(57)【要約】排気ガス汚染物質低減装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による排気ガス汚染物質低減装置は、海洋構造物に搭載された燃焼機関の排気ガスを供給する排気ガス管と、洗浄水を供給する洗浄水供給管と、排気ガス管と洗浄水供給管が連結され、内部に排気ガス管から供給された排気ガスに洗浄水を噴射する噴射ノズルが設置されたスクラッバと、排気ガス管に第１酸化剤を噴射して排気ガスを１次酸化させる第１酸化ユニットと、スクラッバの内部に、遷移金属水酸化物を含む無機金属化合物とスルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒を第２酸化剤として噴射して排気ガスを２次酸化させて逆反応を防止させる第２酸化ユニットとを含み得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋構造物に搭載された燃焼機関の排気ガスを供給する排気ガス管と、
洗浄水を供給する洗浄水供給管と、
前記排気ガス管と前記洗浄水供給管が連結され、内部に前記排気ガス管から供給された前記排気ガスに前記洗浄水を噴射する噴射ノズルが設置されたスクラッバと、
前記排気ガス管に第１酸化剤を噴射して前記排気ガスを１次酸化させる第１酸化ユニットと、
前記スクラッバの内部に、遷移金属水酸化物を含む無機金属化合物と、スルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒を第２酸化剤として噴射して前記排気ガスを２次酸化させて逆反応を防止させる第２酸化ユニットと、を含む、排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項２】
前記遷移金属水酸化物は、シリカナノ粒子に担持された、請求項１に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項３】
前記シリカナノ粒子と前記遷移金属水酸化物は、スルホキシドを含む有機化合物と水の混合物中に浮游する形態で存在する、請求項２に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項４】
前記遷移金属水酸化物は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）の中から選択された一つ以上の金属を含む、請求項１に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項５】
前記スクラッバの下部に連結され、前記スクラッバから排出される前記洗浄水と前記酸化触媒を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部と前記洗浄水供給管との間を連結して前記洗浄水と前記酸化触媒を再循環する循環管と、をさらに含む、請求項１に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項６】
前記スクラッバから排出される前記洗浄水と前記酸化触媒の混合液から塩を除去し、前記洗浄水と前記酸化触媒を再び前記スクラッバに再循環させる水処理ユニットをさらに含む、請求項５に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項７】
前記水処理ユニットは、
前記混合液の供給を受けて比重差を利用して前記酸化触媒と、塩を含む洗浄水に分離する酸化触媒分離ユニットと、を含む、請求項６に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項８】
前記水処理ユニットは、
前記塩を含む洗浄水の供給を受けて１次冷却させて硫酸塩を析出する第１冷却ユニットと、
前記第１冷却ユニットの後段に連結されて前記塩を含む洗浄水から固相の硫酸塩を分離するフィルタユニットと、をさらに含む、請求項７に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項９】
前記水処理ユニットは、
前記第１冷却ユニットと前記フィルタユニットとの間に設置されて比重差を利用して前記固相の硫酸塩を含まない洗浄水を分離する分離ユニットと、
前記分離ユニットから分離した前記固相の硫酸塩を含まない洗浄水を前記第１冷却ユニットより低い温度に２次冷却させて硫酸塩を析出する第２冷却ユニットと、をさらに含む、請求項８に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項１０】
前記第２冷却ユニットを通過した洗浄水は再び前記分離ユニットに供給される、請求項９に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項１１】
前記スクラッバは、
上部が前記排気ガス管と連通され、前記排気ガスの流動方向に沿って前記排気ガスと前記洗浄水および前記酸化触媒を混合する攪拌パネルと混合機が少なくとも一つ設置される第１接触部と、
前記第１接触部と連通されて屈折部をなし、前記排気ガスと接して水分粒子を凝縮させる液滴分離機が設置された第２接触部と、を含む、請求項１に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【請求項１２】
前記スクラッバは、
前記液滴分離機の上段に設置されて前記排気ガスを外部に排出する排気ファンをさらに含む、請求項１１に記載の排気ガス汚染物質低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス汚染物質低減装置に関し、より詳細には造船、海洋分野で発生する排気ガスに含まれた汚染物質、および排気ガスの浄化により汚染された洗浄水を効果的に処理できる排気ガス汚染物質低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、船舶に設置される各種エンジンは燃料を燃焼して動力を生成し、燃料の燃焼過程で発生する排気ガスは窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、微細粉塵（ＰＭ）等の有害物質を含んでいる。環境に対する認識が次第に増加するにつれ排気ガスに含まれている各種有害物質に対する規制が厳格になっており、特に、排気ガスのうち窒素酸化物と硫黄酸化物は国連傘下機関である国際海事機関（ＩＭＯ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｔｉｍｅ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）から排出規制を受けている代表的な大気汚染物質である。窒素酸化物の場合、Ｔｉｅｒ  ＩＩＩが発効される時点である２０１６年から３．４ｇ／ｋｗｈ以下に排出量を規制しており、硫黄酸化物の場合は２０１５年からＳＥＣＡ（Ｓｕｌｆｕｒ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ）で０．１％以下に排出が規制されている。そのため、船舶の排気ガ水処理のための多様な装置および方法が導入されている実情である。
【０００３】
硫黄酸化物の場合、湿式スクラッバを利用して除去する方式が一般的であり、オゾン、紫外線などを利用して排気ガスをあらかじめ酸化させた後に洗浄水と気液接触させる場合、硫黄酸化物と窒素酸化物を同時に低減させることができる。
【０００４】
しかし、オゾン、紫外線を発生させる装置は、体積が過度に大きいため狭い船舶内の空間活用度を低下させ、消耗する電気量も多いため装置効率を低下させる問題がある。また、洗浄水と気液接触前に酸化させた硫黄酸化物と窒素酸化物が容易に還元されて汚染物質の低減効果が低下する問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、造船、海洋分野で発生する排気ガスに含まれた汚染物質、および排気ガスの浄化により汚染された洗浄水を効果的に処理できる、排気ガス汚染物質低減装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない、また他の技術的課題は、以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を達成するための本発明の実施形態による排気ガス汚染物質低減装置は、海洋構造物に搭載された燃焼機関の排気ガスを供給する排気ガス管と、洗浄水を供給する洗浄水供給管と、前記排気ガス管と前記洗浄水供給管が連結され、内部に前記排気ガス管から供給された前記排気ガスに前記洗浄水を噴射する噴射ノズルが設置されたスクラッバと、前記排気ガス管に第１酸化剤を噴射して前記排気ガスを１次酸化させる第１酸化ユニットと、前記スクラッバの内部に、遷移金属水酸化物を含む無機金属化合物とスルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒を第２酸化剤として噴射して前記排気ガスを２次酸化させて逆反応を防止させる第２酸化ユニットと、を含む。
【０００８】
前記遷移金属水酸化物は、シリカナノ粒子に担持され得る。
【０００９】
前記シリカナノ粒子と前記遷移金属水酸化物は、スルホキシドを含む有機化合物と水の混合物中に浮游する形態で存在し得る。
【００１０】
前記遷移金属水酸化物は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）の中から選択された一つ以上の金属を含み得る。前記排気ガス汚染物質低減装置は、前記スクラッバの下部に連結され、前記スクラッバから排出される前記洗浄水と前記酸化触媒を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部と前記洗浄水供給管との間を連結して前記洗浄水と前記酸化触媒を再循環する循環管と、をさらに含み得る。
【００１１】
前記排気ガス汚染物質低減装置は、前記スクラッバから排出される前記洗浄水と前記酸化触媒の混合液から塩を除去し、前記洗浄水と前記酸化触媒を再び前記スクラッバに再循環させる水処理ユニットをさらに含み得る。
【００１２】
前記水処理ユニットは、前記混合液の供給を受けて比重差を利用して前記酸化触媒と、塩を含む洗浄水に分離する酸化触媒分離ユニットを含み得る。
【００１３】
前記水処理ユニットは、前記塩を含む洗浄水の供給を受けて１次冷却させて硫酸塩を析出する第１冷却ユニットと、前記第１冷却ユニット後段に連結されて前記塩を含む洗浄水から固相の硫酸塩を分離するフィルタユニットと、をさらに含み得る。
【００１４】
前記水処理ユニットは、前記第１冷却ユニットと前記フィルタユニットとの間に設置されて比重差を利用して前記固相の硫酸塩を含まない洗浄水を分離する分離ユニットと、前記分離ユニットから分離した前記固相の硫酸塩を含まない洗浄水を前記第１冷却ユニットより低い温度に２次冷却させて硫酸塩を析出する第２冷却ユニットと、をさらに含み得る。
【００１５】
前記第２冷却ユニットを通過した洗浄水は、再び前記分離ユニットに供給され得る。
【００１６】
前記スクラッバは、上部が前記排気ガス管と連通され、前記排気ガスの流動方向に沿って前記排気ガスと前記洗浄水および前記酸化触媒を混合する攪拌パネルと混合機が少なくとも一つ設置される第１接触部と、前記第１接触部と連通されて屈折部をなし、前記排気ガスと接して水分粒子を凝縮させる液滴分離機が設置された第２接触部と、を含み得る。
【００１７】
前記スクラッバは、前記液滴分離機の上段に設置されて前記排気ガスを外部に排出する排気ファンをさらに含み得る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オゾン、紫外線を利用して排気ガスを酸化させる代わりに第１酸化剤で排気ガスを１次酸化し、第２酸化剤で排気ガスを２次酸化して排気ガスの酸化効率および船舶内の空間活用度を増加させることができる。また、酸化触媒である第２酸化剤が排気ガスを酸化させると同時に酸化された排気ガスが再び還元されることを防止するので、汚染物質低減効果を最大化することができる。
【００１９】
また、排気ガスの浄化により汚染された洗浄水に含まれている硫酸塩を析出して洗浄水から分離できるため、硝酸または硝酸塩が含まれた洗浄水のみ抽出して別に貯蔵することができる。したがって、硫酸塩と硝酸塩をすべて貯蔵する従来の場合より貯蔵タンクの大きさおよび個数を減らすことができ、これによって、タンクの設置および維持のためのコストが節減され、船舶内の空間活用度が増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による排気ガス汚染物質低減装置を概略的に示す図である。
【図２】スクラッバに設置された攪拌パネルと混合機を拡大して示す図である。
【図３】排気ガス汚染物質低減装置の動作を説明するための作動図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に実現することができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を称する。
【００２２】
以下、図１および図２を参照して本発明の実施形態による排気ガス汚染物質低減装置について詳細に説明する。
【００２３】
本発明の実施形態による排気ガス汚染物質低減装置は、排気ガスに含まれた各種汚染物質（窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵など）の濃度を減らして排気基準に適した空気を排出すると同時に排気ガスの濃度を減らすのに使用された洗浄水の処理が同時に行われる装置として、主に船舶に搭載されて造船、海洋分野で発生する排気ガスを処理するために用いることができる。
【００２４】
排気ガス汚染物質低減装置は、オゾン、紫外線を利用して排気ガスを酸化させる代わりに第１酸化剤で排気ガスを１次酸化し、第２酸化剤で排気ガスを２次酸化して排気ガスの酸化効率および船舶内の空間活用度を増加させることができる。また、酸化触媒である第２酸化剤が排気ガスを酸化させると同時に酸化された排気ガスが再び還元されることを防止するので、汚染物質低減効果を最大化することができる。また、排気ガスの浄化により汚染された洗浄水に含まれている硫酸塩を析出して洗浄水から分離することができ、硝酸または硝酸塩が含まれた洗浄水のみ抽出して別に貯蔵することができる。したがって、硫酸塩と硝酸塩をすべて貯蔵する従来の場合より貯蔵タンクの大きさおよび個数を減らすことができ、これによって、タンクの設置および維持のためのコストが節減され、船舶内の空間活用度が増加する特徴がある。
【００２５】
以下、図１および図２を参照して排気ガス汚染物質低減装置について具体的に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施形態による排気ガス汚染物質低減装置を概略的に示す図面であり、図２はスクラッバに設置された攪拌パネルと混合機を拡大して示す図である。
【００２７】
本発明による排気ガス汚染物質低減装置１は、排気ガス管１０と、洗浄水供給管２０と、スクラッバ３０と、第１酸化ユニット４０、および第２酸化ユニット５０を含む。
【００２８】
排気ガス管１０は、海洋構造物に搭載された燃焼機関（図示せず）またはボイラー（図示せず）の排気ガスを供給する管であり、後述するスクラッバ３０に連結される。排気ガス管１０は、燃焼機関の排気口に直接連結されて高温の排気ガスが直接移動したり、各種熱交換器を通過して排気列の大部分を再使用して残った廃ガスが移動したりし得る。ここで、燃焼機関とは、燃料を燃焼して船舶に必要な各種動力を発生させる装置として、例えば、メインエンジン、発電機などで形成され得る。排気ガス管１０は複数の燃焼機関の排気口に連結され得、複数の燃焼機関は選択的に動作することができる。燃焼機関は、通常化石燃料を燃焼して動力を発生させるので、化石燃料の燃焼による排気ガスを発生させる。発生した排気ガスは多量の窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵などを含んでおり、燃焼機関の一側に連結された排気ガス管１０を介してスクラッバ３０に供給される。
【００２９】
洗浄水供給管２０は、海水、または清水、または海水と清水の混合水、のうち少なくとも一つの洗浄水をスクラッバ３０に供給する管であり、一端部がシーチェスト（ｓｅａ−ｃｈｅｓｔ）と清水貯蔵タンク２１の少なくとも一つに連結され、他端部がスクラッバ３０に連結され得る。すなわち、洗浄水供給管２０は海水と清水の供給を選択的に受けてスクラッバ３０に供給し得る。以下、洗浄水が清水である場合に限定し、洗浄水供給管２０を介して主に清水が流入してスクラッバ３０に供給される過程をより重点的に説明する。洗浄水供給管２０は一端部が清水貯蔵タンク２１に連結され、他端部がスクラッバ３０に連結される。この時、洗浄水供給管２０上には清水を加圧する少なくとも一つのポンプＰ１が設置されて清水をスクラッバ３０に円滑に供給することができる。図面上にはポンプＰ１後段の洗浄水供給管２０にシーチェストから供給される海水が合流する場合を示すが、これに限定されるものではなく、シーチェストから供給される海水はスクラッバ３０に直接供給されることもできる。
【００３０】
前述したように、排気ガス管１０と洗浄水供給管２０は、それぞれスクラッバ３０に連結され、スクラッバ３０は内部に排気ガス管１０から供給された排気ガスに洗浄水を噴射する噴射ノズル３０ａが設置されて排気ガスと洗浄水を気液接触させ得る。噴射ノズル３０ａは洗浄水を微粒子形態で噴霧し、複数に分枝されて排気ガスの流動方向に沿って一列に配置され得る。複数の噴射ノズル３０ａが排気ガスの流動方向に沿って一列に配置されることによって、排気ガスと洗浄水の接触面積および接触回数が増大して排気ガスに含まれた窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵などの汚染物質が効果的に除去され得る。窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵などの汚染物質が除去された排気ガスは排気管３４を介して外部に排出され得る。排気管３４を介して排出される排気ガスは窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵などの汚染物質が除去された状態であるため、排気基準に適するようになり大気中にそのまま放出することができる。スクラッバ３０は第１接触部３１と第２接触部３２を含む。
【００３１】
第１接触部３１はスクラッバ３０の一側をなす筒形状の部材であり、上部が排気ガス管１０と連通され得る。第１接触部３１の上部が排気ガス管１０と連通されることによって、第１接触部３１に流入した排気ガスは下方に流動し得る。第１接触部３１は、内部に回転流動を誘導する攪拌パネル３１ｂと混合機３１ａの少なくとも一つが設置されて、排気ガスと洗浄水、および後述する第２酸化ユニット５０から供給される酸化触媒を混合し得る。排気ガスと洗浄水、および酸化触媒が混合されることによって、排気ガスが酸化されると同時に排気ガスに含まれた汚染物質が除去され得る。また、洗浄水および酸化触媒によって排気ガスの温度が低下して排気ガスの流速と体積を減少させることができ、攪拌パネル３１ｂと混合機３１ａが排気ガスの逆方向流動を遮断して排気ガス管１０への逆流を防止することができる。
【００３２】
図２の（ａ）を参照して説明すると、混合機３１ａは、金属線（ｗｉｒｅ、３１１ａ）を縦横に撚ってふるい（ｓｉｅｖｅ）を形成した網（ｎｅｔ）形状の部材であり、複数の金属線が第１接触部３１の内部に互いにずれて配置される。互いに撚られて配置される金属線３１１ａの間には、第１支持体３１２ａが介在して単位ふるいを形成し、互いに重複して配置された単位ふるいの間には第２支持体３１３ａが介在して、互いに離隔配置され得る。混合機３１ａが網形状の部材で形成されることによって、排気ガスと洗浄水および酸化触媒の接触面積が増加して汚染物質の除去効率が増大し得、スクラッバ３０の小型化を実現することができる。また、スクラッバ３０内の圧力損失が少ないため小型化したスクラッバ３０で多量の排気ガスを処理することができ、排気ガスをスクラッバ３０に誘導する引込ファン（図示せず）の動力を節減することができる。また、縦横に撚られる金属線３１１ａの他には閉鎖された面がなく、網構造によって一定の間隔で孔隙を与えることができるため開孔比が高い長所もある。また、排気ガスの条件に応じて混合機３１ａまたは単位ふるいの個数を調節して除去効率および圧力変化も容易に調節することができる。
【００３３】
次いで、図２の（ｂ）を参照して説明すると、攪拌パネル３１ｂは内部に渦流流動を誘導する翼が形成された筒形状の部材であり、複数が同一平面上に配置され得る。この時、複数の攪拌パネル３１ｂは別途の固定板３１１ｂにより第１接触部３１に固定され得る。しかし、第１接触部３１に複数の攪拌パネル３１ｂが配置されることに限定されず、例えば、単一の攪拌パネル３１ｂが配置されることもできる。攪拌パネル３１ｂに形成された翼は流線形の断面を有し、一定の角度に捩れて一側と他側が互いにずれる。したがって、排気ガスと洗浄水、および酸化触媒が渦流流動をしながら円滑に混合され得、互いに異なる圧力を有する排気ガスの一部が逆方向に誘導して逆流することを防止することができる。
【００３４】
図面上には第１接触部３１の内部に排気ガスの流動方向に沿って、噴射ノズル３０ａと、攪拌パネル３１ｂと、混合機３１ａ、および噴射ノズル３０ａが順に配置された場合を示すが、これに限定されず、配置は多様に変形することができる。第１接触部３１は第２接触部３２と連通される。
【００３５】
第２接触部３２は、スクラッバ３０の他側をなす筒形状の部材であり、下側が第１接触部３１と連通されて屈折部をなして上側が排気管３４と連通され得る。第２接触部３２の下側が第１接触部３１と連通されて上側が排気管３４と連通されることによって、第１接触部３１に沿って下方に流動して第２接触部３２に流入した排気ガスは上方に流動して排気管３４を介して排出され得る。また、第２接触部３２が第１接触部３１と連通されてＵ字型の屈折部をなすことによって、スクラッバ３０内部の排気ガスの流動経路が長くなって排気ガスと洗浄水が接触する時間が増大して汚染物質の低減効果を最大化することができる。第２接触部３２は、第１接触部３１と連通される下側に混合機３１ａが設置され得、第１接触部３１のように排気ガスの流動方向に沿って複数の噴射ノズル３０ａが配置され得る。また、第２接触部３２は、排気管３４と近接する上部に排気ガスと接して水分粒子を凝縮させる液滴分離機３２ａが設置され得る。液滴分離機３２ａが設置されることによって、洗浄水と接触して水分粒子を含有している排気ガスから水分粒子が除去されて排気ガスが乾燥された状態で排気管３４を介して排出され得る。また、排気ガスから除去された水分粒子が下方に落下して上部に流動する排気ガスと再び気液接触することができるため、残存する汚染物質が追加で除去されることもできる。液滴分離機３２ａ上段の第２接触部３２または排気管３４上には排気ガスを外部に排出する排気ファン３２ｂが設置され、攪拌パネル３１ｂ、混合機３１ａを通過して増加した排気ガスの圧力を一部減少させることができる。
【００３６】
一方、排気ガス管１０を流動する排気ガスは第１酸化ユニット４０により一次酸化され得る。第１酸化ユニット４０は、排気ガス管１０に第１酸化剤を噴射して排気ガスを１次酸化させるものであり、ここで、第１酸化剤とは、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、過マンガン酸塩（ＨＭｎＯ４）、次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）、二酸化塩（ＣｌＯ２）、次亜塩素酸ソーダ（ＮａＯＣｌ）、三種塩（ＫＨＳＯ５）、オゾン（Ｏ３）の中の一つでありうる。第１酸化ユニット４０が排気ガス管１０に第１酸化剤を噴射して排気ガスを１次酸化させることによって、排気ガスに含まれた一酸化窒素が二酸化窒素に酸化され得る。二酸化窒素は一酸化窒素に比べて水に溶解しやすいため、スクラッバ３０で洗浄水に容易に溶けて除去されることができる。第１酸化ユニット４０は、ノズル、超音波振動子、スプレー、加熱板などを用いて第１酸化剤を微粒子化したり液滴化または蒸気化したりして排気ガスの酸化効率を上げることができる。排気ガスに含まれた窒素酸化物は下記の反応式により反応して１次酸化される。
【００３７】
【化１】
2021523001.tif 000003
【００３８】
第１酸化ユニット４０により一次に酸化された後スクラッバ３０に供給された排気ガスは第２酸化ユニット５０により２次に酸化され得る。
【００３９】
第２酸化ユニット５０は、スクラッバ３０の内部に第２酸化剤を噴射して排気ガスを２次酸化させて逆反応を防止させるものであり、ここで、第２酸化剤とは、遷移金属を含む無機金属下合物と、スルホキシドを含む有機化合物の混合物であるリン酸化触媒を意味する。第１酸化剤によって人為的に酸化された排気ガスは再び本来の状態に容易に還元され得る。排気ガスが再び還元されると洗浄水に容易に溶けて除去されないので、第２酸化ユニット５０は第２酸化剤を注入して排気ガスを２次に酸化させると同時に排気ガスが再び還元されることを防止することができる。第２酸化剤が排気ガスを２次酸化させると同時に再び還元されることを防止することによって、第１酸化剤による酸化効率が一部低下しても排気ガスに含まれた汚染物質が洗浄水に容易に溶けて除去され得る。第２酸化剤は洗浄水供給管２０を介して第１接触部３１と第２接触部３２にそれぞれ噴射されたり、ノズル、スプレーなどの別途の噴射装置を介して第１接触部３１と第２接触部３２にそれぞれ噴射されたりし得る。
【００４０】
第２酸化剤は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）の中から選択された一つ以上の金属を含む遷移金属水酸化物がチューブ（ｔｕｂｅ）形状の担体であるシリカナノ粒子に担持されたものであり、この時、シリカナノ粒子の大きさは４〜１０ｎｍでありうる。酸化機能がある遷移金属水酸化物がシリカナノ粒子に担持されることによって、排気ガスとの接触面積が増大して酸化および逆反応防止が効果的になる。また、シリカナノ粒子と遷移金属水酸化物はスルホキシド（ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）を含む有機化合物と水の混合物中に浮游する形態で存在し得る。シリカナノ粒子と遷移金属水酸化物がスルホキシドを含む有機化合物と水の混合物中に存在することによって、第２酸化剤が液状の有機／無機混合物形態になって微粒子化したり液滴化または蒸気化したりすることができ、酸化効率および逆反応防止効率を増大することができる。
排気ガスに含まれた窒素酸化物は、下記の反応式により反応して２次酸化されて逆反応が防止される。
【００４１】
【化２】
2021523001.tif 000004
【００４２】
（ここで、ＬＰＣは化学式がＲＣＯ・Ｃｏ／ＳｉＯ２＝ＯＨＲである酸化触媒を意味し、ＬＰＣ・Ｃｏ／ＳｉＯ２はシリカナノ粒子に担持された遷移金属水酸化物を含む有機／無機混合物である酸化触媒を意味する。また、Ｒはアルキル基であり、鎖状飽和炭化水素で１個の水素を除いた残りの原子団を意味する。）
一酸化窒素（ＮＯ）は、第２酸化剤（ＬＰＣ・Ｃｏ／ＳｉＯ２）と反応して二酸化窒素（ＮＯ２）に２次酸化され、二酸化窒素（ＮＯ２）と水（Ｈ２Ｏ）が反応して生成された亜硝酸（ＨＮＯ２）が第２酸化剤（ＬＰＣ・Ｃｏ／ＳｉＯ２）および酸素（Ｏ２）と反応することにより硝酸（ＨＮＯ３）になり、ここにアルカリ薬品（Ｎａ＋、ＮＨ４＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋）等と反応して塩が形成されて逆反応が防止される。
【００４３】
排気ガスに含まれた硫黄酸化物は、下記の反応式により反応して亜硫酸になり、酸化触媒で亜硫酸は酸化して硫酸になる。
【００４４】
【化３】
2021523001.tif 000005
【００４５】
スクラッバ３０は、下部に洗浄水排出管３３が連結される。洗浄水排出管３３はスクラッバ３０内部の洗浄水、および第２酸化剤である酸化触媒を排出する管であり、一端部が第１接触部３１と第２接触部３２との間に連結されて他端部が貯蔵部６０に連結され得る。
【００４６】
貯蔵部６０は、スクラッバ３０の下部に連結されてスクラッバ３０から排出される洗浄水と酸化触媒を貯蔵するものであり、内部に攪拌機が設けられ得る。前述したように、第２酸化剤はＣｏ（ＯＨ）２／ＳｉＯ２のような遷移金属水酸化物を含む無機化合物と、スルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒であるため、貯蔵部６０に貯蔵時洗浄水との比重差によって洗浄水から相分離され得る。貯蔵部６０の内部に攪拌機が設けられることによって、第２酸化剤が洗浄水から相分離されることを防止することができ、第２酸化剤が洗浄水から相分離されても再び洗浄水に混合され得る。第２酸化ユニット５０は図示するように、貯蔵部６０に第２酸化剤を供給することができ、貯蔵部６０に供給された第２酸化剤は後述する循環管６１を介してスクラッバ３０の内部に供給され得る。
【００４７】
貯蔵部６０の一側には中和剤供給部７０が連結され得る。中和剤供給部７０は貯蔵部６０に中和剤を供給して酸性化された洗浄水を中和させるものであり、例えば、中和剤は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）または次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）またはアンモニア水のようなアルカリ溶液であり、海水などを電気分解して得ることができる。中和剤供給部７０は単に中和剤が貯蔵されたタンクであるか、電解装置を含んで中和剤を直接生産する装置でありうる。この時、中和剤供給部７０は、貯蔵部６０またはスクラッバ３０の第２接触部３２の上段に中和剤を供給することができる。洗浄水は下記の反応式により中和する。
【００４８】
【化４】
2021523001.tif 000006
【００４９】
スクラッバ３０の内部に供給された洗浄水は、排気ガスと気液接触して窒素酸化物と硫黄酸化物が溶解して強酸性の硝酸と硫酸を形成し得る。中和剤供給部７０が中和剤を供給して強酸性の洗浄水を中和させることによって、洗浄水の水素イオン濃度指数（ｐＨ）がスクラッバ３０に循環させて再使用したり、海上に放流するのに適した状態、例えば、約ｐＨ６．０〜７に調節されたりし得る。貯蔵部６０は内部にｐＨを測定するセンサ部７１が設置され得、中和剤供給部７０はセンサ部７１で測定されたｐＨ値に対応して貯蔵部６０に供給される中和剤の量を調節し得る。中和剤供給部７０とセンサ部７１は、それぞれ制御部７２と連係され、制御部７２はセンサ部７１で測定されたｐＨ値の伝達を受けて中和剤供給部７０の動作を制御し得る。貯蔵部６０と洗浄水供給管２０との間には循環管６１が連結され得る。循環管６１は貯蔵部６０に貯蔵された洗浄水と酸化触媒の一部、例えば、約９０％を再循環する管であり、循環管６１上には第１濾過ユニット６２とポンプＰ２が設けられる。第１濾過ユニット６２は循環管６１を流動する洗浄水と酸化触媒の混合液から粒子が大きい固相の物質を除去するものであり、遠心分離機、重力分離機、フィルタのうちいずれか一つを含み得る。洗浄水と酸化触媒の混合液に含まれた固相の物質は有機物質、酸化触媒などにより粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が高いため粘る性質がある。したがって、固相の物質を除去しない場合、流管６３および各種装置の内部に積もり、配管の詰まりまたは腐食、装置の腐食または故障を誘発し得る。これを防止するために、第１濾過ユニット６２は貯蔵部６０と近接する循環管６１の前段側に配置されて粒子が大きい固相の物質を除去することができる。第１濾過ユニット６２後段の循環管６１上にはポンプＰ２が設けられ、ポンプＰ２は固相の物質が除去された洗浄水と酸化触媒の混合液を加圧して洗浄水供給管２０に供給し得る。
【００５０】
一方、貯蔵部６０に貯蔵された洗浄水と酸化触媒の残りの一部、例えば、約１０％は流管６３を介して水処理ユニット８０に供給され得る。この時、流管６３上にもポンプＰ３が設けられ、ポンプＰ３は洗浄水と酸化触媒の混合液を加圧して水処理ユニット８０に供給し得る。水処理ユニット８０はスクラッバ３０から排出される洗浄水と酸化触媒の混合液から塩を除去し、塩が除去された洗浄水と酸化触媒を再びスクラッバ３０に再循環させることができる。水処理ユニット８０は、第２濾過ユニット８１と、酸化触媒分離ユニット８２と、第１冷却ユニット８４と、分離ユニット８５と、第２冷却ユニット８６、およびフィルタユニット８８を含む。
【００５１】
第２濾過ユニット８１は、洗浄水と酸化触媒の混合液に含まれた固相粒子を分離する装置であり、貯蔵部６０と後述する酸化触媒分離ユニット８２との間の流管６３上に連結され得る。前述したように、洗浄水と酸化触媒の混合液に含まれた固相粒子は有機物質、酸化触媒などにより粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が高いため粘る性質がある。したがって、第２濾過ユニット８１は貯蔵部６０と近接する流管６３の前段側に配置されて洗浄水と酸化触媒の混合液に含まれた固相粒子をあらかじめ除去することができる。第２濾過ユニット８１は、第１濾過ユニット６２のように、遠心分離機、重力分離機、フィルタのうちいずれか一つを含み得、第２濾過ユニット８１で除去された固相粒子は別途のスラッジタンク８１ａに貯蔵され得る。例えば、第２濾過ユニット８１がフィルタを利用して固相粒子を分離する場合、固相粒子はケーキ（ｃａｋｅ）形態で濾過される。第２濾過ユニット８１で固相粒子が分離した洗浄水と酸化触媒の混合液は酸化触媒分離ユニット８２に移動する。
【００５２】
酸化触媒分離ユニット８２は、洗浄水と酸化触媒の混合液の供給を受けて酸化触媒と、塩を含む洗浄水に分離するものであり、第２濾過ユニット８１と後述する第１冷却ユニット８４との間の流管６３上に連結され得る。スクラッバ３０の内部で排気ガスと接触した洗浄水には酸化された硫黄酸化物、窒素酸化物が溶解して生成された硫酸塩と硝酸塩、および酸化触媒が含まれ得、酸化触媒分離ユニット８２は比重差を利用して混合液から酸化触媒を分離し得る。すなわち、酸化触媒分離ユニット８２は通常の重力分離機でありうる。第２酸化剤は前述したように、遷移金属水酸化物を含む無機金属化合物と、スルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒であり、油成分が含まれており比重が約０．９で洗浄水の比重より小さい。したがって、洗浄水と酸化触媒の混合液を酸化触媒分離ユニット８２に供給する場合、相対的に比重が大きい洗浄水は下に沈み、相対的に比重が小さい酸化触媒は上に浮び上がり洗浄水と酸化触媒が互いに分離され得る。分離した酸化触媒は別途の配管を介して第２酸化ユニット５０またはスクラッバ３０または貯蔵部６０または洗浄水供給管２０に供給され得る。
【００５３】
酸化触媒分離ユニット８２は、内部に少なくとも一つの隔壁８２ａが垂直に設置されるので、酸化触媒が分離された洗浄水中に塩を含む洗浄水と塩を含まない洗浄水を分離し得る。酸化触媒が分離された洗浄水中に塩を含む洗浄水は流管６３を介して後述する塩貯蔵タンク８３に供給され、塩を含まない洗浄水は別途の配管を介して洗浄水供給管２０または貯蔵部６０またはスクラッバ３０に供給され得る。しかし、酸化触媒分離ユニット８２が重力分離機で形成されることに限定されず、洗浄水と酸化触媒の混合液から酸化触媒を分離できる多様な装置に変形することができる。酸化触媒が除去されて塩を含む洗浄水は流管６３を介して塩貯蔵タンク８３に供給され得る。
【００５４】
塩貯蔵タンク８３は、酸化触媒が除去されて塩を含む洗浄水を貯蔵するものであり、流管６３を介して一定量の洗浄水が循環できるように一種のバッファタンク（ｂｕｆｆｅｒ  ｔａｎｋ）の役割もすることができる。洗浄水に含まれた固相の硫酸塩と硝酸塩は比重が約１．２であり洗浄水の比重より大きいだけでなく溶解度も差があり、洗浄水から分離された後塩貯蔵タンク８３に沈むことになって、固相の塩が除去された洗浄水は流管６３を介して第１冷却ユニット８４に供給され得る。しかし、酸化触媒分離ユニット８２後段の流管６３上に塩貯蔵タンク８３が連結されることに限定されず、必要に応じて塩貯蔵タンク８３は省略することもできる。固相の塩が除去され、液体上の塩を含む洗浄水は第１冷却ユニット８４に供給される。
【００５５】
第１冷却ユニット８４は、液体上の塩を含む洗浄水の供給を受けて１次冷却させて硫酸塩を析出ものであり、塩貯蔵タンク８３と分離ユニット８５との間の流管６３上に連結され得る。第１冷却ユニット８４は液体上の塩を含む洗浄水を外部から流入した海水と熱交換して約２０℃に冷却させることができる。外部から流入してスクラッバ３０に洗浄水の用途に供給される海水は約２０℃であり、スクラッバ３０内部で高温の排気ガスと気液接触した後排出される洗浄水は約５０〜５５℃である。第１冷却ユニット８４は外部から流入した約２０℃の海水と約５０〜５５℃の洗浄水を熱交換して洗浄水を約２０℃に冷却させ、洗浄水を約２０℃に冷却させる場合、洗浄水に液体状態で溶解していた硫酸塩の一部が固体状態で析出され得る。すなわち、温度による溶解度の変化が相対的に大きい硫酸塩は洗浄水を冷却させる場合、一部が固体状態で析出され、温度による溶解度の変化が相対的に小さい硝酸塩は洗浄水を冷却させても液体状態で存在する。第１冷却ユニット８４が海水と洗浄水の熱交換により洗浄水を自然冷却させることによって、洗浄水の冷却に必要とされるコストは減らして硫酸塩を析出させることができる。
【００５６】
フィルタユニット８８は、塩を含む洗浄水から固相の硫酸塩を分離するものであり、第１冷却ユニット８４後段の流管６３に連結され得る。フィルタユニット８８は、例えば、相分離機で形成されて固相の硫酸塩を分離することができ、分離された硫酸塩を海上に放流し得る。硫酸塩は水に対する溶解度が高いため別途の規制が発効されておらず、海上にそのまま排出しても構わない。特に、前述した第２濾過ユニット８１と酸化触媒分離ユニット８２でそれぞれ洗浄水に含まれた固相粒子と酸化触媒をあらかじめ除去した状態であるから、フィルタユニット８８で分離された硫酸塩は不純物がほとんど含まれていない純粋な状態であり得る。しかし、フィルタユニット８８が相分離機で形成されることに限定されず、析出された硫酸塩を洗浄水から分離できる多様な装置に変形することができる。例えば、フィルタユニット８８は、第２濾過ユニット８１のように、遠心分離機、重力分離機、フィルタのうちいずれか一つを含み得、フィルタユニット８８は硫酸塩だけでなく第１冷却ユニット８４で一部が固体状態で析出された硝酸塩も共に分離することができる。フィルタユニット８８で固相の硫酸塩が除去された洗浄水は貯蔵タンク８９に貯蔵される。
【００５７】
貯蔵タンク８９は、固相の硫酸塩が除去されて硝酸または硝酸塩が含まれた洗浄水を貯蔵するものであり、フィルタユニット８８後段の流管６３上に連結され得る。すなわち、貯蔵タンク８９には硝酸または液体状態の硝酸塩が高濃度で濃縮された洗浄水が貯蔵される。多くの硫酸塩が除去され、硝酸または硝酸塩が含まれた洗浄水のみ貯蔵タンク８９に貯蔵されることによって、硫酸塩と硝酸塩がすべて含まれた洗浄水を貯蔵する従来の場合に比べて必要なタンクの大きさおよび個数を減らすことができ、これによって、タンクの設置および維持のためのコストを節減することができる。また、タンクの配置のために必要な空間も減らすことができるため、狭い船舶内の空間活用度が増加することができる。
【００５８】
貯蔵タンク８９に貯蔵された洗浄水は船舶が港などに到達した場合、別途の処理施設に供給されて処理され得る。例えば、洗浄水に含まれた硝酸塩は農業用肥料に活用され得る。前述したように、貯蔵タンク８９に貯蔵された洗浄水は、不純物が除去され、硝酸または硝酸塩が高濃度に濃縮された状態であるため、肥料として価値が高い長所がある。また、貯蔵された洗浄水は公海上で海水または清水と希釈されて規制値濃度以下の硝酸塩を含む状態で排出されることもできる。
【００５９】
一方、第１冷却ユニット８４とフィルタユニット８８との間の流管６３上には分離ユニット８５が設置され得る。
【００６０】
分離ユニット８５は、比重差を利用して固相の硫酸塩を含む洗浄水と硫酸塩を含まない洗浄水に分離するものであり、例えば、相分離機で形成され得る。分離ユニット８５は硫酸塩を含む洗浄水をフィルタユニット８８に供給し、硫酸塩を含まない洗浄水を第２冷却ユニット８６に供給し得る。
【００６１】
第２冷却ユニット８６は、分離ユニット８５から分離した固相の硫酸塩を含まない洗浄水を第１冷却ユニット８４より低い温度に２次冷却させて硫酸塩を追加で析出するものであり、分離ユニット８５とフィルタユニット８８との間の流管６３上に連結され得る。第２冷却ユニット８６は一側が分離ユニット８５と連結されて他側が冷却器８７と連結され、固相の硫酸塩を含まない洗浄水を冷媒と熱交換して約０〜１０℃に冷却させることができる。洗浄水が約０〜１０℃に冷却されることによって、液体状態で溶解していた硫酸塩が９０％以上析出され、同時に硝酸塩が約３０％析出され得る。すなわち、０〜１０℃に冷却された洗浄水には固体状態の硫酸塩（９０％以上）と、固体状態の硝酸塩（約３０％）と、硫酸または液体状態の硫酸塩（１０％未満）、および硝酸または液体状態の硝酸塩（約７０％）が含まれ得る。
【００６２】
第２冷却ユニット８６を通過した洗浄水は、固相の硫酸塩と硝酸塩を含む状態で再び分離ユニット８５に供給され、分離ユニット８５は第２冷却ユニット８６を通過した洗浄水を固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含む洗浄水と、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含まない洗浄水に分離する。この時、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含む洗浄水はフィルタユニット８８に供給され、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含まない洗浄水は再び第２冷却ユニット８６に供給され得る。すなわち、分離ユニット８５は第１冷却ユニット８４と第２冷却ユニット８６をそれぞれ通過した洗浄水を混合し、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含む洗浄水と、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含まない洗浄水に分離する。分離ユニット８５が第１冷却ユニット８４と第２冷却ユニット８６をそれぞれ通過した洗浄水を混合することによって、第１冷却ユニット８４を通過した洗浄水に含まれた硫酸または液体状態の硫酸塩と硝酸または液体状態の硝酸塩の一部がさらに析出され得る。
【００６３】
分離ユニット８５は、必要に応じて内部に攪拌機を備えることもでき、攪拌機が備えられる場合、第１冷却ユニット８４を通過した洗浄水と第２冷却ユニット８６を通過した洗浄水の混合がより容易になる。また、フィルタユニット８８は析出された硫酸塩と硝酸塩を分離して海上に放流し得る。前述したように、硝酸塩は約３０％のみ析出された状態であるから、硝酸塩濃度を測定、制御した後、海上に排出できる量だけ海上に放流し得る。
【００６４】
以下、図３を参照して排気ガス汚染物質低減装置１の作動過程についてさらに詳細に説明する。
【００６５】
図３は排気ガス汚染物質低減装置の動作を説明するための作動図である。
【００６６】
本発明による排気ガス汚染物質低減装置１は、オゾン、紫外線を利用して排気ガスを酸化させる代わりに第１酸化剤で排気ガスを１次酸化し、第２酸化剤で排気ガスを２次酸化して排気ガスの酸化効率および船舶内の空間活用度を増加させることができる。また、酸化触媒である第２酸化剤が排気ガスを酸化させると同時に酸化された排気ガスが再び還元されることを防止するので、汚染物質低減効果を最大化することができる。また、排気ガスの浄化により汚染された洗浄水に含まれている硫酸塩を析出して洗浄水から分離し得、硝酸または硝酸塩が含まれた洗浄水のみ抽出して別に貯蔵することができる。したがって、硫酸塩と硝酸塩をすべて貯蔵する従来の場合より貯蔵タンクの大きさおよび個数を減らすことができ、これによって、タンクの設置および維持のためのコストが節減され、船舶内の空間活用度が増加することができる。
【００６７】
排気ガス管１０を流動する排気ガスは、第１酸化ユニット４０から噴射される第１酸化剤によって１次酸化されてスクラッバ３０に供給され、清水貯蔵タンク２１に貯蔵された洗浄水は洗浄水供給管２０を介してスクラッバ３０に供給される。スクラッバ３０は排気ガスと洗浄水を気液接触させて排気ガスに含まれた窒素酸化物、硫黄酸化物、微細粉塵などを除去し、これと同時に、第２酸化ユニット５０はスクラッバ３０の内部に遷移金属水酸化物を含む無機金属化合物と、スルホキシドを含む有機化合物の混合物である酸化触媒を第２酸化剤として噴射して排気ガスを酸化させて酸化された排気ガスが再び還元される逆反応を防止する。この時、第２酸化ユニット５０は、第２酸化剤をスクラッバ３０の内部に直接供給することもでき、洗浄水供給管２０または貯蔵部６０に注入してスクラッバ３０に供給されるようにすることもできる。排気ガスと洗浄水、および酸化触媒は、スクラッバ３０の第１接触部３１に設置された混合機３１ａと攪拌パネル３１ｂにより混合され得、これによって、排気ガスが酸化された状態で維持されて汚染物質の除去が行われる。汚染物質が除去された排気ガスは第２接触部３２に設置された液滴分離機３２ａにより水分粒子が除去された後排気管３４を介して排出され得る。
【００６８】
排気ガスと接触して汚染物質が含まれた洗浄水は、洗浄水排出管３３を介して貯蔵部６０に貯蔵され、貯蔵部６０に貯蔵された洗浄水と酸化触媒の混合液は中和剤供給部７０から供給される中和剤によって適正ｐＨに中和することができる。中和した洗浄水と酸化触媒の混合液は一部が循環管６１を介してスクラッバ３０に循環し、一部が流管６３を介して水処理され得る。循環管６１と流管６３上にはそれぞれ第１濾過ユニット６２と第２濾過ユニット８１が設置されて粒子が大きい固相の物質が除去され得る。
【００６９】
第２濾過ユニット８１で固相粒子が除去された洗浄水は、酸化触媒分離ユニット８２に供給されて酸化触媒が分離され、洗浄水から分離された酸化触媒は別途の配管を介して第２酸化ユニット５０またはスクラッバ３０または貯蔵部６０または洗浄水供給管２０に供給されて再使用され得る。また、酸化触媒が除去された洗浄水中に塩を含まない洗浄水は別途の配管を介して洗浄水供給管２０または貯蔵部６０またはスクラッバ３０に供給され得る。
【００７０】
酸化触媒が除去された洗浄水中に塩を含む洗浄水は、流管６３を介して塩貯蔵タンク８３に供給されて固相の塩が除去され得る。塩貯蔵タンク８３で固相の塩が除去された洗浄水は第１冷却ユニット８４で海水と熱交換を介して一次冷却されるが、この時、洗浄水に液体状態で溶解していた硫酸塩の約３０％が固体状態で析出され得る。析出された硫酸塩は、洗浄水に含まれて分離ユニット８５に供給され、分離ユニット８５は固体状態の硫酸塩を含む洗浄水と固体状態の硫酸塩を含まない洗浄水に分離し、固体状態の硫酸塩を含む洗浄水をフィルタユニット８８に供給し、固体状態の硫酸塩を含まない洗浄水を第２冷却ユニット８６に供給する。
【００７１】
第２冷却ユニット８６は、固体状態の硫酸塩を含まない洗浄水を冷媒と熱交換により２次に冷却して硫酸塩をさらに析出するが、この時、洗浄水は第１冷却ユニット８４の冷却温度より低い温度である０〜１０℃に冷却され得る。洗浄水が０〜１０℃に冷却されることによって、洗浄水に液体状態で溶解していた硫酸塩の９０％以上が固体状態で析出され、液体状態で溶解していた硝酸塩の約３０％が固体状態で析出され得る。第２冷却ユニット８６を通過した洗浄水は、析出された硫酸塩と硝酸塩を含む状態で分離ユニット８５に再び供給され、分離ユニット８５は、第１冷却ユニット８４を通過した洗浄水と第２冷却ユニット８６を通過した洗浄水を混合し、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を含む洗浄水をフィルタユニット８８に供給する。
【００７２】
フィルタユニット８８は、固体状態の硫酸塩と硝酸塩を洗浄水から分離して海上に放流し、固体状態の硫酸塩と硝酸塩が分離した洗浄水、具体的には、硫酸または液体状態の硫酸塩、および硝酸または液体状態の硝酸塩が含まれた洗浄水を貯蔵タンク８９に供給する。洗浄水に液体状態で溶解していた硫酸塩は９０％以上が析出されて海上に放流された状態であるから、貯蔵タンク８９には硝酸または液体状態の硝酸塩が高濃度に濃縮された洗浄水が貯蔵され得る。貯蔵タンク８９に貯蔵された高濃度の硝酸塩は、港などで処理されたり、公海上で洗浄水と混合されて希釈された状態で放流されたりし得る。
【００７３】
一方、スクラッバ３０のみ作動して硫黄酸化物のみ除去する場合、第１酸化ユニット４０と第２酸化ユニット５０は作動せず、排気ガス管１０を通過した排気ガスと洗浄水供給管２０を介して供給された清水または海水または清水と海水の混合水がスクラッバ３０で気液接触する。気液反応によって排気ガスに含まれた硫黄酸化物が除去され、硫黄酸化物が除去された洗浄水は洗浄水排出管３３と別途の流管（図示せず）を介して海上に放流される。
【００７４】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【００７５】
１    排気ガス汚染物質低減装置
１０    排気ガス管
２０    洗浄水供給管
２１    清水貯蔵タンク
３０    スクラッバ
３０ａ  噴射ノズル
３１    第１接触部
３１ａ  混合機
３１ｂ  攪拌パネル
３２    第２接触部
３２ａ  液滴分離機
３２ｂ  排気ファン
３３    洗浄水排出管
３４    排気管
４０    第１酸化ユニット
５０    第２酸化ユニット
６０    貯蔵部
６１    循環管
６２    第１濾過ユニット
６３    流管
７０    中和剤供給部
７１    センサ部
７２    制御部
８０    水処理ユニット
８１    第２濾過ユニット
８２    酸化触媒分離ユニット
８２ａ  隔壁
８３    塩貯蔵タンク
８４    第１冷却ユニット
８５    分離ユニット
８６    第２冷却ユニット
８７    冷却器
８８    フィルタユニット
８９    貯蔵タンク
【図１】
2021523001.tif 000007
【図２】
2021523001.tif 000008
【図３】
2021523001.tif 000009
【国際調査報告】
2021523001.tif 000010
2021523001.tif 000011
2021523001.tif 000012
2021523001.tif 000013