KR20230144671A - Ammonia treatment system and ammonia fuel vessel having the same - Google Patents

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KR20230144671A
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하대승
권오근
김근형
김유진
문성재
이동길
이동현
이종철
장경민
채희문
황윤지
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 암모니아 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템은, 암모니아가 공급되는 암모니아공급관과, 내부에 물이 채워져 암모니아공급관을 통해 공급되는 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 용해탱크와, 용해탱크에 청수를 공급하는 제1 청수공급관과, 용해탱크로부터 암모니아수를 배출하는 암모니아수이동관, 및 용해탱크를 냉각시키는 냉각부를 포함할 수 있다.An ammonia treatment system is provided by one embodiment of the present invention.
The ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention includes an ammonia supply pipe through which ammonia is supplied, a dissolution tank filled with water inside which dissolves ammonia supplied through the ammonia supply pipe to generate ammonia water, and fresh water is supplied to the dissolution tank. It may include a first fresh water supply pipe, an ammonia water transfer pipe for discharging ammonia water from the dissolution tank, and a cooling unit for cooling the dissolution tank.

Description

암모니아 처리 시스템 및 그를 포함하는 암모니아 연료 선박{Ammonia treatment system and ammonia fuel vessel having the same}Ammonia treatment system and ammonia fuel vessel having the same}

본 발명은 암모니아 처리 시스템 및 그를 포함하는 암모니아 연료 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박 내 비상상황 발생 시 암모니아를 효과적으로 처리할 수 있는 암모니아 처리 시스템 및 그를 포함하는 암모니아 연료 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia treatment system and an ammonia-fueled ship including the same. More specifically, it relates to an ammonia treatment system that can effectively treat ammonia in the event of an emergency situation within a ship and an ammonia-fueled ship including the same.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물, 황산화물, 이산화탄소 등을 포함하고 있다. 배기가스 내 오염물질로 인한 대기오염이 증가함에 따라 저탄소 또는 탈탄소 연료를 이용하여 동력을 생성하는 친환경 선박의 개발이 요구되고 있으며, 차세대 친환경 연료 중 하나로 연소 시 이산화탄소의 배출이 없는 암모니아가 대두되고 있다.Generally, various engines installed on ships generate power by burning fuel, and exhaust gases generated during the combustion process of fuel contain nitrogen oxides, sulfur oxides, carbon dioxide, etc. As air pollution due to pollutants in exhaust gases increases, there is a demand for the development of eco-friendly ships that generate power using low-carbon or decarbonized fuels. Ammonia, which does not emit carbon dioxide when burned, is emerging as one of the next-generation eco-friendly fuels. there is.

한편, 암모니아를 연료로 하는 종래의 선박은 엔진이 트립(trip, 차단기 자동 개방)되거나 엔진의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 암모니아를 공급하는 배관 및 엔진 사이드 쪽에 있는 연료 잔여물을 퍼징하고 퍼징된 연료를 한데 모아 대기로 방출하였다. 그러나, 암모니아는 독성물질이고, 대기로 방출 시 삽시간에 흩어져 퍼지는 것이 아니므로, 암모니아를 대기로 방출하는 것은 안전 상의 문제가 있다. 이에, 암모니아를 물에 용해시켜 농도를 낮춘 후 방출하는 방법이 제안되었으나, 탱크 내 일정량의 물에 다량의 암모니아를 신속하게 용해시키는 데 어려움이 있다. 또한, 암모니아가 용해된 물은 pH가 높아 해상에 그대로 방류할 수 없으므로, 처리가 곤란한 문제도 있다.On the other hand, in conventional ships that use ammonia as fuel, when the engine trips (automatically opens the circuit breaker), the engine malfunctions, or an emergency situation occurs within the ship, the fuel residue in the piping that supplies ammonia and the engine side is purged and purged. The fuel was gathered together and released into the atmosphere. However, ammonia is a toxic substance and does not disperse instantly when released into the atmosphere, so releasing ammonia into the atmosphere poses a safety issue. Accordingly, a method of dissolving ammonia in water to lower its concentration and then releasing it has been proposed, but it is difficult to quickly dissolve a large amount of ammonia in a certain amount of water in the tank. In addition, water with dissolved ammonia has a high pH and cannot be discharged into the sea as is, making treatment difficult.

대한민국 공개특허 제10-2022-0013510호 (2022.02.04.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0013510 (2022.02.04.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선박 내 비상상황 발생 시 암모니아를 효과적으로 처리할 수 있는 암모니아 처리 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an ammonia treatment system that can effectively treat ammonia in the event of an emergency situation within a ship.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 선박 내 비상상황 발생 시 암모니아를 효과적으로 처리할 수 있는 암모니아 연료 선박을 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an ammonia-fueled ship that can effectively treat ammonia in the event of an emergency situation within the ship.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템은, 암모니아가 공급되는 암모니아공급관과, 내부에 물이 채워져 상기 암모니아공급관을 통해 공급되는 상기 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 용해탱크와, 상기 용해탱크에 청수를 공급하는 제1 청수공급관과, 상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 배출하는 암모니아수이동관, 및 상기 용해탱크를 냉각시키는 냉각부를 포함한다.The ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes an ammonia supply pipe through which ammonia is supplied, and a dissolution tank filled with water inside which dissolves the ammonia supplied through the ammonia supply pipe to generate ammonia water. and a first fresh water supply pipe that supplies fresh water to the dissolution tank, an ammonia water transfer pipe that discharges the ammonia water from the dissolution tank, and a cooling unit that cools the dissolution tank.

상기 암모니아 처리 시스템은, 상기 암모니아수이동관과 연결되어 상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 공급받아 저장하는 저장탱크를 더 포함할 수 있다.The ammonia treatment system may further include a storage tank connected to the ammonia water transfer pipe to receive and store the ammonia water from the dissolution tank.

상기 암모니아 처리 시스템은, 상기 저장탱크와 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 저장탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아수를 기화하여 공급하는 제1 회수관을 더 포함할 수 있다.The ammonia treatment system may further include a first recovery pipe that connects the storage tank and the selective catalytic reduction reactor to vaporize and supply the ammonia water from the storage tank to the selective catalytic reduction reactor.

상기 암모니아 처리 시스템은, 상기 저장탱크로 청수를 공급하여 상기 저장탱크 내부의 상기 암모니아수의 농도를 조절하는 제2 청수공급관을 더 포함할 수 있다.The ammonia treatment system may further include a second fresh water supply pipe that supplies fresh water to the storage tank to adjust the concentration of the ammonia water inside the storage tank.

상기 암모니아 처리 시스템은, 상기 용해탱크와 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 용해탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아를 공급하는 제2 회수관을 더 포함할 수 있다.The ammonia treatment system may further include a second recovery pipe connecting the dissolution tank and the selective catalytic reduction reactor to supply the ammonia from the dissolution tank to the selective catalytic reduction reactor.

상기 냉각부는, 냉매의 증발잠열을 이용하여 상기 작동유체를 냉각시키는 증발부와, 상기 증발부에서 증발된 상기 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수부와, 보일러에서 생성된 스팀 또는 연소기관의 냉각수로부터 열을 공급받아 상기 냉매가 흡수된 상기 흡수액을 가열하여 재생시키는 재생부, 및 냉각매체로부터 냉열을 공급받아 상기 재생부에서 증발한 상기 냉매를 응축시키는 응축부를 포함하는 흡수식냉동기일 수 있다.The cooling unit includes an evaporation unit that cools the working fluid using the latent heat of evaporation of the refrigerant, an absorption unit that accommodates an absorbent liquid that absorbs the refrigerant evaporated from the evaporation unit, and an absorption unit that receives steam generated in a boiler or coolant of a combustion engine. It may be an absorption refrigerator including a regeneration unit that receives heat and heats and regenerates the absorption liquid in which the refrigerant has been absorbed, and a condensation unit that receives cold heat from a cooling medium and condenses the refrigerant evaporated in the regeneration unit.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 암모니아 연료 선박은, 선체와, 상기 선체에 설치되며 액상암모니아를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크로부터 공급되는 상기 액상암모니아를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관과, 상기 연소기관에서 생성된 배기가스를 배출하는 배기가스관 상에 설치되며, 상기 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 선택적촉매환원반응기, 및 상기 연료탱크와 상기 연소기관 중 적어도 하나에 연결되며 상기 액상암모니아가 기화되어 생성된 암모니아를 공급하는 암모니아공급관과, 내부에 물이 채워져 상기 암모니아공급관을 통해 공급되는 상기 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 용해탱크와, 상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 공급받아 저장하는 저장탱크, 및 상기 저장탱크와 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 저장탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아수를 기화하여 공급하는 제1 회수관을 포함하는 암모니아 처리 시스템을 포함한다.An ammonia-fueled ship according to an embodiment of the present invention for achieving the above other technical problems includes a hull, a fuel tank installed on the hull and storing liquid ammonia, and power by burning the liquid ammonia supplied from the fuel tank. A combustion engine that generates a combustion engine, a selective catalytic reduction reactor installed on an exhaust gas pipe that discharges exhaust gas generated by the combustion engine, and a selective catalytic reduction reactor that removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas, and one of the fuel tank and the combustion engine. an ammonia supply pipe connected to at least one and supplying ammonia produced by vaporizing the liquid ammonia, a dissolution tank filled with water inside and dissolving the ammonia supplied through the ammonia supply pipe to generate ammonia water, and Ammonia treatment comprising a storage tank for receiving and storing the ammonia water, and a first recovery pipe connecting the storage tank and the selective catalytic reduction reactor to vaporize and supply the ammonia water from the storage tank to the selective catalytic reduction reactor. Includes system.

상기 암모니아 연료 선박은, 상기 연료탱크로부터 상기 액상암모니아가 자연 기화하여 생성된 암모니아를 공급받아 스팀을 생성하는 보일러, 및 상기 스팀을 열원으로 하여 상기 용해탱크를 순환하는 작동유체를 냉각시키는 흡수식냉동기로 구성된 냉각부를 포함할 수 있다.The ammonia fuel ship includes a boiler that generates steam by receiving ammonia generated by natural vaporization of the liquid ammonia from the fuel tank, and an absorption refrigerator that cools the working fluid circulating in the dissolution tank using the steam as a heat source. It may include a configured cooling unit.

상기 암모니아 연료 선박은, 상기 용해탱크와 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 용해탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아를 공급하는 제2 회수관을 더 포함할 수 있다.The ammonia fuel ship may further include a second recovery pipe connecting the dissolution tank and the selective catalytic reduction reactor to supply the ammonia from the dissolution tank to the selective catalytic reduction reactor.

본 발명에 따르면, 연소기관이 트립(trip, 차단기 자동 개방)되거나 연소기관의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 냉각부가 암모니아를 용해하는 물이 채워진 용해탱크를 순환하는 작동유체를 냉각시키므로, 물의 온도가 낮아져 암모니아의 용해도가 향상될 수 있다. 암모니아의 용해도가 향상됨에 따라 용해탱크 내 일정량의 물이 저장된 상태에서도 다량의 암모니아를 신속하게 용해시킬 수 있어 암모니아의 신속한 방출이 가능하다.According to the present invention, when the combustion engine trips (automatically opens the breaker), the combustion engine malfunctions, or an emergency situation occurs within the ship, the cooling unit cools the working fluid circulating in the dissolution tank filled with water that dissolves ammonia, so the temperature of the water can be lowered, improving the solubility of ammonia. As the solubility of ammonia improves, a large amount of ammonia can be quickly dissolved even when a certain amount of water is stored in the dissolution tank, enabling rapid release of ammonia.

또한, 용해탱크 내 암모니아를 선택적촉매환원반응기로 공급하거나 암모니아가 물에 용해되어 생성된 암모니아수를 기화 후 선택적촉매환원반응기로 공급하여 환원제로 사용함에 따라, 배기가스 내 질소산화물을 저감시킬 수 있음은 물론 암모니아 및 암모니아수를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 별도의 요소수탱크를 구비하지 않아도 되므로, 선내 공간 활용도가 증대될 수 있다.In addition, nitrogen oxides in the exhaust gas can be reduced by supplying ammonia in the dissolution tank to the selective catalytic reduction reactor or by supplying ammonia water produced by dissolving ammonia in water to the selective catalytic reduction reactor after vaporization and using it as a reducing agent. Of course, ammonia and ammonia water can be treated efficiently. In addition, since there is no need to provide a separate urea water tank, space utilization within the ship can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 냉각부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 암모니아 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 암모니아 연료 선박을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an enlarged view of the cooling part of Figure 1.
Figures 3 and 4 are operational diagrams to explain the operation of the ammonia treatment system.
Figure 5 is a diagram showing an ammonia treatment system according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing an ammonia fuel ship according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, an ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템은 연소기관이 트립되거나 연소기관의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 폭발 위험성이 높은 암모니아를 신속하게 처리하기 위한 것으로, 암모니아를 연료로 사용하는 선박에 설치될 수 있다.The ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention is intended to quickly process ammonia, which has a high risk of explosion when the combustion engine trips, the combustion engine malfunctions, or an emergency situation occurs within the ship, and is installed on ships that use ammonia as fuel. It can be.

암모니아 처리 시스템은 선박 내 비상상황 발생 시 냉각부가 암모니아를 용해하는 물이 채워진 용해탱크를 순환하는 작동유체를 냉각시키므로, 물의 온도가 낮아져 암모니아의 용해도가 향상될 수 있다. 암모니아의 용해도가 향상됨에 따라 용해탱크 내 일정량의 물이 저장된 상태에서도 다량의 암모니아를 신속하게 용해시킬 수 있어 암모니아의 신속한 방출이 가능한 특징이 있다.In the ammonia treatment system, when an emergency situation occurs on board a ship, the cooling unit cools the working fluid circulating in a dissolution tank filled with water that dissolves ammonia, so the temperature of the water can be lowered and the solubility of ammonia can be improved. As the solubility of ammonia improves, a large amount of ammonia can be quickly dissolved even when a certain amount of water is stored in the dissolution tank, enabling rapid release of ammonia.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 암모니아 처리 시스템(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, the ammonia treatment system 1 will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 냉각부를 확대하여 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing an ammonia treatment system according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an enlarged diagram of the cooling unit of Figure 1.

본 발명에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은 암모니아공급관(10), 용해탱크(20), 제1 청수공급관(30), 암모니아수이동관(40), 및 냉각부(50)를 포함한다.The ammonia treatment system (1) according to the present invention includes an ammonia supply pipe (10), a dissolution tank (20), a first fresh water supply pipe (30), an ammonia water transfer pipe (40), and a cooling unit (50).

암모니아공급관(10)은 암모니아, 보다 구체적으로, 폐기할 암모니아를 공급하는 관으로, 액상암모니아를 저장하는 연료탱크(도 6의 3 참조)와, 액상암모니아를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관(도 6의 4 참조) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 암모니아공급관(10)은 연소기관(4)이 트립되거나 연소기관(4)의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 개방될 수 있으며, 연료탱크(3)에 저장된 액상암모니아와 연소기관(4)에 공급된 액상암모니아 중 적어도 하나는 암모니아공급관(10)을 유동하면서 자연 기화될 수 있다. 암모니아공급관(10)은 액상암모니아가 자연 기화되어 생성된 암모니아를 용해탱크(20)로 공급한다.The ammonia supply pipe 10 is a pipe that supplies ammonia, more specifically, ammonia to be disposed of, and includes a fuel tank (see 3 in FIG. 6) that stores liquid ammonia, and a combustion engine that generates power by burning liquid ammonia (FIG. It can be connected to at least one of (see 4 of 6). The ammonia supply pipe (10) can be opened when the combustion engine (4) trips, the combustion engine (4) malfunctions, or an emergency situation occurs within the ship, and liquid ammonia stored in the fuel tank (3) is supplied to the combustion engine (4). At least one of the liquid ammonia may be naturally vaporized while flowing through the ammonia supply pipe 10. The ammonia supply pipe (10) supplies ammonia generated by natural vaporization of liquid ammonia to the dissolution tank (20).

용해탱크(20)는 내부에 물이 채워져 암모니아공급관(10)을 통해 공급되는 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 탱크로, 여기서, 물이라 함은, 일반적으로 자연 상태에서 얻을 수 있는 2개의 수소 원자와 1개의 산소의 원자로 이루어진 화합물에 한정될 것은 아니며, 암모니아를 용해 가능한 액체를 통칭할 수 있다. 이하, 물이 청수(fresh water)인 것으로 한정하여 보다 구체적으로 설명한다. 용해탱크(20)는 일 측에 연결된 제1 청수공급관(30)으로부터 청수를 공급받으며, 제1 청수공급관(30)은 단부가 청수탱크(A)에 연결되어 용해탱크(20) 내부로 청수를 공급할 수 있다.The dissolution tank 20 is a tank filled with water inside and producing ammonia water by dissolving ammonia supplied through the ammonia supply pipe 10. Here, water refers to two hydrogen atoms that can generally be obtained in a natural state. It is not limited to compounds consisting of and one oxygen atom, and can refer to any liquid that can dissolve ammonia. Hereinafter, the water will be described in more detail, limited to fresh water. The dissolution tank (20) receives fresh water from a first fresh water supply pipe (30) connected to one side, and the end of the first fresh water supply pipe (30) is connected to the fresh water tank (A) to supply fresh water into the dissolution tank (20). can be supplied.

용해탱크(20)로 공급된 암모니아는 물에 용해되어 농도가 감소할 수 있으며, 농도가 감소된 암모니아는 배기관(91)을 통해 배출될 수 있다. 배기관(91)은 용해탱크(20)와 벤트마스트(V) 사이를 연결하는 관으로, 용해탱크(20) 내 암모니아수의 농도를 측정하는 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 미만인 경우 개방되어 암모니아를 배출할 수 있다. 암모니아수는 암모니아가 물에 용해되어 생성된 수용액을 의미하며, 배기관(91)은 예를 들어, 제1 센서(21)에서 측정된 암모니아수의 농도가 30ppm 이하인 경우 개방될 수 있다. 용해탱크(20)에서 암모니아가 물에 용해될 때 발열 반응이 일어나므로, 냉각부(50)를 통해 물의 온도를 낮추어 암모니아의 용해도를 향상시킬 수 있다.Ammonia supplied to the dissolution tank 20 may be dissolved in water and its concentration may decrease, and the ammonia with the reduced concentration may be discharged through the exhaust pipe 91. The exhaust pipe 91 is a pipe connecting the dissolution tank 20 and the vent mast (V), and is opened when the concentration measured by the first sensor 21, which measures the concentration of ammonia water in the dissolution tank 20, is below the standard value. This can cause ammonia to be released. Ammonia water refers to an aqueous solution produced by dissolving ammonia in water, and the exhaust pipe 91 can be opened, for example, when the concentration of ammonia water measured by the first sensor 21 is 30 ppm or less. Since an exothermic reaction occurs when ammonia is dissolved in water in the dissolution tank 20, the solubility of ammonia can be improved by lowering the temperature of the water through the cooling unit 50.

냉각부(50)는 용해탱크(20)를 냉각시키는 것으로, 보다 구체적으로, 용해탱크(20)를 순환하는 작동유체를 냉각시킬 수 있다. 냉각부(50)는 예를 들어, 흡수액의 온도 변화에 따라 냉매를 흡수 또는 분리하여 응축 또는 증발시키는 흡수식냉동기일 수 있다. 냉각부(50)가 용해탱크(20)를 순환하는 작동유체를 냉각시킴으로써, 용해탱크(20) 내 물의 온도가 낮아져 암모니아의 용해도가 향상될 수 있으며, 이에 따라, 용해탱크(20) 내 일정량의 물이 저장된 상태에서도 다량의 암모니아를 신속하게 용해시킬 수 있어 암모니아의 신속한 방출이 가능하다. 흡수식냉동기는 보일러(7)에서 생성된 스팀 또는 연소기관(4)의 냉각수를 열원으로 냉매가 흡수된 흡수액을 가열하여 흡수액으로부터 냉매를 분리시키며, 작동유체는 흡수액으로부터 분리되어 응축된 냉매의 증발잠열에 의해 냉각되어 물을 냉각시킬 수 있다. 작동유체는 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 글리콜 워터(glycol water)일 수 있다.The cooling unit 50 cools the dissolution tank 20, and more specifically, can cool the working fluid circulating in the dissolution tank 20. The cooling unit 50 may be, for example, an absorption refrigerator that absorbs or separates refrigerant and condenses or evaporates it depending on the temperature change of the absorption liquid. As the cooling unit 50 cools the working fluid circulating in the dissolution tank 20, the temperature of the water in the dissolution tank 20 can be lowered and the solubility of ammonia can be improved. Accordingly, a certain amount of ammonia in the dissolution tank 20 can be Even when water is stored, a large amount of ammonia can be quickly dissolved, enabling rapid release of ammonia. An absorption refrigerator uses the steam generated in the boiler (7) or the cooling water of the combustion engine (4) as a heat source to heat the absorption liquid in which the refrigerant is absorbed to separate the refrigerant from the absorption liquid, and the working fluid is separated from the absorption liquid and the evaporation latent heat of the condensed refrigerant Water can be cooled by cooling. The working fluid is not limited, but may be, for example, glycol water.

도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 흡수식냉동기는 증발부(51)와 흡수부(52)와 재생부(53) 및 응축부(54)를 포함한다. 증발부(51)는 냉매의 증발잠열을 이용하여 작동유체를 냉각시키는 것으로, 내부에 응결된 액체 상태의 냉매가 저장될 수 있다. 냉매는 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 청수(fresh water)일 수 있다. 작동유체는 증발부(51)와 용해탱크(20) 사이를 순환하는 유로를 통해 유동하며, 증발부(51)에서 냉매의 증발잠열에 의해 냉각된 후 용해탱크(20)로 이동하여 물을 냉각시킬 수 있다. 증발부(51)에서 냉매의 증발량이 증가하면, 수증기 분압이 점차 높아져 증발 온도가 상승하게 되므로, 냉각 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 증발부(51) 내 냉매의 증발 압력과 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 증발부(51)에서 증발된 냉매를 흡수부(52)로 이동시킬 수 있다. 흡수부(52)는 내부에 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용되므로, 흡수부(52)로 이동한 증발된 냉매는 흡수액에 흡수될 수 있다. 흡수액은 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 리튬브로마이드(LiBr) 수용액일 수 있다. 흡수액에 흡수되는 냉매의 양이 증가하면, 흡수액의 농도가 점차 묽어져 흡수 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 흡수액의 재생을 위해 냉매가 흡수된 흡수액을 재생부(53)로 이동시킬 수 있다. 재생부(53)는 냉매가 흡수된 흡수액을 가열하여 재생시키는 것으로, 전술한 바와 같이 보일러(7)에서 생성된 스팀 또는 연소기관(4)의 냉각수로부터 열을 공급받아 흡수액을 가열할 수 있다. 이를 위해, 재생부(53)에는 스팀 또는 냉각수가 유동하는 유동관(7a)이 관통할 수 있다. 흡수액이 가열됨에 따라 냉매가 증발하여 흡수액의 농도가 다시 증가하게 되며, 재생된 흡수액은 흡수부(52)로 순환되어 다시 냉매를 흡수하고 다시 재생부(53)로 이동하여 가열 및 농축 과정을 반복할 수 있다. 재생부(53)에서 증발된 냉매는 응축부(54)로 이동하여 응축된다. 응축부(54)는 냉각매체로부터 냉열을 공급받아 냉매를 냉각하여 응축시키며, 냉각매체는 한정될 것은 아니나, 예를 들어, 해수일 수 있다. 냉각매체에 의해 냉각되어 응축된 냉매는 다시 증발부(51)로 공급되어 전술한 일련의 과정을 반복하고, 냉각매체는 필요처에 공급되거나 별도의 냉각과정을 거친 후 다시 응축부(54)로 순환되거나 해상에 방류될 수 있다.To be described in more detail with reference to FIG. 2, the absorption refrigerator includes an evaporation unit 51, an absorption unit 52, a regeneration unit 53, and a condensation unit 54. The evaporation unit 51 cools the working fluid using the latent heat of evaporation of the refrigerant, and the condensed liquid refrigerant can be stored therein. The refrigerant is not limited, but may be, for example, fresh water. The working fluid flows through a passage circulating between the evaporation unit 51 and the dissolution tank 20, and is cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant in the evaporation unit 51 and then moves to the dissolution tank 20 to cool the water. You can do it. As the evaporation amount of refrigerant increases in the evaporation unit 51, the partial pressure of water vapor gradually increases and the evaporation temperature increases, so cooling efficiency may decrease. Accordingly, the refrigerant evaporated in the evaporation unit 51 can be moved to the absorption unit 52 so that the evaporation pressure and temperature of the refrigerant in the evaporation unit 51 can be maintained constant. Since the absorption portion 52 contains an absorption liquid that absorbs the refrigerant, the evaporated refrigerant that has moved to the absorption portion 52 can be absorbed by the absorption liquid. The absorption liquid is not limited, but may be, for example, an aqueous lithium bromide (LiBr) solution. As the amount of refrigerant absorbed into the absorption liquid increases, the concentration of the absorption liquid gradually becomes diluted, which may reduce absorption efficiency. Therefore, in order to regenerate the absorbent liquid, the absorbent liquid in which the refrigerant has been absorbed can be moved to the regeneration unit 53. The regeneration unit 53 heats and regenerates the absorption liquid in which the refrigerant has been absorbed. As described above, the absorption liquid can be heated by receiving heat from the steam generated in the boiler 7 or the coolant of the combustion engine 4. For this purpose, a flow pipe 7a through which steam or cooling water flows may pass through the regeneration unit 53. As the absorbent liquid is heated, the refrigerant evaporates and the concentration of the absorbent liquid increases again, and the regenerated absorbent liquid circulates to the absorption unit 52 to absorb the refrigerant again and moves to the regeneration unit 53 to repeat the heating and concentration process. can do. The refrigerant evaporated in the regeneration unit 53 moves to the condensation unit 54 and is condensed. The condensing unit 54 receives cold heat from a cooling medium, cools the refrigerant, and condenses it. The cooling medium is not limited, but may be, for example, seawater. The refrigerant cooled and condensed by the cooling medium is supplied back to the evaporation unit 51 to repeat the above-described series of processes, and the cooling medium is supplied to the required location or goes through a separate cooling process and then returned to the condensation unit 54. It can be circulated or discharged into the sea.

한편, 용해탱크(20) 내 물의 암모니아 용해도는 정해져 있으므로, 암모니아수가 포화 상태가 되면 물을 추가로 공급하거나 암모니아수를 배출할 수 있다. 용해탱크(20)는 전술한 제1 청수공급관(30)으로부터 청수를 공급받으며, 제1 청수공급관(30)은 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 이상이면 개방되어 청수탱크(A) 내 청수를 용해탱크(20) 내부에 미립자 형태로 분사할 수 있다. 제1 청수공급관(30)이 용해탱크(20) 내부에 청수를 분사함으로써, 물에 용해되지 못하고 용해탱크(20) 내 부유하는 암모니아가 청수에 용이하게 용해될 수 있다. 그러나, 제1 청수공급관(30)이 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 이상일 때 개방되는 것으로 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 제1 청수공급관(30)은 제1 센서(21)의 측정값에 관계없이 개방되어 청수를 분사할 수도 있다.Meanwhile, since the solubility of ammonia in the water in the dissolution tank 20 is determined, when the ammonia water becomes saturated, additional water can be supplied or the ammonia water can be discharged. The dissolution tank 20 receives fresh water from the above-described first fresh water supply pipe 30, and the first fresh water supply pipe 30 is opened when the concentration measured by the first sensor 21 is more than the standard value, and the fresh water tank (A) The fresh water inside can be sprayed in the form of fine particles inside the dissolution tank (20). As the first fresh water supply pipe 30 sprays fresh water into the dissolution tank 20, ammonia floating in the dissolution tank 20 and not dissolved in water can be easily dissolved in the fresh water. However, the first fresh water supply pipe 30 is not limited to being opened when the concentration measured by the first sensor 21 is higher than the standard value, and, if necessary, the first fresh water supply pipe 30 is connected to the first sensor 21. Regardless of the measured value, it can be opened to spray fresh water.

용해탱크(20) 내 암모니아수는 암모니아수이동관(40)으로 배출되며, 암모니아수이동관(40)은 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 이상인 경우 개방되어 암모니아수를 배출시킬 수 있다. 용해탱크(20) 내 암모니아수가 암모니아수이동관(40)으로 배출됨에 따라, 용해탱크(20)에 새 청수를 저장할 수 있어 암모니아를 지속적으로 용해시킬 수 있다. 암모니아수이동관(40)은 저장탱크(60)에 연결될 수 있다.The ammonia water in the dissolution tank 20 is discharged into the ammonia water transfer pipe 40, and the ammonia water transfer pipe 40 can be opened to discharge the ammonia water when the concentration measured by the first sensor 21 is higher than the standard value. As the ammonia water in the dissolution tank (20) is discharged into the ammonia water transfer pipe (40), new fresh water can be stored in the dissolution tank (20) and ammonia can be continuously dissolved. The ammonia water transfer pipe 40 may be connected to the storage tank 60.

저장탱크(60)는 용해탱크(20)로부터 암모니아수를 공급받아 저장하는 탱크로, 제2 청수공급관(80)과 암모니아수배출관(71)이 각각 연결될 수 있다.The storage tank 60 is a tank that receives and stores ammonia water from the dissolution tank 20, and can be connected to the second fresh water supply pipe 80 and the ammonia water discharge pipe 71, respectively.

제2 청수공급관(80)은 단부가 청수탱크(A)에 연결되어 저장탱크(60)로 청수를 공급하며, 제1 청수공급관(30)과 같이 청수를 저장탱크(60) 내부에 미립자 형태로 분사하여 저장탱크(60) 내부의 암모니아수의 농도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 청수공급관(80)은 저장탱크(60) 내 암모니아수의 농도를 측정하는 제2 센서(61)에서 측정된 농도가 기준치 이상인 경우 개방되어 암모니아수의 농도를 조절할 수 있다. 도면 상에는 제2 청수공급관(80)이 제1 청수공급관(30)에 합류되어 청수탱크(A)에 간접 연결되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 제2 청수공급관(80)은 청수탱크(A)에 직접 연결될 수도 있다.The second fresh water supply pipe (80) is connected at its end to the fresh water tank (A) to supply fresh water to the storage tank (60), and like the first fresh water supply pipe (30), fresh water is stored in the form of fine particles inside the storage tank (60). By spraying, the concentration of ammonia water inside the storage tank 60 can be adjusted. For example, the second fresh water supply pipe 80 may be opened to adjust the concentration of ammonia water when the concentration measured by the second sensor 61 that measures the concentration of ammonia water in the storage tank 60 is higher than the standard value. In the drawing, the second fresh water supply pipe 80 is shown as being joined to the first fresh water supply pipe 30 and indirectly connected to the fresh water tank (A), but it is not limited to this and, if necessary, the second fresh water supply pipe 80 may be connected directly to the fresh water tank (A).

저장탱크(60) 내 암모니아수는 선박이 항구 등에 정박할 때 암모니아수배출관(71)을 통해 배출되어 필요처에 활용될 수 있다.The ammonia water in the storage tank (60) can be discharged through the ammonia water discharge pipe (71) when a ship docks in a port, etc., and used where necessary.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 암모니아 처리 시스템(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, the operation of the ammonia treatment system 1 will be described in more detail.

도 3 및 도 4는 암모니아 처리 시스템의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.Figures 3 and 4 are operational diagrams to explain the operation of the ammonia treatment system.

본 발명에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은 연소기관(4)이 트립되거나 연소기관(4)의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 냉각부(50)가 암모니아를 용해하는 물이 채워진 용해탱크(20)를 순환하는 작동유체를 냉각시키므로, 물의 온도가 낮아져 암모니아의 용해도가 향상될 수 있다. 암모니아의 용해도가 향상됨에 따라 용해탱크(20) 내 일정량의 물이 저장된 상태에서도 다량의 암모니아를 신속하게 용해시킬 수 있어 암모니아의 신속한 방출이 가능하다.The ammonia treatment system (1) according to the present invention is a dissolution tank (20) filled with water that dissolves ammonia in the cooling unit (50) when the combustion engine (4) trips, the combustion engine (4) malfunctions, or an emergency situation occurs within the ship. ) by cooling the circulating working fluid, the temperature of the water can be lowered and the solubility of ammonia can be improved. As the solubility of ammonia improves, a large amount of ammonia can be quickly dissolved even when a certain amount of water is stored in the dissolution tank 20, enabling rapid release of ammonia.

먼저, 도 3을 참조하면, 암모니아는 암모니아공급관(10)을 통해 일정량의 물이 채워진 용해탱크(20)로 공급된다. 동시에 또는 순차적으로, 보일러(7)에서 생성된 스팀이 유동관(7a)을 통해 냉각부(50)의 재생부(53)로 공급되어 냉매가 흡수된 흡수액을 가열하는 열원으로 사용된 후 선내 필요처로 공급된다. 보다 구체적으로, 용해탱크(20)와 증발부(51) 사이를 순환하는 작동유체는 증발부(51)에서 냉매의 증발 잠열에 의해 냉각된 후 용해탱크(20)로 공급되어 물을 냉각시키고, 증발된 냉매는 흡수부(52)로 이동하여 흡수액에 흡수된다. 냉매가 흡수되어 농도가 저하된 흡수액은 재생부(53)로 이동하며, 재생부(53)에서 유동관(7a)을 유동하는 스팀에 의해 가열된다. 가열되어 냉매가 증발한 흡수액은 다시 흡수부(52)로 순환되며, 흡수액으로부터 증발된 냉매는 응축부(54)에서 냉각매체의 의해 냉각되어 응축된 후 다시 증발부(51)로 공급된다.First, referring to FIG. 3, ammonia is supplied through the ammonia supply pipe 10 to the dissolution tank 20 filled with a certain amount of water. Simultaneously or sequentially, the steam generated in the boiler 7 is supplied to the regeneration section 53 of the cooling section 50 through the flow pipe 7a and is used as a heat source to heat the absorption liquid in which the refrigerant has been absorbed, and is then transported to the required location within the ship. supplied. More specifically, the working fluid circulating between the dissolution tank 20 and the evaporation unit 51 is cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant in the evaporation unit 51 and then supplied to the dissolution tank 20 to cool the water, The evaporated refrigerant moves to the absorption unit 52 and is absorbed into the absorption liquid. The absorption liquid whose concentration has decreased due to absorption of the refrigerant moves to the regeneration unit 53 and is heated by steam flowing through the flow pipe 7a from the regeneration unit 53. The absorption liquid in which the refrigerant is heated and evaporated is circulated back to the absorption unit 52, and the refrigerant evaporated from the absorption liquid is cooled and condensed by the cooling medium in the condensation unit 54 and then supplied to the evaporation unit 51 again.

용해탱크(20)로 공급된 암모니아는 냉각부(50)에 의해 냉각된 물에 용해되어 농도가 점차 감소된다. 제1 센서(21)는 용해탱크(20) 내 암모니아수의 농도를 측정하며, 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 미만이 되면 배기관(91)이 개방된다. 배기관(91)으로 배출된 암모니아는 벤트마스트(V)를 통해 대기 중에 방출된다.Ammonia supplied to the dissolution tank 20 is dissolved in water cooled by the cooling unit 50, and its concentration gradually decreases. The first sensor 21 measures the concentration of ammonia water in the dissolution tank 20, and when the concentration measured by the first sensor 21 falls below the standard value, the exhaust pipe 91 is opened. Ammonia discharged through the exhaust pipe 91 is released into the atmosphere through the vent mast (V).

이어서, 도 4를 참조하면, 용해탱크(20) 내 암모니아수가 포화상태가 되어 제1 센서(21)에서 측정된 농도가 기준치 이상이 되면, 제1 청수공급관(30)이 개방된다. 제1 청수공급관(30)은 청수탱크(A) 내 청수를 용해탱크(20) 내부에 분사하며, 이로 인해, 용해탱크(20) 내부에서 부유하는 암모니아가 추가로 용해될 수 있다. 동시에 또는 순차적으로, 암모니아수이동관(40)이 개방된다. 암모니아수이동관(40)은 용해탱크(20) 내 암모니아수를 저장탱크(60)로 이동시키며, 필요에 따라 제2 청수공급관(80)이 개방되어 저장탱크(60) 내 암모니아수의 농도를 조절할 수 있다. 저장탱크(60)에 저장된 암모니아수는 선박이 항구 등에 정박할 때 암모니아수배출관(71)을 통해 배출되어 필요처에 활용될 수 있다.Next, referring to FIG. 4, when the ammonia water in the dissolution tank 20 becomes saturated and the concentration measured by the first sensor 21 becomes more than the standard value, the first fresh water supply pipe 30 is opened. The first fresh water supply pipe 30 sprays fresh water from the fresh water tank A into the dissolution tank 20, and as a result, ammonia floating inside the dissolution tank 20 may be further dissolved. Simultaneously or sequentially, the ammonia water transfer pipe 40 is opened. The ammonia water transfer pipe 40 moves the ammonia water in the dissolution tank 20 to the storage tank 60, and if necessary, the second fresh water supply pipe 80 is opened to adjust the concentration of ammonia water in the storage tank 60. The ammonia water stored in the storage tank (60) can be discharged through the ammonia water discharge pipe (71) when a ship docks in a port, etc., and used where necessary.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1-1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the ammonia treatment system 1-1 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템을 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an ammonia treatment system according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1-1)은 저장탱크(60)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하는 제1 회수관(70)과, 용해탱크(20)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하는 제2 회수관(90)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1-1)은 저장탱크(60)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하는 제1 회수관(70)과, 용해탱크(20)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하는 제2 회수관(90)을 더 포함하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.The ammonia treatment system (1-1) according to another embodiment of the present invention includes a first recovery pipe (70) connecting the storage tank (60) and the selective catalytic reduction reactor (6), a dissolution tank (20), and a selective catalyst. It includes a second recovery pipe (90) connecting the reduction reactor (6). The ammonia treatment system (1-1) according to another embodiment of the present invention includes a first recovery pipe (70) connecting the storage tank (60) and the selective catalytic reduction reactor (6), a dissolution tank (20), and a selective catalyst. It is substantially the same as the above-described embodiment, except that it further includes a second recovery pipe 90 connecting the reduction reactor 6. Therefore, this will be mainly explained, but unless otherwise stated, the description of the remaining components will be replaced by the above-described details.

제1 회수관(70)은 저장탱크(60)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하여 저장탱크(60)로부터 선택적촉매환원반응기(6)로 암모니아수를 기화하여 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 회수관(70)은 암모니아수배출관(71)에서 분기되어 선택적촉매환원반응기(6)로 연결되며, 제1 회수관(70)의 분기 지점에는 삼방밸브(3-way valve) 형태의 제어밸브(도면부호 미도시)가 설치되어 암모니아수배출관(71) 측 암모니아수의 유동과 제1 회수관(70) 측 암모니아수의 유동이 동시에 제어될 수 있다. 제1 회수관(70) 상에는 암모니아수를 가열하여 기화시키는 기화기(72)와, 기화된 암모니아수를 기액분리하는 기액분리기(73)가 차례로 설치되므로, 기상의 암모니아만 선택적촉매환원반응기(6)로 공급될 수 있다. 기액분리기(73)에서 분리된 물 또는 암모니아수는 배수관(73a)을 통해 다시 용해탱크(20)로 순환될 수 있다.The first recovery pipe 70 connects the storage tank 60 and the selective catalytic reduction reactor 6 to vaporize and supply ammonia water from the storage tank 60 to the selective catalytic reduction reactor 6. More specifically, the first recovery pipe 70 is branched from the ammonia water discharge pipe 71 and connected to the selective catalytic reduction reactor 6, and a three-way valve is installed at the branch point of the first recovery pipe 70. A type of control valve (not shown) is installed so that the flow of ammonia water on the ammonia water discharge pipe 71 side and the flow of ammonia water on the first recovery pipe 70 side can be controlled simultaneously. On the first recovery pipe 70, a vaporizer 72 that heats and vaporizes ammonia water and a gas-liquid separator 73 that separates the vaporized ammonia water from gas and liquid are sequentially installed, so only gaseous ammonia is supplied to the selective catalytic reduction reactor (6). It can be. The water or ammonia water separated in the gas-liquid separator 73 may be circulated back to the dissolution tank 20 through the drain pipe 73a.

제2 회수관(90)은 용해탱크(20)와 선택적촉매환원반응기(6)를 연결하여 용해탱크(20)로부터 선택적촉매환원반응기(6)로 암모니아를 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 회수관(90)은 배기관(91)에서 분기되어 선택적촉매환원반응기(6)로 연결되며, 제2 회수관(90)의 분기지점에는 삼방밸브(3-way valve) 형태의 제어밸브(도면부호 미도시)가 설치되어 배기관(91) 측 유동과 제2 회수관(90) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다. 제2 회수관(90) 상에는 압축기(92)가 설치되므로, 필요에 따라 암모니아를 가압하여 선택적촉매환원반응기(6)로 공급할 수 있다.The second recovery pipe 90 connects the dissolution tank 20 and the selective catalytic reduction reactor 6 to supply ammonia from the dissolution tank 20 to the selective catalytic reduction reactor 6. More specifically, the second recovery pipe 90 is branched from the exhaust pipe 91 and connected to the selective catalytic reduction reactor 6, and a three-way valve is formed at the branch point of the second recovery pipe 90. A control valve (not shown) is installed so that the flow on the exhaust pipe 91 side and the flow on the second recovery pipe 90 can be controlled simultaneously. Since the compressor 92 is installed on the second recovery pipe 90, ammonia can be pressurized and supplied to the selective catalytic reduction reactor 6, if necessary.

이처럼, 용해탱크(20) 내 암모니아를 선택적촉매환원반응기(6)로 공급하거나 저장탱크(60) 내 암모니아수를 기화 후 선택적촉매환원반응기(6)로 공급하여 환원제로 사용함에 따라, 배기가스 내 질소산화물을 저감시킬 수 있음은 물론 암모니아 및 암모니아수를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 별도의 요소수탱크를 구비하지 않아도 되므로, 선내 공간 활용도가 증대될 수 있다.In this way, the ammonia in the dissolution tank 20 is supplied to the selective catalytic reduction reactor 6 or the ammonia water in the storage tank 60 is vaporized and supplied to the selective catalytic reduction reactor 6 to be used as a reducing agent, thereby reducing nitrogen in the exhaust gas. Not only can oxides be reduced, but ammonia and ammonia water can be treated efficiently. In addition, since there is no need to provide a separate urea water tank, space utilization within the ship can be increased.

도면 상에는 제2 회수관(90)이 제1 회수관(70)에 합류되어 선택적촉매환원반응기(6)에 간접 연결되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라 제2 회수관(90)은 선택적촉매환원반응기(6)에 직접 연결될 수도 있다.In the drawing, the second recovery pipe 90 is shown as being joined to the first recovery pipe 70 and indirectly connected to the selective catalytic reduction reactor 6, but it is not limited thereto, and the second recovery pipe 90 may be used as necessary. ) may be directly connected to the selective catalytic reduction reactor (6).

이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 암모니아 연료 선박(100)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, an ammonia fuel ship 100 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 암모니아 연료 선박을 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram showing an ammonia fuel ship according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 암모니아 연료 선박(100)은 냉각부(50)가 물의 온도를 낮추어 암모니아의 용해도를 향상시키므로, 연소기관(4)이 트립되거나 연소기관(4)의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 폭발 위험성이 높은 암모니아를 신속하게 처리할 수 있다. 또한, 용해탱크(20) 내 암모니아를 선택적촉매환원반응기(6)로 공급하거나 암모니아가 물에 용해되어 생성된 암모니아수를 기화 후 선택적촉매환원반응기(6)로 공급하여 환원제로 사용함에 따라, 배기가스 내 질소산화물을 저감시킬 수 있음은 물론 암모니아 및 암모니아수를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한, 별도의 요소수탱크를 구비하지 않아도 되므로, 선내 공간 활용도가 증대될 수 있다.In the ammonia fuel vessel 100 according to another embodiment of the present invention, the cooling unit 50 lowers the temperature of the water to improve the solubility of ammonia, so that the combustion engine 4 trips, the combustion engine 4 malfunctions, or the ship In the event of an emergency, ammonia, which has a high risk of explosion, can be quickly disposed of. In addition, the ammonia in the dissolution tank (20) is supplied to the selective catalytic reduction reactor (6), or the ammonia water produced by dissolving ammonia in water is vaporized and supplied to the selective catalytic reduction reactor (6) to be used as a reducing agent, thereby reducing the exhaust gas. Not only can it reduce nitrogen oxides, but it can also efficiently treat ammonia and ammonia water. In addition, since there is no need to provide a separate urea water tank, space utilization within the ship can be increased.

암모니아 연료 선박(100)은 선체(2), 연료탱크(3), 연소기관(4), 선택적촉매환원반응기(6), 및 암모니아공급관(10)과 용해탱크(20)와 저장탱크(60), 및 제1 회수관(70)을 포함하는 암모니아 처리 시스템(1)을 포함한다. 또한, 암모니아 연료 선박(100)은 보일러(7), 냉각부(50), 및 제2 회수관(90)을 더 포함한다. 암모니아공급관(10), 용해탱크(20), 저장탱크(60), 제1 회수관(70), 냉각부(50), 제2 회수관(90)은 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로, 구체적인 설명은 전술한 사항으로 대신한다.The ammonia fuel ship 100 includes a hull (2), a fuel tank (3), a combustion engine (4), a selective catalytic reduction reactor (6), an ammonia supply pipe (10), a dissolution tank (20), and a storage tank (60). , and an ammonia treatment system (1) including a first recovery pipe (70). In addition, the ammonia fuel vessel 100 further includes a boiler 7, a cooling unit 50, and a second recovery pipe 90. Since the ammonia supply pipe 10, dissolution tank 20, storage tank 60, first recovery pipe 70, cooling unit 50, and second recovery pipe 90 are substantially the same as the above-described embodiment, Specific explanations are replaced by the above.

선체(2)는 암모니아 연료 선박(100)의 외형을 이루는 것으로, 외측 형상이 유선형(流線型)으로 형성되어 해류에 의한 저항을 최소화할 수 있다. 선체(2)에는 연료탱크(3)를 비롯하여 연소기관(4), 선택적촉매환원반응기(6), 용해탱크(20), 저장탱크(60), 보일러(7), 냉각부(50)가 설치된다.The hull 2 forms the outer shape of the ammonia fuel ship 100, and has a streamlined outer shape to minimize resistance due to ocean currents. The hull (2) is equipped with a fuel tank (3), a combustion engine (4), a selective catalytic reduction reactor (6), a dissolution tank (20), a storage tank (60), a boiler (7), and a cooling unit (50). do.

연료탱크(3)는 액상암모니아를 저장하는 탱크로, 내부가 일정한 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 연료탱크(3)는 내부 압력이 1barg 이하인 멤브레인 타입의 상압탱크로 형성되거나 내부 압력이 1barg를 초과하되 10barg 미만인 가압탱크로 형성될 수 있다. 연료탱크(3)에 저장된 액상암모니아는 제1 연료공급관(3a)을 통해 연소기관(4)으로 공급될 수 있다. 제1 연료공급관(3a) 상에는 승압펌프(3b)와 제1 히터(3c)가 차례로 설치되므로, 액상암모니아는 연소기관(4)에서 요구되는 압력 및 온도 조건으로 가압 및 가열된 후 연소기관(4)으로 공급될 수 있다.The fuel tank 3 is a tank that stores liquid ammonia, and its interior can be maintained at a constant pressure. For example, the fuel tank 3 may be formed as a membrane-type normal pressure tank with an internal pressure of 1 barg or less, or as a pressurized tank with an internal pressure of more than 1 barg but less than 10 barg. Liquid ammonia stored in the fuel tank 3 can be supplied to the combustion engine 4 through the first fuel supply pipe 3a. Since the booster pump (3b) and the first heater (3c) are sequentially installed on the first fuel supply pipe (3a), the liquid ammonia is pressurized and heated to the pressure and temperature conditions required by the combustion engine (4) and then transferred to the combustion engine (4). ) can be supplied.

연소기관(4)은 연료탱크(3)로부터 공급되는 액상암모니아를 연소하여 동력을 생성하는 것으로, 예를 들어, 암모니아 엔진일 수 있다. 선체(2)는 연소기관(4)에서 생성된 동력으로 추진될 수 있다. 연소기관(4)이 액상암모니아를 연소할 때 생성된 배기가스는 질소산화물을 포함하는 상태로 배기가스관(5)으로 배출되며, 배기가스관(5) 상에는 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 선택적촉매환원반응기(6)가 설치될 수 있다.The combustion engine 4 generates power by burning liquid ammonia supplied from the fuel tank 3, and may be, for example, an ammonia engine. The hull 2 can be propelled by power generated by the combustion engine 4. The exhaust gas generated when the combustion engine (4) burns liquid ammonia is discharged to the exhaust gas pipe (5) in a state containing nitrogen oxides, and on the exhaust gas pipe (5) there is a selective gas to remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas. A catalytic reduction reactor (6) may be installed.

선택적촉매환원반응기(6)는 배기가스관(5)으로부터 공급된 배기가스에 제1 회수관(70) 또는 제2 회수관(90)으로부터 공급받은 암모니아를 분사하여, 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 환원시킬 수 있다. 제1 회수관(70)과 제2 회수관(90)이 폐쇄된 경우, 선택적촉매환원반응기(6)는 별도의 배관(도시되지 않음)을 통해 연료탱크(3)로부터 액상암모니아가 자연 기화되어 생성된 암모니아를 공급받을 수 있다. 질소산화물이 제거된 배기가스는 배기가스관(5)을 통해 대기 중으로 방출될 수 있다.The selective catalytic reduction reactor (6) injects ammonia supplied from the first recovery pipe (70) or the second recovery pipe (90) into the exhaust gas supplied from the exhaust gas pipe (5) to remove nitrogen oxides contained in the exhaust gas. It can be reduced to nitrogen and water. When the first recovery pipe 70 and the second recovery pipe 90 are closed, the selective catalytic reduction reactor 6 naturally vaporizes liquid ammonia from the fuel tank 3 through a separate pipe (not shown). The generated ammonia can be supplied. The exhaust gas from which nitrogen oxides have been removed can be discharged into the atmosphere through the exhaust gas pipe (5).

한편, 연료탱크(3)에 저장된 액상암모니아가 자연 기화되어 생성된 암모니아는 제2 연료공급관(7b)을 통해 보일러(7)로 공급될 수 있다. 제2 연료공급관(7b) 상에는 제2 히터(7c)가 설치되므로, 암모니아는 보일러(7)에서 요구되는 온도 조건으로 가열된 후 보일러(7)로 공급될 수 있다.Meanwhile, ammonia generated by natural vaporization of liquid ammonia stored in the fuel tank 3 can be supplied to the boiler 7 through the second fuel supply pipe 7b. Since the second heater 7c is installed on the second fuel supply pipe 7b, ammonia can be heated to the required temperature condition in the boiler 7 and then supplied to the boiler 7.

보일러(7)는 연료탱크(3)로부터 액상암모니아가 자연 기화되어 생성된 암모니아를 공급받아 스팀을 생성하고, 생성된 스팀은 유동관(7a)을 통해 냉각부(50)로 공급될 수 있다. 냉각부(50)는 스팀을 열원으로 하여 용해탱크(20)를 순환하는 작동유체를 냉각시키며, 이로 인해, 용해탱크(20) 내부에 채워진 물이 냉각되어 암모니아공급관(10)을 통해 공급되는 암모니아를 용이하게 용해시킬 수 있다.The boiler 7 generates steam by receiving ammonia generated by natural vaporization of liquid ammonia from the fuel tank 3, and the generated steam can be supplied to the cooling unit 50 through the flow pipe 7a. The cooling unit 50 uses steam as a heat source to cool the working fluid circulating in the dissolution tank 20. As a result, the water filled inside the dissolution tank 20 is cooled and the ammonia supplied through the ammonia supply pipe 10 is cooled. can be easily dissolved.

암모니아공급관(10)은 일단이 연료탱크(3)와 연소기관(4) 중 적어도 하나에 연결되고 타단이 용해탱크(20)에 연결되어, 연소기관(4)이 트립되거나 연소기관(4)의 이상 또는 선박 내 비상상황 발생 시 암모니아를 용해탱크(20)로 공급할 수 있다. 용해탱크(20)로 공급된 암모니아는 냉각부(50)에 의해 냉각된 물에 용해되어 농도가 점차 감소되고, 암모니아가 물에 용해되어 생성된 암모니아수는 농도가 점차 증가할 수 있다. 제1 센서(21)에서 측정된 암모니아수의 농도가 기준치 이상이 되면, 제1 청수공급관(30)과 암모니아수이동관(40)이 개방될 수 있다. 필요에 따라, 제2 회수관(90)이 개방되어 용해탱크(20) 내 암모니아가 선택적촉매환원반응기(6)로 공급될 수도 있다. 제1 청수공급관(30)은 용해탱크(20) 내부로 청수를 공급하여 암모니아를 추가로 용해시키거나 암모니아수의 농도를 조절하며, 암모니아수이동관(40)은 용해탱크(20) 내 암모니아수를 저장탱크(60)로 이동시킨다. 제2 센서(61)에서 측정된 암모니아수의 농도가 기준치 이상이 되면, 제2 청수공급관(80)이 개방되어 암모니아수의 농도가 조절될 수 있다. 필요에 따라, 제1 회수관(70)이 개방되어 저장탱크(60) 내 암모니아수가 기화된 후 선택적촉매환원반응기(6)로 공급될 수도 있다.The ammonia supply pipe (10) has one end connected to at least one of the fuel tank (3) and the combustion engine (4) and the other end connected to the dissolution tank (20), so that the combustion engine (4) trips or the combustion engine (4) In the event of an abnormality or emergency situation within the ship, ammonia can be supplied to the dissolution tank (20). Ammonia supplied to the dissolution tank 20 may be dissolved in water cooled by the cooling unit 50, and the concentration may gradually decrease, and the concentration of ammonia water produced by dissolving ammonia in water may gradually increase. When the concentration of ammonia water measured by the first sensor 21 is higher than the standard value, the first fresh water supply pipe 30 and the ammonia water transfer pipe 40 may be opened. If necessary, the second recovery pipe 90 may be opened to supply ammonia in the dissolution tank 20 to the selective catalytic reduction reactor 6. The first fresh water supply pipe 30 supplies fresh water into the dissolution tank 20 to further dissolve ammonia or adjust the concentration of ammonia water, and the ammonia water transfer pipe 40 stores the ammonia water in the dissolution tank 20 ( 60). When the concentration of ammonia water measured by the second sensor 61 is higher than the standard value, the second fresh water supply pipe 80 is opened and the concentration of ammonia water can be adjusted. If necessary, the first recovery pipe 70 may be opened and the ammonia water in the storage tank 60 may be vaporized and then supplied to the selective catalytic reduction reactor (6).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

1, 1-1: 암모니아 처리 시스템
2: 선체 3: 연료탱크
4: 연소기관 5: 배기가스관
6: 선택적촉매환원반응기 7: 보일러
10: 암모니아공급관 20: 용해탱크
21: 제1 센서 30: 제1 청수공급관
40: 암모니아수이동관 50: 냉각부
60: 저장탱크 61: 제2 센서
70: 제1 회수관 71: 암모니아수배출관
72: 기화기 73: 기액분리기
80: 제2 청수공급관 90: 제2 회수관
91: 배기관 92: 압축기
100: 암모니아 연료 선박1, 1-1: Ammonia treatment system
2: Hull 3: Fuel tank
4: Combustion engine 5: Exhaust gas pipe
6: Selective catalytic reduction reactor 7: Boiler
10: Ammonia supply pipe 20: Dissolution tank
21: first sensor 30: first fresh water supply pipe
40: Ammonia water transfer pipe 50: Cooling unit
60: storage tank 61: second sensor
70: first recovery pipe 71: ammonia water discharge pipe
72: vaporizer 73: gas-liquid separator
80: second fresh water supply pipe 90: second recovery pipe
91: exhaust pipe 92: compressor
100: Ammonia fueled ships

Claims (9)

암모니아가 공급되는 암모니아공급관;
내부에 물이 채워져 상기 암모니아공급관을 통해 공급되는 상기 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 용해탱크;
상기 용해탱크에 청수를 공급하는 제1 청수공급관;
상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 배출하는 암모니아수이동관, 및
상기 용해탱크를 냉각시키는 냉각부를 포함하는 암모니아 처리 시스템.Ammonia supply pipe through which ammonia is supplied;
A dissolution tank filled with water inside and dissolving the ammonia supplied through the ammonia supply pipe to generate ammonia water;
A first fresh water supply pipe supplying fresh water to the dissolution tank;
An ammonia water transfer pipe discharging the ammonia water from the dissolution tank, and
An ammonia treatment system including a cooling unit that cools the dissolution tank. 제1 항에 있어서,
상기 암모니아수이동관과 연결되어 상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 공급받아 저장하는 저장탱크를 더 포함하는 암모니아 처리 시스템.According to claim 1,
An ammonia treatment system further comprising a storage tank connected to the ammonia water transfer pipe to receive and store the ammonia water from the dissolution tank. 제2 항에 있어서,
상기 저장탱크와 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 저장탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아수를 기화하여 공급하는 제1 회수관을 더 포함하는 암모니아 처리 시스템.According to clause 2,
The ammonia treatment system further includes a first recovery pipe that connects the storage tank and the selective catalytic reduction reactor to vaporize and supply the ammonia water from the storage tank to the selective catalytic reduction reactor. 제2 항에 있어서,
상기 저장탱크로 청수를 공급하여 상기 저장탱크 내부의 상기 암모니아수의 농도를 조절하는 제2 청수공급관을 더 포함하는 암모니아 처리 시스템.According to clause 2,
An ammonia treatment system further comprising a second fresh water supply pipe that supplies fresh water to the storage tank to control the concentration of the ammonia water inside the storage tank. 제1 항에 있어서,
상기 용해탱크와 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 용해탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아를 공급하는 제2 회수관을 더 포함하는 암모니아 처리 시스템.According to claim 1,
The ammonia treatment system further includes a second recovery pipe connecting the dissolution tank and the selective catalytic reduction reactor to supply the ammonia from the dissolution tank to the selective catalytic reduction reactor. 제1 항에 있어서, 상기 냉각부는,
냉매의 증발잠열을 이용하여 상기 작동유체를 냉각시키는 증발부와,
상기 증발부에서 증발된 상기 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수부와,
보일러에서 생성된 스팀 또는 연소기관의 냉각수로부터 열을 공급받아 상기 냉매가 흡수된 상기 흡수액을 가열하여 재생시키는 재생부, 및
냉각매체로부터 냉열을 공급받아 상기 재생부에서 증발한 상기 냉매를 응축시키는 응축부를 포함하는 흡수식냉동기인 암모니아 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the cooling unit,
an evaporation unit that cools the working fluid using the latent heat of evaporation of the refrigerant;
an absorption unit containing an absorption liquid that absorbs the refrigerant evaporated in the evaporation unit;
A regeneration unit that receives heat from the steam generated in the boiler or the coolant of the combustion engine to heat and regenerate the absorption liquid in which the refrigerant has been absorbed, and
An ammonia treatment system that is an absorption refrigerator including a condensation unit that receives cold heat from a cooling medium and condenses the refrigerant evaporated in the regeneration unit. 선체;
상기 선체에 설치되며, 액상암모니아를 저장하는 연료탱크;
상기 연료탱크로부터 공급되는 상기 액상암모니아를 연소하여 동력을 생성하는 연소기관;
상기 연소기관에서 생성된 배기가스를 배출하는 배기가스관 상에 설치되며, 상기 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하는 선택적촉매환원반응기, 및
상기 연료탱크와 상기 연소기관 중 적어도 하나에 연결되며, 상기 액상암모니아가 기화되어 생성된 암모니아를 공급하는 암모니아공급관,
내부에 물이 채워져 상기 암모니아공급관을 통해 공급되는 상기 암모니아를 용해하여 암모니아수를 생성하는 용해탱크,
상기 용해탱크로부터 상기 암모니아수를 공급받아 저장하는 저장탱크, 및
상기 저장탱크와 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 저장탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아수를 기화하여 공급하는 제1 회수관을 포함하는 암모니아 처리 시스템을 포함하는 암모니아 연료 선박.hull;
A fuel tank installed on the hull and storing liquid ammonia;
a combustion engine that generates power by burning the liquid ammonia supplied from the fuel tank;
A selective catalytic reduction reactor installed on an exhaust gas pipe that discharges exhaust gas generated from the combustion engine and removing nitrogen oxides contained in the exhaust gas, and
An ammonia supply pipe connected to at least one of the fuel tank and the combustion engine and supplying ammonia produced by vaporizing the liquid ammonia,
A dissolution tank filled with water inside and dissolving the ammonia supplied through the ammonia supply pipe to generate ammonia water,
A storage tank that receives and stores the ammonia water from the dissolution tank, and
An ammonia fuel vessel comprising an ammonia treatment system including a first recovery pipe connecting the storage tank and the selective catalytic reduction reactor to vaporize and supply the ammonia water from the storage tank to the selective catalytic reduction reactor. 제7 항에 있어서,
상기 연료탱크로부터 상기 액상암모니아가 자연 기화하여 생성된 암모니아를 공급받아 스팀을 생성하는 보일러, 및
상기 스팀을 열원으로 하여 상기 용해탱크를 순환하는 작동유체를 냉각시키는 흡수식냉동기로 구성된 냉각부를 포함하는 암모니아 연료 선박.According to clause 7,
A boiler that generates steam by receiving ammonia generated by natural vaporization of the liquid ammonia from the fuel tank, and
An ammonia fuel ship comprising a cooling unit composed of an absorption refrigerator that cools the working fluid circulating in the dissolution tank using the steam as a heat source. 제7 항에 있어서,
상기 용해탱크와 상기 선택적촉매환원반응기를 연결하여, 상기 용해탱크로부터 상기 선택적촉매환원반응기로 상기 암모니아를 공급하는 제2 회수관을 더 포함하는 암모니아 연료 선박.According to clause 7,
An ammonia fuel vessel further comprising a second recovery pipe connecting the dissolution tank and the selective catalytic reduction reactor to supply the ammonia from the dissolution tank to the selective catalytic reduction reactor.
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