JP2001227332A

JP2001227332A - 船舶の排ガス脱硝システム

Info

Publication number: JP2001227332A
Application number: JP2000037697A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Setoguchi; 稔彦瀬戸口; Yorisato Okubo; 頼聡大久保; Akinori Yasutake; 昭典安武; Yuichi Fujioka; 祐一藤岡; Akira Hattori; 晃服部; Takafuru Kobayashi; 敬古小林; Nobuaki Murakami; 信明村上
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】船舶用のディーゼルエンジンからの排ガスの
窒素酸化物を脱硝する船舶の排ガス脱硝システムを提供
することを課題とする。【解決手段】船舶用ディーゼルエンジン１００からの
排ガス１０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０
中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１１０を介装してな
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば船舶用のデ
ィーゼルエンジンからの排ガスの窒素酸化物を脱硝する
船舶の排ガス脱硝システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両や船舶用の内燃機関を駆動
することによって排気される排ガス中には、窒素酸化物
等が含まれており、該窒素酸化物は有害成分としてその
排出を抑える必要があるが、従来においては船舶のディ
ーゼルエンジンの排ガスの規制はなされてはいななかっ
たが、将来的に規制が合意されると２０００年１月に遡
及して船舶用エンジンから排出される窒素酸化物につい
ても規制の対象となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、燃焼排ガスか
らの窒素酸化物の排出を防止する方法として、以下のよ
うな提案がなされている。

【０００４】窒素酸化物の低減のために、燃焼温度
や燃焼時間等を低下させることが提案されるが、燃費の
低下、スモーク発生増加と相反する関係となり、問題と
なる。

【０００５】また、ディーゼルエンジンの排ガスに
含有されるパティキュレート（スート，タール分を含
む）による窒素酸化物低減反応阻害も発生する。

【０００６】さらに、脱硝装置に対して排ガス中の
硫黄酸化物（ＳＯｘ）による反応阻害が発生するという
問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑み、船舶用のディ
ーゼルエンジンからの排ガスの窒素酸化物を脱硝する船
舶の排ガス脱硝システムを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
［請求項１］の船舶の排ガス脱硝システムの発明は、船
舶用ディーゼルエンジンからの排ガスを排出する排気管
に、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を介装し
てなることを特徴とする。

【０００９】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記船舶用ディーゼルエンジンが排ガス温度が３０
０℃以下の２サイクルディーゼルエンジンであることを
特徴とする。

【００１０】［請求項３］の発明は、請求項１におい
て、上記介装された脱硝装置の前流側に排ガス中の微粒
子を除去する微粒子除去装置を介装してなることを特徴
とする。

【００１１】［請求項４］の発明は、請求項３におい
て、上記介装された微粒子除去装置の前流側又は後流側
に脱硫装置を介装してなることを特徴とする。

【００１２】［請求項５］の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか１項において、上記介装された脱硝装置
の前流側にＮＯ酸化装置を介装してスクラバー手段によ
る脱硝効率を向上させることを特徴とする。

【００１３】［請求項６］の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか１項において、上記脱硝装置が海水又は
アルカリ溶液を利用したスクラバー脱硝であることを特
徴とする。

【００１４】［請求項７］の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか１項において、上記脱硝装置が脱硝触媒
を用いてなることを特徴とする。

【００１５】上記脱硝触媒が、ＴｉＯ₂を含む酸化物担
体或いはＡＣＦ等の炭素材担体上に、Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ等
の遷移金属酸化物を少なくとも１種含む活性体を担持し
たものであることが好ましい。

【００１６】［請求項８］の発明は、請求項７におい
て、上記脱硝触媒が遷移金属酸化物を少なくとも１種担
持してなることを特徴とする。

【００１７】［請求項９］の発明は、請求項７におい
て、上記脱硝触媒が活性炭素繊維であることを特徴とす
る。

【００１８】［請求項１０］の発明は、請求項３におい
て、上記微粒子除去装置が、排ガス中の微粒子を捕集す
る捕集手段と、上記捕集手段に捕集した微粒子表面に微
粒子を除去するための触媒溶液を付着させる触媒付着手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１９】［請求項１１］の発明は、請求項１０にお
いて、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触媒付着
手段が、上記微粒子を捕集した捕集手段に触媒溶液を噴
霧する噴霧手段を備えてなることを特徴とする。

【００２０】［請求項１２］の発明は、請求項１０にお
いて、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触媒付着
手段が、上記微粒子を捕集した捕集手段を触媒溶液に浸
漬する浸漬手段であることを特徴とする。

【００２１】［請求項１３］の発明は、請求項１０にお
いて、上記触媒溶液がアルカリ金属或いはアルカリ土類
金属の少なくとも１種を含む触媒水溶液、海水、又は上
記アルカリ金属或いはアルカリ土類金属の少なくとも１
種を含む海水であることを特徴とする。

【００２２】［請求項１４］の発明は、請求項１０にお
いて、上記捕集手段に触媒を担持してなることを特徴と
する。

【００２３】［請求項１５］の発明は、請求項１０にお
いて、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型フィル
タを積層してなると共に、端部を交互に閉塞した積層型
フィルタであり、排ガス中の微粒子をフィルタの表面に
付着させ、上記微粒子表面に触媒溶液を噴霧し、乾燥後
に排ガス中の未燃焼微粒子を燃焼することを特徴とす
る。

【００２４】［請求項１６］の発明は、請求項１０にお
いて、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型フィル
タを折り曲げてなる積層型フィルタであり、排ガス中の
微粒子をフィルタの表面に付着させ、上記微粒子表面に
触媒溶液を噴霧し、乾燥後に排ガス中の未燃焼微粒子を
燃焼することを特徴とする。

【００２５】［請求項１７］の船舶の排ガス脱硝方法の
発明は、船舶用ディーゼルエンジンから排出する排ガス
中の窒素酸化物を除去することを特徴とする。

【００２６】［請求項１８］の発明は、請求項１７にお
いて、排ガス中の微粒子を捕集・分解した後、排ガス中
の窒素酸化物を除去することを特徴とする。

【００２７】［請求項１９］の発明は、請求項１８にお
いて、上記微粒子が表面にした捕集手段を、触媒溶液に
浸漬し、該捕集した微粒子表面に触媒溶液を付着させる
ことを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。

【００２９】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図１
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の窒素
酸化物を除去する脱硝装置１１０を介装してなるもので
ある。

【００３０】本発明の脱硝装置１１０は特に限定される
ものではないが、スクラバーを用いたスクラバー脱硝方
式や脱硝触媒を充填した触媒脱硝方式がある。上記スク
ラバー脱硝方式はスプレー式や充填式のスクラバー装置
を用い、スクラバー液としては、例えば海水やアルカリ
溶液を用いている。ここで、海水を用いる場合には、別
途アルカリ溶液を搭載する必要がなく、好適である。こ
の時、スクラバーの前段にNO酸化装置を設置することに
より効率よく脱硝することができる。NO酸化装置として
は、特に限定するものではないが、貴金属、遷移金属の
うち少なくとも一種を含む酸化触媒を用いるか、オゾン
発生器より発生させたオゾンを吹き込んで酸化すること
も可能である。

【００３１】また、本発明において触媒脱硝方式は、特
に限定されるものではなく、脱硝触媒としては、例えば
ＴｉＯ₂を含む酸化物担体或いはＡＣＦ等の炭素材担体
上に、Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ等の遷移金属酸化物を少なくとも
１種含む活性体を担持したものであることが好ましい。
なお、触媒脱硝の場合には、アンモニアあるいは尿素水
をＮＯｘ還元剤として添加すると好ましい。また、活性
炭素繊維（ＡＣＦ）を用いたＡＣＦ脱硝触媒を例示する
ことができる。

【００３２】本実施の形態では、上記脱硝装置の前流側
に微粒子を除去する微粒子除去手段１２０を介装してな
り、脱硝装置１１０における微粒子による脱硝率の低減
を抑えるようにしている。

【００３３】ここで、上記微粒子除去手段１２０は特に
限定されるものではなく、例えばセラミックス製のハニ
カムフィルタ等によるＤＰＦ（Diesel Particulate Fil
ter)を挙げることができ、該ＤＰＦに微粒子を捕集し、
堆積量が増えると排気抵抗が増大するので、これを燃焼
除去し再生するようにしている。また、バグフィルタ等
のような除塵手段を用いるようにしてもよい。

【００３４】また、図７に示すような微粒子除去装置を
用いるようにしてもよい。図７に示すように、本実施の
形態にかかる上記微粒子除去装置は、ディーゼルエンジ
ン１００からの排ガス１０中の微粒子を除去する排ガス
中の微粒子除去装置であって、上記微粒子を捕集する捕
集手段である円盤型フィルタ１１と、上記円盤型フィル
タ１１に捕集した微粒子表面に触媒溶液１２を付着させ
る触媒付着手段である複数のノズル（スプレー型、シャ
ワー型等）１３ａを有するスプレー１３とを備えてな
り、捕集した微粒子全体を触媒で覆いつつ未燃焼微粒子
を燃焼分解するものである。

【００３５】本実施の形態の微粒子除去装置では、鉛直
軸方向に軸芯を有する円盤型のフィルタ１１を用い、該
フィルタ１１の一部が排ガスの煙道２１内に回転自在に
介装され、該煙道２１内において排ガス１０中の微粒子
を捕集する捕集ゾーン２２と、微粒子を捕集したフィル
タ１１が回転され、煙道外において触媒貯槽２３から供
給される触媒溶液１２を散布手段１３により噴霧する触
媒担持ゾーン２４と、担持された触媒が再び煙道２１内
に入り、排ガス１０の熱と触媒作用との併用により未燃
焼分が燃焼する燃焼ゾーン２５とから構成されている。

【００３６】上記触媒貯槽２３内にはアルカリ金属触媒
溶液であるＫ₂ＣＯ₃又は海水が貯蔵タンク２６から供
給され、貯蔵されており、攪拌手段２７により攪拌され
ている。上記触媒貯槽２３内は、上記触媒担持ゾーン２
４で噴霧された残りの触媒溶液１２が回収され、その際
に未燃焼Ｃ（カーボン）が流れ落ちる場合があるので、
当該未燃焼Ｃを含んだものとなっている。

【００３７】本実施の形態によれば、上記微粒子捕集ゾ
ーン２２においてフィルタ１１の表面に排ガス１０中の
微粒子を捕集し、該捕集された微粒子を触媒担持ゾーン
２４において触媒溶液１２で微粒子の表面を覆うように
散布し、フィルタ１２の回転につれて触媒を乾燥させ、
再び煙道内の燃焼ゾーン２５で燃焼することにより、３
００℃程度の低温において当該微粒子中の未燃焼分（ス
ート，タール等）を分解することができ、摩耗の原因と
なる微粒子を分解除去したクリーンガス２８を脱硝装置
１１０へ送給することができる。

【００３８】ここで、上記微粒子除去装置に用いる触媒
とは、炭酸カリウム，炭酸ナトリウム等のＮａ，Ｋ等の
アルカリ金属，アルカリ土類金属のうち少なくとも一種
を含むものである。また、アルカリ触媒として海水を利
用することもできる。また、上記アルカリ金属或いはア
ルカリ土類金属の少なくとも１種を海水中に含有するよ
うにしてもよい。

【００３９】本発明ではアルカリ触媒溶液をフィルタに
捕集された微粒子の表面を覆うように噴霧することで、
含浸・担持させることにより、当該触媒を均一に配置さ
せることができ、この結果、燃焼場を均一化させること
ができると共に、低温側（３００℃以下）において触媒
燃焼を可能とすることができる。これにより、２サイク
ルのディーゼルエンジンの排ガスにおける微粒子除去効
率が低下することがない。

【００４０】このため微粒子を燃焼する際に、ヒータ等
による異常燃焼を防ぐと共に、燃焼温度によっては触媒
溶液を散布する（触媒溶液の濃度・散布量・散布時間、
フィルタの回転速度等の調整）ことにより燃焼温度を制
御することができる。

【００４１】上記フィルタ１１のフィルタ材質は燃焼と
水溶液の散布を繰り返すことになるので、耐熱衝撃性に
優れる材料を用いる必要がある。耐熱衝撃性のフィルタ
としては、金属製のフィルタ、耐熱処理されたセラミッ
クスフィルタ等を例示することができる。

【００４２】また、フィルタ強度を保持する支持層の上
に金属フィルタを積層してなる積層金属メッシュ型フィ
ルタや、フィルタ強度を保持する支持層の上に金属不織
布を積層してなる積層金属不織布型フィルタを例示する
ことができる。

【００４３】また、図８（Ａ）に示すように、支持層３
１の上面側にセラミックス層３２を配し、該セラミック
ス層３２を保護する保護メッシュ層３３からなる積層型
セラミックスフィルタ３４を用いることもできる。

【００４４】上記フィルタには、必要に応じて白金等の
金属触媒等を担持するようにしてもよい。ここで、白金
以外に、例えばロジウム、パラジウム等を、また酸化物
触媒としては、例えば酸化チタン、酸化アルミナ、コー
ジュライト、アルミナ・シリカ、ゼオライト、ポーラス
シリケート、ポーラスアルミネート等や、ペロブスカイ
ト型構造、スピネル型構造を有する複合酸化物を例示す
ることができるが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。これにより、フィルタの表面側では上記微粒子
を接触する触媒の触媒作用と微粒子に付着したアルカリ
触媒の触媒作用との併用効果により、さらに分解効率を
向上させることができる。

【００４５】本発明の触媒による微粒子除去の作用・効
果を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｂ）に示すように、先ず
フィルタ１１の表面に排ガス中の微粒子１０ａが付着す
る。次いで、触媒溶液１２を散布すると、触媒溶液１２
が微粒子の表面を覆う。微粒子１０ａに触媒溶液１２が
覆いはじめると微粒子１０ａの細孔中にも触媒溶液１２
が浸透しはじめる。その後、乾燥させると、微粒子１０
ａの表面を覆った触媒溶液が乾燥すると共に、触媒活性
を示す成分が微粒子表面に均一に分散した状態で残留す
る。また、微粒子内部に侵入した触媒溶液も乾燥し、触
媒活性を示す成分が微粒子内部に均一に残留する。その
後、燃焼により微粒子の表面のみならず内部においても
触媒作用が働き、完全燃焼が可能となる。

【００４６】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を図２を用いて説明する。図２は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図２
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の窒素
酸化物を除去する脱硝装置１１０を介装してなると共
に、上記脱硝装置１１０の前流側に脱硫装置１３０を介
装してなるものである。なお、図中符号１０２は排ガス
を煙突側へ導く誘引送風機を図示する。この脱硫装置１
２０を設けることにより、例えば船舶等のように低質重
油（硫黄（Ｓ）分の含有量が多い（数百〜数千ｐｐｍ）
Ｃ重油等）等を用いる場合や、ピストンの潤滑油等を使
用するような場合においても、上記脱硫装置１２０にお
いて脱硫することで排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の
排出を低減することができる。

【００４７】なお、本実施の形態では微粒子除去装置１
１０の後流側に脱硫装置１２０を設けているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、上記微粒子除去装置
１１０の前流側に設けるようにしてもよく、或いは上記
脱硝装置１１０の後流側に配置するようにしてもよい。

【００４８】また、本実施の形態のように上記脱硫装置
１２０を微粒子除去装置１２０の後流側へ設置する場合
には、該脱硫装置１２０内において脱硫を行うと共に、
微粒子を除去することができ、微粒子除去効果を更に高
めることができ、また、微粒子除去装置１１０を必要に
応じて設置しなくてもよい場合もある。

【００４９】上記脱硫装置１２０としては、例えば海水
を用いて脱硫する海水スクラバー方式や、ＡＣＦ（活性
炭素繊維）の酸化活性によりＳＯ₂を硫酸にするＡＣＦ
脱硫方式等を例示することができるが、本発明はこれら
に限定されるものではない。

【００５０】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態を図３を用いて説明する。図３は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図３
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の窒素
酸化物を除去するＡＣＦ触媒による脱硝装置１１０を介
装してなると共に、上記脱硝装置１１０の前流側に脱硫
装置１３０を介装してなるものである。また、本実施の
形態では、ＡＣＦ脱硝装置１１０の脱硝効率を向上させ
るために、微粒子除去手段１２０と脱硫装置１３０との
間には排ガス１０の熱（２５０℃程度の熱を回収す
る。）を回収するガスガスヒータ１４０を介装してなる
と共に、脱硫装置１３０とＡＣＦ脱硝装置１１０との間
には上記ガスガスヒータ１４０で回収した熱を排ガス１
０に付与する（１８０℃程度の熱を排ガスに与える。）
ガスガスヒータ１４１を介装してなるものである。

【００５１】これにより、ガスガスヒータ１４０及びガ
スガスヒータ１４１の設置により熱の利用が効率的に行
われ、ＡＣＦ脱硝装置において１８０℃〜１５０℃での
脱硝反応が行われ、脱硝システムを効率的に行うことが
できる。

【００５２】［第４の実施の形態］本発明の第４の実施
の形態を図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図４
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の窒素
酸化物と硫黄酸化物を同時に除去する脱硫・脱硝装置１
５０を介装してなると共に、上記脱硫・脱硝装置１５０
の前流側にＮＯをＮＯ₂に酸化するＡＣＦ酸化装置１６
０を介装してなるものである。また、本実施の形態で
は、ＡＣＦ酸化装置１６０の酸化効率を向上させるため
に、微粒子除去手段１２０とＡＣＦ酸化装置１６０との
間には排ガス１０の熱（２５０℃程度の熱を回収す
る。）を回収するガスガスヒータ１４０を介装してなる
と共に、煙突からの白煙発生防止のために、脱硫・脱硝
装置１５０と誘引送風機１０２との間には上記ガスガス
ヒータ１４０で回収した熱を排ガス１０に付与するガス
ガスヒータ１４２を介装してなるものである。なお、白
煙防止のための予熱温度は、特に限定されるものではな
く、例えば１１０℃以上の熱を排ガスに与えるようにす
ればよい。

【００５３】これにより、ガスガスヒータ１４０及びガ
スガスヒータ１４１の設置により熱の利用が効率的に行
われ、ＡＣＦ酸化装置において１８０℃〜１５０℃での
酸化反応が行われ、排ガス１０中のＮＯをＮＯ₂に酸化
させ、スクラバー脱硝等における窒素酸化物の除去効率
を向上させ、脱硝システムを効率的に行うことができ
る。

【００５４】［第５の実施の形態］本発明の第５の実施
の形態を図５を用いて説明する。図５は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図５
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の窒素
酸化物と硫黄酸化物を同時に除去する脱硫・脱硝装置１
５０を介装してなると共に、上記脱硫・脱硝装置１５０
の前流側に微粒子除去装置１２０を介装してなるもので
ある。また、本実施の形態では、脱硫・脱硝装置１５０
の窒素酸化物の除去効率を向上させるために、微粒子除
去手段１２０と脱硫・脱硝装置１５０との間にはオゾン
発生装置１６１からのオゾン（Ｏ₃）を供給するように
している。このオゾン（Ｏ₃）の供給により、排ガス１
０中のＮＯをＮＯ₂に酸化させ、スクラバー脱硫・脱硝
等における窒素酸化物の除去効率を向上させ、脱硝シス
テムを効率的に行うことができる。

【００５５】［第６の実施の形態］本発明の第６の実施
の形態を図６を用いて説明する。図６は本実施の形態に
かかる船舶の排ガス脱硝システムの概略図である。図６
に示すように、本実施の形態の船舶の排ガス脱硝システ
ムは、船舶用ディーゼルエンジン１００からの排ガス１
０を排出する排気管１０１に、上記排ガス１０中の硫黄
酸化物を除去する脱硫装置１３０と、窒素酸化物を除去
する脱硝装置１１０を介装してなると共に、上記脱硫装
置１３０の前流側に微粒子除去装置１２０を介装してな
るものである。また、本実施の形態では、脱硝装置１１
０の窒素酸化物の除去効率を向上させるために、脱硫装
置１３０と脱硝装置１１０との間にはプラズマ酸化装置
１６２が介装してなるものである。このプラズマ酸化装
置１６２の設置により、排ガス１０中のＮＯをＮＯ₂に
酸化させ、スクラバー脱硝等における窒素酸化物の除去
効率を向上させ、脱硝システムを効率的に行うことがで
きる。

【００５６】また、本実施の形態では、プラズマ酸化装
置１６２の酸化効率を向上させるために、脱硫装置１３
０とプラズマ酸化酸化装置１６２との間には排ガス１０
の熱（２５０℃程度の熱を回収する。）を回収するガス
ガスヒータ１４０を介装してなると共に、煙突からの白
煙発生防止のために、脱硝装置１１０と誘引送風機１０
２との間には上記ガスガスヒータ１４０で回収した熱を
排ガス１０に付与する（１５０℃程度の熱を排ガスに与
える。）ガスガスヒータ１４２を介装してなるものであ
る。

【００５７】［第７の実施の形態］次に、第１の実施の
形態のように微粒子を捕集したフィルタ１１に触媒溶液
を噴霧する噴霧手段のほかに、上記微粒子を捕集した捕
集手段を触媒溶液に浸漬する浸漬手段による微粒子除去
装置の一例を示す。

【００５８】以下、本実施の形態では、円盤型フィルタ
を用い、浸漬手段により触媒を担持する排ガス中の微粒
子除去装置について説明する。図９は第７の実施の形態
にかかる排ガス中の微粒子除去装置の概略図である。図
９に示すように、本実施の形態にかかる排ガス中の微粒
子除去装置は、鉛直軸方向と直交する方向に軸芯を有す
る円盤型のフィルタ１１を用い、該フィルタ１１の一部
が排ガスの煙道２１に回転自在に介装され、該煙道内に
おいて排ガス１０中の微粒子を捕集する捕集ゾーン２２
と、微粒子を捕集したフィルタ１１が回転され、煙道外
において触媒貯槽２３にフィルタ１１を浸漬させる触媒
担持ゾーン２４と、担持された触媒が再び煙道２１に入
り、燃焼ガスの温度において燃焼する燃焼ゾーン２５と
から構成されている。上記貯蔵タンク２３内は、上記触
媒担持ゾーン２４でフィルタが浸漬されるので、表面に
付着した未燃焼Ｃ（カーボン）を含んだものとなってい
る。微粒子の分解作用は第１の実施の形態と同様である
ので、省略する。

【００５９】この浸漬型の場合には、陸上定置型の内燃
機関の排ガス処理に好適であるが、海上又は陸上を走行
する場合には処理の安定のために、揺れ防止手段を設け
るようにすればよい。

【００６０】［第８の実施の形態］本実施の形態では、
上述した回転型フィルタを用いた実施の形態と異なり、
固定式としたフィルタを用い、噴霧手段により触媒を担
持する排ガス中の微粒子除去装置について説明する。図
１０は第８の実施の形態にかかる排ガス中の微粒子除去
装置の概略図である。図１０に示すように、本実施の
形態にかかる排ガス中の微粒子除去装置は、微粒子を捕
集する捕集手段が、固定型の角柱型フィルタ７１であ
り、排ガス１０中の微粒子をフィルタ７１の外側に付着
させ、上記微粒子表面に触媒溶液１２を付着させる触媒
付着手段の噴射ノズル７２Ａ〜Ｄを外周側に設け、触媒
溶液１２をフィルタ７１の表面に順に噴霧し、乾燥後に
排ガス中の未燃焼微粒子を燃焼するものである。

【００６１】本実施の形態では固定型フィルタは角柱型
としたが本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば円筒型フィルタや多角形型フィルタとし、ガスを順次
切替えるようにして触媒溶液１２を順次噴霧するように
してもよい。

【００６２】［第９の実施の形態］本実施の形態では、
固定式としたフィルタを用い、噴霧手段により触媒を担
持する排ガス中の微粒子除去装置について説明する。図
１１は第９の実施の形態にかかる排ガス中の微粒子除去
装置の概略図である。図１１に示すように、本実施の形
態にかかる排ガス中の微粒子除去装置は、微粒子を捕集
する捕集手段が、一枚の平面型フィルタを溝状に折り畳
んだ形状を有する積層型フィルタ９１であり、排ガス１
０中の微粒子をフィルタ９１の表面に付着させ、上記微
粒子表面に触媒溶液１２を噴射ノズル（図示せず）によ
り触媒溶液１２をフィルタ９１の表面に噴霧し、乾燥後
に排ガス中の未燃焼微粒子を燃焼するものである。な
お、符号９２は閉塞部分である。

【００６３】また、平面型フィルタを多段に積層し、料
端面を交互に閉塞板９２により閉塞して上記積層型フィ
ルタ９１とするようにしてもよい。本実施の形態の積層
型フィルタ９１は、閉塞部分と異なる部分が貫通してい
るので、フィルタ表面に付着した未燃焼物を洗浄除去す
ることが容易である。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の［請求項
１］の発明によれば、船舶用ディーゼルエンジンからの
排ガスを排出する排気管に、排ガス中の窒素酸化物を除
去する脱硝装置を介装してなるので、排ガス中の窒素酸
化物の低減を図ることができる。

【００６５】［請求項２］の発明によれば、請求項１に
おいて、上記船舶用ディーゼルエンジンが排ガス温度が
３００℃以下の２サイクルディーゼルエンジンであるの
で、高温で脱硝を行う必要がなく、装置構成をコンパク
トにすることができる。

【００６６】［請求項３］の発明によれば、請求項１に
おいて、上記介装された脱硝装置の前流側に排ガス中の
微粒子を除去する微粒子除去装置を介装してなるので、
排ガス中の微粒子を除去しつつ脱硝することができる。

【００６７】［請求項４］の発明によれば、請求項３に
おいて、上記介装された微粒子除去装置の前流側又は後
流側に脱硫装置を介装してなるので、排ガス中の硫黄酸
化物も除去しつつ脱硝することができる。

【００６８】［請求項５］の発明によれば、請求項１乃
至請求項４のいずれか１項において、上記介装された脱
硝装置の前流側にＮＯ酸化装置を介装してなるので、Ｎ
ＯをＮＯ₂に酸化してスクラバー手段等による脱硝効率
の向上を図ることができる。

【００６９】［請求項６］の発明によれば、請求項１乃
至請求項４のいずれか１項において、上記脱硝装置が海
水又はアルカリ溶液を利用したスクラバー脱硝であるの
で、海上船舶エンジンの脱硝効率が向上する。また、海
水を用いる場合には、別途アルカリ溶液を搭載する必要
がなく、海水を有効利用することで経済的である。

【００７０】［請求項７］の発明によれば、請求項１乃
至請求項４のいずれか１項において、上記脱硝装置が脱
硝触媒を用いてなるので、触媒作用により脱硝効果が向
上する。

【００７１】［請求項８］の発明によれば、請求項７に
おいて、上記脱硝触媒が遷移金属酸化物を少なくとも１
種担持してなるので、活性体の触媒作用により脱硝効果
が向上する。

【００７２】［請求項９］の発明によれば、請求項７に
おいて、上記脱硝触媒が活性炭素繊維（ＡＣＦ）である
ので、ＡＣＦ触媒により脱硝効果が向上する。

【００７３】［請求項１０］の発明によれば、請求項３
において、上記微粒子除去装置が、排ガス中の微粒子を
捕集する捕集手段と、上記捕集手段に捕集した微粒子表
面に微粒子を除去するための触媒溶液を付着させる触媒
付着手段とを備えたので、微粒子の除去と共に排ガス中
の窒素酸化物の完全分解が可能となる。

【００７４】［請求項１１］の発明によれば、請求項１
０において、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触
媒付着手段が、上記微粒子を捕集した捕集手段に触媒溶
液を噴霧する噴霧手段を備えてなるので、微粒子の表面
を効率よく覆うことができる。また、振動等があっても
安定して噴霧することができる。

【００７５】［請求項１２］の発明によれば、請求項１
０において、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触
媒付着手段が、上記微粒子を捕集した捕集手段を触媒溶
液に浸漬する浸漬手段であるので、フィルタの形状が複
雑な場合であっても微粒子表面を覆うことができる。

【００７６】［請求項１３］の発明によれば、請求項１
０において、上記触媒溶液がアルカリ金属或いはアルカ
リ土類金属の少なくとも１種を含む触媒水溶液、海水、
又は上記アルカリ金属或いはアルカリ土類金属の少なく
とも１種を含む海水であるので、触媒費用が廉価である
と共に、噴霧した後の触媒溶液を再利用することができ
る。

【００７７】［請求項１３］の発明によれば、請求項１
０において、上記捕集手段に触媒を担持してなるので、
アルカリ触媒以外の触媒効果による相乗的な微粒子の分
解が可能となる。

【００７８】［請求項１４］の発明によれば、請求項１
０において、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型
フィルタを積層してなると共に、端部を交互に閉塞した
積層型フィルタであり、排ガス中の微粒子をフィルタの
表面に付着させ、上記微粒子表面に触媒溶液を噴霧し、
乾燥後に排ガス中の未燃焼微粒子を燃焼するので、微粒
子を良好に捕集でき、微粒子を燃焼分解することができ
る。

【００７９】［請求項１５］の発明によれば、請求項１
０において、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型
フィルタを折り曲げてなる積層型フィルタであり、排ガ
ス中の微粒子をフィルタの表面に付着させ、上記微粒子
表面に触媒溶液を噴霧し、乾燥後に排ガス中の未燃焼微
粒子を燃焼するので、微粒子を良好に捕集でき、微粒子
を燃焼分解することがでる。また、装置をコンパクトに
製作することができる。また、未燃焼物質の除去が容易
である。

【００８０】［請求項１６］の船舶の排ガス脱硝方法の
発明によれば、船舶用ディーゼルエンジンから排出する
排ガス中の窒素酸化物を除去するので、排ガス中の窒素
酸化物の低減を図ることができる。特に船舶用ディーゼ
ルエンジンが排ガス温度が３００℃以下の２サイクルデ
ィーゼルエンジンである場合には、高温で脱硝を行う必
要がなく、装置構成をコンパクトにすることができる。

【００８１】［請求項１７］の発明によれば、請求項１
６において、排ガス中の微粒子を捕集・分解した後、排
ガス中の窒素酸化物を除去するので、微粒子の除去と共
に排ガス中の窒素酸化物の完全分解が可能となる。

【００８２】［請求項１８］の発明によれば、請求項１
７において、上記微粒子が表面にした捕集手段を、触媒
溶液に浸漬し、該捕集した微粒子表面に触媒溶液を付着
させるので、微粒子の表面を効率よく覆うことができ
る。また、振動等があっても安定して噴霧することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図２】第２の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図３】第３の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図４】第４の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図５】第５の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図６】第６の実施の形態にかかる船舶の排ガス脱硝シ
ステムの概略図である。

【図７】第１の実施の形態にかかる微粒子除去装置の概
略図である。

【図８】（Ａ）はフィルタの構成図であり、（Ｂ）は微
粒子を分解する概念の概略図である。

【図９】第７の実施の形態にかかる微粒子除去装置の概
略図である。

【図１０】第８の実施の形態にかかる微粒子除去装置の
概略図である。

【図１１】第９の実施の形態にかかる微粒子除去装置の
概略図である。

【符号の説明】

１０排ガス１００ディーゼルエンジン１０１排気管１０２誘引送風機１１０脱硝装置１２０微粒子除去手段１３０脱硫装置１４０，１４１，１４２ガスガスヒータ１５０脱硫・脱硝装置１６０ＡＣＦ酸化装置１６１オゾン発生装置１６２プラズマ酸化装置１１円盤型フィルタ１２触媒溶液１３ａノズル１３スプレー２１煙道２２捕集ゾーン２３触媒貯槽２４触媒担持ゾーン２５燃焼ゾーン２６貯蔵タンク２７攪拌手段２８クリーンガス３１支持層３２セラミックス層３３保護メッシュ層３４積層型セラミックスフィルタ７１角柱型フィルタ７２Ａ〜Ｄ噴射ノズル９１積層型フィルタ９２閉塞部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安武昭典長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者藤岡祐一長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者服部晃長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者小林敬古東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内 (72)発明者村上信明神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１三菱重工業株式会社基盤技術研究所内Ｆターム(参考） 3G091 AA04 AA15 AB02 AB11 AB13 AB14 AB15 BA14 CA02 CA18 GB01W GB01X GB05W GB06W GB07W GB09W GB10W GB10X GB13W HA07 HA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船舶用ディーゼルエンジンからの排ガス
を排出する排気管に、排ガス中の窒素酸化物を除去する
脱硝装置を介装してなることを特徴とする船舶の排ガス
脱硝システム。
【請求項２】請求項１において、上記船舶用ディーゼルエンジンが排ガス温度が３００℃
以下の２サイクルディーゼルエンジンであることを特徴
とする船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項３】請求項１において、上記介装された脱硝装置の前流側に排ガス中の微粒子を
除去する微粒子除去装置を介装してなることを特徴とす
る船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項４】請求項３において、上記介装された微粒子除去装置の前流側又は後流側に脱
硫装置を介装してなることを特徴とする船舶の排ガス脱
硝システム。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
おいて、上記介装された脱硝装置の前流側にＮＯ酸化装置を介装
してスクラバー手段による脱硝効率を向上させることを
特徴とする船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項６】請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
おいて、上記脱硝装置が海水又はアルカリ溶液を利用したスクラ
バー脱硝であることを特徴とする船舶の排ガス脱硝シス
テム。
【請求項７】請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
おいて、上記脱硝装置が脱硝触媒を用いてなることを特徴とする
船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項８】請求項７において、上記脱硝触媒が遷移金属酸化物を少なくとも１種担持し
てなることを特徴とする船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項９】請求項７において、上記脱硝触媒が活性炭素繊維であることを特徴とする船
舶の排ガス脱硝システム。
【請求項１０】請求項３において、上記微粒子除去装置が、排ガス中の微粒子を捕集する捕
集手段と、上記捕集手段に捕集した微粒子表面に微粒子
を除去するための触媒溶液を付着させる触媒付着手段と
を備えたことを特徴とする船舶の排ガス脱硝システム。
【請求項１１】請求項１０において、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触媒付着手段
が、上記微粒子を捕集した捕集手段に触媒溶液を噴霧する噴
霧手段を備えてなることを特徴とする排ガス脱硝システ
ム。
【請求項１２】請求項１０において、上記微粒子表面に触媒溶液を付着させる触媒付着手段
が、上記微粒子を捕集した捕集手段を触媒溶液に浸漬する浸
漬手段であることを特徴とする船舶の排ガス脱硝システ
ム。
【請求項１３】請求項１０において、上記触媒溶液がアルカリ金属或いはアルカリ土類金属の
少なくとも１種を含む触媒水溶液、海水、又は上記アル
カリ金属或いはアルカリ土類金属の少なくとも１種を含
む海水であることを特徴とする船舶の排ガス脱硝システ
ム。
【請求項１４】請求項１０において、上記捕集手段に触媒を担持してなることを特徴とする船
舶の排ガス脱硝システム。
【請求項１５】請求項１０において、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型フィルタを積
層してなると共に、端部を交互に閉塞した積層型フィル
タであり、排ガス中の微粒子をフィルタの表面に付着させ、上記微粒子表面に触媒溶液を噴霧し、乾燥後に排ガス中
の未燃焼微粒子を燃焼することを特徴とする船舶の排ガ
ス脱硝システム。
【請求項１６】請求項１０において、上記微粒子を捕集する捕集手段が、平板型フィルタを折
り曲げてなる積層型フィルタであり、排ガス中の微粒子をフィルタの表面に付着させ、上記微粒子表面に触媒溶液を噴霧し、乾燥後に排ガス中
の未燃焼微粒子を燃焼することを特徴とする船舶の排ガ
ス脱硝システム。
【請求項１７】船舶用ディーゼルエンジンから排出す
る排ガス中の窒素酸化物を除去することを特徴とする船
舶の排ガス脱硝方法。
【請求項１８】請求項１７において、排ガス中の微粒子を捕集・分解した後、排ガス中の窒素
酸化物を除去することを特徴とする船舶の排ガス脱硝方
法。
【請求項１９】請求項１８において、上記微粒子が表面にした捕集手段を、触媒溶液に浸漬
し、該捕集した微粒子表面に触媒溶液を付着させること
を特徴とする船舶の排ガス脱硝方法。