JP2013044265A - Denitration apparatus and denitration method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To warm up a denitration catalyst before use without using a separate heating apparatus.SOLUTION: A denitration apparatus 200 includes: the denitration catalyst 212 reducing nitrogen oxide in exhaust gas from an engine 110; a first bypass pipe 216 branching from an exhaust passage between the engine and a turbine 122, configured to transfer heat to the denitration catalyst and communicating with an exhaust passage downstream of the denitration catalyst; a second bypass pipe 220 branching from an exhaust passage between the turbine and the denitration catalyst and communicating with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst; and a valve control part 222 controlling the respective opening/closing of a first valve 214 regulating the flow of exhaust gas flowing in the first bypass pipe, and a second valve 218 regulating the flow of exhaust gas flowing in the second bypass pipe.

Description

本発明は、エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する脱硝装置および脱硝方法に関する。   The present invention relates to a denitration apparatus and a denitration method for reducing nitrogen oxides contained in engine exhaust gas.

近年、国際海事機関（ＩＭＯ：International Maritime Organization）が、船舶から排出される排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量規制を制定しており、一般海域においてＮＯｘの排出量を所定値までに制限し（２次規制）、大気汚染物質放出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area、以下、ＥＣＡと称する）においては、ＮＯｘの排出量を、２次規制より低い排出量を上限として制限することが決まっている（３次規制）。   In recent years, the International Maritime Organization (IMO) has established regulations on the emission of nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas discharged from ships, and the amount of NOx emission in general sea areas has reached a predetermined value. (Secondary regulation), and limit the emission amount of NOx to the upper limit of the emission amount lower than the secondary regulation in the emission control area (ECA). Has been decided (tertiary regulation).

ＥＣＡにおいては、２次規制の範囲よりＮＯｘの排出制限が厳しい３次規制に対応するため、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元するための脱硝装置を船舶に設置する必要がある。しかし、脱硝装置に用いられる脱硝触媒は、所定温度（例えば、２７０℃程度）以下であるとＮＯｘの還元効率が低下してしまうので、所定温度以上に維持しなければならないという問題がある。   In ECA, it is necessary to install a denitration device for reducing NOx contained in exhaust gas in a ship in order to cope with a tertiary regulation in which NOx emission restriction is stricter than the range of the secondary regulation. However, if the denitration catalyst used in the denitration apparatus is at a predetermined temperature (for example, about 270 ° C.) or less, the NOx reduction efficiency is lowered, and therefore there is a problem that it must be maintained at a predetermined temperature or higher.

そこで、過給機のタービンの上流の高温の排気ガスを分流して脱硝触媒に導入することで、脱硝触媒の温度を高温にする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。また、脱硝触媒の上流に配された排気管をヒータで加熱し、その排気管を通過した排気ガスで脱硝触媒を温める技術が提案されている（例えば、特許文献２）。   Therefore, a technology for increasing the temperature of the denitration catalyst by dividing the high-temperature exhaust gas upstream of the turbocharger turbine and introducing it into the denitration catalyst is disclosed (for example, Patent Document 1). In addition, a technique has been proposed in which an exhaust pipe disposed upstream of a denitration catalyst is heated with a heater, and the denitration catalyst is warmed with exhaust gas that has passed through the exhaust pipe (for example, Patent Document 2).

特許第２９１５６８７号Patent No. 2915687 特許第３９２４０４６号Patent No. 3924046

ところで、２次規制の対象となる一般海域においては、脱硝装置を用いなくとも、ＮＯｘの排出量を規制値以下に抑えることができるので、脱硝触媒の無用な劣化を回避するために、排気ガスは脱硝触媒を通過しない流路で排出する。しかし、特許文献１の技術では、このように脱硝触媒を回避する流路がないため一般海域において脱硝触媒が排気ガスに晒され、粉塵が堆積する等して脱硝触媒の劣化が進んでしまう。   By the way, in general sea areas subject to secondary regulation, the NOx emission can be suppressed to a regulation value or less without using a denitration device. Therefore, in order to avoid unnecessary degradation of the denitration catalyst, exhaust gas Is discharged through a flow path that does not pass through the denitration catalyst. However, in the technique of Patent Document 1, since there is no flow path for avoiding the denitration catalyst in this way, the denitration catalyst is exposed to the exhaust gas in the general sea area, and the denitration catalyst is deteriorated due to accumulation of dust.

そこで、例えば、船舶が一般海域と３次規制の対象となるＥＣＡとを行き来する際、脱硝触媒を経由する流路と経由しない流路とで、排気ガスを排出する流路を切り換える構成が考えられる。しかし、このような排気ガスの流路の切り換えを前提とした場合、船舶が一般海域からＥＣＡへ入る際、脱硝触媒には何ら昇温する手段がないのでＮＯｘを還元可能な十分高い温度に到達していないことが多い。そのため、船舶では、脱硝触媒を暖機する必要が生じる。   Therefore, for example, when a ship goes back and forth between a general sea area and an ECA that is subject to tertiary regulation, a configuration is considered in which a flow path for exhaust gas is switched between a flow path that passes through a denitration catalyst and a flow path that does not pass through a denitration catalyst. It is done. However, assuming such switching of the exhaust gas flow path, when the ship enters the ECA from the general sea area, the NOx removal catalyst has no means of raising the temperature, so that it reaches a sufficiently high temperature at which NOx can be reduced. Often not. Therefore, in a ship, it is necessary to warm up the denitration catalyst.

しかし、一般海域からＥＣＡへ入る際の暖機に、例えば、特許文献２の技術を利用すると、ヒータ等の別途の加熱装置が必要となり、無駄な電力を消費することとなっていた。   However, for example, when the technology disclosed in Patent Document 2 is used for warming up when entering the ECA from a general sea area, a separate heating device such as a heater is required, and wasteful power is consumed.

本発明は、このような課題に鑑み、別途の加熱装置を利用せずとも、使用前の脱硝触媒を暖機することが可能な脱硝装置および脱硝方法を提供することを目的としている。   In view of such problems, an object of the present invention is to provide a denitration apparatus and a denitration method capable of warming up a denitration catalyst before use without using a separate heating apparatus.

上記課題を解決するために、本発明の脱硝装置は、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、脱硝触媒に伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第１バイパス管と、タービンと、脱硝触媒との間における排気路から分岐し、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第２バイパス管と、第１バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第１バルブ、および第２バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第２バルブそれぞれの開閉を制御するバルブ制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, the denitration apparatus of the present invention can branch from an exhaust passage between the denitration catalyst for reducing nitrogen oxide in the exhaust gas of the engine and the engine and the turbine, and transfer heat to the denitration catalyst. A first bypass pipe that communicates with an exhaust passage downstream of the denitration catalyst, a second bypass pipe that branches from the exhaust passage between the turbine and the denitration catalyst, and communicates with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst; A first valve that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the first bypass pipe, and a valve control unit that controls opening and closing of the second valve that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the second bypass pipe. Features.

上記課題を解決するために、本発明の他の脱硝装置は、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、脱硝触媒の上流において排気路から分岐され、脱硝触媒に伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第３バイパス管と、エンジンの排気ガスの流路を、脱硝触媒を通過する流路と、第３バイパス管とで切り換える第３バルブを制御するバルブ制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, another denitration apparatus of the present invention is a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in engine exhaust gas, and is branched from the exhaust passage upstream of the denitration catalyst and can transfer heat to the denitration catalyst. And a third bypass pipe communicating with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst, and a third valve that switches the exhaust gas passage of the engine between the passage passing the denitration catalyst and the third bypass pipe. And a valve control unit.

上記課題を解決するために、本発明の他の脱硝装置は、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、脱硝触媒に伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第１バイパス管と、タービンと、脱硝触媒との間における排気路から分岐し、脱硝触媒とに伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第３バイパス管と、第１バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第１バルブ、および第３バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第３バルブそれぞれの開閉を制御するバルブ制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, another denitration apparatus of the present invention branches from a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in engine exhaust gas and an exhaust passage between the engine and the turbine, and is transmitted to the denitration catalyst. The denitration catalyst is configured to be capable of heat transfer, and is branched from the exhaust path between the first bypass pipe communicating with the exhaust path downstream of the denitration catalyst, the turbine, and the denitration catalyst, and capable of transferring heat to the denitration catalyst. A third bypass pipe communicating with the exhaust path downstream of the first bypass pipe, a first valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the first bypass pipe, and a third valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the third bypass pipe And a valve control unit that controls opening and closing.

上記課題を解決するために、本発明の脱硝方法は、エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、脱硝触媒に伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第１バイパス管と、タービンと、脱硝触媒との間における排気路から分岐し、脱硝触媒とに伝熱可能に構成され、脱硝触媒の下流における排気路に連通する第３バイパス管とを備える脱硝装置を用いて、脱硝触媒の未使用時に、第３バイパス管に排気ガスを流し、脱硝触媒の暖機時に、第１バイパス管に排気ガスを流し、脱硝装置の使用時に、第３バイパス管の排気ガスの流れを止めることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the denitration method of the present invention is capable of branching from a denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in engine exhaust gas and an exhaust passage between the engine and the turbine and transferring heat to the denitration catalyst. The first bypass pipe communicating with the exhaust path downstream of the denitration catalyst, the turbine, and the denitration catalyst are branched from the exhaust path so that heat can be transferred to the denitration catalyst, and downstream of the denitration catalyst. A denitration apparatus having a third bypass pipe communicating with the exhaust passage in the exhaust gas is used to flow exhaust gas through the third bypass pipe when the denitration catalyst is not used, and to exhaust the exhaust gas through the first bypass pipe when the denitration catalyst is warmed up. And the flow of exhaust gas in the third bypass pipe is stopped when the denitration apparatus is used.

本発明は、別途の加熱装置を利用せずとも、使用前の脱硝触媒を暖機することが可能となる。   The present invention can warm up the denitration catalyst before use without using a separate heating device.

第１の実施形態における脱硝システムを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the denitration system in 1st Embodiment. エンジンにおけるエンジン負荷と排気ガスの温度との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the engine load in an engine, and the temperature of exhaust gas. 第２の実施形態における脱硝システムを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the denitration system in 2nd Embodiment. 第３の実施形態における脱硝システムを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the denitration system in 3rd Embodiment. 第３の実施形態における脱硝装置を用いた脱硝方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process of the denitration method using the denitration apparatus in 3rd Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

コンテナ船やタンカー等の大型船舶では、熱効率がよく、低質燃料油（重油）が使用できるためコスト面で有利である、ユニフロー型の２サイクルエンジン（２ストロークエンジン）が広く使用されている。このようなエンジンにおいて、化石燃料、例えば、ガソリン、軽油、重油、液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）、および液化石油ガス（ＬＰＧ：Liquefied Petroleum Gas）等の燃料を燃焼させると、その結果生じる排気ガスには、ＮＯｘが含まれる。上述したように、船舶は、ＥＣＡにおいて、２次規制の範囲よりＮＯｘの排出制限が厳しい３次規制に対応するため、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元するための脱硝装置を用いる必要がある。   In large ships such as container ships and tankers, a uniflow type two-cycle engine (two-stroke engine), which is advantageous in terms of cost because it has high thermal efficiency and low-quality fuel oil (heavy oil) can be used, is widely used. Combustion of fuels such as fossil fuels such as gasoline, light oil, heavy oil, liquefied natural gas (LNG), and liquefied petroleum gas (LPG) in such engines results. The exhaust gas contains NOx. As described above, the ship needs to use a denitration device for reducing NOx contained in the exhaust gas in order to cope with the tertiary regulation in which the emission restriction of NOx is stricter than the range of the secondary regulation in ECA.

以下、エンジンから排出される排気ガス中のＮＯｘを還元する脱硝システム１００ａ、１００ｂ、１００ｃについて説明する。なお、以下の実施形態において、脱硝システム１００ａ、１００ｂ、１００ｃに用いるエンジンとしてユニフロー型の２ストロークエンジンを例に挙げて説明するが、他の形式のエンジンに脱硝システム１００ａ、１００ｂ、１００ｃを採用することもできる。   Hereinafter, the denitration systems 100a, 100b, and 100c that reduce NOx in the exhaust gas discharged from the engine will be described. In the following embodiments, a uniflow type two-stroke engine will be described as an example of an engine used in the denitration systems 100a, 100b, and 100c. However, the denitration systems 100a, 100b, and 100c are adopted for other types of engines. You can also.

（第１の実施形態：脱硝システム１００ａ）
図１は、第１の実施形態における脱硝システム１００ａを説明するための説明図である。図１に示すように、脱硝システム１００ａは、エンジン１１０と、過給機１２０と、脱硝装置２００とを含んで構成される。図１中、物質（排気ガス、還元剤）の流れを実線の矢印で示し、信号の流れを一点鎖線の矢印で示す。 (First embodiment: Denitration system 100a)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a denitration system 100a according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the denitration system 100 a includes an engine 110, a supercharger 120, and a denitration device 200. In FIG. 1, the flow of substances (exhaust gas, reducing agent) is indicated by solid arrows, and the flow of signals is indicated by dashed-dotted arrows.

エンジン１１０は、シリンダ１１０ａと、ピストン１１０ｂと、排気弁１１０ｃと、排気集合管１１２とを含んで構成される。エンジン１１０は、掃気、圧縮、燃焼、排気といった行程を通じて、クロスヘッド（図示せず）に連結されたピストン１１０ｂがシリンダ１１０ａ内を摺動自在に、図１中白抜き矢印に示す方向に往復移動する。このようなクロスヘッド型のピストン１１０ｂでは、シリンダ１１０ａ内でのストロークを比較的長く形成することができ、ピストン１１０ｂに作用する側圧をクロスヘッドが受けるため、２ストロークエンジンの高出力化を図ることができる。さらに、シリンダ１１０ａとクロスヘッドが収まるクランク室とが隔離されるので、低質燃料油を用いる場合においても汚損劣化を防止することができる。排気集合管１１２は、エンジン１１０に設けられた複数の排気弁１１０ｃそれぞれを通じてシリンダ１１０ａと連通する複数の排気路を集約する。   The engine 110 includes a cylinder 110a, a piston 110b, an exhaust valve 110c, and an exhaust collecting pipe 112. The engine 110 reciprocates in the direction shown by the white arrow in FIG. 1 so that the piston 110b connected to the crosshead (not shown) can slide in the cylinder 110a through the processes of scavenging, compression, combustion, and exhaust. To do. In such a crosshead type piston 110b, the stroke in the cylinder 110a can be formed relatively long, and the crosshead receives the side pressure acting on the piston 110b, so that the output of the two-stroke engine can be increased. Can do. Further, since the cylinder 110a and the crank chamber in which the crosshead is accommodated are isolated, it is possible to prevent fouling deterioration even when low quality fuel oil is used. The exhaust collecting pipe 112 collects a plurality of exhaust passages communicating with the cylinder 110 a through the plurality of exhaust valves 110 c provided in the engine 110.

過給機１２０は、タービン１２２と、タービン１２２と同軸の圧縮機１２４とを含んで構成される。タービン１２２は、エンジン１１０から排出された排気ガスＸ１によって回転し、圧縮機１２４は、タービン１２２の回転を利用し、外部から導入される活性ガス（酸素、オゾン等の酸化剤、または、その混合気（例えば空気））を圧縮してエンジン１１０への掃気圧を高める。こうすることで、エンジン１１０の出力を向上させることができる。   The supercharger 120 includes a turbine 122 and a compressor 124 that is coaxial with the turbine 122. The turbine 122 is rotated by the exhaust gas X1 exhausted from the engine 110, and the compressor 124 utilizes the rotation of the turbine 122, and an active gas (oxidant such as oxygen and ozone, or a mixture thereof) introduced from the outside. (E.g., air) is compressed to increase the scavenging pressure to the engine 110. By doing so, the output of the engine 110 can be improved.

脱硝装置２００は、排気ガスＸ１にアンモニアを作用させることで、排気ガスＸ１中に含まれるＮＯｘを窒素に還元する。このように、エンジン１１０から排出された排気ガスＸ１は、脱硝装置２００に導入され、ＮＯｘが還元されて、排気ガスＸ２として外部に排出される。   The denitration apparatus 200 reduces the NOx contained in the exhaust gas X1 to nitrogen by causing ammonia to act on the exhaust gas X1. In this way, the exhaust gas X1 exhausted from the engine 110 is introduced into the denitration apparatus 200, NOx is reduced, and exhausted to the outside as the exhaust gas X2.

ところで、２次規制の対象となる一般海域においては、ＮＯｘの還元が不要、すなわち、脱硝触媒を要さないので、脱硝触媒の劣化を回避するために、排気ガスは脱硝触媒を通過しない流路（経路）で排出される。しかし、脱硝システム１００ａを搭載した船舶（以下、単に船舶と称す）が一般海域からＥＣＡへ入る際、脱硝触媒の温度を、ＮＯｘを還元可能な温度に上昇させるため暖機が必要となる。   By the way, in general sea areas subject to secondary regulation, NOx reduction is unnecessary, that is, no denitration catalyst is required, so that the exhaust gas does not pass through the denitration catalyst in order to avoid deterioration of the denitration catalyst. It is discharged by (route). However, when a ship equipped with the denitration system 100a (hereinafter simply referred to as a ship) enters the ECA from a general sea area, warming up is required to raise the temperature of the denitration catalyst to a temperature at which NOx can be reduced.

第１の実施形態では、別途の加熱装置を利用せずとも、使用前の脱硝触媒を暖機することが可能な脱硝装置２００を提供することを目的とする。以下、脱硝装置２００の具体的な構成について説明する。   An object of the first embodiment is to provide a denitration apparatus 200 that can warm up a denitration catalyst before use without using a separate heating apparatus. Hereinafter, a specific configuration of the denitration apparatus 200 will be described.

（脱硝装置２００）
第１の実施形態にかかる脱硝装置２００では、排気ガスＸ１に還元剤を導入し、還元剤の導入位置の下流にある、脱硝触媒で、排気ガスＸ１中に含まれるＮＯｘを還元して窒素を生成する選択式触媒還元方式（Selective Catalytic Reduction）を採用している。 (Denitration device 200)
In the denitration apparatus 200 according to the first embodiment, the reducing agent is introduced into the exhaust gas X1, and the NOx contained in the exhaust gas X1 is reduced by the denitration catalyst downstream of the introduction position of the reducing agent to remove nitrogen. A selective catalytic reduction method is used.

図１に示すように、脱硝装置２００は、還元剤導入部２１０と、脱硝触媒２１２と、第１バルブ２１４と、第１バイパス管２１６と、第２バルブ２１８と、第２バイパス管２２０と、バルブ制御部２２２とを含んで構成される。   As shown in FIG. 1, the denitration apparatus 200 includes a reducing agent introduction unit 210, a denitration catalyst 212, a first valve 214, a first bypass pipe 216, a second valve 218, a second bypass pipe 220, And a valve control unit 222.

還元剤導入部２１０は、タービン１２２から脱硝触媒２１２の間の排気路２０２ａ中、第２バルブ２１８と脱硝触媒２１２との間に還元剤（尿素水）を導入（噴霧）する。   The reducing agent introduction unit 210 introduces (sprays) reducing agent (urea water) between the second valve 218 and the denitration catalyst 212 in the exhaust passage 202 a between the turbine 122 and the denitration catalyst 212.

脱硝触媒２１２は、バナジウム、タングステン、モリブデン等の金属またはその酸化物と酸化チタン等で構成され、還元剤導入部２１０が導入した還元剤によって、過給機１２０のタービン１２２を通過した排気ガス中のＮＯｘを還元する。   The denitration catalyst 212 is made of a metal such as vanadium, tungsten, molybdenum, or an oxide thereof and titanium oxide, and the exhaust gas that has passed through the turbine 122 of the supercharger 120 by the reducing agent introduced by the reducing agent introduction unit 210. NOx is reduced.

第１バルブ２１４は、エンジン１１０からタービン１２２までの間の排気路２０２ｂに配置され、後述するバルブ制御部２２２の制御に応じて、第１バイパス管２１６を流れる排気ガスＸ１の流量を調節する。具体的に、第１バルブ２１４は、排気路２０２ｂから第１バイパス管２１６に分流する排気ガスの流量を、その開度によって調整する。   The first valve 214 is disposed in the exhaust passage 202b from the engine 110 to the turbine 122, and adjusts the flow rate of the exhaust gas X1 flowing through the first bypass pipe 216 according to control of a valve control unit 222 described later. Specifically, the first valve 214 adjusts the flow rate of the exhaust gas that is diverted from the exhaust path 202b to the first bypass pipe 216 according to the opening degree.

第１バイパス管２１６は、エンジン１１０とタービン１２２との間における排気路２０２ｂから分岐し、脱硝触媒２１２の筐体と一部が隣接して脱硝触媒２１２に伝熱可能に構成され、脱硝触媒２１２の下流における排気路２０２ｃに連通する。   The first bypass pipe 216 branches off from the exhaust passage 202b between the engine 110 and the turbine 122, and is configured so that a part of the casing of the denitration catalyst 212 is adjacent to the denitration catalyst 212 so that heat can be transferred to the denitration catalyst 212. Communicating with the exhaust passage 202c downstream of the air.

本実施形態において、脱硝触媒２１２は２重管構造となっており、第１バイパス管２１６は、２重管の外周側管２１６ａも担い、この外周側管２１６ａから、脱硝触媒２１２が設けられた内周側管に熱が伝導する。   In this embodiment, the denitration catalyst 212 has a double pipe structure, and the first bypass pipe 216 also carries the outer peripheral side pipe 216a of the double pipe, and the denitration catalyst 212 is provided from the outer peripheral side pipe 216a. Heat is conducted to the inner pipe.

第２バルブ２１８は、第２バイパス管２２０を流れる排気ガスＸ１の流量を調節する。具体的に、第２バルブ２１８は、脱硝触媒２１２を通過する流路および第２バイパス管２２０を通過する流路それぞれについて、開度が設定される。ここでは、第２バルブ２１８は流路の切換弁であり、バルブ制御部２２２の制御に応じて、排気ガスＸ１の流路を、脱硝触媒２１２を通過する流路（排気路２０２ｃ）と、第２バイパス管２２０を通過する流路とで排他的に切り換える。すなわち、第２バルブ２１８は、脱硝触媒２１２を通過する流路への開度を１００％、第２バイパス管２２０を通過する流路への開度を０％、または、脱硝触媒２１２を通過する流路への開度を０％、第２バイパス管２２０を通過する流路への開度を１００％、のいずれかの状態とする。   The second valve 218 adjusts the flow rate of the exhaust gas X1 flowing through the second bypass pipe 220. Specifically, the opening degree of the second valve 218 is set for each of the flow path that passes through the denitration catalyst 212 and the flow path that passes through the second bypass pipe 220. Here, the second valve 218 is a flow path switching valve, and according to the control of the valve control unit 222, the flow path of the exhaust gas X1, the flow path passing through the denitration catalyst 212 (exhaust path 202c), and the first flow path. 2 Switching exclusively with the flow path passing through the bypass pipe 220. That is, the second valve 218 has an opening degree to the flow path passing through the denitration catalyst 212 of 100%, an opening degree to the flow path passing through the second bypass pipe 220, or passes through the denitration catalyst 212. The opening degree to the flow path is 0%, and the opening degree to the flow path passing through the second bypass pipe 220 is 100%.

第２バイパス管２２０は、タービン１２２と、脱硝触媒２１２との間における排気路２０２ａから分岐し、脱硝触媒２１２の下流における排気路２０２ｃに連通しており、脱硝触媒２１２の上流の排気ガスＸ１を脱硝触媒２１２の下流にバイパスさせる。   The second bypass pipe 220 branches from an exhaust passage 202a between the turbine 122 and the denitration catalyst 212, and communicates with an exhaust passage 202c downstream of the denitration catalyst 212, so that the exhaust gas X1 upstream of the denitration catalyst 212 is exhausted. Bypass downstream of the denitration catalyst 212.

バルブ制御部２２２は、第１バルブ２１４および第２バルブ２１８それぞれの開閉（開度）を制御する。   The valve control unit 222 controls the opening / closing (opening) of each of the first valve 214 and the second valve 218.

（一般海域航行時）
船舶がＥＣＡ以外の一般海域内を航行している場合、バルブ制御部２２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第２バルブ２１８を制御し、排気ガスＸ１の送出先を第２バイパス管２２０に切り換える。また、バルブ制御部２２２は、第１バルブ２１４を閉じ第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れないようにする。 (During general sea navigation)
When the ship is navigating in a general sea area other than ECA, for example, the valve control unit 222 controls the second valve 218 in accordance with the operation of the crew member, and the exhaust gas X1 is sent to the second bypass pipe. Switch to 220. Further, the valve control unit 222 closes the first valve 214 so that the exhaust gas X1 does not flow into the first bypass pipe 216.

このように、一般海域を航行中、脱硝装置２００は、排気ガスＸ１に、脱硝触媒２１２を迂回して第２バイパス管２２０を通過させるため、脱硝触媒２１２に粉塵が堆積する等して劣化する事態を回避することが可能となる。   Thus, while navigating in the general sea area, the denitration device 200 bypasses the denitration catalyst 212 and passes through the second bypass pipe 220 to the exhaust gas X1, so that the denitration catalyst 212 deteriorates due to dust accumulation or the like. It becomes possible to avoid the situation.

（暖機時）
船舶が一般海域内を航行している際、脱硝触媒２１２による還元処理が必要となる所定時間前（例えば、数十時間前）に、例えば、乗組員が操作スイッチ（図示せず）を、暖機の指示を示す暖機指示状態とすると、バルブ制御部２２２は、排気ガスＸ１の送出先を第２バイパス管２２０としたまま、第１バルブ２１４を開き第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れるようにする。 (When warming up)
When a ship is navigating in a general sea area, for example, a crew member warms an operation switch (not shown) before a predetermined time (for example, several tens of hours before) that the reduction treatment by the denitration catalyst 212 is required. In the warm-up instruction state indicating the machine instruction, the valve control unit 222 opens the first valve 214 while the exhaust gas X1 is being sent to the second bypass pipe 220, and the exhaust gas X1 is supplied to the first bypass pipe 216. Make it flow.

図２は、エンジン１１０におけるエンジン負荷と排気ガスＸ１の温度との関係を説明するための説明図である。図２中、タービン１２２の入口（上流）の排気ガスＸ１の温度を実線で、タービン１２２の出口（下流）の排気ガスＸ１の温度を破線で示す。   FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the engine load in the engine 110 and the temperature of the exhaust gas X1. In FIG. 2, the temperature of the exhaust gas X1 at the inlet (upstream) of the turbine 122 is indicated by a solid line, and the temperature of the exhaust gas X1 at the outlet (downstream) of the turbine 122 is indicated by a broken line.

図２に示すように、タービン１２２の上流の排気ガスの温度は、タービン１２２の下流の排気ガスの温度よりも５０〜１５０度程度高い。脱硝装置２００は、第１バイパス管２１６において、このタービン１２２の上流の温度の高い排気ガスＸ１をバイパスさせ脱硝触媒２１２と熱交換させることにより、脱硝触媒２１２の温度を上昇させる。   As shown in FIG. 2, the temperature of the exhaust gas upstream of the turbine 122 is about 50 to 150 degrees higher than the temperature of the exhaust gas downstream of the turbine 122. The denitration apparatus 200 increases the temperature of the denitration catalyst 212 by bypassing the exhaust gas X1 having a high temperature upstream of the turbine 122 and exchanging heat with the denitration catalyst 212 in the first bypass pipe 216.

このように、脱硝装置２００は、脱硝触媒２１２による還元処理が必要となると、別途の加熱装置を用いることなく、タービン１２２に流入する前の高温の排気ガスの一部を用いて迅速に脱硝触媒２１２の暖機を行うことが可能となる。また、脱硝装置２００では、脱硝触媒２１２による還元処理が不要な期間や脱硝触媒２１２の暖機中、排気ガスが脱硝触媒２１２に導入されることがないため、排気ガスに含まれる粉塵が燃焼せずに脱硝触媒２１２に堆積してしまう事態を回避できる。   In this way, when the denitration device 200 needs to be reduced by the denitration catalyst 212, the denitration catalyst 200 can be quickly used by using a part of the high-temperature exhaust gas before flowing into the turbine 122 without using a separate heating device. 212 can be warmed up. Further, in the denitration apparatus 200, the exhaust gas is not introduced into the denitration catalyst 212 during a period when the reduction treatment by the denitration catalyst 212 is unnecessary or during the warming-up of the denitration catalyst 212, so that the dust contained in the exhaust gas burns. Without being deposited on the denitration catalyst 212 without being lost.

（ＥＣＡ航行時）
船舶がＥＣＡを航行している場合、バルブ制御部２２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第２バルブ２１８を制御し、排気ガスＸ１の送出先を、脱硝触媒２１２を通過する流路とする。また、バルブ制御部２２２は、第１バルブ２１４を閉じ第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れないようにする。一般海域からＥＣＡへ入る際、上述したように脱硝触媒２１２は暖機されているため、脱硝装置２００はスムーズにＮＯｘを還元可能となる。 (ECA navigation)
When the ship is navigating ECA, for example, the valve control unit 222 controls the second valve 218 in accordance with the operation of the crew, and the exhaust gas X1 destination is a flow path that passes through the denitration catalyst 212. And Further, the valve control unit 222 closes the first valve 214 so that the exhaust gas X1 does not flow into the first bypass pipe 216. When entering the ECA from the general sea area, the denitration catalyst 212 is warmed up as described above, so the denitration apparatus 200 can smoothly reduce NOx.

このように、ＥＣＡを航行中、脱硝装置２００は、排気ガスＸ１を脱硝触媒２１２で還元し、還元された排気ガスＸ２として排出する。かかる構成により、船舶は３次規制に対応することができる。   As described above, during the ECA navigation, the denitration apparatus 200 reduces the exhaust gas X1 with the denitration catalyst 212 and discharges it as the reduced exhaust gas X2. With this configuration, the ship can respond to the tertiary regulation.

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、タービン１２２上流の高温の排気ガスを利用して、脱硝触媒２１２の暖機を行う脱硝装置２００について説明した。第２の実施形態では、タービン１２２の出力に影響を与えず、脱硝触媒２１２の暖機を行うことが可能な脱硝装置３００について説明する。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the denitration apparatus 200 that warms up the denitration catalyst 212 using the high-temperature exhaust gas upstream of the turbine 122 has been described. In the second embodiment, a denitration apparatus 300 capable of warming up the denitration catalyst 212 without affecting the output of the turbine 122 will be described.

図３は、第２の実施形態における脱硝システム１００ｂを説明するための説明図である。図３に示すように、脱硝システム１００ｂは、エンジン１１０と、過給機１２０と、脱硝装置３００とを含んで構成される。エンジン１１０、過給機１２０については、第１の実施形態の脱硝システム１００ａと実質的に機能が等しいので詳細な説明は省略し、ここでは脱硝装置３００について説明する。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a denitration system 100b according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the denitration system 100 b includes an engine 110, a supercharger 120, and a denitration device 300. Since the engine 110 and the supercharger 120 have substantially the same functions as the denitration system 100a of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted, and the denitration apparatus 300 will be described here.

（脱硝装置３００）
図３に示すように、脱硝装置３００は、還元剤導入部２１０と、脱硝触媒２１２と、バルブ制御部３２２と、第３バルブ３２４と、第３バイパス管３２６と、ヒータ３２８とを含んで構成される。還元剤導入部２１０、脱硝触媒２１２については、第１の実施形態の脱硝装置２００と実質的に機能が等しいので詳細な説明は省略し、ここではバルブ制御部３２２、第３バルブ３２４、第３バイパス管３２６、ヒータ３２８について説明する。 (Denitration device 300)
As shown in FIG. 3, the denitration apparatus 300 includes a reducing agent introduction unit 210, a denitration catalyst 212, a valve control unit 322, a third valve 324, a third bypass pipe 326, and a heater 328. Is done. The reducing agent introduction unit 210 and the denitration catalyst 212 are substantially the same in function as the denitration device 200 of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Here, the valve control unit 322, the third valve 324, the third The bypass pipe 326 and the heater 328 will be described.

バルブ制御部３２２は、第３バルブ３２４を制御する。第３バルブ３２４は、第３バイパス管３２６を流れる排気ガスの流量を調節する。具体的に、第３バルブ３２４は、脱硝触媒２１２を通過する流路および第３バイパス管３２６を通過する流路それぞれについて、開度が設定される。ここでは、第３バルブ３２４は、エンジン１１０の排気ガスの流路を、脱硝触媒２１２を通過する流路と、第３バイパス管３２６を通過する流路とで排他的に切り換える。すなわち、第３バルブ３２４は、脱硝触媒２１２を通過する流路への開度を１００％、第３バイパス管３２６を通過する流路への開度を０％、または、脱硝触媒２１２を通過する流路への開度を０％、第３バイパス管３２６を通過する流路への開度を１００％、のいずれかの状態とする。   The valve control unit 322 controls the third valve 324. The third valve 324 adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the third bypass pipe 326. Specifically, the opening degree of the third valve 324 is set for each of the flow path that passes through the denitration catalyst 212 and the flow path that passes through the third bypass pipe 326. Here, the third valve 324 exclusively switches the exhaust gas flow path of the engine 110 between a flow path that passes through the denitration catalyst 212 and a flow path that passes through the third bypass pipe 326. That is, the third valve 324 has an opening degree to the flow path passing through the denitration catalyst 212 of 100%, an opening degree to the flow path passing through the third bypass pipe 326, or passes through the denitration catalyst 212. The opening degree to the flow path is 0%, and the opening degree to the flow path passing through the third bypass pipe 326 is 100%.

第３バイパス管３２６は、脱硝触媒２１２の上流において排気路２０２ａから分岐され、脱硝触媒２１２の筐体と一部が隣接して伝熱可能に構成され、脱硝触媒２１２の下流における排気路２０２ｃに連通する。   The third bypass pipe 326 is branched from the exhaust passage 202 a upstream of the denitration catalyst 212, is configured to be able to transfer heat adjacent to the casing of the denitration catalyst 212, and to the exhaust passage 202 c downstream of the denitration catalyst 212. Communicate.

本実施形態において、脱硝触媒２１２は２重管構造となっており、第３バイパス管３２６は、２重管の外周側管２１６ａも担い、この外周側管２１６ａから、脱硝触媒２１２が設けられた内周側管に熱が伝導する。   In the present embodiment, the denitration catalyst 212 has a double pipe structure, and the third bypass pipe 326 also carries the outer peripheral side pipe 216a of the double pipe, and the denitration catalyst 212 is provided from the outer peripheral side pipe 216a. Heat is conducted to the inner pipe.

ヒータ３２８は、例えば、通電することで発熱する電熱ヒータで構成され、脱硝触媒２１２を加熱する。   For example, the heater 328 is an electric heater that generates heat when energized, and heats the denitration catalyst 212.

（一般海域航行時）
船舶がＥＣＡ以外の一般海域内を航行している場合、バルブ制御部３２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第３バルブ３２４を制御し、排気ガスＸ１の送出先を第３バイパス管３２６に切り換える。 (During general sea navigation)
When the ship is navigating in a general sea area other than the ECA, the valve control unit 322 controls the third valve 324 in accordance with, for example, the operation of the crew, and sets the destination of the exhaust gas X1 to the third bypass pipe. Switch to 326.

このように、一般海域を航行中、脱硝装置３００は、排気ガスＸ１に、脱硝触媒２１２を迂回して第３バイパス管３２６を通過させるため、脱硝触媒２１２に粉塵が堆積する等して劣化する事態を回避することが可能となる。   In this way, while navigating in the general sea area, the denitration apparatus 300 bypasses the denitration catalyst 212 and passes through the third bypass pipe 326 to the exhaust gas X1, and thus deteriorates due to dust accumulation on the denitration catalyst 212. It becomes possible to avoid the situation.

（暖機時）
船舶が一般海域内を航行している際に暖機をする場合、脱硝触媒２１２による還元処理が必要となる所定時間前に、乗組員がヒータ３２８に通電させると、ヒータ３２８が脱硝触媒２１２を加熱する。このとき、バルブ制御部３２２は、排気ガスＸ１の送出先を第３バイパス管３２６のままとしておく。 (When warming up)
When the ship warms up while navigating in the general sea area, if a crew member energizes the heater 328 for a predetermined time before the reduction treatment by the denitration catalyst 212 is required, the heater 328 causes the denitration catalyst 212 to be turned on. Heat. At this time, the valve control unit 322 leaves the third bypass pipe 326 as the delivery destination of the exhaust gas X1.

第２の実施形態の脱硝触媒２１２は、排気ガスに晒されることなく、排気ガスの熱によって常に温められる。そのため、脱硝装置３００は、別途の加熱装置を用いることなく、排気されるすべての排気ガスの熱を利用して脱硝触媒２１２の暖機を行うことが可能となる。また、脱硝装置３００では、第１の実施形態と同様、脱硝触媒２１２による還元処理が不要な期間や脱硝触媒２１２の暖機中、排気ガスが脱硝触媒２１２に吹き付けることがないため、排気ガスに含まれる粉塵が燃焼せずに脱硝触媒２１２に堆積してしまう事態を回避できる。   The denitration catalyst 212 of the second embodiment is always warmed by the heat of the exhaust gas without being exposed to the exhaust gas. Therefore, the denitration apparatus 300 can warm up the denitration catalyst 212 using the heat of all exhaust gas exhausted without using a separate heating apparatus. Further, in the denitration apparatus 300, as in the first embodiment, the exhaust gas is not blown to the denitration catalyst 212 during a period when the reduction process by the denitration catalyst 212 is unnecessary or during the warming-up of the denitration catalyst 212. It is possible to avoid a situation in which the contained dust does not burn and accumulates on the denitration catalyst 212.

（ＥＣＡ航行時）
船舶がＥＣＡを航行している場合、バルブ制御部３２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第３バルブ３２４を制御し、排気ガスＸ１の送出先を、脱硝触媒２１２を通過する流路に切り換える。一般海域からＥＣＡへ入る際、上述したように脱硝触媒２１２は暖機されているため、脱硝装置３００はスムーズにＮＯｘを還元可能となる。 (ECA navigation)
When the ship is navigating the ECA, for example, the valve control unit 322 controls the third valve 324 according to the operation of the crew, and the exhaust gas X1 destination is a flow path that passes through the denitration catalyst 212. Switch to. When entering the ECA from the general sea area, the denitration catalyst 212 is warmed up as described above, so the denitration apparatus 300 can smoothly reduce NOx.

このように、ＥＣＡを航行中、脱硝装置３００は、排気ガスＸ１を脱硝触媒２１２で還元し、還元された排気ガスＸ２として排出する。かかる構成により、船舶は３次規制に対応することができる。   In this way, while navigating the ECA, the denitration apparatus 300 reduces the exhaust gas X1 with the denitration catalyst 212 and discharges it as the reduced exhaust gas X2. With this configuration, the ship can respond to the tertiary regulation.

（第３の実施形態）
続いて、第１の実施形態における脱硝装置２００と、第２の実施形態における脱硝装置３００とをそれぞれを組み合わせ、より効率的に脱硝触媒２１２の暖機を行うことができる脱硝装置４００について第３の実施形態で説明する。 (Third embodiment)
Subsequently, the denitration apparatus 200 according to the first embodiment and the denitration apparatus 300 according to the second embodiment are combined with each other, and the denitration apparatus 400 that can warm up the denitration catalyst 212 more efficiently is third. The embodiment will be described.

図４は、第３の実施形態における脱硝システム１００ｃを説明するための説明図である。図４に示すように、脱硝システム１００ｃは、エンジン１１０と、過給機１２０と、脱硝装置４００とを含んで構成される。エンジン１１０、過給機１２０については、第１の実施形態の脱硝システム１００ａと実質的に機能が等しいので詳細な説明は省略し、ここでは脱硝装置４００について説明する。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a denitration system 100c according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the denitration system 100 c includes an engine 110, a supercharger 120, and a denitration device 400. Since the engine 110 and the supercharger 120 have substantially the same functions as the denitration system 100a of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted, and the denitration apparatus 400 will be described here.

図４に示すように、脱硝装置４００は、還元剤導入部２１０と、脱硝触媒２１２と、第１バルブ２１４と、第１バイパス管２１６と、第３バルブ３２４と、第３バイパス管３２６と、バルブ制御部４２２とを含んで構成される。還元剤導入部２１０、脱硝触媒２１２、第１バルブ２１４、第１バイパス管２１６、第３バルブ３２４、第３バイパス管３２６については、上述した実施形態の脱硝装置２００、３００と実質的に機能が等しいので詳細な説明は省略し、ここではバルブ制御部４２２について説明する。   As shown in FIG. 4, the denitration apparatus 400 includes a reducing agent introduction unit 210, a denitration catalyst 212, a first valve 214, a first bypass pipe 216, a third valve 324, a third bypass pipe 326, And a valve control unit 422. The reducing agent introduction unit 210, the denitration catalyst 212, the first valve 214, the first bypass pipe 216, the third valve 324, and the third bypass pipe 326 have substantially the same functions as the denitration apparatuses 200 and 300 of the above-described embodiment. Since they are the same, a detailed description thereof will be omitted, and the valve control unit 422 will be described here.

バルブ制御部４２２は、第１バイパス管２１６を流れる排気ガスの流量を調節する第１バルブ２１４、および第３バイパス管３２６を流れる排気ガスの流量を調節する第３バルブ３２４それぞれの開閉を制御する。   The valve control unit 422 controls opening and closing of the first valve 214 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the first bypass pipe 216 and the third valve 324 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the third bypass pipe 326. .

（一般海域航行時）
船舶がＥＣＡ以外の一般海域内を航行している場合、バルブ制御部４２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第３バルブ３２４を制御し、排気ガスＸ１の送出先を第３バイパス管３２６とする。また、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４を閉じ第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れないようにする。 (During general sea navigation)
When the ship is navigating in a general sea area other than the ECA, the valve control unit 422 controls the third valve 324 in accordance with, for example, the operation of the crew, and sets the destination of the exhaust gas X1 to the third bypass pipe. 326. Further, the valve control unit 422 closes the first valve 214 so that the exhaust gas X1 does not flow into the first bypass pipe 216.

このように、一般海域を航行中、脱硝装置４００は、排気ガスＸ１に、脱硝触媒２１２を迂回して第３バイパス管３２６を通過させるため、脱硝触媒２１２に粉塵が堆積する等して劣化する事態を回避することが可能となる。   In this way, while navigating in the general sea area, the denitration device 400 bypasses the denitration catalyst 212 and passes through the third bypass pipe 326 to the exhaust gas X1, so that the denitration catalyst 212 deteriorates due to dust accumulation or the like. It becomes possible to avoid the situation.

（暖機時）
船舶が一般海域内を航行している際、脱硝触媒２１２による還元処理が必要となる所定時間前（例えば、数十時間前）に、例えば、乗組員が操作スイッチ（図示せず）を、暖機の指示を示す暖機指示状態とすると、バルブ制御部４２２は、排気ガスＸ１の送出先を第３バイパス管３２６としたまま、第１バルブ２１４を開き第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れるようにする。 (When warming up)
When a ship is navigating in a general sea area, for example, a crew member warms an operation switch (not shown) before a predetermined time (for example, several tens of hours before) that the reduction treatment by the denitration catalyst 212 is required. In the warm-up instruction state indicating the machine instruction, the valve control unit 422 opens the first valve 214 with the exhaust gas X1 being sent to the third bypass pipe 326, and the exhaust gas X1 is supplied to the first bypass pipe 216. Make it flow.

第３の実施形態の脱硝装置４００は、脱硝触媒２１２による還元処理が不要な期間、タービン１２２の下流の排気ガスによって脱硝触媒２１２の暖機を継続的に行い、脱硝触媒２１２は常時ある程度（例えば、２００度程度）に温められている。そして、乗組員の暖機を指示する操作があると、タービン１２２の上流の高温の排気ガスによって脱硝触媒２１２をさらに昇温する。かかる構成により、脱硝装置４００は、タービン１２２の上流の排気ガスを用いる時間をより短時間に抑えてタービン１２２の出力への影響を抑制しつつ、より迅速に暖機を行うことが可能となる。   The denitration apparatus 400 according to the third embodiment continuously warms up the denitration catalyst 212 with the exhaust gas downstream of the turbine 122 during a period in which the reduction treatment by the denitration catalyst 212 is not necessary. , About 200 degrees). When there is an operation to instruct the crew to warm up, the temperature of the denitration catalyst 212 is further increased by the high-temperature exhaust gas upstream of the turbine 122. With this configuration, the denitration apparatus 400 can warm up more quickly while suppressing the time for using the exhaust gas upstream of the turbine 122 to be shorter and suppressing the influence on the output of the turbine 122. .

（ＥＣＡ航行時）
船舶がＥＣＡを航行している場合、バルブ制御部４２２は、例えば、乗組員の操作に応じて、第３バルブ３２４を制御し、排気ガスＸ１の送出先を、脱硝触媒２１２を通過する流路に切り換える。また、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４を閉じ第１バイパス管２１６に排気ガスＸ１が流れないようにする。一般海域からＥＣＡへ入る際、上述したように脱硝触媒２１２は暖機されているため、脱硝装置４００はスムーズにＮＯｘを還元可能となる。 (ECA navigation)
When the ship is navigating the ECA, the valve control unit 422 controls the third valve 324 in accordance with, for example, the operation of the crew, and the exhaust gas X1 destination is a flow path that passes through the denitration catalyst 212. Switch to. Further, the valve control unit 422 closes the first valve 214 so that the exhaust gas X1 does not flow into the first bypass pipe 216. When entering the ECA from the general sea area, the denitration catalyst 212 is warmed up as described above, so the denitration apparatus 400 can smoothly reduce NOx.

このように、ＥＣＡを航行中、脱硝装置４００は、排気ガスＸ１を脱硝触媒２１２で還元し、還元された排気ガスＸ２として排出する。かかる構成により、船舶は３次規制に対応することができる。   Thus, while navigating the ECA, the denitration device 400 reduces the exhaust gas X1 with the denitration catalyst 212 and discharges it as the reduced exhaust gas X2. With this configuration, the ship can respond to the tertiary regulation.

（脱硝方法）
図５は、第３の実施形態にかかる脱硝装置４００を用いた脱硝方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図５に示すように、バルブ制御部４２２は、船舶が現在航行している海域が、一般海域であるか否かを判定する（Ｓ５００）。一般海域である場合（Ｓ５００におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第３バルブ３２４の排気ガスの送出先が脱硝触媒２１２を通過する流路か否かを判定する（Ｓ５０２）。脱硝触媒２１２を通過する流路である場合（Ｓ５０２におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第３バルブ３２４の排気ガスの送出先を第３バイパス管３２６を通過する流路に切り換える（Ｓ５０４）。 (Denitration method)
FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of processing of the denitration method using the denitration apparatus 400 according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the valve control unit 422 determines whether or not the sea area where the ship is currently navigating is a general sea area (S500). In the case of a general sea area (YES in S500), the valve control unit 422 determines whether or not the exhaust gas destination of the third valve 324 is a flow path that passes through the denitration catalyst 212 (S502). When the flow path passes through the denitration catalyst 212 (YES in S502), the valve control unit 422 switches the exhaust gas destination of the third valve 324 to the flow path that passes through the third bypass pipe 326 (S504).

そして、バルブ制御部４２２は、例えば、操作スイッチが暖機の指示を示す暖機指示状態であるか否かを判定する（Ｓ５０６）。暖機指示状態でなかった場合（Ｓ５０６におけるＮＯ）、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４が開いているか否かを判定する（Ｓ５０８）。第１バルブ２１４が開いている場合（Ｓ５０８におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４を閉じる（Ｓ５１０）。そして、海域判定ステップＳ５００に戻る。   Then, for example, the valve control unit 422 determines whether or not the operation switch is in a warm-up instruction state indicating a warm-up instruction (S506). When it is not the warm-up instruction state (NO in S506), the valve control unit 422 determines whether or not the first valve 214 is open (S508). When the first valve 214 is open (YES in S508), the valve control unit 422 closes the first valve 214 (S510). And it returns to sea area determination step S500.

暖機指示状態である場合（Ｓ５０６におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４が閉じているか否かを判定する（Ｓ５１２）。第１バルブ２１４が閉じている場合（Ｓ５１２におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４を開く（Ｓ５１４）。そして、海域判定ステップＳ５００に戻る。   When it is in the warm-up instruction state (YES in S506), the valve control unit 422 determines whether or not the first valve 214 is closed (S512). When the first valve 214 is closed (YES in S512), the valve control unit 422 opens the first valve 214 (S514). And it returns to sea area determination step S500.

海域判定ステップＳ５００において、船舶が現在航行している海域が一般海域でなくＥＣＡである場合（Ｓ５００におけるＮＯ）、バルブ制御部４２２は、第３バルブ３２４の排気ガスの送出先が、第３バイパス管３２６であるか否かを判定する（Ｓ５１６）。第３バイパス管３２６である場合（Ｓ５０２におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第３バルブ３２４の排気ガスの送出先を第３バイパス管３２６から脱硝触媒２１２を通過する流路に切り換える（Ｓ５１８）。   In the sea area determination step S500, when the sea area where the ship is currently navigating is not a general sea area but an ECA (NO in S500), the valve control unit 422 determines that the exhaust gas destination of the third valve 324 is the third bypass. It is determined whether or not the pipe 326 (S516). In the case of the third bypass pipe 326 (YES in S502), the valve control unit 422 switches the exhaust gas delivery destination of the third valve 324 from the third bypass pipe 326 to a flow path that passes through the denitration catalyst 212 (S518). .

続いて、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４が開いているか否かを判定する（Ｓ５２０）。第１バルブ２１４が開いている場合（Ｓ５２０におけるＹＥＳ）、バルブ制御部４２２は、第１バルブ２１４を閉じる（Ｓ５２２）。そして、海域判定ステップＳ５００に戻る。   Subsequently, the valve control unit 422 determines whether or not the first valve 214 is open (S520). When the first valve 214 is open (YES in S520), the valve control unit 422 closes the first valve 214 (S522). And it returns to sea area determination step S500.

上述したように、第３の実施形態にかかる脱硝方法によれば、別途の加熱装置を利用せず、使用前の脱硝触媒２１２を暖機させることが可能となる。   As described above, according to the denitration method according to the third embodiment, it is possible to warm up the denitration catalyst 212 before use without using a separate heating device.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した第１〜３の実施形態において、暖機時に、エンジン１１０や過給機１２０の制御によって、排気ガスの温度を昇温することで、脱硝触媒２１２の暖機時間を短縮してもよい。   For example, in the first to third embodiments described above, the warm-up time of the denitration catalyst 212 can be shortened by increasing the temperature of the exhaust gas by controlling the engine 110 and the supercharger 120 during warm-up. Also good.

また、上述した第１〜３の実施形態では、船舶の乗組員が操作スイッチを暖機指示状態とすると、脱硝触媒２１２の暖機が開始されるとしたが、かかる場合に限定されず、例えば、脱硝装置２００、３００、４００は、船舶に備えられたＧＰＳ（Global Positioning System）レーダによって導出された船舶の位置や速度に基づいて、船舶が一般海域からＥＣＡに入るまでの時間を予測して、その時間が所定時間内になると、脱硝触媒２１２の暖機を開始するとしてもよい。   Further, in the first to third embodiments described above, when the crew of the ship sets the operation switch to the warm-up instruction state, the warming-up of the denitration catalyst 212 is started. The denitration apparatus 200, 300, 400 predicts the time until the ship enters the ECA from the general sea area based on the position and speed of the ship derived by a GPS (Global Positioning System) radar provided in the ship. When the time falls within a predetermined time, warming-up of the denitration catalyst 212 may be started.

また、上述した実施形態において、タービン１２２および脱硝触媒２１２を迂回する管を第１バイパス管２１６、脱硝触媒２１４を迂回する管を第２バイパス管２２０、第３バイパス管３２６として表現したが、タービン１２２や脱硝触媒２１２があることを前提にしているものではない。例えば、第２バイパス管２２０（この場合、厳密にはバイパスしていない）があることを前提として、第２バイパス管２２０の上流の排気ガスを分岐して脱硝触媒２１２を通過させ、排気路に戻したりする場合も本発明の実施形態の範囲に含まれる。すなわち、２つの系統（流路）のいずれを主系統（メイン）または副系統（サブ）とするかは任意に設定することができる。   In the embodiment described above, the pipe bypassing the turbine 122 and the denitration catalyst 212 is expressed as the first bypass pipe 216, and the pipe bypassing the denitration catalyst 214 is expressed as the second bypass pipe 220 and the third bypass pipe 326. It is not assumed that there is 122 or a denitration catalyst 212. For example, on the assumption that there is a second bypass pipe 220 (in this case, not strictly bypassed), the exhaust gas upstream of the second bypass pipe 220 is branched and allowed to pass through the denitration catalyst 212 to enter the exhaust path. The case of returning is also included in the scope of the embodiment of the present invention. That is, it can be arbitrarily set which of the two systems (flow paths) is the main system (main) or the sub system (sub).

なお、本明細書の脱硝方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。   Note that each step of the denitration method of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described in the flowchart, and may include processing in parallel or by a subroutine.

本発明は、エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元する脱硝装置および脱硝方法に利用することができる。   The present invention can be used in a denitration apparatus and a denitration method that reduce nitrogen oxides contained in engine exhaust gas.

１１０ …エンジン
１２２ …タービン
２００、３００、４００ …脱硝装置
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ …排気路
２１２ …脱硝触媒
２１４ …第１バルブ
２１６ …第１バイパス管
２１８ …第２バルブ
２２０ …第２バイパス管
２２２、３２２、４２２ …バルブ制御部
３２４ …第３バルブ
３２６ …第３バイパス管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Engine 122 ... Turbine 200, 300, 400 ... Denitration apparatus 202a, 202b, 202c ... Exhaust passage 212 ... Denitration catalyst 214 ... First valve 216 ... First bypass pipe 218 ... Second valve 220 ... Second bypass pipe 222, 322, 422 ... Valve control unit 324 ... Third valve 326 ... Third bypass pipe

Claims (4)

エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、
前記エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、前記脱硝触媒に伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第１バイパス管と、
前記タービンと、前記脱硝触媒との間における排気路から分岐し、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第２バイパス管と、
前記第１バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第１バルブ、および前記第２バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第２バルブそれぞれの開閉を制御するバルブ制御部と、
を備えることを特徴とする脱硝装置。 A denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine;
A first bypass pipe branched from an exhaust passage between the engine and the turbine, configured to be able to transfer heat to the denitration catalyst, and communicated with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A second bypass pipe branched from an exhaust passage between the turbine and the denitration catalyst and communicating with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A valve controller for controlling opening and closing of a first valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the first bypass pipe and a second valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the second bypass pipe;
A denitration apparatus comprising: エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、
前記脱硝触媒の上流において排気路から分岐され、該脱硝触媒に伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第３バイパス管と、
前記エンジンの排気ガスの流路を、前記脱硝触媒を通過する流路と、前記第３バイパス管とで切り換える第３バルブを制御するバルブ制御部と、
を備えることを特徴とする脱硝装置。 A denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine;
A third bypass pipe branched from the exhaust passage upstream of the denitration catalyst, configured to be capable of transferring heat to the denitration catalyst, and communicating with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A valve controller for controlling a third valve for switching the exhaust gas flow path of the engine between the flow path passing through the denitration catalyst and the third bypass pipe;
A denitration apparatus comprising: エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、
前記エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、前記脱硝触媒に伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第１バイパス管と、
前記タービンと、前記脱硝触媒との間における排気路から分岐し、該脱硝触媒とに伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第３バイパス管と、
前記第１バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第１バルブ、および前記第３バイパス管を流れる排気ガスの流量を調節する第３バルブそれぞれの開閉を制御するバルブ制御部と、
を備えることを特徴とする脱硝装置。 A denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine;
A first bypass pipe branched from an exhaust passage between the engine and the turbine, configured to be able to transfer heat to the denitration catalyst, and communicated with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A third bypass pipe branched from an exhaust passage between the turbine and the denitration catalyst, configured to be able to transfer heat to the denitration catalyst, and communicating with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A valve controller for controlling the opening and closing of a first valve for adjusting the flow rate of exhaust gas flowing through the first bypass pipe and a third valve for adjusting the flow rate of exhaust gas flowing through the third bypass pipe;
A denitration apparatus comprising: エンジンの排気ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝触媒と、
前記エンジンとタービンとの間における排気路から分岐し、前記脱硝触媒に伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第１バイパス管と、
前記タービンと、前記脱硝触媒との間における排気路から分岐し、該脱硝触媒とに伝熱可能に構成され、該脱硝触媒の下流における該排気路に連通する第３バイパス管とを備える脱硝装置を用いて、
前記脱硝触媒の未使用時に、前記第３バイパス管に排気ガスを流し、
前記脱硝触媒の暖機時に、前記第１バイパス管に排気ガスを流し、
前記脱硝装置の使用時に、前記第３バイパス管の排気ガスの流れを止めることを特徴とする脱硝方法。 A denitration catalyst that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the engine;
A first bypass pipe branched from an exhaust passage between the engine and the turbine, configured to be able to transfer heat to the denitration catalyst, and communicated with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst;
A denitration apparatus that includes a third bypass pipe that branches from an exhaust passage between the turbine and the denitration catalyst, is configured to be able to transfer heat to the denitration catalyst, and communicates with the exhaust passage downstream of the denitration catalyst. Using,
When the denitration catalyst is not used, exhaust gas is allowed to flow through the third bypass pipe,
When the denitration catalyst is warmed up, exhaust gas is allowed to flow through the first bypass pipe,
A denitration method, wherein the flow of exhaust gas in the third bypass pipe is stopped when the denitration apparatus is used.
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