KR20210125153A - Apparatus for reducing greenhouse gas emission in vessel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 배기가스로부터 SOX(황산화물)와 슈트(Soot)를 1차적으로 제거한 후에 CO2를 2차적으로 제거하여, CO2 용해반응속도를 높여 CO2 제거 효율성을 향상시키고, NH3 재생시 잔존하는 SOX로 인한 부반응을 제거하여 암모니아 회수시 불순물이 포함되지 않도록 할 수 있는, 선박의 온실가스 배출 저감장치에 관한 것이다.The present invention, by removing secondarily the CO 2 after removal of the SO X (SOx) and the chute (Soot) from the exhaust gas primarily, increasing the CO 2 dissolved in the reaction rate and improve the CO 2 removal efficiency, NH 3 It relates to a device for reducing greenhouse gas emissions of ships, which can remove side reactions due to SO X remaining during regeneration so that impurities are not included in the recovery of ammonia.
최근, 무분별한 화석연료 사용에 따른 온실가스 배출의 영향으로 지구 온난화 현상과 이와 연계된 환경 재해들이 발생하고 있다.Recently, global warming and related environmental disasters have occurred due to the influence of greenhouse gas emissions caused by reckless use of fossil fuels.
이에, 대표적 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 방출하지 않고 포집하여 저장하는데 관련된 일련의 기술들을 CCS(Carbon dioxide Capture and Storage) 기술이라 하여 최근 매우 큰 주목을 받고 있는데, CCS 기술 중에서 화학 흡수법(chemical absorption)은 대규모 처리가 가능하다는 측면에서 그 중에서 가장 많이 상용화된 기술이다. Accordingly, a series of technologies related to capturing and storing carbon dioxide (CO 2 ), a representative greenhouse gas, without emitting it is called CCS (Carbon dioxide Capture and Storage) technology and has recently received a lot of attention. Among CCS technologies, chemical absorption method ( chemical absorption) is the most commercialized technology among them in terms of large-scale processing possible.
또한, 이산화탄소 배출 규제는 IMO의 EEDI를 통해 규제하는데, 2050년에는 2008년 배출량의 50% 이상의 절감을 목표로 하고 있고, 2030년에도 2008년 배출량의 40%를 절감해야 하므로 CO2를 배출하지 않거나, 배출된 CO2를 포집하는 기술이 주목을 받고 있다.In addition, carbon dioxide emissions regulation for regulation through the EEDI of the IMO, in 2050 and aims to more than 50% reduction of 2008 emissions in 2030 should reduce the 40% of 2008 emissions because it does not emit CO 2 , the technology to capture the emitted CO 2 is attracting attention.
참고로, 이산화탄소를 직접적으로 포집 및 저장하는 CCS 기술 중 CO2 포집 기술은 대상 공정의 CO2 발생 조건에 따라 다양하게 접근할 수가 있는데, 현재 대표적인 기술은 흡수법과 흡착법과 막분리법이 있으며, 이 중 습식흡수법은 육상플랜트에 있어서 기술적 성숙도가 높고, CO2의 대량처리가 용이하여 CCS 기술의 상용화에 가장 근접한 포집 기술이라 할 수 있고 흡수제로는 아민 계열과 암모니아를 주로 사용한다.For reference, among CCS technologies that directly capture and store carbon dioxide, the CO 2 capture technology can be approached in various ways depending on the CO 2 generation conditions of the target process. The wet absorption method has a high technological maturity in onshore plants and is easy to treat large amounts of CO 2 , so it can be said to be the closest capture technology to the commercialization of CCS technology, and amine-based and ammonia are mainly used as absorbents.
한편, 앞서 언급한 이산화탄소의 배출을 절감, 또는 생성된 이산화탄소를 포집하는 기술은 현재 선박에서는 상용화된 사례가 없는 실정이고, 수소나 암모니아를 연료로 사용하는 방법도 현재는 개발 중이며 상업화 수준의 단계에 이르지 못한 실정이다.On the other hand, the above-mentioned technology for reducing carbon dioxide emission or capturing the generated carbon dioxide has not been commercialized in ships at present, and a method using hydrogen or ammonia as a fuel is currently being developed and is at the stage of commercialization. has not been reached.
따라서, 화석연료를 사용하는 선박에 대해 선박의 엔진에서 배출되는 배출가스 중 CO2를 환경에 영향을 주지 않는 물질로 전환하여 배출하거나, 유용한 물질로 전환하여 저장하기 위한 기술을 선박에 적용할 필요성이 제기된다.Therefore, for ships using fossil fuels, it is necessary to convert CO 2 out of the exhaust gas emitted from the engine of the ship into a material that does not affect the environment and apply a technology for converting it into a useful material and storing it in the ship this is raised
특히, 고유황유를 사용하기 위해 스크러버(scrubber)를 구비한 선박에서는 SOX의 용해도가 커서 Na2SO3 등의 화합물로 먼저 변하기 때문에 SOX의 용해가 모두 이루어지기 전까지는 CO2의 제거가 어려워져서 CO2 제거효율이 저하되는 문제점이 있다.In particular, in a ship equipped with a scrubber to use high sulfur oil, the solubility of SO X is large and it is first converted into a compound such as Na 2 SO 3 , so it is difficult to remove CO 2 until all of the SO X is dissolved. There is a problem in that the CO 2 removal efficiency is lowered.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스로부터 SOX와 슈트를 1차적으로 제거한 후에 CO2를 2차적으로 제거하여, CO2 용해반응속도를 높여 CO2 제거 효율성을 향상시키고, NH3 재생시 잔존하는 SOX로 인한 부반응을 제거하여 암모니아 회수시 불순물이 포함되지 않도록 할 수 있는, 선박의 온실가스 배출 저감장치를 제공하는 데 있다.Aspect of the of the invention idea is to remove secondarily the CO 2 after removal of the SO X and the chute from the exhaust gas primarily, increasing the CO 2 dissolved in the reaction rate and improve the CO 2 removal efficiency, NH 3 An object of the present invention is to provide a device for reducing greenhouse gas emissions of ships that can eliminate side reactions due to SO X remaining during regeneration so that impurities are not included in the recovery of ammonia.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, NH3를 저장하는 NH3저장소; 해수 또는 브라인을 공급하는 해수/브라인 공급펌프; 상기 NH3저장소로부터 주입되는 NH3와, 상기 해수/브라인 공급펌프로부터 공급되는 해수/브라인의 용해과정을 통해 암모니아성 브라인을 형성하는 암모니아 용해탱크; 선박 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감부; 상기 황산화물 저감부로부터 유입되는 SOX가 제거된 배기가스의 CO2에 상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 상기 암모니아성 브라인을 분사노즐을 통해 분사하여 NaHCO3로 전환하여 CO2를 제거하는 이산화탄소 저감탱크; 및 상기 이산화탄소 저감탱크로부터 NH4Cl의 부산물에 Ca(OH)2를 주입하여 NH3를 재생하여 상기 암모니아 용해탱크로 공급하는 리커버리 탱크;를 포함하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, NH 3 NH 3 storage for storing; Seawater/brine supply pump for supplying seawater or brine; An ammonia dissolution tank for forming ammoniacal brine through a dissolution process of NH 3 injected from the NH 3 reservoir and seawater/brine supplied from the seawater/brine supply pump; Sulfur oxide reduction unit to remove SO X of the exhaust gas discharged from the marine engine; Carbon dioxide reduction tank that removes CO 2 by injecting the ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank to the CO 2 of the exhaust gas from which SO X introduced from the sulfur oxide reduction unit is removed through an injection nozzle to convert it to NaHCO 3 ; and a recovery tank for regenerating NH 3 by injecting Ca(OH) 2 into the by- product of NH 4 Cl from the carbon dioxide reduction tank and supplying it to the ammonia dissolution tank.
또한, 상기 황산화물 저감부는, 배기가스가 통과하는 유로로 해수를 분사하여 SOX를 용해시켜서 배기가스로부터 SOX를 제거하는 습식 포집 흡수탑으로 형성될 수 있다.Further, the SOx reduction unit may be by spraying the sea water to flow to the exhaust gas passage formed in the liquid trapped absorption tower to remove the SO X from the exhaust gas by dissolving the SO X.
여기서, 상기 황산화물 저감부는, 해수를 공급하는 스크러버펌프와 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감탱크를 포함하고, 상기 황산화물 저감탱크는 배기가스가 통과하는 유로가 형성된 일단 또는 다단으로 형성된 중간판과, 상기 중간판 상단에 형성되고 상기 유로를 커버하는 다공성 상판과, 상기 다공성 상판 상단에 형성되어 상기 스크러버펌프로부터 공급되는 해수를 분사하는 분사노즐을 포함할 수 있다.Here, the sulfur oxide reduction unit includes a scrubber pump for supplying seawater and a sulfur oxide reduction tank for removing SO X of exhaust gas, wherein the sulfur oxide reduction tank is formed in one end or multiple stages in which a flow path through which the exhaust gas passes is formed. It may include an intermediate plate, a porous upper plate formed on the upper end of the intermediate plate and covering the flow path, and a spray nozzle formed on the upper end of the porous upper plate to spray seawater supplied from the scrubber pump.
이때, 상기 황산화물 저감탱크는 용해된 SOX의 상기 이산화탄소 저감탱크로의 유입을 차단하기 위한 미세분무 캐쳐를 더 포함할 수 있다.In this case, the sulfur oxide reduction tank may further include a fine spray catcher for blocking the inflow of dissolved SO X into the carbon dioxide reduction tank.
또한, 상기 황산화물 저감부는 황산화물 저감탱크로부터 배수되는 세척수를 저장하는 제1 드레인탱크와, 상기 제1 드레인탱크로부터 공급되는 세척수를 정제하는 수처리 시스템과, 상기 수처리 시스템으로부터 분리된 슬러지를 저장하는 슬러지 탱크와, 상기 수처리 시스템으로부터 분리된 정제수를 선외 배출하는 배출펌프를 더 포함하여 개회로 시스템을 이루도록 할 수 있다.In addition, the sulfur oxide reduction unit includes a first drain tank for storing the wash water drained from the sulfur oxide reduction tank, a water treatment system for purifying the wash water supplied from the first drain tank, and storing the sludge separated from the water treatment system. A sludge tank and a discharge pump for discharging the purified water separated from the water treatment system overboard may be further included to form an open circuit system.
또한, 상기 황산화물 저감부는 황산화물 저감탱크로부터 배수되는 세척수를 저장하는 제1 드레인탱크와, 상기 제1 드레인탱크로부터 세척수를 상기 황산화물 저감탱크로 회수시키는 회수펌프와, 세척수 또는 해수에 알칼리이온을 형성하는 화합물을 투입하는 알칼리이온 투입부를 더 포함하여 폐회로 시스템을 이루도록 할 수 있다.In addition, the sulfur oxide reduction unit includes a first drain tank for storing the wash water drained from the sulfur oxide reduction tank, a recovery pump for recovering the wash water from the first drain tank to the sulfur oxide reduction tank, and alkali ions in the wash water or seawater. It can be made to form a closed circuit system by further including an alkali ion input unit for introducing a compound to form a.
또한, 상기 개회로 시스템 및 상기 폐회로 시스템을 결합한 하이브리드 시스템으로 구성될 수 있다.In addition, it may be configured as a hybrid system combining the open-loop system and the closed-loop system.
또한, 상기 암모니아 용해탱크는, 상기 NH3저장소로부터 하부노즐에 의해 분사되어 주입되는 NH3와, 상기 해수/브라인 공급펌프로부터 상부노즐에 의해 분사되는 해수/브라인의 용해과정을 통해 암모니아성 브라인을 형성할 수 있다.Further, the ammonia dissolved in the tank, and the NH 3 is sprayed by the lower nozzle injection from the NH 3 reservoir, the ammonium brine through the dissolution of the sea water / brine injected by the top nozzle from the water / brine feed pump can be formed
또한, 상기 암모니아 용해탱크는, 내측에 중공이 형성되어 일단 또는 다단으로 형성된 중간판과, 상기 일단 또는 다단으로 형성된 각각의 중간판 상단에 형성되어 상기 중공을 커버하는 다공성 상판과, 하부에 형성되어 NH3의 해수/브라인으로의 용해과정에 발생하는 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷과, 상부에 형성되어 용해되지 않은 잉여 NH3를 배기하는 배기구를 포함할 수 있다.In addition, the ammonia dissolution tank, a hollow formed inside the intermediate plate formed in one or multiple stages, a porous upper plate formed on the upper end of each intermediate plate formed in one or multiple stages to cover the hollow, is formed at the bottom It may include a cooling jacket for circulating cooling water for cooling the heat generated during the dissolution process of NH 3 into seawater/brine, and an exhaust port formed on the upper portion to exhaust undissolved excess NH 3 .
또한, 상기 이산화탄소 저감탱크는, 상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 분사하는 분사노즐과, 하부에 형성되어 배기가스가 인입되는 배기가스 흡기구와, 상기 암모니아 용해탱크의 배기구로부터 잉여 NH3를 인입시켜 암모니아성 브라인에 재흡수되도록 하는 NH3 흡기구와, 상부에 형성되어 암모니아 포집 워터펌프에 의해 잉여 NH3를 캐치하는 NH3캐쳐와, 상기 분사노즐 하단에 형성된 하나 이상의 중공판 및 상기 하나 이상의 중공판을 각각 커버하는 하나 이상의 다공성 상판과, 배기가스의 열과 암모니아성 브라인의 화학반응의 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷과, 하부에 형성되어 암모니아성 브라인과 CO2의 화학반응으로 생성된 생성물과 부산물을 배출하는 배출구를 포함할 수 있다.In addition, the carbon dioxide reduction tank, an injection nozzle for injecting the ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank, an exhaust gas intake port formed in the lower portion to introduce exhaust gas, and excess NH 3 from the exhaust port of the ammonia dissolution tank NH 3 intake port for reabsorption into ammonia brine by introducing it, NH 3 catcher formed on the upper portion to catch excess NH 3 by the ammonia trapping water pump, at least one hollow plate formed at the lower end of the injection nozzle, and the at least one One or more porous top plates each covering the hollow plate, a cooling jacket that circulates cooling water for cooling the heat of exhaust gas and the heat of the chemical reaction of ammonia brine, is formed at the bottom and is produced by a chemical reaction of ammonia brine and CO 2 It may include an outlet for discharging the products and by-products.
여기서, 상기 분사노즐은, 상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 상단 및 하단으로 분기하여 각각 분사하는 상단분사노즐 및 하단분사노즐을 포함하고 상기 하나 이상의 중공판 및 상기 하나 이상의 다공성 상판은, 상기 상단분사노즐과 상기 하단분사노즐 하단에 각각 형성된 제1중공판 및 상기 제1중공판을 커버하는 제1다공성 상판과, 제2중공판 및 상기 제2중공판을 커버하는 제2다공성 상판을 포함할 수 있다.Here, the injection nozzle includes an upper injection nozzle and a lower injection nozzle that branch the ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank to the upper and lower ends, respectively, and the one or more hollow plates and the one or more porous upper plates, A first hollow plate formed at the lower ends of the upper injection nozzle and the lower injection nozzle, respectively, and a first porous top plate covering the first hollow plate, and a second hollow plate and a second porous top plate covering the second hollow plate may include
또한, 상기 배출구로부터 배출되는 침전물 형태의 부산물을 일정 수위로 수용하는 제2 드레인탱크를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a second drain tank for accommodating the by-product in the form of sediment discharged from the outlet at a predetermined water level.
여기서, 상기 배출구로부터의 생성물과 부산물을 흡인하여 침전물을 분리하는 멤브레인필터와, 상기 멤브레인필터로 생성물과 부산물을 고압으로 흡인시키는 고압펌프와, 상기 멤브레인필터에 의해 분리된 침전물을 건조하는 드라이어를 포함하는 세퍼레이터를 더 포함할 수 있다.Here, a membrane filter for separating the precipitate by sucking the product and the by-product from the outlet, a high-pressure pump for sucking the product and the by-product at high pressure through the membrane filter, and a dryer for drying the precipitate separated by the membrane filter A separator may be further included.
또한, 상기 리커버리 탱크는, 상기 세퍼레이터에 의해 분리된 NH4Cl(aq)과 NaCl(aq)과 H20를 분사하는 제1분사노즐, Ca(OH)2를 분사하는 제2분사노즐, 하나 이상의 중공판과 상기 하나 이상의 중공판을 각각 커버하는 다공성 상판, 상부에 형성되어 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷, 및 재생된 NH3를 상기 암모니아 용해탱크로 공급하는 회수관을 포함할 수 있다.In addition, the recovery tank includes a first injection nozzle for spraying NH 4 Cl(aq) and NaCl(aq) and H 2 0 separated by the separator, a second injection nozzle for spraying Ca(OH) 2 , one It may include one or more hollow plates and a porous upper plate covering each of the one or more hollow plates, a cooling jacket formed on the upper part to circulate cooling water, and a recovery pipe for supplying the regenerated NH 3 to the ammonia dissolution tank.
이때, 상기 리커버리 탱크로부터 재생된 NH3 이외의 배출물질을 배출하는 배출펌프와, 배출물질을 중화시키는 중화제를 저장하는 중화제 저장탱크와, 상기 중화제 저장탱크로부터 상기 중화제를 공급하는 중화제 공급펌프와, 중화된 생성물의 선외배출조건의 변수를 모니터링하는 모니터링 유닛과, 상기 모니터링 유닛에 의해 선외배출조건을 충족하지 못하는 생성물을 저장하는 폐수저장탱크와, 상기 폐수저장탱크의 폐수를 상기 드레인탱크로 회귀시키는 폐수공급펌프를 포함하는, 폐수처리부를 더 포함할 수 있다. At this time, a discharge pump for discharging the discharged material other than NH 3 regenerated from the recovery tank, a neutralizing agent storage tank for storing a neutralizing agent for neutralizing the discharged material, and a neutralizing agent supply pump for supplying the neutralizing agent from the neutralizing agent storage tank; A monitoring unit for monitoring a variable of the overboard discharge condition of the neutralized product; It may further include a wastewater treatment unit including a wastewater supply pump.
본 발명에 의하면, 배기가스로부터 SOX와 슈트를 1차적으로 제거한 후에 암모니아 염수를 분사하여 CO2를 2차적으로 제거하여, CO2 용해반응속도를 높여 CO2 제거 효율성을 향상시키고, NH3 재생시 잔존하는 SOX로 인한 부반응을 제거하여 암모니아 회수시 불순물이 포함되지 않도록 하여 고순도의 NH3를 재사용하도록 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the ammonia salt water spraying after the removal of the SO X and the chute from the exhaust gas primarily to remove the CO 2 secondarily, increase the CO 2 dissolved in the reaction rate and improve the CO 2 removal efficiency, NH 3 Play By removing the side reaction due to the SO X remaining in the process, impurities are not included in the recovery of ammonia, so that high-purity NH 3 can be reused.
또한, 재생에 필요한 에너지가 적은 암모니아를 사용하여 선박의 배기가스 중에서 이산화탄소(CO2)를 제거하여 환경오염을 줄일 수 있다.In addition, it is possible to reduce environmental pollution by removing carbon dioxide (CO 2 ) from the exhaust gas of the ship by using ammonia, which requires less energy for regeneration.
또한, 본 발명에 의하면, 조수기의 청수 생성시 부산되는 브라인을 사용하여 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve the efficiency of the system by using the brine that is produced when the fresh water is generated by the fresh water generator.
또한, 본 발명에 의하면, 수산화칼슘(Ca(OH)2)만을 소모하여 이산화탄소를 제거하여 저비용으로 가동이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to operate at low cost by consuming only calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) to remove carbon dioxide.
또한, 본 발명에 의하면, 이산화탄소(CO2)를 무해한 탄산수소나트륨(NaHCO3)의 고체 상태로 저장하거나 해상으로 배출할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, carbon dioxide (CO 2 ) There is an effect that can be stored in a harmless solid state of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) or discharged to the sea.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 선박의 온실가스 배출 저감장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 선박의 온실가스 배출 저감장치를 구현하는 회로도를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 7은 도 2의 회로도의 해당 영역을 확대하여 각각 분리 도시한 것이다.1 shows a schematic configuration diagram of an apparatus for reducing greenhouse gas emission of a ship according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a circuit diagram for implementing the greenhouse gas emission reduction device of the ship of Figure 1;
3 to 7 are enlarged and separated views of the corresponding area of the circuit diagram of FIG. 2 .
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 실시예에 의한 선박의 온실가스 배출 저감장치는, 전체적으로, NH3저장소(110)와, 해수/브라인 공급펌프(120)와, 해수/브라인에 NH3를 용해시키는 암모니아 용해탱크(130)와, 선박 엔진(10)으로부터 배출되는 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감부(140)와, SOX가 제거된 배기가스의 CO2에 암모니아성 브라인을 분사하여 NaHCO3로 전환하여 CO2를 제거하는 이산화탄소 저감탱크(150)와, NH3를 재생하여 암모니아 용해탱크(130)로 공급하는 리커버리 탱크(170)를 포함하여, 배기가스로부터 SOX를 1차적으로 제거한 후에 CO2를 2차적으로 제거하여, CO2 용해반응속도를 높여 CO2 제거 효율성을 향상시키고 NH3 재생시 부반응을 제거하여 암모니아 회수시 불순물이 포함되지 않도록 하는 것을 요지로 한다.GHG emission reduction apparatus of a ship according to an embodiment of the present invention, as a whole, NH 3
이에, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 선박의 온실가스 배출 저감장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.Accordingly, with reference to FIGS. 1 to 7 , the apparatus for reducing greenhouse gas emission of a ship according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
우선, NH3저장소(reservoir)(110)는 NH3를 저장하는데, 도 3에 도시된 바와 같이, NH3를 수용하는 저장용기(111)와, 저장용기(111) 내의 압력을 표시하는 PI(Pressure Indicator)(112)와, 저장용기(111) 내의 압력을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 PT(Pressure Transducer)(113)와, 저장용기(111) 내의 초과압력을 조절하는 안전밸브(safety valve)(114)를 포함하고, NH3의 손실이 발생하면 밸브(115)를 통해 보상할 수 있고(make up), 밸브(116)를 통해 NH3를 암모니아 용해탱크(130)로 공급한다.First, NH 3 storage (reservoir) 110 stores NH 3 , as shown in FIG. 3 , a
다음, 해수/브라인 공급펌프(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 씨체스트(sea chest)(124)로부터 해수 또는 브라인(brine)을 암모니아 용해탱크(130)로 공급하는데, 펌프(121)의 압력을 측정하고 조절하는 CP(Control Panel)(122)와 압력을 표시하는 PI(123)를 포함할 수 있다.Next, the seawater /
여기서, 해수/브라인 공급펌프(120)의 전단에 펌프(121)를 보호하기 위한 제1필터가 형성되고, 후단에 후속 공정설비를 보호하기 위한 제2필터가 형성되고, 제2필터의 메시가 제1필터의 메시보다 상대적으로 촘촘히 형성되어 제2필터의 필터링 성능이 제1필터의 필터링 성능보다 양호하도록 형성하여 해수 또는 브라인에 포함된 이물질을 크기에 따라 순차적으로 필터링할 수 있다.Here, a first filter for protecting the
한편, 선박의 접안시 및 선박의 항해시에 따라, 수심에 따라 상부의 해수를 흡입하는 하이 씨체스트 및 하부의 해수를 흡입하는 로우 씨체스트로부터 해수/브라인 공급펌프(120)로 선택적으로 공급할 수 있다.On the other hand, depending on the berthing of the ship and the sailing of the ship, depending on the depth of the water, it is possible to selectively supply seawater/
즉, 선박의 접안시에는 하부의 해수보다는 상부의 해수가 깨끗하므로 하이 씨체스트를 사용하고, 선박의 항해시에는 상부의 해수보다는 하부의 해수가 깨끗하므로 로우 씨체스트를 사용할 수 있다.That is, when the ship is berthing, the high sea chest is used because the sea water at the top is cleaner than the sea water at the bottom, and the low sea chest can be used because the sea water at the bottom is cleaner than the sea water at the top when the ship sails.
다음, 암모니아 용해탱크(NH3 absorbing tank)(130)는 탱크 또는 탑의 형태로 형성되어 암모니아수를 생성하는데, 도 3에 도시된 바와 같이, NH3저장소(110)로부터 하부노즐(131)에 의해 분사되어 주입되는 가스 상태의 NH3(g)와, 해수/브라인 공급펌프(120)로부터 상부노즐(132)에 의해 분사되는 해수/브라인에 포함된 NaCl 수용액과의 접촉에 의한 용해과정을 통해 다음의 [화학식 1]과 같이 CO2 흡수제인 암모니아성 브라인(ammonical brine)(NH4OH(aq), 암모니아수)을 생성한다.Next, the ammonia dissolution tank (NH 3 absorbing tank) 130 is formed in the form of a tank or tower to generate ammonia water, as shown in FIG. 3 , by the
이때, 액체와 가스의 접촉이 원활하도록 NaCl 수용액은 상부노즐(132)을 통해 액체를 분사하고, 가스 상태의 NH3(g)는 하부노즐(131)을 통해 주입되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the NaCl aqueous solution is injected through the
구체적으로, 암모니아 용해탱크(130)는, 내측에 중공이 형성되어 상하 다단으로 형성된 중간판(133)과, 중간판(133) 상단에 형성되어 중공을 각각 커버하는 다공성 상판(134)과, 하부에 형성되어 NH3의 해수/브라인으로의 용해과정에서 발생하는 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷(cooling jaket)(135)과, 상부에 형성되어 용해되지 않은 잉여 NH3를 이산화탄소 저감탱크(150)로 배기하는 배기구 또는 배기로를 포함할 수 있다.Specifically, the
여기서, 쿨링재킷(135)은 용해과정에 따른 발열에 의해 NH3의 용해도가 감소하지 않도록 하기 위해 암모니아 용해탱크(130)의 온도를 30℃ 내지 50℃로 유지하도록 하여서, NH3가 포화상태 또는 포화에 가까울 정도로 용해된 상태의 암모니아성 브라인(ammonical brine with rich NH3) 용액이 분사노즐(151)로 공급될 수 있다.Here, the
또한, 상부로부터 배기되는 잉여 NH3를 NH3 흡기구(153)로 공급하여서, 분사노즐(151)로 공급되어 분사되는 암모니아성 브라인에 추가로 흡수되도록 하여 NH3의 손실이 최소화되도록 할 수 있다.In addition, the excess NH 3 exhausted from the top is supplied to the NH 3
또한, 암모니아 용해탱크(130)의 하단 배출구에는 필터(136)가 형성되어 암모니아성 브라인의 침전물을 여과시켜 분사노즐(151)로 공급하고, 필터(136)의 후단에는 스프레이 펌프(spray pump)(137)가 형성되어 필터(136)를 통과한 암모니아성 브라인을 이산화탄소 저감탱크(150)의 분사노즐(151)로 공급한다.In addition, a filter 136 is formed at the bottom outlet of the
다음, 황산화물 저감부(140)는 선박 엔진(10)으로부터 배출되는 배기가스에 함유된 SOX(황산화물)를 선행적으로 제거하여 후단의 이산화탄소 저감탱크(150)로 공급한다. Next, the sulfur oxide reduction unit 140 removes SO X (sulfur oxide) contained in the exhaust gas discharged from the
한편, 황산화물 저감부(140)는 배기가스가 통과하는 유로로 해수를 분사하여 SOX를 용해시켜서 배기가스로부터 SOX를 제거하는 습식 포집 흡수탑으로 형성될 수 있다.On the other hand, sulfur
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 황산화물 저감부(140)가 습식 포집 흡수탑으로 형성되는 경우에, 황산화물 저감부(140)는 씨체스트(124)로부터 해수를 공급하는 스크러버펌프(scrubber pump)(141)와 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감탱크(140a)를 포함하고, 황산화물 저감탱크(140a)는, 배기가스가 통과하는 유로가 형성된 일단 또는 다단으로 형성된 중간판(142)과, 중간판(142) 상단에 형성되고 유로를 커버하는 다공성 상판(143)과, 다공성 상판(143) 상단에 형성되어 스크러버펌프(141)로부터 공급되는 해수를 분사하는 분사노즐(144)을 포함한다.For example, as shown in FIG. 5 , when the sulfur
여기서, 스크러버펌프(141)는 해수의 유량을 조절하기 위해 펌프 자체의 RPM을 조절하거나 분사노즐(144) 측의 제어밸브(144a)를 통해 조절할 수 있다.Here, the
다공성 상판(143)은 기체상태의 배기가스와 액체상태의 해수의 접촉을 원활하도록 하기 위해 중간판(142)의 유로를 중심으로 호형상의 단면을 이루도록 할 수 있다.The porous
또한, 황산화물 저감탱크(140a)는 이산화탄소 저감탱크(150)로의 연통로 중간에 형성된 미세분무 캐쳐(water mist catcher)(145)를 더 포함하여, 용해된 SOX의 이산화탄소 저감탱크(150)로의 유입을 차단하기 위한 할 수도 있다.In addition, the sulfur oxide reduction tank (140a) further includes a fine spray catcher (water mist catcher) 145 formed in the middle of the communication path to the carbon
또한, 황산화물 저감탱크(140a)의 바닥으로부터 배수되는 세척수(washing water) 또는 배수(drain water)를 저장하는 제1 드레인탱크(146)와, 제1 드레인탱크(146)로부터 공급되는 세척수를 정제하는 수처리 시스템(water treatment system)(147)과, 수처리 시스템(147)으로부터 분리된 슬러지를 저장하는 슬러지 탱크(sludge tank)(148)와, 수처리 시스템(147)으로부터 분리된 정제수를 선외 배출하는 배출펌프(149a)를 더 포함하여 개회로 시스템을 이루도록 할 수 있다.In addition, the
여기서, 세척수에는 SO3-과 SO4- 이외에, 슈트, NaSO3, Na2SO4, MgCO3 또는 MgSO4의 이온화합물도 포함되어 있다.Here, the wash water contains ionic compounds of chute, NaSO 3 , Na 2 SO 4 , MgCO 3 or MgSO 4 in addition to SO 3 - and SO 4 -.
즉, 배기가스에 해수를 분사하여 배기가스 중의 SOX를 용해시켜 선외로 배출시키되, 수처리 시스템(147)은 탁도와 산도와 방향족화합물 농도의 선외배출기준을 충족하도록 세척수를 슬러지와 정제수로 분리하고, 정제수는 배출펌프(149a)에 의해 선외로 하고, 슬러지는 입항시 항구에서 슬러지 오버보드 펌프(sludge overboard pump)(149b)를 통해 선외로 배출할 수 있다.That is, the seawater is sprayed on the exhaust gas to dissolve SO X in the exhaust gas and discharged to the overboard, but the
또는, 황산화물 저감탱크(140a)의 바닥으로부터 배수되는 세척수를 저장하는 제1 드레인탱크(146)와, 제1 드레인탱크(146)로부터 세척수를 황산화물 저감탱크(140a)로 회수시키는 회수펌프(미도시)와, 세척수 또는 해수에 알칼리이온을 형성하는 화합물, 예컨대 NaOH 또는 MgO의 염기성 약품을 투입하는 알칼리이온 투입부(미도시)를 더 포함하여 폐회로 시스템을 이루도록 할 수 있다.Alternatively, a
한편, 폐회로 시스템은 추가적인 약품 소모를 수반하지만 순환하는 해수의 양이 적은 장점이 있고, 개회로 시스템은 추가 약품 소모가 없고 간소한 장점이 있어서, 개회로 및 폐회로를 결합한 하이브리드 시스템으로 구성할 수도 있다.On the other hand, the closed-loop system entails additional chemical consumption, but has the advantage that the amount of circulating seawater is small, and the open-loop system has the advantage of no additional chemical consumption and simple, so it can be configured as a hybrid system combining an open circuit and a closed circuit. .
이에, 황산화물 저감부(140)를 통해 SOX를 먼저 제거한 후에 후속하여 CO2를 제거하도록 하여서, SOX의 용해도가 커서 Na2SO3 등의 화합물로 먼저 변하여 SOX의 용해가 모두 이루어지기 전까지는 CO2의 제거가 어려운 문제점을 해결하여 CO2의 제거 효율성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, SO X is first removed through the sulfur
다음, 이산화탄소 저감탱크(CO2 reduction tank)(150)는 황산화물 저감부(140)로부터 유입되는 SOX가 제거된 배기가스와 암모니아성 브라인을 접촉시켜 CO2를 제거하는데, 즉 선박 엔진(10)으로부터 인입되는 배기가스에 함유된 CO2에 암모니아 용해탱크(130)로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 분사노즐(151)을 통해 분사하여 NaHCO3로 전환하여 CO2를 제거한다.Next, the carbon dioxide reduction tank (CO 2 reduction tank) 150 removes CO 2 by contacting the exhaust gas from which SO X introduced from the sulfur
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 저감탱크(150)는, 암모니아 용해탱크(130)로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 상단 및 하단으로 분기하여 각각 분사하는 상단분사노즐(151a) 및 하단분사노즐(151b)과, 하부에 형성되어 황산화물 저감부(140)로부터 배기가스가 인입되는 배기가스 흡기구(152)와, 암모니아 용해탱크(130)의 배기구로부터 잉여 NH3를 인입시켜 암모니아성 브라인에 재흡수되도록 하는 NH3 흡기구(153)와, 상부에 형성되어 암모니아 포집 워터펌프(NH3 capturing water pump)(154)에 의해 잉여 NH3를 캐치하는 NH3캐쳐(catcher)(155)와, 상단분사노즐(151a)과 하단분사노즐(151b) 하단에 각각 형성된 제1중공판(156a) 및 제1중공판(156a)을 커버하는 제1다공성 상판(156b)과, 제2중공판(157a) 및 제2중공판(157a)을 커버하는 제2다공성 상판(157b)과, 배기가스의 열과 암모니아성 브라인의 화학반응의 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷(158)과, 하부에 형성되어 암모니아성 브라인과 CO2의 화학반응으로 생성된 생성물과 부산물을 배출하는 배출구(159)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in Figure 6, the carbon
여기서, 상단분사노즐(151a) 및 하단분사노즐(151b)에 의해 암모니아성 브라인을 상단 및 하단으로 분기하여 각각 분사하여 배기가스와 암모니아성 브라인의 접촉면적을 최대화할 수 있다.Here, it is possible to maximize the contact area between the exhaust gas and the ammonia brine by branching the ammonia brine to the upper and lower portions by the
한편, 배기가스는 이산화탄소 저감탱크(150) 하부의 배기가스 흡기구(152)로부터 흡기되어 이산화탄소 저감탱크(150)의 상부로 배출될 수 있는데, NH3캐쳐(155)는 암모니아 포집 워터펌프(154)에 의해 분사되는 해수 또는 청수에 의해 암모니아성 브라인과 반응하지 않고 배출되는 NH3를 흡수한다.On the other hand, the exhaust gas may be inhaled from the
즉, 이산화탄소 저감탱크(150)는 암모니아성 브라인과 NH3와 H20의 화학반응에 의해 다음의 [화학식 2] 또는 [화학식 3]에 의해 최종 생성물인 NaHCO3와 NH4Cl을 생성한다.That is, the carbon
이에, 배출구(159)를 통해, 위와 같은 화학반응으로 인한 NaHCO3(S) + NH4Cl(aq) + H2O + NaCl의 생성물, 및 Na2SO4와 CaCO3와 Mg(OH)2와 Fe(OH)3의 부산물이 용액과 침전물의 혼합형태로 배출된다.Accordingly, through the
한편, ESD(Emergency Shut Down) 모듈(159-1)은 레벨 스위치(level switch)(미도시)에 의해 이산화탄소 저감탱크(150) 내의 암모니아수 즉, 암모니아성 브라인의 수위 부족을 감지하여 수위가 기준값 이하이면 CO2를 제거할 수 없으므로 이산화탄소 저감탱크(150)의 가동을 긴급 셧다운하여 시스템을 보호하도록 한다.On the other hand, the ESD (Emergency Shut Down) module 159-1 detects the insufficient level of ammonia water, that is, ammoniacal brine in the carbon
또한, 제2 드레인탱크(drain tank)(159-2)는 배출구(159)로부터 중력에 의해 이송되어 배출되는 침전물 형태의 부산물을 일정 수위로 수용하고, 쿨링재킷(미도시)에 의해 냉각수를 순환시켜서 온도를 낮추어 침전물이 최대한 석출되도록 한다.In addition, the second drain tank 159-2 receives the sediment-type by-products transported by gravity from the
또한, 도시되지 않았으나, 제2 드레인탱크(159-2)의 바닥면은 경사져 형성되거나, 교반기(agitator)에 의해 침전물이 바닥면에 침착되지 않도록 할 수 있다.In addition, although not shown, the bottom surface of the second drain tank 159 - 2 may be inclined or may be prevented from being deposited on the bottom surface by an agitator.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(separator)(160)는 제2 드레인탱크(159-2)로부터의 생성물과 부산물을 흡인하여 침전물을 역삼투압에 의에 멤브레인막을 통과하는 수용액과 통과하지 못하는 고형물로 분리하는 멤브레인필터(161)와, 멤브레인필터(161)로 생성물과 부산물을 고압으로 흡인시키는 고압펌프(162)와, 멤브레인필터(161)를 통과하여 분리된 NaHCO3(s)와 Na2SO4와 CaCO3와 Ma(OH)2와 Fe(OH)3의 침전물을 건조하는 드라이어(dryer)(163)를 포함한다.In addition, as shown in FIG. 7 , the
한편, 별도의 드라이어(163)가 필요하지 않은 경우에는 후술하는 리커버리 탱크(170)로 바로 보낸 후 선외 배출 배관과 연결되도록, 바이패스 밸브를 설치할 수도 있다.On the other hand, when a
다음, 리커버리 탱크(NH3 recovery tank)(170)는 세퍼레이터(160)로부터의 NH4Cl에 Ca(OH)2를 주입하여 NH3를 재생하여 암모니아 용해탱크(130)로 공급한다.Next, the recovery tank (NH 3 recovery tank) 170 is supplied to the
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 리커버리 탱크(170)는, 세퍼레이터(160)에 의해 중간에 분리된 NH4Cl(aq)과 NaCl(aq)과 H20를 분사하는 제1분사노즐(171), Ca(OH)2(s)과 Ca(OH)2(aq)를 혼합 분사하는 제2분사노즐(172), 상하 다단의 중공판(173)과 중공판을 각각 커버하는 다공성 상판(174), 상부에 형성되어 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷(175), 및 재생된 NH3를 재사용하도록 암모니아 용해탱크(130)로 공급하는 회수관(176)을 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 7 , the
이에, 다음의 [화학식 4]에 의해 NH4Cl의 형태로 용액에 존재하는 NH3를 재생하여서, 상대적으로 고가인 NH3를 재사용하여 비용을 절약할 수 있다. Accordingly, by regenerating NH 3 present in the solution in the form of NH 4 Cl by the following [Formula 4], it is possible to save cost by reusing relatively expensive NH 3 .
여기서, NH3는 암모니아 용해탱크(130)로 공급되고, CaCl2와 NaCl(aq)는 선외로 배출된다.Here, NH 3 is supplied to the
한편, 폐수처리부(180)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 리커버리 탱크(170)로부터 CaCl2(aq)와 NaCl(aq)를 배출하는 배출펌프(discharge pump)(181)와, CaCl2(aq)와 NaCl(aq)를 중화시키는 중화제, 예를 들면, NaOH를 저장하는 중화제 저장탱크(neutralizing agent tank)(182)와, 중화제 저장탱크(182)로부터 중화제를 공급하는 중화제 공급펌프(neutralizing agent pump)(183)와, 중화된 생성물의 선외배출조건의 변수를 모니터링하는 모니터링 유닛(184)과, 모니터링 유닛(184)에 의해 선외배출조건을 충족하지 못하는 생성물을 저장하는 폐수저장탱크(waste water tank)(185)와, 폐수저장탱크(185)의 폐수를 제2 드레인탱크(159-2)로 회귀시키는 폐수순환펌프(186)를 포함한다.On the other hand, the
여기서, 선외배출기준을 충족하기 위한 중화제로 NaOH를 예로 들어 설명하였으나, 리커버리 탱크(170)로부터 배출되는 물질이 산성 또는 염기성인 경우를 모두 상정하여 필요에 따라 이들 산성 또는 염기성을 각각 중화시킬 수 있는 중화제가 선택되어 사용될 수 있다.Here, although NaOH has been described as an example as a neutralizing agent for meeting the overboard emission standards, it is assumed that the material discharged from the
또한, 배출펌프(181)는 모니터링 유닛(184)에 의해 선외배출조건을 충족하는 리커버리 탱크(170)로부터 배출되는 유체를 선외배출하도록 하거나(A), 선외배출조건을 충족하지 못하는 유체는 폐수저장탱크(185)에 보관하고(B), 폐수를 폐수순환펌프(186)에 의해 제2 드레인탱크(159-2)로 재순환시켜(recirculating) 세퍼레이터(160)에 의해 필터링하도록 한다.In addition, the discharge pump 181 allows the
다음, 조수기(fresh water generator)(190)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 씨체스트(124)로부터 해수를 공급하는 청수생성용 배수펌프(F.W.GEN.ejector pump)(191)와, 청수생성용 배수펌프(191)에 의해 유입된 해수를 선박 주엔진의 폐열로 저압하에 가열하여 선내 필요한 청수와 청수가 증발된 해수, 즉 브라인을 생성하는 히터(192)와, 히터(192)에 의해 청수가 증발된 브라인을 집수하는 브라인집수탱크(193)를 포함하고, 브라인집수탱크(193)로부터 해수/브라인 공급펌프(120)로 브라인을 공급할 수 있다.Next, the
여기서, 청수가 증발된 해수인 브라인은 일반 해수 대비 농도가 높은 상태이므로 CO2를 제거하기에 보다 적합하여 브라인집수탱크(193)에 저장하여 사용한다.Here, brine, which is seawater from which fresh water is evaporated, has a higher concentration than general seawater, so it is more suitable for removing CO 2 and is stored in the
따라서, 전술한 바와 같은 선박의 온실가스 배출 저감장치의 구성에 의해서, 배기가스로부터 SOX와 슈트를 1차적으로 제거한 후에 암모니아 염수를 분사하여 CO2를 2차적으로 제거하여, CO2 용해반응속도를 높여 CO2 제거 효율성을 향상시키고, NH3 재생시 잔존하는 SOX로 인한 부반응을 제거하여 암모니아 회수시 불순물이 포함되지 않도록 않도록 하여 고순도의 NH3를 재사용하도록 할 수 있고, 재생에 필요한 에너지가 적은 암모니아를 사용하여 선박의 배기가스 중에서 이산화탄소(CO2)를 제거하여 환경오염을 줄일 수 있으며, 조수기의 청수 생성시 부산되는 브라인을 사용하여 효율을 향상시키며, 수산화칼슘(Ca(OH)2)만을 소모하여 이산화탄소를 제거하여 저비용으로 가동이 가능하고, 무해한 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 고체로 저장하거나 해상으로 배출할 수 있다.Therefore, by the configuration of the GHG emission reduction apparatus of the ship as it described above, by injecting the ammonia salt after removal of the SO X and suits primarily from the exhaust gas by removing CO 2 secondarily, CO 2 dissolved in the reaction rate the increase improve CO 2 removal efficiency, it can be to prevent so as not to remove the side reaction caused by the sO X remaining playback NH 3 include when ammonia recovery impurities to reuse high-purity NH 3, the energy required for reproduction It can reduce environmental pollution by removing carbon dioxide (CO 2 ) from the exhaust gas of a ship by using a small amount of ammonia, and improves efficiency by using brine that is by-product when generating fresh water in the fresh water generator, and calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) It can be operated at low cost by consuming only the carbon dioxide and can be stored as a solid or discharged to the sea as harmless sodium bicarbonate (NaHCO 3 ).
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments within the scope equivalent to the present invention are possible by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
110 : NH3저장소
111 : 저장용기
112 : PI
113 : PT
114 : 안전밸브
115 : 밸브
116 : 밸브
120 : 해수/브라인 공급펌프
121 : 펌프
122 : CP
123 : PI
124 : 씨체스트
130 : 암모니아 용해탱크
131 : 하부노즐
132 : 상부노즐
133 : 중간판
134 : 다공성 상판
135 : 쿨링재킷
136 : 필터
137 : 스프레이 펌프
140 : 황산화물(SOX) 저감부
140a : 황산화물 저감탱크
141 : 스크러버펌프
142 : 중간판
143 : 다공성 상판
144 : 분사노즐
145 : 미세분무 캐쳐
146 : 제1 드레인탱크
147 : 수처리 시스템
148 : 슬러지 탱크
150 : 이산화탄소(CO2) 저감탱크
151 : 분사노즐
152 : 배기가스 흡기구
153 : NH3 흡기구
154 : 암모니아 포집 워터펌프
155 : NH3캐쳐
158 : 쿨링재킷
159 : 배출구
160 : 세퍼레이터
161 : 멤브레인필터
162 : 고압펌프
163 : 드라이어
170 : 리커버리 탱크
171 : 제1분사노즐
172 : 제2분사노즐
173 : 중공판
174 : 다공성 상판
175 : 쿨링재킷
176 : 회수관
180 : 폐수처리부
181 : 배출펌프
182 : 중화제 저장탱크
183 : 중화제 공급펌프
184 : 모니터링 유닛
185 : 폐수저장탱크
186 : 폐수순환펌프
190 : 조수기
191 : 청수생성용 배수펌프
192 : 히터
193 : 브라인집수탱크110: NH 3 storage 111: storage container
112: PI 113: PT
114: safety valve 115: valve
116: valve 120: seawater / brine supply pump
121: pump 122: CP
123: PI 124: Sea Chest
130: ammonia dissolution tank 131: lower nozzle
132: upper nozzle 133: middle plate
134: porous top plate 135: cooling jacket
136: filter 137: spray pump
140: sulfur oxide (SO X )
141: scrubber pump 142: middle plate
143: porous top plate 144: spray nozzle
145: fine atomization catcher 146: first drain tank
147
150: carbon dioxide (CO 2 ) reduction tank 151: injection nozzle
152: exhaust gas intake port 153: NH 3 intake port
154: ammonia capture water pump 155: NH 3 catcher
158: cooling jacket 159: exhaust port
160: separator 161: membrane filter
162: high pressure pump 163: dryer
170: recovery tank 171: first injection nozzle
172: second injection nozzle 173: hollow plate
174: porous top plate 175: cooling jacket
176: return pipe 180: wastewater treatment unit
181: discharge pump 182: neutralizer storage tank
183: neutralizing agent supply pump 184: monitoring unit
185: wastewater storage tank 186: wastewater circulation pump
190: fresh water generator 191: fresh water generation drainage pump
192: heater 193: brine collection tank
Claims (15)
해수 또는 브라인을 공급하는 해수/브라인 공급펌프;
상기 NH3저장소로부터 주입되는 NH3와, 상기 해수/브라인 공급펌프로부터 공급되는 해수/브라인의 용해과정을 통해 암모니아성 브라인을 형성하는 암모니아 용해탱크;
선박 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감부;
상기 황산화물 저감부로부터 유입되는 SOX가 제거된 배기가스의 CO2에 상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 상기 암모니아성 브라인을 분사노즐을 통해 분사하여 NaHCO3로 전환하여 CO2를 제거하는 이산화탄소 저감탱크; 및
상기 이산화탄소 저감탱크로부터 NH4Cl의 부산물에 Ca(OH)2를 주입하여 NH3를 재생하여 상기 암모니아 용해탱크로 공급하는 리커버리 탱크;를 포함하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.NH 3 storage to store NH 3 ;
Seawater/brine supply pump for supplying seawater or brine;
An ammonia dissolution tank for forming ammoniacal brine through a dissolution process of NH 3 injected from the NH 3 reservoir and seawater/brine supplied from the seawater/brine supply pump;
Sulfur oxide reduction unit to remove SO X of the exhaust gas discharged from the marine engine;
Carbon dioxide reduction tank that removes CO 2 by injecting the ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank to the CO 2 of the exhaust gas from which SO X introduced from the sulfur oxide reduction unit is removed through an injection nozzle to convert it to NaHCO 3 ; and
A recovery tank for regenerating NH 3 by injecting Ca(OH) 2 into the by- product of NH 4 Cl from the carbon dioxide reduction tank and supplying it to the ammonia dissolution tank; including, a device for reducing greenhouse gas emissions of ships.
상기 황산화물 저감부는, 배기가스가 통과하는 유로로 해수를 분사하여 SOX를 용해시켜서 배기가스로부터 SOX를 제거하는 습식 포집 흡수탑으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.The method of claim 1,
The sulfur oxide reduction unit, characterized in that formed as a wet collection absorption tower that removes SO X from the exhaust gas by dissolving SO X by injecting seawater into the passage through which the exhaust gas passes, the greenhouse gas emission reduction device of the ship.
상기 황산화물 저감부는, 해수를 공급하는 스크러버펌프와 배기가스의 SOX를 제거하는 황산화물 저감탱크를 포함하고,
상기 황산화물 저감탱크는 배기가스가 통과하는 유로가 형성된 일단 또는 다단으로 형성된 중간판과, 상기 중간판 상단에 형성되고 상기 유로를 커버하는 다공성 상판과, 상기 다공성 상판 상단에 형성되어 상기 스크러버펌프로부터 공급되는 해수를 분사하는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.3. The method of claim 2,
The sulfur oxide reduction unit includes a scrubber pump for supplying seawater and a sulfur oxide reduction tank for removing SO X of exhaust gas,
The sulfur oxide reduction tank includes a middle plate formed in one or multiple stages having a flow path through which the exhaust gas passes, a porous upper plate formed on the upper end of the intermediate plate and covering the flow path, and a porous upper plate formed on the upper end of the scrubber pump. A device for reducing greenhouse gas emissions of ships, characterized in that it includes a spray nozzle for spraying the supplied seawater.
상기 황산화물 저감탱크는 용해된 SOX의 상기 이산화탄소 저감탱크로의 유입을 차단하기 위한 미세분무 캐쳐를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.4. The method of claim 3,
The sulfur oxide reduction tank, the greenhouse gas emission reduction device of the ship, characterized in that it further comprises a fine spray catcher for blocking the inflow of the dissolved SO X into the carbon dioxide reduction tank.
상기 황산화물 저감부는, 황산화물 저감탱크로부터 배수되는 세척수를 저장하는 제1 드레인탱크와, 상기 제1 드레인탱크로부터 공급되는 세척수를 정제하는 수처리 시스템과, 상기 수처리 시스템으로부터 분리된 슬러지를 저장하는 슬러지 탱크와, 상기 수처리 시스템으로부터 분리된 정제수를 선외 배출하는 배출펌프를 더 포함하여 개회로 시스템을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.3. The method of claim 2,
The sulfur oxide reduction unit includes a first drain tank for storing wash water drained from the sulfur oxide reduction tank, a water treatment system for purifying the wash water supplied from the first drain tank, and sludge for storing the sludge separated from the water treatment system. A tank and a discharge pump for discharging purified water separated from the water treatment system overboard to form an open circuit system, the apparatus for reducing greenhouse gas emissions of ships.
상기 황산화물 저감부는, 황산화물 저감탱크로부터 배수되는 세척수를 저장하는 제1 드레인탱크와, 상기 제1 드레인탱크로부터 세척수를 상기 황산화물 저감탱크로 회수시키는 회수펌프와, 세척수 또는 해수에 알칼리이온을 형성하는 화합물을 투입하는 알칼리이온 투입부를 더 포함하여 폐회로 시스템을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.3. The method of claim 2,
The sulfur oxide reduction unit includes a first drain tank for storing the wash water drained from the sulfur oxide reduction tank, a recovery pump for recovering the wash water from the first drain tank to the sulfur oxide reduction tank, and alkali ions in the wash water or seawater. A device for reducing greenhouse gas emissions of ships, characterized in that it further comprises an alkali ion input unit for inputting a compound to form a closed circuit system.
상기 개회로 시스템 및 상기 폐회로 시스템을 결합한 하이브리드 시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.7. The method according to claim 5 or 6,
A device for reducing greenhouse gas emissions of a ship, characterized in that it is composed of a hybrid system combining the open circuit system and the closed circuit system.
상기 암모니아 용해탱크는,
상기 NH3저장소로부터 하부노즐에 의해 분사되어 주입되는 NH3와, 상기 해수/브라인 공급펌프로부터 상부노즐에 의해 분사되는 해수/브라인의 용해과정을 통해 암모니아성 브라인을 형성하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.The method of claim 1,
The ammonia dissolution tank,
Characterized in that the ammonia brine is formed through the dissolution process of NH 3 injected by the lower nozzle from the NH 3 reservoir and the seawater/brine injected by the upper nozzle from the seawater/brine supply pump, of greenhouse gas emission reduction devices.
상기 암모니아 용해탱크는,
내측에 중공이 형성되어 일단 또는 다단으로 형성된 중간판과,
상기 일단 또는 다단으로 형성된 각각의 중간판 상단에 형성되어 상기 중공을 커버하는 다공성 상판과,
하부에 형성되어 NH3의 해수/브라인으로의 용해과정에 발생하는 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷과,
상부에 형성되어 용해되지 않은 잉여 NH3를 배기하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.The method of claim 1,
The ammonia dissolution tank,
An intermediate plate with a hollow formed on the inside and formed in one or multiple stages,
a porous upper plate formed on the upper end of each intermediate plate formed in one end or multiple stages to cover the hollow;
A cooling jacket that is formed at the bottom and circulates the cooling water that cools the heat generated in the process of dissolving NH 3 into seawater/brine,
Formed on the upper portion, characterized in that it comprises an exhaust port for exhausting the undissolved surplus NH 3, the greenhouse gas emission reduction device of the ship.
상기 이산화탄소 저감탱크는,
상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 분사하는 분사노즐과,
하부에 형성되어 배기가스가 인입되는 배기가스 흡기구와,
상기 암모니아 용해탱크의 배기구로부터 잉여 NH3를 인입시켜 암모니아성 브라인에 재흡수되도록 하는 NH3 흡기구와,
상부에 형성되어 암모니아 포집 워터펌프에 의해 잉여 NH3를 캐치하는 NH3캐쳐와,
상기 분사노즐 하단에 형성된 하나 이상의 중공판 및 상기 하나 이상의 중공판을 각각 커버하는 하나 이상의 다공성 상판과,
배기가스의 열과 암모니아성 브라인의 화학반응의 발열을 냉각하는 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷과,
하부에 형성되어 암모니아성 브라인과 CO2의 화학반응으로 생성된 생성물과 부산물을 배출하는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.The method of claim 1,
The carbon dioxide reduction tank,
an injection nozzle for spraying ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank;
an exhaust gas intake port formed at the lower portion and through which exhaust gas is introduced;
An NH 3 intake port for introducing excess NH 3 from the exhaust port of the ammonia dissolution tank to be reabsorbed into the ammonia brine;
NH 3 catcher formed on the upper part to catch excess NH 3 by the ammonia trapping water pump,
One or more hollow plates formed at the lower end of the injection nozzle and one or more porous upper plates respectively covering the one or more hollow plates;
A cooling jacket that circulates cooling water that cools the heat of exhaust gas and the heat of chemical reaction of ammonia brine;
Formed in the lower portion, the greenhouse gas emission reduction device of the ship, characterized in that it comprises an outlet for discharging products and by-products generated by the chemical reaction of ammonia brine and CO 2 .
상기 분사노즐은,
상기 암모니아 용해탱크로부터 공급되는 암모니아성 브라인을 상단 및 하단으로 분기하여 각각 분사하는 상단분사노즐 및 하단분사노즐을 포함하고
상기 하나 이상의 중공판 및 상기 하나 이상의 다공성 상판은,
상기 상단분사노즐과 상기 하단분사노즐 하단에 각각 형성된 제1중공판 및 상기 제1중공판을 커버하는 제1다공성 상판과, 제2중공판 및 상기 제2중공판을 커버하는 제2다공성 상판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.11. The method of claim 10,
The spray nozzle is
It includes an upper injection nozzle and a lower injection nozzle for branching the ammonia brine supplied from the ammonia dissolution tank to the upper and lower ends, respectively, and
The at least one hollow plate and the at least one porous top plate,
A first hollow plate formed on the lower ends of the upper injection nozzle and the lower injection nozzle, respectively, and a first porous top plate covering the first hollow plate, and a second hollow plate and a second porous top plate covering the second hollow plate It characterized in that it comprises, the greenhouse gas emission reduction device of the ship.
상기 배출구로부터 배출되는 침전물 형태의 부산물을 일정 수위로 수용하는 제2 드레인탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.11. The method of claim 10,
The apparatus for reducing greenhouse gas emission of a ship, characterized in that it further comprises a second drain tank for accommodating the by-product in the form of sediment discharged from the outlet at a predetermined water level.
상기 배출구로부터의 생성물과 부산물을 흡인하여 침전물을 분리하는 멤브레인필터와, 상기 멤브레인필터로 생성물과 부산물을 고압으로 흡인시키는 고압펌프와, 상기 멤브레인필터에 의해 분리된 침전물을 건조하는 드라이어를 포함하는 세퍼레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.13. The method of claim 12,
A separator comprising a membrane filter for separating the precipitate by sucking the product and the by-product from the outlet, a high-pressure pump for sucking the product and the by-product at high pressure through the membrane filter, and a dryer for drying the precipitate separated by the membrane filter A device for reducing greenhouse gas emissions of a ship, characterized in that it further comprises a.
상기 리커버리 탱크는,
상기 세퍼레이터에 의해 분리된 NH4Cl(aq)과 NaCl(aq)과 H20를 분사하는 제1분사노즐,
Ca(OH)2를 분사하는 제2분사노즐,
하나 이상의 중공판과 상기 하나 이상의 중공판을 각각 커버하는 다공성 상판,
상부에 형성되어 냉각수를 순환시키는 쿨링재킷, 및
재생된 NH3를 상기 암모니아 용해탱크로 공급하는 회수관을 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.14. The method of claim 13,
The recovery tank,
A first injection nozzle for spraying NH 4 Cl(aq), NaCl(aq), and H 2 0 separated by the separator,
Ca(OH) 2 The second injection nozzle for spraying,
One or more hollow plates and a porous top plate covering the one or more hollow plates, respectively;
A cooling jacket formed on the upper part to circulate the coolant, and
Regenerated NH 3 Characterized in that it comprises a recovery pipe for supplying the ammonia dissolution tank, the greenhouse gas emission reduction device of the ship.
상기 리커버리 탱크로부터 재생된 NH3 이외의 배출물질을 배출하는 배출펌프와,
배출물질을 중화시키는 중화제를 저장하는 중화제 저장탱크와,
상기 중화제 저장탱크로부터 상기 중화제를 공급하는 중화제 공급펌프와,
중화된 생성물의 선외배출조건의 변수를 모니터링하는 모니터링 유닛과,
상기 모니터링 유닛에 의해 선외배출조건을 충족하지 못하는 생성물을 저장하는 폐수저장탱크와,
상기 폐수저장탱크의 폐수를 상기 드레인탱크로 회귀시키는 폐수공급펌프를 포함하는, 폐수처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박의 온실가스 배출 저감장치.
15. The method of claim 14,
A discharge pump for discharging exhaust materials other than NH 3 regenerated from the recovery tank;
A neutralizing agent storage tank for storing a neutralizing agent that neutralizes the discharged material;
a neutralizing agent supply pump for supplying the neutralizing agent from the neutralizing agent storage tank;
a monitoring unit for monitoring a variable of the overboard discharge condition of the neutralized product;
a wastewater storage tank for storing products that do not satisfy the overboard discharge condition by the monitoring unit;
The apparatus for reducing greenhouse gas emissions of ships, characterized in that it further comprises a wastewater treatment unit comprising a wastewater supply pump for returning wastewater from the wastewater storage tank to the drain tank.
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---|---|---|---|
KR1020200042378A KR20210125153A (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Apparatus for reducing greenhouse gas emission in vessel |
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KR101201426B1 (en) | 2012-03-30 | 2012-11-14 | 대한민국 | Apparatus for reducing greenhouse gas of a ship |
KR102031210B1 (en) | 2018-05-02 | 2019-10-11 | 한국에너지기술연구원 | Apparatus and Method for Reduction of Hazardous Emission of Marine Engine |
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2020
- 2020-04-07 KR KR1020200042378A patent/KR20210125153A/en unknown
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