WO2023219373A1

WO2023219373A1 - System for reducing dust including carbon soot exhausted from large vessel engine

Info

Publication number: WO2023219373A1
Application number: PCT/KR2023/006241
Authority: WO
Inventors: 이정언
Original assignee: 보평그린(주)
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2023-11-16

Abstract

The present invention comprises: an exhaust line that guides exhaust gas discharged from an engine including a vessel engine; and a cyclone coupled to a dust reduction line branched off from the exhaust line and including a blower, and provided to be capable of reducing the dust concentration in the exhaust gas to a set value or less by collecting, with fine droplets sprayed from a fog nozzle, the dust including soot included in the exhaust gas; and a fog master device that supplies high-pressure water to the fog nozzle disposed inside the cyclone. Therefore, according to the present invention, provided is a system for reducing dust including carbon soot exhausted from a large vessel engine, whereby dust including incompletely burnt carbon soot included in high-temperature exhaust gas generated, in particular, during the initial operation of a large vessel engine, and dust including soot generated during the driving process up to normal driving, can be stably and effectively removed, and the back pressure of gas exhausted from a large vessel engine can be stably maintained.

Description

대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템Dust abatement system including carbon soot from large ship engines

본 발명은 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 슈트를 포함하는 분진 저감 시스템에 관련된 것으로, 특히 선박용 엔진의 초기 운전 시 발생되는 불완전연소로 인한 다량의 그을음(검댕, soot)과 정상 운전 시에 발생하는 배출 가스 중의 분진을 감소시킬 수 있도록 미세한 포그를 분사할 수 있도록 구조를 개선한 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 슈트를 포함하는 분진 저감 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dust reduction system including a carbon chute emitted from a large ship engine. In particular, a large amount of soot due to incomplete combustion generated during the initial operation of a ship engine and emissions generated during normal operation. It relates to a dust reduction system including a carbon chute discharged from a large ship engine whose structure has been improved to spray fine fog to reduce dust in gas.

대기 환경오염에 대한 사회적 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 각국 정부는 대기 중에 배출되는 미세한 먼지를 포함하는 분진에 대한 규제를 점점 강화시키고 있는 실정이다. 자동차로부터 배출되는 미세먼지에 대한 배출 규제는 이미 강화되고 있지만 선박에 대한 규제는 상대적으로 약하다. 그 이유는 선박이 해양에서 움직이기 때문에 선박으로부터 배출되는 분진에 대한 심각성이 자동차에 비하여 상대적으로 적다.Social interest in air pollution is increasing, and accordingly, governments in each country are increasingly strengthening regulations on dust, including fine dust emitted into the air. Emission regulations for fine dust emitted from automobiles are already being strengthened, but regulations for ships are relatively weak. This is because ships move in the ocean, so the severity of dust emitted from ships is relatively less than that of cars.

하지만 2020년부터 IMO(국제해사기구, International Maritime Organization)에서는 3만 톤 이상의 선박에 대한 오염물질 대기 방출에 대한 규제를 강화하고 있다, 향후 IMO의 대기 오염물질 방출 규제 강화는 점점 더 심해 질 것으로 예상되는 것이 사실이다.However, starting from 2020, the IMO (International Maritime Organization) has been strengthening regulations on air pollutant emissions from ships weighing more than 30,000 tons. It is expected that IMO's strengthening of air pollutant emissions regulations will become more severe in the future. It is true that it happens.

한편, 부산, 인천과 같은 항구도시의 경우 미세먼지 문제를 야기하는 대부분의 원인은 자동차가 아니라 선박이다. 즉 선박에 의한 미세먼지 문제는 해양뿐만 아니라 육상의 미세먼지 문제에 큰 영향을 미치고 있는 것이 현실이다.Meanwhile, in port cities such as Busan and Incheon, most of the causes of fine dust problems are ships, not cars. In other words, the reality is that the problem of fine dust caused by ships is having a significant impact on the fine dust problem not only in the ocean but also on land.

이에, 정부뿐만 아니라 IMO에서 선박으로부터 배출되는 미세먼지의 심각성을 파악하고 있어 향후 규제는 점점 더 강화될 추세로 전망된다. 따라서 선박으로부터 배출되는 수트를 포함하는 분진을 포집하는 기술을 개발하는 것은 매우 중요한 이슈로 등장하고 있다.Accordingly, as not only the government but also the IMO is aware of the seriousness of fine dust emitted from ships, regulations are expected to become increasingly stronger in the future. Therefore, developing technology to collect dust containing soot emitted from ships has emerged as a very important issue.

선박용 대형엔진은 운전할 때, 특히, 부하율 30% 이하에서는 수트를 포함하는 분진이 대량으로 배출된다. 엔진 부하율이 30%이상에서 점점 상승하여 100%까지 증가하면 수트는 발생하지 않게 된다, 즉 초기 운전 시 수트가 대량 방출되어 대기오염의 주요한 원인이 되고 있다.When large marine engines are operated, especially when the load rate is below 30%, a large amount of dust containing soot is emitted. When the engine load rate gradually increases from 30% or more to 100%, soot does not occur. In other words, soot is released in large quantities during initial operation, becoming a major cause of air pollution.

엔진 저부하시 발생되는 수트를 포집하는 방법이 현재 개발되어 있지 않은 것은 아니다. 예를 들면, 자동차의 배기라인에 설치하여 자동차 엔진으로부터 배출되는 분진을 포집하는 DPF(Disel Particulate Filter) 집진 장치를 선박용 대형엔진의 수트를 포함하는 분진을 포집하려는 시도를 하고 있다. 또한, 선박용 엔진의 배기가스 라인 중에 필터를 설치하여 분진을 포집하는 방안도 제안되고 있다.This does not mean that methods for collecting soot generated at low engine loads have not currently been developed. For example, an attempt is being made to use a diesel particulate filter (DPF) dust collector, which is installed in the exhaust line of a car to collect dust emitted from a car engine, to collect dust containing soot from large marine engines. In addition, a plan to collect dust by installing a filter in the exhaust gas line of a marine engine has been proposed.

그러나, 선박용 엔진에서 배출되는 분진은 점성이 강하고, 입자의 크기가 작고 입자의 형상이 길쭉하기 때문에 DPF의 필터에 분진이 부착하면 잘 떨어지지 않는 성질이 있다. 또한 분진이 필터에 부착하여 필터의 패색을 강화시켜 DPF의 기능을 약화시킨다. 즉 필터에 부착되고 고착화된 불순물은 필터 또는 DPF의 기능을 저하시켜 DPF의 효율이 감소됨과 동시에 DPF의 수명도 단축시킬 수 있다.However, the dust emitted from marine engines is highly viscous, the particle size is small, and the particle shape is elongated, so when the dust adheres to the DPF filter, it has the property of not falling off. Additionally, dust attaches to the filter, strengthens the filter's color, and weakens the function of the DPF. In other words, impurities attached and fixed to the filter can deteriorate the function of the filter or DPF, reducing the efficiency of the DPF and shortening the lifespan of the DPF.

이러한 이유로 DPF 내지 필터로는 대형 선박용 엔진의 수트를 포집할 수 없다. 이에 대한 대안으로 대형 선박용 엔진의 배기 분진을 제거하기 위하여 물을 사용하여 분진을 포집하는 스크러버(Scrubber) 방식을 활용하고 있다. 이러한 스크러브 방식의 경우 미세한 블랙카본의 입자를 포집하지 못하는데, 그 이유는 스크러버에서 분사되는 물방울 입자의 크기가 크기 때문에 작은 입자와의 부착성이 떨어지기 때문에 미세한 분진을 포집하기 어렵다.For this reason, the soot of large marine engines cannot be collected with a DPF or filter. As an alternative to this, a scrubber method that uses water to collect dust is used to remove exhaust dust from large marine engines. This scrub method cannot collect fine black carbon particles because the size of the water droplets sprayed from the scrubber is large and has poor adhesion to small particles, making it difficult to collect fine dust.

즉, DPF의 경우 수트의 끈적끈적한 특성 때문에 DPF를 손상시키고 스크러브의 경우 입자의 블랙카본 입자의 크기가 작아 스크러버에서 분사되는 물방울 입자와 결합하지 못해 분진 포집율이 떨어진다는 단점을 갖는다.In other words, in the case of DPF, it damages the DPF due to the sticky nature of the suit, and in the case of scrub, the black carbon particles are small in size and cannot combine with the water droplets sprayed from the scrubber, which reduces the dust collection rate.

[관련 기술 문헌][Related technical literature]

등록특허공보 제10-2015060호 (2019.08.27. 공고)Registered Patent Publication No. 10-2015060 (announced on August 27, 2019)

공개특허공보 제10-2018-0076918호 (2018.07.06. 공개)Public Patent Publication No. 10-2018-0076918 (published on July 6, 2018)

따라서, 본 발명의 목적은, 특히 대형 선박 엔진의 초기 운전 시 발생되는 고온의 배출 가스 중에 포함된 불완전연소된 카본 수트와 정상 운전을 하는 과정까지의 운전 과정에서 발생하는 수트를 포함하는 분진을 안정적이고 효과적으로 제거할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to stably remove incompletely burned carbon soot contained in the high-temperature exhaust gas generated during the initial operation of a large ship engine and dust containing soot generated during the operation process up to normal operation. and to provide a dust reduction system including carbon soot emitted from large ship engines that can be effectively removed.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 대형 선박 엔진에서 배출되는 가스의 배압을 안정적으로 유지할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large marine engine that can stably maintain the back pressure of gas discharged from a large marine engine.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 대형 선박 엔진에서 배출되는 가스에 포함된 분진을 제거하는 시스템의 유지, 관리 등에 따른 비용을 절감할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to reduce the cost of maintaining and managing a system for removing dust contained in gases emitted from large ship engines, thereby improving economic efficiency. To provide a dust reduction system including a soot.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미세한 액적이 고온에 증발하지 않도록 미세한 액적이 분무되는 사이클론 상류에 냉각부를 포함하여 수트를 포함하는 분진의 포집 효율을 증대시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to include a cooling part upstream of the cyclone where fine droplets are sprayed to prevent the fine droplets from evaporating at high temperatures, thereby increasing the collection efficiency of dust containing soot. To provide a dust reduction system including a soot.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 사이클론 하부에 포집된 포집물에서 고체를 분리하고 물을 포함하는 액체를 재활용할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine that can separate solids from the collected material at the bottom of the cyclone and recycle liquid containing water. .

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 박용 엔진의 효율을 증대시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large marine engine that can increase the efficiency of a marine engine.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 무방류가 가능한 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine capable of zero discharge.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 배출되는 배기가스 중의 수분을 엔진에서 배출되는 고온의 배출가스로 증발시켜 백연(白煙)을 예방할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to reduce dust containing carbon soot emitted from large ship engines, which can prevent white smoke by evaporating moisture in the emitted exhaust gas into high-temperature exhaust gas emitted from the engine. providing a system.

본 발명의 목적은, 선박용 엔진을 포함하는 엔진에서 배출되는 배기가스를 안내하는 배출라인과; 상기 배출라인에서 분기되고 송풍기를 포함하는 분진저감라인에 결합되어 배기가스 중에 포함된 수트(soot)를 포함하는 분진을 포그 노즐에서 분무되는 미세한 액적으로 포집하여 배기가스 중의 분진 농도를 설정치 이하로 감소 가능하게 마련된 사이클론과; 상기 사이클론의 내부에 배치된 상기 포그 노즐로 고압의 물을 공급하는 포그마스터장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템에 의하여 달성된다.The object of the present invention is to provide an exhaust line that guides exhaust gas discharged from an engine including a marine engine; Branched from the discharge line and connected to a dust reduction line including a blower, the dust containing soot contained in the exhaust gas is collected into fine droplets sprayed from the fog nozzle to reduce the dust concentration in the exhaust gas to below the set value. Cyclones made available; This is achieved by a dust reduction system comprising a fog master device that supplies high-pressure water to the fog nozzle disposed inside the cyclone.

또한, 상기 포그 노즐에서 분무되는 액적의 평균 크기는 20 ~ 80㎛ 범위를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the average size of the droplets sprayed from the fog nozzle is preferably in the range of 20 to 80㎛.

또한, 상기 사이클론으로 분무되는 액적의 패킹 덴시티(packing density)는 엔진의 부하가 30% 이하인 경우 50 ~ 2만개/㎤ 범위를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the packing density of the droplets sprayed by the cyclone is preferably in the range of 50 to 20,000 pieces/cm3 when the engine load is 30% or less.

또한, 상기 사이클론 상류에 상기 배출라인으로부터 분기되는 배기가스의 온도를 하강 가능하게 마련된 냉각부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a cooling unit provided upstream of the cyclone to lower the temperature of the exhaust gas branched from the discharge line.

또한, 엔진의 운전 전에 상기 송풍기, 상기 포그마스터 장치, 상기 사이클론이 무부하에서 작동 가능하게 제어부에서 제어하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the blower, the fogmaster device, and the cyclone are controlled by a control unit so that they can operate without load before operating the engine.

또한, 상기 사이클론은 복수로 구비되며, 엔진이 가동하여 설정된 제1부하까지 복수의 사이클론이 가동되며, 상기 제1부하를 초과하여 설정된 제2부하까지는 상기 사이클론 중 상기 분진저감라인 중 상류측에 배치된 사이클론만 가동이 되도록 제어부에서 제어하는 것이 바람직하다.In addition, the cyclone is provided in plurality, and the engine operates to operate the plurality of cyclones up to the set first load, and the cyclones are disposed on the upstream side of the dust reduction line up to the set second load exceeding the first load. It is desirable to control it from the control unit so that only the cyclone that has been activated is operated.

또한, 상기 제2부하를 초과하는 경우 상기 배출라인을 통해 배기가스가 배출되는 것이 바람직하다.Additionally, it is preferable that exhaust gas is discharged through the discharge line when the second load is exceeded.

또한, 상기 사이클론 하부에 포집된 포집물을 모아서 고체와 액체로 분리하는 고액분리부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a solid-liquid separation unit that collects the collected matter at the bottom of the cyclone and separates it into solid and liquid.

다른 한편, 본 발명의 목적은, 선박용 엔진을 포함하는 엔진에서 배출되는 배기가스를 안내하는 배출라인과; 상기 배출라인에서 분기되고 송풍기를 포함하는 분진저감라인에 결합되어 배기가스 중에 포함된 수트(soot)를 포함하는 분진을 포그 노즐에서 분무되는 미세한 액적으로 포집하여 배기가스 중의 분진 농도를 설정치 이하로 감소 가능하게 마련된 사이클론과; 상기 사이클론의 내부에 배치된 상기 포그 노즐로 고압의 물을 공급하는 포그마스터장치;를 포함하되, 상기 사이클론 상류에 상기 배출라인으로부터 분기되는 배기가스의 온도를 하강 가능하게 마련된 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템에 의하여 달성된다.On the other hand, an object of the present invention is an exhaust line that guides exhaust gas discharged from an engine including a marine engine; Branched from the discharge line and connected to a dust reduction line including a blower, the dust containing soot contained in the exhaust gas is collected into fine droplets sprayed from the fog nozzle to reduce the dust concentration in the exhaust gas to below the set value. Cyclones made available; It includes a fog master device that supplies high-pressure water to the fog nozzle disposed inside the cyclone, and further includes a cooling unit provided upstream of the cyclone to lower the temperature of the exhaust gas branched from the discharge line. This is achieved by a dust reduction system characterized by:

또한, 상기 냉각부는 엔진으로부터 배출되는 라인과 상기 사이클론에서 배출되는 라인이 상호 열교환 가능하게 마련된 보조냉각부재를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the cooling unit preferably includes an auxiliary cooling member that allows heat exchange between a line discharged from the engine and a line discharged from the cyclone.

또한, 상기 사이클론 하부에서 배출되는 오염수에 포함된 이물질 또는 오염물을 제거하여 상기 사이클론 내부의 세척을 하거나 상기 포그노즐로 공급되는 물로 활용하는 것이 바람직하다.In addition, it is desirable to remove foreign substances or contaminants contained in the contaminated water discharged from the bottom of the cyclone and use it to clean the inside of the cyclone or to use it as water supplied to the fog nozzle.

또한, 상기 사이클론 하루에 대기로 배출되는 스텍을 포함하며, 상기 배출라인과 상기 사이클론과 상기 스텍 사이를 연통시키는 배출밸브를 포함하고, 상기 배출밸브는 상기 엔진에 배압이 걸리는 경우 개방되는 것이 바람직하다.In addition, the cyclone includes a stack that is discharged into the atmosphere per day, and includes a discharge line and a discharge valve communicating between the cyclone and the stack, and the discharge valve is preferably opened when back pressure is applied to the engine. .

이에, 본 발명에 따르면, 특히 대형 선박 엔진의 초기 운전 시 발생되는 고온의 배출 가스 중에 포함된 불완전연소된 카본 수트와 정상 운전을 하는 과정까지의 운전 과정에서 발생하는 수트를 포함하는 분진을 안정적이고 효과적으로 제거할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, in particular, dust containing incompletely burned carbon soot contained in the high-temperature exhaust gas generated during the initial operation of a large ship engine and soot generated during the operation process up to normal operation is stabilized and A dust abatement system can be provided that includes carbon soot emitted from large ship engines that can be effectively removed.

또한, 대형 선박 엔진에서 배출되는 가스의 배압을 안정적으로 유지할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large marine engine that can stably maintain the back pressure of gas discharged from a large marine engine.

또한, 대형 선박 엔진에서 배출되는 가스에 포함된 분진을 제거하는 시스템의 유지, 관리 등에 따른 비용을 절감할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, a dust reduction system including carbon soot emitted from large ship engines can be developed to improve economic efficiency by reducing costs associated with maintaining and managing the system for removing dust contained in gases emitted from large ship engines. can be provided.

또한, 미세한 액적이 고온에 증발하지 않도록 미세한 액적이 분무되는 사이클론 상류에 냉각부를 포함하여 수트를 포함하는 분진의 포집 효율을 증대시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine that can increase the collection efficiency of dust including soot by including a cooling section upstream of the cyclone where fine droplets are sprayed to prevent the fine droplets from evaporating at high temperatures. can be provided.

또한, 사이클론 하부에 포집된 포집물에서 고체를 분리하고 물을 포함하는 액체를 재활용할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine that can separate solids from the collected matter at the bottom of the cyclone and recycle liquid containing water.

또한, 박용 엔진의 효율을 증대시킬 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a dust reduction system including carbon soot emitted from a large marine engine that can increase the efficiency of marine engines.

또한, 무방류가 가능한 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine capable of zero discharge.

또한, 배출되는 배기가스 중의 수분을 엔진에서 배출되는 고온의 배출가스로 증발시켜 백연(白煙)을 예방할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a dust reduction system including carbon soot discharged from a large ship engine that can prevent white smoke by evaporating moisture in the discharged exhaust gas into high-temperature exhaust gas discharged from the engine.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도,1 is a piping flowchart for explaining a dust reduction system according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 포그마스터장치의 배관 흐름도,Figure 2 is a piping flow diagram of the fogmaster device of Figure 1;

도 3a는 포그마스터장치에서 분무되는 액적의 크기 분포를 보여주는 그래프,Figure 3a is a graph showing the size distribution of droplets sprayed from the fogmaster device;

도 3b는 포그 액적과 수트를 포함하는 분진의 표면에 형성되는 이중 전위층을 설명하기 위한 개념도,Figure 3b is a conceptual diagram for explaining the double potential layer formed on the surface of dust containing fog droplets and soot;

도 4는 선박용 엔진의 부하에 따른 분진 발생량을 설명하기 위한 그래프,Figure 4 is a graph for explaining the amount of dust generated according to the load of the marine engine;

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 분진 저감 시스템의 작동 과정을 설명하기 위한 흐름도,5A to 5D are flowcharts for explaining the operation process of the dust reduction system of the present invention;

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도,Figure 6 is a piping flowchart for explaining a dust reduction system according to another embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도,Figure 7 is a piping flowchart for explaining a dust reduction system according to another embodiment of the present invention;

도 8a 및 도 8b는 도 7의 작동 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.FIGS. 8A and 8B are flowcharts for explaining the operation process of FIG. 7.

본 발명의 일실시예에 따른 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템(1000, 이하에서 '분진 저감 시스템'이라 함)에 대하여 도 1 내지 도 8b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The dust reduction system (1000, hereinafter referred to as 'dust reduction system') including carbon soot discharged from a large ship engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8B as follows. Same as

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도이고, 도 2는 도 1의 포그마스터장치의 배관 흐름도이며, 도 3a는 포그마스터장치에서 분무되는 액적의 크기 분포를 보여주는 그래프이고, 도 3b는 포그 액적과 수트를 포함하는 분진의 표면에 형성되는 이중 전위층을 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 선박용 엔진의 부하에 따른 분진 발생량을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 분진 저감 시스템의 작동 과정을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분진 저감 시스템을 설명하기 위한 배관 흐름도이며, 도 8a 및 도 8b는 도 7의 작동 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 1 is a piping flowchart for explaining a dust reduction system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a piping flowchart of the fog master device of Figure 1, and Figure 3a shows the size distribution of droplets sprayed from the fog master device. It is a graph showing, Figure 3b is a conceptual diagram for explaining the double potential layer formed on the surface of dust including fog droplets and soot, Figure 4 is a graph for explaining the amount of dust generated according to the load of the marine engine, Figure 5a to 5D are flowcharts for explaining the operating process of the dust reduction system of the present invention, Figure 6 is a piping flowchart for explaining the dust reduction system according to another embodiment of the present invention, and Figure 7 is another flowchart of the present invention. This is a piping flowchart for explaining the dust reduction system according to the embodiment, and FIGS. 8A and 8B are flowcharts for explaining the operation process of FIG. 7.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Before explaining the present invention in more detail, since the present invention can make various changes and take various forms, implementation examples (or embodiments) will be described in detail in the text. . However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.In each drawing, the same reference signs, especially the tens and ones digits, or the same tens, one's, and alphabets, indicate members having the same or similar functions, and unless otherwise specified, each of the drawings The member indicated by the reference sign can be understood as a member that complies with these standards.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.In addition, in each drawing, the components are expressed exaggeratedly large (or thick), small (or thin), or simplified in size or thickness in consideration of convenience of understanding, etc., but as a result, the scope of protection of the present invention is interpreted as limited. It shouldn't be.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific implementation examples (sun, aspect, aspect) (or examples), and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as ~include~ or ~consist of~ are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

본 발명의 일실시예에 따른 분진 저감 시스템(1000)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선박용 엔진을 포함하는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스를 안내하는 배출라인(130)과; 상기 배출라인(130)에서 분기되고 송풍기(1570)를 포함하는 분진저감라인(1500)에 결합되어 배기가스 중에 포함된 수트(soot)를 포함하는 분진을 포그 노즐(1730)에서 분무되는 미세한 액적으로 포집하여 배기가스 중의 분진 농도를 설정치 이하로 감소 가능하게 마련된 사이클론(1300)과; 상기 사이클론(1300)의 내부에 배치된 상기 포그 노즐(1730)로 고압의 물을 공급하는 포그마스터장치(1700);를 포함하는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 1 and 2, the dust reduction system 1000 according to an embodiment of the present invention includes an exhaust line 130 that guides exhaust gas discharged from the engine 100 including a marine engine, and ; Branched from the discharge line 130 and coupled to the dust reduction line 1500 including the blower 1570, dust containing soot contained in the exhaust gas is sprayed into fine droplets from the fog nozzle 1730. A cyclone (1300) provided to collect and reduce the dust concentration in the exhaust gas to a set value or less; It is preferable to include a fog master device 1700 that supplies high-pressure water to the fog nozzle 1730 disposed inside the cyclone 1300.

분진 저감 시스템(1000)은, 냉각부(1100), 고액분리부(1800), 제어부(1900)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The dust reduction system 1000 preferably further includes a cooling unit 1100, a solid-liquid separation unit 1800, and a control unit 1900.

본 발명에서 배출라인(130)에 포함되는 배기가스는 엔진뿐만 아니라 터보차저(turbo charger)를 통과한 기체도 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the exhaust gas included in the discharge line 130 preferably includes not only the engine but also gas that has passed through a turbo charger.

본 발명에서 엔진(100)은 다양한 엔진을 포함할 수 있지만 대형 선박용 엔진(100)을 포함한다. 예를 들면, 엔진의 출력을 10MW (0.5MW * 20)인 선박용 엔진을 포함할 수 있다. 엔진(100)에는 공기, 연료 등이 흡입되는 흡입구(110)와, 연소되어 연소된 배기가스가 배출되도록 안내하는 배출라인(130)이 더 포함될 수 있다. 그리고 필요에 따라 분진 저감 시스템(1000)이 엔진(100)의 기동 전에 무부하로 운전시 공기가 분진저감라인(1500)으로 흡입 가능하게 배출라인(130) 또는 분진저감라인(1500)에 연결된 흡기바이패스(131)와, 배기가스가 분진저감라인(1500)으로 안내되도록 배출라인(130)을 폐쇄시키는 배출밸브(133)가 구비될 수 있다.In the present invention, the engine 100 may include various engines, but includes a large marine engine 100. For example, it may include a marine engine with an engine output of 10MW (0.5MW * 20). The engine 100 may further include an intake port 110 through which air, fuel, etc. are sucked in, and an exhaust line 130 that guides the combusted exhaust gas to be discharged. And, if necessary, the dust reduction system 1000 is connected to the discharge line 130 or the dust reduction line 1500 so that air can be sucked into the dust reduction line 1500 when the dust reduction system 1000 is operated with no load before starting the engine 100. A pass 131 and a discharge valve 133 that closes the discharge line 130 so that exhaust gas is guided to the dust reduction line 1500 may be provided.

냉각부(1100)는 분진저감라인(1500)의 상류측에 마련되어 분진저감라인(1500)으로 유입되는 배기가스의 온도를 저감시키는 기능을 한다. 냉각부(1100)에서 온도를 저감시키지 않으면 포그 노즐(1730)에서 분무되는 미세한 액적이 배기가스의 온도에 의하여 증발하여 배기가스 중에 존재하는 수트를 포함하는 분진을 사이클론(1300)에서 포집할 수 있는 기회가 줄어들기 때문이다.The cooling unit 1100 is provided on the upstream side of the dust reduction line 1500 and functions to reduce the temperature of the exhaust gas flowing into the dust reduction line 1500. If the temperature is not reduced in the cooling unit 1100, the fine droplets sprayed from the fog nozzle 1730 evaporate due to the temperature of the exhaust gas, and dust containing soot present in the exhaust gas can be collected in the cyclone 1300. This is because opportunities are decreasing.

통상적으로 엔진(100)의 가동시 엔진(100)에서의 배기가스 온도는 450도 정도이고, 배출라인(130)에서 분진저감라인(1500)으로 유입되는 배기가스의 온도는 약 220도 정도이다. 이러한 220도 정도의 배기가스를 냉각부(1100)에서 약 100도 정도로 온도를 저하시키는 것이 바람직하다.Typically, when the engine 100 is in operation, the temperature of the exhaust gas in the engine 100 is about 450 degrees, and the temperature of the exhaust gas flowing from the discharge line 130 to the dust reduction line 1500 is about 220 degrees. It is desirable to reduce the temperature of the exhaust gas at about 220 degrees to about 100 degrees in the cooling unit 1100.

냉각부(1100)는 열교환기 방식이나 사이클론(1300)에 분무되는 액적보다 큰 액적의 물을 분무하는 방식을 포함할 수 있다.The cooling unit 1100 may include a heat exchanger method or a method of spraying water droplets larger than the droplets sprayed into the cyclone 1300.

사이클론(1300)은 냉각부(1100)를 통과한 배기가스에 미세한 액적을 포그 노즐(1730)에서 분무하여 배기가스 중의 수트를 포함하는 분진을 포집하는 기능을 한다.The cyclone 1300 functions to collect dust including soot in the exhaust gas by spraying fine droplets from the fog nozzle 1730 on the exhaust gas that has passed through the cooling unit 1100.

사이클론(1300)은 복수로 구비될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클론(1300)은 분진저감라인(1500)을 따라 냉각부(1100) 하류에 배치된 제1사이클론(1330)과 제1사이클론(1330)의 하류에 배치된 제2사이클론(1350)을 포함하는 것이 바람직하다.The cyclone 1300 may be provided in plurality, and the cyclone 1300 according to an embodiment of the present invention includes a first cyclone 1330 and a second cyclone disposed downstream of the cooling unit 1100 along the dust reduction line 1500. It is preferable to include a second cyclone (1350) disposed downstream of the first cyclone (1330).

사이클론(1300) 내부에는 고압펌프(1720)와 연통된 고압수공급라인(1705)에 결합된 다수의 포그 노즐(1730)이 배치되어 있다.Inside the cyclone 1300, a plurality of fog nozzles 1730 coupled to a high-pressure water supply line 1705 connected to a high-pressure pump 1720 are disposed.

이러한 포그 노즐(1730)에서 분무되는 액적의 평균 크기는 20 ~ 80㎛ 범위를 포함하는 것이 바람직하다.The average size of the droplets sprayed from the fog nozzle 1730 is preferably in the range of 20 to 80㎛.

또한, 엔진의 부하가 낮아 불완전 연소 등으로 엔진에서 수트 등을 포함하는 분진이 많이 발생하는 경우, 예를 들면 엔진 부하가 30 ~ 50 % 이하인 경우, 사이클론(1300) 내부의 포그 노즐(1730)에서 분무된 액적의 패킹 밀도(packing density)는 50 ~ 2만개/㎤ 범위를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, when the engine load is low and a lot of dust including soot is generated from the engine due to incomplete combustion, etc., for example, when the engine load is 30 to 50% or less, the fog nozzle 1730 inside the cyclone 1300 The packing density of the sprayed droplets is preferably in the range of 50 to 20,000 pieces/cm3.

도 3a는 포그 액적의 크기 분포를 도시한 그래프이다. 여기서 포그 액적의 평균 입경은 25㎛이다.Figure 3a is a graph showing the size distribution of fog droplets. Here, the average particle diameter of the fog droplets is 25㎛.

포그 액적의 크기가 수트를 포함하는 분진의 크기보다 클 경우 포그 액적이 공기 중에 체류하는 시간이 짧아 수트를 포함하는 분진입자와 부착하기 어렵고, 포그 액적이 클 경우 중력의 지배를 받기 때문에 부유하는 수트를 포함하는 분진입자와 부착할 가능성이 작아진다. 포그 액적 입자와 수트를 포함하는 분진입자가 함께 공기 중에 부유하여야 상호 부착하여 침강할 가능성이 증대되는 것이다. If the size of the fog droplet is larger than the size of the dust containing the suit, the time the fog droplet stays in the air is short, making it difficult to attach to the dust particle containing the suit. If the fog droplet is large, the suit floats because it is governed by gravity. The possibility of adhesion to dust particles containing is reduced. Dust particles including fog droplet particles and soot must float together in the air to increase the possibility of them adhering to each other and settling.

따라서, 본 발명은 특히 포그 노즐(1730)을 적절하게 선택하여 미세한 포그 액적을 단위 체적당 많이 만들어(포그 홀드업값을 높임) 사이클론(1300)에서 비산하는 수트를 포함하는 분진을 효과적으로 침강하도록 할 수 있어 바람직하다.Therefore, the present invention can specifically select the fog nozzle 1730 appropriately to create a large number of fine fog droplets per unit volume (increasing the fog hold-up value) and effectively settle the dust containing soot flying from the cyclone 1300. It is desirable.

미도시하였지만 다소 큰 수트를 포함하는 분진 주위로 포그 액적이 결합하여 액적과 함께 분진이 하강할 수 있다.Although not shown, fog droplets may combine around dust containing a somewhat large suit, causing the dust to descend along with the droplets.

분진의 농도가 높을수록 포그 액적의 크기가 작고 패킹 덴시티는 높거나 큰 것이 바람직하다. 포그 액적의 크기가 작을수록 액적 표면의 전위 포텐셜(potential)이 증가하여 액적과 분진 입자를 부착시키는 효율을 증대시킬 수 있다. 즉, 단위 체적당 포그 액적의 양이 클수록 농도가 높을수록 분진 입자와 포그 액적이 만나 결합할 가능성이 높다.It is desirable that the higher the dust concentration, the smaller the size of the fog droplets and the higher or larger the packing density. As the size of the fog droplet becomes smaller, the potential on the surface of the droplet increases, thereby increasing the efficiency of attaching the droplet and dust particles. In other words, the larger the amount of fog droplets per unit volume and the higher the concentration, the higher the possibility that dust particles and fog droplets will meet and combine.

액적의 평균 크기는 수트를 포함하는 분진의 크기보다 작고, 패캥 덴시티가 10만 개/㎤ 보다 적은 경우 석탄 분진을 효과적으로 제거할 수 없으며, 패킹 덴시티가 100만 개/㎤ 보다 크거나 많은 경우 필요 이상으로 사용하는 물의 량이 많아지게 되며 분진 제거 효율도 증가하는 것이 아니다.The average size of the droplets is smaller than the size of the dust containing the soot, and if the Packing density is less than 100,000 pieces/cm3, coal dust cannot be effectively removed, and if the packing density is greater than or more than 1 million pieces/cm3. The amount of water used becomes more than necessary, and dust removal efficiency does not increase.

여기서, 패킹 덴시티는 사이클론 챔버 내에 포그 액적의 움직임을 고속카메라(Model : K2 DistaMax, Long-Distance Microscope System)로 측정하고 측정한 부피에 몇 개의 액적이 존재하는지를 조사하여 이들을 평균하여 단위 체적당의 개수로 산출하였다.Here, the packing density measures the movement of fog droplets in the cyclone chamber with a high-speed camera (Model: K2 DistaMax, Long-Distance Microscope System), investigates how many droplets exist in the measured volume, and averages them to determine the number per unit volume. It was calculated as .

이를 보다 구체적으로 도 3b를 참고하여 설명하면 다음과 같다.This will be explained in more detail with reference to Figure 3b as follows.

도 3b에 도시된 바와 같이, 입자 또는 포그 액적의 표면에는 2개의 이온층이 형성되어 있다. 입자의 표면에 강하게 결합되어 있는 이온층인 스턴레이어(stern layer)는 이온강도가 매우 높다. 그리고 stern layer외곽에는 디퓨저레이어(diffuser layer)가 있는데 이는 스턴레이어 보다 강도는 약하지만 그래도 강한 이온층으로 형성되어 있다. 이 두 층을 “이증충”(double layer)이라고 한다. 이 이중층 외곽에는 프리레이어(free layer)가 있는데, 이 층은 이온강도가 약해 입자의 결합에 영향을 미치지 않는다. 이중층에 의해 입자와 포그 액적이 결합하여 공기 중에서 입자를 제거한다(이를 “이중층 효과”라고 한다). 즉 이중층 효과로 선박용 대형엔진에서 배출되는 수트를 포함하는 분진 입자를 제거하는 것이다. As shown in Figure 3b, two ion layers are formed on the surface of the particle or fog droplet. The stern layer, an ionic layer strongly bound to the surface of the particle, has a very high ionic strength. And outside the stern layer, there is a diffuser layer, which is weaker than the stern layer but is still formed of a strong ion layer. These two layers are called “double layers.” Outside of this double layer is a free layer, which has a weak ionic strength and does not affect the binding of particles. The double layer combines particles and fog droplets to remove particles from the air (this is called the “double layer effect”). In other words, the double layer effect removes dust particles including soot emitted from large marine engines.

여기서, 스턴레이어와 디퓨저레이어는 입자 표면에 작용하는 surface potential에 의해 나타나는 것이며, 즉 이 이중층은 surface potential작용에 의해 나타난다. Here, the stern layer and diffuser layer appear by the surface potential acting on the particle surface, that is, this double layer appears by the surface potential action.

이중층의 이온 강도의 크기는 입자의 크기에 반비례하는데, 입자의 크기가 작으면 작을수록 double layer의 이온강도는 증가한다. 이온강도가 클수록 포그 액적과 입자간의 부착율이 증가하여 입자의 포집율이 증가한다. The size of the ionic strength of the double layer is inversely proportional to the size of the particle. The smaller the particle size, the higher the ionic strength of the double layer. As the ionic strength increases, the adhesion rate between fog droplets and particles increases, thereby increasing the particle collection rate.

포그 액적과 수트를 포함하는 분진이 결합하기 위해 사이클론(1300) 내부에 10~20㎛크기의 포그액적을 분사하고 액적이 선회하면서 사이클론(1300)으로 유입되는 수트를 포함하는 분진 입자와 이증층 효과에 의해 결합한다. 포그 액적과 결합한 수트 분진 입자는 무거워져 사이클론(1300)의 선회류를 벗어나고, 벗어난 분진 입자는 사이클론(1300) 벽면에 부착한 후 사이클론(1300) 하부로 떨어져 배출된다.In order for the dust containing the fog droplets and the soot to combine, fog droplets with a size of 10 to 20㎛ are sprayed inside the cyclone (1300), and as the droplets rotate, the dust particles containing the soot flows into the cyclone (1300) and the double layer effect. combined by The soot dust particles combined with the fog droplets become heavy and escape the swirling flow of the cyclone (1300), and the dust particles that escape attach to the wall of the cyclone (1300) and then fall to the bottom of the cyclone (1300) and are discharged.

분진저감라인(1500)은 배출라인(130)에서 분기되어 냉각부(1100)로 유입되는 냉각유입라인(1510)과, 냉각부(1100)를 통과하여 제1사이클론(1330) 사이의 냉각배출라인(1520)과, 제1사이클론(1330)과 제2사이클론(1350) 사이의 제1사이클론배출라인(1530)과, 제2사이클론(1350)에 배출되어 배출라인(130)과 연통되는 제2사이클론배출라인(1550)을 구비하는 것이 바람직하다.The dust reduction line 1500 is a cooling inlet line 1510 that branches off from the discharge line 130 and flows into the cooling unit 1100, and a cooling discharge line between the first cyclone 1330 that passes through the cooling unit 1100. (1520), the first cyclone discharge line 1530 between the first cyclone 1330 and the second cyclone 1350, and the second cyclone discharged to the second cyclone 1350 and connected to the discharge line 130. It is desirable to have a discharge line 1550.

그리고, 분진저감라인(1500)은, 제1사이클론배출라인(1530)에 제2사이클론(1350)을 거치지 않고 제2사이클론배출라인(1550)으로 연결되는 제1사이클론바이패스라인(1540)과, 제2사이클론배출라인(1550)에서 냉각유입라인(1510) 또는 냉각배출라인(1520)과 연결되는 사이클론리턴라인(1560)을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the dust reduction line 1500 includes a first cyclone bypass line 1540 connected to the first cyclone discharge line 1530 and the second cyclone discharge line 1550 without passing through the second cyclone 1350, It is preferable that the second cyclone discharge line 1550 further includes a cyclone return line 1560 connected to the cooling inlet line 1510 or the cooling discharge line 1520.

배출라인(130)에서 분진저감라인(1500)으로 분기되는 분진저감라인(1500)측에 밸브가 표시되어 있지 않으나 필요에 따라 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.Although a valve is not indicated on the side of the dust reduction line 1500 that branches off from the discharge line 130 to the dust reduction line 1500, it is desirable to have a valve if necessary.

아울러 분진저감라인(1500)에는 제1사이클론배출라인(1530)을 개폐하는 제1배출밸브(1533)와, 제1사이클론바이패스라인(1540)을 개폐하는 제1바이패스밸브(1535)와, 사이클론리턴라인(1560)을 개폐하는 리턴밸브(1563)가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the dust reduction line 1500 includes a first discharge valve 1533 that opens and closes the first cyclone discharge line 1530, a first bypass valve 1535 that opens and closes the first cyclone bypass line 1540, and It is desirable to have a return valve 1563 that opens and closes the cyclone return line 1560.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 엔진(100)에서 배출되는 배기가스는 엔진(100) 부하 30%이내에서 수트를 포한하는 분진이 집중적으로 발생하며, 엔진(100) 부하 30% 이상에서는 수트를 포함하는 분진이 거의 발생하지 않는다. As shown in Figure 4, the exhaust gas discharged from the engine 100 generates dust containing soot within 30% of the load of the engine 100, and contains soot when the load of the engine 100 is 30% or more. Almost no dust is generated.

이러한 특징으로 인해 설정된 엔진(100) 부하 30%때까지 배출되는 가스는 분진 저감 시스템(1000)을 통과하면서 수트를 포함하는 분진을 제거(도 5b 및 도 5c 참조)하고 엔진(100) 부하 30% 이상에서는 배기가스가 분진 저감 시스템(1000)을 통과하지 않고 배출라인(130)을 통해 대기로 배출(도 5d 참조)된다.Due to these characteristics, the gas discharged until the set engine 100 load is 30% passes through the dust reduction system 1000 to remove dust including soot (see FIGS. 5B and 5C) and the engine 100 load is 30%. In the above case, the exhaust gas does not pass through the dust reduction system 1000 but is discharged into the atmosphere through the discharge line 130 (see FIG. 5d).

즉 제어부(1900)에서도 배출라인(130)의 온도, 먼지농도, 습도를 감지하는 제1센서(1930)의 감지 결과에 따라 또는 엔진(100)의 부하에 따라 설정된 제1부하(예를 들면, 엔진(100)의 초기 부하부터 15% 부하까지)에서는 제1사이클론(1330) 및 제2사이클론(1350)이 동시에 가동될 수 있도록 제어할 수 있다.That is, the control unit 1900 also sets a first load (e.g., From the initial load of the engine 100 to 15% load), the first cyclone 1330 and the second cyclone 1350 can be controlled to operate simultaneously.

그리고, 제1부하보다 더 적은 수트 등이 발생되는 제2부하(예를 들면, 엔진(100)부하가 15%를 초과하고 30% 미만인 경우)에서는 제1사이클론(1330)만 가동되도록 제어부(1900)에서 제어할 수 있다.In addition, in the second load (for example, when the engine 100 load exceeds 15% and less than 30%) where less soot is generated than the first load, the control unit 1900 operates so that only the first cyclone 1330 is operated. ) can be controlled.

아울러 제2부하를 넘어서는 예를 들면, 엔진(100)의 부하가 30% 이상인 경우에는 분진저감라인(1500), 포그마스터장치(1700)가 가동되지 않도록 제어부(1900)에서 제어할 수 있다.In addition, when the load of the engine 100 exceeds the second load, for example, is 30% or more, the control unit 1900 can control the dust reduction line 1500 and the fog master device 1700 not to operate.

제어부(1900)에는 분진저감라인(1500)의 하류와 배출라인(130)이 연결되는 영역에 제2센서(1950)가 포함되어 있어 분진저감라인(1500)을 통과한 배기가스의 먼지농도, 온도, 습도 등을 감지하여 제어부(1900)에 제공할 수 있다.The control unit 1900 includes a second sensor 1950 in the area where the downstream of the dust reduction line 1500 and the discharge line 130 are connected to measure the dust concentration and temperature of the exhaust gas passing through the dust reduction line 1500. , humidity, etc. can be detected and provided to the control unit 1900.

이러한 제2센서(1950)에 기초하여 설정된 농도 이상의 분진이 배기가스에 포함되면 사이클론리턴라인(1560)의 리턴밸브(1563)가 개방되어 배출되는 배기가스가 다시 사이클론(1300)으로 리턴 될 수 있다. If dust exceeding the concentration set based on the second sensor 1950 is included in the exhaust gas, the return valve 1563 of the cyclone return line 1560 is opened and the discharged exhaust gas can be returned to the cyclone 1300. .

분진저감라인(1500)에는 배기가스를 배출라인(130)으로 안내하는 송풍기(1570)가 포함되며 이러한 송풍기(1570)는 엔진(100)의 배압을 증대시키는 기능도 한다.The dust reduction line 1500 includes a blower 1570 that guides exhaust gas to the discharge line 130, and this blower 1570 also functions to increase the back pressure of the engine 100.

포그마스터장치(1700)는, 워터공급라인(1701)으로부터 공급되는 물을 저장하는 워터탱크(1710)와, 워터탱크(1710)와 연통된 배관 상의 물을 설정된 고압의 압력으로 가압하는 고압펌프(1720)와, 워터탱크(1710)에 연결되어 고압펌프(1720)로 물을 공급해 주는 펌프흡입라인(1703)과, 고압펌프(1520)에서 가압된 물을 다수의 미세한 액적으로 분무시키는 포그 노즐(1730)로 안내하는 고압수공급라인(1705)과, 물과 고압수 배관(라인)에 결합되어 물 또는 고압수의 공급 또는 리턴시키는 고압수리턴라인(1707) 상에 결합된 밸브(미도시), 배관 상의 물을 드레인시키는 밸브(비도시), 배관 상의 물의 역류를 방지하는 체크밸브(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.The fog master device 1700 includes a water tank 1710 that stores water supplied from the water supply line 1701, and a high-pressure pump ( 1720), a pump suction line 1703 connected to the water tank 1710 and supplying water to the high pressure pump 1720, and a fog nozzle ( A valve (not shown) coupled to a high-pressure water supply line 1705 that guides to 1730) and a high-pressure water return line 1707 that is coupled to water and a high-pressure water pipe (line) to supply or return water or high-pressure water. , a valve (not shown) that drains water in the pipe, and a check valve (not shown) that prevents backflow of water in the pipe.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 포그마스터장치(1700)는 예를 들면 물에 존재하는 이물질을 제거하기 위하여 1㎛ 필터와, 플런저 타입으로 고압인 약 70bar의 압력을 토출배관 및 다수의 포그 노즐(1730)에 제공할 수 있는 고압펌프(1720)를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 2, the fog master device 1700 is a plunger type with a 1㎛ filter and a high pressure of about 70 bar to remove foreign substances present in water, for example, through the discharge pipe and a plurality of fogs. It is desirable to include a high pressure pump 1720 that can be provided to the nozzle 1730.

포그 노즐(1730)은 오리피스 직경을 필요에 따라 0.15mm, 0.2mm, 0.3mm, 0.5mm를 선택적으로 사용할 수 있다. 여러 가지 오리피스 직경이 변경되더라도 고압펌프(1720)에서의 고압에 의하여 포그 노즐(1730)에서 분무되는 액적의 입자 크기 분포는 도 3a와 같이 나타나는 것이 바람직하다. The fog nozzle 1730 can optionally use an orifice diameter of 0.15mm, 0.2mm, 0.3mm, or 0.5mm as needed. Even if various orifice diameters are changed, the particle size distribution of the droplets sprayed from the fog nozzle 1730 by the high pressure from the high pressure pump 1720 is preferably shown as shown in FIG. 3A.

그리고 포그마스터장치(1700)는 필요에 따라 화재 발생을 억제하는 약품이나 탈취를 하는 미도시된 약품 등을 워터탱크(1710)로 주입할 수 있다. 이러한 경우 약품을 저장하는 미도시된 약품탱크와 약품탱크의 약품을 물에 정량으로 공급할 수 있는 약품정량펌프를 포그마스터장치(1700)에 더 포함할 수 있다.Additionally, the fogmaster device 1700 can inject chemicals that suppress fires or chemicals that deodorize (not shown) into the water tank 1710, as needed. In this case, the fog master device 1700 may further include a chemical tank (not shown) for storing chemicals and a chemical metering pump that can supply the chemicals in the chemical tank to water in a fixed amount.

고압펌프(1720)에서 설정된 압력 이상으로 토출측에서 압력이 발생되는 경우 포그 노즐(1730)측으로 설정된 고압 이상의 압력이 전달되지 않도록 흡입측으로 고압수공급라인(1705)에서 분기되어 고압수리턴라인(1707)을 통해 리턴 되어 고압펌프(1520)에서는 설정된 압력 범위에서 작동을 할 수 있으며 분무되는 량이 적은 경우에는 고압펌프(1520)의 회전속도가 설정된 압력에 대응하여 가변되는 것이 바람직하고 이와 같은 제어는 제어부(1900)에서 제어할 수 있다.If pressure is generated on the discharge side above the pressure set in the high pressure pump (1720), the high pressure water supply line (1705) is branched to the suction side to prevent the pressure above the high pressure set to the fog nozzle (1730) from being transmitted to the high pressure water return line (1707). It is returned through the high pressure pump 1520 and can operate in a set pressure range. When the amount to be sprayed is small, it is preferable that the rotational speed of the high pressure pump 1520 is varied in response to the set pressure, and such control is performed by the control unit ( 1900) can be controlled.

고액분리기(1800)는 사이클론(1300)에서 포집되는 포집물을 고체와 액체로 분리하는 기능을 한다. 고액분리기(1800)는 일실시예로 포집물을 가압하는 미도시된 가압펌프와 가압펌프의 가압력에 의하여 여과판과 여과판에 결합된 여과포 사이의 여실이라는 공간에서 고형분은 포집되고 고형분이 분리된 맑은 물인 여과액이 배출되는 필터프레스를 포함하는 것이 바람직하다. 맑은 여과액은 워터탱크(1710)로 공급되어 포그 노즐(1730)에서 분무되는 고압수를 재활용할 수 있어 바람직하다.The solid-liquid separator 1800 functions to separate the collected matter from the cyclone 1300 into solid and liquid. In one embodiment, the solid-liquid separator 1800 is a pressurizing pump (not shown) that pressurizes the collected matter, and the solids are collected in the space called the filter room between the filter plate and the filter cloth coupled to the filter plate by the pressurizing force of the pressurizing pump, and the clear water from which the solids are separated is collected. It is desirable to include a filter press through which the filtrate is discharged. The clear filtrate is preferably supplied to the water tank 1710 to recycle the high-pressure water sprayed from the fog nozzle 1730.

이러한 구성을 갖는 분진 저감 시스템(1000)의 작동 과정을 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The operation process of the dust reduction system 1000 having this configuration will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5D as follows.

먼저 도 5a에 도시된 바와 같이 엔진(100)이 가동되기 전에 분진 저감 시스템(1000)을 가동시킨다. 즉, 고압펌프(1720), 송풍기(1570), 냉각부(1100)를 작동시킨다(포그 노즐(1730)은 필요에 따라 고압수가 분무되지 않을 수도 있다). 이 경우 엔진(100)은 가동하지 않고 배기가스가 배출라인(130)으로 발생하지 않기 때문에 흡기가 없으므로 필요에 따라 분진저감라인(1500)으로 흡기가 될 수 있도록 분진저감라인(1500) 또는 배출라인(130)에 외부의 공기가 유입될 수 있는 흡기바이패스(131)가 구비되어 흡기바이패스(131)가 개방될 수 있다.First, as shown in FIG. 5A, the dust reduction system 1000 is operated before the engine 100 is operated. That is, the high-pressure pump 1720, blower 1570, and cooling unit 1100 are operated (the fog nozzle 1730 may not spray high-pressure water as needed). In this case, the engine 100 is not in operation and exhaust gas is not generated through the discharge line 130, so there is no intake, so if necessary, the dust reduction line 1500 or the discharge line can be sucked into the dust reduction line 1500. (130) is provided with an intake bypass 131 through which external air can flow in, so that the intake bypass 131 can be opened.

이 경우 고압수분기밸브(1706)와 제1배출밸브(1533)는 개방되고 제1바이패스밸브(1535)와 리턴밸브(1563)는 폐쇄된다.In this case, the high pressure water branch valve 1706 and the first discharge valve 1533 are opened, and the first bypass valve 1535 and the return valve 1563 are closed.

다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 엔진(100)이 가동하여 서서히 부하를 높여가면(예를 들면, 엔진 부하 0 ~ 15(20) % 정도) 배출라인(130)의 배출밸브(133)가 폐쇄되고 송풍기(1570)가 작동하므로 배기가스는 분진저감라인(1500)을 따라 사이클론(1300), 송풍기(1570)를 거쳐 배출라인(130)을 통해 외부로 배출된다. Next, as shown in FIG. 5B, when the engine 100 is operated and the load is gradually increased (for example, about 0 to 15 (20)% engine load), the discharge valve 133 of the discharge line 130 is opened. Since it is closed and the blower 1570 operates, the exhaust gas is discharged to the outside through the discharge line 130 along the dust reduction line 1500, through the cyclone 1300 and the blower 1570.

이러한 초기 부하에서는 제1사이클론(1330) 및 제2사이클론(1350)이 작동하고 포그 노즐(1730)에서 미세한 액적이 분무되어 배기가스 중의 수트를 포함하는 분진이 포집되어 사이클론(1300) 하측으로 낙하한다.At this initial load, the first cyclone 1330 and the second cyclone 1350 operate, fine droplets are sprayed from the fog nozzle 1730, and dust containing soot in the exhaust gas is collected and falls to the lower side of the cyclone 1300. .

그런 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 엔진(100)이 부하를 점점 증가(엔진 부하 15(20)%에서 30(50)% 까지)시키면 엔진(100)에서 배출되는 수트를 포함하는 분진의 량이 감소하므로 제2사이클론(1350)의 작동을 중지되고 제1사이클론(1330)만 작동하고 제1사이클론(1330)에만 고압수가 공급되어 포그 노즐(1730)에서 미세한 액적이 분무된다.Then, as shown in FIG. 5C, when the engine 100 gradually increases the load (from engine load 15 (20)% to 30 (50)%), the dust containing soot discharged from the engine 100 As the amount decreases, the operation of the second cyclone 1350 is stopped, and only the first cyclone 1330 operates. High-pressure water is supplied only to the first cyclone 1330, and fine droplets are sprayed from the fog nozzle 1730.

이 경우 고압수분기밸브(1706)와 제1배출밸브(1533)는 페쇄되고 제1바이패스밸브(1535)는 개방되며, 리턴밸브(1563)는 폐쇄된다.In this case, the high pressure water branch valve 1706 and the first discharge valve 1533 are closed, the first bypass valve 1535 is opened, and the return valve 1563 is closed.

그리고, 도 5d에서와 같이 엔진(100)의 부하가 설정된 범위(예를 들면, 엔진 부하 30 또는 50% 이상)에 도달하면 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 량이 줄어들어 수트 등을 포함하는 분진의 량이 배출허용치 이하로 되므로 분진 저감 시스템(1000)은 작동되지 않고 배기가스는 배출라인(130)을 통해 외부로 바로 배출된다.And, as shown in FIG. 5D, when the load of the engine 100 reaches a set range (e.g., 30 or 50% or more of the engine load), the amount of exhaust gas emitted from the engine 100 is reduced, reducing dust including soot, etc. Since the amount is below the emission limit, the dust reduction system 1000 does not operate and the exhaust gas is directly discharged to the outside through the discharge line 130.

본 발명에 따른 분진 저감 시스템(2000)의 다른 실시예는 도 6에 도시되어 있다. Another embodiment of the dust abatement system 2000 according to the present invention is shown in FIG. 6.

도 6의 분진 저감 시스템(2000)은, 앞의 실시예와 달리 하나의 사이클론(2300)이 구비되어 있다.Unlike the previous embodiment, the dust reduction system 2000 of FIG. 6 is provided with one cyclone 2300.

냉각부(2100)는 포그마스터장치(1700)에서 공급되는 다소 큰 액적의 노즐에서 분무되는 물에 의하여 사이클론(1300)으로 유입되는 흡기가 냉각되는 것이 바람직하다.It is preferable that the cooling unit 2100 cools the intake air flowing into the cyclone 1300 by water sprayed from a rather large droplet nozzle supplied from the fog master device 1700.

그리고 포그마스터장치(1700)는 동일하다.And the fogmaster device 1700 is the same.

아울러 설명하지 않은 사이클론(1300)의 포그 노즐(2730)에서 분무되는 액적의 크기와 패킹 덴시티는 앞에서 설명한 바와 같다.In addition, the size and packing density of the droplets sprayed from the fog nozzle 2730 of the cyclone 1300, which were not described, are the same as described above.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이클론(1300)로 분무되는 다수의 포그 노즐(2730)은 두 개의 환형 파이프에 결합되어 있다.A plurality of fog nozzles 2730 sprayed by the cyclone 1300 according to another embodiment of the present invention having this configuration are coupled to two annular pipes.

즉 초기의 분완전연소가 많거나 엔진이 냉각된 상태에서 가동되어 배출라인(130)으로 많은 수트를 포함하는 분진이 발생하는 경우 두 개의 환형 파이프에 결합된 포그 노즐(2730)에서 액적이 분무(도 6의 밸브‘2735’가 개방됨)되다가 하나의 환형 파이프에 결합된 포그 노즐(2730)에서만 액적인 분무(도 6의 밸브‘2735’가 폐쇄됨)되도록 제어부(1900)에서 제어할 수 있다.That is, if there is a lot of initial complete combustion or the engine is operated in a cooled state and dust containing a lot of soot is generated in the discharge line 130, droplets are sprayed from the fog nozzle 2730 coupled to the two annular pipes ( The control unit 1900 can control the droplets to be sprayed only from the fog nozzle 2730 coupled to one annular pipe (valve '2735' in FIG. 6 is opened) (valve '2735' in FIG. 6 is closed). .

본 실시예에서 설명하지 않은 참조번호는 앞의 실시예의 백단위, 십단위 및 일단위의 참조번호와 동일한 구성이고 동일한 기능을 수행한다.Reference numbers not described in this embodiment have the same structure and perform the same function as the hundreds, tens, and daily reference numbers in the previous embodiment.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분진 저감 시스템(5000)은 도 7 내지 8b에 도시된 바와 같다.A dust reduction system 5000 according to another embodiment of the present invention is as shown in FIGS. 7 to 8B.

본 실시예는 설명하지 않은 포그마스터장치(5700)는 앞에서 설명한 것과 동일하므로 이하에서 구체적으로 설명하지 않는다.The fogmaster device 5700, which is not described in this embodiment, is the same as the one described above, so it will not be described in detail below.

본 실시예의 분진 저감 시스템(5000)의 송풍기(5570)는 앞에서도 설명한 바와 같이 동일한 기능을 하며 엔진(100)에서 배출되는 배출가스를 사이클론(5300)을 통과하여 스텍(stack)을 거쳐 외부로 배출시키는 기능을 한다.The blower 5570 of the dust reduction system 5000 of this embodiment performs the same function as described above and discharges the exhaust gas discharged from the engine 100 through the cyclone 5300 and through the stack to the outside. It performs the function it commands.

이러한 송풍기(5570)는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스를 보다 효과적으로 엔진(100)으로부터 배출시키는 기능을 하여 본 발명에 따른 분진 저감 시스템(5000)을 적용한 결과 종래의 본 발명을 적용하지 않은 것보다 더 효율이 증대됨을 확인할 수 있었다. 과잉공기량 향상으로 엔진 효율이 향상될 수 있다.This blower 5570 functions to more effectively discharge exhaust gas discharged from the engine 100, and as a result of applying the dust reduction system 5000 according to the present invention, the conventional present invention was not applied. It was confirmed that efficiency was further increased. Engine efficiency can be improved by increasing the amount of excess air.

또한, 본 실시예에서는 앞에서 설명한 바와 달리 사이클론(5300)에서 미세 분진 등을 포집하여 사이클론(5300) 하측으로 배출되는 오염수는 오염수배관(5410)을 포함하는 오염수라인(5400), 리사이클라인(5600) 및 포그마스터장치(5700)를 거쳐 오염수가 깨끗한 물로 되어 재활용되어 무방류를 실현할 수 있다.In addition, in this embodiment, unlike what was described above, the contaminated water that collects fine dust, etc. in the cyclone 5300 and is discharged to the lower side of the cyclone 5300 is a contaminated water line 5400 including a contaminated water pipe 5410, and a recycling line. Through the (5600) and fogmaster device (5700), contaminated water is converted into clean water and recycled, thereby realizing zero discharge.

그리고, 엔진(100)에서 배출되는 배출라인(130)과 스텍으로 깨끗한 공기가 배출되는 사이클론배출라인(5550) 사이에 앞에서 설명한 배출밸브(133)가 구비되어 엔진(100)과 사이클론(5300) 사이의 배압 문제를 해결할 수 있다. 스텍으로부터 배출라인(130)으로 공기가 흡입될 수 있는 엔진(100)에 배압이 걸리는 것을 해결할 수 있다.In addition, the discharge valve 133 described above is provided between the discharge line 130 discharged from the engine 100 and the cyclone discharge line 5550 through which clean air is discharged to the stack, so that the discharge valve 133 is provided between the engine 100 and the cyclone 5300. The back pressure problem can be solved. It is possible to solve the problem of back pressure being applied to the engine 100, where air can be sucked from the stack to the discharge line 130.

그리고, 엔진(100)에서 배출되는 고온의 배출라인(130)은 사이클론(5300)을 통과하여 송풍기(5570) 전단의 사이클론배출라인(5550)의 가스와 열교환이 보조냉각부재(5130)를 통해 구현될 수 있다. 이러한 열교환을 통해 스텍으로 배출되는 공기를 증발시켜 배출되는 가스의 백연 형상을 예방할 수 있음과 동시에 배출라인(130)의 고온의 가스를 주냉각부재(5150) 전단에서 미리 냉각시키는 효과도 얻을 수 있다. In addition, the high-temperature discharge line 130 discharged from the engine 100 passes through the cyclone 5300, and heat exchange with the gas of the cyclone discharge line 5550 in front of the blower 5570 is implemented through the auxiliary cooling member 5130. It can be. Through this heat exchange, the air discharged to the stack can be evaporated to prevent the appearance of white smoke in the discharged gas, and the effect of pre-cooling the high temperature gas in the discharge line 130 at the front of the main cooling member 5150 can also be obtained. .

여기서 보조냉각부재(5130)는 불필요할 수도 있고 필요에 따라 미도시하였지만 엔진(100)에서 배출되는 배연가스가 보조냉각부재(5130)를 거치지 않고 바로 주냉각부재(5150)측으로 유입될 수 있다.Here, the auxiliary cooling member 5130 may be unnecessary and is not shown as needed, but the exhaust gas discharged from the engine 100 may flow directly into the main cooling member 5150 without passing through the auxiliary cooling member 5130.

분진 저감 시스템(5000)에서는 보조냉각부재(5130) 또는 주냉각부재(5150)를 포함하는 냉각부(5100)를 활용하여 엔진(100)으로부터 배출되는 배연가스를 냉각시켜 사이클론(5300)으로 안내할 수 있다.The dust reduction system 5000 utilizes a cooling unit 5100 including an auxiliary cooling member 5130 or a main cooling member 5150 to cool the exhaust gas discharged from the engine 100 and guide it to the cyclone 5300. You can.

주냉각부재(5150)에서는 고온의 엔진(100)에서 배출되는 배연가스(또는 배기가스)의 온도가 감소될 수 있다. 예를 들면 350℃의 배연가스를 90℃까지 온도를 감소시키기 위해 통과하는 배연가스에 물을 분사시킨다. 주냉각부재(5150)에서 분사되는 물 입자는 포그노즐(5735)에서 발생되는 입자의 크기보다 훨씬 큰 것이 바람직하고 배연가스의 온도 등에 따라 공급되는 물의 량 등이 제어부(5900)에서 조절될 수 있다.In the main cooling member 5150, the temperature of flue gas (or exhaust gas) discharged from the high temperature engine 100 can be reduced. For example, to reduce the temperature of flue gas at 350℃ to 90℃, water is sprayed on the passing flue gas. It is preferable that the water particles sprayed from the main cooling member 5150 are much larger than the size of the particles generated from the fog nozzle 5735, and the amount of water supplied can be adjusted in the control unit 5900 depending on the temperature of the flue gas, etc. .

미도시하였지만 배출라인(130), 사이클론배출라인(5550) 등에서는 미도시된 온도계, 풍량계 등이 포함되어 제어부(5900)는 관련된 밸브, 송풍기(5570) 또는 포그펌프(5730) 등을 제어, 조절할 수 있다.Although not shown, the discharge line 130, cyclone discharge line 5550, etc. include thermometers and wind flow meters, and the control unit 5900 controls related valves, blowers 5570, or fog pumps 5730, etc. It can be adjusted.

그리고 포그노즐(5735)의 작용, 액적 입자 크기 등은 앞에서 구체적으로 설명하였으므로 이하에서 설명을 생략한다.Since the operation of the fog nozzle 5735 and the droplet particle size have been described in detail above, their description will be omitted below.

이러한 구성을 갖는 분진 저감 시스템(5000)의 작동 과정을 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation process of the dust reduction system 5000 having this configuration will be described with reference to FIGS. 8A and 8B as follows.

먼저, 엔진(100)에서 나온 배연가스는 도 7 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 보조냉각부재(5130) 및 주냉각부재(5150)를 거쳐 사이클론(5300)으로 유입된다.First, the exhaust gas from the engine 100 flows into the cyclone 5300 through the auxiliary cooling member 5130 and the main cooling member 5150, as shown in FIGS. 7 and 8A.

배연가스에 포함된 이물질은 포그탱크(5720) - 포그펌프(5730) - 고압수공급라인(5740)을 거쳐 고압수공급라인(5740)의 단부인 사이클론(5300) 내부에 배치된 포그노즐(5735)에서 분무되는 미세한 액적에 포집되어 사이클론(5300) 하측으로 모인다. 사이클론(5300) 하부에 모인 오염수는 오염수배출밸브(5413)의 개폐에 의하여 오염수배관(5410)을 따라 오염수탱크(5420)를 포함하는 오염수라인(5400)을 따라 안내되어 흐른다.Foreign substances contained in the flue gas pass through the fog tank (5720) - the fog pump (5730) - the high pressure water supply line (5740), and then the fog nozzle (5735) disposed inside the cyclone (5300) at the end of the high pressure water supply line (5740). ) are collected in fine droplets sprayed from the cyclone (5300) and collected at the bottom. The contaminated water collected at the bottom of the cyclone 5300 is guided and flows along the contaminated water line 5400 including the contaminated water tank 5420 along the contaminated water pipe 5410 by opening and closing the contaminated water discharge valve 5413.

사이클론(5300)을 통과한 청정 공기는 송풍기(5570)를 거쳐 스텍을 통해 외기로 배출된다.Clean air passing through the cyclone 5300 passes through the blower 5570 and is discharged to the outside air through the stack.

그리고 도 8b에 도시된 바와 같이 오염수라인(5400) 및 리사이클라인(5600)은 다음과 같이 작동한다.And as shown in FIG. 8B, the contaminated water line 5400 and recycling line 5600 operate as follows.

오염수라인(5400)은 오염수가 흐르는 오염수배관(5410)과, 사이클론(5300) 하부에 결합되어 오염수배관(5410)을 개폐하는 오염수배출밸브(5413)와, 오염수배관(5410)을 통해 안내된 오염수를 수용하는 오염수탱크(5420)와, 오염수탱크(5420)에 수용된 오염수를 가압하여 이송하는 오염수펌프(5430)와, 오염수펌프(5430)에서 가압된 오염수가 걸러지는 오염수필터(5440)와, 오염수필터(5440)를 통과한 오염수가 오염수탱크(5420)로 리턴 가능하게 마련된 오염수리턴밸브(5443)와, 오염수필터(5440)를 통과한 깨끗한 오염수를 리사이클탱크(5620)로 공급 가능하게 마련된 오염수공급밸브(5443)를 포함한다. The contaminated water line 5400 includes a contaminated water pipe 5410 through which contaminated water flows, a contaminated water discharge valve 5413 that is coupled to the lower part of the cyclone 5300 to open and close the contaminated water pipe 5410, and a contaminated water pipe 5410. A contaminated water tank 5420 that accommodates the contaminated water guided through the contaminated water tank 5420, a contaminated water pump 5430 that pressurizes and transports the contaminated water contained in the contaminated water tank 5420, and the contaminated water pressurized in the contaminated water pump 5430. A contaminated water filter (5440) through which water is filtered, a contaminated water return valve (5443) provided to return the contaminated water that has passed through the contaminated water filter (5440) to the contaminated water tank (5420), and a contaminated water filter (5440). It includes a contaminated water supply valve (5443) that is provided to supply clean contaminated water to the recycling tank (5620).

오염수필터(5440) 또는 후술하는 마이크로필터(5640)는 필터프레스를 포함하는 고액분리 기능을 하는 수단에 의하여 대체될 수도 있지만, 본 실시예에서는 버킷스트레이너를 포함하는 것이 바람직하다.The contaminated water filter 5440 or the microfilter 5640, which will be described later, may be replaced by a means performing a solid-liquid separation function including a filter press, but in this embodiment, it is preferable to include a bucket strainer.

리사이클라인(5600)은 오염수라인(5400)을 거친 다소 깨끗한 물이 활용되는 영역이다. The recycling line 5600 is an area where somewhat clean water that has passed through the contaminated water line 5400 is utilized.

리사이클라인(5600)은 리사이클탱크(5620)에 수용된 물이 흐르는 리사이클배관(5610)과, 물을 가압하는 리사이클펌프(5630)와, 리사이클펌프(5630)에서 가압된 물을 필터링하는 마이크로필터(5640)와, 가압된 물이 리사이클탱크(5620)로 리턴되도록 안내하는 리사이클리턴밸브(5647)와, 가압된 물이 포그탱크(5720)로 공급 가능하게 마련된 사이클론수공급밸브(5713)와, 가압된 물이 오염수배관(5410)로 안내되어 오염수배관(5410) 내부의 이물질을 세척 가능하게 마련된 오염수배관세정밸브(5645)와, 사이클론(5300) 내부 벽면에 부착된 이물질 등을 세척 가능하게 가압된 물이 사이클론(5300) 내부에 마련된 사이클론세척노즐(미도시)로 공급 가능하게 마련된 리사이클세정밸브(5643)를 포함한다.The recycling line 5600 includes a recycling pipe 5610 through which water contained in the recycling tank 5620 flows, a recycling pump 5630 that pressurizes the water, and a microfilter 5640 that filters the water pressurized in the recycling pump 5630. ), a recycling return valve 5647 that guides the pressurized water to return to the recycling tank 5620, a cyclone water supply valve 5713 that allows the pressurized water to be supplied to the fog tank 5720, and a pressurized A contaminated water pipe cleaning valve (5645) is provided to allow water to be guided to the contaminated water pipe (5410) to clean foreign substances inside the contaminated water pipe (5410), and to clean foreign substances attached to the inner wall of the cyclone (5300). It includes a recycling cleaning valve 5643 that allows pressurized water to be supplied to a cyclone cleaning nozzle (not shown) provided inside the cyclone 5300.

즉, 오염수를 어느 정도 깨끗하게 처리한 리사이클탱크(5620)에 수용된 사이클론수를 각종 라인이나 사이클론(5300)을 세척 내지 세정하는 용도로 활용할 수 있어 세척 등에 사용되는 물을 재순환하는 물로 이용할 수 있다.In other words, the cyclone water contained in the recycling tank 5620, in which the contaminated water has been cleaned to some extent, can be used for cleaning various lines or the cyclone 5300, so that water used for cleaning can be used as recirculating water.

그리고 포그마스터장치(5700)는, 포그탱크(5720)에 수용된 물이 유입되는 포그수공급라인(5710)과, 포그펌프(5730)에서 가압된 깨끗한 물을 가압하는 포그펌프(5730)를 통과한 고압수를 안내하는 고압수공급라인(5740)을 포함한다.And the fog master device 5700 passes through a fog water supply line 5710 through which water contained in the fog tank 5720 flows, and a fog pump 5730 that pressurizes clean water pressurized by the fog pump 5730. It includes a high-pressure water supply line (5740) that guides high-pressure water.

워터라인(5830)은 포그수공급라인(5710)과 연통되어 통상의 수도와 같이 물을 공급할 수 있고 워터라인(5830)을 개폐하는 워터공급밸브(5833)를 포함한다.The water line 5830 is in communication with the fog water supply line 5710, can supply water like a normal tap, and includes a water supply valve 5833 that opens and closes the water line 5830.

에어라인(5850)은 공기를 공급하며 포그노즐(5735) 전단의 고압수공급라인(5740)과 연결되어 포그노즐(5735)측으로 고압의 공기를 공급하여 미세한 크기의 포그노즐(5735)에 끼여 있는 미세한 오물, 이물질을 제거할 수 있다(공기의 공급은 참조번호 ‘5853’ 참조). 또한, 리사이클세정밸브(5643) 전단의 배관에 연결되어 사이클론 내측벽을 세척 가능하게 배관의 단부에 마련된 사이클론세척노즐에 끼여 있는 오물. 이물질을 제거할 수 있다(공기의 공급은 참조번호 ‘5855’ 참조). 에어라인(5850)의 가압된 공기를 통해 사이클론(5300) 내부를 에어로 청소를 할 수도 있다.The air line (5850) supplies air and is connected to the high-pressure water supply line (5740) in front of the fog nozzle (5735) to supply high-pressure air to the fog nozzle (5735) to remove the fine-sized fog nozzle (5735). Fine dirt and foreign substances can be removed (refer to reference number '5853' for air supply). In addition, dirt stuck in the cyclone cleaning nozzle connected to the pipe in front of the recycling cleaning valve (5643) and provided at the end of the pipe to enable cleaning the inner wall of the cyclone. Foreign substances can be removed (for air supply, see reference number ‘5855’). The inside of the cyclone (5300) can also be cleaned with air using pressurized air from the airline (5850).

설명하지 않은 참조번호 ‘5170’은 고압수공급라인(5740)에서 분기되어 주냉각부재(5150)로 고압의 물을 공급하도록 마련된 냉각부공급노즐이다.The unexplained reference number ‘5170’ is a cooling unit supply nozzle branched from the high-pressure water supply line (5740) and provided to supply high-pressure water to the main cooling member (5150).

여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Here, several embodiments of the present invention have been illustrated and described, but those skilled in the art will recognize that modifications can be made to the present embodiments without departing from the principles or spirit of the present invention. will be. The scope of the invention will be determined by the appended claims and their equivalents.

[부호의 설명][Explanation of symbols]

1000 : 분진 저감 시스템1000: Dust reduction system

1100 : 냉각부 1300 : 사이클론1100: Cooling unit 1300: Cyclone

1330 : 제1사이클론 1350 : 제2사이클론1330: 1st cyclone 1350: 2nd cyclone

1500 : 분진저감라인 1510 : 냉각유입라인1500: Dust reduction line 1510: Cooling inflow line

1520 : 냉각배출라인 1530 : 제1사이클론배출라인1520: Cooling discharge line 1530: First cyclone discharge line

1533 : 제1배출밸브 1535 : 제1바이패스밸브1533: first discharge valve 1535: first bypass valve

1540 : 제1사이클론바이패스라인 1550 : 제2사이클론배출라인1540: 1st cyclone bypass line 1550: 2nd cyclone discharge line

1560 : 사이클론리턴라인 1563 : 리턴밸브1560: Cyclone return line 1563: Return valve

1570 : 송풍기 1700 : 포그마스터장치1570: Blower 1700: Fogmaster device

1701 ; 워터공급라인 1703 : 펌프흡입라인1701 ; Water supply line 1703: Pump suction line

1705 : 고압수공급라인 1706 : 고압수분기밸브1705: High pressure water supply line 1706: High pressure water branch valve

1707 : 고압수리턴라인 1710 워터탱크1707: High pressure water return line 1710 Water tank

1720 : 고압펌프 1730 : 포그 노즐1720: High pressure pump 1730: Fog nozzle

1800 : 고액분리부 1900 : 제어부1800: solid-liquid separation unit 1900: control unit

1930 : 제1센서 1950 : 제2센서1930: 1st sensor 1950: 2nd sensor

100 : 엔진 110 : 흡입구100: engine 110: intake port

130 : 배출라인 131 : 흡기바이패스130: discharge line 131: intake bypass

133 : 배출밸브133: discharge valve

5000 : 분진 저감 시스템 5100 : 냉각부5000: Dust reduction system 5100: Cooling unit

5130 : 보조냉각부재 5150 : 주냉각부재5130: Auxiliary cooling member 5150: Main cooling member

5170 : 냉각부공급밸브5170: Cooling unit supply valve

5300 : 사이클론 5550 : 사이클론배기라인5300: Cyclone 5550: Cyclone exhaust line

5570 : 송풍기5570 : Blower

5400 : 오염수라인5400: Contaminated water line

5410 : 오염수배관 5413 : 오염수배출밸브5410: Contaminated water piping 5413: Contaminated water discharge valve

5420 : 오염수탱크 5430 : 오염수펌프5420: Contaminated water tank 5430: Contaminated water pump

5440 : 오염수필터 5443 : 오염수리턴밸브5440: Contaminated water filter 5443: Contaminated water return valve

5445 : 오염수공급밸브5445: Contaminated water supply valve

5600 : 리사이클라인5600: Recycle line

5610 : 리사이클배관 5620 : 리사이클탱크5610: Recycling piping 5620: Recycling tank

5630 : 리사이클펌프 5640 : 마이크로필터5630: Recycle pump 5640: Micro filter

5643 : 리사이클세정밸브 5645 : 오염수배관세정밸브5643: Recycle cleaning valve 5645: Contaminated water pipe cleaning valve

5647 : 리사이클리턴밸브5647: Recycling return valve

5700 : 포그마스터장치5700: Fogmaster device

5710 : 포그수공급라인 5713 : 사이클론수공급밸브5710: Fog water supply line 5713: Cyclone water supply valve

5720 : 포그탱크 5730 : 포그펌프5720: Fog tank 5730: Fog pump

5735 : 포그노즐 5740 : 고압수공급라인5735: Fog nozzle 5740: High pressure water supply line

5830 : 워터라인 5833 : 워터공급밸브5830: Water line 5833: Water supply valve

5850 : 에어라인 5853 : 포그노즐에어밸브5850: Airline 5853: Fog nozzle air valve

5855 : 사이클론세정에어밸브5855: Cyclone cleaning air valve

본 발명에 따르면, 특히 대형 선박 엔진의 초기 운전 시 발생되는 고온의 배출 가스 중에 포함된 불완전연소된 카본 수트와 정상 운전을 하는 과정까지의 운전 과정에서 발생하는 수트를 포함하는 분진을 안정적이고 효과적으로 제거할 수 있는 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, in particular, the incompletely burned carbon soot contained in the high-temperature exhaust gas generated during the initial operation of a large ship engine and the dust containing soot generated during the operation process up to normal operation are stably and effectively removed. It is possible to provide a dust abatement system that includes carbon soot emitted from large ship engines that can be used.

Claims

선박용 엔진을 포함하는 엔진에서 배출되는 배기가스를 안내하는 배출라인과;an exhaust line that guides exhaust gas discharged from engines, including marine engines;

상기 배출라인에서 분기되고 송풍기를 포함하는 분진저감라인에 결합되어 배기가스 중에 포함된 수트(soot)를 포함하는 분진을 포그 노즐에서 분무되는 미세한 액적으로 포집하여 배기가스 중의 분진 농도를 설정치 이하로 감소 가능하게 마련된 사이클론과;Branched from the discharge line and connected to a dust reduction line including a blower, the dust containing soot contained in the exhaust gas is collected into fine droplets sprayed from the fog nozzle to reduce the dust concentration in the exhaust gas to below the set value. Cyclones made available;

상기 사이클론의 내부에 배치된 상기 포그 노즐로 고압의 물을 공급하는 포그마스터장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system comprising a fog master device that supplies high-pressure water to the fog nozzle disposed inside the cyclone.
제1항에 있어서,According to paragraph 1,

상기 포그 노즐에서 분무되는 액적의 평균 크기는 20 ~ 80㎛ 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system, characterized in that the average size of the droplets sprayed from the fog nozzle ranges from 20 to 80㎛.
제1항 또는 제2항에 있어서,According to claim 1 or 2,

상기 사이클론으로 분무되는 액적의 패킹 덴시티(packing density)는 엔진의 부하가 30% 이하인 경우 50 ~ 2만개/㎤ 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system characterized in that the packing density of the droplets sprayed by the cyclone is in the range of 50 to 20,000 pieces/cm3 when the engine load is 30% or less.
제1항에 있어서,According to paragraph 1,

상기 사이클론 상류에 상기 배출라인으로부터 분기되는 배기가스의 온도를 하강 가능하게 마련된 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system further comprising a cooling unit provided upstream of the cyclone to lower the temperature of the exhaust gas branched from the discharge line.
제4항에 있어서,According to paragraph 4,

엔진의 운전 전에 상기 송풍기, 상기 포그마스터 장치, 상기 사이클론이 무부하에서 작동 가능하게 제어부에서 제어하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system, characterized in that the control unit controls the blower, the fogmaster device, and the cyclone to operate at no load before operating the engine.
제5항에 있어서,According to clause 5,

상기 사이클론은 복수로 구비되며,The cyclones are provided in plural,

엔진이 가동하여 설정된 제1부하까지 복수의 사이클론이 가동되며,When the engine starts, multiple cyclones operate up to the set first load,

상기 제1부하를 초과하여 설정된 제2부하까지는 상기 사이클론 중 상기 분진저감라인 중 상류측에 배치된 사이클론만 가동이 되도록 제어부에서 제어하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system, characterized in that the control unit controls only the cyclone disposed on the upstream side of the dust reduction line among the cyclones to operate up to the second load set in excess of the first load.
제1항에 있어서,According to paragraph 1,

상기 제2부하를 초과하는 경우 상기 배출라인을 통해 배기가스가 배출되는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.Dust reduction system, characterized in that exhaust gas is discharged through the discharge line when the second load is exceeded.
제1항에 있어서,According to paragraph 1,

상기 사이클론 하부에 포집된 포집물을 모아서 고체와 액체로 분리하는 고액분리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system further comprising a solid-liquid separation unit that collects the collected matter at the bottom of the cyclone and separates it into solid and liquid.
제5항에 있어서,According to clause 5,

상기 사이클론은 하나로 구비되며,The cyclone is provided as one,

엔진이 가동하여 설정된 제1부하까지 상기 사이클론 내부의 다수의 포그 노즐이 결합된 두 개의 환형 파이프가 가동되며,When the engine operates, two annular pipes combined with a plurality of fog nozzles inside the cyclone operate up to the set first load,

상기 제1부하를 초과하여 설정된 제2부하까지는 상기 사이클론 상기 사이클론 내부의 포그 노즐이 결합된 두 개의 환형 파이프 중 하나만 가동이 되도록 제어부에서 제어하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system, characterized in that the control unit controls only one of the two annular pipes coupled with the fog nozzle inside the cyclone to operate up to the second load set in excess of the first load.
선박용 엔진을 포함하는 엔진에서 배출되는 배기가스를 안내하는 배출라인과;an exhaust line that guides exhaust gas discharged from engines, including marine engines;

상기 배출라인에서 분기되고 송풍기를 포함하는 분진저감라인에 결합되어 배기가스 중에 포함된 수트(soot)를 포함하는 분진을 포그 노즐에서 분무되는 미세한 액적으로 포집하여 배기가스 중의 분진 농도를 설정치 이하로 감소 가능하게 마련된 사이클론과;Branched from the discharge line and connected to a dust reduction line including a blower, the dust containing soot contained in the exhaust gas is collected into fine droplets sprayed from the fog nozzle to reduce the dust concentration in the exhaust gas below the set value. Cyclones made available;

상기 사이클론의 내부에 배치된 상기 포그 노즐로 고압의 물을 공급하는 포그마스터장치;를 포함하되,It includes a fog master device that supplies high-pressure water to the fog nozzle disposed inside the cyclone,

상기 사이클론 상류에 상기 배출라인으로부터 분기되는 배기가스의 온도를 하강 가능하게 마련된 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system further comprising a cooling unit provided upstream of the cyclone to lower the temperature of the exhaust gas branched from the discharge line.
제10항에 있어서,According to clause 10,

상기 냉각부는 엔진으로부터 배출되는 라인과 상기 사이클론에서 배출되는 라인이 상호 열교환 가능하게 마련된 보조냉각부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.The cooling unit is a dust reduction system characterized in that it includes an auxiliary cooling member provided so that a line discharged from the engine and a line discharged from the cyclone can exchange heat with each other.
제10항 또는 제11항에 있어서,According to claim 10 or 11,

상기 사이클론 하부에서 배출되는 오염수에 포함된 이물질 또는 오염물을 제거하여 상기 사이클론 내부의 세척을 하거나 상기 포그노즐로 공급되는 물로 활용하는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.A dust reduction system characterized in that it removes foreign substances or contaminants contained in the contaminated water discharged from the bottom of the cyclone and uses it to clean the inside of the cyclone or as water supplied to the fog nozzle.
제10항에 있어서,According to clause 10,

상기 사이클론 하루에 대기로 배출되는 스텍을 포함하며,Includes stacks discharged into the atmosphere per day of the cyclone,

상기 배출라인과 상기 사이클론과 상기 스텍 사이를 연통시키는 배출밸브를 포함하고Includes a discharge valve communicating between the discharge line, the cyclone, and the stack,

상기 배출밸브는 상기 엔진에 배압이 걸리는 경우 개방되는 것을 특징으로 하는 분진 저감 시스템.The discharge valve is a dust reduction system characterized in that it is opened when back pressure is applied to the engine.