WO2013035894A1 - 선박용 엔진 또는 보일러의 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템 - Google Patents

선박용 엔진 또는 보일러의 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템 Download PDF

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pump
tank
weight ratio
tin
boiler
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PCT/KR2011/006543
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김문찬
이정림
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이엔에프씨 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention mixes heavy oils such as marine oil, light oil, A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, crude oil and the like using water or seawater with mechanical or ultrasonic to make emulsion fuel to facilitate transport, and air pollutants during combustion.
  • heavy oils such as marine oil, light oil, A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, crude oil and the like
  • water or seawater with mechanical or ultrasonic to make emulsion fuel to facilitate transport, and air pollutants during combustion.
  • phosphorus soot and nitrogen oxides to improve the atmosphere, it is possible to reduce the emission of marine engines to respond to emission regulations for ships and to significantly reduce the emissions of boilers and generators.
  • the invention also relates to emulsifiers and / or catalysts which may be used in such systems.
  • Compressive ignition diesel engines have higher emissions of NOx and particulate matter due to their lean burning characteristics than gasoline engines.
  • Nitrogen oxides cause photochemical reactions by sunlight to cause ozone, causing respiratory diseases, etc.
  • Fine dust is small particles with a particle size of 10 ⁇ m or less that easily penetrates into the respiratory tract and is adsorbed into the lungs. It is known to cause.
  • the low NOx technology includes pretreatment methods to improve fuel pretreatment and combustion equipment.
  • EGR exhaust recirculation
  • Examples of post-treatment methods for removing NOx contained in fuel use and exhaust gas include catalytic decomposition, catalytic reduction, absorption, and adsorption.
  • the oil-in-water emulsion forms and the water surrounds the oil, so that the dispersion state of the emulsion does not last long as the ignition failure in the engine or the boiler, corrosion of the fuel delivery line, etc. elapses.
  • the water particles are recombined with each other, and the oil and water separation phenomenon occurs due to the crystal growth of the water particles.
  • the object of the present invention is to emulsify the oil in water or salt water structure in the water-in-oil type by ultrasonic or mechanical method using an emulsifier and emulsified fuel supply device Stable fuel that does not cause oil or water separation by making oil or emulsion of heavy oil such as water or seawater, ship oil, diesel, A heavy oil (Bunker A), B heavy oil (Bunker C), C heavy oil (Bunker C), and crude oil To provide a system that provides.
  • Another object of the present invention is to provide an emulsifier that can be used in the system, for example, to emulsify ship oil or oil in water-in-oil form.
  • Another object of the present invention is to provide a system that can reduce the emissions of air pollutants by reducing the nitrogen oxides of the air pollutants by installing a selective catalytic reduction (SCR) catalyst layer or catalyst tower in the rear of the marine engine or boiler. .
  • SCR selective catalytic reduction
  • Another object of the present invention is to provide a catalyst that can be used in the SCR catalyst layer of the system.
  • the emulsifier from the emulsifier tank (A); Ship oil or oil from ship oil or oil inlet B; And water or seawater from the water or seawater inlet (C) by the first metering pump (O), the second pump (P) and the third pump (Q), respectively, and the electromagnetic flowmeters (F1, F2, F3).
  • Mixing tank (D) for controlling and mixing the respective feed amounts by the;
  • An emulsification tank (E) for transferring the mixture from the mixing tank (D) by a fourth pump (R) and emulsifying by an emulsification tank stirrer or a homomixer (I) to produce an oil-in-water emulsified fuel;
  • a storage tank (F) for transferring and storing the emulsion fuel from the emulsion tank (E) by opening the valve (S) from the lower portion of the emulsion tank (E);
  • Fuel supply means to an engine or boiler for supplying the emulsified fuel from the storage tank (F) to a marine engine or a boiler through an electromagnetic flowmeter (F4) by a fifth pump (T);
  • a marine engine or boiler fuel supply system comprising a recirculation line (U) for recycling the emulsified fuel overflowed from the reservoir (F) to the reservoir (F).
  • the NOx sensor (J ') for measuring the concentration of nitrogen oxides in the gas discharged from the marine engine or boiler;
  • a control unit (B ') for receiving and processing the concentration value of the nitrogen oxide measured by the NOx sensor (J');
  • a pump D ' for supplying urea or hydrocarbons from the urea or hydrocarbon storage tank C' and gas discharged from the marine engine or boiler and the urea or according to the concentration value received at the control unit B '
  • a marine engine comprising a mixing space G 'for mixing urea or hydrocarbons from a hydrocarbon storage tank C' and an SCR catalyst layer H 'for catalyzing the mixture from the mixing space G'. Or provide a emission reduction system of the boiler.
  • the present invention can be used without problems of phase separation between water or seawater and light oil, marine oil, A heavy oil or B heavy oil or C heavy oil or crude oil, even at high storage temperatures such as, for example, summer season.
  • diesel oil, marine oil, heavy oil A, heavy oil B or heavy oil C heavy oil such as diesel oil, marine oil, heavy oil A, heavy oil B or heavy oil is wrapped around the water or seawater, causing problems of corrosion of fuel tank and fuel supply system.
  • the fine particles of light oil, marine oil, A heavy oil or B heavy oil or C heavy oil make the carbon monoxide and hydrocarbons exhausted by making the micro-explosion close to complete combustion.
  • light oil or marine oil prepared by using the marine engine or boiler fuel supply system of the present invention is emulsified by addition of oil or marine oil or A heavy oil (Bunker A) or B heavy oil (Bunker B) or C heavy oil (Bunker C). Water that has been finely granulated inside the heavy oil by using the microcapsules causes microexplosion inside the engine to finely split the heavy oil particles, which facilitates contact with oxygen, leading to near complete oxidation.
  • the marine engine or boiler fuel supply system and exhaust gas reduction system of the present invention when used in conjunction with industrial boilers, industrial generators, marine engines, marine generators, etc., induces near oxidation by micro-explosion of fine particles of heavy oil.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a marine engine or boiler fuel supply system and a exhaust gas reduction system to which a marine engine or boiler fuel supply system and an exhaust gas reduction system according to one preferred embodiment of the present invention are applied.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a marine engine or a boiler fuel supply system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a system for reducing exhaust gas of a marine engine or a boiler according to the present invention.
  • the present invention supplies the emulsified fuel to the marine engine or boiler using a marine engine or a boiler fuel supply system as shown in FIG. 2 to reduce the flame temperature due to the addition of water or seawater, Increasing the amount of entrained air in accordance with the increase in the micro-explosion, spray penetration, etc., primarily reduces soot and nitrogen oxides, and secondary emission by using the exhaust gas reduction system of the marine engine or boiler as shown in FIG. As a result, nitrogen oxides emitted from ship engines or boilers can be reduced to nitrogen while passing through the SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst layer to reduce the emission of air pollutants.
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • the emulsifier in the emulsifier tank (A), the emulsifier is transferred to the mixing tank (D) by adjusting the flow rate with the electromagnetic flowmeter (F1) through the first metering pump (O), ship oil or diesel oil or bunker A or At the bunker B or bunker C inlet (B), the ship oil or light oil or bunker A or bunker B or bunker C is transferred to the mixing tank (D) by adjusting the flow rate to the electromagnetic flowmeter (F2) through the second pump (P) , Water or seawater at the inlet (C) of the water or seawater is transferred to the mixing tank (D) by adjusting the flow rate through the third pump (Q) to the electromagnetic flow meter (F3), the emulsifier, the ship oil or When the three components of diesel oil or bunker A or bunker B or bunker C, water or seawater are mixed in the mixing tank, they are transferred to the emulsification tank (E) through the fourth pump (R), and in the emulsification tank (E),
  • Emulsified fuel emulsified through the valve S is opened and transferred to the storage tank F.
  • the pump 5 (T) it is transported through the fuel supply port (G) of a ship engine or boiler, wherein the overflow emulsified fuel which is recirculated through the recirculation line (U) to a reservoir (F).
  • the concentration of nitrogen oxides in the gas discharged from the ship's engine or boiler is measured by the first NOx sensor J 'and the result is transmitted to the control unit B' to remove the urea or hydrocarbon from the urea or hydrocarbon tank C '.
  • the valve E is opened to operate the pump D 'to adjust the molar ratio based on the concentration measured at J'.
  • the urea or hydrocarbon is continuously injected through the injection nozzle F 'and mixed with nitrogen oxides emitted from the ship's engine or boiler. Mixing while passing through the space (G ') is reduced to nitrogen passing through the SCR catalyst layer (H') and discharged to the outside through the chimney (I ') to reduce the air pollutants.
  • the emulsifier in the emulsifier tank (A), the emulsifier is transferred to the mixing tank (D) by adjusting the flow rate to the electromagnetic flowmeter (F1) through the first metering pump (O).
  • Ship oil or light oil or bunker A or bunker B or bunker C at the ship oil or oil inlet (B) is controlled by the flow rate to the electromagnetic flow meter (F2) through the second pump (P) is transferred to the mixing tank (D).
  • Water or seawater at the water or seawater inlet (C) is transferred to the mixing tank (D) by adjusting the flow rate to the electromagnetic flowmeter (F3) through the third pump (Q).
  • the mixing tank (D) when the three components of emulsifier, marine oil or oil (light oil or bunker A or bunker B or bunker C), water or sea water are mixed in the mixing tank, the emulsifying tank (E) through the fourth pump (R) In the emulsification tank E, the emulsified fuel emulsified through the stirrer or the homomixer is opened to the storage tank F by opening the valve S. In the storage tank (F), a predetermined amount of emulsified fuel is controlled by the flow rate (F4) through the fifth pump (T) and is transferred to the fuel supply port (G) to the engine or the boiler.
  • valves O 'and O are opened when the first metering pump O is in operation and closed when the operation stops.
  • the valves P' and P" are opened when the second pump P is in operation and closed when the operation stops.
  • the valves Q 'and Q open when the third pump Q is in operation and close when the operation stops.
  • Valve R' opens when the fourth pump R is in operation and closes when operation stops.
  • valve O ', O "valves can be replaced by one valve O', P ', P" valves can be replaced by one valve P', Q ', Q "valves replaced by one valve Q' Valves T 'and T' 'can be replaced by a single valve T', where valve O 'opens when the first metering pump O is in operation and closes when it stops. Is opened when the second pump P is in operation and closed when the operation stops, valve Q 'is opened when the third pump Q is in operation and closed when it stops operating. It opens during operation and closes when it stops operating A pump can be used to speed up the transfer after valve S.
  • the emulsifier is filled into the emulsifier tank so that the level gauge K of the emulsifier tank A is at a constant level.
  • Water or seawater is transferred to the mixing tank through the third pump (Q) through the water or seawater inlet (C).
  • the mixing ratio of the emulsifier and the ship oil or oil (light oil or bunker A or bunker B or bunker C), water or sea water is the flow rate of the first fixed pump (O), the second pump (P), and the third pump (Q), respectively.
  • the mixing speed of the stirrer should be 60 to 200,000 rpm. If the rotation speed of the stirrer is less than 60 rpm, the mixing becomes difficult and it is difficult to be sufficiently emulsified in the emulsification tank. It is difficult to transfer to the oil bath due to the high, and the oil does not occur well in the oil bath.
  • the rotation speed of the stirrer or homo mixer of the emulsifier tank is between 1,000 and 200,000 times, and when the rotation speed of the stirrer or homo mixer is less than 1,000 rpm, the emulsion fuel is not properly generated, and the rotation speed of the stirrer or homo mixer (I) is If it is higher than 200,000 rpm, a lot of foaming, viscosity increases, and volume increases, and the function as an emulsified fuel falls significantly.
  • the operating time of the homomixer or stirrer (I) in the emulsification tank (E) is characterized in that between 1 minute and 30 minutes, when the operating time of the homomixer or stirrer (I) is less than 1 minute does not occur properly Emulsified fuel is not made, if the operating time of the homomixer or stirrer (I) exceeds 30 minutes, the foam generation is increased and the viscosity is high, the performance of the emulsified fuel is sharply lowered.
  • valves O 'and O are opened each time the first fixed pump O is operated in conjunction with the first fixed pump O and closed when the operation is stopped.
  • the pump O is operated by receiving a signal from the electromagnetic flow meter F1.
  • the valves P 'and P are opened when the second pump P is operated in conjunction with the second pump P and closed when the operation is stopped.
  • the second pump P is operated by receiving a signal from the electromagnetic flow meter F2.
  • the valves Q 'and Q are opened when the third pump Q operates in conjunction with the third pump Q and close when the operation stops.
  • the third pump Q operates under the signal of the electromagnetic flow meter F3.
  • the valve R ' is opened when the fourth pump R is operated in conjunction with the fourth pump R and is closed when the operation is stopped.
  • the valves T' and T are linked with the fifth pump T to form a fifth valve. It opens when the pump (T) is in operation and closes when it stops.
  • the first metering pump (O), the second pump (P), the third pump (Q), the fourth pump (R), and the electromagnetic flowmeters (F1, F2, F3) are respectively connected to the level gauge L of the mixing tank (D).
  • the first metering pump (O), the second pump (P), the third pump (Q) is also operated in conjunction with the fourth pump (R).
  • the pumps O, P, and Q are operated to supply the emulsifier, ship oil or oil, water or sea water to the mixing tank D, and the level gauge L in the mixing tank D is
  • the fourth pump (R) transfers the emulsion, ship oil or oil, and a mixture of water or seawater to the emulsification tank (E) until the level gauge M in the emulsification tank (E) reaches the highest level. do.
  • the fourth pump (R) operates to transfer, the pumps O, P, and Q stop operation.
  • the pumps O, P, and Q operate again.
  • the valve S is operated in conjunction with the level gauge N of the reservoir F and the level gauge M of the emulsification tank E.
  • the level gauge M in the emulsification tank (E) reaches the highest level, if the homomixer or stirrer (I) is operated for a predetermined time between 1 minute and 30 minutes, then the homomixer or stirrer (I) is deactivated.
  • the valve S is closed.
  • the level gauge N in the reservoir F rises to the highest level, the valve S is closed.
  • the first metering pump (O), the second pump (P), the third pump (Q) and each of the electromagnetic flowmeters (F1, F2, F3) is also operated in conjunction with the level gauge K, the emulsifier tank (A) When the level gauge K falls to the minimum level, an alarm sounds and the first fixed pump O, the second pump P, and the third pump Q stop.
  • the first metering pump O, the second pump P, and the third pump Q operate to operate the respective flowmeters F1, F2, and F3.
  • Emulsifier, ship oil or oil, water or sea water is supplied to the mixing tank D, and the stirrer H in the mixing tank D is operated.
  • the pump first fixed pump O, the second pump P, and the third pump Q stop operation.
  • the stirrer H continues to operate.
  • the fourth pump R is the emulsification tank E and the emulsifier and the vessel until the level gauge M in the emulsion tank E reaches the highest level. Transfer oil or a mixture of oil, water or seawater.
  • the fourth pump (R) operates to transfer, the pumps O, P, and Q stop operation.
  • the pumps O, P, and Q operate again.
  • Emulsified fuel is supplied to the engine or the boiler through the electromagnetic flow meter (F4) by the operation of the fifth pump (T), the overflowed fuel is recycled through the recirculation line (U) back to the storage tank (F).
  • This series of operations is performed by one or more controls, individually or in combination.
  • At least one selected from ethylene oxide addition compounds, at least one selected from alkylphenols, at least one selected from hydrocarbons having a formula of C n H 2n + 2 is selected and mixed as an emulsifier to be added to the emulsifier tank (A). It features.
  • Ethylene oxide addition compounds include polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene High alkyl ether, polyoxyethylene tridecyl ether, polyoxyethylene branched decyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene sorbitan ester, sorbitan fatty acid ester, polyethylene glycol, ethylene oxide propylene oxide
  • These include copolymers, polyoxyethylene oleyl esters, polyoxyethylene lauryl amine derivatives, polyoxyethylene stearyl amine derivatives, polyoxyethylene tallow amine derivatives, polyoxyethylene phenyl ethers and the like.
  • the alkylphenol is characterized by having one to 20 alkyl groups, and the hydrocarbon is C n H 2n + 2 , wherein C is carbon, H is hydrogen, and n is between 5 and 20.
  • a commercially available emulsifier can also be used for the emulsifier tank A in addition to said emulsifier.
  • K ' is the second NOx sensor that measures the concentration of nitrogen oxides in the off-gas that has been catalyzed and transfers it to the control unit (B'), which is added to the concentration measured at J 'and is based on J' concentration + K 'concentration.
  • Valve E is opened so that the molar ratio of oxide to urea or hydrocarbon is controlled so that urea or hydrocarbon is continuously injected through the injection nozzle F '.
  • the molar ratio of nitrogen oxide concentration measured at J 'and the urea or hydrocarbon dispersed at the nozzle F' should be a ratio between 0.9: 1 and 1: 1.1, and when the molar ratio of urea or hydrocarbon is less than the ratio of 0.9: 1 If the removal efficiency of s decreases and the molar ratio of urea or hydrocarbon is greater than the ratio of 1: 1.1, ammonia slip occurs or excess hydrocarbons are discharged to the outside air.
  • the length of the mixing space (G ') is between 1 and 20 times the diameter of G', and when the length of the mixing space (G ') is smaller than 1 time of the diameter, mixing does not occur properly, and the removal efficiency of nitrogen oxide is reduced, and mixing If the length of the space G 'is more than 20 times the diameter, the space occupies excessive space, and the length of the space G' decreases the exhaust gas temperature, thereby reducing the efficiency of removing nitrogen oxides.
  • the catalyst used in the catalyst layer of H ' is a catalyst in which vanadium, tungsten, and tin are impregnated with TiO 2 or a catalyst in which zeolite is impregnated with iron, copper, manganese, tin or ion-exchanged when urea is injected.
  • one of the hydrocarbons can be selected from alcohols, LPG, LNG, kerosene, diesel, ship oil, and bunker A.
  • alcohols methyl alcohol (methanol) and ethyl alcohol can be used.
  • ethanol propyl alcohol
  • butyl alcohol butanol
  • a commercial catalyst may be used for the SCR catalyst layer H 'in addition to the above catalyst.
  • Emulsion Stability Index was calculated using the simple and sensitive "Volumetric method" as follows.
  • light oil or marine oil prepared by the marine engine or boiler fuel supply system of FIG. 2 is emulsified by addition of oil or marine oil or A heavy oil (or bunker A) or B heavy oil (or bunker B) or C heavy oil (or bunker C).
  • Table 2 shows the results of testing the emission reduction performance after passing the marine engine or boiler fuel supply system and the emission reduction system of FIG. 1.
  • Examples 8 to 10 use only the marine engine or boiler exhaust gas reduction system of FIG.
  • the compression ignition engine used in the performance test was a straight upright four-stroke engine, and the combustion method was direct injection.
  • emulsifier tank (A) 50 liters of polyoxyethylene lauryl ether having a repeating unit (polymerization degree) of polyoxyethylene as an ethylene oxide addition compound as an emulsifier component of 10 and a repeating unit (polymerization degree) of an alkyl polyethylene polypropylene block copolymer are 10 50 liters of phosphorus nonylphenol polyoxyethylene propylene block copolymer, 50 liters of sorbitan monolaurate, 10 liters of octylphenol as alkylphenol, and 1 liter of n-heptane as a hydrocarbon component having a formula of C n H 2n + 2 1 liter of octane and 2 liters of dodecane are placed in the emulsifier tank (A), the first metering pump (O) is operated in the emulsifier tank (A), and valves O 'and O "are opened simultaneously to 1 liter per minute.
  • the emulsifier is transferred to the mixing tank (D) for 3 minutes through the electromagnetic flow meter (F1), at the same time the valves P 'and P "are opened at the same time, the second pump (P) is operated by the oil flow meter (F2) marine diesel oil) to 70 liters per minute It is transferred to a mixing tank D of 00 liter volume for 3 minutes, and the valves Q 'and Q "are opened at the same time, and the third pump Q is operated to flow water from C to 30 liters per minute through the flowmeter F3.
  • the mixing tank D is fed for 3 minutes, where the level gauge L of the mixing tank D indicates the highest level, the pump O stops operating, the valves O 'and O "are closed at the same time, and the valves P' and P" are also At the same time, the second pump (P) is stopped and the valves Q 'and Q "are closed at the same time, and the third pump (Q) stops.
  • the mixing tank (D) three components of emulsifier, marine oil, and water are mixed at 1,000 rpm by the stirrer (H), and when the level gauge L of the mixing tank (D) reaches the lowest level of 150 liters, the valve R 'opens and the fourth
  • the pump (R) is operated to transfer to a volume of 100 liters of emulsification tank (E) at 30 liters per minute for two minutes, at which time the valves O 'and O "are closed at the same time and the first fixed-capacity pump O stops, and the valves P' and P
  • the second pump (P) stops, the valves Q ', Q "close, and at the same time the third pump (Q) stops and transfer to the emulsification tank (E) is completed, the level gauge L in the mixing tank (D) is the highest.
  • the homomixer (I) rotates at 70,000 rpm to emulsify the emulsified fuel for 10 minutes by opening the valve S and storing the tank (F).
  • the fifth pump (T) operates a certain amount of emulsified fuel used in this experiment through the electromagnetic flow meter (F4) It is transferred to the inside of the engine through the fuel supply port G to the engine or the boiler, and the overflowed emulsified fuel is recycled to the storage tank F through the recirculation line U.
  • the level gauge M After the valve S is opened to transfer the emulsified fuel
  • the level gauge M When closed, the level gauge M reaches the highest level and receives a signal.
  • the closed valve R 'and the fourth pump R receive the signal of the level gauge L, and the valve R' opens again, and the fourth pump R operates to transfer to the emulsification tank.
  • the degree of phase separation was measured by sampling the emulsion fuel thus prepared.
  • the concentration of nitrogen oxide in the gas discharged from the series four-cylinder compression ignition engine used in the present invention was measured with a first NOx sensor (J ') and the result was measured.
  • TiO 2 was impregnated with 5% by weight of vanadium, 1% by weight of tungsten, and 1% by weight of tin in a ceramic honeycomb made of cordialite, dried at 120 ° C for 10 hours, and then calcined at 500 ° C for 3 hours. Passing through (H ') is reduced to nitrogen and discharged to the outside through the chimney (I') at this time the concentration of the exhaust gas was measured.
  • polyoxyethylene nonylphenyl ether having 20 repeating units (polymerization degree) of polyoxyethylene as an ethylene oxide addition compound as an emulsifier component in the emulsifier tank (A) and polyoxyethylene cetyl ether 50 having 20 repeating units of polyoxyethylene L, 50 liters of sorbitan trioleate and 2 liters of nonylphenol as alkylphenol, 2 liters of octylphenol, 6 liters of dodecylphenol and 1 liter of n-octane as a hydrocarbon component having the formula of C n H 2n + 2 1 liter of decane and 2 liters of dodecane are placed in an emulsifier tank (A), the first metering pump (O) is operated in the emulsifier tank (A), and valves O 'and O "are opened at the same time.
  • the emulsifier is transferred to the mixing tank (D) for 3 minutes at 10 liters per minute), the valves P 'and P "are opened at the same time, and the second pump (P) is operated. Or a mixing tank (D) with a volume of 400 liters at 70 liters per minute at the oil inlet (B) After 3 minutes of transfer, when the level gauge M reaches the highest level in the emulsification tank (E), the homomixer (I) rotates at 2,000 rpm to transfer the emulsified fuel emulsified for 25 minutes to the storage tank (F) by opening the valve S.
  • the catalyst used in the SCR catalyst layer (H ') is selected as ZSM-5 as zeolite 5% by weight of iron, copper 3 Except for impregnating with 1% by weight of manganese and 1% by weight of tin, the FeCrAl alloy honeycomb was washed with a FeCrAl alloy honeycomb, dried at 120 ° C for 10 hours, and then calcined at 500 ° C for 3 hours. It was carried out in the same way as.
  • polyoxyethylene oleyl ether having 15 repeating units (polymerization degree) of polyoxyethylene as an ethylene oxide addition compound as an emulsifier component in the emulsifier tank (A) and polyoxyethylene octylphenyl ether having 15 repeating units of polyoxyethylene 50 liters of polyoxyethylene sorbitan ester having 15 repeating units of polyoxyethylene, 2 liters of octylphenol as alkylphenol, 2 liters of dodecylphenol and C n H 2n + 2 as a hydrocarbon component 5 liters of octane, 5 liters of n-decane, and 5 liters of dodecane are placed in an emulsifier tank (A), and the first metering pump (O) operates in the emulsifier tank (A), and the valves O 'and O " At the same time, the emulsifier is transferred to the mixing tank D for 3 minutes at 0.1 liters per
  • the catalyst used in the SCR catalyst layer (H ') is 60% by weight of alumina, 30% by weight of lantania, 3% by weight of copper, 1% by weight of iron, 1% by weight of tin, 1% by weight of tungsten, 0.01% by weight of palladium, and 0.01% by weight of sulfur in a carrier mixed with 10% by weight of tria Wash-coated, dry at 120 °C for 10 hours, and calcined at 500 °C for 3 hours.
  • Put light oil as hydrocarbon in tank C ', and pump D' operates to match the concentration measured by 1NOx sensor (J ').
  • the concentration measured by the second NOx sensor K ' is based on the diesel fuel concentration and nitrogen.
  • the emulsifier tank (A) 20 liters of polyoxyethylene stearyl ether having a repeating unit (polymerization degree) of polyoxyethylene of 12 with an ethylene oxide addition compound as an emulsifier component and polyoxyethylene tridecyl ether having a repeating unit of 15 of polyoxyethylene 20 liters, sorbitan monostearate 20 liters and 30 liters octylphenol with an alkyl phenol, dodecyl phenol 20 liter and 15 liter n- octane hydrocarbon component having the formula C n H 2n + 2, 15 riteo n- decane,
  • the emulsifier mixed with 25 liters of dodecane is put into the emulsifier tank (A), and the valves Q 'and Q "are opened at the same time, and the third pump (Q) is operated so that the seawater instead of water is flowed from the C per minute through the flowmeter (F3). It carried out by the
  • the catalyst used in the SCR catalyst layer (H ') is zeolite, which is a type of Faujasite Y. Zeolite is selected and iron 7 1% by weight of copper, 1% by weight of manganese and 1% by weight of tin was washed with a FeCrAl alloy filter, dried at 120 ° C for 10 hours, and calcined at 500 ° C for 3 hours. H ') was carried out in the same manner as in Example 2.
  • emulsifier tank (A) 50 liters of polyoxyethylene lauryl ether having a repeating unit (polymerization degree) of polyoxyethylene as an ethylene oxide addition compound as an emulsifier component of 10 and a repeating unit (polymerization degree) of an alkyl polyethylene polypropylene block copolymer are 10 50 liters of phosphorus nonylphenol polyoxyethylene propylene block copolymer, 50 liters of sorbitan monolaurate, 10 liters of octylphenol as alkylphenol, and 1 liter of n-heptane as a hydrocarbon component having a formula of C n H 2n + 2 1 liter of octane and 2 liters of dodecane are placed in the emulsifier tank (A), the first metering pump (O) operates in the emulsifier tank (A), and the valves O 'and O "open at the same time.
  • the mixing tank (D) three components of emulsifier, marine oil, and water are mixed at 1,000 rpm by the stirrer (H), and when the level gauge L of the mixing tank (D) reaches the lowest level of 150 liters, the valve R 'opens and the fourth
  • the pump (R) is operated to transfer to a volume of 100 liters of emulsification tank (E) at 30 liters per minute for two minutes, at which time the valves O 'and O "simultaneously stop the first fixed pump O, and the valves P' and P" Is closed and at the same time the second pump P is stopped, the valves Q 'and Q "are closed and at the same time the third pump Q is stopped and the transfer to the emulsification tank E is completed, the level gauge L in the mixing tank D is at the highest level.
  • the homomixer (I) rotates at 100,000 rpm to emulsify the emulsified fuel for 12 minutes by opening the valve S and storing the tank (F).
  • the storage tank (F) a certain amount of emulsified fuel is supplied to the engine or boiler used in this experiment through the fifth pump (T).
  • (G) is transferred to the inside of the engine, where the overflowed emulsified fuel is recycled to the reservoir F through the recirculation line U.
  • the valve S is opened and the emulsion fuel is transferred and closed, the level gauge M is at the highest level.
  • valve R 'and the fourth pump R which reached and received the signal received the signal of the level gauge L
  • the degree of phase separation was measured by sampling, and the concentration of the exhaust gas discharged after the combustion of the emulsion fuel prepared in this experiment in a four-cylinder compression ignition engine was measured.
  • the concentration of nitrogen oxides in the gas discharged from the in-line four-cylinder compression ignition engine used in the present invention was measured by the first NOx sensor J 'and the result was transmitted to the control unit B', and the urea in the tank of C '.
  • the element is measured based on the concentration measured by the first NOx sensor (J ') and the concentration measured by the second NOx sensor (K').
  • the valve E is opened so that the molar ratio is 1: 1 so that the urea is continuously injected through the injection nozzle F 'and mixed with the nitrogen oxide discharged from the engine used in the present invention through the mixing space G', which is mixed
  • the length of the space G ' was set to be 15 times the inner diameter of the mixed space G'.
  • TiO 2 was impregnated with 7% by weight of vanadium, 3% by weight of tungsten, and 1% by weight of tin in the FeCrAl alloy honeycomb. It was reduced to nitrogen and discharged to the outside through the chimney (I ') while measuring the concentration of the exhaust gas.
  • the catalyst used in the SCR catalyst layer (H ') is selected by MCM-41 as a zeolite, in which 7% by weight of iron is ion exchanged, and 2% by weight of copper, 1% by weight of manganese, and 1% by weight of tin are impregnated with FeCrAl. Wash coating on the alloy filter and dried for 10 hours at 120 °C and then calcined at 500 °C 3 hours was carried out in the same manner as in Example 7 except for using the SCR catalyst layer (H ').
  • the concentration of nitrogen oxides in the gas discharged from the in-line four-cylinder compression ignition engine used in the present invention was measured by the first NOx sensor J 'and the result was transmitted to the control unit B'.
  • Butanol is filled in, and the butanol is operated by pump D 'and the molar ratio of butanol concentration and nitrogen oxide is 1 based on the concentration measured by the first NOx sensor (J') and the concentration measured by the second NOx sensor (K ').
  • Valve E is opened to 1 so that butanol is continuously injected through the injection nozzle (F ') and mixed with nitrogen oxide discharged from the engine used in this experiment through the mixing space (G').
  • the length of ') was made to be five times the inner diameter of the mixing space (G').
  • the catalyst used in the SCR catalyst layer (H ') is 3% by weight of copper, 1% by weight of iron, 1% by weight of tin, and tungsten on a carrier mixed with 60% by weight of alumina, 30% by weight of lantania, and 10% by weight of yttria.
  • 1 wt%, 0.01 wt% of palladium, 0.01 wt% of sulfur were wash-coated in a cordialite ceramic filter, dried at 120 ° C. for 10 hours, and calcined at 500 ° C. for 3 hours. Was measured.
  • the emulsifier tank A was carried out in the same manner as in Example 7 except that nothing was added as an emulsifier component.
  • the air pollutants can be greatly contributed to the improvement of the air environment by reducing the air pollutants by the effect of the present invention, and the energy is reduced by using water or sea water, and the effect of simultaneously reducing the carbon dioxide emission of greenhouse gases is obtained. Can be.

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Abstract

유화연료를 선박용 엔진 또는 보일러에 공급하여, 물 또는 해수의 첨가에 의한 화염온도의 저하, 물의 급격한 증발에 의한 유적의 마이크로폭발, 분무관통력의 증가에 따른 주위공기 혼입량 증대 등으로 엔진 내부에서 연소시 완전연소에 가깝게 만들어줌으로써 배출되는 질소산화물과 매연을 1차적으로 줄이고, 2차적으로 선박용 엔진 또는 보일러에서 배출되는 질소산화물을 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매층을 통과시키면서 질소로 환원시켜 대기오염물질의 배출을 줄이고 물 또는 해수를 사용하는 대체연료로서 온실가스인 이산화탄소의 배출을 저감시킬 수 있는 시스템이 개시되어 있다.

Description

선박용 엔진 또는 보일러의 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템
본 발명은 선박용 오일, 경유, A중유, B중유, C중유, 원유 등의 중질유분을 물 또는 해수와 기계적 또는 초음파를 사용하여 혼합하여 유화연료를 만들어 이송을 원활하게 하고, 연소 시 대기오염물질인 검뎅(soot)과 질소산화물을 줄여서 대기환경을 개선하여, 선박용 엔진의 배출가스를 줄여 선박에 대한 배출가스 규제에 대응하고 보일러나 발전기의 배출가스를 획기적으로 줄일 수 있는 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 시스템에서 사용될 수 있는 유화제 및/또는 촉매에 관한 것이다.
압축점화 디젤기관은 가솔린 엔진에 비해 희박연소를 한다는 특성으로 인해 질소산화물(NOx)과 입자상물질의 배출량이 많으며 이는 심각한 대기오염의 주범으로 지적되고 있다. 질소산화물은 태양광선에 의해 광화학반응을 일으켜 오존발생을 야기하여 호흡기질환 등을 유발하며, 미세먼지는 입자의 크기가 10㎛ 이하의 작은 먼지로서 호흡기에 쉽게 침투하여 폐에 흡착됨으로써 기관지 영향과 폐암을 유발하는 것으로 알려지고 있다. 특히 우리나라 대도시지역 특성상 인구가 밀집되어 있고, 차량정체 시간이 길며, 도로주변과 거주지역의 이격거리가 짧고, 대형버스 및 트럭 등 경유 차량의 운행이 빈번하여 시민들이 느끼는 체감 오염도는 더욱 높아 대책이 시급한 실정이다.
저 NOx화 기술로는 연료의 전처리 및 연소설비를 개선하는 전처리 방법으로서 연료분사시기 지연, 연소실 형상 개조, 연료분사계 개선, 배기재순환(EGR), 물 분사법, 디젤유-물의 유화(emulsion) 연료사용 등과 배출가스 중에 포함된 NOx를 제거하는 후처리 방법으로서 촉매분해, 촉매환원, 흡수, 흡착 등을 들 수 있다.
이중 물을 액체연료와 함께 유화상태로 사용하는 방법은 열효율을 거의 저하시키지 않고도 NOx, particulate, CO 및 HC를 동시에 저감시킬 수 있는 기술로 최근 새롭게 주목 받고 있다. 이와 같은 효과가 생기는 주요 요인으로서 물 첨가에 의한 화염온도의 저하, 물의 급격한 증발에 의한 화염온도의 저하, 물의 급격한 증발에 의한 유적의 마이크로폭발, 분무관통력의 증가에 따른 주위공기 혼입량 증대 등이 고려될 수 있다.
한편, 선박의 경우 2016년에 Tier 3 규제가 발효되면 현재에 비해 약 80% 이상의 NOx를 줄여야 하는데 여기에 대한 해결방법으로도 중질유의 에멀젼 연료화가 대두되고 있다. 그리고 SCR(Selective Catalytic Reduction) 방법에 의한 질소 산화물 저감을 시도하고 있으나, 다량의 검뎅(soot) 발생과 아황산가스의 발생으로 전처리 시설로서의 에멀전 연료 공급 시스템의 설치가 필수적이다.
또한, 종래의 에멀젼 기술로는 수중유적형의 에멀젼이 일어나 물이 기름을 감싸고 있는 구조로 엔진이나 보일러 내부에서 착화불량, 연료 이송 관로 부식등과 시간이 경과함에 따라 에멀젼의 분산상태가 오래 지속되지 못하고 물입자끼리 재결합하여 물입자의 결정 성장으로 유수분리 현상이 일어나 연료로서 사용이 불가능하다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유화제와 유화연료 공급장치를 사용하여 초음파나 기계적인 방법으로 유중수적형으로 기름이 물 또는 소금물을 감싸고 있는 구조로 유화시켜 물 또는 해수와 선박유, 경유, A중유(벙커A), B중유(벙커C), C중유(벙커C), 원유 등의 중질유분과 에멀젼 연료로 만들어 유수분리 현상이 일어나지 않는 안정한 상태의 연료를 제공하는 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 예를 들어 상기 시스템에 사용되어 선박유 또는 오일을 유중수적형으로 유화시킬 수 있는 유화제를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 선박용 엔진 또는 보일러 후단에 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매층 또는 촉매탑을 설치하여 대기오염물질인 질소산화물을 줄여 대기오염물질의 배출량을 줄일 수 있는 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 시스템의 SCR 촉매층에서 사용될 수 있는 촉매를 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 관점은, 유화제 탱크(A)로부터의 유화제; 선박유 또는 오일 인입구(B)로부터의 선박유 또는 오일; 및 물 또는 해수 인입구(C)로부터의 물 또는 해수를 각각 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)에 의해 공급하며, 전자유량계(F1, F2, F3)에 의하여 각각의 공급량을 조절하여 혼합시키기 위한 혼합조(D); 상기 혼합조(D)로부터의 혼합물을 제4펌프(R)에 의해 이송시키고 유화조 교반기 또는 호모믹서(I)에 의해 유화시켜 유중수적형의 유화 연료를 생성시키기 위한 유화조(E); 상기 유화조(E)로부터의 유화 연료를 상기 유화조(E)의 하부로부터 밸브(S)의 개방에 의하여 이송시켜 저장하기 위한 저장조(F); 상기 저장조(F)로부터의 유화 연료를 제5펌프(T)에 의해 전자유량계(F4)를 통하여 선박용 엔진 또는 보일러에 공급하기 위한 엔진 또는 보일러로의 연료 공급 수단; 및 상기 저장조(F)로부터 오버플로우되는 유화 연료를 상기 저장조(F)로 재순환시키기 위한 재순환라인(U)을 포함하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 관점은, 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스 중 질소산화물의 농도를 측정하기 위한 NOx 센서(J'); 상기 NOx 센서(J')에 의해 측정된 질소산화물의 농도 값을 수신받아 처리하기 위한 컨트롤 유닛(B'); 상기 컨트롤 유닛(B')에서 수신된 농도 값에 따라 요소 또는 탄화수소 저장 탱크(C')로부터 요소 또는 탄화수소를 공급하기 위한 펌프(D') 및 상기 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스와 상기 요소 또는 탄화수소 저장 탱크(C')로부터의 요소 또는 탄화수소를 혼합시키기 위한 혼합 공간(G') 및 상기 혼합 공간(G')으로부터의 혼합물을 촉매화 반응시키기 위한 SCR 촉매층(H')을 포함하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 예를 들어 여름철과 같은 높은 저장 온도에서 뿐만 아니라 장기간 저장할 때에도 물 또는 해수와 경유, 선박유, A중유 또는 B중유 또는 C중유 또는 원유와의 상분리의 문제없이 사용할 수 있다. 또한 경유, 선박유, A중유 또는 B중유 또는 C중유의 경우 물 또는 해수 주위를 경유, 선박유, A중유 또는 B중유 또는 C중유등의 중질유가 감싸고 있어서 연료탱크, 연료공급 시스템의 부식문제가 없으며, 선박용 엔진 또는 보일러 내부에서 연소시 경유, 선박유, A중유 또는 B중유 또는 C중유 내부에 미세 입자화된 물이 미세폭발을 함으로써 완전연소에 가깝게 만들어줌으로써 배출되는 일산화탄소와 탄화수소를 감소시켜 대기환경 개선에 크게 기여하며 대체연료로서 온실가스인 이산화탄소 배출 저감에 기여한다. 그리고, 본 발명의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템을 사용하여 제조된 물 또는 해수가 첨가되어 유화된 경유 또는 선박유 또는 A중유(벙커A) 또는 B중유(벙커B) 또는 C중유(벙커C)를 사용하여 중질유 내부에 미세 입자화되어 있던 물이 엔진 내부에서 미세폭발을 일으켜 중질유 입자를 잘게 쪼개어 주어 산소와 접촉을 원활하게 하는 역할을 하여 완전 산화에 가깝게 유도하며, 잠열을 빼앗아 엔진 내부의 온도를 낮춰주어 질소산화물의 발생을 억제하게 되어 매연과 질소산화물 배출을 각각 50% 이상 줄여주어 대기오염물질을 덜 배출시켜 대기환경개선에 크게 기여하므로, 산업용 보일러나 산업용 발전기, 선박용 엔진, 선박용 발전기 등의 연료 공급 장치로 사용될 수 있다. 그리고 도 3에서와 같이 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템을 사용하면, 배출가스 중의 질소산화물을 질소로 환원시켜 제거하여 주어 대기오염 예방에 획기적인 역할을 하며 선박용 엔진과 보일러의 배출 규제에 대하여 적극적으로 대응할 수가 있다. 또한 본 발명의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템은 산업용 보일러나 산업용 발전기, 선박용 엔진, 선박용 발전기 등에 함께 사용하면 중질유 내부에 미세입자화되어 있던 물의 미세폭발로 완전 산화에 가깝게 유도하여 매연도 50% 이상 줄여주며, 증발 잠열을 빼앗아 엔진 내부의 온도를 낮춰주어 질소산화물의 발생을 억제하여 본 발명의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템을 통하여 질소산화물이 95% 이상 줄어들게 되어 선박용 엔진의 Tier 3 배출규제 및 보일러의 배출규제에 적극적으로 대응할 수가 있으며, 특히 물 또는 해수를 사용하는 만큼 에너지를 감소하게 되고 온실가스인 이산화탄소 배출을 감축하여 대기환경개선에 크게 기여할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템과 배출가스 저감 시스템이 함께 적용된 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 및 배출가스 저감 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 유화제 탱크, B : 선박유 또는 오일 인입구, C : 물 또는 해수 인입구, D : 혼합조, E : 유화조, F : 저장조, G : 엔진 또는 보일러로의 연료 공급구, H : 혼합조 교반기, I : 유화조 교반기 또는 호모믹서(호모믹서 또는 교반기), J : 저장조 교반기, K : 유화제 탱크 레벨게이지, L : 혼합조 레벨게이지, M : 유화조 레벨게이지, N : 저장조 레벨게이지, O : 제1정량펌프, P : 제2펌프, Q : 제3펌프, R : 제4펌프, S : 밸브, T : 제5펌프, O' : 밸브, O" : 밸브, P' : 밸브, P" : 밸브, Q' : 밸브, Q" : 밸브, R' : 밸브, T' : 밸브, T'' : 밸브, A' : 선박용 엔진 또는 보일러, B' : 컨트롤 유닛, C' : 요소(Urea) 또는 탄화수소 저장 탱크, D' : 제6공급펌프, E' : 컨트롤 밸브, F' : 분사 노즐, G' : 혼합 공간, H' : SCR 촉매층, I' : 굴뚝, J' : 제1NOx 센서, K' : 제2NOx 센서, F1, F2, F3, F4 : 전자유량계, U : 재순환라인
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같은 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템을 사용하여 유화연료를 선박용 엔진 또는 보일러에 공급하여, 물 또는 해수의 첨가에 의한 화염온도의 저하, 물의 급격한 증발에 의한 유적의 마이크로폭발, 분무관통력의 증가에 따른 주위공기 혼입량 증대 등으로, 1차적으로 검뎅(soot)과 질소산화물을 줄이고, 도 3에 도시된 바와 같은 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템을 이용하여 2차적으로 선박용 엔진 또는 보일러에서 배출되는 질소산화물을 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매층을 통과시키면서 질소로 환원시켜 대기오염물질의 배출을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 도 2의 시스템과 도 3의 시스템이 함께 운용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 유화제 탱크(A)에서 유화제가 제1정량펌프(O)를 통해 전자유량계( F1)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송되고, 선박유 또는 경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커C 인입구(B)에서 선박유 또는 경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커C가 제2펌프(P)를 통해 전자유량계(F2)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송되고, 물 또는 해수 인입구(C)에서 물 또는 해수가 제3펌프(Q)를 통해 전자유량계(F3)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송되어 혼합조(D)에서 유화제, 선박유 또는 경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커 C, 물 또는 해수의 세 성분이 혼합조에서 혼합되면 제4펌프(R)을 통해 유화조(E)에 이송되고 유화조(E)에서는 교반기 또는 호모믹서를 통하여 유화시킨 유화연료를 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송하여, 저장조(F)에서는 일정량의 유화연료를 제5펌프(T)를 통해 선박 엔진 또는 보일러로의 연료 공급구(G)를 통하여 이송되고, 이때 오버플로우되는 유화 연료는 저장조(F)로 재순환라인(U)을 통해 재순환된다.
선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스중 질소산화물의 농도를 제1NOx 센서(J')로 측정하고 그 결과를 컨트롤 유닛(B')에 전달하여, 요소 또는 탄화수소 탱크(C')로부터 요소 또는 탄화수소를 펌프 D'가 작동하여 J'에서 측정한 농도를 기준으로 몰비가 조절 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소 또는 탄화수소가 연속적으로 분사되어 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 질소산화물과 혼합 공간(G')을 지나면서 혼합되어 SCR 촉매층(H')을 지나면서 질소로 환원되고 굴뚝(I')을 통하여 외기로 배출되어 대기오염물질을 줄일 수 있게 된다.
도 2를 참조하면, 유화제 탱크(A)에서 유화제가 제1정량펌프(O)를 통해 전자유량계(F1)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송된다. 선박유 또는 오일 인입구(B)에서 선박유 또는 경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커 C가 제2펌프(P)를 통해 전자유량계(F2)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송된다. 물 또는 해수 인입구(C)에서 물 또는 해수가 제3펌프(Q)를 통해 전자유량계(F3)로 유량을 조절하여 혼합조(D)에 이송된다.
혼합조(D)에서 유화제, 선박유 또는 오일(경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커C), 물 또는 해수의 세 성분이 혼합조에서 혼합되면 제4펌프(R)을 통해 유화조(E)에 이송되고 유화조(E)에서는 교반기 또는 호모믹서를 통하여 유화시킨 유화연료는 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송된다. 저장조(F)에서는 일정량의 유화연료를 제5펌프(T)를 통해 전자유량계(F4)로 유량을 조절하여 엔진 또는 보일러로의 연료 공급구(G)로 이송된다. 이때, 오버플로우되는 유화 연료는 저장조(F)로 재순환라인(U)을 통하여 재순환된다. 밸브 O', O"는 제1정량펌프(O)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 P', P"는 제2펌프(P)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 Q', Q"는 제3펌프(Q)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 R'는 제4펌프(R)이 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 T', T"은 제5펌프(T)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. O', O" 밸브는 하나의 밸브 O'으로 대체할 수 있으며, P', P" 밸브는 하나의 밸브 P' 으로 대체할 수 있으며, Q', Q" 밸브는 하나의 밸브 Q' 으로 대체할 수 있으며, T', T'' 밸브는 하나의 밸브 T' 으로 대체할 수 있다. 이때에 밸브 O'은 제1정량펌프(O)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 P'은 제2펌프(P)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 Q'은 제3펌프(Q)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 T'은 제5펌프(T)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 S 후단에 이송을 빠르게 하기 위해 펌프를 설치하여 사용할 수 있다.
유화제 탱크(A)의 레벨게이지 K에 일정한 수위가 되도록 유화제를 유화제 탱크에 충전된다. 선박유 또는 오일(경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커C) 인입구(B)를 통하여 일정량이 제2펌프(P)를 통하여 혼합조(D)로 이송된다. 물 또는 해수 인입구(C)를 통하여 물 또는 해수가 제3펌프(Q)를 통하여 혼합조로 이송된다. 이때 유화제와 선박유 또는 오일(경유 또는 벙커A 또는 벙커B 또는 벙커C), 물 또는 해수의 혼합비는 각각 제1정량폄프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q)의 유량에 의해 결정된다. 제2펌프(P)와 제3펌프(Q)의 유량비는 부피비로 P : Q = 20 : 1 ~ 10 : 6 사이의 비이며, P : Q = 20 : 1 보다 유량비가 작으면 유화연료로서의 충분한 효과를 얻기 어렵고, P : Q = 10 : 6 보다 유량비가 크면 유화연료를 만들기가 어렵다. 그리고 제2펌프(P)와 제3펌프(Q)의 유량의 합과 제1정량펌프(O)의 유량비는 부피비로 P + Q : O = 10,000 : 1 ~ 10 : 3 사이의 비이며, P + Q : O = 10,000 : 1 보다 유량비가 작으면 유화가 제대로 일어나지 않으며, P + Q : O = 10 : 3 보다 유량비가 크면 유화제의 과도한 사용으로 거품 생성이 일어나 부피가 증가하는 단점이 있다. 혼합조(D)와 유화조(E)의 부피비율은 D : E = 1 : 10 ~ 100 : 1 사이의 비율이며, D : E = 1 : 10 보다 부피비가 작으면 유화조에서 대기 시간이 길어지고 미리 혼합한 효과가 없어진다. D : E = 100 : 1 보다 크게 되면 혼합조의 부피가 너무 커지게 되어 용적을 너무 과다하게 차지하게 되고 유화조가 상대적으로 작아 유화조가 연속해서 계속 가동하여야 하므로 유화조의 교반기에 부하가 많이 걸려 과도한 열 발생으로 연속가동이 어렵게 된다. 혼합조의 교반기 회전수는 60 ~ 200,000rpm 이 되도록 하며, 교반기의 회전수가 60 rpm 이하가 되면 혼합이 어려워져 유화조에서 충분히 유화가 되기 어렵고, 교반기의 회전수가 200,000 rpm 이상이 되면 거품이 많이 생기고 점도가 높아져서 유화조로 이송이 어렵고 유화조 내에서 유화도 잘 일어나지 않는다. 유화조의 교반기 또는 호모믹서의 회전수는 분당 1,000 ~ 200,000회 사이가 되도록 하며, 교반기 또는 호모믹서의 회전수가 1,000 rpm 보다 작으면 유화연료가 제대로 생성되지 않으며, 교반기 또는 호모믹서(I)의 회전수가 200,000 rpm 보다 크게 되면 거품이 많이 생기고 점도가 높아지며 부피가 증가하여 유화연료로서의 기능이 현저히 떨어지게 된다. 유화조(E) 안에서 호모믹서 또는 교반기(I)의 작동 시간은 1분 ~ 30분 사이인 것을 특징으로 하며, 호모믹서 또는 교반기(I)의 작동 시간이 1분 보다 적게 되면 유화가 제대로 일어나지 않아 유화연료가 만들어지지 않으며, 호모믹서 또는 교반기(I)의 작동 시간이 30분을 초과하게 되면 거품 생성이 많아지게 되고 점도가 높아져 유화연료의 성능이 급격히 저하된다.
본 발명의 선박용 엔진 및 보일러 연료공급 시스템에서 매번 밸브 O', O"는 제1정량펌프(O)와 연동하여 제1정량펌프(O)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 제1정량펌프(O)는 전자유량계(F1)의 신호를 받아 작동된다. 밸브 P', P"는 제2펌프(P)와 연동하여 제2펌프(P)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 제2펌프(P)는 전자유량계(F2)의 신호를 받아 작동된다. 밸브 Q', Q"는 제3펌프(Q)와 연동하여 제3펌프(Q)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 제3펌프(Q)는 전자유량계(F3)의 신호를 받아 작동된다. 밸브 R'는 제4펌프(R)과 연동하여 제4펌프(R)이 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 밸브 T', T"은 제5펌프(T)와 연동하여 제5펌프(T)가 작동할 때는 열리고 작동을 멈추면 닫힌다. 제1정량펌프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q), 제4펌프(R)와 각각 전자유량계(F1, F2, F3)는 혼합조(D)의 레벨게이지 L에 연동되어 작동되며 제1정량펌프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q)는 제4펌프(R)에도 연동되어 작동된다. 혼합조의 레벨게이지 L이 최고수위 보다 낮으면 펌프 O, P, Q가 작동하여 혼합조(D)로 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수를 공급하고, 혼합조(D) 내의 레벨게이지 L이 최저 수위 이상이 되면 제4펌프(R)이 유화조(E)로 유화조(E)내의 레벨게이지 M이 최고수위에 도달할 때까지 유화제, 선박유 또는 오일, 및 물 또는 해수의 혼합물을 이송한다. 제4펌프(R)이 작동하여 이송할 때 펌프 O, P, Q는 작동을 멈추고 이송이 끝나 제4펌프(R)이 멈추면 펌프 O, P, Q가 다시 작동한다. 밸브 S는 저장조(F)의 레벨게이지 N과 유화조(E)의 레벨게이지 M에 연동되어 작동된다. 유화조(E)내의 레벨게이지 M이 최고 수위가 되면, 호모믹서 또는 교반기(I)가 1분에서 30분 사이의 정해진 시간 동안 작동후 유화연료를 제조하면 호모믹서 또는 교반기(I)가 작동을 멈추고 밸브 S가 열려서 저장조(F)로 유화연료가 모두 이송된후 밸브 S가 닫히며, 저장조(F)에 있는 레벨게이지 N이 최고 수위로 올라가게 되면 밸브 S가 닫히게 되다. 제1정량펌프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q)와 각각의 전자유량계(F1, F2, F3)는 레벨게이지 K와도 연동이 되어 작동되며, 유화제 탱크(A)에 있는 레벨게이지 K가 최저 수위로 내려가면 알람이 울리고 제1정량펌프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q)가 정지한다.
본 발명의 선박용 엔진 및 보일러 연료공급 시스템의 작동절차는
1) 혼합조의 레벨게이지 L이 최고수위 보다 낮으면 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)가 작동하여 각각의 전자유량계(F1, F2, F3)를 통하여 혼합조(D)로 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수를 공급하고 혼합조(D) 내의 교반기 H가 작동한다. 혼합조(D)의 레벨게이지 L이 최고수위에 도달하면 펌프 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)는 작동을 멈춘다. 그러나 교반기(H)는 계속 작동한다.
2) 혼합조(D) 내의 레벨게이지 L이 최저 수위 이상이 되면 제4펌프(R)이 유화조(E)로 유화조(E) 내의 레벨게이지 M이 최고수위에 도달할 때 까지 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수의 혼합물을 이송한다. 제4펌프(R)이 작동하여 이송할 때 펌프 O, P, Q는 작동을 멈추고 이송이 끝나 제4펌프(R)이 멈추면 펌프 O, P, Q가 다시 작동한다.
3) 유화조(E) 내의 레벨게이지 M이 최고 수위가 되면, 제4펌프(R)의 작동이 멈추고 밸브 R'이 닫히며 호모믹서 또는 교반기(I)가 1분에서 30분 사이의 정해진 시간 동안 작동 후 유화연료를 제조하면 호모믹서 또는 교반기(I)가 작동을 멈추고 밸브 S가 열려서 저장조(F)로 유화연료가 모두 이송된 후 밸브 S가 닫힌다.
4) 유화 연료가 제5펌프(T)의 작동으로 전자유량계(F4)를 통해 엔진 또는 보일러로 공급되며, 오버플로우되는 연료는 다시 저장조(F)로 재순환라인(U)을 통해 재순환된다.
5) 1)에서 3)의 과정이 저장조(F)에 있는 레벨게이지 N이 최고 수위로 올라갈 때 까지 반복된다.
6) 저장조(F)에 있는 레벨게이지 N이 최고 수위로 올라가게 되면 밸브 S가 닫히게 되고, 레벨게이지 N이 최고수위와 최저수위의 사이의 정해진 수위 아래로 내려가면 1)에서 4)의 과정이 반복된다.
7) 유화제 탱크(A)에 있는 레벨게이지 K가 최저 수위로 내려가면 알람이 울리고 제1정량펌프(O)와 제2펌프(P), 제3펌프(Q)가 정지하며, 혼합조(D)에 있는 레벨게이지 L이 최저수위 아래로 내려갈 때 까지 유화조(E)가 작동한다. 이때에 즉시 유화제를 유화제 탱크(A)에 보충한다.
이러한 일련의 작동과정은 개별적으로 또는 복합적으로 제어하는 하나 이상의 제어부에 의해 수행된다.
유화제 탱크(A)에 들어가는 유화제로는 에틸렌옥사이드 부가 화합물 중에서 하나 이상이 선택되며, 알킬페놀 중에서 하나 이상이 선택되고, CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 중에서 하나 이상이 선택되어져 혼합되는 것을 특징으로 한다. 에틸렌옥사이드 부가 화합물로는 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 하이알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 브랜치드 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌옥사이드 프로필렌옥사이드 공중합물, 폴리옥시에틸렌 올레일 에스터, 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 탈로우 아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 페닐 에테르등이 이에 속한다. 알킬페놀은 알킬기가 하나부터 20개 까지인 것을 특징으로 하며, 탄화수소는 CnH2n+2의 식에서 C는 탄소이고, H는 수소이며, n은 5 ~ 20 사이인 것을 특징으로 한다. 에틸렌옥사이드 부가화합물과 알킬페놀, 탄화수소의 혼합비는 부피비로 알킬페놀 : 탄화수소 = 20 : 1 ~ 1 : 20의 부피비로 혼합하며, 에틸렌옥사이드 부가화합물 : 알킬페놀 + 탄화수소 = 100 : 1 ~ 1 : 10의 비율로 혼합되고, 유화제의 사용비율은 부피비로 등유, 경유, 선박유, 벙커A, 벙커C등의 오일에 대해서 0.01 ~ 15%의 부피비로 혼합되어 유화되는 것을 특징으로 한다.
유화제 탱크(A)에 상기의 유화제 이외에도 상용의 유화제를 사용할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스중 질소산화물의 농도를 제1NOx 센서(J')로 측정하고 그 결과를 B'의 컨트롤 유닛에 전달하면, 요소 또는 탄화수소 탱크(C')로부터 요소 또는 탄화수소를 펌프 D'이 작동하여 J'에서 측정한 농도를 기준으로 몰비가 조절되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소 또는 탄화수소가 연속적으로 분사된다. 분사된 요소 또는 탄화수소가 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 질소산화물과 잘 혼합될 수 있도록 혼합 공간(G')을 설치한다. 이렇게 혼합된 질소산화물과 요소 또는 탄화수소는 SCR 촉매층(H')을 지나면서 질소로 환원되고 굴뚝(I')을 통하여 외기로 배출된다. K'은 제2NOx 센서로 촉매반응이 일어난 배출가스중의 질소산화물 농도를 측정하여 컨트롤 유닛(B')에 전달하여 J'에서 측정한 농도에 더해져서 J' 농도 + K' 농도를 기준으로 질소산화물과 요소 또는 탄화수소의 몰비가 조절 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소 또는 탄화수소가 연속적으로 분사된다.
J'에서 측정한 질소산화물 농도와 노즐 F'에서 분산되는 요소 또는 탄화수소의 몰비는 0.9 : 1 ~ 1 : 1.1 사이의 비가 되도록 하며, 요소 또는 탄화수소의 몰비가 0.9 : 1의 비율보다 작으면 질소산화물의 제거효율이 떨어지고, 요소 또는 탄화수소의 몰비가 1 : 1.1의 비율보다 크게 되면 암모니아 슬립(slip) 현상이 일어나거나 여분의 탄화수소가 외기로 배출되게 된다. 혼합 공간(G')의 길이는 G' 관경의 1 ~ 20 배 사이로 하며, 혼합 공간(G')의 길이가 관경의 1배 보다 작을 경우 혼합이 제대로 일어나지 않아 질소산화물의 제거효율이 떨어지며, 혼합 공간(G')의 길이가 관경의 20배 이상일 경우 과도한 공간을 차지하며, 길이가 길어져서 배출가스 온도가 떨어져 질소산화물 제거 효율이 떨어지게 된다.
H'의 촉매층에 사용되는 촉매는 요소를 분사할 경우 TiO2에 바나듐과 텅스텐과 주석이 함침된 촉매를 사용하거나 제올라이트에 철, 구리, 망간, 주석이 함침되거나 이온교환된 촉매를 사용한다. TiO2에 바나듐과 텅스텐과 주석이 함침된 촉매는 무게비로 바나듐 : 텅스텐 = 10 : 1 ~ 1 : 10의 비율이며, 바나듐 + 텅스텐 : 주석 = 100 : 1 ~ 1 : 100의 무게비로 함침되며, TiO2에 대한 함침되는 금속들의 비는 TiO2 : 바나듐 + 텅스텐 + 주석 = 5 : 1 ~ 100 : 1 의 비율로 되는 것을 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조후 500℃ ~ 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 사용하는 것을 특징으로 하며 상기의 비율을 벗어날 경우 질소산화물을 제거하는 효율이 현저히 저감된다.
제올라이트에 철, 구리, 망간, 주석이 함침되거나 이온교환된 촉매의 경우 제올라이트로는 Faujasite, Mordenite, ZSM-5, MCM-41중에서 하나가 선택되어지며, 함침되거나 이온교환되는 금속의 무게비는 철 : 구리 = 100 : 1 ~ 1 : 100 의 무게비로 사용되며, 망간 : 주석 = 100 : 1 ~ 1 : 100 의 무게비로 함침되거나 이온교환되고, 철 + 구리 : 망간 + 주석 = 100 : 1 ~ 1 : 10 의 무게비로 함침되거나 이온교환 되는 것을 특징으로 한다. 그리고 제올라이트에 이온교환되거나 함침되는 금속의 무게비는 제올라이트 : 철 + 구리 + 망간 + 주석 = 100 : 1 ~ 5 : 1 의 무게비를 갖는 것을 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ ~ 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조후 500℃ ~ 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기의 비율들을 벗어나게 되면 질소산화물 제거 성능이 현저하게 떨어진다.
SCR 촉매층(H')에 탄화수소를 분사할 경우 탄화수소로는 알콜류, LPG, LNG, 등유, 경유, 선박유, 벙커A 중에서 한가지를 선택하여 사용할 수 있는데, 알콜류로는 메틸알콜(메탄올), 에틸알콜(에탄올), 프로필알콜(프로판올), 부틸알콜(부탄올)중에서 한가지를 선택하여 사용할 수 있다. H'의 촉매층에 사용되는 촉매는 탄화수소를 분사할 경우, 알루미나, 란타니아, 이트리아가 무게비로 란타니아 : 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100의 무게비로 혼합되고, 알루미나 : 란타니아 + 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100 의 무게비로 혼합된 담체에 구리, 철, 주석, 텅스텐, 팔라듐, 황을 담지 시키게 되는데, 구리와 철의 담지 비율은 구리 : 철 = 10 : 1 ~ 1 : 10 의 무게비로 담지 되며, 주석과 텅스텐의 담지 비율은 주석 : 텅스텐 = 10 : 1 ~ 1 : 10 의 무게비로 담지되며, 팔라듐과 황은 10 : 1 ~ 1 : 10 의 무게비로 담지 된다. 구리 + 철 : 주석 + 텅스텐 = 100 : 1 ~ 1 : 10의 무게비로 담지 되며, 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 : 팔라듐 + 황 = 10,000 : 1 ~ 10 : 1의 무게비로 담지되고, 알루미나 + 란타니아 + 이트리아 : 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 + 팔라듐 + 황 = 100 : 1 ~ 5 : 1의 무게비로 담체인 알루미나, 란타니아, 이트리아 혼합물에 담지 되는 것을 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ ~ 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조후 400℃ ~ 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기의 비율들을 벗어나게 되면 촉매의 성능이 떨어져 질소산화물의 제거 성능이 떨어지게 된다.
SCR 촉매층(H')에 상기의 촉매 이외에도 상용 촉매를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명은 하기의 실시예 및 비교예에 의거하여 설명된다. 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 하기의 실시예 및 비교예로 한정되는 것은 아니다.
실시예들과 비교예들로부터 제조된 경유, 선박유, A중유 또는 B중유 또는 C중유, 원유를 메스실린더에 200㎖를 넣고, 80℃ 온도의 항온수조에 12시간 동안 넣어 시간의 경과에 따라 상분리되는 정도를 관찰하여 표 1에 나타내었다. 상분리 정도는 간편하면서도 예민한 "Volumetric method"를 이용하여 다음 식과 같이 유화 안정지수(Emulsion Stability Index: ESI)를 계산하였다.
ESI = 100 - (So + Sw), So = (Vo/Va) × 100, Sw = (Vw/Va) × 100
상기 식에서, So는 기름층의 분리도이고, Sw는 수층의 분리도이며, Va는 유화계의 총 부피이고, Vo는 시간이 경과함에 따라 유화계로부터 분리되어지는 기름층의 부피를 나타내고, Vw는 시간이 경과함에 따라 유화계로부터 분리되어지는 수분층의 부피를 나타낸다. 여기서, ESI가 100%이면 상분리가 전혀 되지 않은 안정한 상태를 의미한다.
그리고, 도 2의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템에서 제조된 물 또는 해수가 첨가되어 유화된 경유 또는 선박유 또는 A중유(또는 벙커A) 또는 B중유(또는 벙커B) 또는 C중유(또는 벙커C)를 사용하여 배출가스 저감 성능을 시험한 결과는 표 2에 나타내었다. 도 1의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템과 배출가스 저감 시스템을 통과한 후의 배출가스 저감성능을 시험한 결과는 표 3에 나타내었다. 한편, 실시예 8 내지 10은 도 3의 선박용 엔진 또는 보일러 배출가스 저감 시스템만을 사용한 것이다. 성능 시험에 사용된 압축착화 기관은 직렬 직립 4행정 기관으로 연소방식은 직접분사식이며, 실린더내경×행정이 123mm×155mm인 6기통, 11,051cc 배기량에 압축비 17.1:1, 최대토크/엔진속도 = 81.5kg·m/1,400 rpm, 최대출력/엔진속도 = 780Nm/2,200rpm인 엔진을 사용하였고, 배출가스 조사는 AVL사의 엔진동력계를 사용하여 ND-13 mode로 운행하여 Firm Ware Technology사의 EXL-1628 배기분석계를 사용하였다.
실시예 1
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 10인 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 50리터와 알킬폴리에틸렌폴리프로필렌 블록공중합 물질의 반복단위(중합도)가 10인 노닐페놀폴리옥시에틸렌프로필렌 블록공중합물질 50리터, 솔비탄모노라우레이트 50리터와 알킬페놀로 옥틸페놀 10리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-헵탄 1리터, n-옥탄 1리터, 도데칸 2리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣고, 유화제 탱크(A)에서 제1정량펌프(O)가 작동하며 밸브 O'과 O"이 동시에 열려서 분당 1리터로 전자유량계(F1)를 통하여 유화제가 혼합조(D)에 3분간 이송되며, 동시에 밸브 P'과 P"이 동시에 열리며 제2펌프(P)가 작동하여 전자유량계(F2)를 통하여 선박유(marine diesel oil)가 B에서 분당 70리터로 400리터 부피의 혼합조(D)에 3분간 이송되고, 그리고 밸브 Q', Q"가 동시에 열리면서 제3펌프(Q)가 작동을 하여 전자유량계(F3)을 통하여 물을 C에서 분당 30리터로 혼합조(D)에 3분간 이송시킨다. 이때 혼합조(D)의 레벨게이지 L이 최고 수위를 나타내며, 펌프 O는 작동을 멈추며 밸브 O'과 O"이 동시에 닫히고, 밸브 P'과 P"도 동시에 닫히며 제2펌프(P)가 작동을 멈추고, 밸브 Q', Q"가 동시에 닫히면서 제3펌프(Q)가 작동을 멈춘다. 혼합조(D)에서 유화제, 선박유, 물 세 성분이 교반기(H)로 1,000rpm으로 혼합되고, 혼합조(D)의 레벨게이지 L이 최저수위 150리터가 되면 밸브 R'가 열리면서 동시에 제4펌프(R)이 작동해 분당 30리터로 2분간 부피 100리터의 유화조(E)에 이송되고 이때 밸브 O', O"이 동시에 닫히고 제1정량펌프(O)가 멈추고, 밸브 P', P"이 닫히고 동시에 제2펌프(P)가 멈추고, 밸브 Q', Q"이 닫히고 동시에 제3펌프(Q)가 멈추고 유화조(E)로 이송이 끝나면 혼합조(D)내의 레벨게이지 L이 최고 수위에 도달할때 까지 계속 작동한다. 유화조(E)에서는 레벨게이지 M이 최고 수위에 도달하면 호모믹서(I)가 70,000 rpm으로 회전하여 10분간 유화시킨 유화연료를 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송하며, 저장조(F)에서는 일정량의 유화연료를 제5펌프(T)가 작동하여 전자유량계(F4)를 통하여 본 실험에 사용된 엔진 또는 보일러로의 연료 공급구(G)를 통하여 엔진 내부로 이송한다. 이때 오버플로우되는 유화 연료는 저장조(F)로 재순환라인(U)을 통해 재순환된다. 밸브 S가 열려서 유화연료를 이송 후 닫히면 레벨게이지 M이 최고수위에 도달하여 신호를 받아 닫혔던 밸브 R'와 제4펌프(R)이 레벨게이지 L의 신호를 받아 다시 밸브 R'이 열리고 제4펌프(R)이 작동하여 유화조로 이송한다. 이렇게 제조된 유화연료를 샘플링하여 상분리 정도를 측정하였다. 본 발명에 사용된 직렬 4기통 압축착화 엔진에서 배출되는 가스중 질소산화물의 농도를 제1NOx 센서(J')로 측정하고 그 결과를 컨트롤 유닛(B')에 전달하여, C'의 탱크에 요소를 채우고, 이 요소를 펌프 D'가 작동하여 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도와 제2NOx 센서(K')에서 측정된 농도가 기준이 되어 요소 농도와 질소산화물의 몰비가 1 : 1이 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소가 연속적으로 분사되고 본 실험에서 사용된 엔진으로부터 배출되는 질소산화물과 혼합 공간(G')을 지나면서 혼합되는데, 혼합 공간(G')의 길이는 혼합 공간(G')의 내경의 10배가 되도록 하였다. 이후에 TiO2에 바나듐 5중량%, 텅스텐 1중량%, 주석 1중량%가 함침된 것을 코디얼라이트 재질의 세라믹 허니컴에 워시코팅하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 SCR 촉매층(H')을 지나면서 질소로 환원되고 굴뚝(I')을 통하여 외기로 배출되며 이때 배출가스의 농도를 측정하였다.
실시예 2
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 20인 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르 50리터와 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 20인 폴리옥시에틸렌 세틸에테르 50리터, 솔비탄트리올레이트 50리터와 알킬페놀로 노닐페놀 2리터, 옥틸페놀 2리터, 도데실페놀 6리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-옥탄 1리터, n-데칸 1리터, 도데칸 2리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣고, 유화제 탱크(A)에서 제1정량펌프(O)가 작동하며 밸브 O'과 O"이 동시에 열려서전자유량계(F1)를 통하여 분당 10리터로 유화제가 혼합조(D)에 3분간 이송되며, 밸브 P'과 P"이 동시에 열리며 제2펌프(P)가 작동하여 전자유량계(F2)를 통하여 경유가 선박유 또는 오일 인입구(B)에서 분당 70리터로 400리터 부피의 혼합조(D)에 3분간 이송되고, 유화조(E)에서는 레벨게이지 M이 최고 수위에 도달하면 호모믹서(I)가 2,000 rpm으로 회전하여 25분간 유화시킨 유화연료를 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 유화연료를 만들어 본 발명에 사용된 엔진에 공급하며, SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 제올라이트로 ZSM-5가 선택되고 여기에 철 5중량%, 구리 3중량%, 망간 1중량%, 주석 1중량%가 함침된 것을 FeCrAl 합금 허니컴에 워시코팅하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 SCR 촉매층(H')을 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 3
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 15인 폴리옥시에틸렌 올레일에테르 50리터와 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 15인 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르 50리터, 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 15인 폴리옥시에틸렌 솔비탄에스테르 50리터와 알킬페놀로 옥틸페놀 2리터, 도데실페놀 2리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-옥탄 5리터, n-데칸 5리터, 도데칸 5리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣고, 유화제 탱크(A)에서 제1정량펌프(O)가 작동하며 밸브 O'과 O"이 동시에 열려서 전자유량계(F1)를 통하여 분당 0.1리터로 유화제가 혼합조(D)에 3분간 이송되며, 밸브 P'과 P"이 동시에 열리며 제2펌프(P)가 작동하여 전자유량계(F2)를 통하여 벙커A가 B에서 분당 70리터로 400리터 부피의 혼합조(D)에 3분간 이송되고, 유화조(E)에서는 레벨게이지 M이 최고 수위에 도달하면 호모믹서(I)가 170,000 rpm으로 회전하여 2분간 유화시킨 유화연료를 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 유화연료를 만들어 본 발명에 사용된 엔진에 공급하며, SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 알루미나 60중량%, 란타니아 30중량%, 이트리아 10중량%가 혼합된 담체에 구리 3중량%, 철 1중량%, 주석 1중량%, 텅스텐 1중량%, 팔라듐 0.01 중량%, 황 0.01 중량%가 담지된 것을 코디얼라이트 재질의 세라믹 필터에 워시코팅 하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 촉매를 사용하며, C'의 탱크에 탄화수소로 경유를 넣고 펌프 D'가 작동하여 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도와 제2NOx 센서(K')에서 측정된 농도가 기준이 되어 경유 농도와 질소산화물의 몰비가 1 : 1이 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 경유가 연속적으로 분사되는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 4
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 12인 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르 20리터와 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 15인 폴리옥시에틸렌 트리데실에테르 20리터, 솔비탄 모노스테아레이트 20리터와 알킬페놀로 옥틸페놀 30리터, 도데실페놀 20리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-옥탄 15리터, n-데칸 15리터, 도데칸 25리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣으며, 그리고 밸브 Q', Q"가 동시에 열리면서 제3펌프(Q)가 작동하여 전자유량계(F3)를 통하여 물 대신 해수를 C에서 분당 30리터로 혼합조(D)에 3분간 이송시키는 것 외에 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 5
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 12인 폴리옥시에틸렌 옥틸에테르 70리터와 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 15인 폴리옥시에틸렌 올레일에스터 70리터, 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 11인 폴리옥시에틸렌 페닐에테르 70리터와 알킬페놀로 부틸페놀 2리터, 옥틸페놀 3리터, 도데실페놀 2리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-헵탄 1리터, n-옥탄 1리터, n-데칸 1리터, 도데칸 2리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣으며, 그리고 밸브 Q', Q"가 동시에 열리면서 제3펌프(Q)가 작동하여 전자유량계(F3)를 통하여 물 대신 해수를 C에서 분당 30리터로 혼합조(D)에 3분간 이송시키며, SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 제올라이트로 Faujasite 종류인 Y-제올라이트가 선택되고 여기에 철 7중량%가 이온교환 되고 여기에 구리 2중량%, 망간 1중량%, 주석 1중량%가 함침된 것을 FeCrAl 합금 필터에 워시코팅하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 SCR 촉매층(H')을 사용한 것 외에 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 6
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 14인 폴리옥시에틸렌 브렌치드데실에테르 50리터와 분자량 400인 폴리에틸렌글리콜 50리터와 폴리옥시에틸렌의 반복단위가 15인 폴리옥시에틸렌 라우릴아민유도체 50리터와 알킬페놀로 부틸페놀 2리터, 옥틸페놀 3리터, 노닐페놀 2리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-펜탄 1리터, n-헵탄 1리터, n-옥탄 1리터, n-데칸 1리터, 도데칸 2리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣으며, 그리고 밸브 Q', Q"가 동시에 열리면서 제3펌프(Q)가 작동하여 전자유량계(F3)를 통하여 물 대신 해수를 C에서 분당 30리터로 혼합조(D)에 3분간 이송시키고, SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 알루미나 30중량%, 란타니아 40중량%, 이트리아 30중량%가 혼합된 담체에 구리 5중량%, 철 3중량%, 주석 1중량%, 텅스텐 3중량%, 팔라듐 0.05 중량%, 황 0.01 중량%가 담지된 촉매를 사용한 것 외에 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 7
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 에틸렌옥사이드 부가화합물로 폴리옥시에틸렌의 반복단위(중합도)가 10인 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 50리터와 알킬폴리에틸렌폴리프로필렌 블록공중합 물질의 반복단위(중합도)가 10인 노닐페놀폴리옥시에틸렌프로필렌 블록공중합물질 50리터, 솔비탄모노라우레이트 50리터와 알킬페놀로 옥틸페놀 10리터와 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 성분으로 n-헵탄 1리터, n-옥탄 1리터, 도데칸 2리터가 혼합된 유화제를 유화제 탱크(A)에 넣고, 유화제 탱크(A)에서 제1정량펌프(O)가 작동하며 밸브 O'과 O"이 동시에 열려서 전자유량계(F1)을 통하여 분당 1리터로 유화제가 혼합조(D)에 3분간 이송되며, 동시에 밸브 P'과 P"이 동시에 열리며 제2펌프(P)가 작동하여 전자유량계(F2)를 통하여 선박유(marine diesel oil)가 B에서 분당 70리터로 400리터 부피의 혼합조(D)에 3분간 이송되고, 그리고 밸브 Q', Q"가 동시에 열리면서 제3펌프(Q)가 작동하여 전자유량계(F3)를 통하여 물을 C에서 분당 30리터로 혼합조(D)에 3분간 이송시킨다. 이때 혼합조(D)의 레벨게이지 L이 최고 수위를 나타내며, 펌프 O는 작동을 멈추며 밸브 O'과 O"이 동시에 닫히고, 밸브 P'과 P"도 동시에 닫히며 제2펌프(P)가 작동을 멈추고, 밸브 Q', Q"가 동시에 닫히면서 제3펌프(Q)가 작동을 멈춘다. 혼합조(D)에서 유화제, 선박유, 물 세 성분이 교반기(H)로 1,000rpm으로 혼합되고, 혼합조(D)의 레벨게이지 L이 최저수위 150리터가 되면 밸브 R'가 열리면서 동시에 제4펌프(R)이 작동해 분당 30리터로 2분간 부피 100리터의 유화조(E)에 이송되고 이때 밸브 O', O"이 동시에 제1정량펌프(O)가 멈추고, 밸브 P', P"이 닫히고 동시에 제2펌프(P)가 멈추고, 밸브 Q', Q"이 닫히고 동시에 제3펌프(Q)가 멈추고 유화조(E)로 이송이 끝나면 혼합조(D) 내의 레벨게이지 L이 최고 수위에 도달할 때까지 계속 작동한다. 유화조(E)에서는 레벨게이지 M이 최고 수위에 도달하면 호모믹서(I)가 100,000 rpm으로 회전하여 12분간 유화시킨 유화연료를 밸브 S를 열어 저장조(F)로 이송하며, 저장조(F)에서는 일정량의 유화연료를 제5펌프(T)를 통해 본 실험에 사용된 엔진 또는 보일러로의 연료 공급구(G)를 통하여 엔진 내부로 이송한다. 이때 오버플로우되는 유화 연료는 저장조(F)로 재순환라인(U)을 통해 재순환된다. 밸브 S가 열려서 유화연료를 이송후 닫히면 레벨게이지 M이 최고수위에 도달하여 신호를 받아 닫혔던 밸브 R'와 제4펌프(R)이 레벨게이지 L의 신호를 받아 다시 밸브 R'이 열리고 제4펌프(R)이 작동하여 유화조로 이송한다. 이렇게 제조된 유화연료를 샘플링하여 상분리 정도를 측정하였다. 그리고 본 실험에 제조된 유화연료를 직렬 4기통 압축착화 엔진에서 연소후 배출되는 배출가스의 농도를 측정하였다.
실시예 8
본 발명에 사용된 직렬 4기통 압축착화 엔진에서 배출되는 가스중 질소산화물의 농도를 제1NOx 센서(J')로 측정하고 그 결과를 컨트롤 유닛(B')에 전달하여, C'의 탱크에 요소를 채우고, 이 요소를 제6공급펌프(D')가 작동하여 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도와 제2NOx 센서(K')에서 측정된 농도가 기준이 되어 요소 농도와 질소산화물의 몰비가 1 : 1이 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소가 연속적으로 분사되고 본 발명에서 사용된 엔진으로부터 배출되는 질소산화물과 혼합 공간(G')을 지나면서 혼합되는데, 혼합 공간(G')의 길이는 혼합 공간(G')의 내경의 15배가 되도록 하였다. 이후에 TiO2에 바나듐 7중량%, 텅스텐 3중량%, 주석 1중량%가 함침된 것을 FeCrAl 합금 허니컴에 워시코팅하고 120℃에서 10시간 건조 후 500℃에서 3시간 소성한 SCR 촉매층(H')을 지나면서 질소로 환원되고 굴뚝(I')을 통하여 외기로 배출되며 이때 배출가스의 농도를 측정하였다.
실시예 9
SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 제올라이트로 MCM-41이 선택되고 여기에 철 7중량%가 이온교환되고 여기에 구리 2중량%, 망간 1중량%, 주석 1중량%가 함침된 것을 FeCrAl 합금 필터에 워시코팅하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 SCR 촉매층(H')을 사용한 것 외에 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 10
본 발명에 사용된 직렬 4기통 압축착화 엔진에서 배출되는 가스중 질소산화물의 농도를 제1NOx 센서(J')로 측정하고 그 결과를 컨트롤 유닛(B')에 전달하여, C'의 탱크에 탄화수소로 부탄올을 채우고, 이 부탄올을 펌프 D'가 작동하여 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도와 제2NOx 센서(K')에서 측정된 농도가 기준이 되어 부탄올 농도와 질소산화물의 몰비가 1 : 1이 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 부탄올이 연속적으로 분사되고 본 실험에서 사용된 엔진으로부터 배출되는 질소산화물과 혼합 공간(G')을 지나면서 혼합되는데, 혼합 공간(G')의 길이는 혼합 공간(G')의 내경의 5배가 되도록 하였다. 이후에 SCR 촉매층(H')에 사용되는 촉매는 알루미나 60중량%, 란타니아 30중량%, 이트리아 10중량%가 혼합된 담체에 구리 3중량%, 철 1중량%, 주석 1중량%, 텅스텐 1중량%, 팔라듐 0.01 중량%, 황 0.01 중량%가 담지된 것을 코디얼라이트 재질의 세라믹 필터에 워시코팅 하고 120℃에서 10시간 건조후 500℃에서 3시간 소성한 촉매를 사용하였으며 배출가스의 농도를 측정하였다.
실시예 11
SCR 촉매층(H') 에 상용 Urea-SCR 촉매로서 V가 3중량% 함유된 V2O5-TiO2 상용 Urea-SCR 촉매를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.
실시예 12
SCR 촉매층(H')에 상용 Hydrocarbon-SCR 촉매로서 Ag가 3중량% 함유된 Ag/Al2O3 상용 Hydrocarbon-SCR 촉매를 사용한 것 외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하였다.
비교예 1
본 발명에 사용된 엔진에 선박유를 사용하고 배출되는 가스의 농도를 측정하였다.
비교예 2
유화제 탱크(A)에 유화제 성분으로 아무것도 넣지 않은 것 외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하였다.
표 1 유화 중질유의 상분리 정도
예 80℃의 항온조 내에서 시간경과에 따른 상분리 정도(ESI%)
1시간 2시간 6시간 12시간
실시예 1 100 100 100 100
실시예 2 100 100 100 100
실시예 3 100 100 100 100
실시예 4 100 100 100 100
실시예 5 100 100 100 100
실시예 6 100 100 100 100
실시예 7 100 100 100 100
실시예 11 100 100 100 100
실시예 12 100 100 100 100
비교예 2 13 0 0 0
표1에서 보는 것과 같이 본 발명에 사용된 유화제로 사용한 실시예 1 내지 실시예 7 그리고 실시예 11과 실시예 12가 본 발명의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템을 사용한 경우 유화가 잘되고 물과 중질유와의 상분리가 거의 일어나지 않아 안전하게 사용할 수 있다.
표 2 엔진 후단에서의 배출가스 분석
예 매연 저감(%) 질소산화물 저감(%)
실시예 1 67 65
실시예 2 64 67
실시예 3 70 68
실시예 4 58 64
실시예 5 59 63
실시예 6 57 62
실시예 7 60 63
실시예 11 54 58
실시예 12 50 52
비교예 1 0 0
비교예 2 7 29
표 2에서 보는 것과 같이 중질유를 본 발명의 실시예처럼 유화시켜 사용하게 되면 중질유 내부에 미세 입자화되어 있던 물이 엔진 내부에서 미세폭발을 일으켜 중질유 입자를 잘게 쪼개어 주어 산소와 접촉을 원활하게 하는 역할을 하여 완전 산화에 가깝게 유도하여 매연을 50% 이상 줄여주며, 중질유 내부에 미세입자화 되어 있던 물이 엔진 내부에서 미세폭발을 일으킬 때 잠열을 빼앗아 엔진 내부의 온도를 낮춰주어 질소산화물의 발생을 억제하게 되어 질소산화물 배출을 50% 이상 줄여주는 효과를 보여주고 있다. 따라서 본 발명의 효과로 대기오염물질을 덜 배출시켜 대기환경개선에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단되며, 물 또는 해수를 사용함으로 인하여 그만큼 에너지를 감소하게 되고 온실가스인 이산화탄소 배출을 감축하는 효과를 동시에 얻을 수 있다.
표 3 SCR 촉매탑 후단에서의 배출가스 분석
예 매연 저감(%) 질소산화물 저감(%)
실시예 1 67 99
실시예 2 64 99
실시예 3 70 99
실시예 4 58 99
실시예 5 59 99
실시예 6 57 99
실시예 8 3 79
실시예 9 4 78
실시예 10 3 75
실시예 11 54 98
실시예 12 46 95
비교예 1 0 0
비교예 2 7 29
표 3에서 보는 것과 같이 SCR 촉매를 사용한 선박용 엔진 또는 보일러 연료배출가스 저감 시스템을 거치고 나면 질소산화물이 75% 이상 줄어들어 선박용 엔진의 규제 기준에 맞출 수가 있으며, 엔진 전단에 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템을 동시에 사용하게 되면 중질유 내부에 미세입자화 되어 있던 물의 미세폭발로 완전 산화에 가깝게 유도하여 매연도 50% 이상 줄여주며, 특히 중질유 내부에 미세입자화 되어 있던 물의 미세폭발로 증발 잠열을 빼앗아 엔진 내부의 온도를 낮춰주어 질소산화물의 발생을 억제하여 본 발명의 선박용 엔진 또는 보일러 연료공급 시스템 및 배출가스 저감 시스템을 통하여 질소산화물이 95% 이상 줄여들게 되어 선박용 엔진의 Tier 3 배출규제 및 보일러의 배출규제에 적극적으로 대응할 수가 있으며, 특히 물 또는 해수를 사용하는 만큼 에너지를 감소하게 되고 온실가스인 이산화탄소 배출을 감축하여 대기환경개선에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Claims (29)

  1. 유화제 탱크(A)로부터의 유화제; 선박유 또는 오일 인입구(B)로부터의 선박유 또는 오일; 및 물 또는 해수 인입구(C)로부터의 물 또는 해수를 각각 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)에 의해 공급하며, 전자유량계(F1, F2, F3)에 의하여 각각의 공급량을 조절하여 혼합시키기 위한 혼합조(D);
    상기 혼합조(D)로부터의 혼합물을 제4펌프(R)에 의해 이송시키고 유화조 교반기 또는 호모믹서(I)에 의해 유화시켜 유중수적형의 유화 연료를 생성시키기 위한 유화조(E);
    상기 유화조(E)로부터의 유화 연료를 상기 유화조(E)의 하부로부터 밸브(S)의 개방에 의하여 이송시켜 저장하기 위한 저장조(F);
    상기 저장조(F)로부터의 유화 연료를 제5펌프(T)에 의해 전자유량계(F4)를 통하여 선박용 엔진 또는 보일러에 공급하기 위한 엔진 또는 보일러로의 연료 공급 수단; 및
    상기 저장조(F)로부터 오버플로우되는 유화 연료를 상기 저장조(F)로 재순환시키기 위한 재순환라인(U)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유화제, 선박유 또는 오일, 및 물 또는 해수의 혼합비는 각각 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)의 유량에 의해 결정되되, 상기 제2펌프(P)와 제3펌프(Q)의 유량비(P : Q)는 부피비로 20 : 1 내지 10 : 6 사이의 비로 결정되고, 상기 제2펌프(P)와 제3펌프(Q)의 유량의 합과 제1펌프(O)의 유량비(P + Q : O)는 부피비로 10,000 : 1 내지 10 : 3 사이의 비로 결정되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 혼합조(D)와 상기 유화조(E)의 부피비(D : E)는 1 : 10 내지 100 : 1 사이의 비인 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 혼합조(D)의 교반기(H)는 60 내지 200,000rpm의 속도로 회전하고, 상기 유화조(E)의 교반기 또는 호모믹서(I)는 1,000 내지 200,000rpm의 속도로 회전하며, 유화조(E)의 교반기 또는 호모믹서(I)의 작동 시간은 1분 내지 30분인 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P), 제3펌프(Q), 제4펌프(R) 및 제5펌프(T)의 전단 또는 전후단에 밸브(O' 또는 O', O")(P' 또는 P', P")(Q' 또는 Q', Q")(R')(T' 또는 T', T'')가 각각 설치되어 각각의 펌프(O, P, Q, R, T)와 연동하여 작동되고; 상기 유화제 탱크(A), 혼합조(D), 유화조(E) 및 저장조(F)에 레벨게이지(K, L, M, N)가 각각 설치되고 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P), 제3펌프(Q) 및 제4펌프(R)는 상기 혼합조(D)에 설치된 레벨게이지(L)에 연동하여 작동되며, 또한 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)는 제4펌프(R) 및/또는 유화제 탱크 레벨게이지(K)와도 연동하여 작동되며; 상기 저장조(F)의 전단에 밸브(S)가 설치되고 상기 저장조(F)의 전단에 설치된 밸브(S)는 상기 저장조(F)의 레벨게이지(N)와 유화조(E)의 레벨게이지(M)와 연동하여 작동되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P), 제3펌프(Q) 및 제5펌프(T)의 전단에 설치된 각각의 밸브(O')(P')(Q')(T')는 각각의 펌프(O, P, Q, T)가 작동할 때에는 열리고 작동을 멈추면 닫히는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 저장조(F)의 전단에 설치된 밸브(S)의 후단에 펌프가 설치되고, 상기 펌프는 상기 밸브(S)와 연동하여 작동되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템은,
    (a) 상기 혼합조 교반기(H)의 작동 하에, 상기 혼합조(D)의 레벨게이지(L)가 최고수위 보다 낮으면 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)를 작동시켜 상기 혼합조(D)로 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수를 공급하고, 상기 혼합조(D)의 레벨게이지(L)가 최고수위에 도달하면 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)의 작동을 중지시키며,
    (b) 상기 혼합조(D)의 레벨게이지(L)가 최저 수위 이상이 되면 상기 제4펌프(R)를 작동시켜 상기 유화조(E)의 레벨게이지(M)가 최고수위에 도달할 때까지 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수의 혼합물을 상기 유화조(E)로 이송시키고, 상기 제4펌프(R)가 작동하여 유화제, 선박유 또는 오일, 물 또는 해수의 혼합물을 상기 유화조(E)로 이송시킬 때, 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)의 작동을 중지시키고, 이송이 끝나 상기 제4펌프(R)가 멈추면 상기 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)를 다시 작동시키며,
    (c) 상기 유화조(E)의 교반기 또는 호모믹서(I)가 1분에서 30분 사이의 정해진 시간 동안 작동 후 유화 연료가 생성되면 상기 교반기 또는 호모믹서(I)의 작동을 멈추고 상기 저장조(F) 전단측 밸브(S)를 열어 상기 저장조(F)로 유화 연료를 모두 이송시킨 후, 상기 저장조(F) 전단측 밸브(S)를 닫고,
    (d) 상기 (a)에서 (c)의 작동 과정을 상기 저장조(F)의 레벨게이지(N)가 최고 수위로 올라갈 때까지 반복하며,
    (e) 상기 저장조(F)의 레벨게이지(N)가 최고 수위로 올라가게 되면 상기 저장조(F) 전단측 밸브(S)를 닫고, 상기 저장조(F)의 레벨게이지(N)가 최고수위와 최저수위의 사이의 정해진 수위 아래로 내려가면 상기 (a)에서 (c)의 작동 과정을 반복하며,
    (f) 상기 유화제 탱크(A)의 레벨게이지(K)가 최저 수위로 내려가면 알람이 울리도록 하고 제1정량펌프(O), 제2펌프(P) 및 제3펌프(Q)의 작동을 중지시키며, 상기 혼합조(D)의 레벨게이지(L)가 최저수위 아래로 내려갈 때까지 상기 유화조(E)가 작동되게 하면서, 유화제를 유화제 탱크(A)에 보충하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 (a) 내지 (f)의 작동 과정은 개별적으로 또는 복합적으로 제어하는 하나 이상의 제어부에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템.
  10. 에틸렌옥사이드 부가 화합물, 알킬페놀 및 CnH2n+2의 식을 갖는 탄화수소 를 포함하는 유화제 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 에틸렌옥사이드 부가 화합물은 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 하이알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 브랜치드 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 에틸렌옥사이드 프로필렌옥사이드 공중합물, 폴리옥시에틸렌 올레일 에스터, 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 아민 유도체, 폴리옥시에틸렌 탈로우 아민 유도체 및 폴리옥시에틸렌 페닐 에테르로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고; 상기 알킬페놀은 탄소수 1 내지 20의 알킬페놀 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이며; 상기 탄화수소는 n이 5 내지 20인 CnH2n+2 의 식을 갖는 탄화수소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이고; 상기 알킬페놀과 탄화수소(알킬페놀 : 탄화수소)는 20 : 1 내지 1 : 20의 부피비로 혼합되고, 상기 에틸렌옥사이드 부가화합물과, 알킬페놀과 탄화수소의 혼합물(에틸렌옥사이드 부가화합물 : 알킬페놀 + 탄화수소)은 100 : 1 내지 1 : 10의 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유화제 조성물.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 유화제 조성물은 경유, 선박유, 벙커A, 벙커B 및 벙커C의 오일에 대해서 0.01 내지 15%의 부피 비율로 혼합되어 유화되는 것을 특징으로 하는 유화제 조성물.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서, 상기 유화제 조성물이 제 1항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 따른 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템의 유화제로 사용되는 것을 특징으로 하는 유화제 조성물.
  14. 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스 중 질소산화물의 농도를 측정하기 위한 제1NOx 센서(J'); 상기 제1NOx 센서(J')에 의해 측정된 질소산화물의 농도 값을 수신받아 처리하기 위한 컨트롤 유닛(B'); 상기 컨트롤 유닛(B')에서 수신된 농도 값에 따라 요소 또는 탄화수소 저장 탱크(C')로부터 요소 또는 탄화수소를 공급하기 위한 펌프(D') 및 상기 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 가스와 상기 요소 또는 탄화수소 저장 탱크(C')로부터의 요소 또는 탄화수소를 혼합시키기 위한 혼합 공간(G') 및 상기 혼합 공간(G')으로부터의 혼합물을 촉매화 반응시키기 위한 SCR 촉매층(H')을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도를 기준으로 몰비가 조절되도록 밸브(E)를 열어 분사 노즐(F')을 통하여 요소 또는 탄화수소가 연속적으로 분사되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 촉매반응이 일어난 배출가스중의 질소산화물 농도를 제2NOx 센서(K')로 측정하여 컨트롤 유닛(B')에 전달하여, 제1NOx 센서(J')에서 측정한 농도에 더해져서 J' 농도 + K' 농도를 기준으로 질소산화물과 요소 또는 탄화수소의 몰비가 조절 되도록 밸브 E가 열려서 분사노즐(F')을 통하여 요소 또는 탄화수소가 연속적으로 분사되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 제1NOx 센서(J')에서 측정한 질소산화물 농도와 노즐 F'에서 분산되는 요소 또는 탄화수소의 몰비는 0.9 : 1 내지 1 : 1.1 사이의 비가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 혼합 공간(G')의 흐름 방향 길이와 관경의 비가 1: 1 내지 20 인 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  19. 제 14항에 있어서, 요소를 분사할 경우, SCR 촉매층(H')에서는 TiO2에 바나듐과 텅스텐과 주석이 함침된 촉매가 사용되되, 바나듐과 텅스텐(바나듐 : 텅스텐)은 10 : 1 내지 1 : 10의 무게비로, 바나듐 + 텅스텐 : 주석은 100 : 1 내지 1 : 100의 무게비로 함침되며, TiO2에 대한 함침되는 금속들(TiO2 : 바나듐 + 텅스텐 + 주석)은 5 : 1 내지 100 : 1의 무게비를 갖도록 하여 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조 후 400℃ 내지 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 제조된 촉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  20. 제 14항에 있어서, 요소를 분사할 경우, SCR 촉매층(H')에서는 제올라이트에 철, 구리, 망간 또는 주석이 함침되거나 이온교환된 촉매가 사용되며, 상기 제올라이트로는 Faujasite, Mordenite, ZSM-5, MCM-41 중에서 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제올라이트에 함침되거나 이온교환되는 금속의 무게비는 철과 구리(철 : 구리)의 경우에는 100 : 1 내지 1 : 100의 무게비로, 망간과 주석(망간 : 주석)의 경우에는 100 : 1 내지 1 : 100 의 무게비로 함침되거나 이온교환되고, 철 + 구리 : 망간 + 주석은 100 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 함침되거나 이온교환되고, 제올라이트에 이온교환 되거나 함침되는 금속의 무게비는 제올라이트 : 철 + 구리 + 망간 + 주석 = 100 : 1 ~ 5 : 1 의 무게비를 갖도록 하여 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ ~ 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조후 500℃ ~ 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 제조된 촉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  22. 제 14항에 있어서, 탄화수소를 분사할 경우, 상기 탄화수소로는 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜 및 부틸알콜로 구성된 군으로부터 선택되는 알콜류, LPG, LNG, 등유, 경유, 선박유 및 벙커A로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되며, SCR 촉매층(H')에서는 알루미나, 란타니아, 이트리아가 무게비로 란타니아 : 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100의 무게비로 혼합되고, 알루미나 : 란타니아 + 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100 의 무게비로 혼합된 담체에 구리, 철, 주석, 텅스텐, 팔라듐 또는 황을 담지시킨 촉매가 사용되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 알루미나, 란타니아, 이트리아가 혼합된 담체에 구리와 철(구리 : 철)은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되고, 주석과 텅스텐(주석 : 텅스텐)은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되며, 팔라듐과 황은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되고, 구리 + 철 : 주석 + 텅스텐은 100 : 1 내지 1 : 10의 무게비로 담지되며, 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 : 팔라듐 + 황은 10,000 : 1 내지 10 : 1의 무게비로 담지되고, 알루미나 + 란타니아 + 이트리아 : 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 + 팔라듐 + 황은 100 : 1 내지 5 : 1의 무게비로 담지된 담지체를 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃의 온도에서 6시간 이상 건조시킨 후 500℃ 내지 700℃의 온도에서 2시간 이상 소성하여 제조된 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  24. 제 14 내지 제 23항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 선박용 엔진 또는 보일러에는 제 1항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 따른 선박용 엔진 또는 보일러 연료 공급 시스템으로부터의 연료가 단독으로 또는 함께 공급되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진 또는 보일러의 배출가스 저감 시스템.
  25. 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 질소산화물 함유 가스와 요소의 혼합물로부터 배출되는 배출 가스를 저감시키기 위한 촉매로서, TiO2에 바나듐과 텅스텐과 주석이 함침되되, 바나듐과 텅스텐(바나듐 : 텅스텐)은 10 : 1 내지 1 : 10의 무게비로, 바나듐 + 텅스텐 : 주석은 100 : 1 내지 1 : 100의 무게비로 함침되며, TiO2에 대한 함침되는 금속들(TiO2 : 바나듐 + 텅스텐 + 주석)은 5 : 1 내지 100 : 1의 무게비를 갖도록 하여 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃의 온도에서 6시간 이상 건조시킨 후 400℃ 내지 700℃의 온도에서 2시간 이상 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 배출가스 저감 촉매.
  26. 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 질소산화물 함유 가스와 요소의 혼합물로부터 배출되는 배출 가스를 저감시키기 위한 촉매로서, Faujasite, Mordenite, ZSM-5 및 MCM-41로 구성된 군으로부터 선택되는 제올라이트에 철, 구리, 망간 또는 주석이 함침되거나 이온교환된 배출가스 저감 촉매.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 제올라이트에 함침되거나 이온교환되는 금속의 무게비는 철과 구리(철 : 구리)의 경우에는 100 : 1 내지 1 : 100의 무게비로, 망간과 주석(망간 : 주석)의 경우에는 100 : 1 내지 1 : 100 의 무게비로 함침되거나 이온교환되고, 철 + 구리 : 망간 + 주석은 100 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 함침되거나 이온교환되고, 제올라이트에 이온교환 되거나 함침되는 금속의 무게비는 제올라이트 : 철 + 구리 + 망간 + 주석 = 100 : 1 내지 5 : 1 의 무게비를 갖도록 하여 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃ 사이에서 6시간 이상 건조 후 500℃ ~ 700℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하느 배출가스 저감 촉매.
  28. 선박용 엔진 또는 보일러로부터 배출되는 질소산화물 함유 가스와 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜 및 부틸알콜로 구성된 군으로부터 선택되는 알콜류, LPG, LNG, 등유, 경유, 선박유 및 벙커A로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 탄화수소의 혼합물로부터 배출되는 배출 가스를 저감시키기 위한 촉매로서, 알루미나, 란타니아, 이트리아가 무게비로 란타니아 : 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100의 무게비로 혼합되고, 알루미나 : 란타니아 + 이트리아 = 100 : 1 ~ 1 : 100 의 무게비로 혼합된 담체에 구리, 철, 주석, 텅스텐, 팔라듐 또는 황이 담지된 것을 특징으로 하는 배출가스 저감 촉매.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 알루미나, 란타니아, 이트리아가 혼합된 담체에 구리와 철(구리 : 철)은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되고, 주석과 텅스텐(주석 : 텅스텐)은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되며, 팔라듐과 황은 10 : 1 내지 1 : 10 의 무게비로 담지되고, 구리 + 철 : 주석 + 텅스텐은 100 : 1 내지 1 : 10의 무게비로 담지되며, 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 : 팔라듐 + 황은 10,000 : 1 내지 10 : 1의 무게비로 담지되고, 알루미나 + 란타니아 + 이트리아 : 구리 + 철 + 주석 + 텅스텐 + 팔라듐 + 황은 100 : 1 내지 5 : 1의 무게비로 담지된 담지체를 세라믹 또는 금속 재질의 허니컴이나 필터에 워시코팅하여 100℃ 내지 150℃의 온도에서 6시간 이상 건조시킨 후 500℃ 내지 700℃의 온도에서 2시간 이상 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 배출가스 저감 촉매.
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