KR101265902B1

KR101265902B1 - Ship’s Vapor Recovery Unit

Info

Publication number: KR101265902B1
Application number: KR1020100063959A
Authority: KR
Inventors: 이경우
Original assignee: 사단법인 한국선급
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2013-05-20
Also published as: KR20120003214A

Abstract

본 발명은 기존에 새로운 개념의 선박용 유증기 회수설비를 제안하는 것으로, 기존에 육상에서 유증기 회수를 위해 사용되는 흡착법, 분리막법 및 심냉법이 여러가지 단점으로 인해 선박용으로 적용하기가 곤란한 점을 고려하여, 질소와 이산화탄소를 분리하기 위한 분리막법, 심냉법 및 흡수법을 조합한 신개념 선박용 유증기 회수설비 기술을 제안한다.
특히 본 발명에서 제안하는 선박용 유증기 회수설비는 기존의 유증기 회수설비로서는 회수가 불가능하거나 곤란했던 C1(메탄) 및 C2(에탄 등) 계열의 탄화수소 까지 회수할 수 있는 기술이므로, 유증기 및 휘발성유기화합물의 회수효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 지구온난화를 야기하는 6대 온실가스인 이산화탄소와 메탄을 전량 포집 또는 회수할 수 있어, 선박의 온실가스 배출량 감축에 도움을 줄 수 있으며, 지구온난화지수가 3~20 정도인 것으로 평가되는 휘발성유기화합물들을 회수하여, 지구온난화 방지에 기여할 수 있는 기술이다.The present invention proposes a marine vapor recovery facility of a new concept, considering that it is difficult to apply to ships due to various disadvantages of the adsorption method, separation membrane method and deep cooling method that is conventionally used for the recovery of vapor on land, We propose a new concept of ship vapor recovery equipment technology that combines membrane method, deep cooling method and absorption method to separate nitrogen and carbon dioxide.
In particular, the marine vapor recovery system proposed in the present invention is a technology capable of recovering hydrocarbons of C1 (methane) and C2 (ethane, etc.) series, which was impossible or difficult to recover with the existing vapor recovery system. The advantage is that the recovery efficiency can be maximized.
In addition, it is possible to capture or recover all six greenhouse gases, carbon dioxide and methane, which cause global warming, which can help to reduce the greenhouse gas emissions of ships. Volatility is estimated to be 3 ~ 20 It is a technology that can contribute to the prevention of global warming by recovering organic compounds.

Description

선박용 유증기 회수설비{Ship’s Vapor Recovery Unit}Ship's Vapor Recovery Unit

본 발명은 선박용 유증기 회수설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원유, 석유류 제품유 등의 유류를 화물로 운송하는 선박에 있어서 화물유 탱크에서 발생하는 유증기를 회수하여 연료유로 사용함으로써 연료비 절감 및 환경오염 방지를 도모하고자 하는 선박용 유증기 회수설비에 관한 것이다.
The present invention relates to an oil vapor recovery facility for ships, and more particularly, in a ship carrying oil such as crude oil, petroleum product oil, etc. as a cargo, by recovering oil vapor generated from a cargo oil tank and using it as fuel oil to reduce fuel costs and environmental pollution. The present invention relates to an oil vapor recovery facility for ships intended to be prevented.

휘발성유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds)는 대기 중에 방출되는 경우에 발암물질, 독성물질 등을 생성시키는 대기오염 물질로서, 최근에는 온실효과를 나타내는 물질로서도 다뤄지고 있는 물질이다.Volatile Organic Compounds (VOCs) are air pollutants that produce carcinogens and toxic substances when released into the atmosphere, and are recently treated as substances exhibiting a greenhouse effect.

원유 또는 석유류 제품을 화물로 운송하는 선박인 탱커선에서 화물유를 보관하는 화물유탱크에서는 많은 양의 유증기가 발생하게 되는데, 현재에는 [도 2] 및 [도 3]과 같이 화물탱크 내부에서 발생하는 유증기를 대기중에 배출하고 있다. A large amount of oil vapor occurs in a cargo oil tank storing cargo oil in a tanker ship, which is a ship that transports crude oil or petroleum products as a cargo, and is currently generated inside the cargo tank as shown in [FIG. 2] and [FIG. 3]. Discharges oil vapor into the atmosphere.

[도 2]에서 탱커선의 화물탱크에 화물유를 적재하는 경우에 1번 지점에서 화물유는 속도, 압력 등의 일정한 유동에너지를 가지게 되는데, 2번 지점에서는 정지하게 되며, 1번 지점과 2번 지점 사이의 유동에너지 차이는 대부분 마찰에너지로 손실되게 된다. 이때 손실되는 마찰에너지로 발생하는 열로 인해 다량의 유증기 발생하게 된다.In FIG. 2, when cargo oil is loaded in a cargo tank of a tanker ship, cargo oil has a constant flow energy such as speed and pressure at point 1, and stops at point 2, points 1 and 2 The difference in flow energy between the points is mostly lost to frictional energy. At this time, a large amount of oil vapor is generated due to heat generated by the lost friction energy.

또한, [도 3]에서와 같이, 화물유를 화물탱크에 적재한 탱커선이 운항하는 과정에서 햇빛 등에 의해 화물탱크 내부로 지속적으로 열량이 유입되며, 또한, 유동점이 낮은 화물유의 경우에는 화물유가 굳는 것을 방지하기 위해 가열관장치를 이용하여 화물유를 가열하기 때문에 열량이 유입되며, 이렇게 유입되는 열량으로 인해 화물탱크 내부에 유증기가 발생하게 된다.In addition, as shown in FIG. 3, during the operation of a tanker ship in which cargo oil is loaded into the cargo tank, heat is continuously introduced into the cargo tank by sunlight, and, in the case of the cargo oil having a low pour point, the cargo oil is Since the cargo oil is heated using a heating tube device to prevent the solidification, heat is introduced, and thus the amount of heat introduced causes oil vapor inside the cargo tank.

특히, 탱커선의 유증기는 다양한 종류의 휘발성유기화합물을 포함하고 있어, 국제적으로 선박에서 발생하는 휘발성유기화합물의 대기 배출을 감축하기 위한 다양한 논의가 진행되었으며, 그 결과로 [도 4]와 같이 선박에서 발생하는 휘발성유기화합물을 포함하고 있는 유증기를 육상의 유증기 회수설비로 이송하도록 요구하고 있다.In particular, since the vapor of the tanker ship contains various kinds of volatile organic compounds, various discussions have been conducted to reduce the air emissions of volatile organic compounds generated from ships internationally, and as a result, as shown in FIG. It is required to transfer oil vapor containing volatile organic compounds generated to land vapor recovery facilities on land.

하지만, 육상의 처리시설의 설치는 의무적인 사항이 아니어서, 육상의 유증기 회수설비를 설치하고 있는 항구가 그리 많지 않아, 현재에도 많은 선박들이 다량의 휘발성유기화합물을 배출하여 대기오염을 유발하고 있는 문제점이 있다.
However, the installation of land treatment facilities is not mandatory, and there are not many ports where land vapor recovery facilities are installed. Many ships still emit large amounts of volatile organic compounds, causing air pollution. There is a problem.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 선박의 화물유 탱크에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 포함하고 있는 유증기를 회수함으로써, 유증기 배출로 인한 환경오염의 방지, 나아가 지구온난화 방지를 도모할 수 있는 선박용 유증기 회수설비를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 선박의 화물유 탱크에서 발생되는 유증기를 회수하여 연료유로 사용함으로써 선박의 연료비를 절감하도록 한 선박용 유증기 회수설비를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 선박의 화물유 탱크에 화재 또는 폭발을 방지하기 위해 투입되는 이산화탄소, 질소와 같은 불활성가스의 회수를 통해 지구온난화 방지 및 에너지 절감을 도모할 수 있는 선박용 유증기 회수설비를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
In order to solve the problems as described above, the present invention is to recover the oil vapor containing volatile organic compounds generated in the cargo oil tank of the ship, to prevent environmental pollution due to the discharge of the vapor, further prevention of global warming The purpose is to provide an oil vapor recovery system for ships that can be planned.

In addition, an object of the present invention is to provide a vapor recovery system for ships to reduce the fuel cost of the ship by recovering the oil vapor generated in the cargo oil tank of the ship to use as fuel oil.

In addition, the present invention is to provide an oil vapor recovery facility for ships that can promote global warming prevention and energy saving through the recovery of inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, which is introduced to prevent fire or explosion in the cargo oil tank of the ship. Its purpose is to.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명인 선박용 유증기 회수설비는,
선박의 화물유 탱크 구역과의 격리를 위해 구비되는 안전설비,
화물유 탱크로부터 회수되는 탄화수소를 액화하여 연료유탱크로 주입하는 녹아웃용기 및 연료유스크러버,
녹아웃용기와 연료유스크러버 사이에 설치되어 불활성가스와 유증기의 혼합물에 포함되어 있은 이물질과 수분을 제거하는 필터링설비,
상기 연료유 스크러버와 연결되며, C3 및 C4 계열의 탄화수소를 액화시켜 회수하는 압축 및 냉각설비,
상기 압축 및 냉각설비에 연결되어 이산화탄소와 질소를 각각 분리하는 1차 및 2차 분리막 및
상기 1차 및 2차 분리막을 통과한 가스상의 탄화수소를 보관하는 고압가스용기를 포함하여 구성되되,
상기 고압가스용기에 보관된 탄화수소는 불활성가스를 제조하는 불활성가스제조장치 또는 보일러에 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to solve the problems as described above, the inventors of the present invention, the ship steam recovery equipment,
Safety equipment provided for isolation from the cargo oil tank area of the ship,
Knockout container and fuel oil scrubber for liquefying hydrocarbon recovered from cargo oil tank into fuel oil tank,
A filtering facility installed between the knockout container and the fuel oil scrubber to remove foreign substances and water contained in the mixture of inert gas and oil vapor;
A compression and cooling facility connected to the fuel oil scrubber and liquefying and recovering C3 and C4 hydrocarbons,
Primary and secondary membranes connected to the compression and cooling system to separate carbon dioxide and nitrogen;
Consists of a high-pressure gas container for storing the gaseous hydrocarbons passed through the primary and secondary separators,
The hydrocarbon stored in the high-pressure gas container is characterized in that it is configured to be supplied to an inert gas manufacturing apparatus or boiler for producing an inert gas.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 선박용 유증기 회수설비는 선박의 화물유 탱크에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 포함하고 있는 유증기를 회수함으로써, 유증기 배출로 인한 환경오염의 방지, 나아가 지구온난화 방지를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선박의 화물유 탱크에서 발생되는 유증기를 회수하여 각종 연료유로 사용함으로써 선박의 연료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선박의 화물유 탱크에 화재 또는 폭발을 방지하기 위해 투입되는 이산화탄소, 질소와 같은 불활성가스의 회수를 통해 지구온난화 방지 및 에너지 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
Through the problem solving means as described above, the ship's oil vapor recovery system of the present invention by recovering the oil vapor containing volatile organic compounds generated from the cargo oil tank of the ship, to prevent environmental pollution due to the discharge of the vapor, further prevention of global warming There is an effect that can be planned.

In addition, the present invention has the effect of reducing the fuel cost of the vessel by recovering the oil vapor generated in the cargo oil tank of the vessel to use as various fuel oils.

In addition, the present invention has the effect of preventing global warming and energy saving through the recovery of inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, which is introduced to prevent fire or explosion in the cargo oil tank of the ship.

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도 1은 본 발명에서 제안하는 선박용 유증기회수설비의 작동원리를 표현하는 배관계통도이다.
도 2는 탱커선에서 화물탱크에 화물유를 적재하는 과정에서 유증기가 발생하는 원인을 설명하는 것이다.
도 3은 화물유를 화물탱크에 적재한 탱커선이 운항시에 유증기가 발생하는 원인을 설명하는 것이다.
도 4는 탱커선에서 화물탱크에 화물유를 적재하는 과정에서, 육상에 유증기 처리설비가 설치되어 있는 경우에, 탱커선에 육상으로 유증기를 회송하는 시스템을 나타낸 것이다.
도 5는 다양한 탄화수소에 대해 탄화수소가 액화되는 조건인 증기압을 온도변화에 따라 나타낸 것이다.1 is a piping system representing the operating principle of the oil vapor recovery system for ships proposed in the present invention.
Figure 2 illustrates the cause of the oil vapor in the process of loading the cargo oil in the cargo tank in the tanker.
3 is a view illustrating a cause of oil vapor during operation of a tanker ship loaded with cargo oil in a cargo tank.
Figure 4 shows a system for returning the vapor to the land on the tanker ship when the oil vapor treatment equipment is installed on the land in the process of loading the cargo oil in the cargo tank in the tanker ship.
5 shows the vapor pressure, which is a condition under which hydrocarbons are liquefied, for various hydrocarbons according to temperature change.

본 발명은 탱커선의 화물탱크에서 발생하는 유증기를 회수하는 기술에 관한 것이다.
탱커선의 화물탱크에 화물을 적재하는 경우에는, 가연성 물질인 화물유로 인한 화재 또는 폭발을 방지하기 위해, 화물을 적재하기 전의 빈 화물탱크를 산소농도가 5% 미만인 불활성가스(Intert Gas)로 채우고, 화물탱크 내의 산소농도가 5% 미만이라는 것을 확인한 이후에 화물유를 적재하며, 화물탱크에 화물유를 적재하는 과정 중이나 적재가 완료된 후에 화물탱크의 상부의 기상부는 불활성가스와 유증기 혼합물로 채워지게 된다.
도 2와 같이 화물유의 적재중에 발생한 유증기는 도 4와 같이 육상의 유증기 처리설비로 회송하는 경우를 제외하고는 모두 대기로 방출하고 있으며, 도 3에서와 같이 운항중에 발생하는 유증기는 전량 대기중으로 방출되고 있다.
또한, 도 4와 같이 육상의 유증기 처리설비가 설치되어 있는 국가는 우리나라를 비롯하여, 미국, 노르웨이 정도로서, 극히 미미한 실정이다.
화물탱크로 부터 방출되는 불활성가스와 유증기의 혼합물에서 불활성가스와 유증기의 비율은 일반적으로 8:2 정도이며, 불활성가스는 일반적으로 질소 80%, 이산화탄소 20%로 알려져 있다.
기존의 유증기 회수설비의 개념이 흡착제, 분리막 등을 이용하여 유증기와 다른 기체와의 혼합물질에서 유증기를 분리해 내는 기술이지만, 본 발명에서는 유증기의 회수효율을 극대화하기 위해, 유증기를 분리해 내는 방법과 불활성가스를 분리해내는 방법을 동시에 적용하고자 한다.
유증기는 탄화수소로서, 탄소와 수소 분자의 화학적 결합물이며, 탄화수소는 일반적으로 탄소분자의 분자량으로 구분하며, 탄소분자가 하나인 것을 C1계열, 탄소분자가 n개 인 것을 Cn계열이라 지칭하며, C1계열은 메탄, C2계열은 에탄, C3계열은 프로판, C4계열은 부탄 등이 대표적이다.
일반적으로 유증기 회수에 적용되는 방법은 흡착법, 분리막법 및 심냉법이 있으며, 육상에서는 흡착법이 가장 널리 사용된다. 하지만, 흡착법은 흡착제로 주로 사용되는 활성탄의 특성상 C1 및 C2 계열의 탄화수소는 회수할 수가 없으며, 활성탄은 일반적으로 경도가 매우 높아, 선박에서 발생하는 진동에 매우 취약하여, 흡착효율이 떨어질 가능성이 높다. 또한, 흡착제는 주기적으로 교체를 하여야 하는 문제점이 있어, 대양을 항해하기 때문에 주기적인 유지보수가 어려운 선박의 특성상 흡착법을 이용한 유증기 회수설비는 선박에 적용하기가 어려울 것으로 판단된다.
분리막법은 혼합물 중에서 탄화수소 만을 분리해 내야 하기 때문에 여러가지 종류의 분리막을 사용하여야 하고, 분자량이 가벼운 C1 및 C2 계열의 경우에는 적합한 분리막이 개발되어 있으나, 매우 고가이어서 실질적인 경제성을 가지기가 어려운 실정이다.
또한, 심냉법은 비교적 간단한 설비로서 탄화수소를 액화할 수 있으나, [도 5]에서 알 수 있듯이 C1계열인 메탄은 대기압에서 약 -162℃, C2계열인 에탄은 대기압에서 약 -89℃까지 냉각시켜야 하기 때문에 매우 많은 동력이 소모되며, 특히 CO2는 대기압에서 약 -78℃에서 액화 되므로, 불활성가스와 유증기의 혼합물을 같이 냉각 또는 압축하는 경우에는 액화된 물질에서 CO2가 다량으로 포함되므로, 회수된 유증기를 연료유 등과 같은 다른 용도로 사용하기가 어려워지는 문제점이 있다.
흡착법, 분리막법 및 심냉법의 이러한 문제점을 고려하여, 본 발명에서는 도 1과 같이 프로세스와 같이, 분리막법, 심냉법 및 스크러버(Scrubber)를 이용한 흡수법을 조합하여, 불활성가스와 유증기의 혼합물에서 탄소분자함유량이 높은 탄화수소는 흡수법과 심냉법으로 회수하고, 탄소분자함유량이 낮아 심냉법을 적용하기 어려운 C1 및 C2계열 탄화수소는 분리막법을 이용하여 불활성가스(질소 및 이산화탄소)를 제거하여 회수하는 형태의 새로운 개념의 선박용 유증기 회수설비를 제안하고자 한다.
화물탱크에서 배출되는 유증기는 불활성가스와 유증기의 혼합물이므로, 도 1에서와 같이, 녹아웃용기(2)와 연료유스크러버(5)를 통해 유증기 중에 포함되어 있는 유증기를 일부 회수한다. 이때 안전설비(1)는 선박의 화물유 탱크 구역과 회수설비가 설치되는 구역을 격리할 수 있도록 설비되어야 한다.
또한, 필터링설비(4)는 불활성가스와 유증기의 혼합물에 포함되어 있는 이물질과 수분 등을 제거하기 위해 사용되는 것이다. 녹아웃용기(2)와 연료유스크러버(5)에서 회수된 탄화수소는 쉽게 액화되는 탄화수소들이므로, 연료유탱크(3)로 직접 주입하여, 선박용 연료유로 활용할 수 있다.
또한, 압축/냉각설비(6)는 C3 및 C4계열의 탄화수소를 회수하기 위한 것으로 C3 및 C4 계열은 선박의 통상적인 최고 설계 온도인 45℃에서 5~20 bar 정도에서 액화로 회수가 가능하다. 또한, 1차분리막(7)과 2차분리막(8)에서 각각 이산화탄소와 질소를 분리해 내기 위해서는 불활성가스와 유증기(이 단계에서는 C1 및 C2 계열만이 존재한다.)를 약 10 bar 이상으로 압축하여야 하는데, 이때 필요한 압력을 압축/냉각설비(6)에서 얻을 수 있다.
최종적으로 불활성가스와 유증기(C1 및 C2 계열)에서 C1 및 C2를 분리해 낼 수 있는 분리막은 매우 고가이므로, 이미 기술이 개발되어 상용활 되어 있는 CO2 분리막과 질소 분리막을 적용하여, 1차분리막(7)과 2차분리막(8)을 통해 질소와 이산화탄소를 분리해 내면, 최종적으로 남는 C1 및 C2 계열 탄화수소를 완전하게 회수할 수 있다.
또한, 연료유스크러버(5) 이후의 공정인 압축/냉각설비(6), 1차분리막(7) 및 2차분리막(8)에서 회수된 탄화수소들은 대기압 상온하에서는 가스 상태로 존재하기 때문에 CH4및LPG보관용기(9)에 저장하여, 탱커선에서 필요한 불활성가스를 제조하기 위한 불활성가스제조장치(10) 또는 보일러 등과 같은 다른 용도로 사용할 수 있다.
The present invention relates to a technique for recovering the oil vapor generated in the cargo tank of the tanker ship.
When loading cargo into cargo tanks of tanker ships, to prevent fire or explosion due to flammable cargo oil, empty cargo tanks before loading cargo are filled with Intert Gas with oxygen concentration below 5%, The cargo oil is loaded after confirming that the oxygen concentration in the cargo tank is less than 5%. During the loading of cargo oil into the cargo tank or after the loading is completed, the gaseous part of the cargo tank is filled with inert gas and vapor mixture. .
As shown in FIG. 2, all of the oil vapor generated during the loading of the cargo oil is discharged to the atmosphere except when it is returned to the land vapor treatment facility as shown in FIG. 4, and all the oil vapor generated during the operation is discharged to the atmosphere as shown in FIG. It is becoming.
In addition, as shown in FIG. 4, the countries where the land vapor treatment equipment is installed, as well as Korea, the United States and Norway, are extremely insignificant.
The ratio of inert gas and vapor in the mixture of inert gas and oil vapor discharged from the cargo tank is generally about 8: 2, and the inert gas is generally known as 80% nitrogen and 20% carbon dioxide.
The existing concept of vapor recovery equipment is a technology for separating oil vapor from a mixture of oil vapor and other gases using an adsorbent, a separation membrane, etc., but in the present invention, in order to maximize the recovery efficiency of the vapor, the method of separating the vapor vapor It is intended to simultaneously apply the method of separating the and inert gas.
Oil vapor is a hydrocarbon, a chemical combination of carbon and hydrogen molecules, hydrocarbons are generally divided by the molecular weight of carbon molecules, one carbon molecule is called C1 series, n carbon molecules are called Cn series, C1 The series is methane, C2 is ethane, C3 is propane, and C4 is butane.
In general, the method applied to the recovery of vapor is an adsorption method, a membrane method and a deep cooling method, the adsorption method is most widely used on land. However, the adsorption method cannot recover C1 and C2 hydrocarbons due to the characteristics of activated carbon, which is mainly used as an adsorbent. . In addition, since the adsorbent has to be replaced periodically, it is difficult to apply the oil vapor recovery system using the adsorption method to the vessel due to the nature of the vessel that is difficult to maintain periodically because it sails the ocean.
In the separation membrane method, since only hydrocarbons are to be separated from the mixture, various kinds of separation membranes should be used. In the case of C1 and C2 series having a light molecular weight, suitable separation membranes have been developed.
In addition, the deep cooling method can liquefy hydrocarbons as a relatively simple equipment, but as can be seen in FIG. 5, C1 series methane should be cooled to about -162 ° C at atmospheric pressure, and C2 series ethane should be cooled to about -89 ° C at atmospheric pressure. Because of this, a lot of power is consumed, especially since CO2 is liquefied at about -78 ° C at atmospheric pressure, and when cooling or compressing a mixture of inert gas and vapor together, CO2 is contained in the liquefied material in large quantities. Is difficult to use for other purposes, such as fuel oil.
In view of these problems of the adsorption method, separation membrane method and deep cooling method, the present invention combines the absorption method using a separation membrane method, a deep cooling method and a scrubber, as in the process as shown in Figure 1, in a mixture of inert gas and oil vapor Hydrocarbons with high carbon molecular weight are recovered by absorption and deep cooling, and C1 and C2 hydrocarbons with low carbon molecular content, which are difficult to apply deep cooling, are recovered by removing inert gases (nitrogen and carbon dioxide) using a membrane method. We propose a new concept of oil vapor recovery equipment for ships.
Since the oil vapor discharged from the cargo tank is a mixture of inert gas and oil vapor, as shown in FIG. 1, some of the oil vapor contained in the oil vapor is recovered through the knockout container 2 and the fuel oil scrubber 5. At this time, the safety equipment (1) is to be provided so as to isolate the cargo oil tank area of the ship and the area where the recovery equipment is installed.
In addition, the filtering facility 4 is used to remove foreign substances and water contained in the mixture of inert gas and oil vapor. Since the hydrocarbons recovered from the knockout container 2 and the fuel oil scrubber 5 are hydrocarbons that are easily liquefied, they can be directly injected into the fuel oil tank 3 to be utilized as fuel oil for ships.
In addition, the compression / cooling facility (6) is for recovering hydrocarbons of the C3 and C4 series and the C3 and C4 series can be recovered by liquefaction at about 5 ~ 20 bar at 45 ℃, the typical maximum design temperature of the vessel. In addition, in order to separate carbon dioxide and nitrogen from the primary membrane 7 and the secondary membrane 8, respectively, inert gas and vapor (only C1 and C2 are present at this stage) are compressed to about 10 bar or more. The required pressure can then be obtained from the compression / cooling plant (6).
Finally, the separation membrane that can separate C1 and C2 from inert gas and oil vapor (C1 and C2 series) is very expensive, so the CO2 separation membrane and nitrogen separation membrane, which have already been developed and commercially applied, are applied to the primary separation membrane ( By separating nitrogen and carbon dioxide through 7) and the secondary separation membrane (8), it is possible to completely recover the remaining C1 and C2 hydrocarbons.
In addition, the hydrocarbons recovered from the compression / cooling facility 6, the primary separation membrane 7 and the secondary separation membrane 8, which are the processes after the fuel oil scrubber 5, exist in the gas state at atmospheric pressure at room temperature, and thus, CH 4 and LPG. It can be stored in the storage container 9 and used for other purposes, such as an inert gas manufacturing apparatus 10 or a boiler for producing the inert gas required by a tanker ship.

선박의 화물탱크에서 발생한 유증기는 일반적으로 불활성가스 배관장치를 통해 대기로 방출되게 되는데, 불활성가스 배관장치에서 배관을 연결하여, 화물탱크로 부터 배출되는 불활성가스와 유증기의 혼합가스를 도 1과 같이, 녹아웃용기(2), 필터링설비(4) 및 연료유스크러버(5)로 유도한다. 녹아웃용기(2)와 연료유스크러버(5)를 통과하는 과정에서 쉽게 액화되는 탄소함유량이 높은 탄화수소는 액화되어 회수될 것이며, 회수된 탄화수소는 선박의 일반적인 연료유인 중질유(HFO, Heavy Fuel Oil)과 혼합하여 연료유탱크(3)로 이송시킨다. 연료유스크러버(5)에서 연료유를 회수하기 위해 사용되는 것은 연료유탱크(3)에 보관되어 있는 연료유를 사용하며, 필터링설비(4)를 통해 불활성가스와 유증기의 혼합가스에 포함되어 있는 여러가지 불순물과 수분을 제거해 준다.In general, oil vapor generated in a cargo tank of a ship is released into the atmosphere through an inert gas piping system. To the knockout container (2), filtering facility (4) and fuel oil scrubber (5). In the process of passing through the knockout container (2) and the fuel oil scrubber (5), hydrocarbons having a high carbon content, which are easily liquefied, will be liquefied and recovered. The mixture is transferred to the fuel oil tank 3. The fuel oil scrubber (5) used to recover the fuel oil uses the fuel oil stored in the fuel oil tank (3), which is contained in the mixed gas of inert gas and oil vapor through the filtering facility (4) Removes various impurities and moisture

연료유스크러버(5)를 통과한 불활성가스와 유증기의 혼합가스를 압축/냉각설비(6)로 유도하여, C3계열(프로판 등)과 C4계열(부탄 등)의 탄화수소를 액화할 수 있는 압력과 온도 조건으로 조절하여 C3 및 C4 계열의 탄화수소를 액화하여 회수한다.The pressure for liquefying hydrocarbons of C3 series (propane, etc.) and C4 series (butane, etc.) by introducing a mixture of inert gas and oil vapor passed through the fuel oil scrubber (5) to the compression / cooling unit (6). Controlled by temperature conditions, C3 and C4 series hydrocarbons are liquefied and recovered.

압축/냉각설비(6)를 통과한 이후에 혼합가스는 불활성가스와 C1 및 C2 계열 탄화수소의 혼합가스이며, 1차분리막(7)인 이산화탄소용 분리막을 통해 불활성가스 중 이산화탄소를 분리하고, 2차분리막(8)인 질소용 분리막을 통해, 질소를 분리한다.After passing through the compression / cooling system (6), the mixed gas is a mixed gas of inert gas and C1 and C2 hydrocarbons, and the carbon dioxide in the inert gas is separated through the membrane for carbon dioxide, which is the primary separator (7), and the secondary gas. Nitrogen is separated through a separator for nitrogen, which is the separator (8).

1차분리막(7) 및 2차분리막(8)을 통과한 이후에는 C1 및 C2 계열의 탄화수소만 남게되며, 이를 압축/냉각설비(6)에서 회수한 C3 및 C4계열 탄화수소와 함께 CH4및LPG보관용기(9)인 고압가스용기에 보관한다.After passing through the primary separation membrane (7) and the secondary separation membrane (8), only C1 and C2 hydrocarbons remain, and CH4 and LPG storage together with the C3 and C4 hydrocarbons recovered from the compression / cooling plant (6). It is stored in the high pressure gas container which is the container (9).

연료유스크러버(5) 이전의 단계에서 회수된 분자량이 높은 유증기는 선박의 일반적인 연료유인 중질유에 희석하여 선박의 일반적인 연료유로 사용가능하며, 압축냉각설비(6) 이후에 회수된 C1 ~ C4 계열의 탄화수로는 불활성가스제조장치(10) 또는 보일러용 연료로 사용할 수 있다.The high molecular weight oil vapor recovered in the previous stage of the fuel oil scrubber (5) can be used as a general fuel oil of the ship by diluting it with heavy oil, which is the general fuel oil of the ship. The hydrocarbon water may be used as the inert gas production apparatus 10 or as a fuel for a boiler.

특히, 정제유 등을 운반하는 제품유운반선의 경우에는 화물유의 오염을 방지하기 위해, 불활성가스제조장치(10)에 그을음(Soot) 등과 같은 연소산화물이 작게 발생하는 선박용디젤유(MDO, Marine Diesel Oil) 등을 사용하고 있으며, 본 발명에서 제안하는 선박용 유증기 회수설비로 회수한 C1 ~ C4 계열의 회수 유증기를 불활성가스제조장치에 적용하면 기존에 사용되던 선박용디젤유에 비해 연소산화물이 줄게 되어, 양질의 불활성가스를 제조할 수 있는 장점이 있다.
Particularly, in the case of a product oil carrier carrying refined oil, marine diesel oil (MDO) in which combustion oxide such as soot is generated in the inert gas manufacturing apparatus 10 in order to prevent contamination of cargo oil. ), And the application of the C1 to C4 series recovery steam recovered by the marine vapor recovery system proposed by the present invention to the inert gas manufacturing apparatus reduces the combustion oxide compared to the existing diesel diesel oil. There is an advantage to prepare an inert gas.

1 : 안전설비
2 : 녹아웃용기
3 : 연료유탱크
4 : 필터링설비
5 : 연료유스크러버
6 : 압축/냉각설비
7 : 1차분리막
8 : 2차분리막
9 : CH4및LPG보관용기
10 : 불활성가스제조장치1: Safety Equipment
2: knockout container
3: fuel oil tank
4: filtering equipment
5: fuel oil scrubber
6: compression / cooling equipment
7: primary membrane
8: secondary separator
9: CH4 and LPG storage containers
10: inert gas production equipment

Claims

선박의 화물유 탱크 구역과의 격리를 위해 구비되는 안전설비,
화물유 탱크로부터 회수되는 탄화수소를 액화하여 연료유탱크로 주입하는 녹아웃용기 및 연료유스크러버,
녹아웃용기와 연료유스크러버 사이에 설치되어 불활성가스와 유증기의 혼합물에 포함되어 있은 이물질과 수분을 제거하는 필터링설비,
상기 연료유 스크러버와 연결되며, C3 및 C4 계열의 탄화수소를 액화시켜 회수하는 압축 및 냉각설비,
상기 압축 및 냉각설비에 연결되어 이산화탄소와 질소를 각각 분리하는 1차 및 2차 분리막 및
상기 1차 및 2차 분리막을 통과한 가스상의 탄화수소를 보관하는 고압가스용기를 포함하여 구성되되,
상기 고압가스용기에 보관된 탄화수소는 불활성가스를 제조하는 불활성가스제조장치 또는 보일러에 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는
선박용 유증기 회수설비

Safety equipment provided for isolation from the cargo oil tank area of the ship,
Knockout container and fuel oil scrubber for liquefying hydrocarbon recovered from cargo oil tank into fuel oil tank,
A filtering facility installed between the knockout container and the fuel oil scrubber to remove foreign substances and water contained in the mixture of inert gas and oil vapor;
A compression and cooling facility connected to the fuel oil scrubber and liquefying and recovering C3 and C4 hydrocarbons,
Primary and secondary membranes connected to the compression and cooling system to separate carbon dioxide and nitrogen;
Consists of a high-pressure gas container for storing the gaseous hydrocarbons passed through the primary and secondary separators,
The hydrocarbon stored in the high-pressure gas container is configured to be supplied to an inert gas manufacturing apparatus or boiler for producing an inert gas
Marine Steam Recovery Facility