KR20160008201A

KR20160008201A - 고농도로 황 성분을 함유하는 중유 등의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치

Info

Publication number: KR20160008201A
Application number: KR1020157033424A
Authority: KR
Inventors: 무네카츠 후루겐; 다다시 마키노; 데루히사 다카하시; 가즈노리 다키카와
Original assignee: 우수이 고쿠사이 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2016-01-21
Also published as: EP2998529A1; CN105143619B; EP2998529B1; CN105143619A; JP2014224527A; JP6319794B2; KR101761045B1; WO2014175467A1; EP2998529A4

Abstract

특히 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 처리에 있어서, 처리 배수의 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출을 가능하게 하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치의 제공한다. 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 배기 가스 경로 혹은 EGR 가스 경로에 가스 쿨러를 설치하고, 상기 가스 쿨러의 하류측에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치를 설치하고, 상기 전기 집진 수단의 하류에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

고농도로 황 성분을 함유하는 중유 등의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치{EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE FOR MARINE DIESEL ENGINE USING LOW-QUALITY FUEL SUCH AS FUEL OIL CONTAINING HIGH CONCENTRATION OF SULFUR}

본 발명은, 선박용 디젤 엔진의 배기 가스에 포함되는 카본을 주체로 하는 입자형 물질(Particulate Matter : 이하 「PM」이라고 함)이나, 황 산화물(이하 「SOx」라고 함), 질소 산화물(이하 「NOx」라고 함) 등의 유해 가스를 제거하고, 정화하는 선박용, 발전용, 산업용 등의 특히 중유[중유(Fuel Oil)는 선박용 공업계에 있어서, 디젤유(Diesel Oil : DO), 선박용 디젤 연료(Marine Diesel Fuel : MDF) 또는 선박용 디젤유(Marine Diesel Oil : MDO), 선박용 연료유(Marine Fuel Oil : MFO), 중질 연료유(Heavy Fuel Oil : HFO), 잔차 연료유(Residual Fuel Oil : RFO)로 표기되지만, 본 발명에 있어서는 이들 표기를 총칭하여 중유(Diesel Oil)라고 함] 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 처리 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 온도의 배기 가스를 배출하는 대배기량 선박용 디젤 엔진에서의 코로나 방전을 이용한 배기 가스의 정화 장치에 관한 것이다.

각종 선박이나 발전기 및 대형 건기, 나아가서는 각종 자동차 등의 동력원으로서 디젤 엔진이 광범위하게 채용되고 있지만, 이 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 PM이나 NOx는, 주지된 바와 같이 대기 오염을 초래할 뿐만 아니라, 인체에 매우 유해한 물질이기 때문에, 그 배기 가스의 정화는 매우 중요하다. 이 때문에, 디젤 엔진의 연소 방식의 개선이나 각종 배기 가스 필터의 채용, 배기 가스 재순환(Exhaust Gas Recirculation : 이하 「EGR」이라고 함)법, 선택식 환원 촉매 탈초법(Selective Catalytic Reduction : 이하 「SCR」이라고 함), 그리고 코로나 방전을 이용하여 전기적으로 처리하는 방법 등, 이미 수많은 제안이 이루어졌고, 그 일부는 실용에 제공되고 있다.

여기서, 디젤 엔진의 배기 가스 중의 PM(입자형 물질)의 성분은, 유기 용제 가용분(SOF : Soluble Organic Fractions, 이하 「SOF」라고 함)과 유기 용제 불용분(ISF : Insoluble Organic Fractions, 이하 「ISF」라고 함)의 2가지로 나누어지는데, 그 중 SOF분은, 연료나 윤활유의 미연분이 주된 성분으로, 발암 작용이 있는 다환 방향족 등의 유해 물질이 포함된다. 한편, ISF분은, 전기 저항률이 낮은 카본(그을음)과 설페이트(Sulfate : 황산염) 성분을 주성분으로 하는 것으로, 이 SOF분 및 ISF분은, 그 인체, 환경에 미치는 영향으로부터, 최대한 적은 배기 가스가 요구되고 있다. 특히, 생체에서의 PM의 악영향의 정도는, 그 입자경이 nm 사이즈가 되는 경우에 특히 문제라고도 알려져 있다.

코로나 방전을 이용하여 전기적으로 처리하는 방법으로는, 예컨대 이하에 기재하는 방법 및 장치(특허문헌 1∼2)가 제안되어 있다.

즉, 본 출원인은 특허문헌 1에 있어서, 도 27에 그 개략을 나타낸 바와 같이, 배기 가스 통로(21)에 코로나 방전부(22-1)와 대전부(22-2)로 이루어지는 방전 대전부(22)를 설치하여, 코로나 방전된 전자(29)를 배기 가스(G1) 중의 카본을 주체로 하는 PM(28)에 대전시키고, 동배기 가스 통로(21)에 배치한 포집판(23)으로 상기 대전한 PM(28)을 포집하는 방식으로서, 방전 대전부(22)에서의 전극 바늘(24)은 배기 가스류의 흐름 방향 길이가 짧으며, 또한 포집판(23)은 배기 가스류의 흐름 방향에 대하여 직각 방향으로 배치된 구성으로 한 디젤 엔진의 배기 가스용 전기식 처리 방법 및 장치를 제안하고 있다. 또한 도면 중, 25는 시일 가스관, 26은 고압 전원 장치, 27은 배기 가스 유도관이다.

또한, 본 출원인은 특허문헌 2의 제6 실시예에 있어서, 도 28에 그 개략을 나타낸 바와 같이, 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(31)의 배기 매니폴드(32) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(33), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(34) 및 통상 스크러버(40)를 배치하고, 상기 통상 스크러버(40)의 하류의 배기관에 분기부(35)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류(分流)하는 EGR 배관을 상기 분기부(35)에 접속하고, 상기 EGR 배관에 기수(汽水) 분리기(38)를 설치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(36)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(37) 혹은 에어 필터(39)로부터의 흡기관에 환류시켜 구성되는 장치를 제안하고 있다.

한편, 비특허문헌 1에는, 제3장 「모든 선박의 기관 구역 요건」에서의 PartC 「오일의 배출 규제」의 제15 규칙 「오일의 배출 규제」에 있어서, 특별 해역 밖 및 특별 해역에서의 희석하지 않는 경우의 유성 혼합물의 유분 농도가 규정되어 있다.

또한, 비특허문헌 2에는, 제2장 「IMO의 3차 NOx 규제에 대한 대응 기술과 남겨진 과제」에서의 2-2 「IMO의 3차 NOx 규제에 대한 대응하는 엔진 기술」의 2-2-2 「배기 순환」의 P14∼16에 있어서, 터보차저의 터빈에 대한 배기관으로부터 분류한 EGR 가스를 스크러버로 정화한 후 EGR 쿨러로 냉각하고, 또한 수적 포집기를 통과시키고 나서 터보차저의 컴프레서로부터 압송되는 흡기의 인터쿨러에 EGR 블로어로 환류시킨 디젤 엔진을 컨테이너선에 탑재하는 기술이 개시되어 있다. 한편, 비특허문헌 2 중의 IMO란, 국제 해사 기관 ; International Maritime Organization의 약호이다.

또한, 공지된 NOx 저감 기술로서 촉매 반응을 이용한 상기 SCR 방식이 일반적으로 알려져 있다.

특허문헌 1 : WO2006/064805호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2012-140928호 공보

비특허문헌 1 : 1973년의 선박에 의한 오염의 방지를 위한 국제 조약, 부속서 I 「오일에 의한 오염의 방지를 위한 규칙」 비특허문헌 2 : 사단법인 일본 마린 엔지니어링 학회편 : 평성 21년도 선박 배출 대기 오염 물질 삭감 기술 검토 조사 보고서

그러나, 상기한 종래의 디젤 엔진 배기 가스 정화 장치에는, 이하에 기재하는 문제점이 있다.

즉, 상기 특허문헌 1에 기재된 디젤 엔진의 배기 가스용 전기식 처리 방법 및 장치(도 27)는, 방전 대전부(22)에서의 전극 바늘(24)은 배기 가스류의 흐름 방향 길이가 짧으며 또한 포집판(23)은 배기 가스류의 흐름 방향에 대하여 직각 방향으로 배치되고, 또한, 배기 가스류가 포집판(23)에 대하여 직접 접촉하기 때문에 유과저항(압력 손실 ; 압손)이 큰 점, 포집판(23)이 얇고 배기 가스류의 흐름 방향 길이가 짧기 때문에 PM이 그냥 지나쳐 버릴 것이 위구되고, PM 포집 효율을 충분히 높이지 못할 우려가 있는 점, 일단 포집판(23)을 통과한 PM은 재차 코로나 방전에 의해 대전시켜 포집되는 경우가 없이 그대로 배출되어 버리는 점과 같은 문제를 갖는다.

또, 코로나 방전 등을 이용하여 전기적으로 배기 가스 중의 PM을 처리하는 디젤 엔진의 배기 가스 처리 기술에 있어서는, 이하에 기재하는 과제가 발생한다.

즉, 선박용 디젤 엔진에 있어서는, 황분이 적은 경유를 사용하는 자동차용 디젤 엔진과 비교하여 현격히 큰 배기량을 가지며 또한 중유 이하의 저질로 황분을 많이 함유하는(중유는 경유에 대하여 500∼3500배 정도의 황분을 함유 : JIS K2204:2007 「경유」 ; 0.0010 질량% 이하, K2205-1990 「중유」 ; 0.5∼3.5 질량% 이하에 의거함) 연료를 사용하는 대배기량 선박용 디젤 엔진에, 예컨대 상기 특허문헌 1에 기재된 배기 가스 정화 장치를 이용한 경우에는, 중유 이하의 저질 연료 중의 황분이 배기 가스 및/또는 EGR 가스 중에 SOF로서 포함될 뿐만 아니라 설페이트로 되어 엔진 구성 부품, 특히 배기 관계 부품을 부식시킨다는 과제를 극복할 필요가 있다.

또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 특히 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량으로 고속 및/또는 대유량의 배기 가스가 배출되는 디젤 엔진의 배기 가스용 전기식 처리 방법 및 장치(도 28)는, 엔진에 EGR 시스템을 채용하여 배기 가스 중의 NOx를 저감함과 동시에, 배기관 또는 EGR 배관에 대한 통상 스크러버(40)의 설치에 의해 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(34)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스나 PM(그을음, SOF, 설페이트) 등의 잔존 성분이 효과적으로 제거되어 보다 감소함으로써 클린한 배기 가스 및 EGR 가스가 얻어지며, 또한 EGR 가스는 냉각되어 저온이 되는 경우도 있어 높은 EGR율이 확보되기 쉬워지고, 연소실에서의 연소 온도를 저하시켜 질소 산화물의 발생이 보다 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열을 감소시켜 연비의 향상이 도모되고, 또한 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품을 SOx가 부식시키거나 마모를 촉진하거나 하는 경우가 적어지지만, 상기 통상 스크러버(40)의 처리수에는 SOF분, 입자인 PM도 함유되게 된다.

한편, 비특허문헌 1의 제3장 「모든 선박의 기관 구역 요건」에서의 PartC 「오일의 배출 규제」의 제15 규칙 「오일의 배출 규제」에 있어서는, A. 「특별 해역에서의 배출」 조항의 2 「총톤수 400톤 이상의 선박으로부터의 오일 또는 유성 혼합물의 해양으로의 배출은 금지한다. 다만, 다음의 모든 조건을 만족하는 경우는 제외한다.」라는 규정의. 3에는 「희석을 하지 않는 경우의 유성 혼합물의 유분 농도가 100만분의 15 이하일 것.」이라고 규정되고, B. 「특별 해역에서의 배출」 조항의 3 「총톤수 400톤 이상의 선박으로부터의 오일 또는 유성 혼합물의 해양으로의 배출은 금지한다. 다만, 다음의 모든 조건을 만족하는 경우는 제외한다.」라는 규정의. 3에는 「희석을 하지 않는 경우의 유성 혼합물의 유분 농도가 100만분의 15 이하일 것.」이라고 규정되어 있다.

한편, 여기서 「오일」이란, 원유, 중유 및 윤활유를 말하며, 「유성」이란, 이 의미에 따라 해석하는 것으로 하고, 「유성 혼합물」이란, 오일을 함유하는 혼합물을 말한다.

한편, 비특허문헌 2에 기재된 선박용 디젤 엔진에 있어서는, 배기 가스로부터 분류한 EGR 가스를 흡기에 환류함으로써, 배기 가스로부터 NOx의 80% 저감과 EGR 가스로부터의 100%에 가까운 SOx 제거가 가능하지만, EGR 가스 중의 PM, 특히 설페이트 성분을 완전히는 제거할 수 없어 잔류한다는 결점이 있고, 또한, 스크러버를 통과하는 매진, PM에 또한 포함되는 황분의 디젤 기관 본체나 시스템에 대한 영향에 대해서는, 장기간의 실제 선박 시험이 필요할 뿐만 아니라, 스크러버로부터 선외 배출되는 세정수에 대해서는 환경이나 생태계에 영향을 미치지 않도록 할 필요가 있고, 특히 이 스크러버의 세정수에 있어서는 입자인 PM의 용해, PM의 부유, SOx의 용해 등에 수반되는 이들 환경 오염 성분 혹은 생태계 영향 성분의 제거나 pH 조정 등, 폐수 처리가 큰 문제가 될 것이 예상된다. 그러나, 대배기량의 선박용 디젤 엔진의 장시간에 걸친 항해에 있어서는, 적어도 EGR 가스류는, 바람직하게는 EGR 가스류를 포함하는 배기 가스류의 전량의 처리는, 스크러버만에 의한 처리로는 장치의 크기(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)의 면에서 전혀 현실적이지 않다. 또한, 본 출원인이 제안한 특허문헌 1의 기술로서, 후단에서의 사이클론 집진기를 설치하여 PM을 포집하고, 또한 그 후방에 통상 스크러버를 설치해도, 배기 가스 중의 유분은 그 처리수에 혼합되게 되고, 그 처리 장치의 크기(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)도 현실적인 크기가 아니다. 또한, 본 출원인이 제안한 특허문헌 2의 기술이어도, 배기 가스 중의 NOx는 감소되지만, 통상 스크러버의 처리수 중으로의 유분의 혼합은 피할 수 없고, 그 처리 장치의 크기(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)도 현실적인 크기가 아니다. 또 통상 스크러버에는, 가압수식으로서 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 스프레이탑 등이 있고, 충전층식에는 충전탑, 유동층 스크러버 등 여러가지 형태의 것이 있지만, 어느 통상 스크러버도 배기 가스류가 처리수의 표면에 대하여 서로 교차적으로 격하게 접촉하기 때문에, 배기 가스 중의 입자인 PM의 처리수에 대한 혼합을 피할 수 없고, 그 배수 처리에는 다대한 공정수와 대규모 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)가 필요했다.

또한, 공지된 NOx 저감 기술로서 촉매 반응을 이용한 SCR 방식이 일반적으로 알려져 있다. 이 SCR 방식은, 엔진의 배기 가스의 온도가 충분히 높은 상태에서 촉매가 활성화되며, 또한 촉매 표면이 그을음 등에 덮이지 않고 확실하게 노출되어 있으면 촉매가 정상적으로 기능하여 높은 NOx 저감을 달성할 수 있다. 그러나, 일반적인 선박용 엔진에 있어서는 연료 소비율의 향상을 확보하기 위해, 자동차용 엔진 등과 비교하면 롱 스트로크의 저속 엔진이 주류이고, 실린더 내에서 연소 가스의 에너지를, 천천히 시간을 들여 확실하게 동력으로서 추출하는 것과, 장시간에 걸친 연소 가스의 실린더 벽면 등에 대한 접촉에 수반되는 방열에 의해 배기 가스의 온도는 저온이 되는 경우가 많고, 엔진 시동 직후의 워밍업 중뿐만 아니라 정상 운전 중이어도 촉매 온도가 300도를 하회하면 그 기능을 충분히 발휘하지 않아, NOx 저감률이 불충분한 경우가 많다. 또한, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진에 있어서는, 배기 가스 중에 함유되는 PM에 의해 촉매가 피복됨과 동시에, 연료에 다량으로 함유되는 황에 의해 피독되어 그 NOx 정화 기능이 장기간에 걸쳐 안정적으로 기능하지 않는다는 문제가 지적되어 개선이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제를 감안하여, 특히 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 대배기량으로 고속 및/또는 대유량의 배기 가스가 배출되는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 중의 NOx를 저감하고, 또한 PM의 처리수에 대한 혼합을 저지하면서 SOx를 고효율로 제거하여 배기 가스를 정화함과 동시에, PM 프리 스크러버 처리수에 대한 PM의 혼합·에멀전화가 저지되어 있음으로써, SOx를 중화 여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리하여, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 배출이 가능해진다. 즉, PM 프리 스크러버 처리수의, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형의 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)로 설치 자유도가 낮은 설비를 필요로 하지 않고, 저렴하고 보수가 용이한 소형으로 설치 자유도가 높은 설비이면서 처리수의 관리가 용이하고, 또한, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하여, 제유 업계에서의 대규모의 탈황 장치의 설치에 수반되는 방대한 설비 투자를 필요로 하지 않고, 따라서 연료비를 저렴하게 할 수 있는, 고농도로 황 성분을 함유하는 중유 등의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제1 발명으로서, 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에 바람직하게는 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하며, 또한 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제2 발명으로서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에 바람직하게는 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하고, 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계를 통해 상기 EGR 가스를 엔진의 흡기에 환류시킴과 동시에, 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관의 상기 분기부의 상류측 혹은 하류측 또는 EGR 배관계 중 어느 것에 PM을 거의 제거하지 않는 주(主)PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제3 발명으로서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계에 바람직하게는 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하고, 상기 전기 집진 수단의 하류측의 EGR 배관계를 통해 EGR 가스를 엔진의 흡기에 환류시킴과 동시에, 상기 전기 집진 수단의 하류측의 EGR 배관계에 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제4 발명으로서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 바람직하게는 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하며, 또한 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 주PM 프리 스크러버를 배치하고, 또한 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계에 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부(副)PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제5 발명으로서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저를, 동후단에 저압 터보차저를 설치하고, 저압 터보차저 하류의 배기관에 바람직하게는 배기 가스 쿨러를 설치하고, 또한 그 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단과 PM을 거의 제거하지 않는 주PM 프리 스크러버를 배치하고, 또한 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 접속한 EGR 배관계에 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부PM 프리 스크러버를 배치하고, 상기 배기 가스의 일부를 상기 저압 터보차저의 상류 또는 하류 혹은 고압 터보차저의 하류 중 어느 것에 환류시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 제6 발명으로서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 주PM 프리 스크러버를 배치하고, 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 접속한 EGR 배관계에 바람직하게는 배기 가스 쿨러, 상기 EGR 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단과 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부PM 프리 스크러버를 배치하고, 상기 배기 가스의 일부를 엔진의 흡기계에 환류시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 제1∼제6 발명의 배기 가스 정화 장치에 있어서, PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버로는, 배기관 및/또는 EGR 배관계에 우수한 흡수성을 갖는 유리 섬유를 골격으로 한 다공질 세라믹 소재로 이루어지는 물결판과 평판을 교대로 적층한 사행 허니컴 구조의 코어부를 수직으로 배치하고, 코어 상부에 코어부 표면이 항상 습윤하도록 코어의 거의 전체 길이에 걸친 급수부를 설치함과 동시에 배기 가스류가 허니컴 코어부의 다수의 터널형의 미소 코어 내를 통과하도록 배치하고, 코어 하부에 배기 가스를 정화한 처리수를 수령하는 코어의 거의 전체 길이에 걸친 트레이를 설치하는 구성으로 하는 것, 또는, 배기관 및/또는 EGR 배관계에 상부 탱크 및 하부 탱크를 설치하고, 상기 양탱크 사이에 상하 방향에 대하여 연직 또는 경사지게 평판 및/또는 물결판을 설치하는 것, 혹은 배기관의 하부에 트레이의 바람직하게는 수면 아래에 복수의 하측 롤을 배치하고, 이것과 대응한 복수의 상측 롤과의 사이에 엔드리스 벨트를 서펜타인형(serpentine)으로 배치하여 각 롤의 적어도 하나를 구동하고, 상측 롤 직하로부터 처리수를 유하하여 배기 가스 유로에 다수의 젖은 가동 벽면을 설치한 구성으로 하는 것을 바람직한 양태로 하는 것이다.

본 발명에 관련된 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 이하에 기재하는 효과를 나타낸다.

1. 배기 가스 통로에 바람직하게는 배기 가스 쿨러, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치, PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(PM-free Scrubber 이하 「PM 프리 스크러버」라고 함)를 설치하며, 또한 상기 PM 프리 스크러버를 구성하는 각 벽면에 존재(일부 유하)하는 처리수의 박막층에 의해, 배기 가스 중의 SOx는 각 벽면을 따라 흐르는 동안에 처리수에 흡착되고 용해되어 그 농도를 격감시켜 배출되지만, 배기 가스 중의 입자인 PM은 처리수의 표면을 따라 흐를 뿐, PM 프리 스크러버 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 충돌하는 경우가 거의 없고, PM 프리 스크러버 처리수의 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흘러, 서로 혼합·용해되어 제거되는 경우가 없어, 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 폐기 처리수의 후처리에서는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 배출이 가능해진다.

2. 선박용 연료는 황의 함유량이 많은 점에서 배기 가스에는 높은 농도의 설페이트가 함유되어 있고, 그대로 EGR 가스로서 연소실에 공급하면 배기 가스 중의 황분이 더욱 농화되어 피스톤, 피스톤 링, 실린더, 실린더 헤드, 급배기 밸브·밸브 스템 등의 엔진 구성 부품, 배기관, 머플러, 에코노마이저, 리큐퍼레이터 등의 배기 관련 부품을 SOx가 부식시키거나 마모시켜, 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있고, 본 발명 장치에 의하면 배기 가스 통로에 바람직하게는 배기 가스 쿨러, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치, PM을 거의 용해·제거하지 않는 상기 PM 프리 스크러버 및 분기부를 설치하고, 상기 분기부로부터 분기시킨 EGR 가스를 흡기에 환류함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분은 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 함유량을 감소시킴과 동시에, SOx를 감소시킨 EGR 가스의 환류에 의해 엔진 구성 부품의 마모 촉진 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있으며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제되고 배기 가스도 클린해지고, 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

3. 배기관에 바람직하게는 배기 가스 쿨러 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치, 분기부를 배치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하고 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 상기 PM 프리 스크러버를 배치하고, EGR 가스를 흡기관 등에 환류시킴으로써, SOx는 PM 프리 스크러버에서 제거되어 클린한 EGR 가스가 되고, 배기 가스는 PM 및 질소 산화물의 함유량은 감소하고, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버에서 처리수와 접촉함으로써 EGR 가스의 온도가 저하되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상되고, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구(危懼)를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 경우보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 처리수의 양도 적어져 슬러지가 감소하는 등, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다.

4. 배기관에 분기부를 설치하여, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하고, EGR 배관계에 바람직하게는 배기 가스 쿨러, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치, SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 설치하고, EGR 가스의 유량을 제어하면서 흡기계에 환류시킴으로써, 분기된 EGR 가스는 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치에서 PM의 함유량은 감소되고, SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버에 의해, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버에서 제거되어 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버에서 처리수와 접촉함으로써 냉각되어 EGR 가스의 온도가 저하되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 장치보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 처리수의 양도 적어지고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 배기 가스 정화 장치보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 레이아웃성이 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다.

5. 배기관에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치와 주PM 프리 스크러버를 설치하고, 상기 주PM 프리 스크러버의 후류로부터 EGR 가스를 분류하고, EGR 배관계에 부PM 프리 스크러버를 설치함으로써, 더욱 이하에 기재하는 효과가 얻어진다.

(가). EGR 가스에 함유되는 SOx를 대폭 제거할 수 있기 때문에, 피스톤, 피스톤 링, 실린더, 실린더 헤드, 급배기 밸브·밸브 스템 등의 엔진 구성 부품의 부식이나 마모를 보다 감소시켜 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

(나). EGR 배관, EGR 밸브, 블로어, 터보차저의 컴프레서 휠, 인터쿨러, 흡기관, 인테이크 매니폴드 등의 급·배기 관련 부품의 부식을 감소시켜 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

(다). 부PM 프리 스크러버의 처리수에는 SOx만이 용해되어 있고, 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 주PM 프리 스크러버와 마찬가지로 배수 처리는 용이하며, 또한 양스크러버로부터의 처리수를 일괄적으로 처리하고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능한 등, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중에 해양 폐기가 가능하다.

6. 공지된 NOx 저감 기술로서 알려져 있는 촉매 반응을 이용한 SCR 방식은, 엔진의 배기 가스의 온도가 충분히 높은 상태에서는 촉매가 활성화되고, 또한, 촉매 표면이 그을음 등에 덮이지 않고 확실하게 노출되어 있으면 촉매가 정상적으로 기능하여 높은 NOx 저감을 달성할 수 있지만, 일반적인 선박용 엔진에 있어서는 연료 소비율의 향상을 확보하기 위해 자동차용 엔진 등과 비교하면 롱 스트로크의 저속 엔진이 주류로, 실린더 내에서 연소 가스가 갖는 에너지를, 천천히 시간을 들여 확실하게 운동 에너지인 동력으로서 추출하는 것과, 장시간에 걸쳐 연소 가스가 실린더 벽면 등에 접촉함으로써 열에너지가 방열되어 배기 가스의 온도는 저온이 되는 경우가 많고, 엔진 시동 직후의 워밍업 중뿐만 아니라 정상 운전 중이어도 촉매 온도가 300도를 하회하여 촉매 기능을 충분히 발휘할 수 없어, NOx 저감률이 불충분한 경우가 많고, 또한 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진에 있어서는, 배기 가스 중에 함유되는 PM에 의해 촉매가 피복되어 배기 가스와의 접촉이 방해되는 문제나, 연료 중에 다량으로 함유되는 황에 의해 촉매가 피독되어 그 NOx 정화 기능을 발휘할 수 없게 되고 장기간에 걸쳐 안정적으로 NOx를 저감할 수 없는 문제가 발생하고 있지만, 본 발명 장치에서는 각 구성 부품은 SCR 정도의 온도 의존성이 없고, 배기 가스 중의 PM에도 영향을 받지 않고, 또한, 저질 연료 사용에 의한 SOx에 의한 열화도 거의 없고, 엔진 시동 직후부터 장기간에 걸쳐 안정적으로 배기 가스 정화 기능을 발휘할 수 있어 높은 NOx 저감률을 달성할 수 있고, 환경 보전에 확실하게 기여할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는, 본 발명의 제5 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은, 본 발명의 제6 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은, 본 발명의 제7 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은, 본 발명의 제8 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는, 본 발명의 제9 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은, 본 발명의 제10 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은, 본 발명의 제11 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는, 본 발명의 제12 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은, 본 발명의 제13 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는, 본 발명의 제14 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 15는, 본 발명의 제15 실시예 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은, 본 발명에 관련된 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 17은, 동일하게 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 제2 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 18은, 동일하게 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 제3 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 19는, 동일하게 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 제4 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 20은, 본 발명의 실시예에 있어서 비교예로서 기본 특성을 나타내는 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 21은, 본 발명의 실시예에서의 SOx의 농도 상황을 나타내는 도면이다.
도 22는, 본 발명의 실시예에서의 NOx의 농도 상황을 나타내는 도면이다.
도 23은, 본 발명의 실시예에서의 PM 프리 스크러버 처리수 중의 n-헥산치를 나타내는 도면이다.
도 24는, 본 발명의 실시예에서의 종래예의 통상 스크러버 처리수의 투시도를 나타내는 도면이다.
도 25는, 본 발명의 실시예에서의 본 발명의 PM 프리 스크러버 처리수의 투시도를 나타내는 도면이다.
도 26은, 본 발명의 실시예에서의 종래예 1의 디젤 엔진 배기 가스 정화 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 27은, 종래의 디젤 엔진 배기 가스 정화 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 28은, 종래의 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.

도 1에 본 발명의 제1 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(E)(1)의 배기 매니폴드(E/M)(2) 하류의 배기관의 터보차저(T/C)(12)의 터빈(도시하지 않음) 하류에 배기 가스 쿨러(G/C)(3)를 배치하고, 또한 상기 배기 가스 쿨러(G/C)(3)의 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(ESP/C/DPF(Diesel Particulate Filter))(4)를 배치하고, 그 하류측 배관에 배기 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 배치하고, 에어 필터(A/F)(9) 하류의 흡기관에 터보차저(T/C)(12)의 컴프레서(도시하지 않음) 및 인터쿨러(I/C)(14)를 경유하여 엔진의 흡기 매니폴드(I/M)(7)에 외부의 공기를 흡기시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 1에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우, 터보차저(T/C)(12)의 터빈 휠(도시하지 않음)을 구동하여 배기 가스 쿨러에 의해 냉각된 배기 가스는, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치에서 상기 배기 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 감소되고, 그 후 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 통과한다. 이 배기 가스 정화 장치에 있어서, PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)에서는 상기 PM 프리 스크러버를 구성하는 각 처리판의 벽면에 존재(일부 유하)하는 스크러버 처리수의 수박막층에 의해, 배기 가스 중의 SOx는 각 벽면의 처리수의 수박막층의 표면 부근을 흘러 SOx에 대하여 흡수성이 좋은 수류에 그 표면으로부터 용해되고, 이 용해에 의해 수박막층 표면 부근을 흐르는 배기 가스는 SOx의 농도가 일순간 저하되지만 확산 계수가 매우 큰 SOx는 배기 가스류 내의 인접하는 농도가 높은 흐름으로부터 농도가 낮은 박막층 표면 부근으로 즉시 고속으로 확산·이동하여 와서 수박막층 표면에 공급되게 되고, 이 수박막층 표면에서의 용해와 배기 가스류로부터 수박막층 표면으로의 고속 확산의 연속 반복 현상에 의해, SOx는 거의 처리수에 흡수·흡착되고 용해되어 그 농도를 격감시켜 배출되지만, 배기 가스 중의 입자인 PM은 입경이 크고 확산 계수가 매우 작기 때문에 수박막층 표면에서의 용해와 배기 가스류로부터 수박막층 표면으로의 확산의 연속 반복 현상이 발생하지 않기 때문에 처리수의 표면을 따라 흐르는 것만으로는, 제트 스크러버, 벤투리 스크러버, 스프레이탑 등의 가압수식이나, 충전탑, 유동층 스크러버 등의 충전식의 스크러버와 같은 통상 스크러버 처리수의 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 충돌하는 경우가 거의 없고, PM 프리 스크러버 처리수의 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흐를 뿐이기 때문에, 서로 혼합되는 경우가 없어 그 대부분이 흡수되지 않고 PM 프리 스크러버를 그냥 지나쳐 배출되어 버린다.

따라서, 이 배기 가스 정화 장치의 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)에서는, 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형의 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 2에 본 발명의 제2 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3)를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러(3)의 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)와, 배기 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치하고, 또한 그 하류에 머플러(도시하지 않음)에 대한 배기관에 분기부(5)를 설치하여 EGR 가스를 분류하는 EGR 배관계를 접속하고, 분류한 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 2에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 도 1에 나타내는 제1 실시예 장치와 마찬가지로, 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)와 그 후류의 분기부(5)로부터 EGR 가스를 분류하여 흡기에 환류하는 EGR 배관계를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분은 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 함유량을 감소시킴과 동시에, SOx를 감소시킨 EGR 가스의 환류에 의해 엔진 구성 부품의 마모 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있으며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제되고 배기 가스도 클린해져 환경 보전이 도모된다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)에서는, 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 3에 본 발명의 제3 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4) 및 PM 프리 스크러버(11)를 이 순서로 배치하고, 또한 그 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, EGR 배관계에 설치한 EGR 쿨러(E/C)(10)에 의해 더욱 냉각된 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 3에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우도, 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 상기 도 2에 나타내는 제2 실시예 장치와 마찬가지로, 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)와, 그 후류의 분기부로부터 EGR 가스를 분류하여 EGR 쿨러(10)로 더욱 냉각한 후에 흡기에 환류하는 EGR 배관계를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분을 약간 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 그 함유량을 감소시킴과 동시에, SOx가 감소되며 또한 EGR 쿨러로 더욱 냉각되어 높은 EGR율의 확보가 용이해진 EGR 가스의 환류에 의해 연소실에서의 연소 온도가 보다 저하되어 질소 산화물의 발생이 보다 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상되고, 또한 엔진 구성 부품의 마모 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있게 되며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 보다 억제되고 보다 배기 가스도 클린해져 환경 보전이 도모된다.

도 4에 본 발명의 제4 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 배치하고, 또한 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 4에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 상기 도 3에 나타내는 제3 실시예 장치와 달리, EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 배기 가스는 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 처리되는 것과 EGR 가스의 환류에 의해 PM 및 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있지만 스크러버 처리되지 않기 때문에 SOx를 함유하게는 되지만, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 스크러버 처리수의 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흐름으로써 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버(11)보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다.

도 5에 본 발명의 제5 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 배치하고, 또한 상기 PM 프리 스크러버(11)의 하류측에 EGR 쿨러(10)를 배치하고, 상기 EGR 쿨러(10)에 의해 더욱 냉각된 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 5에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 상기 도 4에 나타내는 제4 실시예 장치와 마찬가지로, EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11) 및 EGR 쿨러(10)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린하며 온도가 낮은 EGR 가스가 되고, 배기 가스는 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 처리되는 것과 EGR 가스의 환류에 의해 PM 및 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있지만 스크러버 처리되지 않기 때문에 SOx를 함유하게는 되지만, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 처리수와 접촉하는 것 및 그 후 EGR 쿨러(10)에서 더욱 냉각되는 것에 의해 EGR 가스의 온도가 제4 실시예보다 더욱 저하되게 되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 보다 저하되어 질소 산화물의 발생이 보다 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 보다 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)에서는, 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 6에 본 발명의 제6 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류에 터보차저(T/C)(12)가 장착되고, 상기 터보차저(12)의 터빈 휠(도시하지 않음) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3)와 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11) 및 기수 분리기(8)를 배치하고, 또한 그 하류에 EGR 가스를 승압하여 공급·압송하는 블로어(B/W)(13)를 설치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 터보차저(12)의 컴프레서 휠(도시하지 않음)에 의해 승압되어 있는 상기 흡기 매니폴드(7)에 환류시키는 구성으로 한 것이다. 또한, 본 실시예 장치에서는 EGR 가스가 환류되는 위치가 흡기 매니폴드(7)인 경우를 나타냈지만, EGR 가스는 블로어(B/W)(13)에 의해 승압되어 있기 때문에 흡기 배관계의 어느 위치(인터쿨러의 전후 등)여도 원하는 높은 EGR율로 환류시킬 수 있다. 또, PM 프리 스크러버(11)의 하류에 기수 분리기(8)를 설치해 두는데, 이것은 PM 프리 스크러버(11)의 처리수가 EGR 가스 중에 섞이거나 하여 수적을 포함하는 경우에, 이 수적이 블로어 내에서 비산하여 구성 부품을 부식시킨다는 문제나 엔진 연소실에 유입되어 급팽창하고 매우 고압이 되어 연소에 악영향을 미침과 동시에 엔진을 파손하는 것 등을 방지하고 있다.

상기 도 6에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 상기 도 4에 나타내는 제4 실시예 장치와 마찬가지로, EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11) 및 기수 분리기(8)와 블로어(13)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 배기 가스는 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 처리되는 것과 EGR 가스의 환류에 의해 PM 및 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있지만 스크러버 처리되지 않기 때문에 SOx를 함유하게는 되지만, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 스크러버 처리수와 접촉함으로써 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 블로어(13)로 압송하는 것과 더불어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

또, EGR 배관에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버(11)보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다.

도 7에 본 발명의 제7 실시예 장치로서 나타내는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치하고, 또한 상기 PM 프리 스크러버(11)의 하류에 EGR 쿨러(10) 및 EGR 밸브(6)를 배치하고, 상기 EGR 밸브(6)에 의해 EGR 가스의 유량을 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 7에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우, 상기 제1 내지 제6 실시예 장치와 달리 배기 가스 중의 PM은 제거되지 않지만 EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있고, 분기된 EGR 가스는 배기 가스 쿨러(3)에 의해 냉각되어 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 상기 EGR 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 효율적으로 감소되고, 또한 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 처리수와 접촉하는 것과 EGR 쿨러(10)에서 더욱 냉각되는 것에 의해 EGR 가스의 온도가 보다 저하되게 되어 높은 EGR율의 확보가 보다 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 보다 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 보다 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버(11)보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 배기 가스 정화 장치보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 레이아웃성이 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)에서는, 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수, 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 8에 본 발명의 제8 실시예 장치로서 나타내는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류에, 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저(12-1)가, 후단에 저압 터보차저(12-2)가 장착되고, 저압 터보차저(12-2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3)를 설치하고, 또한 그 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)와 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치하고, 또한, 그 하류에 머플러(도시하지 않음)에 대한 배기관에 설치한 분기부(5)에 EGR 가스를 분류하는 EGR 배관계를 접속하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 에어 필터(9)로부터의 흡기와 함께 저압 터보차저(12-2)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 상류의 저압 위치의 흡기관에, 혹은 고압 터보차저(12-1)와 저압 터보차저(12-2) 사이의 중압력 위치의 흡기관에 블로어(13)로 보다 압송하여, 혹은 또한, 고압 터보차저(12-1)의 컴프레서 휠(도시하지 않음)의 후류의 고압력 위치의 흡기관에 블로어(13)로 보다 압송하여, 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 8에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 상기 도 2에 나타내는 제2 실시예 장치와 마찬가지로 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)와 그 후류의 분기부(5)로부터 EGR 가스를 분류하여 흡기에 환류하는 EGR 배관계를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분을 약간 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 함유량을 감소시킴과 동시에, PM도 SOx도 감소시킨 EGR 가스의 환류에 의해 엔진 구성 부품의 마모 촉진 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있으며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제되고 배기 가스도 클린해진다. 또한, 엔진이 2단 과급되고 있음으로써 과급 압력이 상승하여 공기 과잉률 등이 향상되고 연소 개선되어, 연비는 개선되고, EGR율을 넓은 운전역에 걸쳐 상승시킬 수 있고, 배기 매니폴드(2)에 배출되는 단계에서의 PM도 저감되어 원하는 배기 가스의 정화 능력을 확보·유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 9에 본 발명의 제9 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드 하류에, 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저(12-1)가, 후단에 저압 터보차저(12-2)가 장착되고, 저압 터보차저(12-2) 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러(3), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4), PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11), EGR 밸브(6)를 이 순서로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 에어 필터(9)로부터의 흡기와 함께 저압 터보차저(12-2)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 상류의 흡기관계에 환류시켜 공급하는 구성으로 한 것이다.

상기 도 9에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 상기 도 7에 나타내는 제7 실시예 장치와 마찬가지로, 배기 가스 중의 PM은 제거되지 않지만 EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있고, 분기된 EGR 가스는 배기 가스 쿨러(3)에 의해 냉각되어 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 상기 EGR 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 효율적으로 감소되고, 또한 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 처리수와 접촉함으로써 냉각되어 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버(11)보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 배기 가스 정화 장치보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 레이아웃성이 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다. 또한, 엔진이 2단 과급되고 있음으로써 과급 압력이 상승하여 공기 과잉률 등이 향상되고 연소 개선되어, 연비는 저감되고, EGR율을 넓은 운전역에 걸쳐 상승시킬 수 있고, 배기 매니폴드(2)에 배출되는 단계에서의 PM도 저감되어 원하는 배기 가스의 정화 능력을 확보·유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 10에 본 발명의 제10 실시예 장치로서 나타내는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)에, 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저(12-1)가, 후단에 저압 터보차저(12-2)가 장착되고, 고압 터보차저(12-1) 상류의 배기관에 분기부를 설치하고, 배기 가스의 일부를 고압인 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러(3), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4), PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11), EGR 밸브(6)를 이 순서로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 에어 필터로부터의 흡기와 함께 저압 터보차저(12-2)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 상류의 흡기관의 저압력 위치에 환류시켜 공급하거나, 혹은 고압 터보차저(12-1)와 저압 터보차저(12-2) 사이의 중압력 위치에 환류시켜 공급하거나, 혹은 고압 터보차저(12-1)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 후류의 흡기관의 고압력 위치에 바람직하게는 블로어에 의해 압송시켜 환류시키는 구성으로 한 것이다. 즉, 본 실시예 장치는, 매니폴드 직하의 고압 터보차저(12-1)의 터빈 휠(도시하지 않음) 상류 위치로부터 분기한 EGR 가스 배관계에 있어서 상기 EGR 가스를 예냉하고, 정전 사이클론 처리 후에 PM 프리 스크러버로 처리하고, 그 후 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 소망에 따라 EGR 쿨러(10)로 냉각한 후에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 10에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우도, 상기 도 9에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치와 마찬가지로 배기 가스 중의 PM은 제거되지 않지만 EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있고, 분기된 고온·고압의 EGR 가스는 배기 가스 쿨러(3)에 의해 냉각되어 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 상기 EGR 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 효율적으로 감소되고, 또한 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 스크러버 처리수의 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흐르는 것 및 소망에 의해 설치된 EGR 쿨러(10)에 의해 냉각되어 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 보다 저하되어 질소 산화물의 발생이 보다 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 보다 감소하여 연료 소비율이 보다 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 배기 가스 정화 장치보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 레이아웃성이 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다. 또한, 흡기관 내의 압력이 컴프레서에 의해 고압이 되더라도 고압 터보차저(12-1) 상류의 고압인 배기 가스를 분기하고 있음으로써, 필요에 따라 EGR 배관에 블로어(13)를 설치하여 EGR 가스를 승압하여 압송·공급함으로써 정확한 양의 EGR 가스를 공급하여 높은 EGR율의 확보가 가능해지고, 또한, 엔진이 2단 과급되고 있음으로써 과급 압력이 상승하여 공기 과잉률 등이 향상되고 연소 개선되어, 연비는 저감되고, EGR율을 넓은 운전역에 걸쳐 상승시킬 수 있고, 배기 매니폴드(2)에 배출되는 단계에서의 PM도 저감되어 원하는 배기 가스의 정화 능력을 확보·유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버에서는, 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리는, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형의 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 11에 본 발명의 제11 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류에 터보차저(12)가 장착되고, 상기 터보차저(12)의 터빈 휠(도시하지 않음)의 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11), 기수 분리기(8), EGR 가스를 승압하여 공급·압송하는 블로어(B/W)(13), EGR 밸브(6)를 이 순서으로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 인터쿨러 전의 흡기관에 환류시키는 구성으로 한 것이다. 즉, 본 실시예 장치는, 터보차저(12)의 터빈 휠(도시하지 않음)을 가속한 후의 배기 가스를 예냉하고, 정전 사이클론 배기 가스 정화 처리 후의 배기 가스로부터 분류한 EGR 가스만을 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)로 처리하고, 그 후 기수 분리기(8)를 경유시켜 블로어(B/W)(13)로 압송하여 인터쿨러 전의 흡기관에 정확한 양의 EGR 가스를 환류시키는 구성으로 한 것이다. 또한, PM 프리 스크러버(11)의 하류에 기수 분리기(8)를 설치해 두는데, 이것은 PM 프리 스크러버(11)의 스크러버 처리수에 의해 냉각되어 생긴 결로수 등이 EGR 가스 중에 섞이거나 하여 수적을 포함하는 경우에, 이 수적이 블로어 내에서 비산하여 구성 부품을 부식시킨다는 문제나 엔진 연소실에 유입되어 급팽창하고 매우 고압이 되어 연소에 악영향을 미침과 동시에 엔진을 파손하는 것 등을 방지하고 있다.

상기 도 11에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, EGR 가스를 인터쿨러 전의 터보차저(12)의 컴프레서 휠(도시하지 않음)로 과급되어 고압으로 되어 있는 흡기관에 환류시키고 있는 것 이외에는 도 6의 제6 실시예 장치와 동일하고, EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11) 및 기수 분리기(8)와 블로어(13)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 배기 가스는 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 처리되어 있는 것과 EGR 가스의 환류에 의해 PM 및 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있고, PM 프리 스크러버 처리되지 않기 때문에 SOx를 함유하게는 되지만, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 처리수와 접촉함으로써 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 블로어로 압송하는 것과 더불어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예의 PM 프리 스크러버보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다.

도 12에 본 발명의 제12 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 터보차저(12)가 장착되고, 상기 터보차저(12) 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관에 배기 가스 쿨러(3), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류에 EGR 가스 중의 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치하고, 또한 상기 PM 프리 스크러버의 하류에 기수 분리기(8), 블로어(B/W)(13), EGR 밸브(6)를 이 순서로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 인터쿨러 전의 흡기관에 환류시키는 구성으로 한 것이다. 즉, 본 실시예 장치는, EGR 가스 배관계에 있어서 상기 EGR 가스를 예냉하고, 정전 사이클론 처리 후에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)로 처리하고, 그 후 기수 분리기(8)를 경유시켜 블로어(13)로 압송하여 인터쿨러 전의 흡기관에 환류시키는 구성으로 한 것이다. 또한, PM 프리 스크러버(11)의 하류에 기수 분리기(8)를 설치해 두는데, 이것은 PM 프리 스크러버(11)의 스크러버 처리수에 의해 냉각되어 생긴 결로수 등이 EGR 가스 중에 섞이거나 하여 수적을 포함하는 경우에, 이 수적이 블로어 내에서 비산하여 구성 부품을 부식시킨다는 문제나 엔진 연소실에 유입되어 급팽창하고 매우 고압이 되어 연소에 악영향을 미침과 동시에 엔진을 파손하는 것 등을 방지하고 있다.

상기 도 12에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우, 상기 도 11의 제11 실시예 장치와 달리 배기 가스 중의 PM은 터보 과급의 연소 개선에 의한 감소만으로 적극적으로는 제거되지 않지만 EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의 함유량은 감소되어 있고, 분기된 EGR 가스는 배기 가스 쿨러(3)에 의해 냉각되어 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 상기 EGR 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 감소되고, 또한 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 PM 프리 스크러버(11)에서 제거되어 EGR 가스에는 거의 함유되지 않는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한, 분류된 EGR 가스 온도가 PM 프리 스크러버(11)에서 스크러버 처리수와 접촉하여 냉각됨으로써 EGR 가스의 온도가 저하되게 되어 블로어(13)로 압송하는 것과 더불어 높은 EGR율의 확보가 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 PM 프리 스크러버(11)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 PM 프리 스크러버보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 스크러버 처리수로서의 폐기 처리수의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 상기 제1∼제3 실시예 장치의 배기 가스 정화 장치보다 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 레이아웃성이 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다.

도 13에 본 발명의 제13 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 상기 도 2에 나타내는 본 발명의 제2 실시예 장치의 변형예로, PM 프리 스크러버를 2기 채용하여 구성한 것이다. 즉, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3)를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러(3)의 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4), 또한 배기 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)(이하, 「주PM 프리 스크러버」라고 함)를 설치하고, 또한 그 하류의 머플러(도시하지 않음)에 대한 배기관에 분기부(5)를 설치하여 EGR 가스를 분류하는 EGR 배관계를 접속하고, 이 EGR 배관계에 상기와 동일한 부PM 프리 스크러버(11b)(이하, 「부PM 프리 스크러버」라고 함)를 설치하고, 상기 부PM 프리 스크러버(11b)를 통과한 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 13에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 상기와 마찬가지로 배기 가스가 클린(정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 PM의, EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의, 주·부PM 프리 스크러버(11a, 11b)에 의해 SOx 등의 함유량 감소)해짐과 동시에, 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)와 그 후류의 분기부(5)로부터 EGR 가스를 분류하여 흡기에 환류하는 EGR 배관을 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 주PM 프리 스크러버(11a)에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분은 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 함유량을 감소시킴과 동시에, 그 SOx를 감소시킨 EGR 가스는, 상기 분기부(5)로부터 분기된 EGR 배관계에 설치된 부PM 프리 스크러버(11b)에서 설페이트 등의 SOx가 더욱 제거되기 때문에, 엔진 구성 부품의 마모 촉진 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있으며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제되고 배기 가스도 한층 더 클린해진다. 고로, 피스톤, 피스톤 링, 실린더, 실린더 헤드, 급배기 밸브·밸브 스템 등의 엔진 구성 부품의 내구성을 보다 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)에서는, 주PM 프리 스크러버(11a)와 마찬가지로 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리도, 주PM 프리 스크러버(11a)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리와 마찬가지로, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 14에 본 발명의 제14 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 상기 도 8에 나타내는 본 발명의 제8 실시예 장치의 변형예로, PM 프리 스크러버를 2기 채용하여 구성한 것이다. 즉, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류에, 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저(12-1)가, 후단에 저압 터보차저(12-2)가 장착되고, 저압 터보차저(12-2) 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3)를 설치하고, 또한 그 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)와 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)를 설치하고, 또한, 그 하류에 머플러(도시하지 않음)에 대한 배기관에 설치한 분기부(5)에 EGR 가스를 분류하는 EGR 배관계를 접속하고, 이 EGR 배관계로부터 분류한 EGR 가스로부터 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)를 설치하고, 상기 부PM 프리 스크러버(11b)를 통과한 EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 에어 필터(9)로부터의 흡기와 함께 저압 터보차저(12-2)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 상류의 저압 위치의 흡기관에, 혹은 고압 터보차저(12-1)와 저압 터보차저(12-2) 사이의 중압력 위치의 흡기관에 블로어(13)로 보다 압송하여, 혹은 또한, 고압 터보차저(12-1)의 컴프레서 휠(도시하지 않음)의 후류의 고압력 위치의 흡기관에 블로어(13)로 보다 압송하여, 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 14에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 상기 도 8에 나타내는 제8 실시예 장치와 마찬가지로 배기 가스가 클린해짐과 동시에, 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)와, 그 후류의 분기부(5)에 접속한 EGR 배관계로부터 분류한 EGR 가스로부터 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)를 설치함으로써, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 미처 제거하지 못한 이산화황 가스 등의 SOx와, 입자인 PM 중, SOx는 주PM 프리 스크러버(11a)에서 제거되어 배기 가스에도 EGR 가스에도 거의 함유되지 않게 되고, 배기 가스는 n-헥산 추출물 등의 SOF분을 약간 함유하지만 PM도 이산화황 가스 등의 SOx도 함유량을 감소시킴과 동시에, SOx를 감소시킨 EGR 가스의 환류에 의해 엔진 구성 부품의 마모 촉진 및 부식의 방지나, 배기 관계 부품의 부식을 방지하여 메인터넌스 간격의 연장이나 장수명화를 도모할 수 있어 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있으며, 또한 연소실에서의 연소 온도가 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제되고 배기 가스도 클린해진다. 또한, 엔진이 2단 과급되고 있음으로써 과급 압력이 상승하여 공기 과잉률 등이 향상되어, 연비는 개선되고, EGR율을 넓은 운전역에 걸쳐 상승시킬 수 있고, 배기 매니폴드(2)에 배출되는 단계에서의 PM도 저감되어 원하는 배기 가스의 정화 능력을 확보·유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 이 배기 가스 정화 장치에 있어서도 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)에서는, 스크러버 처리수에는 주로 SOx만이 용해되어 있고 입자인 PM은 극히 약간밖에 용해·함유되어 있지 않기 때문에, 이 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리도, 주PM 프리 스크러버(11a)의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리와 마찬가지로, SOx는 중화·여과 등 단순한 공정과 적은 공정수 및 소형으로 제어가 간이한 처리 장치에 의해 처리를 할 수 있고, 복잡하고 고도한 제어를 수반하는 제어부를 구비한 고가이며 또한 대형으로 설치 자유도가 낮은 처리 장치(유분을 포함한 처리 배수를 해양으로 배출하지 않기 위한 저장 설비를 포함함)에 의한 입자인 PM의 처리 기능을 거의 필요로 하지 않고, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고, 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 폐기 처리수의 해양으로의 배출이 가능해진다.

도 15에 본 발명의 제15 실시예 장치로서 나타내는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치는, 상기 도 7에 나타내는 본 발명의 제7 실시예 장치의 변형예로, PM 프리 스크러버를 2기 채용하여 구성한 것이다. 즉, 동일하게 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)를 설치하고, 또한, 그 하류에 머플러(도시하지 않음)에 대한 배기관에 설치한 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)를 설치하고, 이 부PM 프리 스크러버(11b)의 하류에 EGR 밸브(6)를 배치하고, 상기 EGR 밸브(6)에 의해 EGR 가스의 유량을 제어하면서 흡기 매니폴드(7) 혹은 에어 필터(9)로부터의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

상기 도 15에 나타내는 구성의 배기 가스 정화 장치의 경우는, 상기와 마찬가지로 배기 가스가 클린(EGR 가스의 환류에 의해 질소 산화물의, 주·부PM 프리 스크러버(11a, 11b)에 의해 SOx 등의 함유량 감소)해짐과 동시에, 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 설치한 PM을 거의 용해·제거하지 않는 주PM 프리 스크러버(11a)에 의해, 입자인 PM 중, SOx가 제거되기 때문에, 주PM 프리 스크러버(11a)의 하류측의 분기부(5)에 접속한 EGR 배관계로부터 분류한 EGR 가스는 클린한 EGR 가스가 되고, 또한 그 클린한 EGR 가스는 배기 가스 쿨러(3)에 의해 냉각되어 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에서 상기 EGR 가스 중의 PM(SOF, ISF)의 함유량이 효율적으로 감소되고, 또한, EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해·제거하지 않는 부PM 프리 스크러버(11b)에 의해 냉각되어, 높은 EGR율의 확보가 보다 용이해지고, 또한, 연소실에서의 연소 온도가 보다 저하되어 질소 산화물의 발생이 억제됨과 동시에 실린더 벽면 등으로부터의 방열이 감소하여 연료 소비율이 보다 향상됨과 동시에, EGR 가스에 함유되는 SOx가 감소함으로써, 엔진 구성 부품, 배기 관련 부품이 SOx에 의해 마모가 촉진되거나 부식되거나 하여 엔진 및 관련 부품의 내구성을 손상시킬 위구를 없애고 향상시킬 수 있기 때문에 염가의 재료를 사용할 수 있다. 또, EGR 배관계에 설치하는 부PM 프리 스크러버(11b)는 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에 배기 가스의 전량을 처리하는 주PM 프리 스크러버(11a)보다는 적은 처리 능력이면 되어 소형·소용량으로 염가의 장치가 되며, 또한 스크러버 처리수의 양도 적어져 슬러지의 감소, 항행 중의 해양으로의 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 배출량도 감소시킬 수 있다. 또한, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치도 EGR 가스만을 처리 가능한 처리 능력을 가지면 되기 때문에, 소형·소용량으로 레이아웃성도 좋으며, 또한 염가의 장치가 된다.

또한, 본 발명에서 사용하는 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(주PM 프리 스크러버(11a), 부PM 프리 스크러버(11b)를 포함함)는, 상기한 바와 같이 배기 가스 또는 EGR 가스 통로 내에 설치되는 것인데, 그 PM 프리 스크러버로는 예컨대 도 16∼도 19에 나타내는 것을 채용할 수 있다.

도 16에 나타내는 PM 프리 스크러버는, 우수한 흡수성을 가지며 유리 섬유나 카본 섬유, 아라미드 섬유 등을 골격으로 한 바람직하게는 다공질의 세라믹제 소재로 이루어지는 물결판과 평판을 교대로 적층하여, 평판과 물결판 사이에서 구성되는 터널형의 미소 유로가 사행하고 있는 허니컴 구조의 허니컴 코어(예컨대, 세로 250 mm×가로 250 mm×깊이 100 mm(니치아스 주식회사 제조, 상품명 ; 허니컴 워셔))를 소망 매수 적층하여 허니컴 유닛 코어부(11-1)로서 설치하고, 상기 허니컴 유닛 코어부(11-1)의 전체 폭·전체 길이에 걸쳐 대략 균일하게 급수하도록 급수 노즐 혹은 급수 덕트로 이루어지는 급수부(11-2)를 상기 허니컴 유닛 코어부(11-1)의 상부에 배치하여 급수하고, 급수된 스크러버 처리수(세정수)(W)는 상기 허니컴 유닛 코어부(11-1)의 사행하는 각 미소 유로의 표면을 습윤하면서 유하하여, 상기 허니컴 유닛 코어부의 하부에 거의 동일한 길이 및 폭으로 설치된 언더 트레이(11-3)에 이르고 그 후 처리수 탱크(11-4)에 수용(시스템 수량 : 20 l)되지만, 스크러버 처리수(W)는 탱크로부터 각 미소 유로의 표면이 건조되지 않고 습윤을 유지할 수 있도록 펌프(P)에 의해 급수부(11-2)에 보내져(수류속 ; 12 L/min 정도), 순환 사용되는 구성으로 하고 있다. 도면 중, 화살표 A는 배기 가스 혹은 EGR 가스, 화살표 B는 S분이 제거된 배기 가스 혹은 EGR 가스(PM은 거의 잔류), M은 모터, W는 스크러버 처리수를 나타낸다.

이 PM 프리 스크러버의 경우, 배기 가스 혹은 EGR 가스는 허니컴 유닛 코어부(11-1)를 사행하여 각 미소 유로의 벽면의 습윤한 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흐를 뿐이기 때문에, 통상 스크러버와 같이 처리수(W)의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 접촉하면서 흐르기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없으므로, 배기 가스 또는 EGR 가스 성분 중에서 물과의 친화성이 높아 흡수되기 쉬운 이산화황 등의 SOx를 그 처리수에 용해하지만, 물과의 친화성이 없는 입자인 PM은 처리수에는 거의 용해되지 않고 흐르며, 따라서 배기 가스 및 EGR 가스는 SOx가 확실하게 제거되고, 입자인 PM은 거의 잔류하여 함유된 상태로 배출되게 된다. 이 처리수에, SOx는 함유되어 있지만, n-헥산 추출물을 주성분으로 하는 유성 혼합물을 함유하고 있지 않음으로써, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 처리수의 배출이 가능해져 특히 배 안에서의 처리수의 배수 처리가 현격히 용이해지고 처리 장치의 제어도 심플해지며 장치도 소형화되어 레이아웃성도 좋아지고 염가의 설비도 된다.

또한, 상기 PM 프리 스크러버와 동일한 구성을 갖는 다른 타입으로서, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인리스제 박판 소재 혹은 오스테나이트계 스테인리스제 세선을 평직·능직 등에 의해 메시형으로 짠 스테인리스제 망판 소재로 이루어지는 평판을 사행한 물결판형으로 코루게이트 가공하여 사행 방향이 교대로 사교(斜交)하도록 적층하고, 사교한 물결판 사이에서 구성되는 사교하는 터널형의 미소 유로가 사행하고 있는 허니컴 구조의 허니컴 유닛 코어를 소망 매수 적층하여 구성한 허니컴 유닛 코어부를 채용한 것이 있다(도면 생략). 이 허니컴 유닛 코어부를 채용한 PM 프리 스크러버도 상기 다공질 세라믹제의 허니컴 코어 구조의 것과 마찬가지로, 배기 가스 혹은 EGR 가스는 상기 허니컴 유닛 코어부를 사행하여 각 미소 유로의 벽면의 습윤한 수박막층 표면을 따르면서 순조롭게 흐를 뿐이기 때문에, 통상 스크러버와 같이 처리수의 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 따르면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없으므로, 배기 가스 또는 EGR 가스 성분 중에서 물의 친화성이 높아 흡수되기 쉬운 이산화황 등의 SOx를 그 처리수에 용해하지만, 물과의 친화성이 없는 입자인 PM은 처리수에는 거의 용해하지 않는다. 이 처리수는, SOx는 함유하고 있지만 n-헥산 추출물을 주성분으로 하는 유성 혼합물을 함유하고 있지 않음으로써, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 처리수의 배출이 가능해져 특히 배 안에서의 처리수의 배수 처리가 현격히 용이해지고 처리 장치의 제어도 심플해지며 장치도 소형화되어 레이아웃성도 좋아지고 염가의 설비도 된다.

도 17에 나타내는 PM 프리 스크러버는, 배기 가스 또는 EGR 가스 통로에 설치된 스크러버 하우징(11-5) 내에, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인리스제 박판 소재 혹은 오스테나이트계 스테인리스제 세선을 평직·능직 등에 의해 메시형으로 짠 스테인리스제 망판 소재로 이루어지는 평판형의 처리판(11-6)을 상하 방향 연직으로 또한 가스의 흐름과 대략 평행하게 좁은 간격을 유지하여 다수매 배치한 것으로, 각 처리판(11-6)의 상단에는 각 처리판의 양면의 전표면을 습윤하도록 처리수 공급 노즐(11-7)을 설치하고, 각 처리판의 하단에는 탱크부(11-8)를 설치하고, 배관(도시하지 않음) 및 모터로 구동되는 순환 펌프(도시하지 않음)에 의해 스크러버 처리수(W)를 순환시켜 상기 처리판(11-6)의 표리의 전표면을 유하함으로써 항상 습윤시키고 있다. 11-10은 배기 가스 또는 EGR 가스의 가스 유로이다.

이 PM 프리 스크러버로 처리되는 배기 가스 및 EGR 가스는, 상기 항상 습윤한 처리판(11-6)의 표면을 따르면서 순조롭게 흐를 뿐이기 때문에, 통상 스크러버와 같이 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 접촉하면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없으므로, 배기 가스 또는 EGR 가스 성분 중에서 물과의 친화성이 높아 흡수되기 쉬운 이산화황 등의 SOx를 그 처리수에 용해하지만, 물과의 친화성이 없는 입자인 PM은 처리수에는 거의 용해하지 않는다. 이 처리수에는, SOx는 함유되어 있지만, n-헥산 추출물을 주성분으로 하는 유성 혼합물을 함유하고 있지 않음으로써, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 처리수의 배출이 가능해져 특히 배 안에서의 처리수의 배수 처리가 현격히 용이해지고 처리 장치의 제어도 심플해지며 장치도 소형화되어 레이아웃성도 좋아지고 염가의 설비도 된다.

또, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인리스제 박판 소재 혹은 오스테나이트계 스테인리스제 세선을 평직·능직 등에 의해 메시형으로 짠 스테인리스제 망판 소재로 이루어지는 상기 처리판(11-6)의 표면 형상은 평판형에 한정되는 것이 아니고, 처리수가 유하하는 방향으로 물결형 성형된 코루게이트판(도시하지 않음), 배기 가스 또는 EGR 가스가 흐르는 방향으로 물결형 성형된 코루게이트판(도시하지 않음), 처리수의 유하 방향 및 배기 가스·EGR 가스의 흐름 방향의 양방향에 요철을 가진 엠보스형의 처리판(도시하지 않음) 중 어느 것을 선택하여 사용할 수 있다. 이들 처리판도, 통상 스크러버와 같이 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 따르면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없다.

도 18에 나타내는 PM 프리 스크러버는, 상기 도 17에 나타내는 PM 프리 스크러버의 변형예로, 스크러버 하우징(11'-5) 내에, 평판형의 처리판(11'-6)을 상하 방향으로 경사시키며 또한 가스의 흐름과 대략 평행하게 좁은 간격을 유지하여 다수매 배치한 것으로, 각 처리판(11'-6)의 경사면의 상면측 상단에는 각 처리판의 상면의 전표면을 습윤하도록 처리수 공급 노즐(11'-7)을 설치하고, 각 처리판의 하단에는 탱크부(11'-8)를 설치하고, 배관(도시하지 않음) 및 모터로 구동되는 순환 펌프(도시하지 않음)에 의해 스크러버 처리수(W)를 순환시켜 상기 경사한 처리판(11'-6)의 상면의 전표면을 유하함으로써 항상 습윤시키고 있다. 11'-10은 배기 가스 또는 EGR 가스의 가스 유로이다.

이 PM 프리 스크러버로 처리되는 배기 가스 및 EGR 가스는, 상기 항상 습윤한 처리판(11'-6)의 상측 표면을 유하하는 물의 수박막층 표면 부근을 따르면서 순조롭게 흐를 뿐이기 때문에, 통상 스크러버와 같이 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 따르면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없으므로, 배기 가스 또는 EGR 가스 성분 중에서 기체이며 확산 계수가 크고 물과의 친화성이 높아 흡수되기 쉬운 SOx를 그 처리수에 용해하지만, 입경이 크고 확산 계수가 작고 물과의 친화성이 없는 PM은 처리수에는 거의 용해하지 않는다. 또한, 처리판(11'-6)을 상하 방향으로 경사시키며 또한 각 처리판(11'-6)의 경사면의 상면측 상단에는 각 처리판의 상면의 전표면을 습윤하도록 처리수 공급 노즐(11'-7)을 상면측에만 설치해 두기 때문에, 가령 배가 흔들려 처리수 공급 노즐(11'-7)로부터 유출되는 처리수류에 다소의 흔들림을 발생하더라도 처리수의 비산에 수반되는 처리수에 대한 PM의 교차·충돌 등이 잘 발생하지 않고, 상기 처리판(11'-6)의 상면측 전표면을 확실하게 습윤하기 쉬워진다. 이 처리수에는, SOx는 함유되어 있지만, PM을 거의 함유하고 있지 않음으로써, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 처리수의 배출이 가능해져 특히 배 안에서의 처리수의 배수 처리가 현격히 용이해지고 처리 장치의 제어도 심플해지며 장치도 소형화되어 레이아웃성도 좋아지고 염가의 설비도 된다. 또, 상기 처리판(11'-6)의 표면 형상은 평판형에 한정되는 것이 아니고, 처리수가 유하하는 방향으로 물결형 성형된 코루게이트판(도시하지 않음), 배기 가스 또는 EGR 가스가 흐르는 방향으로 물결형 성형된 코루게이트판(도시하지 않음), 혹은 처리수가 유하하는 방향과 교차하는 방향으로 물결형 성형된 코루게이트판(도시하지 않음), 처리수의 유하 방향 및 배기 가스·EGR 가스의 흐름 방향의 양방향에 요철을 가진 엠보스형의 처리판(도시하지 않음) 중 어느 것을 선택하여 사용할 수 있다. 이들 처리판도, 통상 스크러버와 같이 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 따르면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없다.

도 19에 나타내는 PM 프리 스크러버는, 배기 가스 또는 EGR 가스 통로에 설치된 스크러버 하우징(도시하지 않음) 내에, 섬유질 흡수성이 있는 엔드리스 벨트(11-12)를 처리수 탱크(11-11) 내에서 하부에 설치한 구동 롤(11-13) 및 상하 양부에 설치한 종동 롤(11-14) 사이에 서펜타인형(구불구불한 형상)으로 배치하고, 배관(도시하지 않음) 및 모터로 구동되는 순환 펌프(도시하지 않음)에 의해 상기 처리 탱크(12-11) 내의 스크러버 처리수(W)를 공급 노즐(도시하지 않음)로부터, 상기 엔드리스 벨트(11-12)의 표리 양면의 상부에 설치한 종동 롤(11-14) 직하로부터 유하시켜 표리의 전표면을 항상 습윤시키는 구성으로 한 것이다. 또, 상기 구동 롤(11-13) 및 하부에 설치한 종동 롤(11-14)은 처리수 탱크(11-11) 내의 스크러버 처리수(W)의 수면 아래에 설치하면 상승하는 엔드리스 벨트(11-12)의 양면을 확실하게 습윤시킬 수 있어 바람직하다.

이 PM 프리 스크러버의 경우도, 통상 스크러버와 같이 처리수의 수박막층 표면에 대하여 배기 가스가 수직에 가까운 각도로 격하게 교차·충돌하는 경우가 거의 없고, 온화하게 따르면서 흐를 뿐이기 때문에 서로 혼합되는 경우가 없으므로, 배기 가스 또는 EGR 가스 성분 중에서 물과의 친화성이 높아 흡수되기 쉬운 이산화황 등의 SOx를 그 처리수에 용해하지만, 물과의 친화성이 없는 입자인 PM은 처리수에는 거의 용해하지 않는다. 이 처리수에, SOx는 함유하고 있지만 n-헥산 추출물을 주성분으로 하는 유성 혼합물을 함유하고 있지 않음으로써, 때로는 스크러버·스루 운전도 가능하고 특별 해역 및 특별 해역 밖의 항행 중이어도 해양으로의 처리수의 배출이 가능해져 특히 배 안에서의 처리수의 배수 처리가 현격히 용이해지고 처리 장치의 제어도 심플해지며 장치도 소형화되어 레이아웃성도 좋아지고 염가의 설비도 된다.

또한, 상기 도 16에 나타내는 PM 프리 스크러버와 동일한 구성을 갖는 별도의 타입으로서, 섬유질 흡수성이 있는 엔드리스 벨트(11-12) 대신에, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인리스제 박판 소재로 이루어지는 엔드리스 벨트를 채용한 것이 있다(도면 생략). 이 SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인리스제 박판 소재로 이루어지는 엔드리스 벨트를 채용한 PM 프리 스크러버도 상기 섬유질 흡수성이 있는 엔드리스 벨트(11-12)를 채용한 것과 동일한 작용 효과가 얻어지는 것은 물론이다.

실시예

다음으로, 실시예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 선박용 디젤 엔진을 표 1에 나타내는 조건에서 이하의 시험을 실시하고, 각 실시예 및 비교예의 배기 가스의 여러 특성 및 스크러버 처리수의 특성을 이하에 나타낸다. 기본 특성은 배기 가스 정화 장치를 갖지 않는 도 20에 나타내는 구성의 장치를, 종래예는 비특허문헌 2에 기초하여 구성한 도 26에 나타내는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치를, 각각 이용한 경우의 결과이다. 또한, 본 발명 1은 도 1에 나타내는 제1 실시예 장치를, 본 발명 2는 도 11에 나타내는 제11 실시예 장치를, 본 발명 3은 도 12에 나타내는 제12 실시예 장치를, 각각 이용한 경우의 결과이다.

한편, 이산화황은 물이나 해수에 대한 용해도가 높고, 스크러버에 의한 이산화황의 흡수 기술은 확립되어 있다. 즉, 스크러버 처리수를 가성소다(수산화나트륨) 등에 의해 pH=12 정도의 알칼리성으로 유지 관리하여 사용함으로써, 이산화황의 제거율 95% 이상을 실현할 수 있다. 본 실시예의 주목적은, 본 배기 가스 정화 장치의 스크러버 처리수의 PM 기인의 오염물을 저감하고, 스크러버 처리수의 배수 처리 공정을 간소화할 수 있는 것을 실증하는 것이다. 따라서, 본 실시예에서는, 스크러버 처리수로서 수돗물을 사용하고, 이산화황의 흡수에 의해 스크러버 처리수가 산성을 나타내더라도, 가성소다 공급 등의 pH 관리는 하지 않고 실시했다.

본 발명 1에 상당하는 본 실시예는, 상기 도 1에 나타내는 제1 실시예 장치, 즉, 배기 매니폴드(E/M)(2) 하류의 배기관의 터보차저(T/C)(12)의 터빈 휠(도시하지 않음) 하류에 배기 가스 쿨러(G/C)(3)를 배치하고, 또한 상기 배기 가스 쿨러(G/C)(3)의 하류에 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(ESP/C/DPF)(4)를 배치하고, 그 하류측 배관에 배기 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않음으로써 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 배치하고, 에어 필터(A/F)(9) 하류의 흡기관에 터보차저(T/C)(12)의 컴프레서 휠(도시하지 않음) 및 인터쿨러(I/C)(14)를 경유하여 엔진의 흡기 매니폴드(I/M)(7)에 외부의 공기를 흡기시키는 구성으로 한 배기 가스 정화 장치에 있어서, PM 프리 스크러버(11)에 의해 정화 처리된 후의 배기 가스 중의 SO₂의 농도, PM 프리 스크러버(11) 처리수 중의 n-헥산 추출치를 각각 측정했다.

본 발명 2에 상당하는 본 실시예는, 상기 도 11에 나타내는 제11 실시예 장치, 즉, 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 터보차저(12)가 장착되고, 상기 터보차저(12)의 터빈 휠(도시하지 않음)의 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러(3) 및 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않음으로써 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11), 기수 분리기(8), EGR 가스를 승압하여 공급·압송하는 블로어(B/W)(13), EGR 밸브(6)를 이 순서로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 인터쿨러 전의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

따라서 본 발명 2의 장치는, 터보차저(12)의 터빈 휠(도시하지 않음)을 가속한 후의 배기 가스를 예냉하고, 정전 사이클론 배기 가스 정화 처리 후의 배기 가스로부터 분류한 EGR 가스만을 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)로 처리하고, 그 후 기수 분리기(8)를 경유시켜 블로어(B/W)(13)로 압송하여 인터쿨러 전의 흡기관에 정확한 양의 EGR 가스를 환류시키는 구성으로 한 배기 가스 정화 장치에 있어서, PM 프리 스크러버(11)에 의해 정화 처리된 후의 배기 가스 중의 SO₂, NOx의 각 농도를 각각 측정했다.

본 발명 3에 상당하는 본 실시예는, 상기 도 12에 나타내는 제12 실시예 장치, 즉, 배기 매니폴드(2) 하류의 배기관에 터보차저(12)가 장착되고, 상기 터보차저(12) 하류의 배기관에 분기부(5)를 설치하고, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 EGR 배관계를 상기 분기부(5)에 접속하고, 상기 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러(3), 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)를 배치하고, 상기 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)의 하류에 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않음으로써 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)를 설치하고, 또한 상기 PM 프리 스크러버(11)의 하류에 기수 분리기(8), 블로어(13), EGR 밸브(6)를 이 순서로 배치하고, EGR 가스를 EGR 밸브(6)에 의해 유량 제어하면서 인터쿨러 전의 흡기관계에 환류시키는 구성으로 한 것이다.

따라서 본 발명 3의 장치는, EGR 가스 배관계에 있어서 상기 EGR 가스를 예냉하고, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)로 처리한 후에 PM을 거의 용해·제거하지 않는 PM 프리 스크러버(11)로 처리하고, 그 후 기수 분리기(8)를 경유시켜 블로어(13)로 압송하여 인터쿨러 전의 흡기관에 환류시키는 구성으로 한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 터보차저(12) 하류의 배기관에서 NOx를, PM 프리 스크러버(11) 후의 EGR 배관계에서 SO₂를 각각 농도 측정했다.

기본 특성

배기 가스 정화 장치를 갖지 않는 도 20에 나타내는 구성의 장치에 있어서, 디젤 엔진의 터보차저(12)의 하류에서 배기 가스 중의 SO₂, NOx의 각 농도치를 측정했다.

종래예

본 종래예는, 특허문헌 2에 기초하여 구성한 도 26에 나타내는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치, 즉, 터보차저(12)의 하류에 배기 가스 쿨러(3)를 설치하고, 상기 쿨러로 냉각된 배기 가스를 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치(4)에 의해 처리하고, 그 후 표 1에 기재된 충전층의 상부로부터 살수하는 구조의 충전탑 타입(도시하지 않음)의 충전층식이라고 칭하는 통상 스크러버(11-0)로 배기 가스를 세정 처리하는 구성으로 한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 통상 스크러버에 의해 처리된 후의 배기 가스 중의 SO₂의 농도치, 및 통상 스크러버의 스크러버 처리수 중의 n-헥산 추출치를 각각 측정했다.

● 엔진 :
스트로크 : 4 스트로크 타입
기통수 : 3
보어 스트로크 : 130 mm×160 mm
터보차저와 인터쿨러 : 장착
출력 : 100 PS×1200 rpm
EGR율 : 10%, 20%, 25%
연료 : A 중유＋황 첨가(황분의 토탈 질량% : 2.1)
부하율 : 50%
● 배기 가스 쿨러 : 수냉
● 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치 :
(1) 통형상 포집부, 내경 Φ400 mm×길이 3000 mm
(2) 정전 전압 : DC-45000 V
(3) 사이클론 포집부 : 몸통 직경 Φ260 mm
● 통상 스크러버 :
타입 : 충전층식(충전층의 상부로부터 살수하는 충전탑)
제조업자 : 주식회사 산키 제작소
형식 : S-40형
처리수 : 수돗물(가성소다 등에 의한 pH 조정 없음)
수량 : 20 L
수류량 : 20 L/min
처리 시간 : 5시간
● PM 프리 스크러버 :
타입 : 보수 허니컴식(상품명 : 허니컴 워셔)
허니컴 코어 제조업자 : 니치아스 주식회사
허니컴 사이즈 : 세로 250×가로 250×안길이 100 mm×2층
처리수 : 수돗물(가성소다 등에 의한 pH 조정 없음)
수량 : 20 L
수류속 : 20 L/min
처리 시간 : 5시간

상기 실시예로부터 분명한 바와 같이, 이하에 기재하는 사항이 판명되었다.

(1). 기본 특성에 의한 기술에서는, 배기 가스 정화 장치를 전혀 장비하지 않았기 때문에, SO₂, NOx는 당연히 저감되지 않았다. 또 여기서는, 상기 SO₂의 농도 상황을 도 21에, NOx의 농도 상황을 기본 특성의 농도를 기준(100%)으로 하여 도 22에, 각각 나타냈다.

(2). 종래예는, 배기관에 배기 가스 쿨러와 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치를 장비했기 때문에 배기 가스 중의 PM은 제거된다. 그러나, EGR을 실시하지 않았기 때문에 NOx는 저감되지 않고, 또한, 시판되는 통상의 스크러버를 장비했기 때문에 SOx는 저감되지 않는다. 또한, 수돗물을 사용한 시판되는 통상의 스크러버를 장비했기 때문에, SO₂는 도 21에 나타낸 바와 같이 저감되지만, 스크러버의 처리수(세정수)에는 SOx뿐만 아니라 PM이 함유되게 되어 환경 혹은 생태계에 악영향을 미치는 성분의 완전한 제거는 기대할 수 없다.

또, 2.5시간 및 5시간 운전시의 상기 통상 스크러버 처리수 중의 n-헥산 추출치를 도 23에, 5시간 운전시의 상기 통상 스크러버 처리수의 투시도 비교를 도 24에 나타내지만, 입자인 PM에 의해 현저히 오염되어 있고, 통상 스크러버 처리수의 배수 처리에는 대규모의 처리 장치나 많은 공정수와 고도한 기술이 필수가 된다.

(3). 본 발명 1은, 배기관에 배기 가스 쿨러와 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치를 장비했기 때문에 배기 가스 중의 PM은 도 20의 종래예와 달리 제거되고, EGR을 실시하지 않았기 때문에 NOx는 저감되지 않지만, 그러나 배기 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않는 PM 프리 스크러버를 설치함으로써 배기 가스 중의 SO₂는 도 21에 나타낸 바와 같이 대폭 저감되며, 또한 PM 프리 스크러버의 스크러버 처리수가 PM을 거의 함유하고 있지 않기 때문에, 2.5시간 및 5시간 운전시의 상기 PM 프리 스크러버 처리수 중의 n-헥산 추출치를 도 23에, 5시간 운전시의 상기 PM 프리 스크러버 처리수의 투시도 비교를 도 25에 나타낸 바와 같이 클리어이며, 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리의 문제도 해결할 수 있다.

(4). 본 발명 2는, 배기관에 배기 가스 쿨러와 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치를 설치하고, 또한 EGR을 실시했기 때문에, 배기 가스 중의 NOx는 도 22에 나타낸 바와 같이 EGR율을 높게 해 나감으로써 크게 저감할 수 있고, PM과 함께 저감할 수 있을 뿐만 아니라, EGR 가스는 EGR 가스 중의 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않는 PM 프리 스크러버를 경유시키고 있기 때문에 SO₂는 도 21에 나타낸 바와 같이 대폭 저감되어, 엔진의 신뢰성을 위협하는 SOx의 함유량을 대폭 줄이고, 또한 EGR 가스 중의 PM이 미리 저감되며, 또한 PM 프리 스크러버의 스크러버 처리수가 PM을 거의 함유하고 있지 않기 때문에, 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리의 문제도 본 발명 1과 마찬가지로 해결할 수 있다.

(5). 본 발명 3은, 배기 가스는 PM을 함유하지만 NOx는 도 22에 나타낸 바와 같이 본 발명 2와 동일한 정도로 저감되어 있고, EGR 배관계의 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치의 전후의 EGR 가스 중의 PM은 본 발명 1의 배기 가스와 동일한 정도로 저하되고, 또한, EGR 가스 중의 SO₂는 SOx를 그 처리수에 용해하지만 PM을 거의 용해시키지 않는 PM 프리 스크러버를 구비하고 있기 때문에 본 발명 1의 배기 가스와 동일한 정도로 저하되어 엔진의 신뢰성을 위협하는 SOx의 함유를 없애고, 또한 EGR 가스 중의 PM이 미리 저감되며, 또한 PM 프리 스크러버의 스크러버 처리수가 PM을 거의 함유하고 있지 않기 때문에, 스크러버 처리수의 폐기 처리수로서의 후처리의 문제도 본 발명 1 및 2와 마찬가지로 해결할 수 있다.

또, 본 발명의 중유 이하의 저질 연료를 연료로서 사용하는 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치의 구성은, 상기 제1 실시예 장치∼제15 실시예 장치의 것에 한정되는 것이 아니고, 배기 가스 쿨러, 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치, EGR 쿨러, PM 프리 스크러버, 기수 분리기, 과급기 등의 각종 장치나 설비의 배치, 조합을 여러가지로 변경하여 구성하는 것 모두를 포함하는 것은 물론이다. 또한, 여기서는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 대하여 설명했지만, 발전기용이나 대형 건설 기계 등, 선박용 이외의 다른 용도의 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

1 : 디젤 엔진 2 : 배기 매니폴드
3 : 배기 가스 쿨러 4 : 정전 사이클론 배기 가스 정화 장치
5 : 분기부 6 : EGR 밸브
7 : 흡기 매니폴드 8 : 기수 분리기
9 : 에어 필터 10 : EGR 쿨러
11 : PM 프리 스크러버(PM을 거의 제거하지 않는 스크러버 처리 장치)
11-1 : 사행 허니컴 코어 11-2 : 급수부
11-2-1 : 살수 탱크 11-2-2 : 노즐 구멍
11-3 : 언더 트레이 11-4, 11-11 : 처리수 탱크
11-5, 11'-5 : 스크러버 하우징 11-6, 11'-6 : 처리판
11-7, 11'-7 : 처리수 공급 노즐 11-8, 11'-8 : 탱크부
11-10, 11'-10 : 가스 유로 11-12 : 엔드리스 벨트
11-13 : 구동 롤 11-14 : 종동 롤
11a : 주PM 프리 스크러버 11b : 부PM 프리 스크러버
12 : 터보차저 12-1 : 고압 터보차저
12-2 : 저압 터보차저 13 : 블로어
14 : 인터쿨러 M : 모터
P : 펌프 W : 처리수
화살표 A : 배기 가스 또는 EGR 가스
화살표 B : S분이 제거된 배기 가스(PM은 거의 잔류)

Claims

중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체(主體)로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하며, 또한 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하고, 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계를 통해 상기 EGR 가스를 엔진의 흡기에 환류시키고, 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관의 상기 분기부의 상류측 혹은 하류측 또는 EGR 배관계에 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드에 연속되는 배기관에, 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하고, 상기 전기 집진 수단의 하류측의 EGR 배관계를 통해 EGR 가스를 엔진의 흡기에 환류시키고, 상기 전기 집진 수단의 하류측의 EGR 배관계에 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러를 설치하고, 상기 배기 가스 쿨러의 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단을 설치하며, 또한 상기 전기 집진 수단의 하류측 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 주(主)PM 프리 스크러버를 배치하고, 또한 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 연속되는 EGR 배관계에 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부(副)PM 프리 스크러버를 배치한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 2단 과급 시스템으로서 배기 가스의 흐름 방향 전단에 고압 터보차저를, 동(同)후단에 저압 터보차저를 설치하고, 저압 터보차저 하류의 배기관에 배기 가스 쿨러를 설치하고, 또한 그 하류측에, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단과 PM을 거의 제거하지 않는 주PM 프리 스크러버를 배치하고, 또한 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 접속한 EGR 배관계에 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부PM 프리 스크러버를 배치하고, 상기 배기 가스의 일부를 상기 저압 터보차저 및 고압 터보차저에 환류시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 엔진의 배기 매니폴드 하류의 배기관에 PM을 거의 제거하지 않는 주PM 프리 스크러버를 배치하고, 상기 주PM 프리 스크러버의 하류측에 상기 배기 가스의 일부를 EGR 가스로서 분류하는 분기부를 설치하고, 상기 분기부에 접속한 EGR 배관계에 배기 가스 쿨러, 상기 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제 가용분(SOF), 유기 용제 불용분(ISF)을 주체로 하는 PM(입자형 물질)을 제거하는 전기 집진 수단과 상기와 동일한 PM을 거의 제거하지 않는 부PM 프리 스크러버, EGR 쿨러를 배치하고, 상기 배기 가스의 일부를 엔진의 흡기 매니폴드에 환류시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버는, 배기관 또는 EGR 배관계에 우수한 흡수성을 갖는 유리 섬유를 골격으로 한 다공질 세라믹 소재로 이루어지는 물결판과 평판을 교대로 적층한 사행(斜行) 허니컴 구조의 코어부를 수직으로 배치하고, 코어 상부에 코어부 표면이 항상 습윤하도록 코어의 거의 전체 길이에 걸친 급수부를 설치하고, 배기 가스 또는 EGR 가스류가 허니컴 코어부의 다수의 터널형의 미소 코어 내를 통과하도록 배치하고, 코어 하부에 배기 가스를 정화한 처리수를 받는 코어의 거의 전체 길이에 걸친 트레이를 갖는 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버는, 배기관 또는 EGR 배관계에 상부 탱크 및 하부 탱크를 설치하고, 상기 양탱크 사이에 평판 및/또는 물결판을 설치하는 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PM을 거의 제거하지 않는 PM 프리 스크러버는, 배기관 또는 EGR 배관계의 하부에 트레이의 수면 아래에 복수의 하측 롤을 배치하고, 이것과 대응한 복수의 상측 롤과의 사이에 엔드리스 벨트를 서펜타인형(serpentine)으로 배치하고 각 롤의 적어도 하나를 구동하여 배기 가스 유로에 다수의 젖은 가동 벽면을 설치한 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 용제 가용분을 거의 제거하지 않는 스크러버는, 배기관 또는 EGR 배관계의 하부에 트레이의 수면 아래에 복수의 하측 롤을 배치하고, 이것과 대응한 복수의 상측 롤과의 사이에 엔드리스 벨트를 서펜타인형으로 배치하고, 각 롤의 적어도 하나를 구동하는 구조로 하고, 배관 및 순환 펌프에 의해 상기 트레이에 공급되는 처리수를 상기 엔드리스 벨트의 표리 양면을 유하시켜 배기 가스 유로에 다수의 젖은 가동 벽면을 설치한 것을 특징으로 하는 중유 이하의 저질 연료를 사용하는 선박용 디젤 엔진의 배기 가스 정화 장치.