KR20210073670A

KR20210073670A - 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20210073670A
Application number: KR1020190163869A
Authority: KR
Inventors: 이주열; 김해기; 박병현; 최진식
Original assignee: 주식회사 애니텍
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-06-21
Also published as: KR102275437B1

Abstract

본 발명은 스크러버의 배출도관 압력값과 스크러버 내의 세정액 수위를 기반으로 시스템의 가동을 중지될 때, 엔진으로 세정액이 역류되는 것을 방지할 수 있는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템은 배기가스(1)를 생성하며, 배기가스(1)의 이동을 위한 배기가스 이동도관(110)의 일측과 연결되는 엔진(100); 배기가스 이동도관(110)의 타측과 연결되어 배기가스(1)가 내부로 유입되며, 배기가스(1)의 유동 및 청정가스(3)의 배출 경로를 제공하는 스크러버(200); 스크러버(200)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 내부로 유입된 배기가스(1)에 세정액(2)을 분사하는 세정액 분사기(300); 세정액 분사기(300)의 상측에 설치되며, 배기가스(1)와 세정액(2)이 만나 생성된 미세액적을 분리하는 기수분리수단(400); 세정액 분사기(300)로부터 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)을 배출하기 위한 메인 세정액 배출도관(210)과 서브 세정액 배출도관(230)의 압력을 각각 측정하는 압력측정센서(500); 스크러버(200)의 하부에 설치되며, 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하는 수위측정센서(600); 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하면서, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시키는 제어기(900); 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 배기가스(1)의 우회로를 제공하는 배기가스 바이패스도관(700); 및 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 세정액(2)의 우회로를 제공하는 세정액 바이패스도관(800);을 포함함으로써, 세정액의 압력 및 수위를 기반으로 세정액 역류 방지 시스템의 가동 여부를 결정하면서 스크러버 하부에 축적된 세정액의 역류를 사전에 예측 방지함으로써, 세정액이 엔진으로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

Description

스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법{Scrubber cleaning liquid backflow prevention system and method}

본 발명은 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크러버의 배출도관 압력값과 스크러버 내의 세정액 수위를 기반으로 시스템의 가동을 중지될 때, 엔진으로 세정액이 역류되는 것을 방지할 수 있는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현대의 선박은 대부분 자체 동력과 난방을 위한 엔진과 보일러 등을 구비하고 있다. 상기 엔진과 보일러 등을 구동하기 위해서는 연료를 태워야 하는데, 연소 과정에서 발생하는 배기가스에는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), PM(Particular Matter, 입자성 물질) 등의 유해물질이 포함되어 있다.

황산화물이나 질소산화물은 인체의 점막에 작용해 호흡기 질환을 일으킬 수도 있으며, 세계보건기구(WHO) 산하국제암연구소가 1급 발암물질로 지정한 유해물질이기도 하다. 또한, 상기 SOx나 NOx가 공기 중으로 그대로 방출되면 대기 중의 수분(H20)과 반응하여 각각 황산(H2SO4), 질산(HNO3)이 되어 산성비의 주된 원인이 되기도 한다.

PM은 가스상유해물질에 대비되는 작은 입자의 형태로서 배기가스 속의 PM이 그대로 대기 중에 방출되면 가시거리를 줄이는 시정장애를 일으키거나, 미세한 입자가 폐나 호흡기를 통해 인체에 들어가 각종 질환을 발생시킬 수 있다. 최근 국내에서 문제가 되는 미세먼지 또한 상기 PM에 의한 것으로서 대기오염의 주된 원인으로 볼 수 있다.

따라서, 이러한 배기가스 속 유해물질에 대한 방지책이 필요한데, 특히 선박의 경우는 엔진의 출력규모가 거대하여 승용차의 130배에 달하는 배기가스를 내뿜는 것으로 알려져 있는바, 방대한 양의 유해물질 배출을 방지하기 위해 선박의 배기가스에 대한 구체적이고 실체적인 대책이 요구된다.

이에, 국제해사기구(International Maritime Organization, 이하 IMO)에서는 배출규제지역(Emission Control Area, 이하 ECA)를 설정하여 해당 해역 내에서 유해물질의 배출량을 제한하고 있다. 특히 황산화물 배출규제지역(SOx Emission Control Area, 이하 SECA)은 NOx 등의 다른 유해물질도 같이 규제하는 상기 ECA보다 더 광범위하게 규정하여 강력한 제재를 가하고 있다.

뿐만 아니라, 2015년 1월 1일부터는 규제를 더욱 강화하여 상기 SECA를 지나는 모든 선박에 대해 환경오염을 일으키는 연료 내 황(Sulphur) 함유율을 01%로 제한하였다(IMO 184(59)) 상기 SECA는 2011년 8월 해양오염방지협약의 수정을 통해 기존의 발틱해와 북해지역에서 북미지역으로 확대 규정되었고, 2016년 4월 1일부터는 중국 근해도 지정되는 등, 앞으로 계속 확장될 것이므로 선박의 황산화물 관리는 더 중요해질 전망이다.

또한, ECA 이외 전세계 해역에서도 배기가스 내 SOx 함유량을 35% 이하로 규제하던것을 2016년 10월 28일 개최된 IMO 총회에서 05%로 낮추는 법안이 통과되어 2020년부터 시행될 예정에 있는바, 지역을 불문하고 황산화물 관리의 필요성은 더욱 증대하고 있다.

이와 같은 국제적 규제를 준수하기 위해 저황유(Low sulphur)를 사용하거나 황산화물의 배출량이 적은 천연가스가 연료로 쓰이는 LNG 추진선이 이용되기도 하고, 배기가스의 황산화물을 절감하는 스크러버(Scrubber)가 사용되기도 한다.

이러한 스크러버를 이용해 배기가스 처리공정을 수행하면 황 함유율이 비교적 높은 저가의 연료로도 상기 규제들을 만족시키며 환경오염을 방지할 수 있기에 경제적으로 유리하다. 스크러버는 세정액으로 SOx를 이온화시키는데 이때 pH 83 전후인 해수(Sea Water) 또는 알칼리성 첨가제를 넣은 담수 등을 세정액으로 이용하면 이온화된 황산화물을 중화시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 입자성 물질을 응집시켜 세정액 속에 같이 배출하여 대기 중으로의 방출을 방지할 수도 있다.

선박에는 메인 엔진 외에 보조 엔진과 보일러 등 다수개의 연소장치들이 존재한다. 따라서 상기 스크러버는 다수개의 연소장치들에서 발생하는 배기가스를 처리하여야 한다. 이를 위하여 상기 스크러버의 배기가스 유입구에는 멀티 인릿(multi inlet)을 구성하고, 메인 엔진과 보조 엔진 등 다수개의 연소장치에서 발생하는 배기가스가 멀티 인릿을 통해 상기 스크러버로 유입되도록 해준다.

이와 같은, 상황에서 선박의 엔진 및 스크러버의 가동이 중지되는 경우, 스크러버에서 선박의 엔진으로 세정액의 역류가 발생할 위험이 있다. 이 과정에서 스크러버로부터 선박의 엔진으로 세정액이 유입되면, 해당 엔진의 기능에 심각한 문제를 초래하게 된다. 따라서, 스크러버의 배기가스 유입구조에서 상기 스크러버로부터 선박의 엔진으로의 세정액 등의 역류를 방지할 수 있는 기술에 대한 개발이 필요한 실정이다.

미국 등록특허공보 US 9,272,241호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스크러버의 배출도관 압력값과 스크러버 내의 세정액 수위를 기반으로 시스템의 가동을 중지될 때, 엔진으로 세정액이 역류되는 것을 방지할 수 있는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

그리고 본 발명은 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지될 때, 배기가스와 세정액의 처리를 위한 배기가스의 우회로와 세정액의 우회로를 동시에 제공할 수 있는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템은 배기가스(1)를 생성하며, 배기가스(1)의 이동을 위한 배기가스 이동도관(110)의 일측과 연결되는 엔진(100); 배기가스 이동도관(110)의 타측과 연결되어 배기가스(1)가 내부로 유입되며, 배기가스(1)의 유동 및 청정가스(3)의 배출 경로를 제공하는 스크러버(200); 스크러버(200)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 내부로 유입된 배기가스(1)에 세정액(2)을 분사하는 세정액 분사기(300); 세정액 분사기(300)의 상측에 설치되며, 배기가스(1)와 세정액(2)이 만나 생성된 미세액적을 분리하는 기수분리수단(400); 세정액 분사기(300)로부터 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)을 배출하기 위한 메인 세정액 배출도관(210)과 서브 세정액 배출도관(230)의 압력을 각각 측정하는 압력측정센서(500); 스크러버(200)의 하부에 설치되며, 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하는 수위측정센서(600); 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하면서, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시키는 제어기(900); 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 배기가스(1)의 우회로를 제공하는 배기가스 바이패스도관(700); 및 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 세정액(2)의 우회로를 제공하는 세정액 바이패스도관(800);을 포함한다.

그리고 배기가스 이동도관(110)은, 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 배기가스(1)가 스크러버(200)를 향해 이동되도록 개방되고, 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 스크러버(200)의 하부에 축적된 세정액(2)이 역류되는 것을 방지하기 위해 폐쇄되는 세정액 역류방지수단(120);을 포함할 수 있다.

또한, 압력측정센서(500)는, 메인 세정액 배출도관(210)의 일측에 설치되며, 메인 세정액 배출도관(210)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 측정하는 메인 압력측정센서(510); 및 서브 세정액 배출도관(230)의 일측에 설치되며, 메인 세정액 배출도관(210)을 통과한 후, 서브 세정액 배출도관(230)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 측정하는 서브 압력측정센서(520);를 포함할 수 있다.

그리고 제어기(900)는, 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 기설정된 값을 초과하면서, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시킬 수 있다.

또한, 메인 세정액 배출도관(210)은, 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 세정액(2)이 서브 세정액 배출도관(230)을 향해 이동되도록 개방되고, 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 세정액(2)이 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 폐쇄되는 메인 세정액 차단수단(220);을 포함할 수 있다.

그리고 서브 세정액 배출도관(230)은, 일측에 제1 서브 압력측정센서(520a)가 설치되며, 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2a)의 압력이 제1 서브 압력측정센서(520a)를 통해 측정되는 제1 서브 세정액 배출도관(230a); 제1 서브 세정액 배출도관(230a)과 이격되며, 일측에 제2 서브 압력측정센서(520b)가 설치되고, 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2c)의 압력이 제3 서브 압력측정센서(520c)를 통해 측정되는 제3 서브 세정액 배출도관(230c); 및 제1 서브 세정액 배출도관(230a)과 제3 서브 세정액 배출도관(230c)의 사이에 배치되며, 일측에 제3 서브 압력측정센서(520c)가 설치되고, 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2b)의 압력이 제2 서브 압력측정센서(520b)를 통해 측정되는 제2 서브 세정액 배출도관(230b);를 포함할 수 있다.

또한, 제어기(900)는, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나 이하의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 압력측정센서가 설치된 하나 이하의 서브 세정액 배출도관이 폐쇄되도록 할 수 있다.

그리고 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)은, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 세정액(2a, 2b, 2c)의 배출을 위해 개방되고, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 세정액(2a, 2b, 2c)의 배출을 차단하기 위해 폐쇄되는 제1, 2, 3 서브 세정액 차단수단(240a, 240b, 240c);을 포함할 수 있다.

또한, 제어기(900)는, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 메인 세정액 배출도관(210) 및 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 할 수 있다.

그리고 세정액 바이패스도관(800)은, 메인 세정액 배출도관(210) 및 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 세정액(2)이 세정액(2)의 우회로를 따라 이동되도록 개방되는 세정액 바이패스수단(810);을 포함할 수 있다.

또한, 배기가스 바이패스도관(700)은, 메인 세정액 배출도관(210) 및 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 배기가스(1)가 배기가스(1)의 우회로를 따라 이동되도록 개방되는 배기가스 바이패스수단(710);을 포함할 수 있다.

그리고 세정액 분사기(300)는, 스크러버(200)의 하측을 향해 상기 세정액(2)을 분사하는 제1 분사부(300c); 제1 분사부(300c)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 하측을 향해 세정액(2)을 분사하는 제2 분사부(300b); 및 제2 분사부(300b)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 하측을 향해 세정액(2)을 분사하고, 스크러버(200)로 배기가스(1)의 유입이 종료되는 경우, 회전을 통해 기수분리수단(400)을 향해 공기를 분사하여 기수분리수단(400)의 표면에 남은 미세액적을 제거하는 제3 분사부(300a);를 포함할 수 있다.

또한, 세정액 역류 방지 시스템은, 스크러버(200)의 하부에 설치되되 상측이 개방되며, 배기가스 이동도관(110) 및 배기가스 바이패스도관(700)이 내부에서 연통되는 하우징(130); 및 하우징(130)의 상측에 설치되며, 배기가스 이동도관(110)에 설치된 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 배기가스(1)가 스크러버(200)의 내부로 유입되도록 하되, 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)이 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 것을 차단하여 세정액(2)이 메인 세정액 배출도관(210) 또는 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 하는 소수성 분리막(140);을 포함할 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 방법으로서, 본 발명의 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 방법은 엔진(100)의 배기가스(1)를 스크러버(200)에 설치된 세정액 분사기(300)의 세정액(2)을 통해 제거하는 배기가스 제거 단계(S10); 압력측정센서(500)가 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)을 배출하기 위한 메인 세정액 배출도관(210)과 서브 세정액 배출도관(230)의 압력을 각각 측정하고, 수위측정센서(600)가 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하는 배출도관 압력 및 세정액의 수위 측정 단계(S11); 제어기(900)가 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하고(S13), 측정 압력값이 상기 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 수위측정센서(600)의 측정 수위값을 확인하는 단계(S15); 제어기(900)가 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는지 여부를 판단하고(S16), 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지하는 단계(S18); 및 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지되면, 배기가스 바이패스도관(700)이 배기가스(1)의 우회로를 제공하며, 세정액 바이패스도관(800)이 세정액(2)의 우회로를 제공하는 단계(S19);를 포함한다.

그리고 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S13)는, 제어기(900)가 메인 세정액 배출도관(210)에 설치된 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 제어기(900)는, 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 서브 메인 세정액 배출도관(230)에 포함되는 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)에 설치된 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.

그리고 세정액 역류 방지 방법은, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나 이하의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 압력측정센서에 설치된 제1, 2, 3 서브 세정액 차단수단(240a, 240b, 240c) 중 하나 이하의 서브 세정액 차단수단이 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 세정액 배출도관을 폐쇄하는 단계(S14);를 더 포함할 수 있다.

또한, 기설정된 압력값을 초과하는 서브 세정액 배출도관을 폐쇄하는 단계(S14)는, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 제어기(900)가 메인 세정액 배출도관(210) 및 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 세정액의 압력 및 수위를 기반으로 세정액 역류 방지 시스템의 가동 여부를 결정하면서 스크러버 하부에 축적된 세정액의 역류를 사전에 예측 방지함으로써, 세정액이 엔진으로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지될 때, 배기가스와 세정액의 처리를 위한 배기가스의 우회로와 세정액의 우회로를 동시에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 선박의 엔진에서 생성되는 배기가스 내의 유해물질을 효율적으로 제거할 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 배기가스 세정 공정을 수행하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이다.
도 2는 배기가스 및 세정액의 우회 공정을 수행하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이다.
도 3은 메인 세정액 배출도관 및 서브 세정액 배출도관을 나타내는 단면도이다.
도 4는 배기가스 세정 공정을 수행하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 일부를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 방법의 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리(범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

<스크러버 세정액 역류 방지 시스템>

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템(10)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

도 1은 배기가스 세정 공정을 수행하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이고, 도 2는 배기가스 및 세정액의 우회 공정을 수행하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이며, 도 3은 메인 세정액 배출도관 및 서브 세정액 배출도관을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템(10)은 배기가스(1)를 세정하는 세정액(2)이 엔진(100)으로 역류하는 것을 방지하는 시스템으로서, 엔진(100), 스크러버(200), 세정액 분사기(300), 기수분리수단(400), 압력측정센서(500), 수위측정센서(600), 배기가스 바이패스도관(700), 세정액 바이패스도관(800) 및 제어기(900)를 포함하도록 구성된다.

엔진(100)은 일례로 선박의 엔진일 수 있으며, 선박의 메인 엔진(예: 추진 저속 엔진)과 서브 엔진(예: 발전기 엔진)을 포함할 수 있고, 200~500 ℃ 내외의 배기가스(1)를 생성한다. 이러한 엔진(100)은 배기가스 이동도관(110)에 포함된 제1 배기가스 이동도관(110a)의 일측과 연결된다. 여기서, 배기가스(1)는 황산화물(SOx) 등의 유해물질이 포함될 수 있다.

배기가스 이동도관(110)은 엔진(100)으로부터 생성된 배기가스(1)를 스크러버(200)로 이동시키기 위한 구성으로서, 제1 배기가스 이동도관(110a) 및 일측이 상기 제1 배기가스 이동도관(110a)의 타측과 연통된 제2 배기가스 이동도관(110b)으로 이루어질 수 있다. 그리고 배기가스 이동도관(110)은 제어기(900)에 의해 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 배기가스(1)가 스크러버(200)를 향해 이동되도록 개방되고, 이와 달리 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 스크러버(200)의 하부에 축적된 세정액(2)이 엔진(100)으로 역류되는 것을 방지하기 위해 폐쇄되는 세정액 역류방지수단(120)이 포함되도록 구성된다.

스크러버(200)는 제2 배기가스 이동도관(110b)의 타측과 연결되며, 상기 연결을 통해 배기가스(1)가 내부로 유입되고, 배기가스(1)의 유동 및 청정가스(3)의 배출 경로를 제공한다. 그리고 스크러버(200)는 메인 세정액 배출도관(210), 수위측정센서(600) 및 세정액 바이패스도관(800)이 하부에 각각 설치된다. 또한, 스크러버(200)의 하부는 세정액 분사기(300)로부터 분사된 세정액(2)이 메인 세정액 배출도관(210)과 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 유도할 수 있는 기울어진 형상으로 이루어질 수 있다.

여기서, 메인 세정액 배출도관(210)은 제어기(900)에 의해 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 스크러버(200)의 하부에 분사된 세정액(2)을 일측이 연결된 서브 세정액 배출도관(230)으로 이동시키기 위해 개방되고, 이와 달리 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 세정액(2)이 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 폐쇄되는 메인 세정액 차단수단(220)을 포함하도록 구성된다.

그리고 서브 세정액 배출도관(230)은 메인 세정액 배출도관(210)을 따라 이동되는 세정액(2a, 2b, 2c)의 배출을 위해 제1 서브 세정액 배출도관(230a), 제2 서브 세정액 배출도관(230b) 및 제3 서브 세정액 배출도관(230c)을 포함하도록 구성된다.

제1 서브 세정액 배출도관(230a)은 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2a)의 압력값을 측정할 후술될 제1 서브 압력측정센서(520a)가 일측에 설치되고, 제1 서브 압력측정센서(520a)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 세정액(2a)의 배출을 위해 개방되고, 이와 달리 제1 서브 압력측정센서(520a)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 세정액(2a)의 배출을 차단하기 위해 폐쇄되는 제1 서브 세정액 차단수단(240a)을 포함하도록 구성된다.

제2 서브 세정액 배출도관(230b)은 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2b)의 압력값을 측정할 후술될 제2 서브 압력측정센서(520b)가 일측에 설치되고, 제2 서브 압력측정센서(520b)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 세정액(2b)의 배출을 위해 개방되고, 이와 달리 제2 서브 압력측정센서(520b)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 세정액(2b)의 배출을 차단하기 위해 폐쇄되는 제2 서브 세정액 차단수단(240b)을 포함하도록 구성된다.

제3 서브 세정액 배출도관(230c)은 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2c)의 압력값을 측정할 후술될 제3 서브 압력측정센서(520c)가 일측에 설치되고, 제3 서브 압력측정센서(520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 세정액(2c)의 배출을 위해 개방되고, 이와 달리 제3 서브 압력측정센서(520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 세정액(2c)의 배출을 차단하기 위해 폐쇄되는 제3 서브 세정액 차단수단(240c)을 포함하도록 구성된다.

세정액 분사기(300)는 스크러버(200)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 내부로 유입된 배기가스(1)를 향해 세정액(2)을 분사한다. 이를 위해, 세정액 분사기(300)는 제1 세정액 분사부(300c), 제2 세정액 분사부(300b) 및 제3 세정액 분사부(300a)를 포함하도록 구성된다.

제1 세정액 분사부(300c)는 세정액 분사부 중 최하단에 설치된 분사부로서, 스크러버(200)의 하측을 향해 세정액(2)을 분사하여 배기가스(1)가 세정되도록 한다.

제2 세정액 분사부(300b)는 제1 세정액 분사부(300c)와 제3 세정액 분사부(300a)의 사이에 설치된 분사부로서, 스크러버(200)의 하측을 향해 세정액(2)을 분사하여 배기가스(1)가 세정되도록 한다.

제3 세정액 분사부(300a)는 제1, 2 세정액 분사부(300c, 300b)의 상측에 설치된 분사부로서, 스크러버(200)의 하측을 향해 세정액(2)을 분사하여 배기가스(1)가 세정되도록 한다. 그리고 제3 세정액 분사부(300a)는 스크러버(200)로 배기가스(1)의 유입이 종료되는 경우, 제어기(900)에 의해 회전되어 상측에 설치된 기수분리수단(400)을 향해 세정액(2) 대신 공기를 분사하여 기수분리수단(400)의 표면에 남은 미세액적을 제거한다.

즉, 세정액 분사기(300)는 제3 세정액 분사부(300a)를 포함함으로써, 배기가스(1)의 세정 및 기수분리수단(400)의 미세액적 제거가 가능할 수 있다.

기수분리수단(400)은 제3 세정액 분사부(300a)의 상측에 설치되며, 스크러버(200)의 내부 경로를 따라 상측으로 이동되는 배기가스(1)와 제1, 2, 3 세정액 분사부(300c, 300b, 300a)로부터 분사된 세정액(2)이 만나 생성된 미세액적을 청정가스(3)로부터 분리한다. 여기서, 미세액적은 상술한 바와 같이, 제3 세정액 분사부(300a)로부터 분사된 공기에 의해 제거될 수 있다. 또한, 기수분리수단(400)을 통과하는 가스는 본 발명의 스크러버 세정액 역류 방지 시스템을 통해 생성되는 최종적인 청정가스(3)일 수 있다.

압력측정센서(500)는 메인 세정액 배출도관(210)에 설치되는 메인 압력측정센서(510) 및 서브 세정액 배출관(230)에 각각 설치되는 서브 압력측정센서(520)를 포함하도록 구성된다.

메인 압력측정센서(510)는 메인 세정액 배출도관(210)의 일측에 설치되며, 메인 세정액 배출도관(210)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 측정한다. 그리고 메인 압력측정센서(510)는 메인 세정액 배출도관(210)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 측정 압력값을 제어기(900)로 전달하고, 이와 달리 메인 세정액 배출도관(210)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 메인 세정액 배출도관(210)의 압력 측정 상태를 유지한다.

더 나아가, 상기 메인 압력측정센서(510)는 메인 세정액 배출도관(210)의 일측에 설치된 것으로 도시되었으나, 세정액(2)의 압력값을 측정하기 위해 메인 세정액 배출도관(210)의 내부에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

서브 압력측정센서(520)는 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 각각 측정하기 위해 제1 서브 압력측정센서(520a), 제2 서브 압력측정센서(520b) 및 제3 서브 압력측정센서(520c)을 포함하도록 구성된다.

상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)는 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 기설정된 압력값을 초과하는 압력측정센서가 제어기(900)로 측정 압력값을 전달하고, 이와 달리 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)의 압력 측정 상태를 유지한다.

더 나아가, 서브 압력측정센서(520)는 서브 세정액 배출도관(230)의 일측에 설치된 것으로 도시되었으나, 세정액(2)의 압력값을 측정하기 위해 서브 세정액 배출도관(230)의 내부에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

수위측정센서(600)는 제1, 2, 3 세정액 분사부(300c, 300b, 300a)로부터 각각 분사되어 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하기 위해, 스크러버(200)의 하부에 설치된다. 또한, 수위측정센서(600)는 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 측정 수위값을 제어기(900)로 전달하고, 이와 달리 측정 수위값이 기설정된 수위값 미만인 경우, 세정액(2)의 수위 측정 상태를 유지한다.

더 나아가, 수위측정센서(600)는 스커러버(200)의 하부에 설치되는 것으로 도시되었으나, 세정액(2)의 수위를 측정하기 위해 스크러버(200) 하부의 내면에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

배기가스 바이패스도관(700)은 제1, 2 배기가스 이동도관(110a, 110b)와 연통되며, 제어기(900)에 의해 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 배기가스(1)의 우회로를 제공하는 배기가스 바이패스수단(710)을 포함하도록 구성된다. 여기서, 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우는 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우와 동일한 경우이다.

배기가스 바이패스수단(710)은 제어기(900)에 의해 세정액 역류방지수단(120)과 연계되어 가동된다. 구체적인 일례로, 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 배기가스 바이패스수단(710)은 폐쇄되되, 세정액 역류방지수단(120)은 개방되어 배기가스(1)가 스크러버(200)를 향해 이동되도록 하고, 이와 달리 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 배기가스 바이패스수단(710)은 개방되되, 세정액 역류방지수단(120)은 폐쇄되어 세정액(2)이 배기가스 바이패스도관(700)으로 역류되는 것을 방지하면서 배기가스(1)가 배기가스 바이패스도관(700)을 향해 이동되도록 한다.

세정액 바이패스도관(800)은 메인 세정액 배출도관(210)을 향해 세정액(2)이 이동되도도록 유도하는 형상의 스크러버(200) 하부에 설치되며, 제어기(900)에 의해 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 세정액(2)의 우회로를 제공하는 세정액 바이패스수단(810)을 포함하도록 구성된다.

세정액 바이패스수단(810)은 제어기(900)에 의해 메인 세정액 차단수단(220)과 연계되어 가동된다. 구체적인 일례로, 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 세정액 바이패스수단(810)은 폐쇄되되, 메인 세정액 차단수단(220)은 개방되어 세정액(2)이 메인 세정액 배출도관(210)을 향해 이동되도록 하고, 이와 달리 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 세정액 바이패스수단(810)은 개방되되, 메인 세정액 차단수단(220)은 폐쇄되어 세정액(2)이 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 한다.

제어기(900)는 압력측정센서(500)의 측정 압력값과 수위측정센서(600)의 측정 수위값을 기반으로 세정액 역류 방지 시스템이 가동되도록 하거나, 상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되도록 제어한다. 특히, 제어기(900)는 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하면서, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시킨다.

그리고 제어기(900)는 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값에 따라 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 하거나, 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 한다.

구체적인 일례로, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나 이하의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 제어기(900)는 기설정된 압력값이 초과된 하나 이하의 서브 세정액 배출도관이 폐쇄되도록 하나 이하의 서브 세정액 차단수단을 폐쇄시킨다. 또한, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 제어기(900)는 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 서브 세정액 차단수단(240a, 240b, 240c)을 폐쇄시킨다.

더 나아가, 제어기(900)는 신호발생부(미도시)와 연결되고, 이를 통해 메인 세정액 배출도관(210)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 신호발생부(미도시)로부터 제1 경고신호가 발생되도록 하며, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 신호발생부(미도시)로부터 제2 경고신호가 발생되도록 하여, 사용자에게 세정액 역류 방지 시스템의 가동 상태를 안내할 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템(20)을 상기 제1 실시예와 대비하여 자세히 설명하도록 하겠다.

도 4는 배기가스 세정 공정을 수행하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 일부를 확대한 도면이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템(20)은 상기 제1 실시예와 기술구성이 동일하되, 하우징(130) 및 소수성 분리막(140)을 더 포함하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 시스템(20)은 하우징(130) 및 소수성 분리막(140)의 활용을 위해 상기 제1 실시예와 달리 엔진(100), 배기가스 이동도관(110), 배기가스 바이패스도관(700)의 위치가 변경될 수 있다.

하우징(130)은 스크러버(200)의 하부에 설치되고, 소수성 분리막(140)의 설치를 위해 상측이 개방되며, 내부에서 배기가스 이동도관(110)와 배기가스 바이패스도관(700)이 연통된다.

소수성 분리막(140)은 하우징(130)의 개방된 상측에 결합되며, 배기가스 이동도관(110)과 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 엔진(100)의 배기가스(1)가 스크러버(200)가 스크러버(200)의 내부에 유입되도록 하되, 제1, 2, 3 세정액 분사부(300c, 300b, 300a)로부터 분사된 세정액(2)이 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 것을 차단하여 상기 세정액(2)이 스크러버(200)의 하부를 따라 메인 세정액 배출도관(210) 또는 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 유도한다.

여기서, 소수성 분리막(140)은 물에 대해 친하지 않은 성질, 즉 물과 화합되지 않는 성질의 소수성 물질 또는 소재로 이루어지어 세정액(2)의 유입을 차단하는 것이며, 상기 제2 실시예에서는 엔진(100) 및 배기가스 이동도관(110)이 세정액(2)의 분사 및 낙하 방향인 스크러버(200)의 하측에 위치되기 때문에 엔진(100) 및 배기가스 이동도관(110)에 세정액(2)이 유입되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것이다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시에에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 방법의 과정에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

먼저, 엔진(100)으로부터 생성된 배기가스(1)는 스크러버(200)의 내부로 유입되며, 제1, 2, 3 세정액 분사부(300c, 300b, 300a)는 스크러버(200)의 내부로 유입된 배기가스(1)를 향해 세정액(2)을 분사하여 배기가스(1)를 제거한다(S10).

상기 배기가스 제거 과정(S10) 동안에, 메인 압력측정센서(510)는 메인 세정액 배출도관(210)의 압력값과 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)는 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)의 압력값을 측정하고, 수위측정센서(600)는 스크러버(200) 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정한다(S11).

그 후, 제어기(900)는 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값과 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단한다(S12).

이때 만약, 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값과 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 것으로 판단되는 경우(S12-NO), 제어기(900)는 스크러버 역류 방지 시스템의 가동 상태를 그대로 유지한다.

이와 달리 만약, 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값과 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 것으로 판단되는 경우(S12-YES), 제어기(900)는 기설정된 압력값을 초과하는 압력값이측정된 센서가 메인 압력측정센서(510)인지 여부를 판단한다(S13).

이때 만약, 기설정된 압력값을 초과하는 압력값이 측정된 센서가 메인 압력측정센서(510)가 아닌 것으로 판단되는 경우(S13-NO), 제어기(900)는 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 적어도 하나의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 것으로 판단하고, 서브 세정액 차단수단(240)을 이용하여 세정액 기설정된 압력값을 초과한 서브 세정액 배출도관(230)을 폐쇄시킨다(S14).

더 나아가, 상기 하나의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 것으로 판단 과정(S14)에서, 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 제어기(900)는 메인 세정액 차단수단(220)과 서브 세정액 차단수단(240)을 각각 이용하여 메인 세정액 배출도관(210)과 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)을 각각 폐쇄시킨다.

이와 달리 만약, 기설정된 압력값을 초과하는 압력값이 측정된 센서가 메인 압력측정센서(510)인 것으로 판단되는 경우(S13-YES), 제어기(900)는 신호발생부(미도시)로부터 경고신호가 생성되도록 하면서 수위측정센서(600)로부터 측정 수위값을 전달받아, 스크러버(200) 하부에 축적된 세정액(2)의 수위를 확인한다(S15).

이때 만약, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하지 않는 것으로 판단되는 경우(S16-NO), 제어기(900)는 신호발생부(미도시)로부터 경고신호가 중지되도록 한다(S17). 여기서, 경고신호는 상술한 제1 경고신호를 의미할 수 있다.

이와 달리 만약, 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 것으로 판단되는 경우, 제어기(900)는 신호발생부(미도시)로부터 제2 경고신호가 발생되도록 하면서 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되도록 한다(S18).

그 후, 제어기(900)는 배기가스 바이패스수단(710)을 개방시키면서, 상기 배기가스 바이패스수단(710)과 연동되는 세정액 역류방지수단(120)을 폐쇄하여 배기가스(1)의 우회로를 제공하고, 세정액 바이패스수단(810)을 개방시키면서, 상기 세정액 바이패스수단(810)과 연동되는 메인 세정액 차단수단(220)을 폐쇄하여 세정액(2)의 우회로를 제공한다(S19).

상기 본 발명의 실시예에 따른 스크러버 세정액 역류 방지 방법은 상기 과정을 통해 세정액 역류 방지 시스템을 가동하여 배기가스(1)를 제거하고, 세정액(2)의 압력 및 수위에 따라 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지하여 배기가스(1)와 세정액(2)을 바이패스시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

1: 배기가스,
2: 세정액,
3: 청정가스,
10: 제1 실시예의 스크러버 세정액 역류 방지 시스템,
20: 제2 실시예의 스크러버 세정액 역류 방지 시스템,
100; 엔진,
110: 배기가스 이동도관,
120: 세정액 역류방지수단,
130: 하우징,
140: 소수성 분리막,
200: 스크러버,
210: 메인 세정액 배출도관,
220: 메인 세정액 차단수단,
230: 서브 세정액 배출도관,
240: 서브 세정액 차단수단,
300: 세정액 분사기,
400: 기수분리필터,
500: 압력측정센서,
510: 메인 압력측정센서,
520: 서브 압력측정센서,
600: 수위측정센서,
700: 배기가스 바이패스도관,
710: 배기가스 바이패스수단,
800: 세정액 바이패스도관,
810: 세정액 바이패스수단,
900: 제어기.

Claims

배기가스(1)를 세정하는 세정액(2)이 엔진(100)으로 역류하는 것을 방지하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템으로서,
상기 배기가스(1)를 생성하며, 상기 배기가스(1)의 이동을 위한 배기가스 이동도관(110)의 일측과 연결되는 엔진(100);
상기 배기가스 이동도관(110)의 타측과 연결되어 상기 배기가스(1)가 내부로 유입되며, 상기 배기가스(1)의 유동 및 청정가스(3)의 배출 경로를 제공하는 스크러버(200);
상기 스크러버(200)의 상측에 설치되며, 상기 스크러버(200)의 내부로 유입된 배기가스(1)에 상기 세정액(2)을 분사하는 세정액 분사기(300);
상기 세정액 분사기(300)의 상측에 설치되며, 상기 배기가스(1)와 상기 세정액(2)이 만나 생성된 미세액적을 분리하는 기수분리수단(400);
상기 세정액 분사기(300)로부터 상기 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)을 배출하기 위한 메인 세정액 배출도관(210)과 서브 세정액 배출도관(230)의 압력을 각각 측정하는 압력측정센서(500);
상기 스크러버(200)의 하부에 설치되며, 상기 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하는 수위측정센서(600);
상기 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하면서, 상기 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시키는 제어기(900);
상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 상기 배기가스(1)의 우회로를 제공하는 배기가스 바이패스도관(700); 및
상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 상기 세정액(2)의 우회로를 제공하는 세정액 바이패스도관(800);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 배기가스 이동도관(110)은,
상기 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 상기 배기가스(1)가 상기 스크러버(200)를 향해 이동되도록 개방되고,
상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 상기 스크러버(200)의 하부에 축적된 세정액(2)이 역류되는 것을 방지하기 위해 폐쇄되는 세정액 역류방지수단(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 압력측정센서(500)는,
상기 메인 세정액 배출도관(210)의 일측에 설치되며, 상기 메인 세정액 배출도관(210)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 측정하는 메인 압력측정센서(510); 및
상기 서브 세정액 배출도관(230)의 일측에 설치되며, 상기 메인 세정액 배출도관(210)을 통과한 후, 상기 서브 세정액 배출도관(230)에 유입되는 세정액(2)의 압력을 측정하는 서브 압력측정센서(520);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제어기(900)는,
상기 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 기설정된 값을 초과하면서, 상기 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 메인 세정액 배출도관(210)은,
상기 세정액 역류 방지 시스템이 가동되는 경우, 상기 세정액(2)이 상기 서브 세정액 배출도관(230)을 향해 이동되도록 개방되고,
상기 세정액 역류 방지 시스템의 가동이 중지되는 경우, 상기 세정액(2)이 상기 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 폐쇄되는 메인 세정액 차단수단(220);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 서브 세정액 배출도관(230)은,
일측에 제1 서브 압력측정센서(520a)가 설치되며, 상기 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2a)의 압력이 상기 제1 서브 압력측정센서(520a)를 통해 측정되는 제1 서브 세정액 배출도관(230a);
상기 제1 서브 세정액 배출도관(230a)과 이격되며, 일측에 제2 서브 압력측정센서(520b)가 설치되고, 상기 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2c)의 압력이 상기 제3 서브 압력측정센서(520c)를 통해 측정되는 제3 서브 세정액 배출도관(230c); 및
상기 제1 서브 세정액 배출도관(230a)과 상기 제3 서브 세정액 배출도관(230c)의 사이에 배치되며, 일측에 제3 서브 압력측정센서(520c)가 설치되고, 상기 메인 세정액 배출도관(210)을 통해 유입되는 세정액(2b)의 압력이 상기 제2 서브 압력측정센서(520b)를 통해 측정되는 제2 서브 세정액 배출도관(230b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제어기(900)는,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나 이하의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 압력측정센서가 설치된 하나 이하의 서브 세정액 배출도관이 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)은,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값 미만인 경우, 상기 세정액(2a, 2b, 2c)의 배출을 위해 개방되고,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 세정액(2a, 2b, 2c)의 배출을 차단하기 위해 폐쇄되는 제1, 2, 3 서브 세정액 차단수단(240a, 240b, 240c);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제어기(900)는,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 메인 세정액 배출도관(210) 및 상기 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 세정액 바이패스도관(800)은,
상기 메인 세정액 배출도관(210) 및 상기 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 상기 세정액(2)이 상기 세정액(2)의 우회로를 따라 이동되도록 개방되는 세정액 바이패스수단(810);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 배기가스 바이패스도관(700)은,
상기 메인 세정액 배출도관(210) 및 상기 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되는 경우, 상기 배기가스(1)가 상기 배기가스(1)의 우회로를 따라 이동되도록 개방되는 배기가스 바이패스수단(710);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 세정액 분사기(300)는,
상기 스크러버(200)의 하측을 향해 상기 세정액(2)을 분사하는 제1 분사부(300c);
상기 제1 분사부(300c)의 상측에 설치되며, 상기 스크러버(200)의 하측을 향해 상기 세정액(2)을 분사하는 제2 분사부(300b); 및
상기 제2 분사부(300b)의 상측에 설치되며, 상기 스크러버(200)의 하측을 향해 상기 세정액(2)을 분사하고, 상기 스크러버(200)로 상기 배기가스(1)의 유입이 종료되는 경우, 회전을 통해 상기 기수분리수단(400)을 향해 공기를 분사하여 상기 기수분리수단(400)의 표면에 남은 미세액적을 제거하는 제3 분사부(300a);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 세정액 역류 방지 시스템은,
상기 스크러버(200)의 하부에 설치되되 상측이 개방되며, 상기 배기가스 이동도관(110) 및 상기 배기가스 바이패스도관(700)이 내부에서 연통되는 하우징(130); 및
상기 하우징(130)의 상측에 설치되며, 상기 배기가스 이동도관(110)에 설치된 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 배기가스(1)가 상기 스크러버(200)의 내부로 유입되도록 하되, 상기 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)이 상기 세정액 역류방지수단(120)을 통과하는 것을 차단하여 상기 세정액(2)이 상기 메인 세정액 배출도관(210) 또는 상기 세정액 바이패스도관(800)을 향해 이동되도록 하는 소수성 분리막(140);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템.
배기가스(1)를 세정하기 위한 세정액(2)이 엔진(100)으로 역류하는 것을 방지하는 스크러버 세정액 역류 방지 시스템을 이용한 세정액 역류 방지 방법 있어서,
엔진(100)의 상기 배기가스(1)를 스크러버(200)에 설치된 세정액 분사기(300)의 상기 세정액(2)을 통해 제거하는 배기가스 제거 단계(S10);
압력측정센서(500)가 스크러버(200)의 하부를 향해 분사된 세정액(2)을 배출하기 위한 메인 세정액 배출도관(210)과 서브 세정액 배출도관(230)의 압력을 각각 측정하고, 수위측정센서(600)가 상기 스크러버(200)의 하부에 축적되는 세정액(2)의 수위를 측정하는 배출도관 압력 및 세정액의 수위 측정 단계(S11);
제어기(900)가 상기 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하고(S13), 상기 측정 압력값이 상기 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 수위측정센서(600)의 측정 수위값을 확인하는 단계(S15);
상기 제어기(900)가 상기 수위측정센서(600)의 측정 수위값이 기설정된 수위값을 초과하는지 여부를 판단하고(S16), 상기 측정 수위값이 상기 기설정된 수위값을 초과하는 경우, 상기 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지하는 단계(S18); 및
상기 스크러버 세정액 역류 방지 시스템의 가동을 중지되면, 상기 배기가스 바이패스도관(700)이 상기 배기가스(1)의 우회로를 제공하며, 상기 세정액 바이패스도관(800)이 상기 세정액(2)의 우회로를 제공하는 단계(S19);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 압력측정센서(500)의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S13)는,
상기 제어기(900)가 상기 메인 세정액 배출도관(210)에 설치된 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 상기 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제어기(900)는,
상기 메인 압력측정센서(510)의 측정 압력값이 상기 기설정된 압력값 미만인 경우, 상기 서브 메인 세정액 배출도관(230)에 포함되는 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)에 설치된 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 세정액 역류 방지 방법은,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 하나 이하의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 압력측정센서에 설치된 제1, 2, 3 서브 세정액 차단수단(240a, 240b, 240c) 중 하나 이하의 서브 세정액 차단수단이 상기 기설정된 압력값을 초과하는 하나 이하의 서브 세정액 배출도관을 폐쇄하는 단계(S14);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 기설정된 압력값을 초과하는 서브 세정액 배출도관을 폐쇄하는 단계(S14)는,
상기 제1, 2, 3 서브 압력측정센서(520a, 520b, 520c) 중 둘 이상의 서브 압력측정센서의 측정 압력값이 기설정된 압력값을 초과하는 경우, 상기 제어기(900)가 상기 메인 세정액 배출도관(210) 및 상기 제1, 2, 3 서브 세정액 배출도관(230a, 230b, 230c)이 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 스크러버 세정액 역류 방지 방법.