버 유체 배출이 저지될 수 있다.
본 고안에 따른 배기 가스 정화 시스템은 스크러버 유체가 순환 탱크를 떠난 후에 그리고 정화 유닛에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체를 가열하기 위한 가열 장치를 포함하고, 정화 유닛에 의해 처리되기 전에 교체될 스크러버 유체가 가열될 수 있다. 스크러버 유체의 가열은 알칼리성 작용제의 용해도를 개선할 수 있으며, 이는 알칼리성 작용제가 더 오염된 제2 분획이 되고 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 추가적으로/대안적으로, 스크러버 유체의 가열은 그의 탁도 값을 낮출 수 있어 스크러버 유체의 더 깨끗한 제1 분획의 배출을 가능하게 할 수 있다.
배기 가스 정화 시스템은 스크러버 유체에 알칼리성 작용제를 공급하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 이로써, 배기 가스 정화 시스템의 효율을 최적화하기 위해 적합한 경우에 알칼리성 작용제의 보충이 수행될 수 있다. 예를 들어, 스크러버 유체에 알칼리성 작용제를 공급하기 위한 상기 수단이 순환 탱크의 상류 및 스크러버의 하류에 배치될 수 있고, 즉, 알칼리성 작용제의 보충이 이루어질 수 있다.
알칼리성 작용제는 상이한 화학물질, 예를 들어 산화마그네슘 또는 탄산마그네슘을 포함할 수 있다. 본 고안의 한 실시양태에 따르면, 알칼리성 작용제는 스크러버 유체 중에 형성된 술페이트 염의 결정화 정도가 저온의 스크러버 유체에서도 비교적 낮다는 장점을 갖는 수산화마그네슘을 포함한다.
스크러버 유체에 알칼리성 작용제를 공급하기 위한 상기 수단은 알칼리성 작용제의 공급원 및 공급원으로부터 스크러버 유체로 알칼리성 작용제를 펌핑하기 위한 펌프를 포함할 수 있다. 알칼리성 작용제의 공급원은 단순히 알칼리성 작용제를 함유하는 용기일 수 있다. 펌프는 임의의 마모성인 알칼리성 작용제로 인한 침식을 감소시킬 수 있는 스크류 펌프일 수 있다. 또한, 스크류 펌프는 비교적 막힘이 거의 발생하지 않는다.
배기 가스 정화 시스템은 스크러버 유체의 특성의 값을 측정하기 위해 배치된 측정 장치를 더 포함할 수 있고, 이 값은 미리 결정된 값보다 낮거나 동일하거나 더 높을 수 있다. 스크러버 유체의 취급은 측정 장치의 출력값에 의존할 수 있다.
측정 장치는 스크러버 유체가 가열 장치에 의해 가열된 후에 그리고 정화 유닛에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체의 상기 특성의 값을 측정하기 위해 가열 장치 및 정화 유닛과 연통하도록 배치될 수 있다. 스크러버 유체의 더 깨끗한 제1 분획의 취급은 측정 장치의 출력값에 의존할 수 있다.
측정 장치는 질량 유량계를 포함할 수 있고, 상기 특성은 스크러버 유체의 밀도일 수 있다. 스크러버 유체의 밀도는 스크러버 유체의 염 함량에 의존성이다.
질량 유량계는 임의의 적합한 유형일 수 있다. 본 고안의 일 실시양태에 따르면, 질량 유량계는 인라인 질량 유량계인 이점을 갖는 코리올리 질량 유량계이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 측정 장치는 전도도 센서를 포함할 수 있고, 상기 특성은 스크러버 유체의 전도도일 수 있다. 스크러버 유체의 전도도는 스크러버 유체의 염 함량에 의존성이다.
정화 유닛은 상기 특성의 값이 상기 미리 결정된 값 미만인 경우에, 스크러버 유체의 제1 분획의 적어도 일부, 즉 부분을 순환 탱크에 공급하기 위해 순환 탱크와 연통할 수 있다. 값이 비교적 낮으면, 스크러버 유체의 염 함량은 비교적 낮을 수 있고, 배기 가스 정화 시스템의 적절한 작동에 스크러버 유체의 더 깨끗한 제1 분획의 배출은 필요하지 않을 수 있다. 정화 유닛은 순환 탱크로 스크러버 유체의 일정한 또는 간헐적인 유동을 공급하도록 배치될 수 있고, 유동은 시간에 따라 변할 수 있다.
배기 가스 정화 시스템은 스크러버 유체의 제1 분획의 파라미터 값을 1개 이상 결정하도록 배치된 물 분석 유닛을 더 포함할 수 있다. 스크러버 유체의 더 깨끗한 제1 분획의 취급은 물 분석 유닛의 출력값에 의존할 수 있다. 물 분석 유닛에 의해 결정된 파라미터 값은, 예를 들어, 스크러버 유체의 제1 분획의 탁도, pH 및 PAH 농도일 수 있다.
정화 유닛은, 상기 파라미터 값들 중 적어도 하나가 각각의 한계 값을 초과하거나 그와 동일한 경우에, 스크러버 유체의 제1 분획의 적어도 일부, 즉 부분을 순환 탱크에 공급하기 위해 순환 탱크와 연통할 수 있다. 따라서, 특정 기준이 충족되지 않는 경우, 즉 제1 분획이 충분히 깨끗하지 않은 경우, 스크러버 유체의 제1 분획의 배출이 저지될 수 있고 이는 환경적 관점에서 유익하다. 정화 유닛은 순환 탱크로 스크러버 유체의 일정한 또는 간헐적인 유동을 공급하도록 배치될 수 있고, 유동은 시간에 따라 변할 수 있다.
따라서, 정화 유닛은 상기 특성의 값이 상기 미리 결정된 값 미만이고/거나 상기 파라미터 값 중 적어도 하나가 각각의 한계 값을 초과하거나 그와 동일한 경우에, 스크러버 유체의 제1 분획의 적어도 일부를 순환 탱크에 공급하도록 배치될 수 있다.
상기와 같이, 배기 가스 정화 시스템은 스크러버 유체의 제1 분획의 파라미터 값을 1개 이상 결정하도록 배치된 물 분석 유닛을 더 포함할 수 있다. 또한, 배기 가스 정화 시스템은, 각각의 상기 파라미터 값이 각각의 한계 값 미만이고/거나 상기 특성의 값이 상기 미리 결정된 값을 초과하거나 그와 동일한 경우에, 스크러버 유체의 제1 분획의 적어도 일부, 즉 부분을 배출하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 스크러버 유체의 제1 분획은 선박 밖으로 또는 차후의 선박 밖으로의 배출을 위한 일시적 저장 탱크로 배출될 수 있다. 배출된 유체는 새로운 스크러버 유체로 교체될 수 있다. 이에 의해, 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체의 염 농도는 배기 가스 정화 시스템의 적절한 작동을 위해 충분히 낮게 유지될 수 있다.
정화 유닛에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체를 가열하기 위한 가열 장치는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 열교환기는 판형 열교환기 또는 다관형 열교환기 등의 임의의 적합한 유형일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 열교환기는 동일한 유형 또는 상이한 유형일 수 있다.
본 고안의 또 다른 목적, 특징, 양태 및 장점은 다음의 상세한 설명으로부터 뿐만 아니라 도면으로부터 나타날 것이다.
본 고안은 이제 첨부된 개략도를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이며,
여기서 도 1은 본 고안에 따른 배기 가스 정화 시스템을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 1은 제1 판형 열교환기(3), 순환 탱크(5), 스크러버(7), 제2 판형 열교환기(9') 형태의 가열 장치(9), 정화 유닛(11), 물 분석 유닛(13), 코리올리 질량 유량계(15') 형태의 측정 장치(15), 및 알칼리성 작용제, 여기서 수산화마그네슘의 공급을 위한 수단(17)을 포함하는 배기 가스 정화 시스템(1)을 도시한다. 또한, 알칼리성 작용제의 공급을 위한 수단(17)은 공급원(19), 더 구체적으로는 알칼리성 작용제, 여기서 수산화마그네슘을 함유하는 용기, 및 스크류 펌프(21)를 포함한다. 배기 가스 정화 시스템(1)은 선박(도시되지 않음) 내 선박 디젤 엔진(23)으로부터의 배기 가스(EG)를 정화하도록 구성된다.
본원에서 추가로 설명되지 않은 종래의 방식으로 작동하는 스크러버(7) 내부에서, 배기 가스(EG)는 수산화마그네슘과 혼합된 담수의 형태인 스크러버 유체(SF)를 사용하여 세척된다. 따라서, 스크러버(7)는 엔진(23)으로부터의 배기 가스(EG)를 수용하기 위한 배기 가스 유입구(25) 및 세척된 배기 가스(EGW)를 방출하기 위한 배기 가스 배출구(27)를 포함한다. 스크러버 유체(SF)는 순환 탱크(5)로부터 스크러버(7)로 공급되고, 스크러버(7)를 통해 배기 가스(EG)로부터의 오염물질을 흡수하여 그것을 정화하고, 순환 탱크(5)로 돌아간 다음, 다시 스크러버(7) 등으로 공급된다.
엔진(23)으로부터 방출된 배기 가스(EG)는 매우 고온이고, 스크러버 유체(SF)의 적합한 온도를 유지하기 위해, 스크러버 유체는 스크러버(7)의 상류 및 순환 탱크(5)의 하류에, 즉 순환 탱크(5)로부터 스크러버(7)로 가는 경로에 배치된 제1 판형 열교환기(3)에서 해수에 의해 냉각된다. 배기 가스(EG)의 높은 온도로 인해, 스크러버 유체(SF) 내에 함유된 물은 스크러버 유체가 스크러버(7) 내부의 배기 가스(EG)와 접촉할 때 증발된다. 형성된 수증기는 스크러버(7)를 떠나고, 선박으로부터 굴뚝을 통해 정화된 배기 가스(EGW)와 함께 배출된다. 이 습한 정화된 배기 가스가 대기 중으로 방출될 때 형성되는 가시적 플룸을 감소시키기 위해, 스크러버(7)를 통해 재순환하는 스크러버 유체(SF)를 제1 판형 열교환기(3)에 의해 통상적인 것보다 더 냉각시킨다. 결과적으로, 더 적은 물이 스크러버 내부에서 증발되고, 이는 더 적은 습한 정화된 배기 가스 그리고 결과적으로 더 적은 가시적인 플룸을 생성한다.
스크러버 유체(SF)가 스크러버(7)를 통해 재순환할 때, 스크러버 유체는 점점 더 오염된다. 스크러버(7)의 효율적인 작동을 보장하기 위해, 스크러버 유체는 너무 오염되지 않아야 한다. 따라서, 스크러버 유체(SF)의 일부는 순환 탱크(5)로부터 정화 유닛(11)으로 지속적으로 펌핑되어 정화된다. 정화 유닛(11)은 오염된 스크러버 유체를 더 깨끗한 제1 분획(SF1) 및 더 오염된 제2 분획(SF2)으로 분리하도록 배치된 고속 분리기이다. 제2 분획(SF2)은 차후의 폐기를 위해 슬러지 탱크(29)로 공급된다. 순환 탱크(5) 내의 충분한 양의 스크러버 유체를 보장하기 위해, 스크러버 유체를 보충하여 펌핑된 스크러버 유체를 보상한다. 이러한 보충은 배기 가스 정화 시스템(1)의 외부로부터의 깨끗한 담수의 첨가를 수반할 수 있다. 그 경우, 배기 가스 시스템(1)의 적절한 작동에 적합한 스크러버 유체의 특성을 유지하기 위해, 스크러버 유체 보충은 전형적으로 스크러버 유체에 대한 수산화마그네슘의 공급을 또한 수반할 것이다. 이어서, 수산화마그네슘이 스크류 펌프(21)에 의해 공급원(19)으로부터 스크러버 유체로 펌핑된다. 수산화마그네슘의 공급은 스크러버(7)의 하류 및 순환 탱크(5)의 상류에서 이루어진다. 스크러버 유체 보충은 대안적으로/추가적으로 "내부적"일 수 있으며, 이 경우 스크러버 유체(SF)의 더 깨끗한 제1 분획(SF1)은 정화 유닛(11)으로부터 순환 탱크(5)로 다시 공급된다. 이것을 이하에서 더 논의할 것이다.
앞서 언급한 바와 같이, 알칼리성 작용제로서 수산화마그네슘의 사용은 결정화에 의한 문제 없이 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체를 통상적인 것보다 더 많이 냉각시키는 것을 가능하게 한다. 그러나, 수산화마그네슘의 물에 대한 비교적 낮은 용해도는 비-용해된 수산화마그네슘을 함유하는 스크러버 유체를 생성할 수 있다. 이러한 비-용해된 수산화마그네슘이 정화 유닛(11)에 공급되고 스크러버 유체(SF)의 더 오염된 제2 분획(SF2)이 되어 폐기되는 것을 피하기 위해, 정화 유닛(11)에 의해 처리될 스크러버 유체가 선박의 열 회수 시스템으로부터의 물에 의해 정화 유닛(11) 상류에 그리고 순환 탱크(5)의 하류에, 즉 순환 탱크(5)로부터 정화 유닛(11)으로 가는 경로에 배치된 제2 열교환기(9')에서 가열된다. 이러한 가열에 의해, 스크러버 유체 내의 비-용해된 수산화마그네슘이 용해되어 대신 스크러버 유체(SF)의 더 깨끗한 제1 분획(SF1)이 되고, 여기서 더 깨끗한 제1 분획(SF1)은 상술한 바와 같이 순환 탱크(5)로 다시 공급될 수 있다.
상술한 바와 같이, 스크러버 유체(SF)의 더 오염된 제2 분획(SF2)은 슬러지 탱크(29)에 공급된다. 더 깨끗한 제1 분획(SF1)에 대해 일어나는 일은 상이한 인자, 예를 들어 더 깨끗한 제1 분획(SF1)의 특성에 의존한다. 스크러버 유체가 스크러버를 통해 재순환할 때, 스크러버 유체 내의 술페이트 염의 양은 점진적으로 증가한다. 배기 가스 정화 시스템(1)의 적절한 작동을 보장하기 위해, 순환하는 스크러버 유체의 염 함량은 너무 높지 않아야 한다. 이를 위해, 정화 유닛(11)에 의해 처리될 스크러버 유체(SF)의 밀도는 정화 유닛(11)의 상류에 및 제2 판형 열교환기(9')의 하류에, 즉 제2 판형 열교환기(9')로부터 정화 유닛(11)으로 가는 경로에 배치된 코리올리 질량 유량계(15')에 의해 측정된다. 밀도가 미리 결정된 값보다 높거나 동일하다면, 스크러버 유체 내의 염 함량이 너무 높아서, 스크러버 유체의 더 깨끗한 제1 분획(SF1)이 그의 추가적인 특성에 따라 배기 가스 정화 시스템(1)으로부터 블리드 오프되거나 배출되어야 한다. 그러나, 밀도가 미리 결정된 값보다 낮으면, 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 블리드 오프가 필요하지 않고, 제1 분획(SF1)은 대신 스크러버 유체의 "내부적" 보충에서 순환 탱크(5)로 다시 공급된다.
배기 가스 정화 시스템(1)으로부터의 제1 분획(SF1)의 블리드-오프 또는 배출은 스크러버 유체의 밀도가 충분히 높고 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)이 특정 기준을 충족시키는 경우에만 이루어진다. 후자는 정화 유닛(11)의 하류 및 순환 탱크(5)의 상류에 배치된 물 분석 유닛(13)에 의해 점검된다. 물 분석 유닛(13)은 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 탁도 값, pH 값 및 PAH (폴리시클릭 방향족 탄화수소) 농도를 결정하도록 배치된다. 탁도 값, pH 값, 및 PAH 농도 중 하나 이상이 각각의 한계 값, 예를 들어 25NTU, 6.5 및 2250ppb를 각각 초과하거나 그와 동일한 경우, 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 블리드-오프는 이루어지지 않고, 제1 분획(SF1)은 대신에 스크러버 유체의 "내부적" 보충에서 순환 탱크(5)로 다시 공급된다. 그러나, 탁도 값, pH 값 및 PAH 값이 모두 각각의 한계 값보다 낮고 스크러버 유체의 밀도가 충분히 높은 경우, 제1 분획은, 배기 가스 정화 시스템(1)으로부터 선박 밖으로 또는 예를 들어 선박이 선박 밖으로 배출하는 것이 금지된 영역에 있는 경우에 차후의 배출을 위한 임시 오수 탱크(도시되지 않음)로 블리드 오프되거나 배출된다.
따라서, 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체는 선박 굴뚝으로부터의 가시적인 플룸을 감소시키기 위해, 보통보다 더 많이, 예를 들어 6℃로 냉각된다. 결정화를 방해하지 않으면서 이러한 낮은 스크러버 유체 온도를 가능하게 하기 위해, 수산화마그네슘이 알칼리성 작용제로서 사용된다. 비-용해된 수산화마그네슘이 정화 유닛으로부터 폐기 분획, 즉 제2 분획(SF2)이 되는 것을 방지하기 위해, 정화 유닛에서 처리될 스크러버 유체는 정화 유닛에 공급되기 전에 제2 판형 열교환기에 의해, 예를 들어 35℃로 가열된다. 정화 유닛에 의해 처리될 스크러버 유체 내의 비-용해된 수산화마그네슘을 용해시키는 것 이외에, 스크러버 유체의 가열은 스크러버 유체의 탁도를 감소시키고, 따라서 스크러버 유체의 제1 분획(SF1)의 탁도를 감소시키고, 이에 스크러버 유체의 제1 분획의 블리드-오프 또는 배출을 가능하게 할 정도로 충분히 낮은 탁도 값을 더 쉽게 획득할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스크러버를 통해 순환하는 스크러버 유체는 해수에 의해 냉각될 수 있고, 통상적인 것보다 더 냉각하기 위해, 해수는 자연적으로 충분히 냉각되어야 한다. 플룸의 가시성은 또한 앞서 언급된 바와 같이 주위 공기 조건에 의존하고, 예를 들어 주위 공기 온도가 낮을 때 플룸이 전형적으로 더 가시적이다. 일반적으로, 낮은 해수 온도는 낮은 주위 공기 온도와 관련있고, 이는 상기 배기 가스 정화 시스템이 가장 필요할 때 가장 효과적이라는 것을 의미한다.
전술한 배기 가스 정화 시스템의 구성요소는 적합한 배관에 의해 연결되어 상기 특정 방식으로 연통할 수 있게 한다. 또한, 전술한 배기 가스 시스템은 펌프, 밸브, 센서, 추가의 물 분석 유닛, 제어 유닛, 스위칭 모듈 등과 같은 적절하게 작동하게 하는 추가적인 구성요소를 포함할 수 있다. 예로서, 배기 가스 시스템은 스크러버 유체의 pH를 측정하기 위해 스크러버와 순환 탱크 사이에 pH 미터 또는 센서를 포함할 수 있다. 이 pH 미터는 적합한 경우에 스크러버 유체에 수산화마그네슘을 공급하기 위한 공급 수단(17)과 연통할 수 있다. 공급 수단(17)은 또한/대안적으로 정화된 배기 가스의 이산화황/이산화탄소 비에 응답하여 작동될 수 있다.
본 고안의 상술된 실시양태는 예로서만 간주되어야 한다. 관련된 기술 분야의 통상의 기술자는 기술된 실시양태가 본 고안의 사상을 벗어나지 않고 다양한 방식으로 변경될 수 있음을 알 것이다.
예로서, 배기 가스 정화 시스템은 수산화마그네슘 이외의 다른 알칼리성 작용제, 산화마그네슘으로 작동될 수 있다. 또한, 배기 가스 정화 시스템의 최적화된 작동을 위해, 응집제 또는 응고제 등의 알칼리성 작용제 이외의 다른 화학물질이 정화 유닛(11)의 효율을 향상시키기 위해 스크러버 유체에 추가될 수 있다.
스크러버 유체에 수산화마그네슘을 공급하기 위한 공급 수단(17)은 순환 탱크(5) 상류에 및 스크러버(11)의 하류에 배치될 필요는 없고, 다른 어딘가에 배치될 수 있으며, 예를 들어 순환 탱크(5)에 직접 연결될 수 있다.
전술한 실시양태에서, 스크러버 유체의 제1 분획의 취급은 가열 후 스크러버 유체의 밀도 및 스크러버 유체의 제1 분획의 탁도 값, pH 값 및 PAH 농도에 의존한다. 대안적인 실시양태에서, 스크러버 유체의 제1 분획의 취급은 이들 파라미터 중 단지 하나 또는 2개, 추가적인 파라미터 및/또는 다른 파라미터에 의존할 수 있다.
스크러버 유체는 담수 및 알칼리성 작용제를 포함할 필요는 없고 그 대신에 해수 및 알칼리성 작용제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
순환 탱크로부터 정화 유닛으로의 스크러버 유체의 유동은 연속적일 필요는 없고, 간헐적일 수 있으며 규칙적인 간격으로 또는 적합한 경우에만 이루어질 수 있다.
제1 판형 열교환기(3)는, 스크러버의 상류에 즉 이전에, 그리고 순환 탱크의 하류에, 즉 이후에 배치될 필요는 없고, 대신에 스크러버의 하류에 및 순환 탱크의 상류에 배치될 수 있다.
가열 장치(9)는 제2 판형 열교환기(9')의 형태를 가질 필요는 없고, 임의의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 가열 장치(9)는 대신에/추가적으로 전기 가열기를 포함할 수 있다.
정화 유닛(11)에 의해 처리될 스크러버 유체는 선박의 열 회수 시스템으로부터의 물에 의해 가열될 필요는 없고, 임의의 적절한 공급원으로부터의 고온수 또는 증기에 의해 가열될 수 있다.
측정 장치(15)는 코리올리 질량 유량계(15')의 형태를 가질 필요는 없고, 임의의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 측정 장치(15)는 대신에/추가적으로 전도도 센서를 포함할 수 있다.
본 고안과 관련없는 상세 사항에 대한 설명은 생략되었으며 도면들은 단지 개략적인 것으로서 축척에 맞게 그려진 것은 아니라는 점이 강조되어야 한다.

Claims (15)

  1. 선박 내의 배기 가스(EG)를 정화하기 위한 배기 가스 정화 시스템(1)이며, 상기 배기 가스 정화 시스템(1)은
    스크러버(7)를 통해 순환하는 스크러버 유체(SF)를 사용하여 배기 가스(EG)를 세척하도록 배치된 스크러버(7),
    스크러버(7)를 통해 순환하는 스크러버 유체(SF)를 냉각시키기 위해 스크러버(7)와 연통하도록 배치된 제1 열교환기(3),
    스크러버 유체(SF)를 스크러버(7)에 공급하고 스크러버(7)로부터 스크러버 유체(SF)를 수용하기 위해 스크러버(7)와 연통하도록 배치된 순환 탱크(5), 및
    순환 탱크(5)로부터 스크러버 유체(SF)를 수용하고, 이를 제1 및 제2 분획(SF1, SF2)으로 분리하기 위해 순환 탱크(5)와 연통하도록 배치되며, 여기서 제1 분획(SF1)보다 제2 분획(SF2)이 더 오염된 것인, 정화 유닛(11),
    을 포함하고,
    스크러버 유체(SF)가 순환 탱크(5)를 떠난 후에 그리고 정화 유닛(11)에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체(SF)를 가열하기 위해 순환 탱크(5) 및 정화 유닛(11)과 연통하도록 배치된 가열 장치(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 시스템(1).
  2. 제1항에 있어서, 스크러버 유체(SF)에 알칼리성 작용제를 공급하기 위한 수단(17)을 더 포함하는 배기 가스 정화 시스템(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리성 작용제가 수산화마그네슘을 포함하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 스크러버 유체(SF)에 알칼리성 작용제를 공급하기 위한 상기 수단(17)은 알칼리성 작용제의 공급원(19) 및 알칼리성 작용제를 공급원(19)으로부터 스크러버 유체(SF)로 펌핑하기 위한 펌프(21)를 포함하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  5. 제4항에 있어서, 펌프(21)는 스크류 펌프인 배기 가스 정화 시스템(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크러버 유체(SF)의 특성의 값을 측정하기 위해 배치된 측정 장치(15)를 더 포함하고, 상기 값은 미리 결정된 값보다 낮거나 동일하거나 더 높을 수 있는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  7. 제6항에 있어서, 측정 장치(15)는 스크러버 유체(SF)가 가열 장치(9)에 의해 가열된 후에 그리고 정화 유닛(11)에 의해 수용되기 전에 스크러버 유체(SF)의 상기 특성의 값을 측정하기 위해 가열 장치(9) 및 정화 유닛(11)과 연통하도록 배치되는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 측정 장치(15)는 질량 유량계(15')를 포함하고 상기 특성은 스크러버 유체(SF)의 밀도인 배기 가스 정화 시스템(1).
  9. 제8항에 있어서, 질량 유량계(15')는 코리올리 질량 유량계인 배기 가스 정화 시스템(1).
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 측정 장치(15)는 전도도 센서를 포함하고, 상기 특성은 스크러버 유체(SF)의 전도도인 배기 가스 정화 시스템(1).
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 정화 유닛(11)은 상기 특성의 값이 상기 미리 결정된 값 미만인 경우, 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 적어도 일부를 순환 탱크(5)에 공급하기 위해 순환 탱크(5)와 연통하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 파라미터 값을 1개 이상 결정하도록 배치된 물 분석 유닛(13)을 더 포함하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  13. 제12항에 있어서, 정화 유닛(11)은 상기 파라미터 값들 중 적어도 하나가 각각의 한계 값을 초과하거나 그와 동일한 경우에 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 적어도 일부를 순환 탱크(5)에 공급하기 위해 순환 탱크(5)와 연통하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  14. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 파라미터 값을 1개 이상 결정하기 위해 배치된 물 분석 유닛(13)을 더 포함하고, 상기 배기 가스 정화 시스템(1)은 각각의 상기 파라미터 값들이 각각의 한계 값 미만이고/거나 상기 특성의 값이 상기 미리 결정된 값을 초과하거나 그와 동일한 경우 스크러버 유체(SF)의 제1 분획(SF1)의 적어도 일부를 배출하도록 배치되는, 배기 가스 정화 시스템(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 장치(9)가 제2 열교환기(9')를 포함하는, 배기 가스 정화 시스템(1).
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