KR20230049543A - Exhaust gas treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배기가스를 처리하는 배기가스 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas treatment device for treating exhaust gas.
선박으로부터 배출되는 배기가스에 대한 규제가 점점 강화됨에 따라, 선박으로부터 배출되는 배기가스로부터 황산화물과 이산화탄소를 효과적으로 제거하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.As regulations on exhaust gases discharged from ships are gradually strengthened, research on effectively removing sulfur oxides and carbon dioxide from exhaust gases discharged from ships has been continuously conducted.
배기가스를 처리하기 위해서 선박에는 배기가스 처리장치가 설치되며, 배기가스 처리장치에서는 배기가스에 처리액을 분사하여 배기가스를 처리할 수 있다. 배기가스 처리장치에서는 처리액으로 해수를 사용할 수 있다. 해수를 처리액으로 사용하면, 배기가스로부터 황산화물은 제거할 수는 있다. 그러나, 이산화탄소는 소량만 제거가 가능해, UN산하 국제해사기구(International Maritime Organization)의 에너지효율설계지수(Energy Efficiency Design Index)를 만족시킬 수 있는 이산화탄소 저감성능을 구현하기 어렵다. In order to process the exhaust gas, an exhaust gas treatment device is installed in the ship, and the exhaust gas treatment device may treat the exhaust gas by injecting a treatment liquid into the exhaust gas. In the exhaust gas treatment system, seawater may be used as a treatment liquid. When seawater is used as a treatment liquid, sulfur oxides can be removed from the exhaust gas. However, since only a small amount of carbon dioxide can be removed, it is difficult to implement carbon dioxide reduction performance that can satisfy the Energy Efficiency Design Index of the International Maritime Organization under the United Nations.
따라서 보다 효과적으로 배기가스에서 이산화탄소를 제거할 수 있는 방법이 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a method capable of more effectively removing carbon dioxide from exhaust gas.
본 발명은 배기가스를 처리한 폐처리액을 활용하여 이산화탄소의 저감 성능을 높이는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve carbon dioxide reduction performance by utilizing a waste treatment liquid that has treated exhaust gas.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리장치는, 배기가스와 처리액이 접촉시켜 배기가스에 포함된 배출규제가스를 처리액에 흡수시키는 기액반응기, 상기 기액반응기에 처리액을 공급하는 처리액 공급탱크, 상기 기액반응기로부터 배수된 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하여 처리액을 재생하는는 기액분리유닛, 및 상기 기액분리유닛에서 재생된 처리액을 이온화하여 음이온이 농축된 처리액은 상기 기액분리유닛으로 공급하고 양이온이 농축된 처리액은 상기 처리액 공급 탱크로 공급하는 이온분리유닛을 포함할 수 있다.Exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, a gas-liquid reactor for absorbing the emission control gas contained in the exhaust gas into the treatment liquid by contacting the exhaust gas with the treatment liquid, and a treatment liquid supply for supplying the treatment liquid to the gas-liquid reactor tank, a gas-liquid separation unit for regenerating the treatment liquid by separating the emission regulation gas from the waste treatment liquid, which is the treatment liquid absorbing the emission regulation gas drained from the gas-liquid reactor, and ionizing the treatment liquid recovered in the gas-liquid separation unit to generate negative ions. An ion separation unit may be provided to supply the concentrated treatment liquid to the gas-liquid separation unit and to supply the treatment liquid enriched in cations to the treatment liquid supply tank.
본 실시예에 있어서 상기 이온분리유닛은, 이온투과막 또는 이온교환수지를 포함할 수 있다.In this embodiment, the ion separation unit may include an ion permeable membrane or an ion exchange resin.
본 실시예에 있어서, 상기 기액반응기에서 형성된 폐처리액이 상기 기액분리유닛으로 이동하는 폐처리액 배수관 및 상기 폐처리액 배수관에 결합되어 폐처리액을 상기 기액분리유닛으로 유동시키는 부스터펌프를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, a waste treatment liquid formed in the gas-liquid reactor moves to the gas-liquid separation unit, a waste treatment liquid drain pipe and a booster pump coupled to the waste treatment liquid drain pipe to flow the waste treatment liquid to the gas-liquid separation unit. can include
본 실시예에 있어서, 상기 이온분리유닛과 상기 폐처리액 배수관을 연결하는 순환관을 더 포함하며, 상기 이온분리유닛은 상기 순환관을 통해 음이온이 농축된 처리액을 상기 부스터 펌프로 공급할 수 있다.In the present embodiment, a circulation pipe connecting the ion separation unit and the waste treatment liquid drain pipe may be further included, and the ion separation unit may supply the treatment liquid enriched with negative ions to the booster pump through the circulation pipe. .
본 실시예에 있어서, 상기 폐처리액 배수관에 결합되어 폐처리액에 포함된 입자상물질을 여과하는 입자상물질 여과유닛을 더 포함할 수 있다.In this embodiment, a particulate matter filtration unit coupled to the waste treatment liquid drain pipe to filter particulate matter included in the waste treatment liquid may be further included.
본 실시예에 있어서, 상기 기액분리유닛로 유입되는 폐처리액은 상기 기액반응기로에서 배수되는 폐처리액보다 pH가 작을 수 있다.In this embodiment, the waste treatment liquid flowing into the gas-liquid separation unit may have a lower pH than the waste treatment liquid drained from the gas-liquid reactor.
본 실시예에 있어서, 상기 처리액 공급 탱크로 처리액을 보급하는 처리액 공급부를 더 포함하며, 상기 처리액 공급 탱크에서 상기 기액반응기로 공급되는 처리액은, 상기 처리액 공급부에서 보급되는 처리액보다 pH가 클 수 있다.In the present embodiment, the treatment liquid supply unit for supplying the treatment liquid to the treatment liquid supply tank is further included, and the treatment liquid supplied from the treatment liquid supply tank to the gas-liquid reactor is the treatment liquid supplied from the treatment liquid supply unit. pH may be higher.
본 실시예에 있어서, 상기 배출규제가스는 황산화물이나 이산화탄소이며, 상기 처리액은 해수나 알칼리수용액일 수 있다.In this embodiment, the emission control gas is sulfur oxide or carbon dioxide, and the treatment liquid may be seawater or an alkaline aqueous solution.
본 실시예에 있어서 상기 처리액 공급탱크에 저장된 처리액을 냉각하도록 상기 처리액 공급탱크에는 열교환기가 연결될 수 있다. In this embodiment, a heat exchanger may be connected to the treatment liquid supply tank to cool the treatment liquid stored in the treatment liquid supply tank.
본 발명의 실시예에 따르면, 이온분리유닛을 이용하여 양이온이 농축된 처리액을 처리액 공급탱크로 공급하고 음이온이 농축된 처리액은 기액분리유닛으로 공급하므로, 기액반응기에서 이산화탄소를 보다 효과적으로 흡수할 수 있다. 또한 기액분리유닛에서 배출규제가스를 보다 효과적으로 분리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the treatment liquid enriched in cations is supplied to the treatment liquid supply tank using the ion separation unit and the treatment liquid enriched in anions is supplied to the gas-liquid separation unit, the gas-liquid reactor absorbs carbon dioxide more effectively. can do. In addition, the gas-liquid separation unit can more effectively separate the emission control gas.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 개략적으로 도시한 도면.
1 is a diagram schematically showing an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention;
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 배기가스 처리장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.In order to help understand the characteristics of the present invention as described above, an exhaust gas treatment device related to an embodiment of the present invention will be described in more detail below.
이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.The embodiments described below will be described based on the most suitable embodiments for understanding the technical characteristics of the present invention, and the technical characteristics of the present invention are not limited by the described embodiments, but the following It is to illustrate that the present invention can be implemented like the embodiments. Therefore, the present invention can be implemented with various modifications within the technical scope of the present invention through the embodiments described below, and these modified embodiments will be said to fall within the technical scope of the present invention. In addition, in the reference numerals described in the accompanying drawings to help understanding of the embodiments described below, among components that perform the same action in each embodiment, related components are indicated by the same or extended numbers.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 배기가스 처리장치(100)는 기액반응기(200), 처리액 공급탱크(300), 기액분리유닛(400), 및 이온분리유닛(700)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the exhaust
기액반응기(200)에는 엔진이나 보일러 등의 배기가스 배출장치(도시되지 않음)로부터 배출된 배기가스가 내부에 유입되어 유동할 수 있다. 그리고, 기액반응기(200)에서는 배기가스와 처리액이 접촉되어 배기가스에 포함된 배출규제가스가 처리액에 흡수되어 제거되도록 할 수 있다. 배출규제가스는, 예컨대 황산화물이나 이산화탄소일 수 있다. 그러나, 배출규제가스는 질소산화물 등 대기로의 배출이 규제되는 것이라면, 어떠한 배출규제가스라도 가능하다. 기액반응기(200)는 하우징(210)과, 처리액 분사유닛(220)을 포함할 수 있다.Exhaust gas discharged from an exhaust gas discharge device (not shown) such as an engine or a boiler may be introduced into the gas-
하우징(210)은 배기가스 배출장치에 연결될 수 있다. 하우징(210)에는 유입구(211)와 배출구(212) 및 배수구(213)가 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 유입구(211)는 하우징(210)의 하부 측면에 구비되고, 배출구(212)는 하우징(210)의 상면에 구비되며, 배수구(213)는 하우징(210)의 하면에 구비될 수 있다. 그러나, 유입구(211)나 배출구(212) 또는 배수구(213)가 구비되는 하우징(210)의 부분은 특별히 한정되지는 않는다.The
유입구(211)는 배기가스 배출장치에 연결될 수 있다. 이에 따라, 배기가스 배출장치로부터 배출된 배기가스는 유입구(211)를 통해 하우징(210) 내부에 유입되어 하우징(210) 내부를 유동할 수 있다.The
하우징(210) 내부에는 처리액 분사유닛(220)에 의해서 처리액이 분사될 수 있다. 이에 따라, 하우징(210) 내부에 유입되어 유동하는 배기가스는 처리액에 접촉될 수 있다. 이와 같이, 배기가스가 처리액에 접촉되면, 배기가스에 포함된 배출규제가스, 예컨대 황산화물이나 이산화탄소가 처리액에 흡수되어 배기가스로부터 제거될 수 있다. 배출규제가스가 제거된 배기가스는 배출구(212)를 통해 배출될 수 있다. 그리고, 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액은 배수구(213)를 통해 배수될 수 있다.The treatment liquid may be injected into the
하우징(210) 내부에는 패킹(230)이 구비될 수 있다. 패킹(230)에 의해서 배기가스와 처리액의 접촉면적과 접촉시간이 증가될 수 있다. 이에 의해서 처리액에 의한 배기가스의 처리효율이 향상될 수 있다. 패킹(230)은 다수개의 구멍이 형성된 부재가 복수개 포함되어 이루어질 수 있다. A
하우징(210)은 단면이 사각형상일 수 있다. 또한 하우징(210)은 선박(도시되지 않음)의 연돌(도시되지 않음) 내부에 설치될 수 있다. The
처리액 분사유닛(220)은 하우징(210)을 유동하는 배기가스에 처리액을 분사할 수 있다. 처리액 분사유닛(220)은 처리액 유동관(221)과, 처리액 분사노즐(222)을 포함할 수 있다.The treatment
처리액 유동관(221)은 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 처리액 유동관(221)은 처리액 공급관(LP)에 의해서 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 처리액 공급관(LP)에는 처리액 공급펌프(PP)가 구비될 수 있다. 그리고, 처리액 공급펌프(PP)가 구동되면, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액이 처리액 유동관(221)을 유동할 수 있다.The treatment
처리액 유동관(221)은 하우징(210)의 일면을 관통하여 하우징(210) 내부에 구비될 수 있다. 그리고, 처리액 분사노즐(222)은 하우징(210) 내부에 구비된 처리액 유동관(221)에 부분적으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 처리액 유동관(221)으로 공급된 처리액은 처리액 분사노즐(222)을 통해 하우징(210) 내부를 유동하는 배기가스로 분사될 수 있다.The treatment
처리액 공급탱크(300)는 기액반응기(200)에 처리액을 공급할 수 있다. 이에, 처리액 공급탱크(300)에는 처리액이 저장될 수 있다. 처리액 공급탱크(300)에 저장되는 처리액은, 예컨대 해수나, 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리수용액일 수 있다. 그러나, 처리액 공급탱크(300)에 저장되는 처리액은 특별히 한정되지 않고, 배기가스에 분사되어 배기가스와 접촉함으로써 배기가스에 포함된 배출규제가스를 흡수하며, 기액분리유닛(400)에서 배출규제가스가 분리되어 재생될 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.The treatment
처리액 공급탱크(300)에는 처리액 공급관(LP)의 일단이 연결될 수 있다. 처리액 공급관(LP)의 타단은 처리액 분사유닛(220)의 처리액 유동관(221)에 연결될 수 있다. 그리고, 처리액 공급관(LP)의 처리액 공급펌프(PP)를 구동하면, 처리액 공급탱크(300)의 처리액이 처리액 공급관(LP)을 통해 처리액 분사유닛(220)에 공급될 수 있다. One end of the treatment liquid supply pipe LP may be connected to the treatment
또한, 처리액 공급탱크(300)에는 제2 회수관(LR2)의 일단이 연결될 수 있다. 제2 회수관(LR1)의 타단은 이온분리유닛(700)에 연결될 수 있다. In addition, one end of the second recovery pipe LR2 may be connected to the treatment
처리액 공급탱크(300)에는 열교환기(HE)가 연결될 수 있다. 열교환기(HE)는 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액과 열교환하여, 처리액을 배기가스에 포함된 배출규제가스를 비교적 잘 흡수할 수 있는 온도로 냉각시킬 수 있다. 처리액은, 기액반응기(200)에서 배기가스에 포함된 배출규제가스를 흡수하여 폐처리액으로 되면서, 뜨거운 배기가스에 의해서 온도가 상승할 수 있다. 이와 같이, 기액반응기(200)에 분사되기 전의 처리액보다 온도가 상승한 폐처리액이, 기액분리유닛(400)에서 재생되면, 재생된 처리액도 기액반응기(200)에 분사되기 전의 처리액보다 온도가 상승할 수 있다. 이와 같이 온도가 상승된 처리액이 처리액 공급탱크(300)에 공급되면, 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액의 온도도 상승되므로, 처리액의 배출규제가스 흡수율이 저하될 수 있다. 이에 본 실시예의 배기가스 처리장치는 열교환기(HE)를 이용하여 처리액 공급탱크(300)에 저장된 처리액의 온도를 배기가스에 포함된 배출규제가스를 비교적 잘 흡수할 수 있는 온도로 냉각시킨다. 따라서 처리액의 온도 상승으로 인해 처리액의 배출규제가스 흡수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. A heat exchanger HE may be connected to the treatment
한편, 본 실시예의 배기가스 처리장치(100)는 처리제 공급부(600)가 처리액 회수관(LR)에 연결된 처리제 공급관(LT)을 통해 처리제를 처리액 공급탱크(300) 측으로 보급할 수 있다. Meanwhile, in the exhaust
여기서 처리제는 수산화나트륨 등의 알칼리성 처리제를 처리제일 수 있으며, 처리제 공급관(LT)은 제2 회수관(LR2)에 연결될 수 있다. 따라서 처리제는 처리제 공급관(LT)과 제2 회수관(LR2)을 유동하여 처리액 공급탱크(300)로 유입될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 처리제 공급관(LT)을 생략하고, 처리제 공급부(600)를 처리액 공급탱크(300)에 직접 연결하는 등 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.Here, the treatment agent may be an alkaline treatment agent such as sodium hydroxide, and the treatment agent supply pipe LT may be connected to the second recovery pipe LR2. Accordingly, the treatment agent may be introduced into the treatment
기액분리유닛(400)은 기액반응기(200)로부터 배수된, 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하여 처리액으로 재생하고, 재생된 처리액을 처리액 공급탱크(300) 측으로 공급할 수 있다. 이와 같이, 처리액을 재생하여 재사용할 수 있기 때문에, 배기가스를 처리하는 데에 소요되는 비용이 감소될 수 있다.The gas-
폐처리액 배수관(LD)의 일단이 기액반응기(200)의 배수구(213)에 연결되고, 폐처리액 배수관(LD)의 타단은 기액분리유닛(400)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액반응기(200)의 배수구(213)를 통해 배수된 폐처리액은 폐처리액 배수관(LD)을 통해 기액분리유닛(400)으로 유동할 수 있다. 이때, 폐처리액의 원활한 유동을 위해 폐처리액 배수관(LD)에는 배수펌프(PM)가 구비될 수 있다.One end of the waste treatment liquid drain pipe LD may be connected to the
또한, 폐처리액 배수관(LD)에는 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과하여 처리하는 여과처리 유닛(WTS)이 구비될 수 있다. 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질은 예를 들어, 입자상 물질, Oil 등을 들 수 있다. 여과처리 유닛(WTS)은 폐처리액 배수관(LD)을 통해 기액분리유닛(400)으로 유동하는 폐처리액에 포함된 배출규제가스를 제외한 오염물질을 여과할 수 있다. 이에 따라, 폐처리액에 포함된 예를 들어 입자상물질, Oil 등이 여과처리 유닛(WTS)에 의해서 여과되어, 기액분리유닛(400)에서 재생되는 처리액에 포함되는 오염물질이 최소화됨으로써, 기액분리유닛(400)에 포함하는 기액분리막(420)의 성능을 보호할 수 있다. 여과처리 유닛(WTS)은, 예컨대 필터(도시되지 않음)를 포함하거나, 원심력 등을 이용하여 폐처리액으로부터 입자상물질, Oil 등을 여과할 수 있다. 그러나, 여과처리 유닛(WTS)이 폐처리액으로부터 입자상물질, Oil 등을 여과하는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.In addition, a filtering treatment unit (WTS) may be provided in the waste treatment liquid drain pipe LD to filter and treat contaminants other than emission control gases included in the waste treatment liquid. Contaminants other than the emission control gas included in the waste treatment liquid include, for example, particulate matter and oil. The filtration treatment unit (WTS) may filter pollutants other than emission control gases included in the waste treatment liquid flowing into the gas-
처리액 회수관(LR)은 기액분리유닛(400)에서 배출되는 재생된 처리액이 처리액 공급탱크(300)로 유동하는 유로이며, 제1 회수관(LR1)과 제2 회수관(LR2)을 포함할 수 있다. The treatment liquid recovery pipe LR is a flow path through which the regenerated treatment liquid discharged from the gas-
제1 회수관(LR1)은 일단이 기액분리유닛(400)에 연결되고, 다단은 이온분리유닛(700)에 연결될 수 있다. 그리고 제2 회수관(LR2)은 일단이 이온분리유닛(700)에 연결되고 타단이 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액분리유닛(400)에서 재생된 처리액 중 적어도 일부는 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)로 공급되어 처리액으로 재사용될 수 있다.One end of the first recovery tube LR1 may be connected to the gas-
기액분리유닛(400)은 기체는 통과하지만 액체는 통과하지 못하는 기액분리막(420)을 포함하며, 기액분리막(420)은 폐처리액이 유동하는 액체유동로(411)와 배출규제가스가 유동하는 기체유동로(412)를 구획할 수 있다. 따라서 기액분리유닛(400)에서 기체인 배출규제가스는 기액분리막(420)을 통과하지만 액체인 폐처리액은 기액분리막(420)을 통과하지 못할 수 있다. 예컨대, 기액분리막(420)은 중공사막일 수 있다. The gas-
기체유동로(412)에는 낮은 분압이 형성될 수 있다. 이에 폐처리액에 흡수된 배출규제가스는 액체유동로(411)를 유동하면서 낮은 분압이 형성된 기체유동로(412)로 이동할 수 있다. 여기서 낮은 분압이란 배출규제가스의 농도가 낮은 상태를 의미한다. 배출규제가스 중 이산화탄소를 예를 들어 설명하면, 기체유동로(412)에는 이산화탄소 농도가 낮아, 낮은 이산화탄화탄소 분압이 형성된다. 분압이 낮을수록 기체의 액체에 대한 용해도는 낮아지므로, 폐처리액에 흡수된 배출규제가스가 액체유동로(411)를 유동하면서 기액분리막(420)을 통과하여 기체유동로(412)로 이동하게 된다. 기체유동로(412)에 낮은 분압을 형성하기 위해, 기체유동로(412)를 음압으로 형성할 수 있다. A low partial pressure may be formed in the
이처럼 본 실시예의 기액분리유닛(400)은, 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리함으로써, 폐처리액을 재사용할 수 있는 처리액으로 재생시킬 수 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우, 재생된 처리액에 공급하여야할 처리제의 양이 감소될 수 있기 때문에, 폐처리액을 재생하는 데에 소요되는 비용을 줄일 수 있다. 따라서, 배기가스를 처리하는 데에 소요되는 비용이 감소될 수 있다. As described above, the gas-
기액분리유닛(400)은 분리유닛본체(410)를 포함하여 구성될 수 있다. 분리유닛본체(410) 내부는 기액분리막(420)에 의해서 액체유동로(411)와 기체유동로(412)로 구획될 수 있다.The gas-
기액반응기(200)의 배수구(213)에 연결된 폐처리액 배수관(LD)이 액체유동로(411)의 일측에 연결되며, 액체유동로(411)의 타측은 처리액 회수관(LR)에 의해서 처리액 공급탱크(300)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 기액반응기(200)의 배수구(213)를 통해 배수된 폐처리액이 액체유동로(411)에 유입되어 액체유동로(411)를 유동할 수 있다. 그리고, 액체유동로(411)를 유동하면서 배출규제가스가 분리되어 재생된 처리액이 처리액 회수관(LR)에 유입되어 처리액 회수관(LR)을 통해 처리액 공급탱크(300)로 유동할 수 있다.The waste treatment liquid drain pipe (LD) connected to the
기체유동로(412)의 일측에 진공펌프(PV)가 구비된 가스회수관(LG)이 연결될 수 있다. 이에 따라, 진공펌프(PV)가 구동되면, 기체유동로(412)에 음압이 형성될 수 있다. 또한, 기체유동로(412)의 타측에는 유량조절밸브(VC)가 구비된 공기유입관(LA)이 연결될 수 있다. 이에 의해서, 진공펌프(PV)가 구동된 상태에서, 유량조절밸브(VC)를 조작하여, 공기유입관(LA)에 유입되는 공기의 유량을 조절함으로써, 기체유동로(412)의 내부 압력을 주변보다 낮게 조절할 수 있다.A gas recovery pipe (LG) equipped with a vacuum pump (PV) may be connected to one side of the
배기가스 배출장치에서 고황연료를 사용하면, 배기가스 배출장치로부터 배출되는 배기가스에 황산화물이 비교적 많이 포함된다. 이와 같이 황산화물이 많이 포함된 배기가스가 기액반응기(200)의 하우징(210) 내부에 유입되면, 처리액 분사유닛(220)에 의해서 배기가스에 분사된 처리액은 배기가스에 포함된 황산화물을 주로 배기가스로부터 제거한다. 즉, 기액반응기(200)에서는 처리액에 의해서 배기가스의 탈황이 이루어진다. 이와 같이 배기가스로부터 황산화물을 제거한 폐처리액에는 황산화물이 포함되고, 기액분리유닛(400)에서는 폐처리액으로부터 이산화황 등의 황산화물인 배출규제가스가 분리되게 된다.When high-sulfur fuel is used in the exhaust gas exhaust device, a relatively large amount of sulfur oxides is included in the exhaust gas discharged from the exhaust gas exhaust device. As such, when the exhaust gas containing a large amount of sulfur oxides flows into the
배기가스 배출장치에서 저황연료를 사용하면, 배기가스 배출장치로부터 배출되는 배기가스에 황산화물이 비교적 적게 포함된다. 이와 같이 황산화물이 적게 포함된 배기가스가 기액반응기(200)의 하우징(210) 내부에 유입되면, 처리액 분사유닛(220)에 의해서 배기가스에 분사된 처리액은 배기가스에 포함된 이산화탄소를 주로 배기가스로부터 제거한다. 이와 같이 배기가스로부터 이산화탄소를 제거한 폐처리액에는 이산화탄소가 포함되고, 기액분리유닛(400)에서는 폐처리액으로부터 이산화탄소가 분리된다.When low-sulfur fuel is used in the exhaust gas exhaust device, the exhaust gas discharged from the exhaust gas exhaust device contains relatively little sulfur oxides. As such, when the exhaust gas containing a small amount of sulfur oxide is introduced into the
이온분리유닛(700)은 기액분리유닛(400)의 후단에 설치될 수 있으며, 기액분리유닛에서 재생된 처리액을 이온화하여 음이온(Anion)과 양이온(Cation)으로 분리할 수 있다.The
이를 위해 이온분리유닛(700)은 분리막이나 이온교환수지를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 처리액을 음이온과 양이온으로 이온화할 수만 있다면 다양한 변형이 가능하다. To this end, the
이온분리유닛(700)에서 분리된 음이온은 처리액의 pH를 낮추는 산성화 유발 물질로 이용될 수 있으며, 양이온은 처리액의 pH를 높이는 염기화 유발 물질로 이용될 수 있다. Anions separated in the
본 실시예에의 배기가스 처리장치(100)는 재생된 처리액 중 양이온이 농축된 처리액을 처리액 공급탱크(300)로 공급할 수 있다. 이에 처리액의 염기성을 증가시킬 수 있다. The exhaust
이처럼 처리액의 염기성을 증가시키는 경우, 기액반응기(200)에서 이산화탄소가 처리액에 흡수되는 양을 증가시킬 수 있다. 이산화탄소의 경우, 황산화물에 비해 큰 염기성을 갖는 처리액을 공급해야 흡수될 수 있다. 그러나 이산화탄소의 흡수를 고려하여 처리제 공급부(600)에서 염기성이 큰 처리제를 지속적으로 공급하게 되면, 비용이 크게 증가하는 문제가 있다. In this way, when the basicity of the treatment liquid is increased, the amount of carbon dioxide absorbed by the treatment liquid in the gas-
그러나 본 실시예의 배기가스 처리장치(100)는 이온분리유닛(700)을 통해 처리액 공급 탱크(300)로 양이온이 농축된 처리액을 지속적으로 공급할 수 있으므로, 처리제 공급부(600)에서 공급되는 처리제의 양을 최소화할 수 있다. 따라서 배기가스에서 이산화탄소를 제거하는 데에 소요되는 비용을 최소화할 수 있다. However, since the exhaust
한편, 이온분리유닛(700)에서 재생된 처리액 중 음이온이 농축된 처리액은 이온분리유닛(700)와 폐처리액 배수관(LD)을 연결하는 순환관(LF)을 통해 폐처리액 배수관(LD)으로 공급될 수 있다. 이에 음이온이 농축된 처리액은 기액반응기(200)의 배수구(213)를 통해 배수된 폐처리액과 합쳐져 기액분리유닛(400)으로 재 공급될 수 있다. 이 경우, 증가된 음이온에 의해 폐처리액의 H+ 이온이 증가하게 되므로, pH를 낮출 수 있다. 또한 H+ 이온이 증가함에 따라, 폐처리액에 흡수된 탄산이나 이산화탄소가 용이하게 기화될 수 있으므로 보다 효과적으로 폐처리액에서 이산화탄소를 분리할 수 있다. On the other hand, among the treatment liquids regenerated by the
또한 본 실시예에 따른 배기가스 처리장치(100)의 가스처리유닛(500)을 포함할 수 있다. 가스처리유닛(500)에서는 기액분리유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 처리할 수 있다.It may also include a gas processing unit 500 of the exhaust
가스처리유닛(500)에서는 배출규제가스를 해수에 친환경 이온상태로 용해시켜서 처리할 수 있다. 예컨대, 가스처리유닛(500)에서는 배출규제가스인 이산화탄소를 탄산, 중탄산염, 탄산염 등의 자연상태의 친환경 이온화물질로 해수에 용해시켜 처리할 수 있으며, 황산화물의 경우에는 황산, 황산염 등의 자연상태의 친환경 이온화물질로 해수에 용해시켜 처리할 수 있다.In the gas processing unit 500, it is possible to process the emission control gas by dissolving it in seawater in an environmentally friendly ionic state. For example, in the gas treatment unit 500, carbon dioxide, which is an emission control gas, can be treated by dissolving carbon dioxide in seawater with eco-friendly ionizing substances in a natural state such as carbonic acid, bicarbonate, and carbonate, and in the case of sulfur oxides, natural state such as sulfuric acid and sulfate It is an eco-friendly ionized material that can be treated by dissolving it in seawater.
또한, 가스처리유닛(500)은 기액분리유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 저장하여 처리할 수 있다. 해양(SEA)의 일부지역에서는 선박 등으로부터 어떠한 물질도 배출하지 않는 무방류 조건을 요구하기도 한다. 따라서, 선박이 이러한 지역을 운행하는 등의 경우에, 가스처리유닛(500)에서는 기액분리유닛(400)에서 폐처리액으로부터 분리된 배출규제가스를 저장할 수 있다. 이와 같이, 가스처리유닛(500)에 저장된 배출규제가스는 이를 필요로 하는 사용처에 공급될 수 있으며, 이를 위해, 가스처리유닛(500)은 배출규제가스가 저장되는 가스저장탱크를 포함할 수 있다. 예컨대 가스처리유닛(500)은 배출규제가스를 액화시켜서 액체상태로 배출규제가스를 가스저장탱크에 저장할 수 있다.In addition, the gas processing unit 500 may store and process the emission control gas separated from the waste treatment liquid in the gas-
이상에서와 같이 본 발명에 따른 배기가스 처리장치를 사용하면, 배기가스를 처리한 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하는 기액분리유닛에 의해서 폐처리액을 재생할 수 있으며, 배기가스를 처리한 폐처리액의 재생율이 높아질 수 있고, 배기가스 처리장치에서 배기가스를 처리하기 위한 비용이 감소될 수 있으며, 배기가스 처리장치의 크기가 감소될 수 있다.As described above, when the exhaust gas treatment device according to the present invention is used, the waste treatment liquid can be regenerated by the gas-liquid separation unit that separates the emission control gas from the waste treatment liquid treated with the exhaust gas, and the waste treatment liquid treated with the exhaust gas The recycling rate of the treatment liquid can be increased, the cost for treating the exhaust gas in the exhaust gas treatment device can be reduced, and the size of the exhaust gas treatment device can be reduced.
또한 이온분리유닛을 이용하여 양이온이 농축된 처리액을 처리액 공급탱크로 공급하고 음이온이 농축된 처리액은 기액분리유닛으로 공급하므로, 기액반응기에서 이산화탄소를 보다 효과적으로 흡수할 수 있으며, 기액분리유닛에서 배출규제가스를 보다 효과적으로 분리할 수 있다. In addition, since the treatment liquid enriched in cations is supplied to the treatment liquid supply tank using the ion separation unit, and the treatment liquid enriched in anions is supplied to the gas-liquid separation unit, carbon dioxide can be absorbed more effectively in the gas-liquid reactor, and the gas-liquid separation unit It is possible to more effectively separate the emission control gas from the
상기와 같이 설명된 배기가스 처리장치는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The exhaust gas treatment device described above is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but the above embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made. there is.
100: 배기가스 처리장치
200: 기액반응기
300: 처리액 공급탱크
400: 기액분리유닛
500: 가스처리유닛
600: 처리제 공급부
700: 이온분리유닛 100: exhaust gas treatment device
200: gas-liquid reactor
300: treatment liquid supply tank
400: gas-liquid separation unit
500: gas treatment unit
600: treatment agent supply unit
700: ion separation unit
Claims (9)
상기 기액반응기에 처리액을 공급하는 처리액 공급탱크;
상기 기액반응기로부터 배수된, 배출규제가스를 흡수한 처리액인 폐처리액으로부터 배출규제가스를 분리하여 처리액을 재생하는는 기액분리유닛; 및
상기 기액분리유닛에서 재생된 처리액을 이온화하여 음이온이 농축된 처리액은 상기 기액분리유닛으로 공급하고, 양이온이 농축된 처리액은 상기 처리액 공급탱크로 공급하는 이온분리유닛;
을 포함하는 배기가스 처리장치.
a gas-liquid reactor for contacting the exhaust gas with the treatment liquid to absorb the emission control gas included in the exhaust gas into the treatment liquid;
a treatment liquid supply tank supplying a treatment liquid to the gas-liquid reactor;
a gas-liquid separation unit configured to separate the emission control gas from the waste treatment liquid drained from the gas-liquid reactor and absorb the emission control gas, and regenerate the treatment liquid; and
an ion separation unit for ionizing the treatment liquid regenerated in the gas-liquid separation unit, supplying the treatment liquid enriched in negative ions to the gas-liquid separation unit, and supplying the treatment liquid enriched in cations to the treatment liquid supply tank;
Exhaust gas treatment device comprising a.
이온투과막 또는 이온교환수지를 포함하는 배기가스 처리장치.
The method of claim 1, wherein the ion separation unit,
An exhaust gas treatment device comprising an ion permeable membrane or an ion exchange resin.
상기 기액반응기에서 형성된 폐처리액이 상기 기액분리유닛으로 이동하는 폐처리액 배수관; 및
상기 폐처리액 배수관에 결합되어 폐처리액을 상기 기액분리유닛으로 유동시키는 배수펌프;
를 더 포함하는 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
a waste treatment liquid drain pipe through which the waste treatment liquid formed in the gas-liquid reactor moves to the gas-liquid separation unit; and
a drain pump coupled to the waste treatment liquid drain pipe to flow the waste treatment liquid to the gas-liquid separation unit;
Exhaust gas treatment device further comprising a.
상기 이온분리유닛과 상기 폐처리액 배수관을 연결하는 순환관을 더 포함하며,
상기 이온분리유닛은 상기 순환관을 통해 음이온이 농축된 처리액을 상기 배수펌프로 공급하는 배기가스 처리장치.
According to claim 3,
Further comprising a circulation pipe connecting the ion separation unit and the waste treatment liquid drain pipe,
The ion separation unit supplies an anion-enriched treatment liquid to the drain pump through the circulation pipe.
상기 폐처리액 배수관에 결합되어 폐처리액에 포함된 입자상물질을 여과하는 입자상물질 여과유닛을 더 포함하는 배기가스 처리장치.
According to claim 3,
and a particulate matter filtration unit coupled to the waste treatment liquid drain pipe to filter particulate matter included in the waste treatment liquid.
상기 기액분리유닛로 유입되는 폐처리액은 상기 기액반응기에서 배수되는 폐처리액보다 pH가 작은 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
The waste treatment liquid flowing into the gas-liquid separation unit has a lower pH than the waste treatment liquid drained from the gas-liquid reactor.
상기 처리액 공급 탱크로 처리액을 보급하는 처리액 공급부를 더 포함하며,
상기 처리액 공급 탱크에서 상기 기액반응기로 공급되는 처리액은, 상기 처리액 공급부에서 보급되는 처리액보다 pH가 큰 배기가스 처리장치.
According to claim 1,
Further comprising a treatment liquid supply unit supplying the treatment liquid to the treatment liquid supply tank,
The treatment liquid supplied from the treatment liquid supply tank to the gas-liquid reactor has a higher pH than the treatment liquid supplied from the treatment liquid supply unit.
The exhaust gas treatment device according to claim 1, wherein the emission control gas is sulfur oxide or carbon dioxide, and the treatment liquid is seawater or an alkaline aqueous solution.
The exhaust gas treatment device according to claim 1, wherein a heat exchanger is connected to the treatment liquid supply tank to cool the treatment liquid stored in the treatment liquid supply tank.
Applications Claiming Priority (2)
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KR1020220106960A KR20230049543A (en) | 2021-10-05 | 2022-08-25 | Exhaust gas treatment apparatus |
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2022
- 2022-08-25 KR KR1020220106960A patent/KR20230049543A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal |