KR101829353B1 - 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템 - Google Patents

선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템 Download PDF

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타카시 이누이
히토미 카와카미
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후지 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에 포함되는 입자 형상 물질 및 유황산화물을 확실히 제거할 수 있는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템을 제공한다. 선박용 디젤 엔진으로부터 출력되는 배기가스 중의 PM을 포집(collecting)하는 전기 집진 장치(7)와, 상기 전기 집진 장치에 의해 PM이 제거된 배기가스에 해수(海水)를 분무하여 SOx를 제거하는 해수 스크러버(9)와, 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스 성분을 검출하는 배기가스 성분 검출부(LA3)와, 상기 해수 스크러버에 의해 분무된 해수를 회수하여 성분 조정을 행하는 해수 성분 조정부(9C)와, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 해수를 상기 해수 스크러버로 되돌려 보내는 해수 순환부(9D)와, 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 배기가스의 잔류 성분이 규정 범위 내가 되도록 상기 전기 집진 장치 및 해수 스크러버의 가동 상태를 조정하는 배기가스 처리 제어부를 구비하고 있다.

Description

선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템{SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GAS FROM MARINE DIESEL ENGINE}
본 발명은, 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진으로부터의 배기가스를 처리하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템에 관한 것이다.
선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스에는, 질소화합물(NOx), 유황산화물(SOx) 외에, 탄소를 주성분으로 하는 입자 형상 물질(PM： Particulate Matter) 등의 유해 물질이 포함되어 있다. 특히, PM은, 인간이 호흡에 의해 PM을 체내로 들이마시면 여러 가지 건강상의 피해가 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에, 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진에는, PM을 효율적으로 제거하는 PM 제거 장치가 필요하다.
이러한 선박용 디젤 엔진의 PM 제거 장치로서, 배기 덕트 중에, 필터를 설치하는 방법이 있다. 그러나, 필터는 막힘이 발생되기 쉽고, 압력 손실이 크다는 등의 과제가 있다. 이에 반해 전기 집진기는, 막힘이 발생되지 않고, 압력 손실이 작기 때문에, 내연기관의 배기 덕트에 부착시키기에는 유효하다. 그러나, 건식(乾式)의 전기 집진기에서는 배기가스 중의 SOx 등의 가스 성분을 처리하는 것이 곤란하다.
이 때문에, 종래에, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 세정하여 SOx 및 PM을 저감시키는 장치로서, 전기 집진 방식을 응용한 것이 있다. 예컨대 선박용 디젤 엔진의 배기 연도(煙道)를 따라 방전 전극과 집전 전극으로 이루어진 전기 집진 수단과, 배기가스 중의 고체 입자를 포집(collecting)하는 필터 수단을 배치하고, 전기 집진 수단의 전단(前段)에는 해수 분무 수단을 설치하고, 배기가스 온도를 검출하여 전기 집진 수단의 입구에 있어서의 배기가스 온도가 산로점(acid dew point, 酸露點) 온도가 되도록 해수 분무 수단에 의한 분무량을 제어하여 온도 조정하는 온도 제어 수단을 설치한 선박용 배기가스 처리 장치가 제안된 바 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
또한, 전기 집진 방식 이외에 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 연소에 따른 배기가스를 세정하여 SOx 및 PM을 저감시키는 장치로서, 예컨대 가스 세정용 스크러버(scrubber)를 배치하여, 상기 가스 세정용 스크러버에서 행해지는 세정에 사용한 해수를 원심분리부에 공급해서 매진(煤塵, soot/dust)을 제거하고, 매진이 분리된 해수를 오일 제거부에 공급해서 유분(油分)을 필터로 제거하고, 유분을 제거한 해수를 중화부에 공급해서 중화(中和)시킨 후, 중화 처리된 해수를 다시 가스 세정용 스크러버에 공급해서 배기가스의 세정에 이용하도록 한 배수 처리 장치가 제안된 바 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
일본 특허공개공보 제2009-52440호 일본 특허공개공보 제2004-81933호
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래의 선박용 배기가스 처리 장치의 예에 있어서는, 전기 집진부의 상류측에서 수냉 장치에 의해 배기가스를 산로점 온도로 냉각해서 SO2를 미스트화하여 제거하도록 하고 있다. 그러나, 황산 회수 탱크에 저류(貯留)되는 황산 미스트와 매진의 혼합 액체를 폐기할 때의 취급에 충분히 유의(留意)해야 할 필요가 있다는 것이나 매진을 포함하는 강산성 폐액(廢液, waste liquid)의 처리에 상응하는 비용이 필요해진다는 미해결의 과제가 있다.
또한, 특허 문헌 2에 기재된 종래의 배수 처리 장치의 예에서는, 전기 집진 방식을 대신하여 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 가스 세정용 스크러버에 공급하여, 배기가스를 해수로 세정함으로써 매진 및 SOx를 제거하도록 하고 있다. 그러나, 다량의 해수를 사용하기 때문에, 매진을 포함한 배수를 처리하는 대규모의 수처리(水處理) 장치가 필요해진다는 미해결의 과제가 있다.
따라서, 본 발명은, 상기한 종래의 선박용 배기가스 처리 장치 및 배수 처리 장치의 미해결 과제에 주목하여 이루어진 것이다. 본 발명은, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에 포함되는 PM 및 SOx를 확실히 제거할 수 있으며, 또한, 해수의 사용량, 배수 처리의 부하량 및 폐기물의 발생량을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시스템을 구성하는 기기의 설치 스페이스를 저감시킬 수 있는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템은, 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진의 연소에 따른 배기가스를 처리하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템이다. 그리고, 상기 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중의 입자 형상 물질을 포집하는 전기 집진 장치와, 상기 전기 집진 장치에 의해 입자 형상 물질이 제거된 배기가스에 해수를 분무하는 해수 스크러버와, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스 성분을 검출하는 배기가스 성분 검출부와, 상기 해수 스크러버에 의해 분무된 해수를 회수하여 성분 조정을 행하는 해수 성분 조정부와, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 회수 해수의 수질을 모니터링(監視)하는 수질 계측부와, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 배기가스 처리 후의 성분 농도가 규정 범위 내가 되도록 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 조정하는 배기가스 처리 제어부와, 상기 수질 계측부에 의해 검출한 해수 성분이 규정 범위 내가 되도록 상기 해수 성분 조정부의 가동 상태를 조정하는 해수 성분 제어부를 구비하며, 상기 해수 스크러버는, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 상기 회수 해수를 배기 가스에 분무하고 있다.
상기 제 1 양태에 의하면, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 PM, SOx 등을 포함한 배기가스를 전기 집진 장치에 공급함으로써, PM을 고효율적으로 포집한다. 또한, PM을 제거한 배기가스를 해수 스크러버에 공급하여 SOx를 제거한다. 그리고, 배기가스 처리 후의 배기가스 성분을 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한다. 그 검출 결과에 따라 배기가스 처리 제어부에서 전기 집진 장치 및 해수 스크러버의 가동 상태를 조정함으로써, 최종적인 배기가스에 포함되는 PM 및 SO2 농도를 규정 범위 내로 조정한다. 또한, 해수 스크러버에 의해 분무된 해수를 해수 성분 조정부에서 회수하여, 유분 분리, pH 조정 등의 성분 조정을 행한다. 그리고, 성분 조정을 행한 회수 해수를 해수 스크러버로 되돌려 보내 해수를 순환 사용한다. 따라서, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 확실히 청정화하는 동시에, 해수 스크러버에 의한 해수 사용량을 대폭적으로 삭감할 수 있다. 나아가, 배수 규제가 엄격한 항만 내에서도, 배수를 행하지 않고 선박을 운항할 수 있다.
본 발명에 의하면, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 전기 집진 장치에 의해 PM을 제거하고, 해수 스크러버에 의해 SOx를 제거하므로, PM 및 SOx의 제거를 확실히 행하는 것이 가능하다.
또한, 해수 스크러버에 의해 해수를 배기가스에 분사하여 SOx를 제거하고, 상기 SOx를 포함한 해수를 해수 성분 조정부에서 유분 분리나 pH 조정 등의 성분 조정을 행하고 나서 해수 순환부에서 해수 스크러버로 되돌려 보내므로, 해수 스크러버에서 해수를 순환 사용함으로써, 해수의 사용량을 대폭적으로 삭감할 수 있어, 주위의 환경에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다.
뿐만 아니라, 배기가스를 전기 집진 장치에 의해 PM을 제거하고, 이후에 해수 스크러버에 의해 SOx를 제거하므로, 해수의 사용량, 배수 처리의 부하량 및 폐기물의 발생량을 저감시킬 수 있어, 시스템을 구성하는 기기의 설치 스페이스를 최소한으로 함으로써, 선박의 기존의 적하·기관 스페이스에 대한 영향을 최소한으로 할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 하나의 실시형태를 나타낸 시스템 구성도이다.
도 2는, 전기 집진 장치의 구체적인 구성을 외부통(外筒)의 일부를 제거하고 나타낸 전체적인 구성도이다.
도 3은, 전기 집진기의 주요부를 나타낸 사시도이다.
도 4는, 전기 집진 장치 제어부의 구체적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 5는, 도 4의 집진 제어 처리부에서 실행하는 집진 피드포워드(feedforward) 제어 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 6은, 도 4의 집진 제어 처리부에서 실행하는 집진 피드백(feedback) 제어 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은, 도 4의 집진 제어 처리부에서 실행하는 가동 상황 모니터링 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은, 해수 스크러버의 구체적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 9는, 해수 성분 제어부에서 실행하는 해수 성분 제어 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 10은, 해수 성분 제어부에서 실행하는 스케일 제거 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 11은, 해수 성분 제어부에서 실행하는 가동 상황 모니터링 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 12는, 해수 성분 제어부에서 실행하는 순환 해수 모니터링 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 13은, 제 1 가스 분석계의 구체적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 14는, 제 2 가스 분석계의 구체적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 15는, 제 3 가스 분석계의 구체적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 16은, 스크러버 제어부의 분사 제어부의 구체적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 17은, 스크러버 제어부에서 실행하는 가동 상황 모니터링 처리 순서의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 18은, 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 제어 계통의 전체적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타낸 전체적인 구성도이다.
도면 중, 1은 예컨대 총 톤수가 수천 톤 이상인 비교적 커다란 선박이다. 상기 선박(1)은, 스크류 프로펠러 등의 추진기(2)를 회전 구동시키는 메인 디젤 엔진(main diesel engine)이나, 선박 내의 전원 등을 조달하는 보조 디젤 엔진(auxiliary diesel engine) 등의 선박용 디젤 엔진(3)을 구비하고 있다.
상기 선박용 디젤 엔진(3)으로부터는, 연료의 연소에 따른 배기가스가 배출된다. 상기 배기가스에는, 전술한 바와 같이, 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx), 탄소를 주성분으로 하는 입자 형상 물질(PM)이 함유되어 있다.
상기 선박용 디젤 엔진(3)으로부터 배출되는 배기가스는, 먼저, 배관(4)을 통해 탈질 장치(NOx removal device; 5)에 공급된다. 상기 탈질 장치(5)는, 배기가스 통로에 설치한 티탄·바나듐계의 탈질 촉매에 환원제가 되는 암모니아를 공급한다. 여기서는, 배기가스에 포함되는 질소산화물(NOx)과 반응시켜 물과 질소로 분해하는 암모니아 선택 접촉 환원법(SCR법)이 적용되고 있다. 그리고, 촉매에 공급하는 암모니아는, 요소 탱크(6)에 저류된 요소수(尿素水)를 공기와 혼합시킨 요소수 등의 액상 환원제를 분사 노즐(5a)로부터 분사하여, 요소를 분해함으로써 생성한다.
상기 탈질 장치(5)로부터 출력되는 NOx를 제거한 배기가스는, 전기 집진 장치(7)에 공급된다. 상기 전기 집진 장치(7)에서는, 배기가스 중에 포함되는 탄소를 주성분으로 하는 PM을 제거한다.
상기 전기 집진 장치(7)는, 선박용 디젤 엔진(3)의 배기가스 중에 포함되는 탄소를 주성분으로 하는 매진 중, 입자 직경이 100㎛ 이하인 PM, 특히 입자 직경이 10㎛ 이하인 부유 입자 형상 물질(SPM： Suspended Particulate Matter)을 포집하는 데 적합한 전기 집진 장치이다.
상기 전기 집진 장치(7)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전기 집진 장치 본체(7A)와, 상기 전기 집진 장치 본체(7A)에 공급하는 고전압 또는 전류를 제어하는 전기 집진 장치 제어부(7B)와, 전기 집진 장치 본체(7A)에서 포집한 PM을 회수하여 폐기하기 위한 사이클론 장치(7C)로 구성되어 있다.
전기 집진 장치 본체(7A)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 사각형 통 형상(方形筒狀)의 도전성 외부 케이스(11)와, 상기 외부 케이스(11)의 축방향 단면(端面)에 설치된 단판(end plates, 端板)(12a 및 12b)으로 케이스(13)가 형성되어 있다. 상기 케이스(13) 내에 간막이 판(14)에 의해 4분할된 전극 수납부(15a∼15d)가 형성되어 있다.
각 전극 수납부(15a∼15d)의 각각은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 탈질 장치(5)로부터 공급되는 PM 함유 가스를 도입하는 머리부가 절단된 각진 뿔(truncated pyramid) 모양의 통 형상인 가스 도입부(16)와, 상기 가스 도입부(16)의 하류측에 형성된 PM 함유 가스를 선회류로서 송출(送出)하는 선회류 형성부(17)와, 상기 선회류 형성부(17)의 하류측에 배치된 예컨대 단면(斷面)이 12면체인 방전 전극(18)을 지지하는 전극 지지부(19)와, 상기 전극 지지부(19)의 하류측에 배치된 방전 전극(18)을 반경방향으로 소정 거리를 유지하여 덮는, 예컨대 스테인리스제(製)이며 원통형인 통 형상 전극(20)과, 상기 통 형상 전극(20)을 둘러싸며 지지하는 간막이 판(14) 및 외부 케이스(11)로 구성되는 케이싱 전극(21)과, 최하류측에 배치된 방전 전극 지지부(23)를 구비하고 있다.
그리고, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21)과의 사이에 방전 전극(18)을 음극(negative electrode)측으로 하고, 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21)을 양극(positive electrode)측으로 하는 103∼105볼트 정도의 직류 고전압원을 접속하고, 또한 양극측을 접지(接地)한다. 이에 따라, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 사이에 PM 함유 가스를 선회 기류로서 공급하면, PM 함유 가스에 포함되는 PM은 코로나 방전에 의해 대전(帶電)된다. 그리고, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 간의 전계에 의해 PM에 쿨롱힘(Coulomb force)이 작용하여, PM이 통 형상 전극(20)을 향해 운동을 시작한다. PM은 질량을 가지기 때문에, 관성력에 의해 그대로 통 형상 전극(20)의 관통구멍(20a)을 통과하여 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21) 사이의 반폐쇄 공간(half-closed space)인 포집 공간(collecting space; 22)으로 가이드된다.
상기 포집 공간(22)에서는, 유동장(flow distribution)이 매우 완만하기 때문에, PM은 유동장의 영향을 받기 어렵다. PM은 자기 자신의 전하와 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21) 간의 전위차에 의한 전기 영상력(電氣影像力)을 받아, 통 형상 전극(20)의 외주면 및 케이싱 전극(21)의 내주면에 이동 부착하여 포집된다. 참고로, 수치 해석에 의하면, 통 형상 전극(20) 내의 가스 유로에 있어서의 PM 함유 가스 주류(主流)의 유속에 비해, 포집 공간(22)의 대부분에서 약 1/20∼1/10 정도, 국소적으로 1/4 정도의 유속이 되는 것으로 확인되고 있다.
상기 전기 집진 장치 본체(7A)에 의하면, 단지 방전 전극(18) 및 통 형상 전극(20) 간의 가스 유로에 PM 함유 가스를 통류(通流)시키기만 하면 되며, 추기(抽氣, steam extraction) 수단으로서의 송풍기 등을 설치할 필요가 없다. 또한, PM 함유 가스의 흐름을 방해하는 댐퍼 등을 설치할 필요도 없기 때문에, PM 함유 가스의 압력 손실을 줄일 수 있다. 또한, 통 형상 전극(20)에 형성한 관통구멍(20a)의 직경을 PM의 입자 직경에 상관없이 큰 직경으로 형성할 수 있기 때문에, 그만큼의 압력 손실도 작게 억제할 수 있다. 또한, PM이 포집 공간(22)을 구성하는 통 형상 전극(20)의 외주면이나 케이싱 전극(21)의 내주면에서 포집되므로, 양(兩) 전극(20 및 21)의 표면적에 따른 다량의 PM의 포집을 허용할 수 있다. 더욱이, 관통구멍(20a)은 막힘이 발생되기가 매우 어려워, 막힘으로 인한 포집 장해가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있다. 더 나아가, 포집 공간(22)의 유동장이 작기 때문에, 한 번 포집된 PM이 다시 비산(飛散)되는 경우가 쉽게 발생되지 않는다. 또한, 댐퍼나 송풍기 등의 가동부가 존재하지 않기 때문에, 고장 가능성이 매우 낮다. 그리고, 포집 공간(22)에 포집된 PM은, 도 1에 나타낸 사이클론 장치(7C)에서 회수되고, 그 출구에서 도시되지 않은 압축기로 감용화(減容化)되어 드럼통 등의 폐기 용기에 수납된다.
전기 집진 장치 본체(7A)의 입구측에는 배기가스 중의 PM 농도를 검출하는 가시광 레이저를 사용한 배기가스 성분 검출부로서의 후술하는 도 13의 구성을 가지는 제 1 레이저 분석계(LA1)가 배치된다. 전기 집진 장치 본체(7A)의 출구측 배관에는 배기가스 중의 PM 농도를 검출하는 가시광 레이저 및 SO2 농도를 검출하는 중적외 영역 레이저를 사용한 배기가스 성분 검출부로서의 후술하는 도 14의 구성을 가지는 제 2 레이저 분석계(LA2)가 배치되어 있다.
그리고, 전기 집진 장치 제어부(7B)에서는, 후술하는 도 5에 나타낸 집진 피드포워드 제어 처리, 후술하는 도 6에 나타낸 집진 피드백 제어 처리, 후술하는 도 7에 나타낸 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리를 행한다.
도 5에 나타낸 집진 피드포워드 제어 처리에서는, 전기 집진 장치 제어부(7B)가, 제 1 레이저 분석계(LA1) 및 제 2 레이저 분석계(LA2)에 의해 검출한 배기가스 중의 PM 농도에 의해 산출되는 PM 제거율(즉, PM 집진률)이 미리 설정한 규정 범위 내가 되도록 전극에 공급하는 전류를 제어한다.
전기 집진 장치 제어부(7B)의 구체적인 구성은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전류 명령치 생성부(7D)와, 집진 제어 처리부(7E)와, 전류 발생부(7F)를 구비하고 있다.
전류 명령치 생성부(7D)는, 전기 집진 장치 본체(7A)의 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21)과의 사이에 방전 전극(18)을 음극측으로 하고, 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21)을 양극측으로 하는 103∼105볼트 정도의 직류 고전압을 발생시켜, 전기 집진 장치 본체(7A)에 전류를 공급하기 위한 전류 명령치(IHt)를 생성한다.
집진 제어 처리부(7E)는, 도 5에 나타낸 집진 피드포워드 제어 처리를 실행하여, PM 집진률(DCE)을 산출하고, 산출된 PM 집진률(DCE)이 집진률 문턱값(DCEth)을 하회(下廻)하지 않도록 보정 전류(IHa)를 산출한다. 구체적으로는, 집진 제어 처리부(7E)에는, 제 1 레이저 분석계(LA1), 제 2 레이저 분석계(LA2) 및 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출한 PM 농도(C1, C2 및 C3)가 입력되어 있다. 그리고, 집진 제어 처리부(7E)는, PM 농도(C1 및 C2)에 근거하여 PM 제거율, 즉 PM 집진률(DCE)을 산출하고, 산출된 PM 집진률(DCE)이 집진률 문턱값(DCEth)을 하회하지 않도록 보정 전류(IHa)를 산출하고, 산출된 보정 전류(IHa)를 전류 명령치 생성부(7D)로부터 출력되는 전류 명령치(IHt)에 가산하는 가산기(7G)에 출력한다.
또한, 도 6에 나타낸 집진 피드백 제어 처리에서는, 전기 집진 장치 제어부(7B)가, 후술하는 수질 계측부(33)에 구비된 탁도계(58)에 의해 계측한 배관(55) 내부의 회수 해수 중의 매진 등의 탁질 성분 농도(탁도)가 미리 설정한 규정 범위 내가 되도록, 전극에 공급하는 전류를 제어한다.
집진 제어 처리부(7E)는, 도 6에 나타낸 집진 피드백 제어 처리를 실행하여, 탁도(T)를 측정하고, 측정된 탁도(T)가 상한 탁도 문턱값(UT)을 상회하지 않도록 보정 전류(IHa)를 산출한다.
구체적으로는, 집진 제어 처리부(7E)에는, 탁도계(58)에 의해 측정된 탁도(T)가 입력되어 있다. 그리고, 집진 제어 처리부(7E)는, 탁도(T)가 상한 탁도(UT)를 상회하지 않도록 보정 전류(IHa)를 산출하고, 산출된 보정 전류(IHa)를 전류 명령치 생성부(7D)로부터 출력되는 전류 명령치(IHt)에 가산하는 가산기(7G)에 출력한다.
그 밖에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전기 집진 장치 제어부(7B)의 집진 제어 처리부(7E)가, 집진 제어 처리에서 산출된 현재의 PM 집진률(DCE)과, 집진 장치 이상 모니터링 처리에서 발생되는 각종 이상(異常) 정보를 네트워크(NW)를 통해 후술하는 시스템 관리부(71)에 송신한다.
여기서, 도 5에 나타낸 집진 피드포워드 제어 처리, 도 6에 나타낸 집진 피드백 제어 처리, 도 7에 나타낸 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리에 대해, 각각 도면을 이용하여 상세히 설명한다.
먼저, 전기 집진 장치 제어부(7B)에서 실행하는 집진 피드포워드 제어 처리에 대해, 도 5의 플로우 차트를 이용하여 상세히 설명한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 먼저, 단계 S1에서, 집진 제어 처리부(7E)는, 전기 집진 장치 본체(7A)의 입구측 및 출구측에 배치한 제 1 및 제 2 레이저 분석계(LA1 및 LA2)에 의해 검출된 PM 농도(C1 및 C2)를 읽어들인다.
이어서, 단계 S2로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)는, 레이저 분석계(LA1 및 LA2)에 의해 검출된 PM 농도(C1 및 C2)에 근거하여 하기 식(1)의 연산을 행하여 전기 집진 장치 본체(7A)의 PM 집진률(DCE)을 산출하고 나서 단계 S3으로 이행한다.
DCE=(1-C2/C1)×100 ……… (1)
단계 S3에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 산출된 PM 집진률(DCE)이 PM 집진률의 하한을 나타내는 PM 집진률 문턱값(DCEth) 미만인지의 여부를 판정하여, DCE＜DCEth일 때에는, PM 집진률(DCE)이 저하되어 있는 것으로 판단하여 단계 S4로 이행하고, 보정 횟수(N)를 "1"만큼 증가(increment)시키고 나서 단계 S5로 이행한다.
상기 단계 S5에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)에 미리 설정된 기준 보정 전류(ΔI)를 곱하여 보정 전류(IHa)를 산출하고, 이어서 단계 S6으로 이행하여 보정 전류(IHa)를 가산기(7G)에 출력하고 나서 단계 S7로 이행한다.
상기 단계 S7에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)가 미리 설정된 보정 한도 횟수(Ns)에 도달하였는지의 여부를 판정하여, N＜Ns일 때에는 상기 단계 S1로 되돌아오고, N=Ns일 때에는, 전류 보정을 행하더라도 PM 집진률(DCE)이 개선되지 않는 것으로 판단하고 단계 S8로 이행하여, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지시키고 나서 단계 S9로 이행한다. 참고로, 보정 한도 횟수(Ns)는, 전류 발생부(7F)의 전류 명령치(IHt)에 근거한 정상(定常) 전류에, 기준 보정 전류(ΔI) 및 보정 한도 횟수(Ns)를 곱한 것을 가산하며, 그 가산 후의 값이, 미리 정해진 전류 문턱값을 넘지 않도록 설정되어 있다. 상기 단계 S9에서는, 집진 제어 처리부(7E)는, PM 회수 처리를 행하는 사이클론 장치(7C)를 기동시키고 나서 단계 S10으로 이행하며, 보정 횟수(N)를 "0"으로 클리어하고 나서 상기 단계 S1로 되돌아온다.
한편, 상기 단계 S3의 판정 결과가, DCE≥DCEth일 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 집진률(DCE)이 미리 설정된 집진률 문턱값(DCEth)을 초과하고 있는 것으로 판단하고 단계 S11로 이행한다.
상기 단계 S11에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 전회(前回)의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있었는지의 여부를 판정하여, 전회의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있지 않을 때에는 그대로 상기 단계 S1로 되돌아오고, 전회의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있었을 때에는 단계 S12로 이행한다. 상기 단계 S12에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지시키고, 이어서 단계 S13으로 이행하여 전술한 보정 횟수(N)를 "0"으로 클리어하고 나서 상기 단계 S1로 되돌아온다.
다음으로, 전기 집진 장치 제어부(7B)에서 실행하는 집진 피드백 제어 처리에 대해, 도 6의 플로우 차트를 이용하여 상세히 설명한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 먼저, 단계 S21에서, 집진 제어 처리부(7E)가, 배관(53)에 접속된 탁도계(58)에 의해 측정한 탁도(T)를 읽어들인다.
그런 다음, 단계 S22로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)는, 읽어들인 탁도(T)가 상한 탁도 문턱값(UT)을 초과하고 있는지를 판정하여, T＞UT일 때에는, 회수 해수에 매진이 많이 포함되어 있는 것으로 판단하여 단계 S23으로 이행하고, 보정 횟수(N)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S24로 이행한다.
상기 단계 S24에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)에 미리 설정된 기준 보정 전류(ΔI)를 곱하여 보정 전류(IHa)를 산출하고, 이어서 단계 S25로 이행하여 보정 전류(IHa)를 가산기(7G)에 출력하고 나서 단계 S26으로 이행한다.
상기 단계 S26에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)가 미리 설정된 보정 한도 횟수(Ns)에 도달하였는지의 여부를 판정하여, N＜Ns일 때에는 상기 단계 S21로 되돌아오고, N=Ns일 때에는, 전류 보정을 행하더라도 탁도(T)가 개선되지 않는 것으로 판단하고 단계 S27로 이행하여, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지시키고 나서 단계 S28로 이행한다. 참고로, 보정 한도 횟수(Ns)는, 전류 발생부(7F)의 전류 명령치(IHt)에 근거하는 정상 전류에, 기준 보정 전류(ΔI) 및 보정 한도 횟수(Ns)를 곱한 것을 가산하되, 그 가산 후의 값이, 미리 정해진 전류 문턱값을 넘지 않도록 설정되어 있다.
단계 S28에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 회수 처리를 행하는 사이클론 장치(7C)를 기동하고 나서 단계 S29로 이행하여, 보정 횟수(N)를 "0"으로 클리어하고 나서 상기 단계 S21로 되돌아온다.
한편, 상기 단계 S22의 판정 결과가 T≤UT일 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, 해수 스크러버(9)로부터 회수한 회수 해수의 탁도가 정상(正常)이라고 판단하고 단계 S30으로 이행한다.
상기 단계 S30에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 전회의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있었는지의 여부를 판정하여, 전회의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있지 않을 때에는 그대로 상기 단계 S21로 되돌아오고, 전회의 처리시에 보정 전류(IHa)를 출력하고 있었을 때에는 단계 S31로 이행한다. 상기 단계 S31에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지시키고, 이어서 단계 S32로 이행하여 전술한 보정 횟수(N)를 "0"으로 클리어하고 나서 상기 단계 S21로 되돌아온다.
또한, 전기 집진 장치 제어부(7B)에서 실행하는 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리에 대해, 도 7의 플로우 차트를 이용하여 상세히 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 먼저 단계 S41에서, 집진 제어 처리부(7E)가, 제 1, 제 2 및 제 3 레이저 분석계(LA1, LA2 및 LA3)에 의해 검출된 PM 농도(C1, C2 및 C3)를 읽어들인다.
이어서 단계 S42로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가, 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출된 PM 농도(C3)가 미리 설정한 PM 농도 문턱값(Cth)을 초과한 상태로 소정 시간 계속되고 있는지의 여부를 판정하여, C3＞Cth 상태가 소정 시간 계속되고 있을 때에는 전기 집진 장치(7)에 이상(異常)이 있다고 판단하고 단계 S43으로 이행한다. 단계 S43에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 전기 집진 장치 이상 정보를 네트워크(NW)를 통해 시스템 관리부(71)로 송신하고 나서 단계 S44로 이행한다.
또한, 단계 S42의 판정 결과가 C3≤Cth일 때 또는 C3＞Cth 상태의 계속이 소정 시간에 도달하지 않았을 때에는 직접 단계 S44로 이행한다. 상기 단계 S44에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 제 1 PM 농도(C1), 제 2 PM 농도(C2) 및 제 3 PM 농도(C3)가 이 순서대로 감소되고 있는지의 여부를 판정한다. 상기 판정은, 레이저 분석계(LA1, LA2 및 LA3)가 정상(正常)인지의 여부를 판정하는 것이다. C1＞C2＞C3가 아닐 때에는, 조건으로부터 벗어난 레이저 분석계에 이상(異常)이 있을 가능성이 있으므로, 단계 S45로 이행한다. 상기 단계 S45에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 이상 계속 시간 변수(Na)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S46으로 이행하여, 이상 계속 시간 변수(Na)가 미리 설정한 문턱값(Nas)에 도달하였는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, Na＜Nas일 때에는 상기 단계 S49로 이행하고, Na=Nas일 때에는 레이저 분석계에 이상이 있다고 판단하고 단계 S47로 이행한다. 상기 단계 S47에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 레이저 분석계 이상 정보를 네트워크(NW)를 통해 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 단계 S49로 이행한다.
한편, 단계 S44의 판정 결과가 C1＞C2＞C3일 때 또는 C1＞C2＞C3가 아닌 상태의 계속 시간이 소정 시간에 도달되지 않았을 때에는, 단계 S48로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가, 이상 계속 시간 변수(Na)를 "0"으로 클리어하고 나서 단계 S49로 이행한다.
상기 단계 S49에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 현재 전류(IH(n))를 읽어들이고, 이어서 단계 S50으로 이행하여 읽어들인 현재 전류(IH(n))가 정상 범위 내인지의 여부를 판정하여, 정상 범위 외(外)일 때에는 단계 S51로 이행하여, 전류 발생부(7F)의 이상을 나타내는 전류 이상 정보를 네트워크(NW)를 통해 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 단계 S52로 이행한다.
또한, 상기 단계 S50의 판정 결과에 있어서 전류(IH(n))가 정상일 때에는 직접 단계 S52로 이행한다.
단계 S52에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 사이클론 장치(7C)가 기동되어 PM 회수 처리가 종료되었는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, PM 회수 처리가 종료되어 있지 않은 것으로 나왔을 때에는 상기 단계 S41로 되돌아온다. 또한, 단계 S52의 판정 결과가, PM 회수 처리가 종료된 것으로 나왔을 때에는, 단계 S53으로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 회수 처리가 종료되고 소정 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, 소정 시간이 경과하지 않은 것으로 나왔을 때에는, 집진 제어 처리부(7E)는 소정 시간이 경과할 때까지 대기한다. 단계 S53의 판정 결과가, 소정 시간을 경과한 것으로 나왔을 때에는 단계 S54로 이행한다.
상기 단계 S54에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 도 5의 집진 피드포워드 제어 처리에서 산출된 PM 집진률(DCE)을 읽어들이고, 이어서 단계 S55로 이행하여, 읽어들인 PM 집진률(DCE)이 미리 설정한 집진률 하한치(LL) 미만인지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, DCE≥LL일 때에는, 집진 제어 처리부(7E)는 전기 집진 장치 본체(7A)가 정상이라고 판단하고 단계 S56으로 이행한다. 상기 단계 S56에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 후술하는 타이머를 리셋하고 나서 상기 단계 S41로 되돌아온다.
한편, 단계 S55의 판정 결과가, DCE＜LL일 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 집진률이 비정상적으로 저하되어 있는 것으로 판단하고 단계 S57로 이행한다. 상기 단계 S57에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 타이머 세트 중인지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, 타이머가 세트되어 있지 않은 것으로 나왔을 때에는 단계 S58로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가 타이머를 세트하고 나서 단계 S59로 이행하며, 타이머 세트 중일 때에는 직접 단계 S59로 이행한다.
상기 단계 S59에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, 타이머가 타임업(time up)되었는지의 여부를 판정하여, 타임업되어 있지 않을 때에는 상기 단계 S54로 되돌아오고, 타임업되었을 때에는 단계 S60으로 이행한다. 상기 단계 S60에서는, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 집진률 저하 이상을 나타내는 PM 집진률 저하 이상 정보를, 네트워크(NW)를 통해 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 상기 단계 S41로 되돌아온다.
이어서, 도 5의 집진 피드포워드 제어 처리, 도 6의 집진 피드백 처리 및 도 7의 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리에 대해, 전기 집진 장치 본체(7A)의 동작과 아울러 한층 더 자세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 집진 제어 처리부(7E)에서는, 도 5에 나타낸 집진 포워드 제어 처리를 행함으로써, 전기 집진 장치 본체(7A)의 입구측 및 출구측에 배치된 레이저 분석계(LA1 및 LA2)에 의해 검출된 PM 농도(C1 및 C2)에 근거하여 상기 식(1)의 연산을 행함으로써, PM 집진률(DCE)을 산출한다.
그리고, 산출된 PM 집진률(DCE)이 PM 집진률 문턱값(DCEth) 이상일 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, 전기 집진 장치 본체(7A)에 의한 PM의 집진이 정상적으로 행해지고 있는 것으로 판단하여 전류 명령치 생성부(7D)에서 생성한 전류 명령치(IHt)를 그대로 전류 발생부(7F)에 공급한다. 그리고, 전류 발생부(7F)에서는, 전류 명령치(IHt)에 따른 전류를 전기 집진 장치 본체(7A)에 공급하고, 이것이 전기 집진 장치 본체(7A)의 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21)과의 사이에 방전 전극(18)을 음극측으로 하여 인가된다.
이 때문에, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 사이에, PM 함유 가스가 선회 기류로서 공급되면, PM 함유 가스에 포함되는 PM은 코로나 방전에 의해 대전된다. 그리고, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 간의 전계에 의해 PM에 쿨롱힘이 작용하여, PM이 통 형상 전극(20)을 향해 운동을 시작한다. PM은 질량을 가지기 때문에, 관성력에 의해 그대로 통 형상 전극(20)의 관통구멍(20a)을 통과하여 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21) 사이의 반폐쇄 공간인 포집 공간(22)으로 가이드된다.
상기 포집 공간(22)에서는, 유동장이 매우 완만하기 때문에, PM은 유동장의 영향을 받기 어려우며, PM은 자기 자신의 전하와 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21) 간의 전위차에 의한 전기 영상력을 받아, 통 형상 전극(20)의 외주면 및 케이싱 전극(21)의 내주면에 이동 부착되어 포집된다.
상기 PM의 포집 상태가 계속되고 있는 동안에, PM 집진률(DCE)이 강하하여, PM 집진률 문턱값(DCEth)보다 저하된 경우에는, PM 함유 가스 중의 PM 농도가 일시적으로 증가한 경우를 생각할 수 있다. 이 경우에는, 도 5의 단계 S3으로부터 단계 S4로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)를 "1"만큼 증가시키고 나서 보정 횟수(N)에 기준 보정치(ΔI)를 곱한 값을 보정 전류(IHa)로서 산출하고, 산출된 보정 전류(IHa)를 가산기(7G)에 공급한다.
이에 따라, 전류 명령치 생성부(7D)로부터 출력되는 전류 명령치(IHt)에 보정 전류(IHa)가 가산되어 전류 발생부(7F)에서 발생되는 전류(IH)가 증가된다.
이때, 보정 전류(IHa)는, PM 집진률(DCE)이 PM 집진률 문턱값(DCEth)보다 저하되어 있는 동안, 서서히 증가되어 간다. 단, 보정 전류(IHa)의 증가는, 미리 정해진 전류 문턱값을 넘지 않도록 설정되어 있다. 이에 따라, 전류(IH)의 증가에 의해, 방전 전극(18)과 통 형상 전극(20) 사이에서 스파크(단락(短絡))가 생기는 것을 방지할 수 있다.
상기 보정 전류(IHa)에 의한 전류의 증가에 의해 PM 집진률이 회복된 경우에는, 단계 S3으로부터 단계 S11을 거쳐 단계 S12로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)는, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지한다. 이어서, 단계 S13으로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)가, 보정 횟수(N)를 0으로 클리어한다. 이 때문에, 가산기(7G)에서의 전류 명령치(IHt)에 대한 보정 전류(IHa)의 가산이 없어진다. 이 때문에, 전류 발생부(7F)에서는, 전류 명령치(IHt)에 근거하는 정상 전류를 공급하는 상태로 복귀한다.
그러나, 보정 전류(IHa)의 증가를 반복하여 전류 발생부(7F)로부터 공급하는 전류를 증가시켜도 PM 집진률(DCE)이 PM 집진률 문턱값(DCEth)을 하회하는 상태가 계속되어, 보정 횟수(N)가 미리 설정한 보정 횟수 문턱값(Ns)에 도달하였을 때에는, 집진 제어 처리부(7E)는 포집 공간(22)에서의 PM 포집량의 증가에 따른 PM 집진률(DCE)의 저하로 판단한다. 이 때문에, 단계 S7로부터 단계 S8로 이행하여, 집진 제어 처리부(7E)는, 보정 전류(IHa)의 출력을 정지시키고 나서 단계 S9로 이행하여 사이클론 장치(7C)에 의한 PM 회수 처리를 기동한다.
이러한 집진 피드포워드 제어 처리에 의해, 전기 집진 장치 본체(7A)의 PM 집진률(DCE)이 PM 집진률 문턱값(DCEth) 이상이 되도록 제어된다.
참고로, PM 집진률(DCE)이 PM 집진률 문턱값(DCEth) 이상이더라도, 집진 제어 처리부(7E)에서 읽어들인 탁도(T)가 상한 탁도 문턱값(UT)을 초과하고 있는 경우에는, 전기 집진 장치 제어부(7B)가, 도 6의 집진 피드백 제어 처리를 실행한다. 즉, 집진 피드백 제어 처리는, 집진 피드포워드 제어 처리보다 우선하여 실행된다.
또한, 상기 전기 집진 장치 본체(7A)의 가동 상태에서는, 도 7에 나타낸 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리가 실행되고 있다. 이 때문에, 해수 스크러버(9)의 출구측 배관에 설치된 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출된 PM 농도(C3)가 PM 농도 문턱값(Cth)을 초과한 상태가 소정 시간 계속되면, 집진 제어 처리부(7E)는, 전기 집진 장치(7)의 이상이 발생되어 있는 것으로 판단하여 전기 집진 장치 이상 정보가 시스템 관리부(71)에 송신된다. 또한, 3개의 레이저 분석계(LA1, LA2 및 LA3)에 의해 검출되는 PM 농도(C1, C2 및 C3)가 그 순서대로 작은 값으로 되어 있지 않은 경우에는, 집진 제어 처리부(7E)는, 레이저 분석계(LA1, LA2 및 LA3) 중 어느 것에 이상이 있다고 판단하고, 레이저 분석계 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신한다.
또한, 전류 발생부(7F)가 공급하는 전류(IH)가 소정의 상한 범위로부터 벗어났을 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, 단락(短絡, short circuit)이나 지락(地絡, ground fault), 천락(天絡, sky fault)의 발생으로 판단하여, 전기 집진 장치 본체(7A)로의 전류 공급을 정지시키는 동시에, 전류 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신한다.
참고로, 집진 제어 처리부(7E)에서는, 집진 피드포워드 제어 처리, 집진 피드백 제어 처리 및 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리 외에 정기적으로 산출한 PM 집진률(DCE) 및 보정 전류(IHa)로 이루어진 가동 데이터를 시스템 관리부(71)에 송신하는 데이터 송신 처리를 실행한다. 이 때문에, 시스템 관리부(71)에서 수신된 이들 가동 데이터를 데이터 축적부(72)에 축적함으로써, 전기 집진 장치(7)의 가동 데이터를 축적할 수 있다.
또한, 사이클론 장치(7C)가 기동되어, PM 회수 처리가 이루어졌지만, 상기 PM 회수 처리가 종료된 직후부터 소정 시간 동안 PM 집진률(DCE)의 회복이 관찰되지 않을 때에는, 집진 제어 처리부(7E)가, PM 집진률 저하 이상이 발생되고 있으며, 전기 집진 장치(7)의 메인티넌스가 필요하다고 판단하여 전기 집진 장치(7)의 메인티넌스 정보를 시스템 관리부(71)에 송신한다.
이와 같이, 집진 장치의 가동 상황 모니터링 처리에 의해, 집진 제어 처리부(7E)가, 전기 집진 장치(7)의 다양한 이상이나 메인티넌스 시기를 모니터링하여, 이상 발생시에 이상 정보나 메인티넌스 정보를 시스템 관리부(71)에 송신한다. 이에 따라, 시스템 관리부(71)가, 이상 정보나 메인티넌스 정보를 표시부(74)에 표시하거나 경보를 발생시키거나 할 수 있으며, 나아가 이상 발생의 이력을 시스템 관리부(71)에서 기억하는 것이 가능해진다.
다음으로, 전기 집진 장치(7)로부터 배출된 후의 배기가스를 처리하는 해수 스크러버(9) 등에 대해 설명한다.
전기 집진 장치(7)로부터 배출되는 PM이 제거된 배기가스는, 이코노마이저(economizer, 8)에 공급되어 열교환되어 배기열(exhaust heat)을 회수하고 나서 해수 스크러버(9)에 공급된다.
상기 해수 스크러버(9)는, 통 형상 용기(9A)의 중간부에 이코노마이저(8)로부터 배출되는 배기가스가 배관(10)을 통해 공급되고 있다. 상기 통 형상 용기(9A)의 상부측 내부에 해수를 배기가스에 분사하는 복수의 분사 노즐(9B)이 설치되며, 상기 분사 노즐(9B)로부터 분사된 해수에 의해 배기가스 중으로부터 SOx가 제거된다.
상기 SOx를 포함하는 해수는 통 형상 용기(9A)의 하부에 저류되며, 저류된 SOx를 포함하는 해수가 해수 성분 조정부(9C)로 보내져 성분 조정된 후에 해수 순환부(9D)를 통해 해수 스크러버(9)로 보내져서 순환 사용된다. 그리고, 해수 스크러버(9)의 분사 노즐(9B)로부터 분사되는 해수량은, 스크러버 제어부(9E)에 의해 제어된다. 참고로, 해수 성분 조정부(9C)에 의해 성분 조정된 해수는, 해수 성분 제어부(9F)로부터의 순환 중지 명령을 수신한 해수 순환부(9D)에 의해, 순환 사용되지 않고 외부의 바다 속으로 배수되어도 된다.
여기서, 해수 성분 조정부(9C) 및 해수 순환부(9D)의 구체적인 구성은, 도 8에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다. 즉, 해수 성분 조정부(9C)는, 해수 스크러버(9)의 통 형상 용기(9A)의 하부로부터 회수되는 SOx를 포함하는 회수 해수가 공급되어 전기분해 방식으로 유분을 분리하는 전기분해 처리부(31)와, 상기 전기분해 처리부(31)에 의해 유분이 분리된 회수 해수의 pH를 조정하는 pH 조정부(32)와, pH 조정부(32)로부터 배출되는 pH 조정된 회수 해수의 수질을 계측하는 수질 계측부(33)와, 배관 내부에 달라붙은 스케일을 제거하는 스케일 제거부(34)를 구비하고 있다.
그리고, pH 조정부(32)로부터 배출되는 pH 조정된 회수 해수는, 해수 순환부(9D)로 보내진다. 상기 해수 순환부(9D)는, 해수 성분 조정부(9C)로부터 배출되는 성분 조정된 회수 해수를 저류하는 스크러버용 탱크(41)와, 선박의 적재량이 적은 경우에 해수를 조정하도록 해수를 주입하는 밸러스트 탱크(42)를 구비하고 있다. 참고로, pH 조정부(32)에서 pH 조정된 회수 해수는, 해수 성분 제어부(9F)로부터의 순환 중지 명령을 수신한 해수 순환부(9D)에 의해, 순환 사용되지 않고 외부의 바다 속으로 배수되어도 된다.
또한, 해수 순환부(9D)는, 스크러버용 탱크(41) 및 밸러스트 탱크(42) 내의 해수를 전자 개폐 밸브(43 및 44)를 통해 해수 스크러버(9)의 분사 노즐(9B)로 압송(壓送)하는 순환 펌프(45)를 구비하고 있다.
또한, 해수 순환부(9D)는, 바다 속의 해수를, 필터(46)를 통해 밸러스트 탱크(42)에 퍼 올리는 밸러스트 탱크용 펌프(47)를 구비하고 있다. 상기 밸러스트 탱크용 펌프(47)에 의해 퍼 올려진 해수는, 전자 개폐 밸브(48 및 49)를 통해 스크러버용 탱크(41) 및 밸러스트 탱크(42)에 선택적으로 공급된다.
또한, 해수 순환부(9D)는, 해수 성분 조정부(9C)로부터 배출되는 회수 해수를 스크러버용 탱크(41) 및 밸러스트 탱크(42)에 선택적으로 공급하는 전자 개폐 밸브(50 및 51)를 구비하고 있다.
그리고, 각 전자 개폐 밸브(43, 44, 48, 49, 50 및 51)는, 스크러버 제어부(9E)에 의해 개폐 구동된다. 또한, 스크러버 제어부(9E)는, 후술하는 스크러버 제어 처리를 실행하여, 해수 스크러버(9)에 의해 제거하는 SOx 제거율을 소정 범위 내로 제어한다.
또한, 해수 순환부(9D)로부터 해수 스크러버(9)에 보내지는 배관 상에는, 유량계(54)가 설치되어 있다.
또한, 해수 성분 조정부(9C)의 pH 조정부(32)로부터 배출되는 pH 조정된 회수 해수는, 해수 순환부(9D)로 보내진다. 참고로, 해수 순환부(9D)에는, 회수 해수를 순환 펌프(45)에 의해 해수 스크러버(9)로 순환 공급하기 전에, 외부의 바다 속으로 배수할 수 있는 루트로서의 배수용 배관(52) 및 전자 개폐 밸브(53)가 설치되어 있다. 이 때문에, 해수 성분 제어부(9F)로부터의 명령에 의해, 회수 해수가 순환 펌프(45)에 의해 해수 스크러버로 순환 공급되거나, 또는, 외부의 바다 속으로 배수되는 것 중, 어느 쪽을 선택할 수 있도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성한 경우, 해수 성분 제어부(9F)는, 전자 개폐 밸브(53)를 개폐 구동함으로써, 회수 해수의 순환 펌프(45)로의 유입 또는 외부의 바다 속으로의 배수 중 어느 쪽을 선택하여 실행할 수 있다.
한편, 전술한 수질 계측부(33)는, 해수 성분 조정부(9C) 내의 배관(55)에 접속된 회수 해수의 배기가스 중의 오일 미스트가 혼입된 회수 해수 중의 유분 농도를 측정하는 유분 농도계(56), pH를 측정하는 pH계(57), 및 회수 해수 중의 매진 등의 탁질 성분 농도를 측정하는 탁도계(58)를 구비하고 있다. 이 중, 유분 농도계(56), pH계(57) 및 탁도계(58)에 의해 측정된 각 측정치는, 임의의 전송 시스템을 통해 해수 성분 제어부(9F)로 송신된다. 또한, 탁도계(58)에 의해 측정된 측정치는, 임의의 전송 시스템을 통해 전기 집진 장치 제어부(7B)에도 송신된다.
상기 해수 성분 제어부(9F)에서는, 유분 농도계(56)에 의해 측정한 배관(55) 내의 해수의 유분 농도에 근거하여 회수 해수 중의 유분 농도가 설정 범위 내가 되도록 전기분해 처리부(31)의 전기분해 처리 전류를 제어하는 전류 명령치(Se)를 출력한다. 즉, 해수 성분 제어부(9F)는, 해수 중의 유분 농도가 설정 범위 내인지의 여부를 판정하여, 설정 범위 내일 때에는 미리 설정된 기준 전기분해 처리 전류로 제어하는 전류 명령치(Se)를 출력한다. 또한, 유분 농도가 설정 범위를 벗어났을 때에는, 해수 성분 제어부(9F)는, 유분 농도가 설정 범위 내가 되도록, 기준 전기분해 처리 전류를 증가시켜 전기분해 처리 능력을 향상시키는 전류 명령치(Se)를 출력한다.
또한, 해수 성분 제어부(9F)에서는, pH계(57)에 의해 측정한 배관(55) 내의 해수의 pH 측정치가 설정 범위 내인지의 여부를 판정하여, 설정 범위 내일 때에는 pH 조정제의 투입을 정지시키고, pH가 설정 범위를 초과하였을 때 pH 측정에 따라 pH 조정부(32)의 pH 조정제의 투입량을 제어하는 pH 조정제 투입 명령치(Sp)를 출력한다. 참고로, pH 조정부(32)에서 행하는 pH 조정 처리로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등 또는 전기분해나 전기투석 등에 의해 생성되는 강염기(强鹽基)로 이루어진 중화제의 투입량을 pH 조정제 투입 명령치(Sp)에 근거하여 조정한다.
상기 해수 성분 제어부(9F)에서는, 도 9에 나타낸 해수 성분 제어 처리를 실행한다. 상기 해수 성분 제어 처리는, 먼저, 단계 S61에서, 유분 농도계(56)에 의해 측정한 유분 농도(OC) 및 pH계(57)에 의해 측정한 pH를 읽어들이고 나서 단계 S62로 이행한다.
상기 단계 S62에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 유분 농도(OC)가 미리 설정한 상한 문턱값(OCth)을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, OC≤OCth일 때에는, 해수 스크러버(9)로부터 회수한 회수 해수 중의 유분 농도가 정상이라고 판단하여 후술하는 단계 S66으로 이행하고, OC＞OCth일 때에는, 유분 농도가 높은 것으로 판단하고 단계 S63으로 이행하여 보정 계수(Ne)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S64로 이행한다. 상기 단계 S64에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 전기분해 처리부(31)에 대한 전기분해 전류 명령치(Se)의 기준치(Seb)에 대해 보정 계수(Ne)와 소정치(ΔSe)를 곱한 값을 가산한 값을 전기분해 전류 명령치(Se)로서 산출한다(Se=Seb＋Ne·ΔSe).
이어서, 단계 S65로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, 전기분해 전류 명령치(Se)를 전기분해 처리부(31)에 출력하고 나서 단계 S66으로 이행한다.
단계 S66에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, pH계(57)에 의해 측정한 pH가 미리 설정한 중화점(中和點)보다 산성(酸性)측인 하한 문턱값(LpH) 및 중화점보다 알칼리성측인 상한치(UpH) 간의 허용 범위 내인지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, LpH≤pH≤UpH일 때에는 해수 스크러버(9)로부터 회수한 회수 해수 중의 pH가 정상이라고 판단하여 상기 단계 S61로 되돌아온다.
한편, 단계 S66의 판정 결과가, pH가 허용 범위 외일 때에는 단계 S67로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, pH＜LpH인지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가 pH＜LpH일 때에는, 단계 S68로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, 현재의 pH를 토대로 pH와 pH 조정제의 투입량 간의 관계를 나타내는 투입량 산출 맵을 참조하여 pH 조정제의 투입량(Tp)을 산출하고 나서 단계 S69로 이행한다. 상기 단계 S69에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 산출된 pH 조정제의 투입량(Tp)이 되도록 제어하는 pH 조정제 투입 명령치(Sp)를 pH 조정부(32)에 출력하고 나서 단계 S61로 되돌아온다.
또한, 단계 S67의 판정 결과가, pH＞UpH일 때에는, 그대로 상기 단계 S61로 되돌아온다.
또한, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 스케일에 의한 배관의 막힘 방지를 위해, 도 10에 나타낸 스케일 제거 처리를 실행한다. 배관을 통과하는 회수 해수 중에는, 해양생물이나 미생물, 칼슘이나 마그네슘 등의 스케일이 포함되어 있다. 이 때문에, 이것들이 서서히 배관 내에 부착되면, 배관이 막히는 원인이 되어 버린다. 따라서, 이러한 스케일을 제거하기 위해, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 해수 성분 조정부(9C)의 스케일 제거부(34)에 있어서, 스케일 제거 처리를 실행한다.
상기 스케일 제거 처리는, 소정 시간마다의 타이머 인터럽트 처리(timer interrupt process)로서 실행된다. 스케일 제거 처리는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 먼저, 단계 S71에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 유량계(54)에 의해 측정한 순환 펌프(45)로부터 토출(吐出)되는 해수 유량(Qw)을 읽어들이고 나서 단계 S72로 이행한다.
상기 단계 S72에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 해수 유량(Qw)이 미리 설정한 하한 문턱값(Qwth)을 하회하고 있는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, Qw≥Qwth일 때에는, 배관(55) 내의 스케일량이 정상이라고 판단하고 단계 S76으로 이행하여, 후술하는 보정 계수(Nf)를 "0"으로 클리어하고 나서 단계 S71로 되돌아오며, Qw＜Qwth일 때에는, 배관(55) 내에 스케일이 많이 부착되어 있는 것으로 판단하고 단계 S73으로 이행하여 보정 계수(Nf)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S74로 이행한다.
상기 단계 S74에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 전기분해 처리부(31)에 대한 전기분해 전류 명령치(Se)의 기준치(Seb)에 대해 보정 계수(Nf)와 소정치(ΔSe)를 곱한 값을 가산한 값을 전기분해 전류 명령치(Se)로서 산출한다(Se=Seb＋Nf·ΔSe).
이어서, 단계 S76으로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, 전기분해 전류 명령치(Se)를, 배관(55)의 임의의 장소에 설치되어 있는 스케일 제거부(34)에 출력하고 나서 단계 S71로 되돌아온다.
이에 따라, 스케일 제거부(34)에서는, 전기분해에 의해 배관 내에 달라붙은 스케일을 제거할 수 있다.
또한, 해수 성분 제어부(9F)는, 해수 성분 조정부(9C)의 가동 상황을 모니터링하는 가동 상황 모니터링 처리를 실행한다. 상기 가동 상황 모니터링 처리는, 소정 시간마다의 타이머 인터럽트 처리로서 실행된다. 가동 상황 모니터링 처리는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 먼저, 단계 S81에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 유분 농도계(56)에 의해 측정한 유분 농도(OC) 및 유량계(54)에 의해 측정한 해수 유량(Qw)을 읽어들인다. 이어서, 단계 S82로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, 유분 농도가 미리 설정한 상한 문턱값(OCth)을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다.
상기 판정 결과가 OC≤OCth일 때에는, 단계 S83으로 이행하여, 해수 성분 제어부(9F)가, 해수 유량(Qw)이 미리 설정한 하한 문턱값(Qwth)을 하회하고 있는지의 여부를 판정한다.
상기 판정 결과가 Qw≥Qwth일 때에는, 전기분해 처리부(31)가 정상이라고 판단하여 단계 S90으로 이행한다. 단계 S90에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 변수(No)를 "0"으로 클리어하고 나서 단계 S91로 이행한다.
한편, 단계 S82의 판정 결과가, OC＞OCth일 때에는, 단계 S84로 이행한다. 또한, 단계 S83의 판정 결과가, Qw＜Qwth일 때에도, 단계 S84로 이행한다.
단계 S84에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 전기분해 처리부(31)로의 전기분해 전류 명령치(Se)를 읽어들여 RAM 등의 기억부에 기억시키고 나서 단계 S85로 이행한다.
상기 단계 S85에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 시간을 계수하는 변수(No)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S86으로 이행한다. 단계 S86에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 변수(No)가 미리 설정한 소정 횟수(Nos) 이상이 되었는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, No＜Nos일 때에는 직접 후술하는 단계 S91로 이행하고, No≥Nos일 때에는 단계 S87로 이행한다. 단계 S87에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 기억부에 기억되어 있는 소정 횟수(Nos)의 전기분해 전류 명령치(Se)를 판독하여, 전기분해 전류 명령치(Se)가 증가되어 있는지의 여부를 판정한다. 전기분해 전류 명령치(Se)가 증가되어 있는 경우에는, 전기분해 처리부(31)에 이상이 발생되어 있는 것으로 판단하고 단계 S88로 이행한다.
상기 단계 S88에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 전기분해 처리부 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 단계 S91로 이행한다.
또한, 해수 성분 제어부(9F)는, 단계 S87의 판정 결과, 전기분해 전류 명령치(Se)가 증가되어 있지 않은 경우에는, 해수 성분 제어 처리에 이상이 발생되어 있는 것으로 판단하여 단계 S89로 이행한다. 단계 S89에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 해수 성분 제어 처리 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 단계 S91로 이행한다.
단계 S91에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, pH계(57)에 의해 측정한 pH를 읽어들이고, 이어서 단계 S92로 이행한다. 단계 S92에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, pH가 미리 설정한 중화점보다 작은 하한 문턱값(LpH)보다 작은지의 여부를 판정한다. 해수 성분 제어부(9F)는, 상기 판정 결과가, pH＜LpH일 때에는 해수 스크러버(9)로부터 회수한 회수 해수의 pH가 산성에 가깝게 되어 있는 것으로 판단하여 단계 S93으로 이행하고, pH 조정부(32)에 대한 pH 조정제 투입 명령치(Sp)를 읽어들여 RAM 등의 기억부에 기억시키고 나서 단계 S94로 이행한다.
상기 단계 S94에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 변수(Np)를 "1"만큼 증가시키고 나서 단계 S95로 이행한다. 단계 S95에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 변수(Np)가 소정 횟수(Nps) 이상이 되었는지의 여부를 판정하여, Np＜Nps일 때에는 그대로 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계 S95의 판정 결과가, Np≥Nps일 때에는 단계 S96으로 이행한다. 단계 S96에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 기억부에 기억되어 있는 소정 횟수(Nps)의 pH 조정제 투입 명령치(Sp)를 읽어들여, pH 조정제 투입 명령치(Sp)가 증가되어 있는지의 여부를 판정한다. pH 조정제 투입 명령치(Sp)가 증가되어 있는 경우에는, pH 조정부에 이상이 발생되어 있는 것으로 판단하고 단계 S97로 이행한다. 단계 S97에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, pH 조정부 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 해수 성분 제어부(9F)는, 단계 S96의 판정 결과, pH 조정제 투입 명령치(Sp)가 증가되어 있지 않을 때에는, 해수 성분 제어 처리에 이상이 발생한 것으로 판단하고 단계 S98로 이행한다. 단계 S98에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 해수 성분 제어 처리 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
*또한, 해수 성분 제어부(9F)는, 상기 단계 S61의 판정 결과가, pH≥LpH일 때에는, pH 조정부(32)가 정상이라고 판단하고 단계 S68로 이행한다. 단계 S68에서는, 해수 성분 제어부(9F)는, 변수(Np)를 "0"으로 클리어하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
이와 같이, 해수 처리 제어부(9F)에서 가동 상황 모니터링 처리를 실행함으로써, 전기분해 처리부(31), pH 조정부(32) 및 해수 성분 제어 처리의 이상을 검출할 수 있다. 또한, 해수 처리 제어부(9F)가 그러한 이상을 검출하였을 때 이상 정보로서 후술하는 시스템 관리부(71)에 송신함으로써, 시스템 관리부(71)에서 이상 정보를 처리할 수 있다.
또한, 밸러스트 탱크용 펌프(47)에 의해 퍼 올려져, 해수 스크러버(9)에서 사용된 해수는, 해수 스크러버(9)에서 사용된 후, 해수 성분 제어부(9F)에 의해 회수되어, 선박 내부에서 순환하여 사용된다. 그러나, 상기 순환 해수에 포함되는 유분 농도(OC), pH, 탁도(T) 중, 어느 하나라도 환경 규제에 의해 미리 정해져 있는 배수 규제치를 초과해 버리면, 그 순환 해수는 더 이상 외부의 바다 속으로 배수할 수 없게 되어 버린다.
따라서, 그러한 사태를 피하기 위해, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 순환 해수 모니터링 처리를 행한다. 해수 성분 제어부(9F)에서는, 순환 해수 중의 유분 농도(OC), pH, 탁도(T) 중 어느 수치가 미리 설정된 규정 범위를 초과하기 전에, 순환 해수의 일부를 외부의 바다 속으로 배수하고 새롭게 필요량의 해수를 퍼 올리는 순환 해수 모니터링 처리를 행함으로써, 순환 해수의 각 수치가 규정 범위를 초과해 버리는 사태를 방지한다.
해수 성분 제어부(9F)에서 실행하는 순환 해수 모니터링 처리는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 먼저 단계 S101에서, 유분 농도계(56)에 의해 측정한 유분 농도(OC), pH계(57)에 의해 측정한 pH 및 탁도계(58)에 의해 검출한 탁도(T)를 읽어들이고 나서 단계 S102로 이행한다.
상기 단계 S102에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 유분 농도(OC), pH 또는 탁도(T) 중 어느 것이 미리 설정한 각 상한 문턱값(OCth, LpH, UT)을 초과한 상태로 소정 시간 계속되고 있는지의 여부를 판정한다.
그리고, OC＞OCth, pH＜LpH 또는 T＞UT 상태 중 어느 하나의 상태가 소정 시간 계속되고 있을 때에는, 해수 성분 제어부(9F)는, 순환 해수를 바다 속으로 배수할 수 없게 되는 사태가 발생할 가능성이 있다고 판단하여 단계 S103으로 이행한다. 참고로, 해수 성분 제어부(9F)는, OC＞OCth, pH＜LpH 또는 T＞UT 상태 중 어느 것도 소정 시간 계속되고 있지 않은 경우에는, 직접 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
참고로, 상한 문턱값(OCth), 상한 문턱값(LpH) 및 상한 문턱값(UT)은, 순환 해수를 바다 속으로 배출하는 것이 불가능해지는 배수 규제치를 초과하지 않는 값이며, 어느 정도의 여유가 있는 배수 규제치 미만의 값(예컨대, 배수 규제치의 90% 등)으로 설정되어 있다.
단계 S103에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 해수 순환부(9D)의 전자 개폐 밸브(53)에, 순환 해수를 배수용 배관(52)을 통해 외부로 배수하는 배수 명령을 송신하고 나서 단계 S104로 이행한다.
단계 S104에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 밸러스트 탱크용 펌프(47)에 의해 바다 속으로부터 필터(46)를 통해 해수를 퍼 올리는 퍼 올림 명령을 스크러버 제어부(9E)에 송신하고, 단계 S105로 이행한다.
단계 S105에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 단계 S103의 배수 처리 및 단계 S104의 해수 퍼 올림 처리를 시작하고 나서 소정 시간이 경과하였는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과, 소정 시간이 경과하지 않았을 때에는 소정 시간이 경과할 때까지 대기한다. 단계 S105의 판정 결과, 소정 시간이 경과하였을 때에는 단계 S106으로 이행한다.
상기 단계 S106에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 순환 해수 중의 유분 농도(OC), pH 또는 탁도(T)를 검출하고, 단계 S107로 이행한다. 단계 S107에서는, 단계 S103의 배수 처리 및 단계 S104의 해수 퍼 올림 처리에 의해, 유분 농도(OC), pH 및 탁도(T)가, 각각의 상한 문턱값(OCth, LpH 및 UT)을 하회하였는지의 여부를 판단한다. 상기 판정 결과에 있어서, 유분 농도(OC), pH 및 탁도(T)가, 각각의 상한 문턱값(OCth, LpH 및 UT)을 하회하지 않은 경우에는, 하회할 때까지 대기한다. 유분 농도(OC), pH 및 탁도(T)가, 각각의 상한 문턱값(OCth, LpH 및 UT)을 하회하였을 때에는 단계 S108로 이행한다.
단계 S108에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 해수 순환부(9D)의 전자 개폐 밸브(53)에 배수 처리를 정지하는 배수 정지 명령을 송신하고 나서 단계 S109로 이행한다. 단계 S109에서는, 해수 성분 제어부(9F)가, 밸러스트 탱크용 펌프(47)에 의한 퍼 올림 처리를 정지하는 퍼 올림 정지 명령을 스크러버 제어부(9E)에 송신하고, 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 해수 스크러버(9)의 통 형상 용기(9A)의 상부로부터 배출되는 배기가스는, 배기가스에 포함되는 성분을 검출하는 배기가스 성분 검출부로서의 제 3 레이저 분석계(LA3)를 설치한 배관(81) 및 사이렌서(silencer, 82)를 통해 굴뚝(83)으로부터 대기(大氣)로 방출된다. 제 3 레이저 분석계(LA3)는, 배기가스 중의 PM 농도, SO2 농도 및 CO2 농도를 검출한다. 참고로, 탈질 장치의 가동 상태를 모니터링하기 위해, NOx 농도 및 암모니아 농도를 검출 가능한 레이저 분석계를 설치해도 된다. 또한, 탈질 장치(5)의 입구측 및 출구측 배관에 레이저 분석계를 설치할 수도 있다.
다음으로, 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼3)의 구성에 대해 설명한다.
제 1 레이저 분석계(LA1)는, 도 13에 나타낸 구성을 가진다. 즉, 제 1 레이저 분석계(LA1)는, 주파수 변조 방식의 레이저 분석계이며, PM 농도를 검출하기 위한 가시영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(104)를 구비하는 PM 농도 검출용 분석계이다. 제 1 레이저 분석계(LA1)는, 플랜지(101a, 101b)에 의해, 배기가스가 통과하는 배관의 벽(201, 202)에 용접 등에 의해 고정되어 있다. 일방(一方)의 플랜지(101a)에는, 투명한 출사창(出射窓; 101c)이 설치되어 있다. 또한, 플랜지(101a)에는, 부착 시트(mounting seat; 102a)를 통해 유저(有底: 바닥이 있는) 타입의 원통형 커버(103a)가 부착되어 있다.
커버(103a)의 내부에는 광원부(104)가 배치되어 있다. 광원부(104)는, PM을 검출하기 위한 가시광 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 구비하고 있다. 광원부(104)로부터 출사된 레이저광은 콜리메이트 렌즈(105)를 포함하는 광원측 광학 시스템에 의해 평행광으로 콜리메이트되어, 플랜지(101a)의 중심을 지나, 출사창(101c)을 통해 벽(201, 202)의 내부(연도 내부)로 입사된다. 상기 평행광은, 벽(201, 202)의 내부에 있는 측정 대상 배기가스를 투과할 때 흡수 및 산란을 받는다.
타방(他方)의 플랜지(101b)에는, 부착 시트(102b)를 통해 유저 타입의 원통형 커버(103b)가 부착되어 있다. 또한, 플랜지(101b)에는 투명한 입사창(入射窓; 101d)이 설치되어 있다. 연도 내부를 투과한 평행광은, 입사창(101d)을 거쳐, 커버(103b) 내부의 수광측 광학 시스템인 집광 렌즈(106)에 의해 집광되어 수광부(107)에 의해 수광된다. 수광부(107)에는, 집광을 전기신호로 변환하여, 그 전기신호가 후단(後段)의 신호 처리 회로(108)에 입력된다. 상기 신호 처리 회로(108)는, 연산 처리부로서의 중앙 처리부(109)에 접속되어 있다.
제 2 레이저 분석계(LA2)는, 도 14에 나타낸 구성을 가진다. 즉, 제 2 레이저 분석계(LA2)는, 주파수 변조 방식의 레이저 분석계이며, PM 농도 검출용 분석계(111)와 SO2 농도 분석계(112)를 구비하고 있다. PM 농도 검출용 분석계(111)는, PM 농도를 검출하기 위한 가시영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(111a)를 구비하고 있다. SO2 농도 검출용 분석계(112)는, SO2 농도를 검출하기 위한 중적외 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(112a)를 구비하고 있다. 이러한 PM 농도 검출용 분석계(111) 및 SO2 농도 검출용 분석계(112)의 각각의 구성은, 상술한 제 1 레이저 분석계(LA1)의 구성과 동일하다.
제 3 레이저 분석계(LA3)는, 도 15에 나타낸 구성을 가진다. 즉, 제 3 레이저 분석계(LA3)는, 주파수 변조 방식의 레이저 분석계이며, PM 농도 검출용 분석계(121)와 SO2 농도 검출용 분석계(122)와 CO2 농도 검출용 분석계(123)를 구비하고 있다. PM 농도 검출용 분석계(121)는, PM을 검출하기 위한 가시영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(121a)를 구비하고 있다. SO2 농도 검출용 분석계(122)는, SO2 농도를 검출하기 위한 중적외 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(122a)를 구비하고 있다. CO2 농도 검출용 분석계(123)는, CO2 농도를 검출하기 위한 근적외 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 가지는 광원부(123a)를 구비하고 있다. 이러한 PM 농도 검출용 분석계(121), SO2 농도 검출용 분석계(122) 및 CO2 농도 검출용 분석계(123)의 각각의 구성은, 상술한 제 1 레이저 분석계(LA1)의 구성과 동일하다.
이어서, 배기가스 처리 제어부(EGC)의 스크러버 제어부(9E)에 대해 설명한다.
스크러버 제어부(9E)에는, 순환 펌프(45)로부터 토출되는 해수의 유량을 검출하는 유량계(54)에 의해 검출된 배관 유량치(Qw)와, 전술한 전기 집진 장치(7)의 출구측에 배치된 제 2 레이저 분석계(LA2)에 의해 검출되는 SO2 농도 검출치(Cs1)와, 해수 스크러버(9)의 출구측에 배치된 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출되는 SO2 농도 검출치(Cs2)와, 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출되는 CO2 농도 검출치(Cs3)가 입력된다.
스크러버 제어부(9E)는, SO2 농도 검출치(Cs2) 및 CO2 농도 검출치(Cs3)의 연산 결과(=SO2/CO2)가 미리 설정된 규정 범위 내인지의 여부를 판정하여, 상기 SO2/CO2 연산 결과가 규정 범위를 초과하고 있을 때에는, 배관 유량치(Qw)가 증가되도록 순환 펌프(45)의 회전 속도를 증가 제어한다. 한편, SO2/CO2 연산 결과가 규정 범위 미만일 때에는, 스크러버 제어부(9E)는, 배관 유량치(Qw)가 감소되도록 순환 펌프(45)의 회전 속도를 감소 제어한다. 스크러버 제어부(9E)에서는, 순환 펌프(45)에 대한 이러한 회전 속도의 증가 또는 감소 제어의 명령을, 해수 스크러버 분사 명령치로서 순환 펌프(45)에 출력한다.
여기서, 스크러버 제어부(9E)에 대해 상세히 설명한다. 스크러버 제어부(9E)로서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 분사 노즐(9B)로부터의 해수 분사량을 제어하는 분사 제어부(61)와, 각 전자 개폐 밸브(43, 44, 48, 49, 50, 51 및 53)를 개폐 구동하는 개폐 밸브 제어부(62)를 구비하고 있다.
상기 분사 제어부(61)는, 도 16에 나타낸 바와 같이, SO2 농도 명령치 생성부(61a), 감산기(61b), 피드백 제어부(61c), 피드포워드 제어부(61d), 가산기(61e) 및 펌프 구동 회로(61f)를 구비하고 있다. SO2 농도 명령치 생성부(61a)는, 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출된 SO2 농도(Cs2) 및 CO2 농도(Cs3)가 입력되어 SO2/CO2의 연산을 행하여 SO2 농도 목표치를 생성한다. 피드백 제어부(61c)는, 생성된 SO2 농도 목표치(Cst)와 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출된 SO2 농도(Cs2)를 감산기(61b)에 의해 감산한 농도 편차(ΔCs)가 입력되어 예컨대 PID(비례·적분·미분) 피드백 제어를 행한다. 피드포워드 제어부(61d)는, 제 2 레이저 분석계(LA2)에 의해 검출한 SO2 농도(Cs1)가 입력되어 피드포워드 제어를 행한다. 가산기(61e)는, 피드백 제어부(61c)로부터 출력되는 피드백 명령치에 피드포워드 제어부(61d)로부터 출력되는 피드포워드 명령치를 가산한다. 참고로, SO2 농도 명령치 생성부(61a)에서는, SO2/CO2의 연산 결과의 수치에 관계없이, 임의의 SO2 농도 목표치를 설정할 수도 있다.
그리고, 가산기(61e)로부터 출력되는 가산 출력이, 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)로서, 순환 펌프(45)를 회전 구동하는 펌프 구동 회로(61f)에 공급된다.
이와 같이, 분사 제어부(61)를 도 16에 나타낸 바와 같이 구성함으로써, 이하의 동작이 가능해진다.
먼저, 전기 집진 장치(7)의 출구측(즉, 해수 스크러버(9)의 입구측)에 배치한 제 2 레이저 분석계(LA2)는, 전기 집진 장치(7)에서 PM을 제거한 후의 배기가스에 포함되는 SO2 농도(Cs1)를 검출할 수 있다. 또한, 해수 스크러버(9)의 출구측에 배치한 제 3 레이저 분석계(LA3)는, 해수 스크러버(9)에 의해 SOx를 제거한 후의 배기가스에 포함되는 SO2 농도(Cs2) 및 CO2 농도(Cs3)를 검출할 수 있다.
그리고, 상기 검출된 SO2 농도(Cs2) 및 CO2 농도(Cs3)는, SO2 농도 명령치 생성부(61a)에 입력된다. SO2 농도 명령치 생성부(61a)에서는, SO2 농도(Cs2) 및 CO2 농도(Cs3)로부터 SO2/CO2의 연산을 행하고, 상기 연산 결과에 근거하여, SO2 농도 목표치(Cst)를 생성하여 출력한다. 참고로, SO2 농도 명령치 생성부(61a)에서는, 임의의 수치를 SO2 농도 목표치(Cst)로서 설정할 수도 있다.
또한, 분사 제어부(61)에서는, SO2 농도 목표치(Cst)로부터 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출한 SO2 농도(Cs2)를 감산기(61b)에 의해 감산하여 농도 편차(ΔCs)를 산출하고, 상기 농도 편차(ΔCs)를 피드백 제어부(61c)에 공급한다. 그리고, 피드백 제어부(61c)에서는, 예컨대 PID 제어 처리를 행함으로써, 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출한 SO2 농도(Cs2)를 SO2 농도 목표치에 일치시키는 피드백 명령치를 산출한다.
한편, 제 2 레이저 분석계(LA2)에 의해 검출한 해수 스크러버(9)의 입구측의 SO2 농도(Cs1)는, 피드포워드 제어부(61d)에 공급된다. 이에 따라, 상기 피드포워드 제어부(61d)에서는, 해수 스크러버(9)의 입구측의 SO2 농도 변화에 따른 피드포워드 명령치를 산출할 수 있다. 분사 제어부(61)에서는, 상기 피드포워드 명령치에, 피드백 명령치를 가산기(61e)에 의해 가산하여 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)를 산출하고, 상기 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)를 펌프 구동 회로(61f)에 공급한다. 펌프 구동 회로(61f)는, 상기 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)에 근거하여, 순환 펌프(45)를 회전 구동한다.
이상과 같이 함으로써, 분사 제어부(61)에서는, 해수 스크러버(9)의 입구측에서의 SO2 농도(Cs1)의 급변(急變)에 대응하면서, 해수 스크러버(9)로부터 배출되는 배기가스의 SO2 농도를 최적으로 제어할 수 있다.
또한, 스크러버 제어부(9E)에서는, 도 17에 나타낸 가동 상황 모니터링 처리를 실행한다.
상기 가동 상황 모니터링 처리는, 소정 시간마다의 타이머 인터럽트 처리로서 실행된다. 먼저, 단계 S111에서, 스크러버 제어부(9E)는, 제 3 레이저 분석계(LA3)에 의해 검출한 SO2 농도(Cs2), 해수 스크러버 분사 명령치(Jt), 유량계(54)에 의해 검출한 해수 유량(Qw)을 읽어들인다. 이어서, 단계 S112로 이행하여, 스크러버 제어부(9E)는, SO2 농도(Cs2)가 미리 설정한 상한 SO2 농도(UCs2)를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과가, Cs2＞UCs2일 때에는, 단계 S113으로 이행한다. 단계 S113에서는, 스크러버 제어부(9E)가, SO2 농도(Cs2), 해수 스크러버 분사 명령치(Jt) 및 해수 유량(Qw)을 RAM 등의 기억부에 기억시키고 나서 단계 S114로 이행한다.
상기 단계 S114에서는, 스크러버 제어부(9E)가, Cs2＞UCs2의 계속 시간을 계수하는 변수(Np)에 "1"을 증가시키고 나서 단계 S115로 이행한다. 단계 S115에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 변수(Np)가 미리 설정한 소정 횟수(Nps) 이상인지의 여부를 판정한다. 스크러버 제어부(9E)는, 상기 판정 결과가, Np＜Nps일 때에는 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계 S114의 판정 결과가, Np≥Nps일 때에는 단계 S116으로 이행한다. 단계 S116에서는, 스크러버 제어부(9E)가, 기억부에 기억되어 있는 소정 횟수(Nps) 분(分)의 SO2 농도(Cs2)를 판독하여, SO2 농도(Cs2)에 변화가 있었는지의 여부를 판정한다. 스크러버 제어부(9E)는, 상기 판정 결과에 있어서, SO2 농도(Cs2)에 변화가 없을 때에는 제 2 레이저 분석계(LA2) 또는 제 3 레이저 분석계(LA3)에 이상이 발생한 것으로 판단하고 단계 S117로 이행한다. 단계 S117에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 레이저 분석계 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료한다.
또한, 단계 S116의 판정 결과, SO2 농도(Cs2)에 변화가 있었을 때에는, 스크러버 제어부(9E)는, 제 2 레이저 분석계(LA2) 또는 제 3 레이저 분석계(LA3)가 정상이라고 판단하고 단계 S118로 이행한다. 단계 S118에서는, 스크러버 제어부(9E)가, 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)의 증가 여부를 판정한다. 상기 판정 결과에 있어서, 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)가 증가되어 있지 않은 경우에는, 스크러버 제어부(9E)는, 분사 제어부(61)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 단계 S119로 이행한다. 단계 S119에서는, 스크러버 제어부(9E)가, 분사 제어부 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계 S118의 판정 결과에 있어서, 해수 스크러버 분사 명령치(Jt)가 증가되었을 때에는, 단계 S120으로 이행한다. 단계 S120에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 기억부에 기억되어 있는 소정 횟수(Np) 분의 해수 유량(Qw)을 판독하여, 해수 유량(Qw)이 증가되어 있는지의 여부를 판정한다. 상기 판정 결과, 해수 유량(Qw)이 증가되어 있지 않을 때에는, 스크러버 제어부(9E)는, 순환 펌프(45)를 포함하는 해수 공급 계통에 이상이 발생한 것으로 판단하여 단계 S121로 이행한다. 단계 S121에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 해수 공급 계통 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 단계 S120의 판정 결과에 있어서, 해수 유량(Qw)이 증가되어 있을 때에는, 스크러버 제어부(9E)는, 순환 펌프(45)를 포함하는 해수 공급 계통이 정상이라고 판단하되, 해수 스크러버(9)에서 이상이 발생되어 있는 것으로 판단하여 단계 S122로 이행한다. 단계 S122에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 해수 스크러버 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
또한, 상기 단계 S112의 판정 결과가, Cs2≤Ucs2일 때에는, 단계 S123으로 이행한다. 단계 S123에서는, 스크러버 제어부(9E)는, 변수(Np)를 "0"으로 클리어하고 나서 타이머 인터럽트 처리를 종료하고 소정의 메인 프로그램으로 복귀한다.
이와 같이, 스크러버 제어부(9E)에서 가동 상황 모니터링 처리를 실행함으로써, 해수 스크러버(9)의 이상 발생이나, 순환 펌프(45)를 포함하는 해수 공급 계통의 이상 발생, 제 2 레이저 분석계(LA2) 또는 제 3 레이저 분석계(LA3)의 이상 발생, 분사 제어부(61)의 이상 발생 등을 정확하게 검출할 수 있다. 뿐만 아니라, 스크러버 제어부(9E)가, 각부(各部)의 이상 정보를 시스템 관리부(71)에 송신함으로써, 상기 시스템 관리부(71)에서 이상 정보를 축적할 수 있다.
이상 설명한 배기가스 처리 시스템의 제어 계통의 개략적인 구성을 정리하면, 도 18에 나타낸 바와 같이 된다.
즉, 배기가스 처리 제어부(EGC)는, 전기 집진 장치 제어부(7B) 및 스크러버 제어부(9E)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 상기 배기가스 처리 제어부(EGC)와 해수 성분 제어부(9F)가 소정의 네트워크(NW)를 통해 시스템 관리부(71)에 접속되어 있다.
여기서, 전기 집진 장치 제어부(7B)는, 도 5에 나타낸 집진 피드포워드 제어 처리 및 도 6에 나타낸 집진 피드백 제어 처리를 행하는 집진 제어 처리부(7E)를 포함하는 집진 제어부(7a)와, 도 8에 나타낸 가동 상황 모니터링 처리를 행하는 가동 상황 모니터링부(7b)와, 이상 정보의 발생 빈도나 집진 제어부의 누적 가동 시간 등에 의해 전기 집진 장치(7)의 보수 시기를 결정하여, 그 결정된 보수 시기를 시스템 관리부(71)에 송신하는 제 1 보수 시기 결정부(7c)를 구비하고 있다.
마찬가지로, 스크러버 제어부(9E)는, 해수 분사 제어 처리를 행하는 분사 제어부(61)와, 개폐 밸브를 구동하는 개폐 밸브 제어부(62)와, 도 17에 나타낸 가동 상황 모니터링 처리를 행하는 가동 상황 모니터링부(63)와, 이상 정보의 발생 빈도나 해수 스크러버(9)의 누적 가동 시간 등에 의해 해수 스크러버(9)의 보수 시기를 결정하여, 그 결정된 보수 시기의 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하는 제 1 보수 시기 결정부(64)를 구비하고 있다.
해수 성분 제어부(9F)는, 전기분해 처리부(31)를 제어하는 전기분해 제어부(91)와, pH 조정부(32)를 제어하는 pH 제어부(92)와, 도 11에 나타낸 가동 상황 모니터링 처리를 행하여 전기분해 처리부(31) 및 pH 조정부(32)의 가동 상황을 모니터링하는 가동 상황 모니터링부(93)와, 이상 정보의 발생 빈도나 해수 성분 조정부(9C)의 누적 가동 시간 등에 의해 해수 성분 조정부(9C)를 구성하는 전기분해 처리부(31) 및 pH 조정부(32)의 보수 시기를 결정하여, 그 결정된 보수 시기의 정보를 시스템 관리부(71)에 송신하는 제 2 보수 시기 결정부(94)와, 도 12에 나타낸 순환 해수 모니터링 처리를 행하여 순환 해수의 배수 및 새로운 해수의 퍼 올림(pump-up)을 결정하는 배수 및 퍼 올림 결정부(95)를 구비하고 있다.
그리고, 시스템 관리부(71)에는, 전기 집진 장치 제어부(7B)로부터, 전기 집진 장치의 가동 상황을 나타내는 PM 집진률(DCE) 및 보정 전류(IHa) 등의 가동 데이터나 이상 정보, 메인티넌스 정보가 송신된다. 또한, 시스템 관리부(71)에는, 스크러버 제어부(9E)로부터, 해수 스크러버(9)의 가동 상황을 나타내는 해수 스크러버 분사 명령치 등의 가동 데이터나 이상 정보, 메인티넌스 정보가 송신된다. 또한, 시스템 관리부(71)에는, 해수 성분 제어부(9F)로부터도, 해수 성분 처리부(9C)의 가동 상태를 나타내는 전기분해 전류 명령치(Se), pH 조정제 투입 명령치(Sp) 등의 가동 데이터나 이상 정보가 송신된다.
또한, 시스템 관리부(71)에는, 해수 성분 제어부(9F)로부터, 수질 계측부(33)에 의해 검출되는 pH, 탁도 및 유분 농도가 송신된다. 또한, 시스템 관리부(71)에는, 배기가스 성분 검출부로서의 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼LA3)로부터 PM 농도(C1∼C3), SO2 농도(Cs1 및 Cs2), 및 CO2 농도(Cs3)가 송신된다.
그 밖에, 시스템 관리부(71)에는, 데이터 축적부로서의 기억부(72), 불휘발성 메모리(73), 액정 표시기 등의 표시부(74), 경보를 발생시키는 경보음 발생부(75) 및 통신 제어부(76)가 접속되어 있다. 여기서, 통신 제어부(경보 정보 송신부)(76)는, 예컨대 위성통신을 이용한 인터넷에 접속함으로써, 선박을 운용하는 관리 회사의 상위 제어부(80)에 접속되는 동시에, 경보 정보를 휴대 정보 단말(77)에 송신한다.
그리고, 시스템 관리부(71)에서는, 전기 집진 장치 제어부(7B), 스크러버 제어부(9E) 및 해수 성분 제어부(9F)로부터, 전기 집진 장치(7), 해수 스크러버(9) 및 해수 성분 조정부(9C)의 각 가동 상태를 나타내는 가동 데이터를 수신하면, 이들 가동 데이터를 구분하여 데이터 축적부로서의 기억부(72)에 기억하여 데이터를 축적한다.
또한, 시스템 관리부(71)에서는, 전기 집진 장치 제어부(7B), 스크러버 제어부(9E) 및 해수 성분 제어부(9F)로부터 각종 이상 정보를 수신하면, 수신된 이상 정보와 이에 관련된 이상 정보 수신 전후의 가동 데이터를, 수신 시각과 함께 불휘발성 메모리(73)에 격납(格納)한다.
이와 같이, 시스템 관리부(71)에서는, 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 가동 상태를 나타내는 가동 데이터나 이상 정보, 메인티넌스 정보를 축적한다. 이에 따라, 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템을 구성하는 전기 집진 장치(7) 및 해수 스크러버(9)의 가동 상태를 정확하게 파악할 수 있다.
뿐만 아니라, 전기 집진 장치 본체(7A), 전기 집진 장치 제어부(7B) 및 배기가스 성분 검출부(제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼LA3))의 이상을 검출할 수 있다. 또한, PM 농도(C1∼C3)나 탁도를 기억부(72)에 기억하고 있으므로, PM 농도나 탁도의 변화를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 전기 집진 장치(7)에 이상이 발생하였을 때에는, 이상 내용, 이상 발생 시각 및 이상 발생 시각 전후의 소정 시간 동안의 PM 농도 검출치나 탁도 검출치가 불휘발성 메모리(73)에 기억되므로, 이후의 이상 분석을 용이하고 정확하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 해수 스크러버(9)에 대해서도 마찬가지로 이상을 검출할 수 있다. 더욱이, SO2 농도 검출치를 기억부(72)에 기억하고 있으므로, SO2 농도의 변화를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 해수 스크러버(9)에 이상이 발생하였을 때에는, 이상 내용, 이상 발생 시각 및 이상 발생 시각 전후의 소정 시간 동안의 SO2 농도 검출치가, 불휘발성 메모리(73)에 기억되므로, 이후의 이상 분석을 용이하고 정확하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 이상 정보 및 메인티넌스 정보가 선박 운용 회사의 상위 제어부(80)에 송신되므로, 선박 운용 회사에서 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 가동 상황을 정확하게 파악할 수 있다.
참고로, 도 1 및 도 18에 나타낸 바와 같이 시스템 관리부(71)에 휴대전화망에 접속하는 통신 제어부(경보 정보 송신부)(76)를 설치함으로써, 각종 경보 출력시에, 미리 등록된 탑승자의 휴대 정보 단말(77)에 예컨대 인터넷을 통해 경보 정보를 송신하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상시 모니터를 모니터링하는 일 없이, 이상 발생시의 처리를 행하는 것이 가능하다.
다음으로, 상기 실시형태의 전체적인 동작에 대해 설명한다.
선박용 디젤 엔진(3)으로부터 배기되는 배기가스는, 우선, 탈질 장치(5)에 공급되며, 상기 탈질 장치(5)에서 요소수에 공기를 혼합하여 배기가스에 분사됨으로써, NOx가 제거된다.
이어서, NOx를 제거한 배기가스는, 전기 집진 장치(7)에 공급되고, 상기 전기 집진 장치(7)의 전기 집진 장치 본체(7A)에서 배기가스 중에 포함되는 PM이 제거된다. 상기 전기 집진 장치 본체(7A)에서는, PM 함유 가스가, 각 전극 수납부(15a∼15d)의 가스 도입부(16)로부터 선회류 형성부(17)에서 선회 기류로서 통 형상 전극(20) 내로 흐르게 된다. PM 함유 가스는, 통 형상 전극(20)을 통과할 때, 전술한 바와 같이, PM이 코로나 방전에 의해 대전된다. 대전된 PM이, 쿨롱힘에 의해 통 형상 전극(20)의 관통구멍(20a)을 통해 통 형상 전극(20)의 외측의 포집 공간(22)으로 이동하여, 통 형상 전극(20)의 외주면 및 케이싱 전극(21)의 내주면에 부착하여 포집된다.
그리고, 포집 공간(22)에 포집된 입자 형상 물질은, 사이클론 장치(7C)에 의해 회수되고, 그 출구에서 압축기(미도시)에 의해 감용화되어 드럼통 등의 폐기 용기에 수용된다. 참고로, 포집 공간(22) 내에 히터를 설치하여, 소정 시간마다 히터로 가열함으로써, 포집된 PM을 연소시키도록 해도 된다. 이 경우에는, 폐기 용기를 필요로 하지 않는 동시에, 사이클론 장치(7C)나 압축기도 생략할 수 있어, 초기 비용(initial cost) 및 운영 비용(running cost)을 저감할 수 있다.
또한, 전기 집진 장치(7)에서 PM이 제거된 배기가스는, 해수 스크러버(9)에 공급되고, 상기 해수 스크러버(9)에서, 배기가스에 해수가 분사됨으로써, 배기가스로부터 SOx가 제거된다. 이때, 해수 스크러버(9)에서 SOx를 함유하는 해수가 통 형상 용기(9A)의 바닥부(底部)에 모인다. 여기서, 상기 SOx를 함유하는 해수는, 해수 성분 조정부(9C)에 의해 회수되고, 해수 순환부(9D)에 의해 해수 스크러버(9)로 되돌려지는 해수 순환 경로가 형성되어 있다.
그리고, 상기 해수 순환 경로는, 밸러스트 탱크(42)에 밸러스트 해수를 저류하고 있는 상태에서, 상기 밸러스트 탱크(42)를 해수 순환 경로에 추가시킬 수 있으므로, 밸러스트 해수를 해수 스크러버용 해수로서 사용할 수 있다. 이 때문에, 해수 스크러버용 해수를 별도로 퍼 올릴 필요가 없다.
또한, 밸러스트 탱크(42)에 해수를 퍼 올리는 밸러스트 탱크용 펌프(47)가, 스크러버용 탱크(41)에 해수를 퍼 올리는 데 있어서도 사용됨으로써, 별도로 스크러버용 펌프를 설치할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 제조 비용을 저감할 수 있다.
즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 밸러스트 탱크(42)에 밸러스트 해수를 퍼 올릴 필요가 없는 화물 적재시에는, 전자 개폐 밸브(49)가 폐쇄 상태가 되고, 전자 개폐 밸브(48)가 개방 상태가 되어 밸러스트 탱크용 펌프(47)가 회전 구동됨으로써, 필터(46)를 통해 해수가 스크러버용 탱크(41)에 퍼 올려진다. 소정량의 해수의 퍼 올림이 완료되면, 전자 개폐 밸브(48)는 폐쇄된다. 그리고, 전자 개폐 밸브(44, 51 및 53)가 폐쇄 상태로 유지된 상태에서, 전자 개폐 밸브(43 및 50)가 개방 상태가 된다. 이 상태에서 순환 펌프(45)가 회전 구동됨으로써, 스크러버용 탱크(41)에 저류된 해수가 해수 스크러버(9)의 통 형상 용기(9A) 내의 분사 노즐(9B)에 공급되고, 분사 노즐(9B)이 배기가스에 해수를 분사하여 SOx를 제거하는 기능을 발휘한다.
그리고, SOx를 함유하는 해수는 통 형상 용기(9A)의 바닥부에 저류되는데, 이 해수는, 해수 성분 조정부(9C)로 보내진다. 상기 해수 성분 조정부(9C)에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전기분해 처리부(31)가 배치되어 있다. 이 때문에, 전기분해 처리부(31)가, 배기가스 중에 포함되어 해수에 받아들여진 오일 미스트 등의 유분을 분리한다. 이어서, 해수는 pH 조정부(32)로 보내져 pH 조정제가 투입됨으로써 소정의 pH로 조정된다. pH 조정된 해수는 스크러버용 탱크(41)로 되돌려 보내진다.
따라서, 스크러버용 탱크(41)에 퍼 올려진 해수가 순환 사용되므로, 해수 스크러버(9)에서 소비되는 해수량을 스크러버용 탱크(41)에 퍼 올리는 해수만으로 조달할 수 있다. 이 때문에, 대량의 해수를 소비할 필요가 없기 때문에, 환경에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 적재 화물이 적은 경우에는 밸러스트 탱크(42)에 밸러스트 해수가 퍼 올려지게 된다. 이때에는, 전자 개폐 밸브(48)는 폐쇄 상태가 된 채, 전자 개폐 밸브(49)가 개방 상태가 된다. 이 상태에서 밸러스트 탱크용 펌프(47)가 구동됨으로써, 필터(46)를 통해 해수가 밸러스트 탱크(42)에 저류된다. 그리고, 밸러스트 탱크(42)로의 밸러스트 해수의 저류가 완료되면, 전자 개폐 밸브(49)가 폐쇄 상태로 되는 동시에, 전자 개폐 밸브(43, 50 및 53)가 폐쇄 상태로 된 채, 전자 개폐 밸브(44 및 51)가 개방 상태가 된다. 이에 따라, 밸러스트 탱크(42) 내의 밸러스트 해수가, 순환 펌프(45)에 의해 해수 스크러버(9)의 통 형상 용기(9A) 내의 분사 노즐(9B)에 공급된다. 그리고, 통 형상 용기(9A)의 바닥부에 모인 해수가 해수 성분 조정부(9C)에서 회수되어, 유분 분리 및 pH 조정이 행해지고 나서 해수 순환부(9D)에 의해 밸러스트 탱크(42) 내로 되돌려 보내짐으로써, 해수 순환 경로가 형성된다.
이 경우에는, 스크러버용 탱크(41)를 사용하지 않기 때문에, 그동안에 스크러버용 탱크(41)를 청소하는 것이 가능하다.
그 밖에, 해수 순환 경로의 순환 해수 중의 유분 농도(OC), pH 또는 탁도(T) 중 어느 것이, 각각의 상한 문턱값(OCth, LpH 및 UT)을 초과한 상태가 소정 시간 계속된 경우에는, 해수 성분 제어부(9F)가, 해수 순환부(9D)에 설치된 전자 개폐 밸브(53)를 개방 상태로 한다. 이에 따라, 순환 해수가 배수용 배관(52)을 통해 외부로 배수된다. 동시에, 밸러스트 탱크용 펌프(47)에 의해 외부의 바다 속으로부터 필터(46)를 통해 새로운 해수가 필요량만큼 퍼 올려진다. 이에 따라, 순환 해수 중의 유분 농도, pH 또는 탁도(T) 중 어느 것이 소정의 배수 규제치를 넘어 버려, 외부의 바다 속으로 순환 해수를 배수할 수 없게 되는 사태를 방지할 수 있다.
또한, 전기 집진 장치(7)에서는, 그 입구측 및 출구측 배관에 배기가스 성분 검출부가 배치되어 있다. 그리고, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출된 PM 농도 검출치(C1 및 C2)와, 탁도계(58)에 의해 계측된 탁도(T)가 전기 집진 장치 제어부(7B)에 공급된다. 이들 수치에 근거하여, 전기 집진 장치(7)에서는, PM 제거율이 규정 범위 내가 되도록 전기 집진 장치 본체(7A)의 전극에 공급하는 전류를 제어한다.
마찬가지로, 해수 스크러버(9)에서도, 출구측 배관에 배기가스 성분 검출부가 배치됨으로써, 배기가스 중에 잔류하는 SO2 농도 및 CO2 농도가 검출된다. 그리고, 검출된 SO2 농도 및 CO2 농도가 스크러버 제어부(9E)에 공급된다. 이러한 수치에 근거하여, 스크러버 제어부(9E)에서는, 연산 처리(=SO2/CO2)를 행함으로써, 목표로 하는 SO2 농도 규정 범위를 설정하고, 순환 펌프(45)의 회전 속도를 제어하여, 배기가스 중에 잔류하는 SO2 농도를 미리 설정한 SO2 농도 규정 범위 내가 되도록 제어한다. 또한, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 유분 농도계(56) 및 pH계(57)의 검출치에 근거하여 전기분해 처리부(31)의 전기분해용 전류치 및 pH 조정부(32)의 pH 조정제 투입량을 제어하여, 순환하는 해수의 성분이 적정 상태가 되도록 제어한다.
그 밖에, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 유량계(54)의 검출치에 근거하여 스케일 제거부(34)의 전기분해용 전류치를 제어하여, 배관 내에 달라붙은 스케일이 제거되도록 제어한다.
참고로, 상기 실시형태에 있어서는, 전기 집진 장치(7)에 관해, 통 형상 전극(20) 및 케이싱 전극(21) 간의 반폐쇄 공간에서 입자 형상 물질을 포집하는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전기 집진 장치(7)에서는, 동일 공간 내에 방전 전극과 집진 전극을 설치하여, 방전 전극에 의해 PM을 대전시키고, 집진 전극에 의해 제거하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 선회류 형성부(17)에 의해 PM 함유 가스가 선회류로서 도입되는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 선회류 형성부(17)에 의한 압력 손실을 저감시키고자 하는 경우에는, 선회류 형성부(17)를 설치하지 않고, PM 함유 가스를 그대로 통류시킬 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 해수 스크러버(9)를 제어하는 스크러버 제어부(9E)가, 배출되는 배기가스 중에 포함되는 SO2 농도를 목표치로 제어하는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 스크러버 제어부(9E)가, 전술한 전기 집진 장치(7)와 마찬가지로 PM 집진률(DCE)에 대응하는 SOx 제거율을 산출하여, SOx 제거율이 소정 범위가 되도록 제어하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 유분 분리부로서, 회수 해수를 전기분해하여 유분을 분리하는 전기분해 처리부(31)를 이용한 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유분 분리부로서, 전기분해 처리부(31) 대신에, 회수 해수를 원심분리하여 유분을 분리하는 원심분리부를 이용해도 된다.
그 밖에, 전기분해 처리부(31) 대신에, 회수 해수를 전자 처리하여 유분을 분리하는 전자 처리부를 이용해도 된다. 전자 처리란, 회수 해수가 통과하는 배관의 외측에 전원 접속된 코일을 부착시키고, 상기 코일을 통해 전기적 신호 처리에 의해 변조된 주파수 에너지를 배관 내부로 전함으로써, 해수 중의 유분을 분리하는 방식이다. 전자 처리부에서는, 코일에 보내는 전압과 주파수를 제어함으로써, 해수 중의 유분 분리를 제어하는 것이 가능하다. 상기 전자 처리부를 이용한 경우에는, 배관의 외측에 전원 접속된 코일을 부착시키기만 하면 되며, 공사가 불필요하기 때문에, 비용 면에서 이점이 있다.
또한, 유분 분리부로서, 전기분해 처리부(31), 원심분리부 또는 전자 처리부에 더하여, 필터를 더 이용해도 된다. 이에 따르면, 유분 분리의 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다. 참고로, 유분 분리부로서, 전기분해 처리부(31) 대신에 필터만을 이용할 수도 있지만, 이 경우에는 도 9의 단계 S62∼S65의 제어는 행하지 않는다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼3)는, 직접삽입식의 레이저 분석계를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼3)로서, 샘플링 형식의 레이저 분석계를 이용해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼3)의 PM 농도 검출용 분석계에서는, PM 농도를 검출하기 위한 가시영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 구비하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가시영역 레이저광을 대신하여, 근적외 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 구비하는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제 2 레이저 분석계(LA2) 및 제 3 레이저 분석계(LA3)의 SO2 농도 검출용 분석계에서는, SO2 농도를 검출하기 위한 중적외 영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 구비하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 중적외 영역의 레이저광을 대신하여, 자외영역 레이저광을 발생시키는 레이저 소자를 구비하는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 제 1∼3 레이저 분석계(LA1∼3)가 PM 농도 검출용 분석계를 구비하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. PM 농도 검출용 분석계를 생략할 수도 있다. 이 경우에는, 제 1 레이저 분석계(LA1)는 생략되고, 전기 집진 장치 제어부(7B)는, 탁도계(58)의 수치에 근거하여, 전기 집진 장치(7)의 제어를 행한다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, pH 조정부(32)에서는, pH 조정제를 투입함으로써 pH 조정 처리를 행하는데, 이에 한정되는 것은 아니다. pH 조정제를 투입하는 대신에, 전기분해 처리에 의해 pH 조정 처리를 행하는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 해수 순환부(9D)가, 해수 성분 제어부(9F)의 순환 해수 모니터링 처리에 근거하여 순환 해수의 배수 및 해수의 퍼 올림을 행하는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 해수 순환부(9D)는, 다음과 같이 구성되어 있어도 좋다. 해수 순환부(9D)는, 해수 성분 제어부(9F)의 배수 및 퍼 올림 결정부(95)로부터의 순환 중지 명령을 수신하면, 해수 성분 조정부(9C)에 의해 성분 조정된 해수를 해수 스크러버(9)로 되돌려 보내지 않고 배수한다. 또한, 해수 순환부(9D)는, 해수 성분 제어부(9F)의 배수 및 퍼 올림 결정부(95)로부터 순환 개시 명령을 수신하면, 해수 성분 조정부(9C)에 의해 성분 조정된 해수를 해수 스크러버(9)에 순환 공급한다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 스케일 제거부(34)에서는, 전기분해 처리에 의해, 배관 내에 달라붙은 스케일을 제거하는 전기분해식이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스케일 제거부(34)에 있어서, 전기분해식 대신에, 전자 처리에 의해 배관 내의 스케일을 박리하는 전자식(電磁式)을 이용할 수도 있다. 이 경우, 해수 성분 제어부(9F)에서는, 전자식의 스케일 제거부(34)의 주파수와 전압을 제어함으로써, 배관 내에 달라붙은 스케일을 박리할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 이상 정보를 수신하였을 때 불휘발성 메모리(73)에 이상 정보와 그 발생 시각 전후의 소정 기간의 가동 데이터를 기억하는 경우에 대해 설명하였으나, 적어도 이상 발생 시각의 일정 시간 전의 가동 데이터를 기억하면 된다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 성분 검출부가, 상기 전기 집진 장치의 입구측 및 출구측에 배치된 제 1 및 제 2 레이저 분석계와, 상기 해수 스크러버의 출구측에 배치된 제 3 레이저 분석계로 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 3개의 레이저 분석계로 전기 집진 장치의 입구측 및 출구측의 배기가스 성분과 해수 스크러버의 입구측 및 출구측의 배기가스 성분을 검출할 수 있기 때문에, 전기 집진 장치 및 해수 스크러버의 가동 상태를 파악할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 제 1 레이저 분석계는, PM 농도를 검출하도록 구성되어 있다. 상기 제 2 레이저 분석계는, PM 농도 및 SO2 농도를 검출하도록 구성되어 있다. 제 3 레이저 분석계는, PM 농도, SO2 농도 및 CO2 농도를 검출하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 제 1∼3 레이저 분석계에 의해, 배기가스 처리 전후의 PM 농도와 SO2 농도를 검출하므로, 전기 집진 장치의 PM 집진률 및 해수 스크러버의 SOx 제거 성능을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한, 제 3 레이저 분석계에서는, 배기가스 처리 후의 CO2 농도를 검출하므로, CO2를 이용한 환경 규제치에 대한 모니터링을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 제 1 레이저 분석계, 상기 제 2 레이저 분석계 및 상기 제 3 레이저 분석계가, 레이저광을 출사하는 광원부와, 상기 광원부로부터의 출사광을 콜리메이트(collimate)하는 광원측 광학 시스템과, 상기 광원측 광학 시스템으로부터 측정 대상 배기가스가 존재하는 공간을 통해 전파(傳播)된 투과광을 집광(集光)하는 수광측 광학 시스템과, 상기 수광측 광학 시스템에 의해 집광된 광을 수광하는 수광부와, 상기 수광부의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로와, 처리된 신호에 근거하여 배기가스 중의 매진 및 측정 대상 배기가스 성분의 농도를 측정하는 연산 처리부를 구비하고 있다. 또한, 상기 제 1 레이저 분석계는, 상기 광원부가 가시영역 레이저광 또는 근적외(近赤外) 영역 레이저광을 출사하는 PM 농도 검출용 분석계로 구성되어 있다. 상기 제 2 레이저 분석계는, 상기 PM 농도 검출용 분석계와, 상기 광원부가 중적외(中赤外) 영역 레이저광 또는 자외(紫外)영역 레이저광을 출사하는 SO2 농도 검출용 분석계로 구성되어 있다. 상기 제 3 레이저 분석계는, 상기 PM 농도 검출용 분석계와, 상기 SO2 농도 검출용 분석계와, 상기 광원부가 근적외 영역 레이저광을 출사하는 CO2 농도 검출용 분석계로 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 제 1 레이저 분석계에서는, PM 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 가시영역 레이저광 또는 근적외 영역 레이저광에 의해, PM 농도를 검출할 수 있다. 제 2 레이저 분석계에서는, PM 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 가시영역 레이저광 또는 근적외 영역 레이저광과, SO2 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 중적외 영역 레이저광 또는 자외영역 레이저광에 의해, PM 농도 및 SO2 농도를 검출할 수 있다. 제 3 레이저 분석계에서는, PM 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 가시영역 레이저광 또는 근적외 영역 레이저광과, SO2 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 중적외 영역 레이저광 또는 자외영역 레이저광과, CO2 농도 검출용 분석계의 광원부로부터 출사되는 근적외 영역 레이저광에 의해, PM 농도, SO2 농도 및 CO2 농도를 검출할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 수질 계측부가, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수 중의 탁질(濁質) 성분 농도를 측정하는 탁도계를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 탁도계에 의해 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수 중의 탁질 성분 농도(탁도)를 측정할 수 있으므로, 제 1 레이저 분석계 및 제 2 레이저 분석계에 의해 계측된 PM 농도와, 계측된 탁도에 근거하여 전기 집진 장치의 PM 집진률의 모니터링을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 전기 집진 장치를 제어하는 전기 집진 장치 제어부와, 상기 해수 스크러버의 해수 분사량을 제어하는 스크러버 제어부와, 상기 제 3 레이저 분석계에 의해 검출된 SO2 농도 및 CO2 농도에 근거하여 연산을 행하는 연산부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 배기가스 처리 제어부의 연산부에서는, 배기가스 처리 후의 SO2 농도 및 CO2 농도에 근거하여 연산을 행하므로, CO2를 이용한 환경 규제치에 대해 보다 정확한 모니터링을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 성분 검출부는, 상기 전기 집진 장치의 출구측에 배치된 제 2 레이저 분석계와, 상기 해수 스크러버의 출구측에 배치된 제 3 레이저 분석계로 구성되며, 상기 제 2 레이저 분석계는, SO2 농도를 검출하도록 구성되고, 상기 제 3 레이저 분석계는, SO2 농도 및 CO2 농도를 검출하도록 구성되고, 상기 수질 계측부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수 중의 탁질 성분 농도를 측정하는 탁도계를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 탁도계에 의해 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수 중의 탁질 성분 농도를 측정할 수 있으므로, 계측된 탁도에 근거하여 전기 집진 장치의 PM 집진률의 모니터링을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 해수 성분 조정부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수로부터 유분을 분리하는 유분 분리부와, 상기 회수 해수의 pH를 조정하는 pH 조정부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 조정부에 유분 분리부를 설치하였으므로, 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수 중의 유분을 제거할 수 있다. 그리고, 유분이 분리된 회수 해수를 pH 조정부에서 적합한 pH로 함으로써, SOx의 중화에 필요한 해수량을 억제할 수 있다. 더욱이, 회수 해수를 바다 속에 폐기할 때에는, pH 조정부에서 바다 속의 pH에 맞춘 pH 조정을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 수질 계측부는, 해수의 pH를 측정하는 pH계와, 배기가스 중의 오일 미스트(oil mist)가 혼입된 해수 중의 유분 농도를 측정하는 유분 농도계를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, pH계 및 유분 농도계에 의해 상기 해수 성분 조정부 내의 수질을 계측하므로, 전기분해 처리부 또는 전자(電磁) 처리부의 가동 상태를 실시간으로 정확하게 모니터링할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 유분 분리부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수를 전기분해하여 유분을 분리하는 전기분해 처리부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 조정부에 전기분해식의 유분 분리부를 설치하였으므로, 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수의 유분을 제거할 수 있다. 특히, 유분을 필터로 제거하는 경우와 같이, 필터의 청소나 교환 작업을 행할 필요가 없어, 회수 해수로부터 유분을 장시간에 걸쳐 연속적으로 분리할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 pH 조정부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수에 중화제를 투입하여 pH를 조정하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, pH 조정부에서는, 중화제의 투입에 의해, 유분이 분리된 회수 해수를 pH 조정부에서 적합한 pH로 할 수 있다. 또한, 회수 해수를 바다 속에 폐기할 때, 바다 속의 pH에 맞춘 pH 조정을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 전기 집진 장치를 제어하는 전기 집진 장치 제어부와, 상기 해수 스크러버의 해수 분사량을 제어하는 스크러버 제어부를 구비하며, 상기 전기 집진 장치 제어부 및 상기 스크러버 제어부와 상기 해수 스크러버의 해수 성분을 제어하는 상기 해수 성분 제어부가, 네트워크를 통해 시스템 관리부에 접속되고, 상기 시스템 관리부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 PM 농도, SO2 농도 및 CO2 농도를 축적 데이터로서 축적하는 동시에, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 pH, 탁도 및 유분 농도를 축적 데이터로서 축적하는 데이터 축적부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 데이터 축적부에 PM 농도, SO2 농도, CO2 농도 및 탁질 성분 농도가 축적 데이터로서 축적되어 있으므로, 축적 데이터를 분석함으로써, 전기 집진 장치 및 해수 스크러버의 가동 상태를 파악할 수 있다. 또한, pH 및 유분 농도가 축적 데이터로서 축적되어 있으므로, 축적 데이터를 분석함으로써, 유분 처리부나 pH 조정부의 가동 상태를 파악할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 시스템 관리부는, 상기 선박을 운용하는 선박 운용 시스템과 무선 네트워크를 통해 정보의 수수(授受, 주고 받음)를 행하는 통신 제어부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 선박을 운용하는 선박 운용 시스템에서, 운용하고 있는 선박마다의 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 가동 상황을 파악할 수 있어, 보수 점검 등을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 전기 집진 장치를 제어하는 전기 집진 장치 제어부와, 상기 해수 스크러버의 해수 분사량을 제어하는 스크러버 제어부를 구비하며, 상기 전기 집진 장치 제어부 및 상기 스크러버 제어부와 상기 해수 스크러버의 해수 성분을 제어하는 상기 해수 성분 제어부가, 네트워크를 통해 시스템 관리부에 접속되고, 상기 시스템 관리부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 PM 농도, SO2 농도 및 CO2 농도를 축적 데이터로서 축적하는 동시에, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 pH, 탁도 및 유분 농도를 축적 데이터로서 축적하는 데이터 축적부를 구비하며, 상기 전기 집진 장치 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 PM 농도와, 상기 전기 집진 장치의 인가(印加) 전류치와, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 탁도에 근거하여 상기 전기 집진 장치의 가동 상태를 모니터링하여, 상기 전기 집진 장치의 이상(異常)을 검출하였을 때 이상 정보를 상기 시스템 관리부에 송신하고, 상기 스크러버 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 SO2 농도와, 상기 해수 스크러버의 배관 유량치에 근거하여, 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 모니터링하여, 상기 해수 스크러버의 이상을 검출하였을 때 이상 정보를 상기 시스템 관리부에 송신하고, 상기 해수 성분 제어부는, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 pH 및 유분 농도와, 상기 전기분해 처리부의 전류 명령치 및 pH 조정부의 pH 조정제 투입 명령치에 근거하여 상기 전기분해 처리부 및 pH 조정부의 가동 상태를 모니터링하여, 상기 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 이상을 검출하였을 때 이상 정보를 상기 시스템 관리부에 송신하고, 상기 시스템 관리부는, 이들 이상 정보 중 적어도 하나를 수신하였을 때 경보를 발생시키는 경보 발생부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 및 pH 조정부의 가동 상태를 모니터링하여, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 이상을 검출하였을 때 경보를 발생시키므로, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 및 pH 조정부의 이상을 즉시 통지할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 시스템 관리부는, 상기 경보 발생부에서 경보를 발생시킬 때, 미리 등록되어 있는 휴대 정보 단말에 경보 정보를 송신하는 경보 정보 송신부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 경보 발생부가 경보를 발생시킬 때, 시스템 관리부로부터 휴대전화기 등의 휴대 기기에 경보 정보를 송신할 수 있어, 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템의 가동 상황을 상시 모니터링할 필요가 없다.
또한, 본 실시형태는, 상기 시스템 관리부는, 상기 이상 정보를 수신하였을 때, 이상 정보와, 이상 발생 시각과, 상기 데이터 축적부에 축적되어 있는 상기 이상 발생 시각보다 일정 시간 전(前)의 축적 데이터를 기억하는 불휘발성 기억부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 경보 발생 시각과, 데이터 축적부에 축적되어 있는 경보 발생 시각보다 일정 시간 전까지의 축적 데이터를 불휘발성 기억부에 기억할 수 있으므로, 상기 불휘발성 기억부에 기억된 데이터에 근거하여 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 이상 분석을 정확하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 PM 농도 및 SO2 농도와, 상기 전기 집진 장치의 인가 전류치와, 상기 수질 계측부에 의해 계측한 탁도와, 상기 해수 스크러버의 배관 유량치에 근거하여, 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버의 보수 시기를 결정하는 제 1 보수 시기 결정부를 구비하며, 상기 해수 성분 제어부는, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 pH 및 유분 농도와, 상기 전기분해 처리부의 인가 전류치에 근거하여 상기 전기분해 처리부 및 pH 조정부의 가동 상태를 모니터링하여, 상기 전기분해 처리부 및 pH 조정부의 보수 시기를 결정하는 제 2 보수 시기 결정부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 가동 상황을 모니터링함으로써, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 보수 시기를 정확하게 결정할 수 있어, 전기 집진 장치, 해수 스크러버, 전기분해 처리부 또는 pH 조정부의 보수를 계획적으로 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 유분 분리부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수를 원심분리하여 유분을 분리하는 원심분리부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 조정부에 원심분리식의 유분 분리부를 설치하였으므로, 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수의 유분을 제거할 수 있다. 특히, 유분을 필터로 제거하는 경우와 같이, 필터의 청소나 교환 작업을 행할 필요가 없어, 회수 해수로부터 유분을 장시간에 걸쳐 연속적으로 분리할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 유분 분리부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수를 전자(電磁) 처리하여 유분을 분리하는 전자 처리부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 조정부에 전자처리식의 유분 분리부를 설치하였으므로, 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수의 유분을 제거할 수 있다. 특히, 유분을 필터로 제거하는 경우와 같이, 필터의 청소나 교환 작업을 행할 필요가 없어, 회수 해수로부터 유분을 장시간에 걸쳐 연속적으로 분리할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 유분 분리부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수로부터 유분을 분리하는 필터를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 조정부에 필터식의 유분 분리부를 설치하였으므로, 간이(簡易)한 구성으로, 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수의 유분을 제거할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 pH 조정부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수를 전기분해하여 pH를 조정하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, pH 조정부에서는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 회수 해수를 전기분해함으로써, 유분이 분리된 회수 해수를 pH 조정부에서 적합한 pH로 할 수 있다. 더욱이, 회수 해수를 바다 속에 폐기할 때, 바다 속의 pH에 맞춘 pH 조정을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태는, 상기 해수 성분 제어부는, 상기 수질 계측부에 의해 측정한 pH, 탁도 및 유분 농도에 근거하여, 상기 해수 스크러버로부터 회수하여 순환시켜 사용하는 순환 해수의 성분을 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여, 상기 순환 해수의 배수 및 해수 퍼올림 명령을 상기 해수 순환부에 송신하며, 상기 해수 순환부는, 상기 명령을 수신하면, 상기 순환 해수를 배수하고, 이후에 필요량의 해수를 퍼 올려 상기 해수 스크러버에 순환 공급하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 스크러버로부터 회수되어 순환시켜 사용하는 순환 해수에 포함되는 pH, 탁도 및 유분 농도를 모니터링하여, 순환 해수의 배수 및 새로운 해수의 퍼 올림을 행함으로써, 순환 해수 중의 pH, 탁도 또는 유분 농도 중, 어느 것이 배수 규제치를 넘어 버려, 외부의 바다 속으로 배수할 수 없게 되는 사태를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 해수 순환부는, 상기 해수 성분 제어부로부터 순환 중지 명령을 수신하면, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정한 해수를 상기 해수 스크러버에 되돌려 보내지 않고 배수하고, 상기 해수 성분 제어부로부터 순환 개시 명령을 수신하면, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정한 해수를 상기 해수 스크러버에 순환 공급하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 해수 성분 제어부로부터의 순환 중지 명령 또는 순환 개시 명령에 의해, 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정한 해수를, 외부의 바다 속으로 배수하는 경우와, 해수 스크러버로 되돌려 보내어 순환 공급하는 경우를 선택할 수 있다. 이에 따라, 통상적으로는 해수를 외부의 바다 속으로 배수하고, 배수 규제가 엄격한 해역에서는 해수를 순환 공급하도록 전환하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태는, 상기 해수 순환부는, 밸러스트 탱크(ballast tank) 내에 밸러스트 해수가 실려 있지 않을 때, 필요량의 해수를 퍼 올려 순환 해수로서 사용하고, 상기 밸러스트 탱크 내에 밸러스트 해수가 실려 있을 때, 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 해수를 상기 해수 스크러버에 순환 공급하도록 구성되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 해수를 해수 스크러버에 공급하므로, 해수 스크러버용으로 해수를 퍼 올릴 필요가 없다. 또한, 밸러스트 탱크용의 해수 퍼 올림 펌프를 이용하여 해수 스크러버에 사용하는 해수를 공급할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 해수 스크러버, 상기 해수 성분 제어부, 상기 수질 계측부 및 상기 해수 순환부의 각각의 사이를 접속하는 배관과, 상기 배관의 외부 표면에 설치되어, 상기 배관 내에 부착된 스케일을 전기분해 또는 전자 처리에 의해 제거하는 스케일 제거부를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 스케일 제거부에 의해, 배관 내부에 달라붙은 바다 생물이나 미생물, 칼슘이나 마그네슘 등의 스케일을 제거할 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 전기 집진 장치에 의해 입자 형상 물질을 제거하고, 해수 스크러버에 의해 유황산화물을 제거하므로, PM 및 SOx를 확실히 제거하는 것이 가능한 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템을 제공할 수 있다.
1 : 선박
2 : 스크류 프로펠러
3 : 선박용 디젤 엔진
4 : 배관
5 : SCR 탈질 장치
6 : 요소 탱크
7 : 전기 집진 장치
7A : 전기 집진 장치 본체
7B : 전기 집진 장치 제어부
7C : 사이클론 집진기
7a : 집진 제어부
7b : 가동 상황 모니터링부
7c : 제 1 보수 시기 결정부
LA1 : 제 1 레이저 분석계
LA2 : 제 2 레이저 분석계
LA3 : 제 3 레이저 분석계
8 : 이코노마이저
9 : 해수 스크러버
9A : 원통 용기
9B : 분사 노즐
9C : 성분 조정부
9D : 해수 순환부
9E : 스크러버 제어부
9F : 해수 성분 제어부
11 : 외부 케이스
12a, 12b : 단판
13 : 케이스
14 : 간막이 판
15a∼15d : 전극 수납부
16 : 가스 도입부
17 : 선회류 형성부
18 : 방전 전극
18a : 침상(針狀) 전극
19 : 전극 지지부
20 : 통 형상 전극
20a : 관통구멍
21 : 케이싱 전극
22 : 포집 공간
23 : 전극 지지부
31 : 전기분해 처리부
32 : pH 조정부
41 : 스크러버용 탱크
42 : 밸러스트 탱크
43, 44 : 전자 개폐 밸브
45 : 순환 펌프
46 : 필터
47 : 밸러스트 탱크용 펌프
48∼51, 53 : 전자 개폐 밸브
54 : 유량계
EGC : 배기가스 처리 제어부
61 : 분사 제어부
62 : 개폐 밸브 제어부
63 : 가동 상황 모니터링부
64 : 제 1 보수 시기 결정부
71 : 시스템 관리부
72 : 기억부
73 : 불휘발성 메모리
74 : 표시부
75 : 경보음 발생부
76 : 통신 제어부
77 : 휴대 정보 단말
80 : 상위 제어부
91 : 전기분해 처리 제어부
92 : pH 제어부
93 : 가동 상황 모니터링부
94 : 제 2 보수 시기 결정부
95 : 배수 및 퍼 올림 결정부
104 : 광원부
105 : 콜리메이트 렌즈
106 : 집광 렌즈
107 : 수광부
108 : 신호 처리 회로
109 : 중앙 처리부

Claims (19)

  1. 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진의 연소에 따른 배기가스를 처리하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템으로서,
    배기가스에 해수(海水)를 분무하는 해수 스크러버(scrubber)와,
    상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스 성분을 검출하는 배기가스 성분 검출부와,
    상기 해수 스크러버에 의해 분무된 해수를 회수하여 성분 조정을 행하는 해수 성분 조정부와,
    상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 회수 해수의 수질을 모니터링(監視)하는 수질 계측부와,
    상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출한 배기가스 처리 후의 성분 농도가 규정 범위 내가 되도록 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 조정하는 배기가스 처리 제어부와,
    상기 수질 계측부에 의해 검출한 해수 성분이 규정 범위 내가 되도록 상기 해수 성분 조정부의 가동 상태를 조정하는 해수 성분 제어부를 구비하며,
    상기 해수 스크러버는, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 상기 회수 해수를 배기가스에 분무하고,
    상기 배기가스 성분 검출부는, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스에 포함되는 제 1 SO2 농도 및 CO2 농도를 검출하고,
    상기 배기가스 처리 제어부는, 이들 검출치로부터 상기 제 1 SO2 농도를 상기 CO2 농도로 나누는(除算) 연산을 행하고, 연산 결과에 근거하여 SO2 농도 목표치를 생성하고, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출된 상기 제 1 SO2 농도를 상기 SO2 농도 목표치에 일치시키는 제 1 명령치를 산출하고, 상기 제 1 명령치에 근거하여 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 제어하는 스크러버 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기가스 성분 검출부는, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 전의 배기가스에 포함되는 제 2 SO2 농도를 추가로 검출하고,
    상기 스크러버 제어부는, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 전의 배기가스에 포함되는 상기 제 2 SO2 농도의 검출치로부터 제 2 명령치를 산출한 후, 상기 제 2 명령치에 상기 제 1 명령치를 가산하여 가산치를 산출하고, 상기 가산치에 근거하여 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스크러버 제어부는, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 전의 배기가스에 포함되는 상기 제 2 SO2 농도의 검출치와, 상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스에 포함되는 상기 제 1 SO2 농도의 검출치에 근거하여, SOX 제거율을 산출하고, 상기 SOX 제거율이 소정 범위가 되도록 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정한 상기 회수 해수를 배수하는 배수 루트를 추가로 구비하고,
    상기 해수 성분 제어부는, 상기 회수 해수가, 상기 해수 스크러버에 의해 배기가스에 분무되거나, 또는 상기 배수 루트로부터 배수되는 것 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 해수 성분 조정부는, 상기 수질 계측부에 의해 계측한 값이 환경 규제에 의해 미리 정해져 있는 배수 규제치를 초과하기 전에, 상기 배수 루트로부터 상기 회수 해수를 배수하는 동시에, 필요량의 해수를 퍼 올리는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수질 계측부는, 상기 회수 해수의 탁질(濁質) 성분 농도를 측정하는 탁도계를 가지는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  7. 선박에 탑재되는 선박용 디젤 엔진의 연소에 따른 배기가스를 처리하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템으로서,
    상기 선박용 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 입자 형상 물질을 포집(collecting)하는 전기 집진 장치와,
    상기 전기 집진 장치에 의해 입자 형상 물질이 제거된 배기가스에 해수를 분무하는 해수 스크러버와,
    상기 해수 스크러버에 의한 처리 후의 배기가스 성분을 검출하는 배기가스 성분 검출부와,
    상기 해수 스크러버에 의해 분무된 해수를 회수하여 성분 조정을 행하는 해수 성분 조정부와,
    상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 회수 해수 중의 탁질 성분 농도를 측정하는 탁도계를 구비한 수질 계측부와,
    상기 탁도계에 의해 측정한 배기가스 처리 후의 탁질 성분 농도가 규정 범위 내가 되도록 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 조정하는 배기가스 처리 제어부와,
    상기 수질 계측부에 의해 검출한 해수 성분이 규정 범위 내가 되도록 상기 해수 성분 조정부의 가동 상태를 조정하는 해수 성분 제어부를 구비하며,
    상기 해수 스크러버는, 상기 해수 성분 조정부에 의해 성분 조정된 상기 회수 해수를 배기가스에 분무하고,
    상기 배기가스 성분 검출부는, 상기 전기 집진 장치의 입구측(inlet side)에 배치된 제 1 레이저 분석계와, 상기 전기 집진 장치의 출구측(outlet side)에 배치된 제 2 레이저 분석계를 구비하며,
    상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 제 1 레이저 분석계 및 상기 제 2 레이저 분석계에 의해 검출한 값에 근거하여 상기 전기 집진 장치의 집진률을 산출하고, 상기 집진률이 미리 설정된 집진률 문턱값을 하회하지 않도록, 전류 명령치를 상기 전기 집진 장치에 출력하는 것과 동시에, 상기 전류 명령치가 미리 설정된 문턱값에 도달한 경우에, 상기 전기 집진 장치에 포집된 상기 입자 형상 물질의 회수 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    시스템 관리부를 더 구비하며,
    상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출된 값과, 상기 전기 집진 장치의 인가 전류치와, 상기 탁도계에 의해 계측된 탁질 성분 농도에 근거하여 상기 전기 집진 장치의 가동 상태를 모니터링하고, 상기 전기 집진 장치의 이상을 검출하였을 때 제 1 이상 정보를 상기 시스템 관리부에 송신하며,
    상기 시스템 관리부는, 상기 제 1 이상 정보를 수신하였을 때 경보를 발생시키는 경보 발생부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출된 값과, 상기 해수 스크러버의 배관 유량치에 근거하여, 상기 해수 스크러버의 가동 상태를 모니터링하고, 상기 해수 스크러버의 이상을 검출하였을 때 제 2 이상 정보를 상기 시스템 관리부에 송신하고, 상기 경보 발생부는, 상기 제 2 이상 정보를 수신하였을 때 경보를 발생시키는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 배기가스 처리 제어부는, 상기 배기가스 성분 검출부에 의해 검출된 값과, 상기 전기 집진 장치의 인가 전류치와, 상기 탁도계에 의해 계측된 탁질 성분 농도와, 상기 해수 스크러버의 배관 유량치에 근거하여, 상기 전기 집진 장치 및 상기 해수 스크러버의 보수 시기를 결정하는 제 1 보수 시기 결정부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 해수 성분 조정부는, 상기 해수 스크러버로부터 회수한 상기 회수 해수에 중화제를 투입하여 pH를 조정하는 pH 조정부를 가지며,
    상기 해수 성분 제어부는, 상기 수질 계측부에 의해 계측된 값에 근거하여, 상기 pH 조정부의 보수 시기를 결정하는 제 2 보수 시기 결정부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 전기 집진 장치는, 포집한 상기 입자 형상 물질을 연소시키는 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진 배기가스 처리 시스템.
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