KR101130732B1 - 컨테이너형 배기가스 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스 배출원에 이동시켜 배기가스를 정화하는 컨테이너형 배기가스 정화장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 외형을 형성하는 컨테이너와 상기 컨테이너 내에 설치되어 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부를 포함하며, 상기 배기가스 처리부는 배기가스가 유입되는 유입부와, 환원제와 공기를 환원제공급수단과, 촉매를 포함하며 상기 유입부를 통해 유입된 배기가스에 상기 환원제공급수단에서 공급된 환원제를 혼합하여 질소산화물을 제거하는 반응기를 포함하며, 상기 촉매는 저온에서도 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있도록 저온 활성 촉매가 사용되어, 장치가 일체형으로 형성됨으로써 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있고, 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어 처리장치의 이동성을 크게 향상시킬 수 있고, 미세먼지와 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하고자 한다.

Description

컨테이너형 배기가스 정화장치{CONTAINER TYPE EXHAUST GAS PURIFYING APPARATUS}

본 발명은 배기가스 배출원에 이동시켜 배기가스를 정화하는 컨테이너형 배기가스 정화장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 외형을 형성하는 컨테이너와 상기 컨테이너 내에 설치되어 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부를 포함하며, 상기 배기가스 처리부는 배기가스가 유입되는 유입부와, 환원제와 공기를 환원제공급수단과, 촉매를 포함하며 상기 유입부를 통해 유입된 배기가스에 상기 환원제공급수단에서 공급된 환원제를 혼합하여 질소산화물을 제거하는 반응기를 포함하며, 상기 촉매는 저온에서도 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있도록 저온 활성 촉매가 사용되어, 장치가 일체형으로 형성됨으로써 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있고, 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어 처리장치의 이동성을 크게 향상시킬 수 있고, 미세먼지와 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하고자 한다.

종래의 배기가스 정화장치는 다량의 오염물질이 함유된 배기가스를 배출하는 공장, 화력발전소 등의 배기가스 배출원 근처에 고정 설치되어, 상기 배기가스 배출원이 배출하는 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하였다. 하지만, 배기가스 배출원이 항상 배기가스를 배출한다고 할 수 없으며, 일시적으로 배기가스를 정화하여야 할 필요가 있는 경우에 배기가스를 정화하기 위해 배기가스 정화장치를 고정설치하는 것은 경제적으로 비효율인 문제점이 있었다.

특히, 대형선박은 일시적인 배기가스의 정화가 필요한 대표적인 예인데, 선박은 대부분 디젤유를 연료로서 사용하며 높은 출력이 요구되는 선박의 특성상 많은 유해물질을 함유한 배기가스를 대기중으로 배출한다. 디젤유가 연소하면서 배출되는 배기가스에는 미세먼지(Particle matter), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질을 포함하게 된다. 특히 대양을 항해하는 대형선박의 경우에는 정유공장에 맞먹는 다량의 오염물질을 배출하게 된다. 배기가스 중에 포함되어 있는 미세먼지 및 질소산화물(NOx) 등은 사람의 폐포까지 깊숙하게 침투하여 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 되며 우리 몸의 면역 기능을 떨어뜨리고 암과 같은 질병을 발생시킨다.

하지만, 대형선박이 대양을 항해중일 때에는 배출된 배기가스는 분산되고 주위에는 사람이 살고 있지 않아 배기가스의 정화 필요성이 없는데 반해, 대형선박이 특정 항구에 입항할 경우 경제적 이유와 선박의 기계적 이유로 인해 선박엔진을 끄지 않은 상태로 출항 전까지 정박하여 다량의 오염물질을 포함하는 배기가스를 대기에 누적 배출하여 항구 주변의 환경을 오염시키므로 배기가스를 반드시 정화하여야 한다. 특히, 미국에서는 환경법 규정에 의해서 오염물질을 배출하는 선박은 미국 내의 항구에 정박조차 할 수 없게 되어 있다. 따라서, 대형선박은 향해 중에는 배기가스의 정화 필요성이 없으나, 일시적으로 항구에 정박 중일 때에는 배기가스를 반드시 정화하여야 한다

따라서, 선박 등과 같이 일시적으로 배기가스의 정화가 필요한 배기가스 배출원에 이동시켜 배기가스에 포함되어 있는 오염물질을 손쉽게 정화할 수 있는 이동식 배기가스의 정화장치의 필요성이 증대되고 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

컨테이너 안에 배기가스 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부가 내장되어, 장치가 일체형으로 형성됨으로써 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배기가스의 폐열만을 가지고도 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있도록 저온 활성 촉매가 사용되어, 배기가스를 다시 가열하기 위해 히터나 열교환기 같은 장치를 필요치 않아서, 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어 정화장치의 이동성을 크게 향상시킬 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 미세먼지제거부와 반응기를 포함하여 배기가스에 포함되어 있는 미세먼지와 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 일체형으로 형성되어 이동이 가능하며 지지부에 의해 쉽게 균형을 잡을 수 있는 배기가스 포집장치를 추가로 포함하여 배기가스를 포집하고자하는 선박에 이동시켜 배기가스를 손쉽게 포집할 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배기가스 포집장치를 배기가스를 포집하고자 하는 선박에 이동시켜 배기가스를 포집하므로 선박의 스택과 가까운 거리에서 배기가스를 포집할 수 있어 포집장치의 컴팩트화를 이룰 수 있는 컨테이너형 배기가스 정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 외형을 형성하는 컨테이너와, 상기 컨테이너 내에 설치되어 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부를 포함하며, 상기 배기가스 처리부는 상기 컨테이너와 일체로 형성됨으로써, 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 배기가스 처리부는 일단이 컨테이너 일측의 외부에 돌출되어 배기가스가 유입되는 배기가스유입로를 포함하는 유입부와, 환원제와 공기를 공급하는 환원제공급수단과, 촉매를 포함하며 상기 배기가스유입로 타단과 상기 환원제공급수단의 출력단에 각각 열결되어 배기가스에 환원제를 혼합하여 질소산화물을 제거하는 반응기와, 일단이 상기 반응기의 출력단에 연결되고 타단은 컨테이너 상면의 외부에 돌출되어 정화처리된 배기가스를 배출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 배출부는 일측에서 돌출되어 상기 컨테이너 내측면에 연결되는 연결부를 추가로 포함하여, 상기 배출부를 상기 컨테이너에 견고하게 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 촉매는 저온에서도 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있도록 저온 활성 촉매가 사용되어, 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어 정화장치의 이동성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 유입부는 상기 배기가스유입로의 일측에 설치되어 배기가스를 유동시키는 가압부와, 상기 배기가스유입로의 일측에 연결되어 유입된 배기가스의 부하량을 센싱하는 출력센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 환원제공급수단은 환원제를 공급하는 환원제공급부와, 외부의 공기를 공급하는 공기공급부와, 상기 환원제공급부와 상기 공기공급부에 각각 연결되어 환원제와 공기를 혼합하는 혼합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 환원제공급부는 환원제를 저장하는 저장탱크와, 상기 저장탱크의 출력단에 연결되어 환원제의 공급량을 조절하는 유량제어펌프와, 상기 유량제어펌프의 출력단에 연결되어 환원제에 열을 공급하는 기화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 반응기는 상기 환원제공급수단이 공급하는 환원제를 배기가스에 균일하게 분배되도록 하는 그리드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서, 상기 배기가스 처리부는 상기 유입부와 상기 반응기 사이에 위치하여 배기가스에서 미세먼지를 제거하는 미세먼지제거부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 배기가스 처리부는 작업자가 들어가서 상기 배기가스 처리부 전체를 제어하는 제어실을 추가로 포함하는 것은 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 상기 유입부와 탈착식으로 연결되어 선박의 배기가스를 포집하는 배기가스 포집장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치에 있어서 상기 배기가스 포집장치는 균형을 잡아주는 지지부와, 상기 지지부의 상측에 수직으로 연결되는 타워부와, 상기 타워부에 좌우 회전가능하며 수직 이동가능하게 연결되는 암과, 상기 암을 상기 타워부에서 좌우 회전시키는 선회부와, 상기 암을 상기 타워부에서 상하 이동시키는 수직이동부와, 상기 암의 말단에 연결되어 선박의 스택을 덮는 보닛과, 일단이 상기 보닛의 일측에 연통되어 배기가스의 이동통로가 되는 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 컨테이너 안에 배기가스 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부가 내장되어, 장치가 일체형으로 형성됨으로써 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배기가스의 폐열만을 가지고도 질소산화물이 효과적으로 제거될 수 있도록 저온 활성 촉매가 사용되어, 배기가스를 다시 가열하기 위해 히터나 열교환기 같은 장치를 필요치 않아서, 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어 정화장치의 이동성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 미세먼지제거부와 반응기를 포함하여 배기가스에 포함되어 있는 미세먼지와 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일체형으로 형성되어 이동이 가능하며 지지부에 의해 쉽게 균형을 잡을 수 있는 배기가스 포집장치를 추가로 포함하여 배기가스를 포집하고자하는 선박에 이동시켜 배기가스를 손쉽게 포집할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배기가스 포집장치를 배기가스를 포집하고자 하는 선박에 이동시켜 배기가스를 포집하므로 선박의 스택과 가까운 거리에서 배기가스를 포집할 수 있어 포집장치의 컴팩트화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치의 부분절단 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리부의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치를 이용하여 선박의 배기가스를 정화하는 과정을 설명하기 위한 참고도.

이하에서는 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치의 부분절단 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리부의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치를 이용하여 선박의 배기가스를 정화하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치(1)는 컨테이너(11) 안에 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부(12)가 내장되어, 장치가 일체형으로 형성됨으로써 정화장치를 손쉽게 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 컨테이너(11)는 후술할 배기가스 처리부(12)를 수용하기 위한 구성으로, 일정형상을 가진 바람직하게는 직육면체의 형상을 가지며 철제의 판재로 구성된다. 상기 컨테이너(11)의 일 측면에는 후술할 배기가스유입로(1211)의 일부가 상기 컨테이너(11)의 외부로 돌출될 수 있도록 관통형성된 제1관통공(111)이 형성되고, 상면에는 후술할 배출부(125)의 일부가 상기 컨테이너(11)의 외부로 돌출될 수 있도록 관통형성된 제2관통공(112)이 형성된다.

상기 배기가스 처리부(12)는 상기 컨테이너(11) 내부에 설치되어 컨테이너(11)와 일체로 형성되어 유입된 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 구성으로, 배기가스가 유입되는 유입부(121)와, 상기 유입부(121)와 연결되어 유입된 배기가스에서 미세먼지를 제거하는 미세먼지제거부(122)와, 환원제와 공기를 공급하는 환원제공급수단(123)과, 상기 미세먼지제거부(122)와 상기 환원제공급수단(123)에 각각 연결되어 배기가스에 환원제를 혼합하여 질소산화물을 제거하는 반응기(124)와, 상기 반응기(124)와 연결되어 정화처리된 배기가스 배출되는 배출부(125)와, 상기 배기가스 처리부(12)의 전체를 제어하는 제어실(126) 등의 구성을 포함하게 된다.

상기 유입부(121)는 배기가스 배출원과 연결되어 오염된 배기가스가 유입되는 구성으로, 배기가스유입로(1211), 가압부(1212), 출력센서(1213) 등을 포함한다. 상기 배기가스 배출원은 다량의 배기가스를 제출하는 설비로, 예컨대, 대형선박, 기차, 화력발전소 등을 들 수 있다.

상기 배기가스유입로(1211)는 배기가스 배출원으로부터 배출된 배기가스가 유입되는 통로로, 일단은 상기 제1관통공(111)을 통해 컨테이너(11) 외부에 돌출되어 배기가스 배출원과 연결되고, 타단은 상기 컨테이너(11) 내에서 후술할 미세먼지제거부(122)의 입구단에 연결된다.

상기 가압부(1212)는 상기 배기가스유입로(1211)의 일측에 설치되어 배기가스가 상기 배기가스유입로(1211)에 유입될 수 있도록 공기 유동을 일으키는 구성으로, 후술할 제어실(126)에 의해 작동이 제어된다. 예컨대, 상기 가압부(1212)는 송풍기, 컴프레셔 등이 사용될 수 있다.

상기 출력센서(1213)는 배기가스유입로(1211)의 일측에 설치되어 유입된 배기가스의 부하량에 관한 정보를 센싱하여 하기에 설명할 제어실(126)로 전송하기 위한 수단이다. 이는 배기가스의 부하량에 따라 배기가스에 포함되는 질소산화물량이 정하여지므로, 상기 배기가스의 부하량을 판단할 수 있는 RPM, 전류량, 출구온도 등의 정보를 상기 제어실(126)로 송신하여, 배출가스에 포함된 질소산화물을 탈질시키기에 적합한 환원제량을 상기 반응기(124)에 공급할 수 있도록 상기 제어실(126)에 포함된 질소산화물량을 판단할 수 있어 질소산화물 및 암모니아 분석기의 구성을 생략하여 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있게 된다.

상기 미세먼지제거부(122)는 미세먼지 제거필터(1221)를 포함하여 유입부(121)를 통해 유입된 배기가스에 포함되어 있는 미세먼지(Particle matter)를 제거하기 위한 구성이다.

상기 미세먼지 제거필터(1221)는 다양한 제품이 사용될 수 있으며 지름이 2.5㎛ 이하인 초미세먼지도 제거할 수 있도록, 몰트프렌이나 유리섬유를 사용해서 집진하는 기계식 필터, 유리섬유와 셀룰로오스 섬유를 사용해서 미립자를 집진하는 고성능 필터 등이 사용될 수 있다.

상기 환원제공급수단(123)은 후술할 반응기(124) 내에 환원제와 공기를 공급하는 구성으로, 상기 환원제공급수단(123)은 환원제공급부(1231)와, 공기공급부(1232)와, 혼합부(1233)를 포함한다.

상기 환원제공급부(1231)는 액상의 환원제('액상의 환원제'는 '암모니아수 또는 요소수'이다. 이하 같다)를 기상의 환원제로 변환하여 공급하는 구성으로, 저장탱크(1231a), 유량제어펌프(1231b), 기화부(1231c)를 포함한다.

상기 저장탱크(1231a)는 액상의 환원제를 저장하는 탱크로서 일측이 유량제어펌프(1231b)와 연결된다. 예컨대, 상기 저장탱크(1231a)는 원통형, 장방형 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있고, SUS304 또는 SPV300과 같은 다양한 재질과 다양한 크기와 용량으로 형성될 수 있다.

상기 유량제어펌프(1231b)는 일 측이 상기 저장탱크(1231a)의 출력단과 연결되어 액상의 환원제를 후술할 기화부(1231c)에 공급하는 장치이다. 상기 유량제어펌프(1231b)는 제어실(126)의 제어하에 출력의 강약을 조절하여 액상의 환원제의 공급량을 조절할 수 있다. 예컨대, 유량범위 5.7 ~ 85 liter/min이고 SCS13(Body), SUS316(TRIM) 재질로 제작된 대림종합유량계의 "YAD-12211(1/2")" 모델 등이 사용될 수 있다.

상기 기화부(1231c)는 상기 유량제어펌프(1231b)의 출력단에 연결되며, 상기 기화부(1231c)에 유입된 액상의 환원제에 열을 공급하여 액상의 환원제를 기상의 환원제로 변환한다. 예컨대, 환원제로 액상의 요소수를 사용한 경우 액상의 요소수가 상기 기화부(1231c)를 통과하면서 열(적정온도는 250~400℃)을 공급받아 아래의 화학반응식과 같은 반응을 통해 기상의 암모니아로 변환되게 된다.

xH₂O + 2CO(NH₂)₂ + O₂ → 2NH₃ + CO₂ + (x-1)H₂O

상기 공기공급부(1232)는 외부의 공기를 공급하는 구성으로, 공기가압부(1232a) 등을 포함한다.

상기 공기가압부(1232a)는 외부공기가 후술할 혼합기에 유입될 수 있도록 공기 유동을 일으키는 구성으로, 후술할 제어실(126)에 의해 작동이 제어된다. 예컨대, 상기 공기가압부(1232a)는 송풍기, 컴프레셔 등이 사용될 수 있다.

상기 혼합부(1233)는 상기 기화부(1231c)의 출력단과 상기 공기가압부(1232a)의 출력단에 각각 연결되어 기상의 환원제가 상기 반응기(124)에 균일하게 배출될 수 있도록 기상의 환원제와 공기를 혼합하는 구성으로, 정적혼합기 등이 사용될 수 있다.

상기 반응기(124)는 상기 미세먼지제거부(122)의 출력단과 상기 혼합기의 출력단과 각각 연결되어 유입된 배기가스에 환원제를 혼합하며, 내부에 촉매를 포함하고 있어 환원제와 배기가스의 혼합기체에서 질소산화물(NOx)을 무해한 성분으로 탈질제거하는 구성으로 (주)SK의 SCR제품이 사용될 수 있다. 즉, 기상의 암모니아로 변환된 환원제와 배기가스의 혼합기체 중 질소산화물(NOx)은 촉매의 작용에 의해 아래의 화학반응식과 같은 반응을 통해 무해한 성분으로 변환되게 되고, 배출부(125)를 통해 외부로 배출되게 된다.

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

이때, 상기 촉매로는 저온(170~250℃)에서 활성을 가지는 다양한 제품이 사용될 수 있는데, V, Rh,Mo, W, Cu, Ni, Fe, Cr, Mn, Sn 등의 산화물, 황산염, 희토류산화물, 귀금속 등을 촉매 활성종으로 하고, Al₂0₃, Ti0₂, 활성탄, 제올라이트, 실리카 등을 촉매담체로 하는 제품이 사용될 수 있으며, 이들 중 현재 실용화되어 있는 것은 Ti0₂(titanium oxide)를 담체로 한 V₂0₅(vanadium pentoxide), Mo0₃(molybdenum troxide), W0₃(tungsten trioxide)계의 촉매이다.

또한, 상기 반응기(124)는 입구단 쪽의 내측에 설치되어 환원제인 기체상태의 암모니아가 배기가스에 균일하게 분배되도록 하는 그리드(1241)를 포함한다. 상기 그리드(1241)는 일정형상을 가진 바람직하게는 원기둥 형태를 가지며 측면에 다수의 암모니아 배출구멍이 형성되어 있다. 상기 배출구멍의 직경과 개수는 기체상태의 암모니아가 곧바로 배기가스와 균일하게 혼합될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대 분사량 33 liter/hr, 재질 SUS304로 이루어진 스프레잉시스템코리아사(Spraying Systems Co. Korea)의 "광각원형분사(setup번호 : 26)"모델 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 상기 반응기에서 저온(170~250℃) 활성 촉매가 사용되어 유입되는 배기가스의 폐열만으로도 탈질반응을 일으키기에 충분하여, 고온(250~400℃) 활성 촉매가 사용되는 반응기에서 반응이 일어나도록 배기가스를 고온(250~400℃)으로 가열하는 전기히터나 열교환기 등의 구성을 포함하지 않을 수 있어 배기가스 정화장치의 컴팩트화를 이룰 수 있는 특징이 있다.

상기 배출부(125)는 정화처리된 배기가스를 외부로 배출하는 구성으로, 일단은 상기 반응기(124)의 출력단에 연결되고, 타단은 상기 제2관통공(112)을 통해 컨테이너(11) 외부로 돌출된다. 상기 배출부(125)는 일측에서 돌출되어 상기 컨테이너(11) 내측에 연결되는 연결부(1251)를 포함하여, 상기 배출부(125)를 상기 컨테이너(11) 내에서 견고하게 고정시킬 수 있다.

상기 제어실(126)는 본 발명에 따른 배기가스 처리부(12) 전체를 제어하기 위한 구성으로 컨테이너 내에 위치하며, 상기 제어실(126)은 작업자가 들어가서 배기가스 처리부 전체를 제어할 수 있도록 일정한 공간을 가지며, 그 내부에는 본 발명에 따른 배기가스 처리부 전체를 제어하기 위한 제어장비가 설치되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 출력센서(1213)에서 감지된 부하량에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)량에 따른 적정한 양의 환원제공급 여부를 판단하는 등의 배기가스 처리부(12) 전반을 제어/조절하는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 배기가스 처리부가 컨테이너에 내에 설치되어 장치가 일체형으로 형성됨으로써, 이동이 가능하여 정화장치를 배기가스 배출원에 이동시켜 손쉽게 배기가스를 정화시킬 수 있는 특징이 있다. 또한, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 반응기에서 저온 활성 촉매를 사용하여 별도로 배기가스를 가열하기 위한 히터나 열교환기를 추가로 필요하지 않아 장치의 컴팩트화를 이룰 수 있어서 뛰어난 이동성을 가지는 특징이 있다. 또한, 본 발명에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 미세먼지제거부와 반응기를 포함하여 배기가스에 포함되어 있는 미세먼지와 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 컨테이너형 배기가스 정화장치는 도 1 내지 4를 참조하여 설명한 컨테이너형 배기가스 정화장치에서 미세먼지제거부가 없이 유입부가 바로 반응기의 입구단에 연결될 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성들을 포함하는 컨테이너형 배기가스 정화장치(1)의 배기가스 정화과정을 배기가스 배출원으로 대형선박을 예로 들어 도 1 내지 4를 참조하여 설명하기로 한다.

선박에서 배출된 배기가스를 정화하기 위해서는 선박의 스택에서 배출된 배기가스를 포집하여 상기 배기가스 정화장치(1)에 전달하는 배기가스 포집장치(2)가 사용되는데, 먼저 배기가스 포집장치(2)를 설명한 다음 배기가스 정화과정을 설명하기로 한다 .

상기 배기가스 포집장치(2)를 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 배기가스 포집장치(2)는 상기 유입부(121)와 찰탈식으로 연결되어 선박의 배기가스를 포집하는 구성으로, 지지부(21)), 타워부(22), 암(23), 선회부(24), 수직이동부(25), 보닛(26), 배관(27)을 포함한다.

상기 지지부(21)는 상기 배기가스 포집장치(2)가 직립된 상태로 유지될 수 있도록 균형을 잡아주는 구성으로, 일정형상을 가진 바람직하는 장방형으로 형성되며 다른 구성에 비해 큰 중량을 가진다.

상기 타워부(22)는 상기 지지부(21)의 상측에 수직으로 장착된다.

상기 암(23)은 타워부(22)와 좌우 회전가능하며 수직 이동가능하게 연결되며, 말단에는 보닛(26)이 연결되어 있다.

상기 선회부(24)는 상기 암(23)을 상기 타워부(22)에서 좌우 회전시키는 구성으로 도면에는 도시하지 않았지만, 선회모터 및 링기어 등을 사용하는 공지의 기술이 사용될 수 있다.

상기 수직이동부(25)는 상기 암(23)을 상기 타워부(22)에서 상하 이동시키는 구성으로 도면에 도시하지 않았지만, 구동모터의 구동으로 인해 윈치에 의해 권선되는 와이어(251)에 의해 상기 암(23)이 상기 타워부(22)에서 상하 이동할 수 있게 된다.

상기 보닛(26)은 암(23)의 말단에 연결되어 상기 선회부(24)와 상기 수직이동부(25)의 구동에 의해 좌우, 상하 이동하여 선박(3)의 스택(31)의 상측을 덮는 구성이다.

상기 배관(27)은 상기 보닛(26)의 일측과 연통되며 상기 암(23), 타워부(22), 지지부(21))의 일측에 차례로 연결된다. 선박의 배기가스를 정화시에 배관(27)의 말단은 상기 유입부(121)에 연결된다.

상기 배기가스 포집장치는 일체형으로 형성되어 이동이 가능하며 지지부에 의해 쉽게 균형을 잡을 수 있어 배기가스를 포집하고자하는 선박에 이동시켜 배기가스를 손쉽게 포집할 수 있는 특징이 있다. 또한, 상기 배기가스 포집장치는 배기가스를 포집하고자 하는 선박에 이동시켜 배기가스를 포집하므로 선박의 스택과 가까운 거리에서 배기가스를 포집할 수 있어 포집장치의 컴팩트화를 이룰 수 있는 특징이 있다.

이하 선박의 배기가스 정화과정을 살펴보면, 먼저 상기 배기가스 정화장치(1)와 배기가스 포집장치를 바지선에 싫어 해안에 정박중인 선박(3)에 이동시킨 후, 상기 선박(3)에 위치하는 크레인 등으로 상기 정화장치를 선박(3)의 데크로 이동시킨다.

상기 배기가스 정화장치를 상기 선박(3)의 데크로 이동시킨 후에, 상기 배기가스 포집장치(2)의 배관(27) 말단을 유입부(121)와 연결시킨 다음 상기 선회부(24)와 수직이동부(25)를 작동시켜 보닛(26)을 선박(3)의 스택(31) 상측에 위치시킨다.

상기 보닛(26)이 스택(31)의 상측에 위치한 후 제어실(126)의 제어에 의해 가압부를 작동시켜 선박(3)의 배기가스를 빨아들어 상기 배기가스가 배관(27), 유입부(121), 미세먼지제거부(122), 반응기(124)에 차례로 유입되도록 한다. 상기 배기가스가 유입부(121)를 통과하는 과정에서 출력센서(1213)에 의해 배기가스량이 측정되며, 제어실(126)는 상기 환원제 공급수단(123)을 제어하여 상기 반응기(124)에 기상의 암모니아 기체를 공급한다. 따라서, 상기 배기가스는 미세먼지제거부(122)를 통과하면서 미세먼지가 제거되고, 반응기(124)를 통과하면서 질소산화물이 제거된다. 최종적으로 정화처리된 배기가스는 배출부(125)를 통해 외부로 배출되게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컨테이너형 배기가스 정화장치는 상기에서 설명한 배기가스 포집장치(2)를 추가로 포함할 수 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 컨테이너형 배기가스 정화장치 11: 컨테이너 12: 배기가스 처리부
111: 제1관통공 112: 제2관통공 121: 유입부
122: 미세먼지제거부 123: 환원제공급수단 124: 반응기
125: 배출부 126: 제어실 1211: 배기가스유입로
1212: 가압부 1213: 출력센서 1221: 미세먼지 제거필터
1231: 환원제공급부 1232: 공기공급부 1233: 혼합부
1241: 그리드 1231a: 저장탱크 1231b: 유량제어펌프
1231c: 기화부 1232a: 공기가압부 1251: 연결부
2: 배기가스 포집장치 21: 지지부 22: 타워부
23: 암 24: 선회부 25: 수직이동부
26: 보닛 27: 배관 251: 와이어
3: 선박 31: 스택

Claims (12)

1. 정박 중인 선박의 배기가스를 처리하여 정화하는 배기가스 정화장치에 있어서,
   외형을 형성하며 용이하게 이동시킬 수 있는 컨테이너와, 상기 컨테이너 내에 설치되어 배기가스를 화학적으로 처리하여 정화하는 배기가스 처리부를 포함하며,
   상기 배기가스 처리부는 손쉽게 이동시킬 수 있도록 상기 컨테이너와 일체로 형성되며, 일단이 컨테이너 일측의 외부에 돌출되어 선박의 배기가스가 유입되는 배기가스유입로를 포함하는 유입부; 상기 유입부 후단에 위치하여 배기가스에서 미세먼지를 제거하는 미세먼지제거부; 환원제와 공기를 공급하는 환원제공급수단; 촉매를 포함하며, 상기 배기가스유입로 타단과 상기 환원제공급수단의 출력단에 각각 연결되어 배기가스에 환원제를 혼합하여 질소산화물을 제거하는 반응기; 일단이 상기 반응기의 출력단에 연결되고 타단은 컨테이너 상면의 외부에 돌출되어 정화처리된 배기가스를 배출하며, 컨테이너에 견고하게 고정되도록 일측에서 돌출되어 상기 컨테이너 내측면에 연결되는 연결부를 포함하는 배출부;를 포함하고,
   상기 유입부와 탈착식으로 연결되며, 선박의 배기가스를 포집하여 배기가스 처리부로 이송시키는 배기가스 포집장치를 추가로 포함하며,
   상기 배기가스 포집장치는 포집장치가 선박에 이동,설치되어서도 직립된 상태로 유지될 수 있게 균형을 잡아주는 지지부; 상기 지지부의 상측에 수직으로 연결되는 타워부; 상기 타워부에 좌우 회전가능하며 수직 이동가능하게 연결되는 암; 상기 암을 상기 타워부에서 좌우 회전시키는 선회부; 상기 암을 상기 타워부에서 상하 이동시키는 수직이동부; 상기 암의 말단에 연결되어 선박의 스택을 덮는 보닛; 일단이 상기 보닛의 일측에 연통되고 타단은 상기 배기가스 처리부의 유입부에 연결되어 배기가스의 이동통로가 되는 배관;을 포함하여,
   배기가스를 처리하고자 하는 선박에 이동시켜 선박의 스택과 가까운 거리에서 배기가스를 포집 및 정화할 수 있는 것을 특징으로 하는 컨테이너형 배기가스 정화장치.
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