표제지
목차
Abstract 6
제1장 서론 14
1.1. 연구 배경 및 목적 14
제2장 선박 배기가스의 규제 동향 19
2.1. CO₂의 영향 및 규제동향 19
2.1.1. 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO₂)의 영향 19
2.1.2. CO₂의 규제동향 21
2.1.3. CO₂를 저감하기 위한 대책 31
2.2. SOx의 영향 및 규제동향 41
2.2.1. SOx의 영향 41
2.2.2. SOx의 규제동향 43
2.2.3. SOx를 저감하기 위한 기술 47
2.3. NOx의 영향 및 규제동향 54
2.3.1. NOx의 영향 54
2.3.2. NOx의 규제동향 55
2.3.3. NOx Technical Code(2008) 59
2.3.4. NOx를 저감하기 위한 기술 63
2.4. PM(입자상물질)의 영향 및 규제동향 87
2.4.1. PM(입자상물질)의 영향 87
2.4.2. PM(입자상물질)의 규제 동향 90
2.4.3. 입자상물질(PM)의 저감기술 101
2.5. 휘발성유기화합물(VOCs)의 영향 및 규제 동향 108
2.5.1. 휘발성유기화합물(VOCs)의 영향 108
2.5.2. 휘발성유기화합물(VOCs)의 규제 동향 112
제3장 세계로호 LP-SCR의 성능 테스트 113
3.1. 성능 테스트 배경 113
3.2. 실험장치 및 방법 115
3.3. 세계로호 LP-SCR 시스템의 구성 119
3.3.1. M/E LP-SCR Schematic Diagram 119
3.3.2. G/E LP-SCR Schematic Diagram 121
3.3.3. M/E LP-SCR과 G/E LP-SCR의 차이 122
3.4. 세계로호 LP-SCR 작동 모드 124
3.4.1. 세계로호 M/E LP-SCR의 작동 모드 124
3.4.2. 세계로호 G/E LP-SCR의 작동 모드 131
3.5. 세계로호 LP-SCR의 NOx 저감 성능 테스트 133
3.5.1. M/E LP-SCR의 NOx 저감 성능 테스트 및 결과 133
3.5.2. G/E LP-SCR의 NOx 저감 성능 테스트 및 결과 142
제4장 결론 및 향후 계획 151
4.1. 결론 151
4.2. 향후 계획 156
참고문헌 157
Table 2.1. Reference Line의 수식 22
Table 2.2. EEDI규제치 적용일자와 Reference Line으로부터의 삭감율 23
Table 2.3. 최저 추진출력 산식 26
Table 2.4. 제4차 IMO 온실가스 연구의 이산화탄소 배출량 산정 결과 29
Table 2.5. IMO 온실가스 감축 초기전략 달성을 위한 접근 방법 32
Table 2.6. Main technological measures 33
Table 2.7. 운항효율을 통한 이산화탄소 감축량 34
Table 2.8. 선박추진 가능 대체 연료 35
Table 2.9. 시장기반조치 대안별 주요 내용 37
Table 2.10. IMO(MARPOL Annex VI, regulation 14) [황 함량, %m/m] 45
Table 2.11. CARB(California Air Resources Board) 46
Table 2.12. EU Directive 46
Table 2.13. SOx를 저감하기 위한 방법 47
Table 2.14. MARPOL 73/78 부속서 VI에 의하는 NOx 제한치 56
Table 2.15. 시험사이클의 가중치계수 57
Table 2.16. Emissions from different types of engines 64
Table 2.17. NOx reduction methods and the explanation 66
Table 2.18. 입자상물질(PM) 저감 기술 101
Table 3.1. 세계로호 메인엔진 제원 116
Table 3.2. 세계로호 발전기엔진 제원 116
Table 3.3. 세계로호 메인엔진 LP-SCR의 제원 118
Table 3.4. 세계로호 발전기엔진 LP-SCR의 제원 118
Table 3.5. 세계로호 메인엔진과 발전기엔진의 Official Shop Test Result 123
Table 3.6. M/E LP-SCR 1차 성능 테스트 시험 조건 134
Table 3.7. M/E LP-SCR 2차 성능 테스트 시험 조건 136
Table 3.8. M/E LP-SCR 3차 성능 테스트 시험 조건 138
Table 3.9. G/E LP-SCR 1차 성능 테스트 시험 조건 142
Table 3.10. G/E LP-SCR 2차 성능 테스트 시험 조건 146
Table 3.11. M/E LP-SCR 성능 테스트 결과 요약 151
Table 3.12. G/E LP-SCR 1차 성능 테스트 결과 요약 153
Table 3.13. G/E LP-SCR 2차 성능 테스트 결과 요약 154
Fig. 1.1. 선박 배출 오염물질 및 대응 환경 규제 협약 14
Fig. 1.2. 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx) 규제 현황 15
Fig. 2.1. 전 세계 산업별 이산화탄소 배출비율 28
Fig. 2.2. 현존선 탄소집약도 단기조치 일정 30
Fig. 2.3. IMO 선박 온실가스 감축 초기전략 후속활동 프로그램 31
Fig. 2.4. IMO SOx 규제 내용 45
Fig. 2.5. Open loop System 51
Fig. 2.6. Closed loop System 52
Fig. 2.7. Hybrid 시스템 53
Fig. 2.8. MARPOL 73/78부속서 VI에 의한 NOx 제한치 57
Fig. 2.9. Diesel engine Dilemma for reducing of NOx 65
Fig. 2.10. NOx reduction methods 65
Fig. 2.11. EGR System 73
Fig. 2.12. EGR Process Diagram for By-pass matching 75
Fig. 2.13. Integrated EGR layout for bypass matching-5G70ME-C 75
Fig. 2.14. EGR process diagram for TC cut-out matching 76
Fig. 2.15. Integrated EGR layout for cut-out matching-7G80ME-C 76
Fig. 2.16. SCR System 78
Fig. 2.17. 황함유량과 배기가스 압력에 따른 SCR의 배기가스 온도조건 80
Fig. 2.18. HP LS SCR system 82
Fig. 2.19. Hitachi Zosen High pressure type SCR 82
Fig. 2.20. 최소 Turbine inlet온도를 맞추기 위한 Cylinder by-pass 범위 84
Fig. 2.21. LP LS SCR 시스템 86
Fig. 2.22. Low pressure type SCR 86
Fig. 2.23. 세라믹 미립자-필터(벌집형) 104
Fig. 2.24. 배기장치(산화촉매기+미립자필터+첨가제 시스템) 106
Fig. 2.25. Marine Vapour Recovery System 111
Fig. 3.1. 세계로호 전경 115
Fig. 3.2. 세계로호 M/E, G/E 117
Fig. 3.3. 세계로호 M/E LP-SCR System Components 118
Fig. 3.4. M/E LP-SCR Schematic Diagram 120
Fig. 3.5. G/E LP-SCR Schematic Diagram 121
Fig. 3.6. 메인엔진 LP-SCR과 발전기엔진 LP-SCR의 시스템 비교 123
Fig. 3.7. M/E LP-SCR Tier II By-pass 모드 125
Fig. 3.8. M/E LP-SCR 예열 모드(Stand by, ECA 지역 진입 시) 126
Fig. 3.9. M/E LP-SCR 예열 모드(Stand by, Port 출발 시) 127
Fig. 3.10. M/E LP-SCR Tier III 운전모드 128
Fig. 3.11. M/E LP-SCR Tier II 촉매 재생모드 129
Fig. 3.12. M/E LP-SCR Tier II Venting & Sealing 모드 130
Fig. 3.13. G/E LP-SCR Tier II 모드 131
Fig. 3.14. G/E LP-SCR Tier III 모드 132
Fig. 3.15. 배기가스 측정 장치 134
Fig. 3.16. 세계로호 메인엔진 LP-SCR 1차 성능 테스트 결과 135
Fig. 3.17. 세계로호 메인엔진 LP-SCR 2차 성능 테스트 결과 137
Fig. 3.18. 세계로호 메인엔진 LP-SCR 3차 성능 테스트 결과 139
Fig. 3.19. 세계로호 발전기엔진 LP-SCR 1차 성능 테스트 결과 143
Fig. 3.20. 1번, 3번 발전기엔진 Urea 분사 후 NOx 저감율 비교 144
Fig. 3.21. 1번, 3번 발전기엔진 촉매 셀 밀도 차이에 따른 배압 측정 결과 145
Fig. 3.22. 세계로호 발전기엔진 LP-SCR 2차 성능 테스트 결과 147
Fig. 3.23. 세계로호 3번 발전기엔진 LP-SCR 촉매셀 파손 149
Fig. 3.24. 세계로호 발전기엔진 Load별 저감율 비교 150