KR20220119480A - 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

배기 가스 정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220119480A
KR20220119480A KR1020227025807A KR20227025807A KR20220119480A KR 20220119480 A KR20220119480 A KR 20220119480A KR 1020227025807 A KR1020227025807 A KR 1020227025807A KR 20227025807 A KR20227025807 A KR 20227025807A KR 20220119480 A KR20220119480 A KR 20220119480A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seawater
exhaust gas
scrubber
introduction
unit
Prior art date
Application number
KR1020227025807A
Other languages
English (en)
Inventor
신야 우이
구니유키 다카하시
Original Assignee
후지 덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지 덴키 가부시키가이샤 filed Critical 후지 덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20220119480A publication Critical patent/KR20220119480A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/402—Alkaline earth metal or magnesium compounds of magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/07—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas flow rate or velocity meter or sensor, intake flow meters only when exclusively used to determine exhaust gas parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps

Abstract

스크러버를 이용한 배기 가스 정화 장치에서 선박 내 배수를 효과적으로 활용할 수 있는 기술을 제공하는 것을 과제로 한다. 이 과제를 해결하기 위해, 본 개시 내용의 일 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)는, 해수를 이용하여 선박의 메인 기기 엔진(100)의 배기 가스를 정화시키는 스크러버(10)와, 선박에 탑재된 보일러(200)나 물 제조 장치(300) 등으로부터 배출되며 pH(수소 이온 지수) 또는 알칼리도가 상대적으로 높은 배수를 해수가 공급되고 있는 스크러버(10)로 도입시키는 외부 배수 도입부(70)를 포함한다.

Description

배기 가스 정화 장치
본 개시 내용은 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
종래에, 선박용 엔진의 배기 가스 중의 황 산화물(SOx)을 황산으로서 해수 내에 흡수시키는 스크러버를 이용한 배기 가스 정화 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에서는, 하이브리드 방식의 스크러버 시스템에 있어, 해수를 스크러버에서 순환시키는 클로즈드 루프(closed loop) 가동 중에, 스크러버에서 SOx를 흡수하여 산성쪽으로 이행된 해수에 수산화나트륨(NaOH) 용액을 가함으로써 중화하고 있다. 이로써, 해수를 순환시켜 재이용하는 경우에 필요한 SOx 흡수 성능을 확보할 수 있다.
또한, 특허문헌 1에서는, 하이브리드 방식의 스크러버 시스템에 있어, 해수를 스크러버로 공급하고 스크러버에서 SOx를 흡수한 배수를 정화 처리하여 선박의 외부로 배출하는 오픈 루프(open loop)를 가동할 수도 있다. 이 경우에는, 새로 도입되는 해수에 의해 필요한 SOx 흡수 성능을 상시적으로 확보할 수가 있다.
일본국 공개특허공보 특개2004-81933호
그러나, 예를 들어, 선박에는 고알칼리성, 고알칼리도의 배수를 배출하는 기기가 존재한다. 그리하여, 선박 내 고알칼리성, 고알칼리도의 배수를 효과적으로 활용하여 배기 가스 정화 장치에 필요한 SOx 흡수 성능이 확보되면 바람직하다.
이에, 상기 과제를 고려하여, 스크러버를 이용한 배기 가스 정화 장치에서 선박 내 배수를 효과적으로 활용할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시 내용의 일 실시형태에서는, 해수를 이용하여 선박의 엔진의 배기 가스를 정화시키는 스크러버와, 상기 선박에 탑재된 소정 기기로부터 배출되며 수소 이온 지수 또는 알칼리도가 상대적으로 높은 배수를 상기 해수가 공급되고 있는 상기 스크러버로 도입시키는 배수 도입부를 포함하는 배기 가스 정화 장치가 제공된다.
전술한 실시형태에 의하면, 스크러버를 이용한 배기 가스 정화 장치에서 선박 내 배수를 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은 배기 가스 정화 장치의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 합류부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 해수 펌프 제어 방법의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 해수 펌프 제어 방법의 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 해수 펌프 제어 방법의 제3 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 배기 가스 정화 장치의 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 액체 송출 펌프 제어 방법의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 배기 가스 정화 장치의 제3 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 배기 가스 정화 장치의 제4 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 약제 주입 펌프 제어 방법의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 약제 주입 펌프 제어 방법의 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 배기 가스 정화 장치의 제5 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 배기 가스 정화 장치의 제6 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 배기 가스 정화 장치의 제7 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 배기 가스 정화 장치의 제8 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 배기 가스 정화 장치의 제9 예를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다.
[배기 가스 정화 장치의 제1 예]
도1~도5를 참조하여 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제1 예에 대해 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제1 예를 나타내는 도면이다. 도 2는 합류부(73)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 해수 펌프(20B) 제어 방법의 제1 예를 나타내는 도면이다. 도 4는 해수 펌프(20B) 제어 방법의 제2 예를 나타내는 도면이다. 도 5는 해수 펌프(20B) 제어 방법의 제3 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 5는 해수 펌프(20B) 제어 방법의 제3 예에 대응하는 제어 처리를 개략적으로 나타내는 플로우 챠트이다. 본 플로우 챠트는, 예를 들어, 소정의 제어 주기마다 반복적으로 실행된다.
배기 가스 정화 장치(1)는 메인 기기 엔진(100), 보일러(200), 물 제조 장치(300) 등과 함께 선박에 탑재된다. 이하에서, "선박"이라 함은, 특별히 언급하지 않는 한, 배기 가스 정화 장치(1)가 탑재되는 선박을 의미한다.
배기 가스 정화 장치(1)는 메인 기기 엔진(100)으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하여 선박의 굴뚝을 통해 외부로 배출한다.
메인 기기 엔진(100)은 프로펠러를 회전 구동하여 선박을 추진시킨다. 메인 기기 엔진(100)은, 예를 들어, C 중유를 연료로서 사용할 수 있는 디젤 엔진이다.
보일러(200, 소정 기기의 일 예)는 물 제조 장치(300)에 의해 정제되는 증류수를 사용하여 가열원으로서 증기를 발생시킨다. 또한, 보일러(200)는 증기 발생 과정에서 내부의 물(이하, "보일러 물")의 농축을 억제하기 위해 보일러 물의 일부를 배출한다. 보일러(200)로 도입되는 증류수에는 보일러(200)의 부식 방지 등을 위한 약제가 첨가되므로, 보일러(200)로부터 배출되는 보일러 물(분출수)은 pH(potential of hydrogen: 수소 이온 지수)가 상대적으로 높다(고pH의 물). pH가 상대적으로 높다는 것은, 예를 들어 후술하는 바와 같이, 스크러버(10)로 공급되는 해수에 배수(보일러 물)가 도입된 경우에, 스크러버(10)에서의 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있는 pH의 소정 기준(예를 들어, 하한값)을 넘고 있음을 의미한다.
물 제조 장치(300, 소정 기기의 일 예)는 선박의 외부로부터 끌어올린 해수를 이용하여 증류수를 생성하고, 배수로서 농축된 해수(농축 해수)를 배출한다. 물 제조 장치(300)의 배수(농축 해수)는 해수의 알칼리성 물질이 농축되어 있는 바 알칼리도가 상대적으로 높다. 알칼리도가 상대적으로 높다는 것은, 예를 들어 후술하는 바와 같이, 스크러버(10)로 공급되는 해수에 배수(농축 해수)가 도입된 경우에, 스크러버(10)에서의 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있는 알칼리도의 소정 기준(예를 들어, 하한값)을 넘고 있음을 의미한다.
본 예에서 배기 가스 정화 장치(1)는, 선박의 외부로부터 해수를 끌어올려 스크러버(10)의 내부에서 해수를 이용하여 배기 가스를 정화하고, 스크러버(10)로부터 배출되는 SOx를 흡수한 해수를 선박 외부로 배출한다. 즉, 본 예에서는, 배기 가스 정화 장치(1)로서 오픈 루프(open loop) 방식의 스크러버 시스템이 채용되어 있다. 이하에서 후술하는 제2 예 및 제3 예에 대해서도 마찬가지이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다.
스크러버(10)는 해수 공급부(20)에 의해 공급되는 해수를 이용하여, 메인 기기 엔진(100)의 배기 가스에 포함되는 SOx를 흡수시킴으로써, 배기 가스를 정화한다. 구체적으로, 스크러버(10)는 해수를 배기 가스로 분사하는 스프레이를 내부에 구비하며, 스프레이로부터 분사되는 해수에 SOx가 흡수된다. 스크러버(10)를 통과한 정화 후(탈황 후) 배기 가스는 굴뚝을 통해 선박 외부로 배출되며, SOx를 흡수한 해수는 스크러버(10)로부터 해수 배출부(30)로 배출된다.
해수 공급부(20)는 해수를 스크러버(10)로 공급한다. 해수 공급부(20)는 흡입 경로(20A), 해수 펌프(20B), 토출 경로(20C)를 포함한다.
흡입 경로(20A)는 해수 펌프(20B)에 의해 흡입되는 해수를 통과시킨다. 본 예에서는, 흡입 경로(20A)는 선박 외부의 취수구와 해수 펌프(20B)의 흡입구 사이를 해수가 통과할 수 있는 양태로 접속된다. 흡입 경로(20A)는, 예를 들어, 관(파이프)에 의해 구성된다. 이하에서는, 흡입 경로(20C)나 해수 배출부(30)에 대해서도 마찬가지일 수 있다.
해수 펌프(20B)는 흡입 경로(20A)로부터 해수를 흡입하여 토출 경로(20C)로 토출한다. 해수 펌프(20B)는 제어 장치(90)의 제어 하에 VVVF 인버터(40)로부터 공급된 전력에 의해 구동된다.
토출 경로(20C, 유로의 일 예)는, 해수 펌프(20B)로부터 토출되는 해수가 통과한다. 토출 경로(20C)는 해수 펌프(20B)의 토출구와 스크러버(10)의 해수 유입구 사이를 해수가 통과할 수 있는 양태로 접속된다.
해수 배출부(30)는 배기 가스를 정화한 후의 해수를 스크러버(10)로부터 배출하는 경로이다. 본 예에서 해수 배출부(30)는 스크러버(10)로부터 배출되는 해수를 선박 외부로 배출한다.
VVVF 인버터(40)는 제어 장치(90)의 제어 하에 해수 펌프(20B)를 구동한다. 구체적으로, VVVF 인버터(40)는 선박 내 전원으로부터 공급되는 전력을 이용해서 소정 전압 및 주파수의 교류 전력을 생성하여 해수 펌프(20B)로 출력한다. VVVF 인버터(40)의 가동 상태에 관한 신호가 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
외부 배수 도입부(70, 배수 도입부의 일 예)는 배기 가스 정화 장치(1)의 외부 기기, 즉, 선박에 탑재되는 다른 기기의 상대적으로 pH가 높은 알칼리성 배수나 상대적으로 알칼리도가 높은 배수(이하, "알칼리 배수")를 해수 공급부(20)의 해수로 도입한다. 본 예에서 외부 배수 도입부(70)는 보일러(200)의 배수(분출수) 및 물 제조 장치(300)의 배수(농축 해수)를 해수 공급부(20)의 해수로 도입한다. 이로써 배기 가스 정화 장치(1)는 알칼리 배수가 도입된 해수를 이용함으로써, 스크러버(10)에서의 해수 단위 유량 당 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있다.
외부 배수 도입부(70)는 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73)를 포함한다.
도입 경로(71)는 배기 가스 정화 장치(1)의 외부 기기의 알칼리 배수를 해수 공급부(20)로 도입하기 위한 경로이다. 도입 경로(71)는, 예를 들어, 관(파이프)에 의해 구성된다. 도입 경로(71)는 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
도입 경로(71A)는 보일러(200)의 알칼리 배수(분출수)를 해수 공급부(20)로 도입하기 위한 경로이다. 도입 경로(71A)는 보일러(200)로부터 배출되는 분출수(blow water)의 원래 압력이나 위치 에너지 등을 이용하여 분출수를 해수 공급부(20)까지 송출한다.
도입 경로(71B)는 물 제조 장치(300)의 알칼리 배수(농축 해수)를 해수 공급부(20)로 도입하기 위한 경로이다. 도입 경로(71B)는 물 제조 장치(300)로부터 배출되는 농축 해수의 원래 압력이나 위치 에너지 등을 이용하여 분출수를 해수 공급부(20)까지 송출한다.
체크 밸브(72)는, 도입 경로(71)에서 해수 공급부(20)를 향하는 방향을 순방향으로 하여 배치되며, 유체(알칼리 배수)의 순방향 흐름을 허용하는 한편으로 역방향 흐름을 방지하도록 구성된다. 이로써, 체크 밸브(72)는 도입 경로(71)에서 알칼리 배수나 해수가 해수 공급부(20)로부터 알칼리 배수의 배출원으로 향하는 방향으로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 체크 밸브(72)는 도입 경로(71A)에 구비되는 체크 밸브(72A)와, 도입 경로(71B)에 구비되는 체크 밸브(72B)를 포함한다.
합류부(73)는 도입 경로(71)와 해수 공급부(20)의 토출 경로(20C) 간 접속 위치에 구비되며, 도입 경로(71)를 통해 도입되는 알칼리 배수를 해수 공급부(20)(토출 경로(20C))에서 흐르는 해수에 합류시킨다. 합류부(73)는 도입 경로(71A)와 토출 경로(20C) 간 접속 위치에 구비되는 합류부(73A)와, 도입 경로(71B)와 토출 경로(20C) 간 접속 위치에 구비되는 합류부(73B)를 포함한다.
예를 들어, 도 2에 나타내는 바와 같이, 합류부(73A,73B)는 토출 경로(20C)에 비해 상대적으로 가는 노즐 형상으로 되어 있으며, 알칼리 배수가 노즐 형상의 출구로부터 해수의 흐름 방향을 따라 배출되도록 배치된다. 이로써, 알칼리 배수는 토출 경로(20C)의 해수 흐름에 비해 상대적으로 큰(높은) 속도로 유입되어 이젝터(ejector) 효과로 인해 해수와의 교반(혼합)이 촉진된다.
도 1로 돌아가서, 유량계(80)는 토출 경로(20C)에 있어 스크러버(10) 유입구 부근의 해수 유량을 계측한다. 유량계(80)의 계측값(이하, "해수 유량 계측값")에 대응하는 신호(계측 신호)는 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
가스 분석계(82, 배기 가스 계측부의 일 예)는 스크러버(10)를 통과한 후의 배기 가스의 단위 유량당 SOx 함유량(이하에서는, 간략하게 "SOx 함유량"이라 함), 즉, SOx의 함유 농도를 계측한다. 가스 분석계(82)의 계측값(이하에서는, "가스 분석값")에 대응하는 신호(계측 신호)는 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
제어 장치(90)는 배기 가스 정화 장치(1)에 관한 제어를 행한다. 제어 장치(90)의 기능은 임의의 하드웨어 또는 임의의 하드웨어 및 소프트웨어의 조합 등에 의해 실현될 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(90)는 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory) 등과 같은 메모리 장치, ROM(Read Only Memory) 등과 같은 보조 기억 장치, 외부와의 입출력용 인터페이스 장치 등을 포함하는 컴퓨터를 중심으로 하여 구성된다. 제어 장치(90)는, 예를 들어, 보조 기억 장치에 인스톨된 각종 프로그램을 메모리 장치로 로딩하여 CPU 상에서 실행함으로써 각종 기능을 실현한다.
한편, 제어 장치(90)의 기능은 복수 개의 제어 장치로 분산되어 실현될 수도 있다.
도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(90)는, 예를 들어, 해수 펌프 제어부(901)를 포함한다.
해수 펌프 제어부(901, 해수 유량 제어부의 일 예)는 제어 신호를 VVVF 인버터(40)로 출력하여 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)의 동작을 제어한다.
예를 들어, 도 3에 나타내는 바와 같이, 해수 펌프 제어부(901)는, 입력받는 가스 분석계(82)에 의한 가스 분석값 및 미리 규정된 SOx 규제값에 기초하여, 그 편차에 관한 피드백 제어(예를 들어, PID(Proportional Integral Differential) 제어)를 할 수 있다. SOx 규제값은, 예를 들어, 선박으로부터 배출되는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 국제적 규제에 의해 규정되는 기준값 또는 그 기준값보다 작은 값으로 설정되는 자율 규제값일 수 있다. 구체적으로, 해수 펌프 제어부(901)는, 가스 분석값이 SOx 규제값 이하의 범위에서 그 편차가 0에 근접하도록 제어 신호를 VVVF 인버터(40)로 출력하여, 해수 펌프(20B)의 회전수(즉, 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량)를 제어할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 해수 펌프 제어부(901)는, 알칼리 배수가 해수로 도입됨에 있어 가스 분석값이 SOx 규제값보다 작은 경우에, 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 낮출 수 있다. 그리하여, 제어 장치(90)는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 규제를 준수하면서도 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제하여 에너지 절약을 도모할 수가 있다. 이하에서 후술하는 제2예~제9예의 경우에도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 도 4에 나타내는 바와 같이, 해수 펌프 제어부(901)는, 입력받는 유량계(80)에 의한 해수 유량 계측값 및 해수 유량 설정값에 기초하여, 그 편차에 관한 피드백 제어(예를 들어, PID 제어)를 할 수 있다. 해수 유량 설정값은, 스크러버(10)에서 필요한 SOx 흡수 성능을 확보하기 위해 필요한 해수의 유량으로서 설정된다. 미리 설정되어 있을 수도 있고, 작업자 등으로부터의 설정 입력에 따라 설정(변경)될 수도 있다. 구체적으로, 해수 펌프 제어부(901)는, 해수 유량 계측값이 해수 유량 설정값 이상의 범위에서 그 편차가 0에 근접하도록 제어 신호를 VVVF 인버터(40)로 출력하여, 해수 펌프(20B)의 회전수(즉, 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량)를 제어할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 해수 펌프 제어부(901)는, 알칼리 배수가 해수로 도입됨에 있어 해수 유량 계측값이 해수 유량 설정값보다 큰 경우에, 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 낮출 수 있다. 그리하여, 제어 장치(90)는 스크러버(10)에서의 SOx 흡수 성능을 확보하면서도 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제하여 에너지 절약을 도모할 수가 있다. 이하에서 후술하는 제2예, 제3예, 제7예~제9예의 경우에도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량 측정값(가스 분석값)과 SOx 규제값의 관계에 맞추어, 해수 유량 설정값을 변화시킬 수도 있다. 이하에서, 해수 유량 설정값이 가변적인 경우의 해수 유량 설정값의 초기값은, 스크러버(10)를 통과한 후의 배기 가스의 SOx 함유량을 SOx 규제값보다 아래로 충분하게 저하시킬 수 있는 정도의 큰 값으로 설정된다.
단계 S102에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량(가스 분석값)이 SOx 규제값 미만인 상태에 도달했는지 여부를 판정한다. 해수 펌프 제어부(901)는, 가스 분석값이 SOx 규제값 미만인 상태에 도달하지 않은 경우에는 단계 S104로 진행시키며, 도달한 경우에는 단계 S114로 진행시킨다.
단계 S104에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 감소했는지 여부를 판정한다. 구체적으로, 해수 펌프 제어부(901)는, 당해 회의 플로우 챠트 처리시와 이전 회의 플로우 챠트 처리시에 있어 가스 분석값이 감소하고 또한 그 감소량이 소정 역치 이상인 경우에, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 감소했다고 판정할 수 있다. 해수 펌프 제어부(901)는, 가스 분석값이 감소한 경우에는 단계 S106으로 진행시키며, 감소하지 않은 경우에는 단계 S112로 진행시킨다.
단계 S106에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량(가스 분석값)이 SOx 규제값 미만인 상태에 도달했는지 여부를 판정한다. 해수 펌프 제어부(901)는, 가스 분석값이 SOx 규제값 미만인 상태에 도달하지 않는 경우에는 단계 S108로 진행시키고, 도달한 경우에는 단계 S110으로 진행시킨다.
단계 S108에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 소정값 Δsv만큼 낮춘다(작게 한다). 소정값 Δsv는 해수 유량 설정값을 조정하는 경우의 조정 폭으로서 미리 규정된다. 이로써 해수 펌프 제어부(901)는 상대적으로 작은 값으로 변경된 해수 유량 설정값을 사용하여, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량에 관한 피드백 제어(PID 제어)를 할 수 있다. 그리하여, 해수 펌프 제어부(901)는, 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 낮출 수 있다. 스크러버(10) 출구의 배기 가스의 SOx 함유량이 SOx 규제값 쪽으로 순조롭게 떨어지는 바, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량을 줄일 여유가 있다고 판정할 수 있기 때문이다.
제어 장치(90)는, 단계 S108의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S110에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 해수 유량 설정값을 현재 상태로 유지한다. 이로써, 해수 펌프 제어부(901)는 유지되는 해수 유량 설정값을 사용하여, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량에 관한 피드백 제어(PID 제어)를 할 수 있다. 그리하여, 해수 펌프 제어부(901)는, 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 현재 상태로 유지할 수 있다. 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값 미만인 상태에 도달하고서 그 상태를 유지시킬 필요가 있기 때문이다.
제어 장치(90)는, 단계 S110의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S112에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 소정값 Δsv만큼 높인다(크게 한다). 이로써 해수 펌프 제어부(901)는 상대적으로 큰 값으로 변경된 해수 유량 설정값을 사용하여, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량에 관한 피드백 제어(PID 제어)를 할 수 있다. 그리하여, 해수 펌프 제어부(901)는, 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 높일 수 있다. 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값 쪽으로 떨어지지 않았기 때문이다.
제어 장치(90)는, 단계 S112의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S114에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량(가스 분석값)이 상승했는지 여부를 판정한다. 구체적으로, 해수 펌프 제어부(901)는, 당해 회의 플로우 챠트 처리시와 이전 회의 플로우 챠트 처리시에 있어 가스 분석값이 상승(증가)한 경우에, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 상승했다고 판정할 수 있다. 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 상승한 경우에 단계 S116으로 진행시키며, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 상승하지 않은 경우에는 단계 S122로 진행시킨다.
단계 S116에서, 해수 펌프 제어부(901)는, 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값을 넘을 가능성이 높은지 여부를 판정한다. 예를 들어, 해수 펌프 제어부(901)는, 당해 회와 이전 회에 있어 가스 분석값의 상승량, 당해 회의 가스 분석값과 SOx 규제값의 차분 등에 기초하여, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값을 넘을 가능성이 높은지 여부를 판정할 수 있다. 해수 펌프 제어부(901)는 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값을 넘을 가능성이 높지 않은 경우에는 단계 S118로 진행시키고, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값을 넘을 가능성이 높은 경우에는 단계 S120으로 진행시킨다.
단계 S118에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 소정값 Δsv만큼 높인다(크게 한다). 이로써 해수 펌프 제어부(901)는 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 높일 수 있다. 배기 가스 중의 SOx 함유량이 상승하여 SOx 함유량의 상승을 억제할 필요가 있기 때문이다.
제어 장치(90)는, 단계 S118의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S120에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 초기값으로 되돌린다. 이로써 해수 펌프 제어부(901)는, 어느 정도 큰 값으로 설정되는 해수 유량 설정값의 초기값을 사용하여, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량에 관한 피드백 제어(PID 제어)를 할 수 있다. 그리하여, 해수 펌프 제어부(901)는 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 크게 상승시킬 수 있다. 스크러버(10)의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 SOx 규제값을 확실하게 넘지 않도록 할 필요가 있기 때문이다.
한편, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량에 관한 다른 제어가 병렬적으로 행해지는 경우에는, 해수 유량 설정값을 초기값 대신에 그 다른 제어에서 결정되는 지령값으로 설정할 수도 있다.
제어 장치(90)는, 단계 S120의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S122에서, 해수 펌프 제어부(901)는 스크러버(10) 출구의 배기 가스 중의 SOx 함유량이 감소했는지 여부를 판정한다. 해수 펌프 제어부(901)는, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 감소한 경우에는 단계 S124로 진행시키며, 배기 가스 중의 SOx 함유량이 감소하지 않은 경우, 즉, 배기 가스 중의 SOx 함유량에 대략 변화가 없는 경우에는 단계 S126으로 진행시킨다.
단계 S124에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 소정값 Δsv만큼 낮춘다(작게 한다). 이로써 해수 펌프 제어부(901)는 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 낮출 수 있다. 배기 가스 중의 SOx 함유량(가스 분석값)이 SOx 규제값보다 작은 상태에서 게다가 SOx 함유량이 감소하였는 바, 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량을 줄일 여유가 있다고 판단할 수 있기 때문이다.
제어 장치(90)는, 단계 S124의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S126에서, 해수 펌프 제어부(901)는 해수 유량 설정값을 현재 상태로 유지한다. 이로써 해수 펌프 제어부(901)는 후술하는 단계 S128에서 VVVF 인버터(40)를 통해 해수 펌프(20B)를 제어함으로써 해수 펌프(20B)의 회전수를 현재 상태로 유지할 수 있다. 배기 가스 중의 SOx 함유량(가스 분석값)이 SOx 규제값보다 작은 상태에서 또한 SOx 함유량에 대략 변화가 없는 바, 그 상태를 유지하면 되기 때문이다
제어 장치(90)는, 단계 S126의 처리가 완료하면, 단계 S128로 진행시킨다.
단계 S128에서, 해수 펌프 제어부(901)는 단계 S108, S110, S112, S118, S120, S124, S126 중 어느 단계에서 설정된 해수 유량 설정값에 기초하여 VVVF 인버터(40)에 제어 신호를 출력함으로써 해수 펌프(20B)를 제어한다. 구체적으로, 해수 펌프 제어부(901)는 스크러버(10)로 유입되는 해수의 유량이 해수 유량 설정값이 되도록 해수 펌프(20B)의 회전수를 제어한다. 이로써, 가변적인 해수 유량 설정값에 맞추어 해수 펌프(20B)의 회전수를 높이거나 낮출 수 있다.
이와 같이 본 예에서 배기 가스 정화 장치(1)는 보일러(200)나 물 제조 장치(300)로부터 배출되는 알칼리 배수를 해수 공급부(20)의 해수로 도입시키고, 알칼리 배수가 도입된 해수를 스크러버(10)로 공급할 수 있다. 그리하여, 스크러버(10)에서의 해수 단위 유량당 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있으며, 그 결과, 스크러버(10)에서 필요한 SOx 흡수 성능을 확보하기 위한 유량을 상대적으로 작게 할 수가 있다. 따라서, 예를 들어, 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 저하시켜 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량을 억제함으로써, 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제할 수 있다. 즉, 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제함으로써, 배기 가스 정화 장치(1)의 가동에 관한 운용 비용을 억제할 수 있다.
[배기 가스 정화 장치의 제2예]
이어서, 도 6, 도 7을 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제2예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예와 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예와 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 6은 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제2예를 나타내는 도면이다. 도 7은 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B)) 제어 방법의 제1예를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 플로우 챠트는, 예를 들어, 소정의 제어 주기마다 반복 실행된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는, 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제1예와 마찬가지로, 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73)를 포함한다. 또한, 외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제1예와는 다르게, 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
저류 탱크(74, 배수 탱크의 일 예)는 외부 기기의 알칼리 배수를 저류한다. 저류 탱크(74)는 저류 탱크(74A,74B)를 포함한다.
저류 탱크(74A)는 보일러(200)의 알칼리 배수(분출수)를 저류한다. 저류 탱크(74A)는, 예를 들어 오버 플로우(overflow)식이다.
저류 탱크(74B)는 물 제조 장치(300)의 알칼리 배수(농축 해수)를 저류한다. 저류 탱크(74B)는, 예를 들어 오버 플로우식이다.
액체 송출 펌프(75, 배수 도입 펌프의 일 예)는 저류 탱크(74)로부터 알칼리 배수를 흡입하여 해수 공급부(20) 쪽으로 토출시킨다. 이로써 알칼리 배수는 해수 공급부(20)로 압송된다. 액체 송출 펌프(75)는 제어 장치(90)의 제어 하에 VVVF 인버터(76)로부터 공급되는 전력에 의해 구동된다. 액체 송츨 펌프(75)는 액체 송출 펌프(75A,75B)를 포함한다.
액체 송출 펌프(75A)는 저류 탱크(74A)에 저류되어 있는 보일러(200)의 분출수를 해수 공급부(20)(합류부(73A)) 쪽으로 압송한다.
액체 송출 펌프(75B)는 저류 탱크(74B)에 저류되어 있는 물 제조 장치(300)의 농축 해수를 해수 공급부(20) 쪽으로 압송한다.
VVVF 인버터(76)는 제어 장치(90)의 제어 하에 액체 송출 펌프(75)를 구동한다. VVVF 인버터(76)는 VVVF 인버터(76A,76B)를 포함한다. VVVF 인버터(76A,76B)의 가동 상태에 관한 신호는 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
VVVF 인버터(76A)는 선박 내 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 소정 전압 및 주파수의 교류 전력을 생성하고 액체 송출 펌프(75A)로 출력한다.
VVVF 인버터(76B)는 선박 내 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 소정 전압 및 주파수의 교류 전력을 생성하고 액체 송출 펌프(75B)로 출력한다.
도입 경로(71)는 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
도입 경로(71A)는 전술한 제1예의 경우와는 다르게 경로(71A1~71A3)를 포함한다.
경로(71A1)는 보일러(200)의 분출수 배수구와 저류 탱크(74A)의 입구를 접속시킨다.
경로(71A2)는 저류 탱크(74A)의 출구와 액체 송출 펌프(75A)의 흡입구를 접속시킨다.
경로(71A3)는 액체 송출 펌프(75A)의 토출구와 합류부(73A)(토출 경로(20C))를 접속시킨다.
도입 경로(71B)는 전술한 제1예의 경우와는 다르게 경로(71B1~71B3)를 포함한다.
경로(71B1)는 물 제조 장치(300)의 농축 해수 배수구와 저류 탱크(74B)의 입구를 접속시킨다.
경로(71B2)는 저류 탱크(74B)의 출구와 액체 송출 펌프(75B)의 흡입구를 접속시킨다.
경로(71B3)는 액체 송출 펌프(75B)의 토출구와 합류부(73B)(토출 경로(20C))를 접속시킨다.
체크 밸브(72)는 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로 체크 밸브(72A,72B)를 포함한다.
체크 밸브(72A,72B)는 각각 경로(71A3,71B3)에 배치된다.
제어 장치(90)는, 전술한 제1예의 경우와는 다르게, 액체 송출 펌프 제어부(902)를 포함한다.
예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이, 액체 송출 펌프 제어부(902)(배수 도입 제어부의 일 예)는 단계 S202~S206으로 구성되는 플로우 챠트를 실행한다. 도 7에 나타내는 플로우 챠트는, 예를 들어, 소정의 제어 주기마다 반복 실행된다. 이하에서 후술하는 제3예, 제5예, 제6예, 제8예, 제9예의 경우에 대해서도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
단계 S202에서, 액체 송출 펌프 제어부(902)는 VVVF 인버터(40)로부터 읽어들인 가동 상태에 관한 신호에 기초하여, 해수 펌프(20B)가 가동 중인지 여부를 판정한다. 액체 송출 펌프 제어부(902)는 해수 펌프(20B)가 가동 중이지 않은(즉, 정지 중인) 경우에는 단계 S204으로 진행시키고, 해수 펌프(20B)가 가동 중인 경우에는 단계 S206으로 진행시킨다.
단계 S204에서, 액체 송출 펌프 제어부(902)는 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B))를 정지시킨다. 이로써, 해수 펌프(20B)에서 스크러버(10)로 해수가 공급되지 않은 상태에서, 즉, 배기 가스 정화 장치(1)가 정지 중인 상태에서 저류 탱크(74A,74B)의 알칼리 배수가 불필요하게 배출되어 저류량이 감소하는 사태를 억제할 수 있다.
제어 장치(90)는, 단계 S204의 처리가 완료하면, 당해 회의 플로우 챠트의 처리를 종료한다.
한편, 단계 S206에서는, 액체 송출 펌프 제어부(902)가 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B))를 소정 상태에서 가동시킨다. 이로써, 해수 펌프(20B)에서 스크러버(10)로 공급되는 해수에 저류 탱크(74A,74B)의 알칼리 배수를 도입함으로써 해수의 단위 유량당 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있다.
제어 장치(90)는, 단계 S206의 처리가 완료하면, 당해 회의 플로우 챠트의 처리를 종료한다.
해수가 액체 송출 펌프(75A,75B)에서 토출 경로(20C)로 도입되는 경우(단계 S206의 경우)에, 예를 들어, 미리 규정되는 일정 유량의 알칼리 배수가 해수 공급부(20)의 해수로 도입될 수 있다. 이 경우, 액체 송출 펌프 제어부(902)는 VVVF 인버터(76A,76B)에 제어 신호를 출력함으로써, 액체 송출 펌프(75A,75B)를 미리 규정되는 일정 회전수로 가동시킨다. 또한, 이 경우에 액체 송출 펌프(75A,75B)의 일정 회전수는 같을 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 이하에서 후술하는 제3예, 제5예, 제6예, 제8예, 제9예의 경우에 대해서도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
또한, 해수가 액체 송출 펌프(75A,75B)에서 토출 경로(20C)로 도입되는 경우, 예를 들어, 저류 탱크(74A,74B)의 저류량에 따라, 액체 송출 펌프(75A,75B) 각각을 통해 해수 공급부(20)의 해수로 도입되는 알칼리 배수의 유량이 변화될 수도 있다. 저류 탱크(74A,74B)의 저류량은, 예를 들어, 저류 탱크(74A,74B) 각각에 배치되는 레벨 스위치나 레벨 센서의 출력에 기초하여, 제어 장치(90)에 의해 판단될 수 있다. 예를 들어, 액체 송출 펌프 제어부(902)는, 저류 탱크(74A)의 분출수 저류량이 클수록(많을수록) 액체 송출 펌프(75A)의 회전수가 크도록, VVVF 인버터(76A)를 통해 액체 송출 펌프(75A)를 제어할 수 있다. 또한, 액체 송출 펌프 제어부(902)는 액체 송출 펌프(75B)에 대해서도 마찬가지의 제어 방법을 사용할 수 있다. 이로써 제어 장치(90)는, 저류 탱크(74)의 저류량이 상대적으로 적은 경우에, 해수 공급부(20)로 도입되는 알칼리 배수의 유량을 상대적으로 적게 함으로써 알칼리 배수의 고갈을 억제할 수 있다. 또한, 제어 장치(90)는, 저류 탱크(74)의 저류량이 상대적으로 많은 경우에, 해수 공급부(20)로 도입되는 알칼리 배수의 유량을 상대적으로 많게 함으로써 해수 단위 유량당 SOx 흡수 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이하에서 후술하는 제3예, 제5예, 제6예, 제8예, 제9예의 경우에 대해서도 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
또한, 해수가 액체 송출 펌프(75A,75B)에서 토출 경로(20C)로 도입되는 경우에, 저류 탱크(74A,74B)의 알칼리 배수가 고갈되면 액체 송출 펌프(75A,75B)를 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 액체 송출 펌프 제어부(902)는, 저류 탱크(74A)의 분출수 저류량이 분출수의 고갈을 나타내는 레벨을 넘어 저하된 경우에, 액체 송출 펌프(75A)를 정지시킬 수 있다. 또한, 액체 송출 펌프 제어부(902)는 액체 송출 펌프(75B)에 대해서도 마찬가지의 제어 방법을 사용할 수 있다. 이로써, 제어 장치(90)는 저류 탱크(74A,74B)의 알칼리 배수가 고갈되었음에도 액체 송출 펌프(75A,75B)가 가동을 계속하여 불필요하게 전력을 소비하게 되는 사태를 억제할 수 있다.
또한, 해수가 액체 송출 펌프(75A,75B)에서 토출 경로(20C)로 도입되는 경우, 가스 분석값 및 SOx 규제값에 기초하여, 액체 송출 펌프(75A,75B) 각각을 통해 해수 공급부(20)의 해수로 도입되는 알칼리 배수의 유량이 변화될 수도 있다. 예를 들어, 액체 송출 펌프 제어부(902)는, 가스 분석값이 SOx 규제값 이하인 범위에서 가스 분석값과 SOx 규제값의 편차가 0에 근접하도록, VVVF 인버터(76A,76B)를 통해 액체 송출 펌프(75A,75B)를 제어할 수 있다. 이로써, 제어 장치(90)는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 규제를 준수하면서도, 액체 송출 펌프(75A,75B)의 소비 전력을 억제하여 에너지 절약을 도모할 수 있다. 이하에서 후술하는 제3예, 제5예, 제6예, 제8예, 제9예의 경우에 대해서도 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 예에서는, 저류 탱크(74)(저류 탱크(74A,74B))에 알칼리 배수를 저류시키고, 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B))를 이용하여 해수를 저류 탱크(74)로부터 해수 공급부(20)(토출 경로(20C))로 도입할 수 있다. 그리하여, 예를 들어, 보일러(200)나 물 제조 장치(300)의 가동 타이밍과, 배기 가스 정화 장치(1)의 가동 타이밍이 서로 다른 경우에도, 알칼리 배수를 효과적으로 활용하여 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수가 있다.
[배기 가스 정화 장치의 제3예]
이어서, 도 8을 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제3예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 8은 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제3예를 나타내는 도면이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73)를 포함한다. 또한, 외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제2예와는 다르게, 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
도입 경로(71)는 경로(711~713)를 포함하며, 보일러(200)의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수를 합류시키는 양태로 구성된다.
경로(711)는 경로(711A,711B)를 포함한다.
경로(711A)는 보일러(200)의 분출수 배수구와 저류 탱크(74)의 입구를 접속시킨다.
경로(711B)는 물 제조 장치(300)의 농축 해수 배수구와 저류 탱크(74)의 입구를 접속시킨다.
경로(712)는 저류 탱크(74)의 출구와 액체 송출 펌프(75)의 흡입구를 접속시킨다.
경로(713)는 액체 송출 펌프(75)의 토출구와 합류부(73)(토출 경로(20C))를 접속시킨다.
체크 밸브(72)는 경로(713)에 배치된다. 즉, 체크 밸브(72)는 전술한 제1예 등의 경우와는 다르게 한 개이다.
합류부(73)는 경로(713)와 토출 경로(20C) 사이의 접속 위치에 배치된다. 즉, 합류부(73)는 전술한 제1예와는 다르게 한 개이다.
저류 탱크(74)는, 전술한 제2예의 경우와는 다르게, 보일러(200)의 분출수 및 물 제조 장치(300)의 농축 해수 양쪽을 저류한다. 즉, 본 예에서는, 저류 탱크(74)는 한 개이다. 이로써 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))의 알칼리 배수를 한 개의 저수 탱크(74)에서 저류할 수 있다. 그리하여, 외부 기기의 알칼리 배수를 저류하는 기능을 확보하면서도, 외부 배수 도입부(70)의 구성을 간략화하여 설비 비용(초기 비용)를 억제할 수 있다.
액체 송출 펌프(75)는, 전술한 제2예의 경우와는 다르게, 저류 탱크(74)의 알칼리 배수, 즉, 보일러(200)의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수의 혼합 배수를 흡입하여 해수 공급부(20)(토출 경로(20C)) 쪽으로 압송한다. 이로써 본 예에서는, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))의 알칼리 배수를 한 개의 액체 송출 펌프(75) 및 VVVF 인버터(76)에 의해 해수 공급부(20)로 도입할 수 있다. 그리하여, 외부 배수 도입부(70)의 구성을 간소화하여 설비 비용을 억제할 수 있다.
VVVF 인버터(76)는 전술한 제2예의 경우와는 달리 한 개이며, 제어 장치(90)의 제어 하에 액체 송출 펌프(75)를 구동한다.
이와 같이 본 예에서는, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 경로에 집약하여 해수 공급부(20)로 도입한다. 이로써 외부 배수 도입부(70)의 구성을 간소화하여 설비 비용을 억제할 수 있다.
또한 본 예에서는, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 저류 탱크(74)에 저류시킨다. 이로써 복수 개의 기기로부터의 알칼리 배수를 저류하는 기능을 실현하면서도 설비 비용을 억제할 수 있다.
[배기 가스 정화 장치의 제4예]
이어서, 도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제4예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 9는 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제4예를 나타내는 도면이다. 도 10은 약제 주입 펌프(50) 제어 방법의 제1예를 나타내는 도면이다. 도 11은 약제 주입 펌프(50) 제어 방법의 제2예를 나타내는 도면이다.
본 예에서 배기 가스 정화 장치(1)는, 전술한 제1예 등과는 다르게, 스크러버(10)로부터 배출되는 SOx를 흡수한 해수를 중화시켜 스크러버(10)에서 재이용하는 형태로 해수를 순환시킨다. 즉, 본 예에서는, 배기 가스 정화 장치(1)로서 클로즈드 루프(closed loop) 방식의 스크러버 시스템이 사용되고 있다. 이하에서 후술하는 제5예~제9예에 대해서도 마찬가지이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와는 달리, 제탁(除濁) 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
해수 공급부(20)는 전술한 제1예 등과 마찬가지로, 흡입 경로(20A), 해수 펌프(20B), 토출 경로(20C)를 포함한다. 또한, 해수 공급부(20)는 전술한 제1예 등과는 달리 저류 탱크(20D)를 포함한다.
저류 탱크(20D)(해수 탱크의 일 예)는 스크러버(10)에 순환시킬 해수를 저류시킨다. 저류 탱크(20D)는 흡입 경로(20A)와 접속되며, 저류 탱크(20D)의 해수는 해수 펌프(20B)의 동력에 의해 스크러버(10)로 공급된다. 또한, 저류 탱크(20D)는 해수 배출부(30)와 접속되며, 스크러버(10)로부터 배출되는 해수는 해수 배출부(30)를 통해 저류 탱크(20D)로 되돌아온다.
또한, 저류 탱크(20D)는, 예를 들어, 오버 플로우식이다. 오버 플로우된 해수는 선박 외부의 바닷속으로 배출된다.
한편, 스크러버(10)로 순환될 해수는, 미리 다른 펌프를 이용하여 선박 외부의 바닷속으로부터 해수 공급부(20) 안으로 도입된다.
제탁 장치(25)는 저류 탱크(20D)와의 사이에서 해수를 순환시킴으로써, 저류 탱크(20D)의 해수의 오탁(汚濁) 성분(먼지 입자, 입자상 물질 등)을 제거한다.
약제 주입 펌프(50)(약제 도입부의 일 예)는 선박 외부의 해수(이하, "보급수") 또는 알칼리성 물질의 용액(이하, "알칼리제")을 저류 탱크(20D)로 압송한다. 이로써, SOx 흡수 성능이 저하된 저류 탱크(20D)의 해수를 보급수나 알칼리제에 의해 중화시킴으로써 SOx 흡수 성능을 향상(회복)시킬 수 있다. 약제 주입 펌프(50)는 제어 장치(90)의 제어 하에 VVVF 인버터(60)로부터 공급되는 전력에 의해 구동된다.
알칼리제는, 예를 들어, 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3) 등의 수용액이다. 또한, 알칼리제는 다른 종류의 알칼리성 물질의 수용액일 수도 있다.
VVFF 인버터(60)는 제어 장치(90)의 제어 하에 약제 주입 펌프(50)를 구동한다. 구체적으로, VVVF 인버터(60)는 선박 내 전원으로부터 공급되는 전력을 이용해서 소정의 전압 및 주파수의 교류 전력을 생성하여 약제 주입 펌프(50)로 출력한다. VVVF 인버터(60)의 가동 상태에 관한 신호는 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
도입 경로(71A)는 보일러(200)의 분출수 배수구와 저류 탱크(20D)의 입구를 접속시킨다. 이로써 보일러(200)의 분출수가 저류 탱크(20D)로 도입된다. 그리하여, 스크러버(10)에서 SOx를 흡수하여 SOx 흡수 성능이 저하된 저류 탱크(20D)의 해수를 분출수에 의해 중화시킴으로써 SOx 흡수 성능을 향상(회복)시킬 수 있다.
도입 경로(71B)는 물 제조 장치(300)의 농축 해수 배수구와 저류 탱크(20D)의 입구를 접속시킨다. 이로써 물 제조 장치(300)의 농축 해수가 저류 탱크(20D)로 도입된다. 스크러버(10)에서 SOx를 흡수하여 SOx 흡수 성능이 저하된 저류 탱크(20D)의 해수를 분출수에 의해 중화시킴으로써 SOx 흡수 성능을 향상(회복)시킬 수 있다.
수질계(84, 수질 계측부, 제2 수질 계측부의 일 예)는 토출 경로(20C)의 해수, 즉, 스크러버(10)로 공급될 해수의 수질(예를 들어, pH)을 계측한다. 수질계(84)의 계측값(이하, "스크러버 입구 pH 계측값")에 대응하는 신호(계측 신호)가 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
수질계(86, 수질 계측부, 제1 수질 계측부의 일 예)는 저류 탱크(20D)로부터 오버 플로우되어 선박 외부의 바닷속으로 배출되는 배수의 수질(예를 들어, pH)을 계측한다. 수질계(86)의 계측값(이하, "스크러버 배수 pH 계측값")에 대응하는 신호(계측 신호)가 제어 장치(90)에 의해 읽어들여진다.
도 10, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(90)는, 전술한 제1예 등의 경우와는 다르게, 약제 주입 펌프 제어부(903)를 포함한다.
약제 주입 펌프 제어부(903, 약제 도입 제어부의 일 예)는 VVVF 인버터(60)로 제어 신호를 출력함으로써 VVVF 인버터(60)를 통해 약제 주입 펌프(50)의 동작을 제어한다.
예를 들어 도 10에 나타내는 바와 같이, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 입력된 수질계(84)에 의한 스크러버 입구 pH 계측값과, 미리 규정된 pH 관리값에 기초하여, 그 편차에 관한 피드백 제어(예를 들어, PID 제어)를 할 수 있다. pH 관리값(수질 기준값의 일 예)은, 예를 들어, 스크러버(10)로 공급될 해수에 필요한 최소한의 SOx 흡수 성능을 실현하기 위한 해수의 pH 하한값일 수 있다. 구체적으로, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 스크러버 입구 pH 계측값이 pH 관리값 이상인 범위에서 그 편차가 0에 근접하도록 VVVF 인버터(60)에 제어 신호를 출력함으로써 약제 주입 펌프(50)의 회전수(즉, 알칼리제의 도입량)를 제어할 수 있다. 이로써, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 알칼리 배수가 해수에 도입됨으로 인해, 스크러버 입구 pH 계측값이 pH 관리값을 넘은 경우에 약제 주입 펌프(50)의 회전수를 상대적으로 낮추거나 약제 주입 펌프(50)을 정지시킬 수 있다. 그리하여, 제어 장치(90)는, 우선적으로 도입되는 알칼리 배수의 작용에 의해, 해수에 필요한 SOx 흡수 성능을 확보하면서도 알칼리제의 도입량을 억제하거나 약제 주입 펌프(50)의 소비 전력을 억제하여 에너지 절약을 도모할 수 있다. 이하에서 후술하는 제5예~제9예의 경우에 대해서도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
예를 들어 도 11에 나타내는 바와 같이, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 입력된 수질계(86)에 의한 스크러버 배수 pH 계측값과, 미리 규정된 pH 규제값에 기초하여, 그 편차에 관한 피드백 제어(예를 들어, PID 제어)를 할 수 있다. pH 규제값(수질 기준값, 배수 규제값의 일 예)은, 예를 들어, 선박으로부터 배출되는 배수의 pH값에 관한 국제적 규제에서 규정된 기준값(하한), 또는 그 기준값보다 큰 값으로 설정되는 자율 규제값일 수 있다. 구체적으로, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 스크러버 배수 pH 계측값이 pH 규제값보다 큰 범위에서 그 편차가 0에 근접하도록 VVVF 인버터(60)에 제어 신호를 출력함으로써 약제 주입 펌프(50)의 회전수(즉, 알칼리제의 도입량)를 제어할 수 있다. 이로써, 약제 주입 펌프 제어부(903)는, 알칼리 배수가 해수에 도입됨으로 인해, 스크러버 출구 pH 계측값이 pH 규제값을 넘은 경우에 약제 주입 펌프(50)의 회전수를 상대적으로 낮추거나 약제 주입 펌프(50)을 정지시킬 수 있다. 그리하여, 제어 장치(90)는, 우선적으로 해수에 도입되는 알칼리 배수를 이용하여, 배출되는 해수의 pH에 관한 규제를 준수하면서도 알칼리제의 도입량을 억제하거나 약제 주입 펌프(50)의 소비 전력을 억제하여 에너지 절약을 도모할 수 있다. 이하에서 후술하는 제5예~제9예의 경우에 대해서도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 예에서는, 클로즈드 루프 방식의 스크러버 시스템에 있어 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D))에 외부 기기의 알칼리 배수(보일러(200)의 분출수 및 물 제조 장치(300)의 농축 해수)를 도입할 수 있다. 이로써 알칼리 배수를 이용하여, 스크러버(10)를 통과한 해수를 중화시킴으로써, 재이용할 수가 있다. 그리하여, 알칼리제의 도입량을 억제하여 운용 비용을 억제할 수 있다.
또한, 본 예에서는, 알칼리제보다 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D))에 도입할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 순환되는 해수의 수질 기준(예를 들어, pH 관리값, pH 규제값)을 알칼리 배수의 투입에 의해 준수할 수 있다면, 알칼리제를 도입할 필요가 없게 된다. 따라서, 알칼리제 도입량을 더욱 억제할 수가 있다.
[배기 가스 정화 장치의 제5예]
이어서, 도 12를 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제5예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 12는 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제5예를 나타내는 도면이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제4예의 경우와 마찬가지로, 제탁 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는 도입 경로(71), 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
저류 탱크(74)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 저류 탱크(74A,74B)를 포함한다.
액체 송출 펌프(75)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 액체 송출 펌프(75A,75B)를 포함한다.
VVVF 인버터(76)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, VVVF 인버터(76A,76B)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
도입 경로(71A)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 경로(71A1,71A2,71A3)를 포함한다.
경로(71A3)는 액체 송출 펌프(75A)의 토출구와 저류 탱크(20D)의 입구를 접속시킨다. 이로써, 액체 송출 펌프(75A)를 통해 압송되는 보일러(200)의 분출수를 저류 탱크(20D)로 도입할 수 있다.
도입 경로(71B)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 경로(71B1,71B2,71B3)를 포함한다.
경로(71B3)는 액체 송출 펌프(75B)의 토출구와 저류 탱크(20D)의 입구를 접속시킨다. 이로써, 액체 송출 펌프(75B)를 통해 압송되는 물 제조 장치(300)의 농축 해수를 저류 탱크(20D)로 도입할 수 있다.
제어 장치(90)는, 알칼리제보다 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D))의 해수에 도입하도록, 약제 주입 펌프(50) 및 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B))의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(90)는, 전술한 제2예의 액체 송출 펌프(75) 제어 방법을 이용하여 저류 탱크(74)로부터 알칼리 배수를 도입하고, 그 전제 하에 전술한 제4예의 약제 주입 펌프(50) 제어 방법을 이용할 수 있다. 액체 송출 펌프(75)를 통해 해수 공급부(20)의 해수에 알칼리 배수를 도입함으로 인해, 순환되는 해수의 수질 기준(예를 들어, pH 관리값, pH 규제값)을 준수할 수 있다면 알칼리제를 도입할 필요가 없게 되기 때문이다. 이하에서 후술하는 제6예, 제8예, 제9예의 경우에 대해서도, 마찬가지의 제어 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 예에서는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 저류 탱크(74)(저류 탱크(74A,74B))에 알칼리 배수를 저류시키고, 액체 송출 펌프(75)(액체 송출 펌프(75A,75B))를 이용하여 저류 탱크(74)로부터 해수 공급부(20)에 해수를 도입할 수 있다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
또한, 본 예에서는, 알칼리 배수를 저류한다는 전제 하에 알칼리 배수를 알칼리제보다 우선적으로 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D))에 도입할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 알칼리 배수를 저류하는 기능을 실현하면서 알칼리제의 도입량을 더욱 억제할 수 있다.
[배기 가스 정화 장치의 제6예]
이어서, 도 13을 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제6예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 13은 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제6예를 나타내는 도면이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제4예 등의 경우와 마찬가지로, 제탁 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제5예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71), 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로, 경로(711~713)를 포함한다.
경로(711)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로, 보일러(200)로부터의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수 각각을 저류 탱크(74)로 도입시키는 경로(711A,711B)를 포함한다. 이로써, 보일러(200) 및 물 제조 장치(300)의 알칼리 배수를 하나의 저류 탱크(74)에 집약시킬 수 있다.
경로(713)는 액체 송출 펌프(75)의 토출구와 저류 탱크(20D)의 입구를 접속시킨다. 이로써, 저류 탱크(74)에 집약된 알칼리 배수는 액체 송출 펌프(75)에 의해 압송되어 저류 탱크(20D)로 도입된다.
저류 탱크(74)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 보일러(200)의 분출수 및 물 제조 장치(300)의 농축 해수 양쪽을 저류한다.
액체 송출 펌프(75)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 저류 탱크(74)의 알칼리 배수, 즉, 보일러(200)의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수의 혼합 배수를 흡입하여 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D)) 쪽으로 압송한다.
VVVF 인버터(76)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 제어 장치(90)의 제어 하에 액체 송출 펌프(75)를 구동한다.
이와 같이 본 예에서는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 경로에 집약시켜 해수 공급부(20)로 도입한다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
또한, 본 예에서는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 저류 탱크(74)에 저류시킨다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
[배기 가스 정화 장치의 제7예]
이어서, 도 14를 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제7예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 14는 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제7예를 나타내는 도면이다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제4예 등의 경우와 마찬가지로, 제탁 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
체크 밸브(72)는, 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로, 체크 밸브(72A,72B)를 포함한다.
합류부(73)는, 전술한 제1예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71A,71B)의 각각과 토출 경로(20C)의 접속 위치에 구비된 합류부(73A,73B)를 포함한다.
이와 같이 본 예에서는, 전술한 제4예의 경우와 마찬가지로, 클로즈드 루프 방식의 스크러버 시스템에 있어 해수 공급부(20)(토출 경로(20C))에 외부 기기의 알칼리 배수(보일러(200)의 분출수 및 물 제조 장치(300)의 농축 해수)를 도입할 수 있다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
또한, 본 예에서는, 전술한 제4예의 경우와 마찬가지로, 알칼리제보다 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)(토출 경로(20C))에 도입할 수 있다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
[배기 가스 정화 장치의 제8예]
이어서, 도 15를 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제8예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 15는 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제8예를 나타내는 도면이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제4예 등의 경우와 마찬가지로, 제탁 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73), 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71A,71B)를 포함한다.
도입 경로(71A)는, 전술한 제2예 및 제5예의 경우와 마찬가지로, 경로(71A1~71A3)를 포함한다.
도입 경로(71B)는, 전술한 제2예 및 제5예의 경우와 마찬가지로, 경로(71B1~71B3)를 포함한다.
체크 밸브(72)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 경로(71A3,71B3)의 각각에 배치되는 체크 밸브(72A,72B)를 포함한다.
합류부(73)는, 전술한 제2예의 경우와 마찬가지로, 경로(71A3,71B3)의 각각과 토출 경로(20C)의 접속 위치에 배치되는 합류부(73A,73B)를 포함한다.
저류 탱크(74)는, 전술한 제2예 및 제5예의 경우와 마찬가지로 저류 탱크(74A,74B)를 포함한다.
액체 송출 펌프(75)는, 전술한 제2예 및 제5예의 경우와 마찬가지로 액체 송출 펌프(75A,75B)를 포함한다.
VVVF 인버터(76)는, 전술한 제2예 및 제5예의 경우와 마찬가지로 VVVF 인버터(76A,76B)를 포함한다.
이와 같이 본 예에서는, 전술한 제2예나 제5예의 경우와 마찬가지로, 저류 탱크(74)에 알칼리 배수를 저류시키고, 액체 송출 펌프(75)를 이용하여 저류 탱크(74)로부터 해수 공급부(20)(토출 경로(20C))에 해수를 도입할 수 있다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
또한, 본 예에서는, 전술한 제5예의 경우와 마찬가지로, 알칼리 배수를 저류한다는 전제 하에 알칼리제보다 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)(저류 탱크(20D))에 도입할 수 있다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
[배기 가스 정화 장치의 제9예]
이어서, 도 16을 참조하여, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제9예에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 제1예 등과 다른 부분을 중심으로 설명하며, 전술한 제1예 등과 같거나 대응하는 내용에 관한 설명은 간략화하거나 생략하는 경우가 있다.
도 16은 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 제9예를 나타내는 도면이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제1예 등의 경우와 마찬가지로, 스크러버(10), 해수 공급부(20), 해수 배출부(30), VVVF 인버터(40), 외부 배수 도입부(70), 유량계(80), 가스 분석계(82), 제어 장치(90)를 포함한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(1)는 전술한 제4예 등의 경우와 마찬가지로, 제탁 장치(25), 약제 주입 펌프(50), VVVF 인버터(60), 수질계(84), 수질계(86)를 포함한다.
외부 배수 도입부(70)는, 전술한 제8예의 경우와 마찬가지로, 도입 경로(71), 체크 밸브(72), 합류부(73), 저류 탱크(74), 액체 송출 펌프(75), VVVF 인버터(76)를 포함한다.
도입 경로(71)는, 전술한 제3예 및 제6에의 경우와 마찬가지로, 경로(711~713)를 포함한다.
경로(711)는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로, 보일러(200)로부터의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수 각각을 저류 탱크(74)로 도입시키는 경로(711A,711B)를 포함한다.
경로(713)는, 전술한 제3예의 경우와 마찬가지로, 액체 송출 펌프(75)의 토출구와 합류부(73)(토출 경로(20C))를 접속시킨다.
저류 탱크(74)는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 보일러(200)의 분출수 및 물 제조 장치(300)의 농축 해수 양쪽을 저류한다.
액체 송출 펌프(75)는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 저류 탱크(74)의 알칼리 배수, 즉, 보일러(200)의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수의 혼합 배수를 흡입하여 해수 공급부(20)(토출 경로(20C)) 쪽으로 압송한다.
VVVF 인버터(76)는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로 한 개이며, 제어 장치(90)의 제어 하에 액체 송출 펌프(75)를 구동한다.
이와 같이 본 예에서는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 경로에 집약시켜 해수 공급부(20)로 도입한다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
또한, 본 예에서는, 전술한 제3예 및 제6예의 경우와 마찬가지로, 복수 개의 기기(보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터의 알칼리 배수를 한 개의 저류 탱크(74)에 저류시킨다. 이로써 마찬가지의 작용 효과를 실현한다.
[배기 가스 정화 장치의 다른 예]
이어서, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 다른 예에 대해 설명한다.
전술한 제1예~제9예의 배기 가스 정화 장치(1)에는 적절히 변형이나 변경을 가할 수도 있다.
예를 들어, 전술한 제1예, 제2예, 제4예, 제5예, 제7예, 제8예에서, 배기 가스 정화 장치(1)는 보일러(200)와 물 제조 장치(300) 중 어느 한쪽의 알칼리 배수만을 해수 공급부(20)에 도입시키는 구성일 수도 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제1예~제9예에서, 배기 가스 정화 장치(1)는 보일러(200)와 물 제조 장치(300)의 알칼리 배수에 더해 다른 기기의 알칼리 배수를 도입할 수 있는 구성일 수도 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제1예~제3예, 제7예~제9예에서, 합류부(73)는 해수 펌프(20B)의 흡입쪽, 즉, 흡입 경로(20A)에 구비될 수도 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제3예, 제6예, 제9예에서, 저류 탱크(74)는 저류 탱크(74A,74B)로 분리되며, 저류 탱크(74A,74B) 각각의 출구와 액체 송출 펌프(75)의 흡입구 사이에서 경로가 합류하는 양태일 수도 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제2예, 제5예, 제8예에서, 보일러(200)의 분출수와 물 제조 장치(300)의 농축 해수 중 어느 한쪽이 우선적으로 해수 공급부(20)의 해수에 도입되도록, 액체 송출 펌프(75A,75B)의 동작이 제어될 수도 있다. 예를 들어, 제어 장치(90)는, 저류 탱크(74A,74B)의 저류량이 많은 한쪽의 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)의 해수에 도입시키고, 추가로 도입할 필요가 있는 경우에 다른 한쪽의 알칼리 배수를 도입하도록, 액체 송출 펌프(75A,75B)를 제어할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 제어 장치(90)는, SOx 흡수 성능에의 기여도가 높은 한쪽의 알칼리 배수를 우선적으로 해수 공급부(20)의 해수에 도입시키고, 추가로 도입할 필요가 있는 경우에 다른 한쪽의 알칼리 배수를 도입하도록, 액체 송출 펌프(75A,75B)를 제어할 수도 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제1예~제9예의 배기 가스 정화 장치(1)는 오픈 루프(open loop) 가동과 클로즈드 루프(closed loop) 가동을 스위칭할 수 있는 하이브리드(hybrid)식 스크러버 시스템일 수도 있다. 즉, 전술한 제1예~제3예의 배기 가스 정화 장치(1)의 구성은 하이브리드식 스크러버 시스템의 오픈 루프 가동에 관한 구성으로서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 전술한 제1예~제3예의 배기 가스 정화 장치의 제어 방법은 하이브리드식 스크러버 시스템의 오픈 루프 가동에 관한 제어 방법으로서 사용될 수 있다. 그리고, 전술한 제4예~제9예의 배기 가스 정화 장치(1)의 구성은 하이브리드식 스크러버 시스템의 클로즈드 루프 가동에 관한 구성으로서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 전술한 제4예~제9예의 배기 가스 정화 장치(1)의 제어 방법은 하이브리드식 스크러버 시스템의 클로즈드 루프 가동에 관한 제어 방법으로서 사용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 제1예~제9예에서, 외부 배수 도입부(70)는 해수 공급부(20)가 아니라 스크러버(10)에 직접 알칼리 배수를 도입시킬 수도 있다.
[작용]
이어서, 본 실시형태에 따른 배기 가스 정화 장치(1)의 작용에 대해 총괄한다.
본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는 스크러버(10)와 외부 배수 도입부(70)를 구비한다. 구체적으로, 스크러버(10)는 해수를 이용하여 선박의 메인 기기 엔진(100)의 배기 가스를 정화시킨다. 그리고, 외부 배수 도입부(70)는 선박에 탑재된 소정 기기(예를 들어, 보일러(200)나 물 제조 장치(300))로부터 배출되는 pH 또는 알칼리도가 상대적으로 높은 알칼리 배수를 스크러버(10)로 도입시킨다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 선박 내의 알칼리 배수를 효과적으로 활용하여 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 외부 배수 도입부(70)는, 스크러버(10)로 공급되는 해수(즉, 해수 공급부(20)의 해수)에 알칼리 배수를 도입시킬 수도 있다. 즉, 외부 배수 도입부(70)는 해수 공급부(20)를 통해 알칼리 배수를 스크러버(10)로 도입시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 알칼리 배수와 혼합된 해수를 스크러버(10)에 공급할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 해수 공급부(20)는, 스크러버(10)로부터 배출되는 해수를 저류하는 저류 탱크(20D)를 포함하며, 저류 탱크(20D)의 해수를 스크러버(10)에 공급할 수도 있다. 즉, 배기 가스 정화 장치(1)는 스크러버(10)를 통과한 해수를 재이용할 수 있는 클로즈드 루프 방식의 스크러버 시스템 또는 클로즈드 루프가 가동 중인 하이브리드 방식의 스크러버 시스템일 수 있다.
해수를 재이용하는 클로즈드 루프 가동의 경우, 예를 들어, 약제나, 전기 분해에 의한 전해 알칼리수 등을 이용하여 해수를 중화시키는 등의 방법이 사용된다. 그래서, 해수를 중화시키기 위한 비용(예를 들어, 약제나 전기 분해를 위한 운용 비용, 전기 분해의 전원 설비를 위한 초기 비용)이 증가할 우려가 있다.
이에 대해 본 실시형태에서는, 배기 가스 정화 장치(1)가 알칼리 배수를 이용하여, 재이용되는 해수를 중화시킬 수 있다. 따라서, 배기 가스 정화 장치(1)는 재이용되는 해수의 중화를 위한 비용을 억제할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는, 알칼리성의 소정 약제(예를 들어, 수산화나트륨 수용액 등)를 저류 탱크(20D)로 도입시키는 약제 주입 펌프(50)를 구비할 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 재이용되는 해수를 중화시키기 위해 알칼리 배수에 더해 알칼리성 약제를 병용할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 클로즈드 루프 가동에서 필요한 SOx 흡수 성능을 확실하게 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는, 전술한 약제보다 알칼리 배수를 우선적으로 스크러버(10)에 도입시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는, 예를 들어, 알칼리 배수만으로는 필요한 SOx 흡수 성능을 실현할 수 없을 것 같은 경우에 한정시켜 알칼리성 약제를 사용할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 알칼리성 약제의 사용량을 상대적으로 적게 할 수 있다. 따라서, 배기 가스 정화 장치(1)는 재이용되는 해수의 중화를 위한 운용 비용을 억제할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는 수질 계측부(예를 들어 수질계(84,86))와 약제 주입 펌프 제어부(903)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 수질 계측부는 해수의 pH를 계측할 수 있다. 그리하여, 약제 주입 펌프 제어부(903)는 수질 계측부의 계측값과 소정의 수질 기준값에 기초하여 약제 주입 펌프(50)에 의한 약제의 도입량을 제어할 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는, 순환하는 해수 수질(pH)의 측정값에 맞추어 수질 기준값에 관한 조건에 대응하는 수질 기준을 충족하도록, 약제의 도입량을 조정할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는, 예를 들어, 약제의 사용량을 수질 기준값에 관한 조건을 충족하기 위해 필요한 최소한의 레벨로 억제할 수가 있다. 따라서, 배기 가스 정화 장치(1)는 순환하는 해수의 수질 기준을 충족하면서도 알칼리성 약제의 사용량을 억제시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 상기 수질 계측부는, 저류 탱크(20D)로부터 오버 플로우되는 해수의 pH값을 계측하는 수질계(86)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 수질 기준값은 배기 가스 정화 장치(1)가 탑재되는 선박의 운행 해역의 배수 규제값을 포함할 수 있다. 그리고, 약제 주입 펌프 제어부(903)는 수질계(86)의 계측값과 상기 배수 규제값에 기초하여 약제 주입 펌프(50)에 의한 약제 도입량을 제어할 수 있다.
이로써 배기 가스 정화 장치(1)는, 저류 탱크(20D)로부터 오버 플로우되어 선박 외부로 배출되는 해수의 pH가 선박 운항 해역의 배수 규제값에 관한 조건을 충족하도록, 약제 도입량을 조정할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 선박 운항 해역의 배수에 관한 규제를 준수하면서도 알칼리성 약제의 사용량을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 상기 수질 계측부는, 해수 공급부(20)에 의해 스크러버(10)로 공급되는 해수의 pH를 계측하는 수질계(84)를 포함할 수 있다. 그리고, 약제 주입 펌프 제어부(903)는 수질계(84)의 계측값과 상기 수질 기준값(구체적으로는 관리값)에 기초하여 약제 주입 펌프(50)에 의한 약제 도입량을 제어할 수 있다.
이로써 배기 가스 정화 장치(1)는, 스크러버(10)로 공급되는 해수의 pH에 관한 관리 기준을 충족하도록 약제 도입량을 조정할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 스크러버(10)로 공급되는 해수의 pH에 관한 수질 기준(관리 기준)을 충족하면서도 알칼리성 약제의 사용량을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 외부 배수 도입부(70)는 알칼리 배수를 저류 탱크(20D)로 도입시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 저류 탱크(20D)에서 알칼리 배수 등에 의해 중화된 해수를 스크러버(10)로 공급할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는, 선박 외부에서 끌어올린 해수를 스크러버(10)에 공급하고, 스크러버(10)로부터 배출되는 해수를 선박 외부에 배출할 수 있다. 즉, 배기 가스 정화 장치(1)는 오픈 루프 방식의 스크러버 시스템 또는 오픈 루프가 가동 중인 하이브리드 방식의 스크러버 시스템일 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 외부에서 끌어올린 해수에 알칼리 배수를 추가로 도입하여 SOx 흡수 성능을 향상시킬 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는, 예를 들어, 단위 유량당 SOx 흡수 성능의 향상에 맞추어, 해수 펌프(20B)에 의해 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량을 억제할 수가 있다. 따라서, 배기 가스 정화 장치(1)는 해수 펌프(20B)의 회전수를 상대적으로 작게 억제함으로써, 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제하고 선박의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 외부 배수 도입부(70)는 저류 탱크(74)와 액체 송출 펌프(75)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 저류 탱크(74)는 상기 소정 기기로부터의 알칼리 배수를 저류시킬 수 있다. 그리고, 액체 송출 펌프(75)는 저류 탱크(74)의 알칼리 배수를 해수 공급부(20)로 도입시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 알칼리 배수를 미리 저류시켜 두고 필요할 때에 필요한 양만큼 이용할 수 있다. 그리하여, 예를 들어, 알칼리 배수의 배출 타이밍과 알칼리 배수의 이용 타이밍이 전혀 다른 경우나, 알칼리 배수의 배출 타이밍이 제한되어 있는 경우 등에도, 배기 가스 정화 장치(1)는 알칼리 배수를 적절하게 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 저류 탱크(74)는 복수 개의 소정 기기(예를 들어, 보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터 오는 알칼리 배수를 저류시킬 수 있다.
이로써, 복수 개의 소정 기기로부터 오는 알칼리 배수를 이용하는 경우에도, 저류 탱크(74) 한 개만으로 처리할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 복수 개의 소정 기기로부터 오는 알칼리 배수를 저류하는 기능을 실현하면서도 그 구성을 간소화할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 액체 송출 펌프 제어부(902)는, 스크러버(10)로 해수가 공급되지 않은 경우에는 액체 송출 펌프(75)를 정지시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 스크러버(10)로 해수가 공급되지 않는 것과 같은 상황에서, 즉, 배기 가스를 정화할 필요가 없는 상황에서, 알칼리 배수가 불필요하게 저류 탱크(74)로부터 유출되여 저류량이 감소하게 되는 사태를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 외부 배수 도입부(70)는, 복수 개의 소정 기기(예를 들어, 보일러(200) 및 물 제조 장치(300))로부터 오는 알칼리 배수를 집약시켜 해수 공급부(20)에 도입할 수 있다.
이로써, 복수 개의 소정 기기로부터 오는 알칼리 배수를 이용하는 경우에도, 각각의 배수를 개별적으로 해수 공급부(20)에 도입시키는 경우에 비해, 외부 배수 도입부(70)의 구성을 간소화할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는 복수 개의 소정 기기로부터 오는 알칼리 배수를 도입하면서도 그 구성을 간소화할 수가 있다.
또한, 본 실시형태에서 외부 배수 도입부(70)는, 해수 공급부(20)의 해수가 흐르는 토출 경로(20C)에 알칼리 배수를 합류시키는 합류부(73)를 포함할 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 해수 공급부(20)의 흐르는 해수에 알칼리 배수를 합류시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 합류부(73)는, 알칼리 배수를 상대적으로 높은 유속으로 토출 경로(20C)의 해수 안으로 해수가 흐르는 방향을 따라 유입시킬 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는 이젝터(ejector) 효과를 이용하여 토출 경로(20C)의 해수와 알칼리 배수의 교반(혼합)을 촉진시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 배기 가스 정화 장치(1)는 가스 분석계(82)와 해수 펌프 제어부(901)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 가스 분석계(82)는 스크러버(10)를 통과한 배기 가스의 SOx 함유량을 계측할 수 있다. 그리고, 해수 펌프 제어부(901)는, 가스 분석계(82)의 계측값과 소정의 배기 가스 기준값(예를 들어, SOx 규제값)에 기초하여, 해수 공급부(20)로부터 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량을 제어할 수 있다.
이로써, 배기 가스 정화 장치(1)는, 선박 외부로 배출되는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 기준을 충족하도록, 해수 펌프(20B)에서 스크러버(10)로 공급되는 해수의 유량을 조정할 수 있다. 그리하여, 배기 가스 정화 장치(1)는, 예를 들어, 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 선박 외부로 배출되는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 기준을 충족하기 위한 필요한 최소한의 레벨로 억제할 수가 있다. 따라서, 배기 가스 정화 장치(1)는 배기 가스의 SOx 함유량에 관한 기준을 충족시키면서 해수 펌프(20B)의 소비 전력을 억제시킬 수 있다.
이상에서 실시형태에 대해 상세하게 설명하였으나, 본 개시 내용은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 청구범위에 기재된 취지의 범위 내에서 여러 변형 및 변경이 가능하다.
마지막으로, 본원은 2020년 8월 12일에 출원된 일본국 특허출원 2020-136329호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 일본국 특허출원 2020-136329호의 전체 내용을 본원에 참조로써 원용한다.
1 배기 가스 정화 장치
10 스크러버
20 해수 공급부
20A 흡입 경로
20B 해수 펌프
20C 토출 경로(유로)
20D 저류 탱크(해수 탱크)
25 제탁 장치
30 해수 배출부
40 VVVF 인버터
50 약제 주입 펌프(약제 도입부)
60 VVVF 인버터
70 외부 배수 도입부(배수 도입부)
71,71A,71B 도입 경로
71A1~71A3 경로
71B1~71B3 경로
72,72A,72B 체크 밸브
73,73A,73B 합류부
74,74A,74B 저류 탱크(배수 탱크)
75,75A,75B 액체 송출 펌프(배수 도입 펌프)
76,76A,76B VVVF 인버터
80 유량계
82 가스 분석계(배기 가스 계측부)
84 수질계(수질 계측부, 제2 수질 계측부)
86 수질계(수질 계측부, 제1 수질 계측부)
90 제어 장치
100 메인 기기 엔진
200 보일러(소정 기기)
300 물 제조 장치(소정 기기)
711~713 경로
711A,711B 경로
901 해수 펌프 제어부(해수 유량 제어부)
902 액체 송출 펌프 제어부(배수 도입 제어부)
903 약제 주입 펌프 제어부(약제 도입 제어부)

Claims (17)

  1. 해수를 이용하여 선박의 엔진의 배기 가스를 정화시키는 스크러버와,
    상기 선박에 탑재된 소정 기기로부터 배출되며 수소 이온 지수 또는 알칼리도가 상대적으로 높은 배수를 해수가 공급되고 있는 상기 스크러버로 도입시키는 배수 도입부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배수 도입부는 상기 배수를 상기 스크러버에 공급되는 해수로 도입하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스크러버로부터 배출되는 해수를 저류하는 해수 탱크를 포함하며,
    상기 해수 탱크의 해수를 상기 스크러버로 공급하는 해수 공급부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    알칼리성의 소정 약제를 상기 해수 탱크로 도입하는 약제 도입부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배수를 상기 약제보다 우선적으로 상기 스크러버에 도입하는 배기 가스 정화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    해수의 수소 이온 지수를 계측하는 수질 계측부와,
    상기 수질 계측부의 계측값 및 소정의 수질 기준값에 기초하여, 상기 약제 도입부에 의한 상기 약제의 도입량을 제어하는 약제 도입 제어부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수질 계측부는 상기 해수 탱크로부터 오버 플로우되는 해수의 수소 이온 지수를 계측하는 제1 수질 계측부를 포함하며,
    상기 수질 기준값은 상기 선박의 운행 해역의 배수 규제값을 포함하며,
    상기 약제 도입 제어부는 상기 제1 수질 계측부의 계측값 및 상기 배수 규제값에 기초하여 상기 도입량을 제어하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 수질 계측부는 상기 해수 공급부에 의해 상기 스크러버로 공급되는 해수의 수소 이온 지수를 계측하는 제2 수질 계측부를 포함하며,
    상기 약제 도입 제어부는 상기 제2 수질 계측부의 계측값 및 상기 수질 기준값에 기초하여 상기 도입량을 제어하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수 도입부는 상기 배수를 상기 해수 탱크로 도입하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박의 외부로부터 끌어올린 해수를 상기 스크러버로 공급하고, 상기 스크러버로부터 배출되는 해수를 상기 선박의 외부로 배출하는 배기 가스 정화 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수 도입부는,
    상기 소정 기기로부터의 상기 배수를 저류하는 배수 탱크와,
    상기 배수 탱크의 상기 배수를 상기 스크러버로 도입하기 위한 배수 도입 펌프를 포함하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배수 탱크는 복수 개의 상기 소정 기기로부터의 상기 배수를 저류하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    해수가 상기 스크러버로 공급되지 않은 경우에 상기 배수 도입 펌프를 정지시키는 배수 도입 제어부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수 도입부는 복수 개의 상기 소정 기기로부터의 상기 배수를 집약시켜 상기 스크러버로 도입하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 배수 도입부는 상기 스크러버로 공급되는 해수가 흐르는 유로에 상기 배수를 합류시키는 합류부를 포함하는 것인 배기 가스 정화 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 합류부는 상기 배수를 상대적으로 높은 유속으로 상기 유로의 해수 안으로 해수가 흐르는 방향을 따라 유입시키는 것인 배기 가스 정화 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스크러버를 통과한 상기 배기 가스의 황 산화물의 함유량을 계측하는 배기 가스 계측부와,
    상기 배기 가스 계측부의 계측값 및 소정의 배기 가스 기준값에 기초하여, 상기 스크러버로 공급되는 해수의 유량을 제어하는 해수 유량 제어부를 포함하는 배기 가스 정화 장치.
KR1020227025807A 2020-08-12 2021-06-24 배기 가스 정화 장치 KR20220119480A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-136329 2020-08-12
JP2020136329A JP2022032490A (ja) 2020-08-12 2020-08-12 排気ガス浄化装置
PCT/JP2021/024020 WO2022034747A1 (ja) 2020-08-12 2021-06-24 排気ガス浄化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220119480A true KR20220119480A (ko) 2022-08-29

Family

ID=80247818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227025807A KR20220119480A (ko) 2020-08-12 2021-06-24 배기 가스 정화 장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2022032490A (ko)
KR (1) KR20220119480A (ko)
CN (1) CN115023279A (ko)
WO (1) WO2022034747A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004081933A (ja) 2002-08-23 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排水処理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144700B2 (ko) * 1973-03-14 1976-11-30
FI118576B (fi) * 2005-11-10 2007-12-31 Aker Yards Oy Menetelmä ja järjestely vesialuksen polttomoottorin pakokaasujen puhdistamiseksi
JP5650586B2 (ja) * 2011-05-26 2015-01-07 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド 排気ガススクラバーを備える大型２サイクルディーゼルエンジン
CN202366631U (zh) * 2011-12-22 2012-08-08 净化控股集团有限公司 微阻管道混合器
CN102910764B (zh) * 2012-11-16 2013-12-25 江苏科技大学 一种同时处理船舶废气和废水的装置及方法
CN204134461U (zh) * 2014-07-25 2015-02-04 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种海水脱硫系统
WO2016140554A1 (ko) * 2015-03-04 2016-09-09 삼성중공업 주식회사 오염물질 저감장치 및 방법
CN204841440U (zh) * 2015-07-20 2015-12-09 天津晓沃环保工程股份公司 内部具有鸭嘴型喷射口的静态混合器装置
CN209985235U (zh) * 2019-04-24 2020-01-24 胜利油田海发环保化工有限责任公司 一种药剂加料逆向旋流静态分散装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004081933A (ja) 2002-08-23 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排水処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022032490A (ja) 2022-02-25
WO2022034747A1 (ja) 2022-02-17
CN115023279A (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105899281B (zh) 洗涤器的海水量控制装置、洗涤器的海水量控制方法及碱量控制装置
CN104736225B (zh) 气体洗涤器的海水量控制装置、气体洗涤器的海水量控制方法、碱量控制装置及碱量控制方法
EP3266702B1 (en) Pollutant reduction device and method
EP3348805B1 (en) Contaminant reducing device
KR101772778B1 (ko) 배기 가스 세정을 위한 시스템, 이러한 시스템의 용도 및 다중 시스템
KR20140073279A (ko) 선박용 배기 가스 정화장치
EP3189883B1 (en) Exhaust gas treatment device and waste water treatment method for exhaust gas treatment device
KR102502150B1 (ko) 전해 처리장치 및 처리 시스템
JP6003245B2 (ja) 排ガスの処理方法及び処理装置
KR20140073280A (ko) 선박용 배기 가스 정화장치
KR20220119480A (ko) 배기 가스 정화 장치
WO2022034746A1 (ja) 排気ガス浄化装置
KR102334645B1 (ko) 배기 및 배수 오염물질 저감장치
KR102054958B1 (ko) 마이크로버블을 이용한 액체내 기체 주입 설비 및 이를 위한 마이크로버블 생성 장치
JP7323077B2 (ja) 排ガス浄化装置
EP4112154A1 (en) Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method for exhaust gas treatment apparatus
JP2006198471A (ja) 中和装置
WO2022201947A1 (ja) 排ガス処理装置および排ガス処理方法
KR20220113536A (ko) 배기가스 정화 장치
CN116870845A (zh) 一种氯气紧急吸收的次氯酸钠生产系统
KR20220008978A (ko) 선박
KR20210058053A (ko) 배기가스 정화장치를 포함하는 선박의 수처리시스템