JP2011094536A - Denitration device for ship, and ship provided therewith - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a denitration device for a ship, supplying electric energy required when generating ammonia as a denitrating reducing agent in low energy consumption. <P>SOLUTION: This denitration device 1 for the ship includes: an ammonia generator 2 which has a hydrogen production section producing hydrogen from water and a nitrogen production section producing nitrogen from air and which generates ammonia from hydrogen produced by the hydrogen production section and nitrogen produced by the nitrogen production section; and a selective catalytic reduction (SCR) catalyst section 4 which is disposed in a second exhaust pipe L2 as the exhaust gas passage of a diesel engine 3 for marine propulsion and which denitrates exhaust gas together with ammonia generated by the ammonia generator 2. In the denitration device 1 for the ship, power generation output of the generator motor 5c of a hybrid exhaust turbine supercharger 5 is supplied to the ammonia generator 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばディーゼルエンジンからの排ガスの脱硝に用いて好適な船舶に搭載される舶用脱硝装置およびこれを備えた船舶に関するものである。   The present invention relates to a marine vessel denitration apparatus mounted on a ship suitable for use in denitration of exhaust gas from, for example, a diesel engine, and a marine vessel equipped with the same.

船舶推進用のディーゼルエンジン（メインエンジン）から発生する窒素酸化物（NOx）を除去するために、船舶に脱硝装置が搭載される。
下記特許文献１には、脱硝触媒の還元剤として用いるアンモニアを船舶上にて生成可能とした発明が開示されている。アンモニアが船舶上で生成できるので、液体アンモニアを船舶へと運搬し、船舶内で貯蔵する必要がない。また、液体アンモニアは危険物として扱われるので、漏洩検知センサや二重配管といった特別な貯蔵設備を設ける必要があるが、船舶上にてアンモニアを必要量だけ生成すれば特別な貯蔵設備を設ける必要がない。 In order to remove nitrogen oxide (NOx) generated from a diesel engine (main engine) for ship propulsion, a denitration device is mounted on the ship.
Patent Document 1 listed below discloses an invention that enables generation of ammonia used as a reducing agent for a denitration catalyst on a ship. Since ammonia can be generated on the ship, there is no need to transport liquid ammonia to the ship and store it in the ship. In addition, liquid ammonia is treated as a hazardous material, so special storage facilities such as leak detection sensors and double pipes need to be provided. However, if only a necessary amount of ammonia is generated on the ship, special storage facilities are required. There is no.

特開平１１−２９２５３１号公報JP-A-11-292531

船舶上でアンモニアを生成するには水電気分解や搬送ポンプ等を駆動するための電気エネルギーが必要とされる。上記特許文献１では、補機としてのディーゼルエンジン発電機からの電力を利用することが示されている。
しかし、一般的にディーゼルエンジン発電機はメインエンジンよりも熱効率が低いため、ディーゼルエンジン発電機から電力を得るのでは、アンモニアを生成するためにエネルギーを更に浪費することになり、省エネルギーの観点から好ましくない。 In order to generate ammonia on a ship, electric energy for driving water electrolysis, a conveyance pump, etc. is required. In the said patent document 1, utilizing the electric power from the diesel engine generator as an auxiliary machine is shown.
However, since diesel engine generators generally have lower thermal efficiency than the main engine, obtaining power from diesel engine generators further wastes energy to produce ammonia, which is preferable from the viewpoint of energy saving. Absent.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、脱硝用還元剤としてアンモニアを生成する際に必要な電気エネルギーを低い消費エネルギーで供給できる舶用脱硝装置およびこれを備えた船舶を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a marine denitration apparatus capable of supplying electrical energy necessary for producing ammonia as a denitration reducing agent with low energy consumption and a ship equipped with the marine denitration apparatus. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の舶用脱硝装置およびこれを備えた船舶は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる舶用脱硝装置は、水から水素を製造する水素製造部、及び、空気から窒素を製造する窒素製造部を有し、前記水素製造部によって製造された水素および前記窒素製造部によって製造された窒素からアンモニアを生成するアンモニア生成器と、舶用推進用のメインエンジンの排ガス通路に設けられ、前記アンモニア生成器によって生成されたアンモニアとともに排ガス脱硝を行う脱硝触媒部とを備えた舶用脱硝装置において、前記メインエンジンの排気エネルギーを用いて発電する発電機の発電出力が前記アンモニア生成器に対して供給されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a marine vessel denitration apparatus of the present invention and a marine vessel equipped with the same adopt the following means.
That is, the marine vessel denitration apparatus according to the present invention has a hydrogen production unit that produces hydrogen from water and a nitrogen production unit that produces nitrogen from air, and the hydrogen produced by the hydrogen production unit and the nitrogen production unit A marine vessel equipped with an ammonia generator that generates ammonia from nitrogen produced by the above and a denitration catalyst unit that is provided in an exhaust gas passage of a main engine for marine propulsion and that performs exhaust gas denitration together with ammonia generated by the ammonia generator In the denitration apparatus, a power generation output of a generator that generates power using exhaust energy of the main engine is supplied to the ammonia generator.

アンモニア生成器は、水から水素を製造する水素製造部と、空気から窒素を製造する窒素製造部とを有し、水素製造部および窒素製造によって製造された水素および窒素によってアンモニアを生成する。このように、水および空気を原料として船舶上にてアンモニアを生成できるので、液体アンモニア（例えばアンモニア水溶液）や尿素等の還元剤を貯蔵するスペースを船舶上に設ける必要がない。したがって、大きなスペースを確保することなく舶用脱硝装置を船舶内に設置することができる。
また、メインエンジンの排気エネルギーを用いて発電する発電機の発電出力がアンモニア生成器に対して供給されるので、アンモニア生成器を少ない消費エネルギーで運転することができる。また、メインエンジンの排気エネルギーを有効利用できるので、別途設けられたディーゼルエンジン発電機等の発電用補機の容量増大や増台を回避することができる。 The ammonia generator has a hydrogen production unit that produces hydrogen from water and a nitrogen production unit that produces nitrogen from air, and generates ammonia using hydrogen and nitrogen produced by the hydrogen production unit and nitrogen production. In this way, ammonia can be generated on the ship using water and air as raw materials, so there is no need to provide a space on the ship for storing a reducing agent such as liquid ammonia (for example, an aqueous ammonia solution) or urea. Therefore, the marine vessel denitration apparatus can be installed in the vessel without securing a large space.
Further, since the power generation output of the generator that generates power using the exhaust energy of the main engine is supplied to the ammonia generator, the ammonia generator can be operated with less energy consumption. Further, since the exhaust energy of the main engine can be used effectively, it is possible to avoid an increase in capacity or an increase in the number of auxiliary power generators such as a diesel engine generator provided separately.

さらに、本発明の舶用脱硝装置では、前記アンモニア生成器によって生成されたアンモニアは、前記メインエンジンの排ガス通路に対して、貯留されることなく直接供給されることを特徴とする。   Further, in the marine vessel denitration apparatus of the present invention, the ammonia generated by the ammonia generator is directly supplied to the exhaust gas passage of the main engine without being stored.

アンモニア生成器によって生成されたアンモニアを、途中で貯留することなく排ガス通路に直接供給することとしたので、アンモニアを貯留する際に必要となる漏洩対策が不要となり付帯設備を最小化することができる。
また、アンモニアを排ガス通路に直接供給するので、漏洩を検知した時点でアンモニア生成を停止することで漏洩被害の拡大を最小限に止めることができる。これにより、脱硝装置の信頼性が向上する。 Since the ammonia generated by the ammonia generator is directly supplied to the exhaust gas passage without being stored in the middle, it is not necessary to take measures for leakage required when storing ammonia, and the incidental equipment can be minimized. .
Further, since ammonia is directly supplied to the exhaust gas passage, the expansion of the leakage damage can be minimized by stopping the ammonia production at the time when the leakage is detected. Thereby, the reliability of the denitration apparatus is improved.

さらに、本発明の舶用脱硝装置では、前記メインエンジンの排気タービン過給機の回転出力を得て発電する過給機側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする。   Further, in the marine vessel denitration apparatus of the present invention, a supercharger-side generator that generates electric power by obtaining a rotational output of an exhaust turbine supercharger of the main engine is used as the generator.

メインエンジンの排気タービン過給機の回転出力を得て発電する過給機側発電機を備えた過給機として、ハイブリッド排気タービン過給機が知られている。この過給機側発電機をアンモニア生成器に対して電力供給する発電機として用いることとした。これにより、メインエンジンの排気エネルギーを有効に利用することができる。   A hybrid exhaust turbine supercharger is known as a supercharger including a supercharger-side generator that generates power by obtaining the rotational output of an exhaust turbine supercharger of a main engine. This supercharger-side generator was used as a generator for supplying power to the ammonia generator. Thereby, the exhaust energy of the main engine can be used effectively.

さらに、本発明の舶用脱硝装置では、前記メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービンによって発電するパワータービン側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする。   Further, in the marine vessel denitration apparatus of the present invention, a power turbine side generator that generates power by a power turbine using the exhaust gas of the main engine as a drive source is used as the generator.

メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービンによって発電するパワータービン側発電機の出力電力をアンモニア生成器に用いることとした。これにより、メインエンジンの排気エネルギーを有効に利用することができる。   The output power of the power turbine side generator that generates power with the power turbine that uses the exhaust gas of the main engine as the drive source is used for the ammonia generator. Thereby, the exhaust energy of the main engine can be used effectively.

さらに、本発明の舶用脱硝装置では、前記メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービン、及び、前記メインエンジンの排ガスを用いた排ガスボイラによって生成された蒸気を駆動源とする蒸気タービンによって発電する異種タービン側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする。   Furthermore, in the marine vessel denitration apparatus of the present invention, power is generated by a power turbine that uses exhaust gas from the main engine as a drive source, and a steam turbine that uses steam generated by an exhaust gas boiler that uses exhaust gas from the main engine as a drive source. A heterogeneous turbine-side generator is used as the generator.

異種タービン側発電機には、パワータービン及び蒸気タービンといった異なる種類（異種）のタービンが接続されている。この異種タービン側発電機を用いることにより、メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービンに加えて、メインエンジンの排ガスを用いた排ガスボイラによって生成された蒸気を駆動源とする蒸気タービンをも用いて発電することとしたので、さらにメインエンジンの排気エネルギーを有効に利用することができる。   Different types of turbines such as a power turbine and a steam turbine are connected to the different turbine-side generator. By using this heterogeneous turbine-side generator, in addition to a power turbine that uses exhaust gas from the main engine as a drive source, a steam turbine that uses steam generated by an exhaust gas boiler that uses exhaust gas from the main engine as a drive source is also used. Therefore, the exhaust energy of the main engine can be used more effectively.

メインエンジンから発生する窒素酸化物（NOx）量はメインエンジン負荷に対して概略比例関係を有している。ハイブリッド排気タービン過給機、パワータービン、または蒸気タービンは、その回転出力から発電を得る方式なのでメインエンジン負荷に応じた発電出力が得られるようになっている。したがって、脱硝のための必要アンモニア量を生成するための必要電力とメインエンジン負荷とが概略比例するので、メインエンジンに対する影響を少なく抑えることができる。
また、メインエンジンの排気エネルギーを用いて発電する場合、排気タービン過給機によりメインエンジンに送り込まれる空気量が低下するため、メインエンジン出力一定で比較した場合、発電しない場合に比べて排ガス温度が上昇する。脱硝触媒部として主に用いられている選択接触還元法（ＳＣＲ）のＳＣＲ触媒では、排ガス温度が低温になるほど被毒のおそれがある。本発明によれば、排ガス温度が上昇するのでＳＣＲ触媒の被毒を防止することができる。特に、メインエンジンとして２ストロークディーゼルエンジンを用いる場合には、排ガス温度が低いため効果的である。さらに、ＳＣＲ触媒の被毒の影響をゼロとする程度までハイブリッド排気タービン過給機またはパワータービンの発電量を増加させて排ガス温度を上昇させる運用も可能である。この場合、余剰電力が発生することになるが、機関室全体のシステム構成を見直すことにより、補機としてのディーゼルエンジン発電機の容量を減少させることができ、あるいは減台することができる。 The amount of nitrogen oxides (NOx) generated from the main engine is approximately proportional to the main engine load. Since the hybrid exhaust turbine supercharger, the power turbine, or the steam turbine obtains electric power from the rotational output thereof, the electric power generation output corresponding to the main engine load can be obtained. Therefore, since the required power for generating the necessary ammonia amount for denitration and the main engine load are roughly proportional, the influence on the main engine can be reduced.
In addition, when generating power using the exhaust energy of the main engine, the amount of air sent to the main engine by the exhaust turbine supercharger decreases. To rise. In a selective catalytic reduction (SCR) SCR catalyst mainly used as a denitration catalyst part, there is a risk of poisoning as the exhaust gas temperature becomes lower. According to the present invention, since the exhaust gas temperature rises, poisoning of the SCR catalyst can be prevented. In particular, when a two-stroke diesel engine is used as the main engine, the exhaust gas temperature is low, which is effective. Furthermore, it is possible to increase the exhaust gas temperature by increasing the power generation amount of the hybrid exhaust turbine supercharger or the power turbine to the extent that the influence of poisoning of the SCR catalyst becomes zero. In this case, surplus power is generated, but the capacity of the diesel engine generator as an auxiliary machine can be reduced or reduced by reviewing the system configuration of the entire engine room.

また、本発明の船舶は、船舶推進用のメインエンジンと、上記のいずれかに記載の舶用脱硝装置とを備えていることを特徴とする。   Moreover, the ship of this invention is provided with the main engine for ship propulsion, and the ship's denitration apparatus in any one of the above.

上記のいずれかの舶用脱硝装置は、コンパクトに構成できるので、船舶に搭載するのに好適である。   Any of the above-described marine vessel denitration devices can be configured in a compact manner, and thus is suitable for being mounted on a marine vessel.

本発明によれば、メインエンジンの排気エネルギーを用いて発電する発電機の発電出力をアンモニアの生成に用いることとしたので、少ない消費エネルギーで舶用脱硝装置を運転することができる。   According to the present invention, since the power generation output of the generator that generates power using the exhaust energy of the main engine is used for ammonia generation, the marine vessel denitration apparatus can be operated with less energy consumption.

本発明の第１実施形態にかかる舶用脱硝装置が設けられたディーゼルエンジンまわりを示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the diesel engine periphery in which the marine vessel denitration apparatus concerning 1st Embodiment of this invention was provided. 図１に示したアンモニア生成器の概略を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the outline of the ammonia generator shown in FIG. 本発明の第２実施形態にかかる舶用脱硝装置が設けられたディーゼルエンジンまわりを示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the diesel engine periphery provided with the marine vessel denitration apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態にかかる舶用脱硝装置が設けられたディーゼルエンジンまわりを示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the diesel engine periphery in which the marine vessel denitration apparatus concerning 3rd Embodiment of this invention was provided.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかる舶用脱硝装置１が設けられたディーゼルエンジン３まわりの概略構成が示されている。
船舶内には、船舶推進用のディーゼルエンジン（メインエンジン）３と、ディーゼルエンジン３からの排ガスを脱硝するための脱硝装置１と、ディーゼルエンジン３の排ガスによって駆動されるハイブリッド排気ターボ過給機５と、ディーゼルエンジン３の排ガスによって蒸気を生成する排ガスエコノマイザ（排ガスボイラ）１１とを備えている。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a schematic configuration around a diesel engine 3 provided with a marine denitration apparatus 1 according to the present embodiment.
In the marine vessel, a marine propulsion diesel engine (main engine) 3, a denitration device 1 for denitrating exhaust gas from the diesel engine 3, and a hybrid exhaust turbocharger 5 driven by the exhaust gas of the diesel engine 3 And an exhaust gas economizer (exhaust gas boiler) 11 that generates steam from the exhaust gas of the diesel engine 3.

ディーゼルエンジン３からの出力は、プロペラ軸を介してスクリュープロペラに直接的または間接的に接続されている。また、ディーゼルエンジン３の各気筒のシリンダ部１３の排気ポートは排ガス集合管としての排気マニホールド１５に接続されている。排気マニホールド１５は、第１排気管Ｌ１を介して排気ターボ過給機５のタービン部５ａの入口側と接続されている。   The output from the diesel engine 3 is directly or indirectly connected to the screw propeller via the propeller shaft. Further, the exhaust port of the cylinder portion 13 of each cylinder of the diesel engine 3 is connected to an exhaust manifold 15 as an exhaust gas collecting pipe. The exhaust manifold 15 is connected to the inlet side of the turbine portion 5a of the exhaust turbocharger 5 via the first exhaust pipe L1.

一方、各シリンダ部１３の給気ポートは給気マニホールド１７に接続されており、給気マニホールド１７は、給気管Ｋ１を介して排気ターボ過給機５のコンプレッサ部５ｂと接続している。また、給気管Ｋ１には空気冷却器（インタークーラ）１９が設置されている。   On the other hand, the air supply port of each cylinder part 13 is connected to an air supply manifold 17, and the air supply manifold 17 is connected to the compressor part 5b of the exhaust turbo supercharger 5 via an air supply pipe K1. An air cooler (intercooler) 19 is installed in the supply pipe K1.

ハイブリッド排気ターボ過給機５は、タービン部５ａと、コンプレッサ部５ｂと、ハイブリッド発電機モータ（過給機側発電機）５ｃとを備えている。タービン部５ａ、コンプレッサ部５ｂ及びハイブリッド発電機モータ５ｃは、回転軸５ｃによって同軸にて連結されている。
ハイブリッド発電機モータ５ｃは、タービン部５ａによって得られる回転出力を得て発電する一方で、船内系統３０から電力を得てコンプレッサ部５ｂの回転を加勢する。ハイブリッド発電機モータ５ｃと船内系統３０との間には、ハイブリッド発電機モータ５ｃ側から順に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ１９と、直流電力を交流電力に変換するインバータ２０と、開閉スイッチ２１とが設けられている。
ハイブリッド発電機モータ５ｃによって発電された電力は、後述するように、アンモニア生成器２へと供給される。
なお、ハイブリッド発電機モータ５ｃによって発電された電力は、コンバータ１９により直流電力に変換された後、インバータ２０を通さずにアンモニア生成器２に直接供給することも可能である。 The hybrid exhaust turbocharger 5 includes a turbine unit 5a, a compressor unit 5b, and a hybrid generator motor (supercharger side generator) 5c. The turbine part 5a, the compressor part 5b, and the hybrid generator motor 5c are coaxially connected by the rotating shaft 5c.
The hybrid generator motor 5c generates power by obtaining the rotational output obtained by the turbine unit 5a, and obtains electric power from the inboard system 30 to energize the rotation of the compressor unit 5b. Between the hybrid generator motor 5c and the inboard system 30, in order from the hybrid generator motor 5c side, a converter 19 that converts AC power into DC power, an inverter 20 that converts DC power into AC power, and an open / close switch 21 is provided.
The electric power generated by the hybrid generator motor 5c is supplied to the ammonia generator 2 as will be described later.
The electric power generated by the hybrid generator motor 5 c can be directly supplied to the ammonia generator 2 without passing through the inverter 20 after being converted into DC power by the converter 19.

この排ガスエコノマイザ１１は、排気ターボ過給機５のタービン部５ａの出口側の第２排気管Ｌ２に接続されており、ディーゼルエンジン３から排出される排ガスと、給水管２３によって供給された水とを熱交換させて蒸気を発生させる。排ガスエコノマイザ１１の上流側には、排ガスの流出入を制御する排ガスエコノマイザ用開閉弁２２が設けられている。排ガスエコノマイザ用開閉弁２２の切替タイミングは、図示しない制御部によって決定される。   This exhaust gas economizer 11 is connected to the second exhaust pipe L2 on the outlet side of the turbine section 5a of the exhaust turbocharger 5, and the exhaust gas discharged from the diesel engine 3 and the water supplied by the water supply pipe 23 Heat is exchanged to generate steam. On the upstream side of the exhaust gas economizer 11, an exhaust gas economizer opening / closing valve 22 for controlling the inflow and outflow of the exhaust gas is provided. The switching timing of the exhaust gas economizer on-off valve 22 is determined by a control unit (not shown).

舶用脱硝装置１は、アンモニア生成器２と、選択接触還元法（SCR；Selective
Catalytic Reduction）に用いられるＳＣＲ触媒部４とを備えている。アンモニア生成器２及びＳＣＲ触媒部４は、第２排気管Ｌ２に接続されており、排ガス流れの上流側にアンモニア生成器２が配置され、下流側にＳＣＲ触媒部４が配置されている。
図２に示されているように、アンモニア生成器２は、水から水素を製造する水素製造部６１と、空気から窒素を製造する窒素製造部６３と、水素および窒素からアンモニアを生成するアンモニア生成部６０とを備えている。
水素製造部６１に用いられる水は、船舶に搭載された造水機６５によって海水から製造された真水を、更に、船舶に搭載された純水製造機６７によって製造された純水が用いられる。水素製造部６１には、電解質としてイオン交換膜を用いて純水を電気分解する固体高分子電解質膜法が用いられる。水素製造部６１から発生した水素は、水素ドライヤー（図示せず）で脱湿された後、アンモニア生成部６０へと送られる。
窒素製造部６３では、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）法等によって空気から窒素が得られる。窒素製造部６３で得られた窒素は、アンモニア生成部６０へと送られる。
アンモニア生成部６０では、水素と窒素とが混合加熱され、ルテニウム触媒等の反応触媒の下でアンモニアが生成される。 The marine denitration apparatus 1 includes an ammonia generator 2 and a selective catalytic reduction method (SCR; Selective
And an SCR catalyst unit 4 used for Catalytic Reduction. The ammonia generator 2 and the SCR catalyst unit 4 are connected to the second exhaust pipe L2, and the ammonia generator 2 is arranged upstream of the exhaust gas flow, and the SCR catalyst unit 4 is arranged downstream.
As shown in FIG. 2, the ammonia generator 2 includes a hydrogen production unit 61 that produces hydrogen from water, a nitrogen production unit 63 that produces nitrogen from air, and an ammonia production that produces ammonia from hydrogen and nitrogen. Part 60.
As the water used in the hydrogen production unit 61, fresh water produced from seawater by a water generator 65 mounted on a ship and pure water produced by a pure water production machine 67 mounted on the ship are used. The hydrogen production unit 61 uses a solid polymer electrolyte membrane method in which pure water is electrolyzed using an ion exchange membrane as an electrolyte. Hydrogen generated from the hydrogen production unit 61 is dehumidified by a hydrogen dryer (not shown) and then sent to the ammonia generation unit 60.
In the nitrogen production unit 63, nitrogen is obtained from air by a PSA (Pressure Swing Adsorption) method or the like. Nitrogen obtained in the nitrogen production unit 63 is sent to the ammonia production unit 60.
In the ammonia production | generation part 60, hydrogen and nitrogen are mixed and heated, and ammonia is produced | generated under reaction catalysts, such as a ruthenium catalyst.

アンモニア生成器２では、水素製造部６１の電気分解等のように電力を消費するため、この電力として、上述したハイブリッド発電機モータ５ｃからの電力が利用される。
アンモニア生成器２にて生成されたアンモニア（ガス）は、図１に示すように、アンモニア生成器用開閉弁２４を介して、第２排気管Ｌ２に直接供給される。このように、生成されたアンモニアは、途中で貯留されることなく排ガス中に供給されるようになっている。アンモニア生成器用開閉弁２４の切替タイミングは、図示しない制御部によって決定される。 Since the ammonia generator 2 consumes electric power as in the electrolysis of the hydrogen production unit 61, the electric power from the hybrid generator motor 5c described above is used as this electric power.
As shown in FIG. 1, the ammonia (gas) generated by the ammonia generator 2 is directly supplied to the second exhaust pipe L <b> 2 via the ammonia generator open / close valve 24. Thus, the produced | generated ammonia is supplied in waste gas, without being stored on the way. The switching timing of the ammonia generator on-off valve 24 is determined by a control unit (not shown).

ＳＣＲ触媒部４には、ＳＣＲ用開閉弁２６を介して第２排気管Ｌ２から排ガスが導入されるようになっている。ＳＣＲ用開閉弁２６の切替タイミングは、図示しない制御部によって決定される。ＳＣＲ触媒部４では、排ガス中のNOxが触媒により選択的に還元され、無害な窒素と水蒸気に分解される。   Exhaust gas is introduced into the SCR catalyst unit 4 from the second exhaust pipe L <b> 2 via the SCR opening / closing valve 26. The switching timing of the SCR opening / closing valve 26 is determined by a control unit (not shown). In the SCR catalyst unit 4, NOx in the exhaust gas is selectively reduced by the catalyst and decomposed into harmless nitrogen and water vapor.

ＳＣＲ用開閉弁２６と排ガスエコノマイザ用開閉弁２２とは、択一的に選択されて開閉が行われる。すなわち、排ガスのNOx規制が厳格とされている海域を航行する際のように排ガス脱硝が必要な場合は、ＳＣＲ用開閉弁２６を開き、排ガスエコノマイザ用開閉弁２２を閉じる。一方、排ガスのNOx規制が比較的緩やかな海域を航行する際のように排ガス脱硝を行わない場合は、ＳＣＲ用開閉弁２６を閉じ、排ガスエコノマイザ用開閉弁２２を開ける。
なお、ＳＣＲ用開閉弁２６及び排ガスエコノマイザ用開閉弁２２は、１つの三方弁で代用することも可能である。 The SCR on-off valve 26 and the exhaust gas economizer on-off valve 22 are alternatively selected and opened / closed. In other words, when exhaust gas denitration is necessary, such as when navigating a sea area where NOx regulations for exhaust gas are strict, the SCR on-off valve 26 is opened and the exhaust gas economizer on-off valve 22 is closed. On the other hand, when exhaust gas denitration is not performed, such as when navigating in a sea area where the NOx regulation of exhaust gas is relatively gentle, the SCR on-off valve 26 is closed and the exhaust gas economizer on-off valve 22 is opened.
The SCR on-off valve 26 and the exhaust gas economizer on-off valve 22 can be replaced by a single three-way valve.

次に、上記構成の舶用脱硝装置１の運用方法について説明する。
ディーゼルエンジン３から排出された排ガスは、排気マニホールド１５から第１排気管Ｌ１を介してハイブリッド排気ターボ過給機５のタービン部５ａへと導かれる。タービン部５ａは、排ガスエネルギーを得て回転させられ、その回転出力を回転軸５ｄを介してコンプレッサ部５ｂ及びハイブリッド発電機モータ５ｃへと伝達する。コンプレッサ部５ｂでは、吸入した空気（外気）を圧縮して空気冷却器１９を介して給気マニホールド１７へと送る。
ハイブリッド発電機モータ５ｃでは、タービン部５ａから得た回転出力によって発電し、その発電出力を船内系統３０へと供給する。供給されたハイブリッド発電機モータ５ｃからの電力は、アンモニア生成器２へと送られ、水素製造部６１の電気分解や、中間生成ガスおよび生成されたアンモニアを搬送する搬送ポンプ等に用いられる。
アンモニア生成器２では、ハイブリッド発電機モータ５ｃからの電力を用いて、水素製造部６１にて製造された水素と窒素製造部６３にて製造された窒素とからアンモニアが生成される。 Next, an operation method of the marine vessel denitration apparatus 1 having the above configuration will be described.
The exhaust gas discharged from the diesel engine 3 is guided from the exhaust manifold 15 to the turbine unit 5a of the hybrid exhaust turbocharger 5 through the first exhaust pipe L1. The turbine unit 5a is rotated by obtaining exhaust gas energy, and transmits the rotation output to the compressor unit 5b and the hybrid generator motor 5c via the rotating shaft 5d. In the compressor unit 5 b, the sucked air (outside air) is compressed and sent to the air supply manifold 17 via the air cooler 19.
In the hybrid generator motor 5c, electric power is generated by the rotational output obtained from the turbine unit 5a, and the generated output is supplied to the inboard system 30. The supplied electric power from the hybrid generator motor 5c is sent to the ammonia generator 2 and used for electrolysis of the hydrogen production unit 61, a transport pump for transporting the intermediate product gas and the generated ammonia, and the like.
In the ammonia generator 2, ammonia is generated from the hydrogen produced by the hydrogen production unit 61 and the nitrogen produced by the nitrogen production unit 63 using the electric power from the hybrid generator motor 5 c.

排ガスNOx規制が厳格な海域を航行する場合には、排ガス脱硝を行う。この場合、排ガスエコノマイザ用開閉弁２２を閉とし、アンモニア生成器用開閉弁２４及びＳＣＲ用開閉弁２６を開とする。
ハイブリッド排気ターボ過給機５のタービン部５ａから排出された排ガスは、第２排気管Ｌ２を通り、アンモニア生成器２から供給されるアンモニア（ガス）と混合される。アンモニアと混合された排ガスは、ＳＣＲ用開閉弁２６を介してＳＣＲ触媒部４へと導かれ、このＳＣＲ触媒部４にて脱硝され、図示しない煙突から外部へと排出される。 When navigating sea areas where exhaust gas NOx regulations are strict, exhaust gas denitration is performed. In this case, the exhaust gas economizer on-off valve 22 is closed, and the ammonia generator on-off valve 24 and the SCR on-off valve 26 are opened.
The exhaust gas discharged from the turbine section 5a of the hybrid exhaust turbocharger 5 passes through the second exhaust pipe L2, and is mixed with ammonia (gas) supplied from the ammonia generator 2. The exhaust gas mixed with ammonia is guided to the SCR catalyst unit 4 through the SCR opening / closing valve 26, denitrated by the SCR catalyst unit 4, and discharged from a chimney (not shown) to the outside.

排ガスNOx規制が比較的緩やかな海域を航行する場合には、排ガス脱硝を行わない。この場合、排ガスエコノマイザ用開閉弁２２を開とし、アンモニア生成器用開閉弁２４及びＳＣＲ用開閉弁２６を閉とする。
ハイブリッド排気ターボ過給機５のタービン部５ａから排出された排ガスは、第２排気管Ｌ２を通り、排ガスエコノマイザ用開閉弁２２を介して、排ガスエコノマイザ１１へと導かれる。排ガスエコノマイザ１１では、給水管２３から供給される水が排ガスによって加熱されて蒸気が生成される。生成された蒸気は、船内の各所にて使用される。排ガスエコノマイザ１１から排出された排ガスは、図示しない煙突から外部へと排出される。 When navigating in a sea area where the exhaust gas NOx regulations are relatively mild, exhaust gas denitration is not performed. In this case, the exhaust gas economizer on-off valve 22 is opened, and the ammonia generator on-off valve 24 and the SCR on-off valve 26 are closed.
The exhaust gas discharged from the turbine section 5a of the hybrid exhaust turbocharger 5 is guided to the exhaust gas economizer 11 through the second exhaust pipe L2 and the exhaust gas economizer opening / closing valve 22. In the exhaust gas economizer 11, water supplied from the water supply pipe 23 is heated by the exhaust gas to generate steam. The generated steam is used in various places on the ship. The exhaust gas discharged from the exhaust gas economizer 11 is discharged from a chimney (not shown) to the outside.

上述の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
アンモニア生成器２により、水および空気を原料として船舶上にてアンモニアを生成できるので、液体アンモニア（例えばアンモニア水溶液）や尿素等の還元剤を貯蔵するスペースを船舶上に設ける必要がない。したがって、大きなスペースを確保することなく舶用脱硝装置を船舶内に設置することができる。 As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
Since the ammonia generator 2 can generate ammonia on the ship using water and air as raw materials, it is not necessary to provide a space for storing a reducing agent such as liquid ammonia (for example, aqueous ammonia solution) or urea on the ship. Therefore, the marine vessel denitration apparatus can be installed in the vessel without securing a large space.

ディーゼルエンジン３の排気ガスによって発電するハイブリッド排気ターボ過給機５のハイブリッド発電機モータ５ｃの発電出力がアンモニア生成器２に対して供給されるので、アンモニア生成器２を少ない消費エネルギーで運転することができる。また、ディーゼルエンジン３の排気エネルギーを有効利用できるので、別途設けられたディーゼルエンジン発電機等の発電用補機の容量増大や増台を回避することができる。   Since the power generation output of the hybrid generator motor 5c of the hybrid exhaust turbocharger 5 that generates power by the exhaust gas of the diesel engine 3 is supplied to the ammonia generator 2, the ammonia generator 2 is operated with less energy consumption. Can do. Further, since the exhaust energy of the diesel engine 3 can be effectively used, it is possible to avoid an increase in capacity or an increase in the number of auxiliary power generators such as a diesel engine generator provided separately.

アンモニア生成器２によって生成されたアンモニアを、途中で貯留することなく第２排気管Ｌ２に直接供給することとしたので、アンモニアを貯留する際に必要となる漏洩対策が不要となり付帯設備を最小化することができる。
アンモニアを第２排気管Ｌ２に直接供給するので、漏洩を検知した時点でアンモニア生成を停止することで漏洩被害の拡大を最小限に止めることができる。これにより、脱硝装置１の信頼性が向上する。 Since the ammonia produced by the ammonia generator 2 is directly supplied to the second exhaust pipe L2 without being stored in the middle, the leakage measures necessary for storing ammonia are not required, and the incidental equipment is minimized. can do.
Since ammonia is directly supplied to the second exhaust pipe L2, the expansion of leakage damage can be minimized by stopping ammonia generation at the time when leakage is detected. Thereby, the reliability of the denitration apparatus 1 is improved.

また、ディーゼルエンジン３から発生するNOx量はディーゼルエンジン負荷に対して概略比例関係を有している。ハイブリッド排気タービン過給機５は、その回転出力から発電を得る方式なのでディーゼルエンジン負荷に応じた発電出力が得られるようになっている。したがって、脱硝のための必要アンモニア量を生成するための必要電力とディーゼルエンジン負荷とが概略比例するので、ディーゼルエンジン３に対する影響を少なく抑えることができる。
ハイブリッド排気タービン過給機５により発電することで、ディーゼルエンジン出力一定で比較した場合、発電しない場合に比べて排ガス温度が上昇する。ＳＣＲ触媒部４では、排ガス温度が低温になるほど排ガス中の硫黄分による被毒のおそれがある。本実施形態によれば、排ガス温度が上昇するのでＳＣＲ触媒部４の被毒を防止することができる。特に、２ストロークディーゼルエンジンを用いる場合には、排ガス温度が低いため効果的である。さらに、ＳＣＲ触媒部４の被毒の影響をゼロとする程度までハイブリッド排気タービン過給機５の発電量を増加させて排ガス温度を上昇させる運用も可能である。この場合、余剰電力が発生することになるが、機関室全体のシステム構成を見直すことにより、補機としてのディーゼルエンジン発電機の容量を減少させることができ、あるいは減台することができる。 Further, the amount of NOx generated from the diesel engine 3 has a substantially proportional relationship with the diesel engine load. Since the hybrid exhaust turbine supercharger 5 is a system that obtains power generation from the rotational output, a power generation output corresponding to the diesel engine load can be obtained. Therefore, since the required power for generating the necessary ammonia amount for denitration and the diesel engine load are approximately proportional, the influence on the diesel engine 3 can be reduced.
When power is generated by the hybrid exhaust turbine supercharger 5, the exhaust gas temperature rises when compared with a constant diesel engine output when compared with no power generation. In the SCR catalyst unit 4, there is a risk of poisoning due to sulfur in the exhaust gas as the exhaust gas temperature becomes lower. According to this embodiment, since the exhaust gas temperature rises, poisoning of the SCR catalyst unit 4 can be prevented. In particular, when a 2-stroke diesel engine is used, the exhaust gas temperature is low, which is effective. Further, it is possible to increase the exhaust gas temperature by increasing the power generation amount of the hybrid exhaust turbine supercharger 5 to the extent that the influence of poisoning of the SCR catalyst unit 4 is zero. In this case, surplus power is generated, but the capacity of the diesel engine generator as an auxiliary machine can be reduced or reduced by reviewing the system configuration of the entire engine room.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。上述した第１実施形態では、ハイブリッド排気タービン過給機５（図１参照）からの発電出力を脱硝装置に利用する構成としたのに対して、本実施形態では、パワータービン（ガスタービン）からの発電出力を脱硝装置に利用する構成とした点が異なる。したがって、その他の共通する構成については同一符号を付し、その説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment described above, the power generation output from the hybrid exhaust turbine supercharger 5 (see FIG. 1) is used for the denitration device, whereas in this embodiment, the power turbine (gas turbine) is used. The difference is that the power generation output is used in the denitration apparatus. Therefore, other common configurations are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第１実施形態のハイブリッド排気タービン過給機５（図１参照）に代えて、図３に示すように、排気タービン過給機５’が設けられている。排ガスによって駆動されるタービン部５ａ及び空気を圧縮するコンプレッサ部５ａについては第１実施形態と同様である。   Instead of the hybrid exhaust turbine supercharger 5 (see FIG. 1) of the first embodiment, an exhaust turbine supercharger 5 'is provided as shown in FIG. The turbine unit 5a driven by the exhaust gas and the compressor unit 5a for compressing air are the same as in the first embodiment.

排気マニホールド１５には、第３排気管Ｌ３が接続されており、この第３排気管Ｌ３を介してパワータービン７の入口側へとディーゼルエンジン３の排ガスが導かれる。このように、ディーゼルエンジン３の排ガスの一部が、排気ターボ過給機５’に供給される前に抽ガスされてパワータービン７に供給されるようになっている。この抽ガスされた排ガスによって、パワータービン７が回転駆動される。
パワータービン７の出口側から排出された排ガスは、第４排気管Ｌ４を介して、第２排気管Ｌ２へと導かれるようになっている。 A third exhaust pipe L3 is connected to the exhaust manifold 15, and the exhaust gas of the diesel engine 3 is guided to the inlet side of the power turbine 7 through the third exhaust pipe L3. Thus, a part of the exhaust gas of the diesel engine 3 is extracted before being supplied to the exhaust turbocharger 5 ′ and supplied to the power turbine 7. The power turbine 7 is rotationally driven by the extracted exhaust gas.
The exhaust gas discharged from the outlet side of the power turbine 7 is led to the second exhaust pipe L2 through the fourth exhaust pipe L4.

パワータービン７からの回転出力は、回転軸３２を介して、パワータービン側発電機３３に伝達されるようになっている。パワータービン側発電機３３にて発電された出力は、周波数変換器３５及び開閉スイッチ３６を介して船内系統３０へと供給されるようになっている。これにより、パワータービン側発電機３３の出力電力がアンモニア生成器２へと供給される。
パワータービン側発電機３３と周波数変換器３５との間には、ロードバンク４４が設けられている。ロードバンク４４としては、例えばリチウム二次電池、キャパシタ等の二次電池が用いられ、パワータービン側発電機３３からの出力変動を低減するために用いられる。 The rotational output from the power turbine 7 is transmitted to the power turbine side generator 33 through the rotating shaft 32. The output generated by the power turbine side generator 33 is supplied to the inboard system 30 via the frequency converter 35 and the open / close switch 36. Thereby, the output power of the power turbine side generator 33 is supplied to the ammonia generator 2.
A load bank 44 is provided between the power turbine generator 33 and the frequency converter 35. As the load bank 44, for example, a secondary battery such as a lithium secondary battery or a capacitor is used, and is used to reduce output fluctuations from the power turbine side generator 33.

また、第３排気管Ｌ３には、パワータービン７に導入するガス量を制御する排ガス量調整弁３７と、非常時にパワータービン７への排ガスの供給を遮断する非常停止用緊急遮断弁３９とが設けられている。また、非常停止用緊急遮断弁３９が遮断したときに、排気ターボ過給機５’のタービン部５ａへの過過給（エンジンの最適運転圧力を超えての過給）を防止するためにバイパス弁４０及びオリフィス４２が、第３排気管Ｌ３と第４排気管Ｌ４との間に設けられている。   The third exhaust pipe L3 includes an exhaust gas amount adjusting valve 37 that controls the amount of gas introduced into the power turbine 7 and an emergency stop emergency shut-off valve 39 that shuts off the supply of exhaust gas to the power turbine 7 in an emergency. Is provided. Further, when the emergency stop emergency shut-off valve 39 is shut off, it is bypassed to prevent supercharging (supercharging exceeding the optimum operating pressure of the engine) to the turbine portion 5a of the exhaust turbocharger 5 ′. A valve 40 and an orifice 42 are provided between the third exhaust pipe L3 and the fourth exhaust pipe L4.

本実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
ディーゼルエンジン３の排ガスを駆動源とするパワータービン７によって発電するパワータービン側発電機３３の出力電力をアンモニア生成器２に用いることとしたので、ディーゼルエンジン３の排気エネルギーを有効に利用することができる。 According to this embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment, there exist the following effects.
Since the output power of the power turbine side generator 33 that generates power by the power turbine 7 using the exhaust gas of the diesel engine 3 as a drive source is used for the ammonia generator 2, the exhaust energy of the diesel engine 3 can be used effectively. it can.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図４を用いて説明する。上述した第２実施形態では、パワータービン７（図３参照）から得られた発電出力を脱硝装置に利用する構成としたのに対して、本実施形態では、パワータービン及び蒸気タービンからの発電出力を脱硝装置に利用する構成とした点が異なる。したがって、その他の共通する構成については同一符号を付し、その説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment described above, the power generation output obtained from the power turbine 7 (see FIG. 3) is used for the denitration device, whereas in this embodiment, the power generation output from the power turbine and the steam turbine. The difference is that this is used in a denitration apparatus. Therefore, other common configurations are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図４に示すように、蒸気タービン９は、排ガスエコノマイザ１１によって生成された蒸気が第１蒸気管Ｊ１を介して供給されて回転駆動されるようになっている。
排ガスエコノマイザ１１には、排気ターボ過給機５’のタービン部５ａの出口側から第２排気管Ｌ２を介して排出される排ガスと、パワータービン７の出口側から第４排気管Ｌ４を介して排出される排ガスとが、導入されるようになっている。排ガスエコノマイザ１１で生成された蒸気は第１蒸気管Ｊ１を介して蒸気タービン９に導入される。蒸気タービン９で仕事を終えた蒸気は、第２蒸気管Ｊ２によって排出されて図示しないコンデンサ（復水器）に導かれるようになっている。 As shown in FIG. 4, the steam turbine 9 is driven to rotate by the steam generated by the exhaust gas economizer 11 being supplied via the first steam pipe J1.
The exhaust gas economizer 11 includes exhaust gas discharged from the outlet side of the turbine section 5a of the exhaust turbocharger 5 'through the second exhaust pipe L2, and from the outlet side of the power turbine 7 through the fourth exhaust pipe L4. The exhaust gas discharged is introduced. The steam generated by the exhaust gas economizer 11 is introduced into the steam turbine 9 through the first steam pipe J1. The steam that has finished work in the steam turbine 9 is discharged by the second steam pipe J2 and led to a condenser (condenser) (not shown).

パワータービン７と蒸気タービン９とは直列に結合されて異種タービン側発電機５０を駆動するようになっている。すなわち、発電機５０には、パワータービン７及び蒸気タービン９といった異なる種類（異種）のタービンが同軸上に接続されている。異種タービン側発電機５０にて発電された出力は、周波数変換器３５及び開閉スイッチ３６を介して船内系統３０へと供給されるようになっている。これにより、異種タービン側発電機５０の出力電力がアンモニア生成器２へと供給される。   The power turbine 7 and the steam turbine 9 are coupled in series to drive the heterogeneous turbine-side generator 50. That is, different types (different types) of turbines such as the power turbine 7 and the steam turbine 9 are coaxially connected to the generator 50. The output generated by the heterogeneous turbine-side generator 50 is supplied to the inboard system 30 via the frequency converter 35 and the opening / closing switch 36. Thereby, the output power of the heterogeneous turbine side generator 50 is supplied to the ammonia generator 2.

蒸気タービン９の回転軸５２は図示しない減速機およびカップリングを介して異種タービン側発電機５０に接続され、また、パワータービン７の回転軸３２は図示しない減速機およびクラッチ５３を介して蒸気タービン９の回転軸５２と連結されている。クラッチ５３としては、所定の回転数にて嵌脱されるクラッチが用いられ、例えばSSS（Synchro-Self-Shifting）クラッチが好適に用いられる。   The rotary shaft 52 of the steam turbine 9 is connected to a heterogeneous turbine-side generator 50 via a reduction gear and a coupling (not shown), and the rotary shaft 32 of the power turbine 7 is connected to the steam turbine via a reduction gear and a clutch 53 (not shown). Nine rotation shafts 52 are connected. As the clutch 53, a clutch that is engaged and disengaged at a predetermined rotational speed is used. For example, an SSS (Synchro-Self-Shifting) clutch is preferably used.

第１蒸気管Ｊ１には、蒸気タービン９に導入する蒸気量を制御する蒸気量調整弁５４と、非常時に蒸気タービン９への蒸気の供給を遮断する非常停止用緊急遮断弁５５とが設置されている。また、第１蒸気管Ｊ１と第２蒸気管Ｊ２との間には、蒸気タービン７をバイパスする蒸気流量を調整するための蒸気バイパス弁５７が設けられている。   The first steam pipe J1 is provided with a steam amount adjusting valve 54 for controlling the amount of steam introduced into the steam turbine 9, and an emergency stop emergency shut-off valve 55 for shutting off the supply of steam to the steam turbine 9 in an emergency. ing. A steam bypass valve 57 for adjusting the steam flow rate for bypassing the steam turbine 7 is provided between the first steam pipe J1 and the second steam pipe J2.

本実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
ディーゼルエンジン３の排ガスを駆動源とするパワータービン７に加えて、ディーゼルエンジン３の排ガスを用いた排ガスエコノマイザ１１によって生成された蒸気を駆動源とする蒸気タービン９をも用いて発電することとしたので、さらにディーゼルエンジンの排気エネルギーを有効に利用することができる。 According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment and the second embodiment, the following effects are achieved.
In addition to the power turbine 7 using the exhaust gas of the diesel engine 3 as a drive source, power generation is also performed using the steam turbine 9 using the steam generated by the exhaust gas economizer 11 using the exhaust gas of the diesel engine 3 as a drive source. Therefore, the exhaust energy of the diesel engine can be used more effectively.

なお、上述した第１実施形態および第２実施形態では、排ガスエコノマイザ１１を用いた構成としたが、排ガスエコノマイザ１１を省略した構成としても良い。
また、上述した各実施形態では、発電出力を船内系統３０へ供給し、この船内系統３０を介してアンモニア生成器２へ必要電力を供給する構成として説明したが、本発明はこれに限定されず、船内系統とは別の専用電力供給系統を設け、この専用電力系統からアンモニア生成器２へと発電電力を供給する構成としても良い。 In the first and second embodiments described above, the exhaust gas economizer 11 is used. However, the exhaust gas economizer 11 may be omitted.
Moreover, although each embodiment mentioned above demonstrated as a structure which supplies electric power generation output to the inboard system 30, and supplies required electric power to the ammonia generator 2 via this inboard system 30, this invention is not limited to this. Alternatively, a dedicated power supply system different from the inboard system may be provided, and the generated power may be supplied from the dedicated power system to the ammonia generator 2.

１ 舶用脱硝装置
２ アンモニア生成器
３ ディーゼルエンジン（メインエンジン）
４ ＳＣＲ触媒部
５ ハイブリッド排気タービン過給機
５’ 排気タービン過給機
５ｃ ハイブリッド発電機モータ（過給機側発電機）
７ パワータービン
９ 蒸気タービン
１１ 排ガスエコノマイザ（排ガスボイラ）
３３ パワータービン側発電機
５０ 異種タービン側発電機
６１ 水素製造部
６３ 窒素製造部 1 Marine Denitration Equipment 2 Ammonia Generator 3 Diesel Engine (Main Engine)
4 SCR catalyst part 5 Hybrid exhaust turbine supercharger 5 'Exhaust turbine supercharger 5c Hybrid generator motor (supercharger side generator)
7 Power turbine 9 Steam turbine 11 Exhaust gas economizer (exhaust gas boiler)
33 Power turbine side generator 50 Heterogeneous turbine side generator 61 Hydrogen production part 63 Nitrogen production part

Claims (6)

水から水素を製造する水素製造部、及び、空気から窒素を製造する窒素製造部を有し、前記水素製造部によって製造された水素および前記窒素製造部によって製造された窒素からアンモニアを生成するアンモニア生成器と、
舶用推進用のメインエンジンの排ガス通路に設けられ、前記アンモニア生成器によって生成されたアンモニアとともに排ガス脱硝を行う脱硝触媒部と、
を備えた舶用脱硝装置において、
前記メインエンジンの排気エネルギーを用いて発電する発電機の発電出力が前記アンモニア生成器に対して供給されることを特徴とする舶用脱硝装置。 A hydrogen production unit that produces hydrogen from water and a nitrogen production unit that produces nitrogen from air, and ammonia that produces ammonia from hydrogen produced by the hydrogen production unit and nitrogen produced by the nitrogen production unit A generator;
A denitration catalyst unit that is provided in an exhaust gas passage of a main engine for marine propulsion and performs exhaust gas denitration together with ammonia generated by the ammonia generator;
In a marine denitration apparatus equipped with
A marine denitration apparatus, wherein a power generation output of a generator that generates power using exhaust energy of the main engine is supplied to the ammonia generator. 前記アンモニア生成器によって生成されたアンモニアは、前記メインエンジンの排ガス通路に対して、貯留されることなく直接供給されることを特徴とする請求項１に記載の舶用脱硝装置。   2. The marine vessel denitration device according to claim 1, wherein the ammonia generated by the ammonia generator is directly supplied to the exhaust gas passage of the main engine without being stored. 前記メインエンジンの排気タービン過給機の回転出力を得て発電する過給機側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする請求項１に記載の舶用脱硝装置。   2. The marine vessel denitration device according to claim 1, wherein a supercharger side generator that generates electric power by obtaining a rotational output of an exhaust turbine supercharger of the main engine is used as the generator. 前記メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービンによって発電するパワータービン側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする請求項１に記載の舶用脱硝装置。   2. The marine vessel denitration device according to claim 1, wherein a power turbine side generator that generates power by a power turbine that uses exhaust gas from the main engine as a drive source is used as the generator. 前記メインエンジンの排ガスを駆動源とするパワータービン、及び、前記メインエンジンの排ガスを用いた排ガスボイラによって生成された蒸気を駆動源とする蒸気タービンによって発電する異種タービン側発電機を、前記発電機として用いることを特徴とする請求項１に記載の舶用脱硝装置。   A power turbine that uses exhaust gas from the main engine as a drive source, and a heterogeneous turbine-side generator that generates power using a steam turbine that uses steam generated by an exhaust gas boiler that uses exhaust gas from the main engine as a drive source. The marine denitration device according to claim 1, wherein the marine denitration device is used. 船舶推進用のメインエンジンと、
請求項１から５のいずれかに記載の舶用脱硝装置と、
を備えていることを特徴とする船舶。 A main engine for ship propulsion,
A marine vessel denitration device according to any one of claims 1 to 5,
A ship characterized by comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012245886A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Nishishiba Electric Co Ltd Excess energy recovery system of main machine for vessel
JP2013133776A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electric supercharger utilizing waste heat of internal combustion engine and method of supplying electric power to the same
WO2021109448A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-10 南京凯盛国际工程有限公司 Self-resolving scr denitration system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0688533A (en) * 1992-09-04 1994-03-29 Hino Motors Ltd Exhaust gas energy recovery device of engine
JPH11292531A (en) * 1998-04-16 1999-10-26 Nkk Sogo Sekkei Kk Marine ammonia production equipment for exhaust gas denitrification
JP2005272856A (en) * 2004-03-22 2005-10-06 Kenichi Machida Ammonia synthesizer, ammonia synthesis method and system including combustion apparatus
JP2008111384A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Surplus exhaust energy recovery system for marine engine
WO2009125836A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 三菱重工業株式会社 Supercharging device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0688533A (en) * 1992-09-04 1994-03-29 Hino Motors Ltd Exhaust gas energy recovery device of engine
JPH11292531A (en) * 1998-04-16 1999-10-26 Nkk Sogo Sekkei Kk Marine ammonia production equipment for exhaust gas denitrification
JP2005272856A (en) * 2004-03-22 2005-10-06 Kenichi Machida Ammonia synthesizer, ammonia synthesis method and system including combustion apparatus
JP2008111384A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Surplus exhaust energy recovery system for marine engine
WO2009125836A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 三菱重工業株式会社 Supercharging device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012245886A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Nishishiba Electric Co Ltd Excess energy recovery system of main machine for vessel
JP2013133776A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electric supercharger utilizing waste heat of internal combustion engine and method of supplying electric power to the same
US10066532B2 (en) 2011-12-27 2018-09-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Electric supercharging device utilizing waste heat of internal combustion engine and power supplying method thereof
WO2021109448A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-10 南京凯盛国际工程有限公司 Self-resolving scr denitration system

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