KR20220008978A - 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 선박이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 선체와, 선체에 탑재되며 연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 분사하여 기액 접촉시키는 스크러버와, 스크러버 내부의 세정수를 배출하여 스크러버로 순환시키는 세정수순환관과, 세정수순환관 상에 연결되어 스크러버로부터 배출된 세정수가 경유하여 다시 스크러버로 순환되는 경로가 되는 세정수순환탱크와, 선체를 이루는 선체구조물에 의해 생긴 공간이 격벽으로 구획되어 형성되며, 내부에 분리벽이 설치되어 세정수순환탱크로부터 세정수가 유입되는 제1 수용공간과, 제1 수용공간과 분리된 제2 수용공간으로 분할되는 무방류탱크(zero discharge tank), 및 제1 수용공간으로부터 세정수를 공급받아 정화하여 제2 수용공간으로 공급하거나 다시 세정수순환탱크로 공급하는 세정수처리유닛을 포함할 수 있다.

Description

선박{Vessel}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선내 공간을 효율적으로 활용하면서 대량의 오염 세정수를 처리할 수 있는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있다. 이러한 배기가스를 대기 중에 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래하므로, 선박의 대기오염에 대한 환경규제가 강화되고 있는 실정이다. 대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위한 방법으로 통상, 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스를 기액 접촉하여 황산화물을 제거하는 습식 스크러버가 적용되고 있다.

한편, 습식 스크러버에서 배기가스와 기액 접촉하여 황산화물, 미세분진 등이 용해된 세정수는 오염된 상태이므로, 배출통제지역의 방류 기준에 맞추어 해상에 배출해야 한다. 그러나, 선박에 설치된 각종 엔진은 필요한 동력을 생성하기 위해 지속적으로 연료를 연소하고, 이에 따라 배출되는 배기가스를 처리하는 과정에서 오염된 세정수가 계속 생성될 수 밖에 없다. 따라서, 종래에는 선박이 배출통제지역에 있는 경우, 세정수 중 일부를 스크러버로 순환시켜 재사용하고 나머지 일부를 수처리 장치(water cleaning unit)에서 정화한 후 무방류탱크(zero discharge tank)에 저장하였으며, 선박이 배출통제지역을 벗어나면, 무방류탱크에 저장된 세정수를 해상에 배출하였다. 이러한 종래의 방식은, 수처리 장치에서 정화된 세정수가 발생되기 전까지 무방류탱크의 내부 공간이 비어있으므로, 선내 공간이 효율적으로 활용되지 못하는 단점이 있다. 또한, 수처리 장치는 원심분리 방식 또는 막분리 방식 또는 가압부상 방식 또는 경사판침강 방식을 사용하므로 세정수를 정화하는 데 일정 시간이 소요되는데, 세정수순환탱크에 저장된 세정수가 직접 수처리 장치에 유입됨에 따라 대량의 세정수를 처리하는데 한계가 있고, 세정수의 정화도 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

이에, 선내 공간을 효율적으로 활용하면서 대량의 오염 세정수를 처리할 수 있는 구조의 선박이 필요하게 되었다.

대한민국 공개특허 제10-2020-0034547호 (2020. 03. 31.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선내 공간을 효율적으로 활용하면서 대량의 오염 세정수를 처리할 수 있는 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박은, 선체와, 상기 선체에 탑재되며, 연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 분사하여 기액 접촉시키는 스크러버와, 상기 스크러버 내부의 상기 세정수를 배출하여 상기 스크러버로 순환시키는 세정수순환관과, 상기 세정수순환관 상에 연결되어 상기 스크러버로부터 배출된 상기 세정수가 경유하여 다시 상기 스크러버로 순환되는 경로가 되는 세정수순환탱크와, 상기 선체를 이루는 선체구조물에 의해 생긴 공간이 격벽으로 구획되어 형성되며, 내부에 분리벽이 설치되어 상기 세정수순환탱크로부터 상기 세정수가 유입되는 제1 수용공간과, 상기 제1 수용공간과 분리된 제2 수용공간으로 분할되는 무방류탱크(zero discharge tank), 및 상기 제1 수용공간으로부터 상기 세정수를 공급받아 정화하여 상기 제2 수용공간으로 공급하거나 다시 상기 세정수순환탱크로 공급하는 세정수처리유닛을 포함한다.

상기 세정수순환탱크는, 일 측에 상기 스크러버로부터 상기 세정수가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 일 측과 대향되는 타 측에 상기 유입구와 이격 배치되어 상기 스크러버로 상기 세정수가 유출되는 유출구가 형성될 수 있다.

상기 선박은, 상기 세정수처리유닛에서 정화된 상기 세정수를 상기 제2 수용공간으로 공급하는 유출관과, 상기 유출관에서 분기되어 상기 세정수순환탱크에 상기 유입구와 근접하게 연결되는 분기관, 및 상기 분기관 전단의 상기 유출관에 설치되어 상기 세정수의 탁도를 측정하는 센서부를 더 포함하되, 상기 센서부에서 측정된 상기 세정수의 탁도가 기준치 이상이면, 상기 세정수가 상기 분기관을 통해 상기 세정수순환탱크로 순환될 수 있다.

상기 선박은, 상기 세정수순환탱크에 상기 유입구와 인접하게 연결되어 상기 제1 수용공간으로 상기 세정수를 공급하는 제1 공급관과, 상기 무방류탱크에 상기 제1 공급관과 인접하게 연결되어 상기 제1 수용공간 내부의 상기 세정수를 상기 세정수처리유닛으로 공급하는 제2 공급관, 및 상기 제2 공급관 내부로 응집제를 주입하는 응집제주입유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 세정수처리유닛은, 중력분리기, 원심분리기, 막분리기, 침강분리기, 부유분리기, 필터 중 적어도 하나로 형성되어 상기 세정수에 포함된 고체상 입자를 분리할 수 있다.

상기 선박은, 상기 세정수순환탱크 전단의 상기 세정수순환관 내부로 중화제를 주입하는 중화제주입유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 선박은, 상기 세정수순환탱크 후단의 상기 세정수순환관에 설치되어 상기 세정수를 냉각시키는 열교환기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 세정수순환탱크보다 휠씬 넓은 부피를 갖는 무방류탱크 내부에 분리벽이 설치되어 제1 수용공간과 제2 수용공간으로 분할되고, 세정수순환탱크에 저장된 세정수가 제1 수용공간을 경유하여 세정수처리유닛에 공급되므로, 대량의 세정수를 처리할 수 있고 세정수처리유닛에서 세정수를 정화하는데 소요되는 시간도 확보할 수 있다. 특히, 세정수처리유닛에서 정화된 세정수가 발생되기 전까지 비어있던 무방류탱크의 내부 공간이 활용됨에 따라 선내 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 처리할 세정수를 제1 수용공간에 공간적으로 분리함으로써 나머지 순환할 세정수가 세정수순환탱크 내부 공간에서 원활하게 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 선박의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 선박에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 선박은 세정수순환탱크보다 휠씬 넓은 부피를 갖는 무방류탱크 내부에 분리벽이 설치되어 제1 수용공간과 제2 수용공간으로 분할되고, 세정수순환탱크에 저장된 세정수가 제1 수용공간을 경유하여 세정수처리유닛에 공급되므로, 대량의 세정수를 처리할 수 있고 세정수처리유닛에서 세정수를 정화하는데 소요되는 시간도 확보할 수 있다. 특히, 세정수처리유닛에서 정화된 세정수가 발생되기 전까지 비어있던 무방류탱크의 내부 공간이 활용됨에 따라 선내 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 처리할 세정수를 제1 수용공간에 공간적으로 분리함으로써 나머지 순환할 세정수가 세정수순환탱크 내부 공간에서 원활하게 이동할 수 있는 특징이 있다.

이하, 도 1을 참조하여, 선박(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 선박(1)은 선체(10)와, 스크러버(20)와, 세정수순환관(30)과, 세정수순환탱크(40)와, 무방류탱크(50), 및 세정수처리유닛(60)을 포함한다.

선체(10)는 선박(1)의 본체로, 외판(外板, 도시되지 않음)과, 외판을 내측에서 지지하는 내용골(도시되지 않음)과 늑골(도시되지 않음)을 포함한다. 여기서, 외판이라 함은, 외부로 노출되어 선박(1)의 외곽을 이루는 측판과 밑판을 의미하고, 내용골이라 함은, 선저 내부에서 외판이 옆으로 눕혀지지 않고 하중을 견딜 수 있도록 용골(keel, 龍骨)의 강도를 보충하는 종강도 부재(longitudinal strength member)를 의미하며, 늑골이라 함은, 외판에 가해지는 수압과 화물의 내압을 견디는 동시에 갑판(deck)에서의 하중에 대해서 기둥으로서 작용하도록 만들어진 횡강도 보강 부재를 의미한다. 선체(10)는 연속적으로 결합된 복수 개의 외판에 의해 외측면이 유선형(流線型)을 이루며, 각각의 외판은 내용골과 늑골에 의해 지지된다. 이러한 선체(10)에는 스크러버(20)가 탑재된다.

스크러버(20)는 선체(10)에 설치된 연소기관(100)으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 분사하여 기액 접촉시키는 것으로, 일 측에 배기관(110)과 세정수공급관(70)이 각각 연결된다.

배기관(110)은 선체(10)에 설치된 연소기관(100) 또는 보일러(도시되지 않음)의 배기가스를 공급하는 관으로, 단부가 스크러버(20)에 연결된다. 여기서, 연소기관(100)이라 함은, 연료를 연소하여 선박에 필요한 동력을 발생시키는 장치를 통칭하며, 예를 들어, 메인 엔진, 발전기 엔진일 수 있다. 연소기관(100)이 선박의 추진에 필요한 추력을 발생시키는 메인 엔진인 경우, 연소기관(100)은 도시된 바와 같이, 추진기와 근접한 선미 측에 배치될 수 있다. 연소기관(100)은 통상, 화석 연료를 연소하여 동력을 발생시키므로, 화석 연료의 연소에 따른 배기가스를 발생시킨다. 발생된 배기가스는 다량의 황산화물, 질소산화물, 유기물질, 미세분진 등을 포함하고 있으며, 연소기관(100)의 일 측에 연결된 배기관(110)을 통해 스크러버(20)로 공급된다. 배기관(110)은 도시된 바와 같이, 연소기관(100)의 배기구에 직접 연결되어 고온의 배기가스를 직접 스크러버(20)로 공급하거나, 보일러 또는 각종 열교환기를 경유하여 배기열의 대부분을 재활용하고 남은 폐가스를 스크러버(20)로 공급할 수 있다.

세정수공급관(70)은 해수 또는 청수 또는 해수와 청수의 혼합수 중 적어도 하나인 세정수를 스크러버(20)로 공급하는 관으로, 일단부가 해수유입구(도시되지 않음)와 청수저장탱크(도시되지 않음) 중 적어도 하나에 연결되고 타단부가 스크러버(20)에 직접 또는 간접적으로 연결된다. 즉, 세정수공급관(70)은 해수와 청수를 선택적으로 공급받아 스크러버(20)로 공급할 수 있다. 이하, 세정수공급관(70)의 일단부가 해수유입구에 연결된 구조를 보다 중점적으로 설명한다.

스크러버(20)는 배기관(110)을 통해 공급되는 배기가스에 세정수공급관(70)을 통해 공급되는 세정수를 분사하여 기액 접촉시킨다. 도면 상에는 스크러버(20)가 U자형으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 스크러버(20)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 스크러버(20)는 I자형으로 형성될 수도 있다. 스크러버(20)는 내부에 세정수를 미립자 형태로 분사하는 분사노즐(21)이 설치되며, 분사노즐(21)은 복수 개가 배기가스의 유동 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수 개의 분사노즐(21)이 배기가스의 유동 방향을 따라 배치됨으로써, 배기가스와 세정수의 접촉 면적, 접촉 횟수가 증대되어 배기가스에 포함된 황산화물, 질소산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 효과적으로 제거될 수 있다. 황산화물, 질소산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 제거된 배기가스는 스크러버(20)의 상부를 통해 외부로 배출된다. 스크러버(20)의 외부로 배출되는 배기가스는 오염물질이 배출기준에 적합한 수준으로 제거된 상태이므로, 대기 중에 그대로 방출할 수 있다.

스크러버(20) 내부의 세정수는 세정수순환관(30)을 통해 배출된다. 세정수순환관(30)은 스크러버(20) 내부의 세정수를 배출하여 스크러버(20)로 순환시키는 것으로, 일단부가 스크러버(20) 하단에 연결되고 타단부가 스크러버(20) 상단 또는 세정수공급관(70)에 연결될 수 있다. 세정수순환관(30)의 타단부가 스크러버(20) 상단에 연결되는 경우, 세정수공급관(70)은 타단부가 후술할 열교환기(33) 후단의 세정수순환관(30)에 연결될 수 있으며, 세정수순환관(30)의 타단부가 세정수공급관(70)에 연결되는 경우, 세정수공급관(70)은 타단부가 스크러버(20) 상단에 연결될 수 있다. 이하, 세정수순환관(30)의 타단부가 스크러버(20) 상단에 연결되고, 세정수공급관(70)의 타단부가 세정수순환관(30)에 연결되는 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 세정수순환관(30)은 일단부와 타단부가 각각 스크러버(20) 하단과 상단에 연결되고, 세정수공급관(70)은 타단부가 이러한 세정수순환관(30)에 연결되어 스크러버(20)에 간접적으로 연결된다. 따라서, 스크러버(20) 내부의 세정수는 세정수순환관(30)을 통해 스크러버(20)로 순환될 수 있으며, 세정수공급관(70)으로 유입된 세정수는 가압펌프에 의해 펌핑되어 세정수순환관(30)을 통해 스크러버(20)로 공급될 수 있다. 세정수공급관(70)과 세정수순환관(30)의 연결 지점에는 삼방밸브(three way valve)가 설치되므로, 세정수공급관(70) 측 유동과 세정수순환관(30) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다. 또한, 스크러버(20) 하단에 연결된 세정수순환관(30) 상에는 해수유출구(도시되지 않음)로 연장되어 세정수를 해상에 방류하는 세정수배출관(31)이 분기되며, 세정수배출관(31)의 분기 지점에도 삼방밸브가 설치되어 세정수순환관(30)측 유동과 세정수배출관(31) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다. 세정수배출관(31) 상에는 세정수의 수소이온농도지수(pH)와 탁도(turbidity), 및 다환 방향족 탄화수소(PAH; Polycyclic Aromatic　Hydrocarbons)를 측정하는 센서(S1)가 설치되므로, 배출통제지역의 방류 기준을 만족하는 범위 내에서 세정수를 방류할 수 있다. 세정수공급관(70) 상에는 세정수배출관(31)으로 세정수를 공급하는 세정수희석관(72)이 분기되어 세정수가 일부 희석된 후 방류될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 세정수공급관(70) 상에도 세정수의 수소이온농도지수와 탁도, 및 다환 방향족 탄화수소, 온도, 이온전도도를 측정하는 센서(S2)를 설치하여, 선박(1)으로 유입되는 세정수와, 선박(1)에서 유출되는 세정수의 수소이온농도지수, 탁도, 및 다환 방향족 탄화수소, 온도, 이온전도도를 비교하면서 방류할 수 있다.

세정수순환관(30) 상에는 세정수순환탱크(40)가 연결된다. 세정수순환탱크(40)는 스크러버(20)로부터 배출된 세정수가 경유하여 다시 스크러버(20)로 순환되는 경로가 되는 것으로, 세정수를 임시 저장하는 일종의 버퍼 탱크(buffer tank) 역할을 할 수 있다. 세정수순환탱크(40)는 일 측에 스크러버(20)로부터 세정수가 유입되는 유입구(40a)가 관통 형성되며, 일 측과 대향되는 타 측에 유입구(40a)와 이격 배치되어 스크러버(20)로 세정수가 유출되는 유출구(40b)가 관통 형성될 수 있다. 세정수순환관(30)은 스크러버(20) 하단과 유입구(40a)를 연결하는 제1 세정수순환관(30a)과, 유출구(40b)와 스크러버(20) 상단을 연결하는 제2 세정수순환관(30b)으로 분할될 수 있다. 즉, 스크러버(20) 내부의 세정수는 제1 세정수순환관(30a)과 유입구(40a)를 통해 세정수순환탱크(40)로 유입되고, 세정수순환탱크(40) 내부의 세정수는 유출구(40b)와 제2 세정수순환관(30b)을 통해 스크러버(20)로 순환된다. 또한, 세정수순환탱크(40)에는 세정수보충관(41)이 연결될 수 있다. 세정수보충관(41)은 세정수를 보충하는 것으로, 유입구(40a)와 근접하게 연결될 수 있다. 고온의 배기가스와 기액 접촉한 세정수를 순환시켜 사용하다 보면, 세정수가 증발하여 유량이 점차 감소할 수 있다. 세정수보충관(41)은 일단부가 해수유입구와 청수저장탱크 중 적어도 하나에 연결되고 타단부가 세정수순환탱크(40)에 연결되어, 세정수를 보충하여 유량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 도면 상에는 제1 세정수순환관(30a)과 세정수보충관(41)이 세정수순환탱크(40)의 상측면에 연결되고, 제2 세정수순환관(30b)이 세정수순환탱크(40)의 측면 하부에 연결된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 제1 세정수순환관(30a)과 세정수보충관(41), 및 제2 세정수순환관(30b)의 연결 위치는 다양하게 변형될 수 있다.

세정수순환탱크(40) 전단의 세정수순환관(30), 보다 구체적으로, 세정수배출관(31)이 분기되는 지점 후단의 제1 세정수순환관(30a)에는 중화제주입유닛(32)이 연결된다. 중화제주입유닛(32)은 제1 세정수순환관(30a) 내부로 중화제, 예를 들어, 수산화나트륨(NaOH)을 주입하여 배기가스와 기액 접촉하여 산성화된 세정수를 적정 범위의 수소이온농도지수(pH)로 중화시킬 수 있다. 중화된 세정수는 세정수순환탱크(40)에 저장되며, 일부가 무방류탱크(50)로 이동하고 일부가 유출구(40b)로 배출되어 제2 세정수순환관(30b)을 유동할 수 있다.

무방류탱크(50)는 선체(10)를 이루는 선체구조물, 예를 들어, 세로 거더(stringer), 가로 거더(floor beam) 등에 의해 생긴 공간이 격벽으로 구획되어 내부에 저장공간을 형성할 수 있다. 즉, 무방류탱크(50)는 제작되어 판매되는 독립 탱크가 아닌, 선체(10) 내 사용되지 않고 비어 있는 공간에 격벽을 세워 만든 것일 수 있다. 이러한 무방류탱크(50)는 내부에 분리벽(51)이 설치되어 세정수순환탱크(40)로부터 세정수가 유입되는 제1 수용공간(50a)과, 제1 수용공간(50a)과 분리되어 정화된 세정수가 저장되는 제2 수용공간(50b)으로 분할될 수 있다. 제1 수용공간(50a)은 스크러버(20)를 폐루프 방식(closed mode)에서 개루프 방식(open mode)으로 전환할 경우, 스크러버(20)에서 사용되어 해상으로 방류할 수 없는 높은 탁도의 세정수를 보관하는 장소로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 세정수순환탱크(40)에 저장된 세정수는 제1 공급관(42)을 통해 제1 수용공간(50a)으로 공급되며, 제1 공급관(42)은 일단이 세정수순환탱크(40)에 유입구(40a)와 인접하게 연결되고 타단이 제1 수용공간(50a)에 연결될 수 있다. 제1 수용공간(50a) 내부의 세정수는 제2 공급관(52)을 통해 세정수처리유닛(60)으로 공급되며, 제2 공급관(52)은 일단이 무방류탱크(50)에 제1 공급관(42)과 인접하게 연결되고 타단이 세정수처리유닛(60)에 연결될 수 있다.

세정수처리유닛(60)은 제1 수용공간(50a)으로부터 세정수를 공급받아 정화하는 것으로, 중력분리기, 원심분리기, 막분리기, 침강분리기, 부유분리기, 필터 중 적어도 하나로 형성되어 세정수에 포함된 고체상 입자를 분리할 수 있다. 제1 수용공간(50a) 내부의 세정수를 세정수처리유닛(60)으로 공급하는 제2 공급관(52)에는 응집제주입유닛(53)이 연결되므로, 제2 공급관(52) 내부를 유동하는 세정수에 응집제가 주입되어 고체상 입자가 뭉쳐 입자 크기가 커진 슬러지의 형태로 용이하게 응집될 수 있다. 세정수에 포함된 고체상 입자는 배기가스의 오염물질을 포함하여 점도(viscosity)가 높아 끈적거릴 수 있는데, 이를 제거하지 않을 경우, 세정수처리유닛(60)과 세정수순환탱크(40)를 비롯하여 후술할 유출관(61), 분기관(62), 및 무방류탱크(50) 등 장치 내부에 쌓이게 되어 배관의 막힘, 부식, 장치의 고장을 유발할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 세정수처리유닛(60)을 설치하여 세정수에 포함된 고체상 입자를 제거하며, 세정수처리유닛(60)에서 분리된 고체상 입자는 슬러지탱크(64)에 저장되어 선박(1)이 항구에 정박할 때 육상으로 옮겨 폐기물로 처리할 수 있다. 이처럼, 세정수순환탱크(40)에 저장된 세정수가 세정수처리유닛(60)으로 직접 공급되지 않고 제1 수용공간(50a)을 경유하여 공급됨으로써, 세정수의 저장 공간이 증가하게 되어 보다 많은 양의 세정수를 처리할 수 있다. 또한, 세정수처리유닛(60)은 중력분리, 원심분리, 막분리, 침강분리, 부유분리, 여과분리 중 적어도 하나를 이용하므로, 세정수를 정화하는데 일정 시간이 소요되는데, 세정수가 제1 수용공간(50a)을 거쳐 공급됨에 따라 세정수처리유닛(60)에서 세정수를 정화하는데 필요한 시간이 확보되어 세정수의 정화 효율이 증대될 수 있다.

세정수처리유닛(60)에서 정화된 세정수는 유출관(61)을 통해 무방류탱크(50)의 제2 수용공간(50b)으로 공급되거나, 분기관(62)을 통해 세정수순환탱크(40)로 이동할 수 있다. 제2 수용공간(50b)에 저장된 세정수는 선박이 배출통제지역을 벗어난 경우 배출관(65)을 통해 방류할 수 있다.

분기관(62)은 유출관(61)에서 분기되어 세정수순환탱크(40)에 유입구(40a)와 근접하게 연결되며, 분기관(62) 전단의 유출관(61)에는 세정수의 탁도를 측정하는 센서부(63)가 설치될 수 있다. 즉, 센서부(63)에서 측정된 세정수의 탁도가 기준치, 예를 들어, 25NTU 이상이면, 분기관(62)이 개방되고 분기관(62) 후단의 유출관(61)이 폐쇄되어 세정수가 분기관(62)을 통해 세정수순환탱크(40)로 순환될 수 있다. 반대로, 센서부(63)에서 측정된 세정수의 탁도가 기준치 미만이면, 분기관(62)이 폐쇄되고 유출관(61)이 개방되어 세정수가 유출관(61)을 통해 제2 수용공간(50b)으로 이동할 수 있다. 유출관(61)으로부터 분기관(62)이 분기되는 지점에는 삼방밸브가 설치되어 유출관(61) 측 유동과 분기관(62) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다.

한편, 세정수순환탱크(40)에 저장된 세정수 중 일부는 제2 세정수순환관(30b)을 통해 열교환기(33)를 경유하여 스크러버(20)로 이동할 수 있다. 스크러버(20)에서 고온의 배기가스와 기액 접촉한 세정수는 온도가 증가하여 장치의 변형이나 손상을 유발할 수 있으므로, 온도를 낮출 필요가 있다. 열교환기(33)는 통상의 수냉식 열교환기로 형성되어 해수와 세정수를 열교환하여 세정수를 냉각시킬 수 있다. 개루프(open loop) 방식과 폐루프(closed loop) 방식을 구별하여 사용하기 위해, 세정수공급관(70)에는 열교환관(71)이 분기될 수 있다. 열교환관(71)은 세정수공급관(70)으로부터 분기되어 열교환기(33)를 통과하며, 열교환기(33) 통과 후 해상에 방류되거나 필요처에 공급될 수 있다. 세정수공급관(70)으로부터 열교환관(71)이 분기되는 지점에는 삼방밸브가 설치되어 세정수공급관(70) 측 유동과 열교환관(71) 측 유동이 동시에 제어될 수 있으며, 열교환관(71) 상에는 가압펌프가 설치될 수 있다. 그러나, 열교환관(71)이 세정수공급관(70)에서 분기되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 열교환관(71)은 세정수공급관(70)과 별도로 형성될 수도 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 선박(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 선박의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명에 따른 선박(1)은 무방류탱크(50) 내부에 분리벽(51)이 설치되어 제1 수용공간(50a)과 제2 수용공간(50b)으로 분할되고, 세정수순환탱크(40)에 저장된 세정수가 제1 수용공간(50a)을 경유하여 세정수처리유닛(60)에 공급되므로, 대량의 세정수를 처리할 수 있고 세정수처리유닛(60)에서 세정수를 정화하는데 소요되는 시간도 확보할 수 있다. 특히, 세정수처리유닛(60)에서 정화된 세정수가 발생되기 전까지 비어있던 무방류탱크(50)의 내부 공간이 활용됨에 따라 선내 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.

도 2는 스크러버로부터 배출되는 세정수를 해상에 방류하는 개루프(open loop) 방식을 도시한 작동도이다.

연소기관(100)에서 발생된 배기가스는 배기관(110)을 통해 스크러버(20)로 유입되며, 세정수는 세정수공급관(70)과 제2 세정수순환관(30b)을 통해 스크러버(20)로 공급된다. 스크러버(20) 내부에서 배기가스와 세정수가 기액 접촉함에 따라 배기가스에 포함된 황산화물, 질소산화물, 유기물질, 미세분진 등의 오염물질이 제거될 수 있으며, 오염물질이 제거된 배기가스는 스크러버(20)의 상부를 통해 외부로 배출된다. 배기가스와 접촉하여 오염물질이 용해된 세정수는 제1 세정수순환관(30a)을 통해 배출되며, 제1 세정수순환관(30a)에서 분기된 세정수

배출관(31)을 통해 배출통제지역의 방류 기준을 만족하는 범위 내에서 방류될 수 있다. 필요에 따라, 세정수공급관(70)에서 분기된 세정수희석관(72)이 개방되어, 세정수가 일부 희석된 후 방류될 수도 있다.

도 3 및 도 4는 스크러버로부터 배출되는 세정수를 스크러버로 다시 순환하는 폐루프(closed loop) 방식을 도시한 작동도이다.

스크러버(20) 내부에서 세정수와 기액 접촉하여 오염물질이 제거된 배기가스는 스크러버(20) 상부를 통해 외부로 배출되고, 오염물질이 용해된 세정수는 제1 세정수순환관(30a)을 통해 배출되어 세정수순환탱크(40)로 이동한다. 이 때, 세정수는 중화제주입유닛(32)에서 주입하는 중화제에 의해 적정 수소이온농도지수로 중화된다. 중화된 세정수는 세정수순환탱크(40)로 공급되어 일부가 제1 공급관(42)을 통해 무방류탱크(50)의 제1 수용공간(50a)으로 이동한다. 제1 공급관(42)은 제1 세정수순환관(30a)이 설치된 유입구(40a)와 인접하게 연결되므로, 제1 세정수순환관(30a)을 통해 세정수순환탱크(40)로 유입된 오염된 세정수가 용이하게 제1 공급관(42)으로 배출될 수 있다. 제1 수용공간(50a) 내부의 세정수는 제2 공급관(52)을 통해 세정수처리유닛(60)으로 이동하며, 응집제주입유닛(53)은 세정수처리유닛(60)으로 이동하는 세정수에 응집제를 주입한다. 세정수에 응집제가 주입됨에 따라 세정수에 포함된 고체상 입자가 서로 뭉쳐 입자 크기가 커진 슬러지의 형태로 응집될 수 있다. 세정수처리유닛(60)은 세정수에 포함된 슬러지와 같은 고체상 입자를 분리하여 세정수를 정화하며, 세정수로부터 분리된 고체상 입자는 슬러지탱크(64)에 저장되고, 고체상 입자가 제거된 세정수는 유출관(61)을 통해 배출된다. 이 때, 센서부(63)에서 측정된 세정수의 탁도가 기준치 이상인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 분기관(62)이 개방되고 분기관(62) 후단의 유출관(61)이 폐쇄되어 세정수가 분기관(62)을 통해 세정수순환탱크(40)로 순환된다. 이렇게 세정수순환탱크(40)로 순환된 세정수는 세정수순환탱크(40)에 머무르고 있는 세정수와 혼합되어 탁도를 낮추는 역할을 하게 된다. 세정수순환탱크(40)로 순환된 세정수는 일부가 다시 제1 수용공간(50a)과 세정수처리유닛(60)을 통과하게 된다. 반대로, 센서부(63)에서 측정된 세정수의 탁도가 기준치 미만인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 분기관(62)이 폐쇄되고 유출관(61)이 개방되어 세정수가 유출관(61)을 통해 무방류탱크(50)의 제2 수용공간(50b)로 이동한다. 제2 수용공간(50b)에 저장된 세정수는 선박(1)이 배출통제지역을 벗어난 경우 배출관(65)을 통해 방류될 수 있다.

한편, 세정수순환탱크(40)로 공급된 세정수 중 제1 수용공간(50a)으로 이동하지 않은 나머지는 세정수보충관(41)을 통해 보충되는 세정수와 함께 제2 세정수순환관(30b)을 통해 열교환기(33)로 이동하며, 열교환기(33)에서 해수 또는 청수와 열교환하여 냉각된 후 제2 세정수순환관(30b)을 통해 스크러버(20)로 순환될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 선박
10: 선체 20: 스크러버
21: 분사노즐 30: 세정수순환관
30a: 제1 세정수순환관 30b: 제2 세정수순환관
31: 세정수배출관 32: 중화제주입유닛
33: 열교환기 40: 세정수순환탱크
40a: 유입구 40b: 유출구
41: 세정수보충관 42: 제1 공급관
50: 무방류탱크 50a: 제1 수용공간
50b: 제2 수용공간 51: 분리벽
52: 제2 공급관 53: 응집제주입유닛
60: 세정수처리유닛 61: 유출관
62: 분기관 63: 센서부
64: 슬러지탱크 65: 배출관
70: 세정수공급관 71: 열교환관
72: 세정수희석관
100: 연소기관 110: 배기관

Claims (7)

1. 선체;
   상기 선체에 탑재되며, 연소기관으로부터 공급되는 배기가스에 세정수를 분사하여 기액 접촉시키는 스크러버;
   상기 스크러버 내부의 상기 세정수를 배출하여 상기 스크러버로 순환시키는 세정수순환관;
   상기 세정수순환관 상에 연결되어 상기 스크러버로부터 배출된 상기 세정수가 경유하여 다시 상기 스크러버로 순환되는 경로가 되는 세정수순환탱크;
   상기 선체를 이루는 선체구조물에 의해 생긴 공간이 격벽으로 구획되어 형성되며, 내부에 분리벽이 설치되어 상기 세정수순환탱크로부터 상기 세정수가 유입되는 제1 수용공간과, 상기 제1 수용공간과 분리된 제2 수용공간으로 분할되는 무방류탱크(zero discharge tank), 및
   상기 제1 수용공간으로부터 상기 세정수를 공급받아 정화하여 상기 제2 수용공간으로 공급하거나 다시 상기 세정수순환탱크로 공급하는 세정수처리유닛을 포함하는 선박.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 세정수순환탱크는, 일 측에 상기 스크러버로부터 상기 세정수가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 일 측과 대향되는 타 측에 상기 유입구와 이격 배치되어 상기 스크러버로 상기 세정수가 유출되는 유출구가 형성된 선박.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 세정수처리유닛에서 정화된 상기 세정수를 상기 제2 수용공간으로 공급하는 유출관,
   상기 유출관에서 분기되어 상기 세정수순환탱크에 상기 유입구와 근접하게 연결되는 분기관, 및
   상기 분기관 전단의 상기 유출관에 설치되어 상기 세정수의 탁도를 측정하는 센서부를 더 포함하되,
   상기 센서부에서 측정된 상기 세정수의 탁도가 기준치 이상이면, 상기 세정수가 상기 분기관을 통해 상기 세정수순환탱크로 순환되는 선박.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 세정수순환탱크에 상기 유입구와 인접하게 연결되어 상기 제1 수용공간으로 상기 세정수를 공급하는 제1 공급관,
   상기 무방류탱크에 상기 제1 공급관과 인접하게 연결되어 상기 제1 수용공간 내부의 상기 세정수를 상기 세정수처리유닛으로 공급하는 제2 공급관, 및
   상기 제2 공급관 내부로 응집제를 주입하는 응집제주입유닛을 더 포함하는 선박.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 세정수처리유닛은, 중력분리기, 원심분리기, 막분리기, 침강분리기, 부유분리기, 필터 중 적어도 하나로 형성되어 상기 세정수에 포함된 고체상 입자를 분리하는 선박.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 세정수순환탱크 전단의 상기 세정수순환관 내부로 중화제를 주입하는 중화제주입유닛을 더 포함하는 선박.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 세정수순환탱크 후단의 상기 세정수순환관에 설치되어 상기 세정수를 냉각시키는 열교환기를 더 포함하는 선박.

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