KR101431081B1 - 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치 - Google Patents
선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 탈황 처리 능력을 높이고, 장치의 크기를 줄일 수 있는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치는, 세정액을 이용하여 배기가스에 포함된 황화합물 등의 오염 물질을 제거하기 위한 배기가스 정화 장치에 있어서, 상기 배기가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 배기가스를 냉각시켜 상기 몸체로 공급하기 위한 냉각 처리부; 상기 몸체로 유입되는 배기가스가 고르게 분포될 수 있도록 유동시키기 위한 선회 처리부; 상기 배기가스를 상기 세정액 중으로 통과시키기 위한 용해 처리부; 및 상기 배기가스의 오염물질을 포집하기 위한 충진물을 포함하는 포집 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치는, 세정액을 이용하여 배기가스에 포함된 황화합물 등의 오염 물질을 제거하기 위한 배기가스 정화 장치에 있어서, 상기 배기가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 배기가스를 냉각시켜 상기 몸체로 공급하기 위한 냉각 처리부; 상기 몸체로 유입되는 배기가스가 고르게 분포될 수 있도록 유동시키기 위한 선회 처리부; 상기 배기가스를 상기 세정액 중으로 통과시키기 위한 용해 처리부; 및 상기 배기가스의 오염물질을 포집하기 위한 충진물을 포함하는 포집 처리부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 선박 등에서 배출되는 배기가스를 탈황 처리하기 위한 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치에 관한 것이다.
선박에서 배출되는 배기가스는 유독 물질을 포함하므로 인체에 유해할 뿐만 아니라, 그대로 대기중으로 방출될 경우에는 환경오염을 유발하는 원인이 되며, 특히 배기 가스에 포함되는 황화합물이 제거될 필요가 있다.
따라서 국제해사기구(IMO)에서는 해양오염방지협약(MARPOL)에 의해 선박의 연료 황함유량을 제한하고 있으며 2015년부터 모든 배출통제지역(ECA) 해역에 0.1% 이하 황함유 연료를 사용하도록 규제하고 있다. 또한, 연료 비용 등의 문제로 0.1%를 초과하는 황함유 연료를 사용하는 선박의 경우에 2015년부터 SOx 저감장치의 설치가 법적으로 의무화된다. 즉, 배기가스에 포함되는 SOx의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 탈황 처리 과정이 반드시 필요하며, 이와 같은 처리 과정을 거친 가스만을 대기중으로 방출하도록 의무화되는 것이다.
이에 따라, 선박의 배기 라인에는 배기가스를 탈황 처리하여 대기중으로 배출시키기 위한 다양한 형태의 배기가스 처리 장치가 설치되고 있다. 배기가스를 처리하는 방법에는 대표적으로 습식(Wetting) 방식이 사용되고 있으며, 습식 방식은 배기가스를 물에 통과 및 용해시켜 처리하는 방식이다.
종래의 습식 폐가스 처리 장치는 여러 종류가 있는데, 배기가스를 몸체 내의 폴링(Pall ring)등의 충진물과 물에 통과시켜 유해물질 등이 충진물에 포집되도록 하거나, 물이 분무되는 분위기 또는 수중으로 배기가스를 통과시켜 탈황시킬 수 있다. 하지만, 탈황 효율을 보다 높일 수 있는 장치가 필요하며, 장치의 크기를 줄일 수 있으며, 높은 탈황 성능을 가질 수 있는 우수한 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 98% 이상의 탈황 처리 능력을 가질 수 있는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장치의 크기를 줄일 수 있고, 배기 가스 유동 저항을 최소화할 수 있는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치는, 세정액을 이용하여 배기가스에 포함된 황화합물 등의 오염 물질을 제거하기 위한 배기가스 정화 장치에 있어서, 상기 배기가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 배기가스를 냉각시켜 상기 몸체로 공급하기 위한 냉각 처리부; 상기 몸체로 유입되는 배기가스가 고르게 분포될 수 있도록 유동시키기 위한 선회 처리부; 상기 배기가스를 상기 세정액 중으로 통과시키기 위한 용해 처리부; 및 상기 배기가스의 오염물질을 포집하기 위한 충진물을 포함하는 포집 처리부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉각 처리부는, 상기 배기가스가 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지고, 측면에 외측을 향하여 굴곡되는 돌출부가 형성되는 관형의 유입 몸체; 및 적어도 일부가 판형상을 가지고, 상기 돌출부 내부에 배치되는 조절체를 포함하고, 상기 조절체가 상기 돌출부로부터 돌출되도록 전진 이동하여 상기 배기가스가 지나는 통로의 크기가 조절될 수 있다.
바람직하게는, 상기 선회처리부는, 소정 각도로 기울어지는 복수의 블레이드가 구비되는 프로펠러 형상을 가지고, 상기 몸체 내에 고정 결합되는 선회 베인을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용해 처리부는, 판형상을 가지고, 상기 몸체 내면과 밀결합하는 담수판; 상기 담수판을 관통하여 밀결합하고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 유입관; 및 콘형상을 가지고, 상기 유입관의 상부에 고정 배치되는 담수캡을 포함하고, 상기 유입관의 상단은 상기 담수캡의 하단보다 상부에 위치하며, 상기 담수판에 고이는 상기 세정수의 수위는 상기 유입관의 상단과 상기 담수캡의 하단 사이일 수 있다.
바람직하게는, 상기 유입관의 상단보다 상기 유입관의 하단이 상기 배기가스 통과 면적이 넓도록, 상기 유입관의 적어도 일부가 경사지도록 테이퍼질 수 있다.
바람직하게는, 상기 용해 처리부는, 판형상을 가지고, 상기 몸체 내면에 결합하는 지지판을 더 포함하고, 상기 유입관의 하부는 상기 지지판을 관통하며, 상기 지지판은 상기 유입관을 지지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 포집 처리부는, 상기 배기가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 카트리지를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 포집 처리부는, 판형상을 가지고, 상기 몸체 내면과 밀결합하는 세정수 포집판; 상기 세정수 포집판을 관통하여 밀결합하고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 가스 유동관; 및 콘형상을 가지고, 상기 유입관의 상부에 고정 배치되는 차단캡을 포함하고, 상기 카트리지로부터 낙하하는 상기 세정수가 상기 가스 유입관으로 유입되지 않도록, 상기 차단캡은 상기 가스 유입관의 직상부를 모두 커버할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선회 처리부, 상기 용해 처리부, 및 상기 포집 처리부 중 적어도 하나 이상은, 상기 세정액을 분무 공급하기 위한 살수관을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선회 처리부에 상기 세정액을 분무 공급하기 위한 살수관을 더 포함하고, 상기 세정액은 직경 50㎛ 이하의 액적을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선회 처리부, 상기 용해 처리부, 및 상기 포집 처리부 중 적어도 하나 이상은, 상기 세정수를 배출하기 위한 배출관을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 배기가스를 가열하여 상기 배기관으로 배출하기 위한 열교환기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치는, 탈황 처리 능력 및 효율을 높일 수 있으므로 배기가스의 확실한 처리가 가능하고, 동일한 배기가스 처리 능력을 유지하면서도 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 선회 베인의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 지지판의 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 담수판의 평면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 정면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 측면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 세정수 차단부의 정단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 냉각 처리부의 구성을 나타내는 측면도, 및
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 선회 베인의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 지지판의 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 담수판의 평면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 정면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 측면도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 세정수 차단부의 정단면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 냉각 처리부의 구성을 나타내는 측면도, 및
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치는 몸체(10), 선회 처리부(100), 용해 처리부(200), 및 포집 처리부(300), 및 냉각 처리부(500)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 선회 베인의 사시도로서, 선회 베인(Vane)(110)은 관형의 몸체(10) 하부의 내측에 고정되고, 소정 각도로 기울어져 구성되는 복수의 블레이드를 포함한다. 선회 처리부(100)의 상부에는 살수관(500)이 배치되고, 살수관(500) 하부에 일렬로 구성되는 노즐을 통하여 세정수가 스프레이 형태로 배출될 수 있으며, 몸체(10)의 하단에는 세정수의 배출을 위한 배출관(510)이 구성된다. 이때, 살수관(500)의 노즐로서는 미세 액적을 생성할 수 있는 포그 노즐(Fog Nozzle)이 사용되는 것이 바람직하며, 액적의 직경은 50㎛ 이하일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 지지판의 평면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 담수판의 평면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 정면도, 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 용해부의 구성을 나타내는 측면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 용해 처리부(200)는 살수관(500), 및 용해부를 포함하고, 선회 처리부(100)의 상부에 배치된다. 또한, 용해부는 지지판(220), 담수판(210), 유입관(230), 및 담수캡(240)을 포함한다. 살수관(500)의 하부에는 복수의 관통공이 형성되는 지지판(220)이 수평으로 결합되고, 살수관(500)과 지지판(220)의 사이에는 담수판(210)이 수평으로 결합된다. 담수판(210)에는 복수의 관통공이 형성되는데, 지지판(220)에 형성되는 관통공에 각각 대응하여 마주하는 위치에 형성된다.
지지판(220)의 관통공에는 유입관(230)이 결합되는데, 지지판(220)의 관통공으로부터 담수판(210)의 관통공을 지나 상부로 돌출되도록 연장된다. 유입관(230)은 담수판(210)에 밀결합되어 유입관(230)과 담수판(210) 사이가 방수될 수 있고, 유입관(230)의 하부는 소정 각도로 테이퍼지도록 형성된다. 즉, 유입관(230)의 하단이 유입관(230)의 허리 측보다 직경이 큰 형상을 가진다. 유입관(230)의 하부에 배치되는 지지빔(241)은 지지판(220)에 고정 결합되고, 지지막대(242)는 유입관(230) 내부에 수직으로 기립하여 지지빔(241)에 결합된다. 유입관(230)의 상부에는 삿갓 형상의 담수캡(240)이 배치되는데, 담수캡(240)은 지지막대(242)의 상단에 고정 결합된다. 이때, 담수캡(240)의 하단 모서리는 유입관(230)의 상단보다 낮은 높이에 위치하도록 배치된다.
용해 처리부(200)의 상부에는 포집 처리부(300)가 배치되는데, 본 발명의 일실시예에 따른 포집 처리부(300)는 살수관(500), 카트리지(310), 및 세정수 차단부(320)를 포함한다. 살수관(500)의 하부에 배치되는 카트리지(310)는 내부 공간을 가지고 복수의 관통공이 형성되는 상자 형상을 가지고, 내부 공간에는 복수의 충진물이 채워진다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 충진물은 폴링(Pall ring) 또는 텔러렛(Tellerette)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 배기가스 중의 황화합물 등을 포집할 수 있는 어떠한 것이라도 가능하다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카트리지(310)의 배기가스가 통과하는 면은 망형상으로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 세정수 차단부의 정단면도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 세정수 차단부(320)는 세정수 포집판(321), 가스 유동관(322), 및 차단캡(323)을 포함하고, 카트리지(310) 하부에 배치된다. 몸체(10) 내측에 수평으로 결합되는 세정수 포집판(321)에는 복수의 관통공이 형성되고, 각각의 관통공 상부에는 가스 유동관(322)이 결합된다. 유동관의 상부에는 콘 형상의 차단캡(323)이 배치되는데, 카트리지(310)로부터 낙하하는 세정수가 유동관으로 유입되지 않도록 콘의 지름이 유동관의 지름보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 차단캡(323)은 세정수 포집판(321)에 수직으로 결합되는 복수의 지지바(324)에 의해 지지될 수 있으며, 세정수 포집판(321)과 접하는 몸체(10)에는 배출관(510)이 구성된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 냉각 처리부의 구성을 나타내는 측면도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 냉각 처리부(400)는 유입 몸체(410), 및 확산부(420)를 포함한다.
유입 몸체(410)의 상부는 배기가스 발생원 측에 연결되고, 유입 몸체(410)의 목부에는 확산부(420)가 구성된다. 확산부(420)는 조절체(421), 및 조절봉(422)을 포함하는데, 조절체(421)는 판형상을 가지고, 조절체(421)의 단부는 하측으로 절곡된다. 조절체(421)가 배치되는 유입 몸체(410)의 일부는 측면으로 돌출하고, 조절체(421)는 돌출한 부분에 삽입되며, 돌출한 부분으로부터 유입 몸체(410) 내측을 향하여 돌출하거나 후퇴할 수 있도록 배치된다. 조절체(421)에는 조절봉(422)이 결합되고, 조절봉(422)은 유입 몸체(410)의 일측에 전후 이동 가능하도록 관통 결합되며, 유입 몸체(410)를 관통하여 돌출되는 조절봉(422)의 단부에는 핸들(423)이 결합된다.
따라서, 핸들(423)의 조작에 의해 조절체(421)의 전후 이동이 가능하고, 조절체(421)의 이동에 의해 배기가스가 통과할 수 있는 면적이 조절될 수 있다. 즉, 조절체(421)가 전진하여 위치할수록 배기가스가 통과할 수 있는 면적이 감소하고, 조절체(421)가 후진하여 위치할수록 배기가스가 통과할 수 있는 면적이 증가한다.
배기가스에 포함되는 SOx는 고온보다 저온에서 물에 더욱 쉽게 용해되므로, 배기가스의 온도를 낮추면 탈황 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 따라서, 유입 몸체(410)를 지나는 배기가스가 조절체(421)에 의해 좁은 면적을 지나고, 조절체(421)를 지난 배기가스가 급속히 팽창하면서 배기가스의 온도가 낮아질 수 있다. 또한, 확산부(420)의 상부에 배치되는 살수관을 통하여 차가운 세정수를 공급함으로써 배기가스의 온도가 낮아지고, 배기가스에 포함된 SOx 등이 세정수에 용해될 수 있다. 조절체(421)의 이동에 의해 배기가스가 통과할 수 있는 면적을 조절할 수 있으므로, 배기가스의 상태 등에 따른 최적의 조건에서 처리할 수 있고, 배기 가스 유동 저항을 최소화할 수 있다.
또한, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 평면도로서, 냉각 처리부(400)가 한 쌍으로 병렬 구성되어 더욱 많은 배기가스를 처리할 수 있으며, 도 9에서는 이해를 돕기 위하여 구조가 단순하게 도시되었다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치의 배기가스 처리 과정은 다음과 같다.
엔진 등으로부터 배출되는 배기가스는 냉각 처리부(400), 선회 처리부(100), 용해 처리부(200), 및 포집 처리부(300)를 차례대로 통과하고, 몸체(10) 상단의 배기관(20)을 통해 몸체(10)로부터 배출된다.
먼저, 유입 몸체(410) 상부로 유입되는 배기가스는 확산부(420)를 지나며 냉각되며, 살수관을 통하여 세정수가 공급된다. 유입 몸체(410) 하부에 고이는 세정수는 유입 몸체(410) 하부 일측에 구성되는 배출관을 통하여 외부로 배출된다.
유입 몸체(410) 하부를 통하여 몸체(10) 하부로 유입되는 배기가스는 선회 처리부(100)를 통과하는데, 선회 베인(110)을 통과하면서 몸체(10) 내부에서 선회하도록 유동한다. 선회 베인(110) 상부의 살수관(500)으로부터 세정수가 배출되어 배기가스에 공급된다. 선회 베인(110)의 블레이드는 프로펠러와 같이 동일한 방향으로 기울어지므로 유체 흐름이 일정한 방향으로 유도될 수 있으며, 배기가스는 선회 베인(110)을 지나면서 동일한 방향으로 편향되어 유동한다. 따라서, 배기가스가 몸체(10)의 내부에서 나선으로 선회하여 상승하여 배기가스가 몸체(10) 내에 골고루 퍼질 수 있고, 세정수가 배기가스에 잘 혼합될 수 있으며, 특히 SOx가 세정수에 효과적으로 침착될 수 있다. 즉, 선회류 형성에 의하여 배기가스의 흐름이 균일하게 되어 데드 스페이스를 최소화할 수 있다. 또한, 액적과 가스의 접촉 효율이 향상되어 배기가스 중의 SOx 등이 미세 액적에 효과적으로 포집될 수 있고, 이러한 상태의 배기가스는 용해 처리부(200), 및 포집 처리부(300)에서 더욱 효과적으로 탈황 처리될 수 있다.
선회 처리부(100)를 통과한 배기가스는 용해 처리부(200)의 유입관(230)의 하부를 통하여 유입관(230)으로 유입된다. 유입관(230)을 통과한 배기가스는 유입관(230) 상부와 담수캡(240) 사이를 통하여 배출된다. 담수캡(240) 상부의 살수관(500)을 통하여 세정수가 살수되는데, 담수판(210) 상부에는 낙하한 세정부가 소정의 수위로 고여있는 상태가 유지된다. 이때, 담수(湛水)의 수위는 담수캡(240) 하단의 모서리보다 높고, 유입관(230)의 상단보다 낮다. 따라서, 유입관(230)을 통과한 배기가스는 담수판(210) 상부에 고여있는 세정수를 통과하게 된고, 배기가스의 SOx 등이 담수에 포집될 수 있다. 담수판(210)의 일측에는 배출관(510)이 연결되어 담수판(210)의 담수가 소정 속도로 배출될 수 있다.
유입관(230)의 하부는 상부보다 직경이 크게 형성되므로, 유입관(230)의 하부에서 유입되는 배기가스는 유입관(230)을 지나면서 속도가 증가하고, 압력 또한 상승한다. 이러한 상태의 배기가스는 유입관(230) 상단으로 배출되어 확산되며 압력이 급속히 떨어지고 온도가 낮아진다. 즉, SOx는 고온보다 저온에서 물에 더욱 쉽게 용해되므로, 유입관(230)을 통과하여 온도가 더욱 낮아진 배기가스의 효과적인 탈황이 가능하다.
용해 처리부(200)를 통과한 배기가스는 포집 처리부(300)로 공급되고, 세정수 차단부(320)의 가스 유동관(322)을 통과한다. 가스 유동관(322)을 통과한 배기가스는 가스 유동관(322)과 차단캡(323) 사이를 통하여 배출되어 카트리지(310)로 공급된다. 이때, 가스 유동관(322)의 상부는 차단캡(323)에 의해 커버되므로, 살수관(500)으로부터 공급되는 세정수는 가스 유입관(230)으로 들어가지 못하고, 세정수 포집판(321)에 포집되어 배출관(510)으로 배출된다. 배출된 배기가스는 카트리지(310)를 통과하고, 카트리지(310) 내부의 충진물에 배기가스에 포함되어 있는 SOx 등이 침착되어 포집된다. 카트리지(310)를 통과하여 배기가스 처리 과정을 거친 가스는 배기관(20)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 배기가스가 선회 처리부(100)를 통과하며 SOx 등과 결합된 미세 액적을 다수 포함하는 상태로 되고, 이러한 미세 액적은 용해 처리부(200)의 담수, 및 포집 처리부(300)의 충진물에 매우 효과적으로 포집될 수 있으므로 탈황 효율이 매우 우수하다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 2개의 용해 처리부(200)가 수직으로 배치되어 배기가스를 처리하지만, 이를 하나만 배치하거나, 셋 이상으로 배치하는 등 배기가스 처리 기준에 따라 용해 처리부(200)의 개수를 달리하여 구성할 수 있다. 또한, 선회 처리부(100), 및 포집 처리부(300)도 필요에 따라 개수를 조정하여 구성할 수 있다. 또한, 탈황 처리된 배기가스의 액적을 제거하여 배출시킬 수 있도록 미스트 엘리미네이터(Mist Eliminator)가 구성될 수 있으며, 미스트 엘리미네이터의 원리는 이미 널리 주지된 관용기술에 불과하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
또한, 배출통제지역(ECA) 해역 중 일부에서는, 대기 중으로 배출되는 배기가스의 온도가 규정치 이상을 유지할 것이 요구된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 포집 처리부(300)를 지난 가스의 온도를 상승시킬 수 있도록 열교환부(600)가 설치될 수 있으며, 열교환부(600)를 통과하는 가스가 요구 온도 조건인 약 80℃ 이상으로 가열될 수 있다. 열교환부(600)는 엔진 등으로부터 열을 공급받을 수 있으며, 열교환부(600)의 원리는 이미 널리 주지된 관용기술에 불과하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치에 따르면, 배기가스 내의 SOx 등의 제거 능력 및 효율을 높일 수 있으므로 배기가스의 확실한 처리가 가능하고, 동일한 처리 능력을 유지하면서도 장치의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 몸체 20: 배기관
100: 선회 처리부 110: 선회 베인
200: 용해 처리부 210: 담수판
220: 지지판 230: 유입관
240: 담수캡 241: 지지빔
242: 지지막대 300: 포집 처리부
310: 카트리지 320: 세정수 차단부
321: 세정수 포집판 322: 가스 유동관
323: 차단캡 324: 지지바
400: 냉각 처리부 410: 유입 몸체
420: 확산부 421: 조절체
422: 조절봉 423: 핸들
500: 살수관 510: 배출관
600: 열교환부
100: 선회 처리부 110: 선회 베인
200: 용해 처리부 210: 담수판
220: 지지판 230: 유입관
240: 담수캡 241: 지지빔
242: 지지막대 300: 포집 처리부
310: 카트리지 320: 세정수 차단부
321: 세정수 포집판 322: 가스 유동관
323: 차단캡 324: 지지바
400: 냉각 처리부 410: 유입 몸체
420: 확산부 421: 조절체
422: 조절봉 423: 핸들
500: 살수관 510: 배출관
600: 열교환부
Claims (12)
- 세정수를 이용하여 배기가스에 포함된 황화합물 등의 오염 물질을 제거하기 위한 배기가스 정화 장치에 있어서,
상기 배기가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배기관을 가지는 몸체;
상기 배기가스를 냉각시켜 상기 몸체로 공급하기 위한 냉각 처리부;
상기 몸체로 유입되는 배기가스가 고르게 분포될 수 있도록 유동시키기 위한 선회 처리부;
상기 배기가스를 상기 세정수 중으로 통과시키기 위한 용해 처리부; 및
상기 배기가스의 오염물질을 포집하기 위한 충진물을 포함하는 포집 처리부
를 포함하고, 상기 냉각 처리부는,
상기 배기가스가 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지고, 측면에 외측을 향하여 굴곡되는 돌출부가 형성되는 관형의 유입 몸체; 및
적어도 일부가 판형상을 가지고, 상기 유입 몸체의 내부로부터 상기 돌출부 에 삽입되는 조절체
를 포함하고,
상기 조절체가 상기 돌출부로부터 돌출 또는 삽입 이동하여 상기 배기가스가 지나는 통로의 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 선회 처리부는,
소정 각도로 기울어지는 복수의 블레이드가 구비되는 프로펠러 형상을 가지고, 상기 몸체 내에 고정 결합되는 선회 베인
을 포함하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 용해 처리부는,
판형상을 가지고, 상기 몸체 내면과 밀결합하는 담수판;
상기 담수판을 관통하여 밀결합하고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 유입관; 및
콘형상을 가지고, 상기 유입관의 상부에 고정 배치되는 담수캡
을 포함하고,
상기 유입관의 상단은 상기 담수캡의 하단보다 상부에 위치하며, 상기 담수판에 고이는 상기 세정수의 수위는 상기 유입관의 상단과 상기 담수캡의 하단 사이인 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 유입관의 상단보다 상기 유입관의 하단이 상기 배기가스 통과 면적이 넓도록, 상기 유입관의 적어도 일부가 경사지도록 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 용해 처리부는,
판형상을 가지고, 상기 몸체 내면에 결합하는 지지판
을 더 포함하고,
상기 유입관의 하부는 상기 지지판을 관통하며, 상기 지지판은 상기 유입관을 지지하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 포집 처리부는,
상기 배기가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 카트리지
를 포함하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 포집 처리부는,
판형상을 가지고, 상기 몸체 내면과 밀결합하는 세정수 포집판;
상기 세정수 포집판을 관통하여 밀결합하고, 상기 배기가스가 통과하는 복수의 가스 유동관; 및
콘형상을 가지고, 상기 가스 유동관의 상부에 고정 배치되는 차단캡
을 포함하고,
상기 카트리지로부터 낙하하는 상기 세정수가 상기 가스 유동관으로 유입되지 않도록, 상기 차단캡은 상기 가스 유동관의 직상부를 모두 커버하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 선회 처리부, 상기 용해 처리부, 및 상기 포집 처리부 중 적어도 하나 이상은, 상기 세정수를 분무 공급하기 위한 살수관
을 더 포함하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 선회 처리부에 상기 세정수를 분무 공급하기 위한 살수관
을 더 포함하고,
상기 세정수는 직경 50㎛ 이하의 액적을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 멀티 스크러버 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 선회 처리부, 상기 용해 처리부, 및 상기 포집 처리부 중 적어도 하나 이상은, 상기 세정수를 배출하기 위한 배출관
을 더 포함하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
- 제1항 및 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배기가스를 가열하여 상기 배기관으로 배출하기 위한 열교환기
를 더 포함하는 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020130044022A KR101431081B1 (ko) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130044022A KR101431081B1 (ko) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치 |
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| KR101431081B1 true KR101431081B1 (ko) | 2014-08-21 |
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| KR1020130044022A Active KR101431081B1 (ko) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | 선박용 배기가스 탈황을 위한 고효율 멀티 스크러버 장치 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101431081B1 (ko) |
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