申请日2015.06.09
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号B63J4/00; C02F1/467; B63B13/00
摘要
揭露一种压载水处理系统，包括：一压载水供给单元，将用作压载水的海水提供至压载水箱;一电解装置，容纳提供至压载水箱的部分海水，并通过电解经由压载水供给单元提供至压载水箱的部分海水产生次氯酸钠和作为副产物气体的氢气;以及一氢气去除装置，容纳在电解装置中所产生的电解水与氢气的气‑液混合物，通过催化反应去除氢气，并经由压载水供给单元将剩余的电解水提供至压载水箱。
摘要附图
权利要求书
1.一种压载水处理系统，其特征在于，包括：
一压载水供给单元，将用作压载水的海水提供至压载水箱;
一电解装置，容纳提供至压载水箱的部分海水，并通过电解经由压载水供给单元提供至压载水箱的部分海水产生次氯酸钠和作为副产物气体的氢气;以及
一氢气去除装置，容纳在电解装置中所产生的电解水与氢气的气-液混合物，通过催化反应去除氢气，并经由压载水供给单元将剩余的电解水提供至压载水箱。
2.如权利要求1所述的压载水处理系统，其特征在于，氢气去除装置连接至电解装置并从中接收气-液混合物，该氢气去除装置包括：
一催化反应槽，于其中具有一疏水性催化剂，其通过与氢气的催化反应产生水;以及
一环境空气供给单元，将环境空气提供至催化反应槽。
3.如权利要求2所述的压载水处理系统，其特征在于，该催化反应槽包括：一主体;一疏水性催化剂，提供在该主体内部;以及一电解水排放管线，将在主体中处理之后残留的剩余电解水排放至压载水供给单元;
其中，该主体提供有：一气-液混合物入口，气-液混合物通过该气-液混合物入口引入主体;一电解水出口，通过该电解水出口自主体排放电解水;一环境空气入口，包括氧气或空气的环境空气通过该环境空气入口引入主体;以及一气体出口，通过该气体出口自主体排放在催化反应之后残留在主体中的剩余气体。
4.如权利要求2所述的压载水处理系统，其特征在于，该催化反应槽包括：一主体;一疏水性分隔板，将主体的内部分隔为在第一侧提供的一催化剂容纳部和在第二侧提供的一电解水容纳部;以及疏水性催化剂，容纳于催化剂容纳部，并通过与氢气的催化反应产生水。
5.如权利要求4所述的压载水处理系统，其特征在于，该主体的电解水容纳部在其第一侧提供有气-液混合物入口，通过该气-液混合物入口引入气-液混合物，以及在其第二侧提供有排放电解水的电解水出口;以及
该主体的催化剂容纳部在其第一侧提供有环境空气入口，通过该环境空气入口引入包括氧气或空气的环境空气，以及在其第二侧提供有气体出口，通过该气体出口排放在催化反应之后残留在主体中的剩余气体。
6.如权利要求2至5的任意一项所述的压载水处理系统，其特征在于，疏水性催化剂提供为氧化氢气的催化剂，并支撑在多孔疏水性支撑物上，该疏水性支撑物是由多孔疏水性聚合物材料，或其表面被疏水处理的无机或金属材料组成。
7.如权利要求6所述的压载水处理系统，其特征在于，疏水性催化剂支撑在疏水性分隔板的一侧面或两侧面上，且一体成型为多孔板膜结构或者管或中空纤维膜结构。
8.如权利要求6所述的压载水处理系统，其特征在于，疏水性分隔板形成为管状，疏水性催化剂形成为管状，至少一个管状催化剂安装在疏水性分隔板内部，以使疏水性催化剂和疏水性分隔板形成为管或中空纤维膜结构。
9.如权利要求6所述的压载水处理系统，其特征在于，疏水性支撑物形成为选自由珠、蜂窝、片、网、管和中空纤维形状组成的群组中的一种形状。
10.如权利要求7所述的压载水处理系统，其特征在于，催化剂是由选自由铂族金属元素(Pt，Pd，Ru，Ir，Rh等)或过渡金属元素(Ni，Cu，Fe等)组成的群组中的一种或多种元素构成。
11.如权利要求1至5的任意一项所述的压载水处理系统，其特征在于，海水在提供至电解装置时允许经过氢气去除装置，该压载水处理系统进一步包括：一热交换装置，在将海水提供至电解装置之前，通过与在氢气去除装置中进行的催化反应期间所产生的反应热进行热交换来增加海水的温度。
12.如权利要求2至5的任意一项所述的压载水处理系统，其特征在于，进一步包括：
一残余氯测量装置，测量自压载水供给单元引入压载水箱的压载水的残余氯;以及
一控制单元，接收来自残余氯测量装置的测量值，并控制电解装置中的电解量和环境空气供给单元中环境空气的数量，以使测量值满足预设的预定值。
说明书
压载水处理系统
技术领域
本发明主要涉及一种用于调节船舶的重量分布的压载水处理系统。更具体地，本发明涉及一种压载水处理系统，其能够去除在电解海水的过程期间作为副产物而产生的氢气，并产生消毒剂溶液以消毒压载水。
背景技术
近年来，已经研发了作为杀菌和消毒的新技术之一的一种电解盐水或海水，并产生次氯酸钠的水溶液用作消毒剂溶液的技术。
换言之，电解装置是一种电解盐水或海水并产生次氯酸钠(SodiumHypochlorite;NaOCl)的装置。这里，所产生的次氯酸钠可以用于净化厂、污水处理厂和游泳池的杀菌，以及处理发电厂的冷却剂或船舶的压载水。
当操作产生次氯酸钠的装置时，在电解模块中电解盐水或海水，从而产生氯气、氢气和氧气。这里，氯气快速溶解于水(H2O)中或者与氢氧根离子(OH-)反应，并转化为次氯酸盐。之后，不溶于水的氢气和氧气通过气-液分离器排放至大气中。这里，当氢气的浓度等于或大于4%时，氢气是爆炸性的。因此，通过使用能够在稀释至小于4%的浓度之后强制地提供空气的鼓风机来排放氢。
为此，产生次氯酸钠的装置由于产生氢气总是具有固有风险。因此，需要去除氢气以防止潜在的风险。
然而，为了处理如上所述在电解盐水或海水期间作为副产物产生的氢气，需要安装附加的气-液分离器，从而导致增加安装成本和维护需求。尤其是，当该分离器应用于传统船舶时，具有由于有限的安装空间导致的难以实现管道配置等的问题。此外，重要的是配置在使用环境空气稀释之后排放氢气的管线。因此，存在的另一个问题是：船舶应进行结构改变，从而导致增加安装时间和成本。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国专利第10-0987220号
(专利文献2)韩国专利第10-1000325号
发明内容
技术问题
因此，考虑到现有技术中出现的上述问题制作本发明，本发明旨在提供一种压载水处理系统，其能够通过催化反应去除在电解期间产生的氢气，并通过降低总体安装空间实现小型化，且容易应用于船舶。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种压载水处理系统，包括：一压载水供给单元，将用作压载水的海水提供至压载水箱;一电解装置，容纳提供至压载水箱的部分海水，并通过电解经由压载水供给单元提供至压载水箱的部分海水产生次氯酸钠和作为副产物气体的氢气;以及一氢气去除装置，容纳在电解装置中所产生的电解水与氢气的气-液混合物，通过催化反应去除氢气，并经由压载水供给单元将剩余的电解水提供至压载水箱。
这里，氢气去除装置可以连接至电解装置并从中接收气-液混合物，该氢气去除装置可以包括：一催化反应槽，于其中具有一疏水性催化剂，其通过与氢气的催化反应产生水;以及一环境空气供给单元，将环境空气提供至催化反应槽。
此外，催化反应槽可以包括：一主体;一疏水性催化剂，提供在该主体内部;以及一电解水排放管线，将在主体中处理之后残留的剩余电解水排放至压载水供给单元，其中，该主体可以提供有：一气-液混合物入口，气-液混合物通过该气-液混合物入口引入主体;一电解水出口，通过该电解水出口自主体排放电解水;一环境空气入口，包括氧气或空气的环境空气通过该环境空气入口引入主体;以及一气体出口，通过该气体出口自主体排放在催化反应之后残留在主体中的剩余气体。
此外，催化反应槽可以包括：一主体;一疏水性分隔板，将主体的内部分隔为在第一侧提供的一催化剂容纳部和在第二侧提供的一电解水容纳部;以及疏水性催化剂，容纳于催化剂容纳部，并通过与氢气的催化反应产生水。
此外，该主体的电解水容纳部在其第一侧提供有气-液混合物入口，通过该气-液混合物入口引入气-液混合物，以及在其第二侧提供有排放电解水的电解水出口，以及该主体的催化剂容纳部在其第一侧提供有环境空气入口，通过该环境空气入口引入包括氧气或空气的环境空气，以及在其第二侧提供有气体出口，通过该气体出口排放在催化反应之后残留在主体中的剩余气体。
此外，疏水性催化剂提供为氧化氢气的催化剂，并支撑在多孔疏水性支撑物上，该疏水性支撑物可以由多孔疏水性聚合物材料，或其表面被疏水处理的无机或金属材料组成。
此外，疏水性催化剂可以支撑在疏水性分隔板的一侧面或两侧面上，且可以一体成型为多孔板膜结构或者管或中空纤维膜结构。
此外，疏水性分隔板可以形成为管状，疏水性催化剂形成为管状，至少一个管状催化剂安装在疏水性分隔板内部，以使疏水性催化剂和疏水性分隔板可以形成为管或中空纤维膜结构。
此外，疏水性支撑物可以形成为选自由珠、蜂窝、片、网、管和中空纤维形状组成的群组中的一种形状。
此外，催化剂可以由选自由铂族金属元素(Pt，Pd，Ru，Ir，Rh等)或过渡金属元素(Ni，Cu，Fe等)组成的群组中的一种或多种元素构成。
此外，海水在提供至电解装置时允许通过氢气去除装置，压载水处理系统可以进一步包括：一热交换装置，在将海水提供至电解装置之前，通过与在氢气去除装置中进行的催化反应期间产生的反应热进行热交换来增加海水的温度。
此外，压载水处理系统可以进一步包括：一残余氯测量装置，测量自压载水供给单元引入压载水箱的压载水的残余氯;以及一控制单元，接收来自残余氯测量装置的测量值，并控制电解装置中的电解量和环境空气供给单元中环境空气的数量，以使测量值满足预设的预定值。
有益效果
根据具有上述特征的本发明的压载水处理系统，可以通过将电解水与作为副产物气体产生的氢气的气-液混合物提供至催化反应槽，而无需安装气-液分离器，通过催化反应去除氢气。
因此，本发明可以实现降低安装空间、成本、以及安装时间。
此外，本发明可以通过使用在催化反应期间产生的反应热增加海水的温度来实现电解效率的增加。因此，虽然提供具有低温的海水或自极地区域提供海水，本发明可以有效地处理压载水。
