KR100750480B1 - 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기위한 세정집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 월플로우 챔버(walled-flow chamber)에 설치된 분사노즐에서 세정액을 분사함으로써 기액 접촉을 통하여 배기가스 중의 유해성분을 포집하고, 유입된 배기가스가 지그재그 형태로 격벽을 충돌하여 통과하여 관성충돌에 의해 물방울에 포집된 입자상물질을 제거할 수 있도록 하는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 관한 것이다.

상기 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 있어서, 몸체(20)의 하단부 일측면에 설치되되, 그 전방에서 유입되는 배기가스가 지그재그 형태로 충돌하여 통과한 후 상기 원통형 몸체(20)로 삽입될 수 있도록 하는 월플로우 챔버(21) 및; 상기 월플로우 챔버(21) 내부에 일정간격으로 이격 설치되되, 상기 월플로우 챔버(21)를 통과하는 배기가스에 세정액을 분사할 수 있도록 상기 파이프(14)와 분지관(22)에 의해 연결되어 설치되는 다수의 분사노즐(23)을 포함하여 구성된다.

세정집진기, 스크러버, 배기가스, 해수, 가스포집

Description

선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기{Scrubber system for removing of pollutants from marine diesel engine exhaust gas}

도 1 은 종래의 세정집진기를 나타낸 상태도

도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 세정집진기의 전체적 구성도

도 3 은 월플로우 챔버의 설치구조를 보여주기 위한 단면도

도 4 는 도3의 A-A부분의 설치구조를 보여주기 위한 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(4) : 세정액공급장치 (7) : 배출구

(14) : 파이프 (20) : 몸체

(21) : 월플로우챔버 (22) : 분지관

(23) : 분사노즐 (24) : 스월스크러버

(31) : 좌측지지대 (32) : 우측지지대

(33) : 제 1격벽 (34) : 제 2격벽

본 발명은 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 월플로우 챔버(walled-flow chamber)에 설치된 분사노즐에서 세정액을 분사함으로써 기액 접촉을 통하여 배기가스 중의 유해성분을 포집하고, 유입된 배기가스가 지그재그 형태로 격벽을 충돌하여 통과하여 관성충돌에 의해 물방울에 포집된 입자상물질을 제거할 수 있도록 하는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 관한 것이다.

통상 종래의 집진장치는 습식집진장치와 건식집진장치가 있으며, 상기 습식집진장치는 오염된 공기가 물을 통과하게 하여 물에 의해 오염물질을 정화시켜 깨끗한 공기를 외부로 배출되게 하는 것이다. 즉, 상기 습식 집진장치는 집진기 내에 충진물을 채우고 충진물 위에서 물을 스프레이하고 스프레이를 지나 상단에 디미스터를 설치하여 수분의 외부유출을 막도록 설계된 것이 일반적이다.

여기서 종래의 기술에 따른 세정집진기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상단에 배출구(7)를 구비하는 원통형 몸체(20)와, 상기 몸체(20) 하부의 일측 내주면에 접하여 오염물질이 유입되게 설치하는 가이드밴(1)과, 상기 몸체(20) 내부에 방사상으로 설치되는 슬롯판(10)과, 상기 슬롯판(10)의 중앙에서 상방으로 설치되는 충돌판(11)과, 상기 충돌판(11) 위로 설치되는 세정액분사부(21)를 갖되 일정한 간격으로 이격 설치되는 다수의 세정액공급장치(4)와, 상기 세정액분사부(21) 상부로 설 치되는 디미스터(6)와 세정액을 세정액분사부(21)에 공급하기 위한 펌프(16)를 포함하여 구성되는 구조이다.

이러한 세정집진기에서 배기가스는 충진물 사이를 통해 올라가고, 물은 스프레이 되는 충진물의 위에서부터 아래로 내려온다. 이러한 방법은 이론적으로는 충진물에서 가스와 물의 접촉면적을 넓히기 위하여 실시되나, 실제 운전에서는 터널현상이나 수분이 고루 분포되지 않는 현상으로 집진효율은 극히 저조한 경향을 보인다. 때문에 별도의 집진처리 설비와 가스처리설비를 설치하여 높은 초기 투자비 및 유지관리 비용이 소요되었다.

따라서 본 발명의 목적은 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정액으로 해수를 분사함으로써 후처리 설비가 필요없도록 하고, 또한 황산화물과 입자상 물질을 동시에 제거할 수 있도록 하기 위한 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 월플로우 챔버 내부의 좌측지지대에 다수의 제 1격벽이 일정간격으로 설치되고, 우측지지대에 상기 제 1격벽과 교번되도록 다수의 제 2격벽이 일정간격으로 설치됨으로써, 유입된 배기가스가 지그재그의 형태로 흐를 수 있도록 하기 위한 합리적인 구조의 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 몸체의 하단부 일측면에 설치되되, 그 전방에서 유입되는 배기가스가 지그재그 형태로 충돌하여 통과한 후 상기 몸체로 삽입될 수 있도록 하는 월플로우 챔버 및; 상기 월플로우 챔버 내부에 일정간격으로 이격 설치되되, 상기 월플로우 챔버를 통과하는 배기가스에 세정액을 분사할 수 있도록 상기 파이프와 분지관에 의해 연결되어 설치되는 다수의 분사노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 세정집진기의 전체적 구성도이며, 도 3 은 월플로우 챔버의 설치구조를 보여주기 위한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 상단에 배출구(7)를 구비하는 원통형 몸체(20)와, 상기 원통형 몸체(20) 내부에 일정한 간격으로 이격 설치되는 다수의 세정액 공급장치(4)와, 상기 세정액공급장치(4)에 세정액을 공급할 수 있도록 상기 몸체(20) 외부의 일측 끝에 연결된 파이프(14)를 포함하여 구성되는 세정집진기에 있어서, 상기 몸체(20)의 하단부 일측면에 설치되되, 그 전방에서 유입되는 배기가스가 지그재그 형태로 충돌하여 통과한 후 상기 원통형 몸체(20)로 삽입될 수 있도록 하는 월플로우 챔버(21) 및; 상기 월플로우 챔버(21) 내부에 일정간격으로 이격 설치되 되, 상기 월플로우 챔버(21)를 통과하는 배기가스에 세정액을 분사할 수 있도록 상기 파이프(14)와 분지관(22)에 의해 연결되어 설치되는 다수의 분사노즐(23)을 포함하여 구성된다. 또한 상기 월플로우 챔버(21)는 그 내부의 좌측지지대(31)에 다수의 제 1격벽(33)이 일정간격으로 설치되고, 우측지지대(32)에 상기 제 1격벽(33)과 교번되도록 다수의 제 2격벽(34)이 일정간격으로 설치되는 것을 특징으로 하여 구성된다.

다음으로, 도 2와 도 3, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 선박용 디젤엔진의 배기가스를 제거하기 위한 세정집진기를 설명한다.

먼저 도 2 에서 도시된 바와 같이 각종 오염된 배기가스가 월플로우 챔버(21)에 유입되면, 상기 월플로우 챔버(21) 상부에 설치된 분사노즐(23)에서 세정액을 분사한다. 분사된 세정액은 기액접촉을 통하여 유입된 배기가스(황산화물, 입자상 물질등)를 포집하게 된다. 이때 포집된 배기가스는 도 4에서 도시된 바와 같이 월플로우챔버(21) 하부에 설치된 제 1,2격벽(33,34)을 지그재그 형태로 충돌하여 통과한 후 상기 원통형 몸체로 들어가게 된다.

상기 월플로우 챔버(21)에서 유해성분을 1차 제거한후 후단의 스월스크러버(swirl scrubber)(24)에서 2차로 제거하게 된다. 상기 스월스크러버(24) 내의 유해성분 제거순서는 다음과 같다.

상기 월플로우 챔버(21)에서 제거되지 않은 오염물질들은 슬롯(3)에 빠른 속도로 유입되어 순간적으로 슬롯판(10) 주위로 확산되며 세정액과 관성충돌하여 2차 집진된다. 세정액분사부(21)에서 공급되는 세정액이 중력으로 인한 하강력과 힘이 균형을 이루게 되어 오염물질을 포함하는 선회류로 인해 소용돌이 효과를 동시에 나타내게 된다. 이러한 소용돌이 효과를 가진 수층을 오염물질이 같이 회전하면서 빠져나가게 될 때 세정액과 오염물질의 접촉효과가 극대화되기 때문에 높은 집진 효율을 보이면서 3차 집진이 이루어진다.

상기한 슬롯판(10)과 충돌판(11)의 구조는 상부에 동일하게 설치되어 있으므로 여기서 4차집진이 이루어진다. 다시말해, 세정액 수층을 통과한 입자는 유속이 느려지면서 사이클론처럼 선회하면서 위로 올라간다. 이때 우산 형태의 또 다른 얇은 수막층에 유속이 느려진 기류에 포함되어 있던 미세한 오염물질들이 다시 한번 접촉하여 오염물질이 4차 집진되는 것이다.

그리고 그 상부는 세정액이 비산한 수증기가 안개 형태로 생기게 되고, 이들은 오염물질들과 충돌하여 5차 집진이 이루어진다. 그리고 배출구(7) 근처의 오염물질과 잘게 부서진 세정액은 디미스터(6)에서 제거되거나, 오염물질과 세정액의 충돌이 일어나 입자의 크기가 증가하면서 마지막으로 6차 집진이 이루어진다.

여기서 상기 선박용 디젤엔진의 배기가스를 제거하기 위한 세정집진기가 갖는 특징은 배기가스를 제거하기 위한 세정액으로 해수를 분사함으로써 후처리 설비가 필요없도록 하고, 또한 황산화물과 입자상 물질을 동시에 제거할 수 있도록 하 는 것이다. 또한 상기 월플로우 챔버(21)가 갖는 특징은 내부의 좌측지지대(31)에 다수의 제 1격벽(33)이 일정간격으로 설치되고, 우측지지대(32)에 상기 제 1격벽(33)과 교번되도록 다수의 제 2격벽이(34) 일정간격으로 설치됨으로써, 유입되는 배기가스가 지그재그 형태로 상기 제 1,2격벽에 충돌하여 통과하여 미세물방울과 배기가스 사이에 난류와 합일을 야기하고, 합일에 의해 중량이 커진 물방울은 원심력에 의해 유로벽면에 충돌하여 포집할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 효과는 선박용 디젤엔진에서 발생하는 유해성분인 황산화물과 입자상 물질을 동시에 제거할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 세정액으로 해수를 분사함으로써 종래의 세정집진기에 구비되는 세정액탱크, 세정수탱크, 집수조 및 펌프등의 초기 투자비 및 후처리 설비 비용과 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 하는 것이다.

또한 월플로우 챔버장치는 오염된 배기가스가 지그재그 형태로 제 1,2격벽에 충돌하여 통과함으로써 집진효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상단에 배출구(7)를 구비하는 원통형 몸체(20)와, 상기 원통형 몸체(20) 내부에 일정한 간격으로 이격 설치되는 다수의 세정액공급장치(4)와, 상기 세정액공급장치(4)에 세정액을 공급할 수 있도록 상기 몸체(20) 외부의 일측 끝에 연결된 파이프(14)를 포함하여 구성되는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기에 있어서,

   상기 몸체(20)의 하단부 일측면에 설치되되, 그 전방에서 유입되는 배기가스가 지그재그 형태로 충돌하여 통과한 후 상기 원통형 몸체(20)로 삽입될 수 있도록 하는 월플로우 챔버(21) 및;

   상기 월플로우 챔버(21) 내부에 일정간격으로 이격 설치되되, 상기 월플로우 챔버(21)를 통과하는 배기가스에 세정액을 분사할 수 있도록 상기 파이프(14)와 분지관(22)에 의해 연결되어 설치되는 다수의 분사노즐(23)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기
2. 제 1항에 있어서, 상기 월플로우 챔버(21)는 그 내부의 좌측지지대(31)에 다수의 제 1격벽(33)이 일정간격으로 설치되고, 우측지지대(32)에 상기 제 1격벽(33)과 교번되도록 다수의 제 2격벽(34)이 일정간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤엔진의 배기가스 중의 유해성분을 제거하기 위한 세정집진기

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