KR20230148438A - 선박의 암모니아처리시스템 - Google Patents

선박의 암모니아처리시스템 Download PDF

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Abstract

선박의 암모니아처리시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 암모니아처리시스템은 암모니아가스를 배출시키는 암모니아배출라인과 연결되며, 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 암모니아배출라인을 통해 흘러온 암모니아가스를 용해시키는 처리액을 저장하는 암모니아용해탱크; 암모니아용해탱크와 제1질소공급라인을 통해 연결되며, 질소저장부로부터 공급된 질소를 압축시켜 암모니아용해탱크로 보내는 압축기; 암모니아용해탱크 내부의 압력을 측정하는 압력측정기; 및 압력측정기의 측정값을 기초로 제1질소공급라인에 마련된 제1개폐밸브를 개방하여, 압축된 질소가 암모니아용해탱크로 공급되도록 하는 제어부;를 포함한다.

Description

선박의 암모니아처리시스템{AMMONIA TREATMENT SYSTEM OF SHIP}
본 발명은 선박의 암모니아처리시스템에 관한 것이다.
최근 암모니아를 각종 수요처의 에너지원으로 활용하고자 하는 개발이 이루어지고 있다. 예컨대 암모니아를 연료로 사용하는 선박은 암모니아를 저장 및 처리하는 시스템을 갖추고 있다.
암모니아는 저장탱크에 가압된 상태로 저장될 수 있으며, 적은 농도로도 인체에 유해할 수 있어 암모니아의 농도를 조절하지 않고 대기로 방출시키면 공기보다 무거운 클라우드를 형성하여 선상의 인원에 치명적인 결과를 초래할 수 있다.
따라서, 밸브 오작동, 배관에 발생한 크랙, 장비의 플랜지 연결부위 부실 등으로 인해 이송 중 누출된 암모니아 또는 선박의 암모니아 저장탱크 및 연료공급시스템 등으로부터 외부로 배출되는 암모니아를 배출허용기준에 맞게 처리하여 외부로 안전하게 배출시킬 필요성이 있다.
본 발명의 실시 예는 외부로 배출되는 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 암모니아가스를 암모니아용해탱크에서 용해시키고, 암모니아가스 용해 시 음압 발생으로 인한 암모니아용해탱크의 안전성 보장을 위해 암모니아용해탱크로 질소를 공급하는 선박의 암모니아처리시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 암모니아가스를 배출시키는 암모니아배출라인과 연결되며, 상기 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 상기 암모니아배출라인을 통해 흘러온 암모니아가스를 용해시키는 처리액을 저장하는 암모니아용해탱크; 상기 암모니아용해탱크와 제1질소공급라인을 통해 연결되며, 질소저장부로부터 공급된 질소를 압축시켜 상기 암모니아용해탱크로 보내는 압축기; 상기 암모니아용해탱크 내부의 압력을 측정하는 압력측정기; 및 상기 압력측정기의 측정값을 기초로 상기 제1질소공급라인에 마련된 제1개폐밸브를 개방하여, 상기 압축된 질소가 상기 암모니아용해탱크로 공급되도록 하는 제어부;를 포함하는 선박의 암모니아처리시스템이 제공될 수 있다.
상기 제1질소공급라인으로부터 분기되어 상기 암모니아배출라인과 연결된 제2질소공급라인과, 상기 암모니아배출라인에 마련되며, 상기 암모니아배출라인을 통해 흐르는 암모니아가스의 농도를 측정하는 농도측정기와, 상기 제2질소공급라인에 마련되며, 상기 농도측정기의 측정값을 기초로 개방되는 제2개폐밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 암모니아용해탱크와 연결되며, 상기 암모니아용해탱크 내부의 가스를 외부로 배출시키는 외부배출라인과, 상기 외부배출라인에 마련되며, 상기 암모니아용해탱크 쪽으로 공기가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박의 암모니아처리시스템은 외부로 배출되는 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 암모니아가스를 암모니아용해탱크에서 용해시키고, 암모니아가스 용해 시 음압 발생으로 인한 암모니아용해탱크의 안전성 보장을 위해 암모니아용해탱크로 질소를 공급할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 암모니아처리시스템을 도시한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박의 암모니아처리시스템(100)은 암모니아가스를 배출시키는 암모니아배출라인(L11)과 연결되며, 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 암모니아가스를 용해시키는 처리액을 저장하는 암모니아용해탱크(110)와, 암모니아용해탱크(110)와 제1질소공급라인(L12)을 통해 연결되며, 질소저장부(125)로부터 공급된 질소를 압축시켜 암모니아용해탱크(110)로 보내는 압축기(120)와, 제1질소공급라인(L12)으로부터 분기되어 암모니아배출라인(L11)과 연결된 제2질소공급라인(L13)과, 제1질소공급라인(L12) 및 제2질소공급라인(L13)에 각각 마련된 제1개폐밸브(V1) 및 제2개폐밸브(V2)와, 암모니아용해탱크(110) 내부의 압력을 측정하는 압력측정기(130)와, 암모니아배출라인(L11)에 마련되며, 암모니아배출라인(L11)을 통해 흐르는 암모니아가스의 농도를 측정하는 농도측정기(140)와, 압력측정기(130) 및 농도측정기(140) 중 하나 이상의 측정값을 기초로 제1개폐밸브(V1)와 제2개폐밸브(V2) 중 하나 이상을 개방하는 제어부(150)를 포함한다.
또, 암모니아처리시스템(100)은 암모니아용해탱크(110)와 연결되며, 암모니아용해탱크(110) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 외부배출라인(L14)과, 외부배출라인(L14)에 마련되며, 암모니아용해탱크(110) 쪽으로 공기가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(V3)를 포함한다.
이하, 선박의 암모니아처리시스템(100)의 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박의 암모니아처리시스템(100)은 암모니아를 연료로 사용하는 선박에 적용될 수 있다.
암모니아배출라인(L11)은 예컨대 밸브 오작동, 배관에 발생한 크랙, 장비의 플랜지 연결부위 부실 등으로 인해 이송 중 누출된 암모니아가스 또는 선박의 암모니아 저장탱크 및 엔진(E)의 연료 공급을 위한 연료공급시스템 등으로부터 외부로 배출되는 암모니아가스를 암모니아용해탱크(110)로 보낸다.
암모니아용해탱크(110)는 배출허용기준에 맞게 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 암모니아가스를 용해시키는 처리액을 저장한다. 이는 암모니아가스의 농도를 낮추지 않고 외부로 배출시킬 경우 인체에 치명적일 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시 예에서 처리액은 예컨대 물, 암모니아 중화제 등을 포함할 수 있으며, 이하에서는 물을 예로 들어 설명한다.
암모니아배출라인(L11)을 통해 공급된 암모니아가스는 암모니아용해탱크(110)에 저장된 물과 반응하여 용해되며, 암모니아가스의 부피는 용해되는 양만큼 줄어들게 되어 암모니아용해탱크(110) 내부에 진공상태가 형성된다. 이때, 다량의 암모니아가스가 용해되어 부피 수축이 발생할 경우 암모니아용해탱크(110) 내부에 음압이 발생하여 암모니아용해탱크(110) 및 이와 연결된 배관 등에 큰 충격을 주어 파열시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 이를 방지하기 위해 음압 상태를 체크하여 암모니아용해탱크(110) 안으로 질소를 공급하여 준다.
구체적으로 압력측정기(130)에 의해 암모니아용해탱크(110) 내부의 압력을 측정하고, 암모니아배출라인(L11)에 마련된 농도측정기(140)에 의해 암모니아배출라인(L11)을 통해 흐르는 암모니아가스의 농도를 측정한다.
다음으로 제어부(150)는 압력측정기(130) 및 농도측정기(140) 중 하나 이상의 측정값을 기초로 제1개폐밸브(V1)와 제2개폐밸브(V2) 중 하나 이상을 개방시킨다. 제1개폐밸브(V1)와 제2개폐밸브(V2)는 각각 제1질소공급라인(L12) 및 제2질소공급라인(L13)에 마련되어 있다.
예컨대, 압력측정기(130)에 의해 측정된 암모니아용해탱크(110) 내부의 압력이 설정값보다 낮은 경우, 제어부(150)는 제1개폐밸브(V1)와 제2개폐밸브(V2)를 개방하여, 암모니아용해탱크(110) 및 암모니아배출라인(L11) 쪽으로 질소가 공급되도록 할 수 있다.
또, 농도측정기(140)에 의해 측정된 암모니아배출라인(L11)을 통해 흐르는 암모니아가스의 농도가 설정값보다 낮은 경우, 제어부(150)는 제1개폐밸브(V1)와 제2개폐밸브(V2)를 개방하여, 암모니아용해탱크(110) 및 암모니아배출라인(L11) 쪽으로 질소가 공급되도록 할 수 있다.
여기서, 제1개폐밸브(V1)가 마련된 제1질소공급라인(L12)은 압축기(120)에 의해 압축된 질소를 암모니아용해탱크(110)로 공급하고, 제2개폐밸브(V2)가 마련된 제2질소공급라인(L13)은 제1질소공급라인(L12)으로부터 분기되어 압축기(120)에 의해 압축된 질소를 암모니아배출라인(L11) 쪽으로 공급할 수 있다.
압축기(120)는 질소저장부(125)로부터 공급된 질소를 압축시켜 제1질소공급라인(L12) 및 제2질소공급라인(L13)을 통해 암모니아용해탱크(110) 및 암모니아배출라인(L11) 쪽으로 압축된 질소를 보낼 수 있다. 압축기(120)는 음압이 해소될 때까지 가동될 수 있다.
암모니아용해탱크(110) 및 암모니아배출라인(L11)은 상술한 질소 공급을 통해 내부 압력이 유지될 수 있고, 진공을 보상할 수 있다. 예컨대, 질소저장부(125)로부터 압축기(120)를 거쳐 공급된 질소가 제1질소공급라인(L12)을 통해 암모니아용해탱크(110)로 공급되어 암모니아용해탱크(110) 내부의 압력이 설정값에 맞게 유지될 수 있다.
한편, 암모니아용해탱크(110) 내부의 기체성분은 그 농도가 배출허용기준을 만족하면 외부배출라인(L14)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
외부배출라인(L14)은 암모니아용해탱크(110)와 연결되어 암모니아용해탱크(110) 내부의 기체성분을 외부로 배출시킬 수 있으며, 암모니아용해탱크(110) 쪽으로 공기가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(V3)가 마련되어 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 실시 예를 통해 외부로 배출되는 암모니아가스의 농도를 낮출 수 있고, 암모니아가스 용해 시 발생할 수 있는 위험성으로부터 안전을 보장할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 암모니아용해탱크 120: 압축기
125: 질소저장부 130: 압력측정기
140: 농도측정기 150: 제어부
L11: 암모니아배출라인 L12: 제1질소공급라인
L13: 제2질소공급라인 V1: 제1개폐밸브
V2: 제2개폐밸브

Claims (3)

  1. 암모니아가스를 배출시키는 암모니아배출라인과 연결되며, 상기 암모니아가스의 농도를 낮추기 위해 상기 암모니아배출라인을 통해 흘러온 암모니아가스를 용해시키는 처리액을 저장하는 암모니아용해탱크;
    상기 암모니아용해탱크와 제1질소공급라인을 통해 연결되며, 질소저장부로부터 공급된 질소를 압축시켜 상기 암모니아용해탱크로 보내는 압축기;
    상기 암모니아용해탱크 내부의 압력을 측정하는 압력측정기; 및
    상기 압력측정기의 측정값을 기초로 상기 제1질소공급라인에 마련된 제1개폐밸브를 개방하여, 상기 압축된 질소가 상기 암모니아용해탱크로 공급되도록 하는 제어부;를 포함하는 선박의 암모니아처리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1질소공급라인으로부터 분기되어 상기 암모니아배출라인과 연결된 제2질소공급라인과,
    상기 암모니아배출라인에 마련되며, 상기 암모니아배출라인을 통해 흐르는 암모니아가스의 농도를 측정하는 농도측정기와,
    상기 제2질소공급라인에 마련되며, 상기 농도측정기의 측정값을 기초로 개방되는 제2개폐밸브를 더 포함하는 선박의 암모니아처리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암모니아용해탱크와 연결되며, 상기 암모니아용해탱크 내부의 가스를 외부로 배출시키는 외부배출라인과,
    상기 외부배출라인에 마련되며, 상기 암모니아용해탱크 쪽으로 공기가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 선박의 암모니아처리시스템.
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