JP2017136554A

JP2017136554A - スクラバー用計測記録装置

Info

Publication number: JP2017136554A
Application number: JP2016019430A
Authority: JP
Inventors: 信和宇津木; Nobukazu Utsuki; 渉宇津木; Wataru Utsugi
Original assignee: U P I Co Ltd
Current assignee: U P I Co Ltd
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-10

Abstract

【課題】スクラバーから排出される処理水の有害成分を正確に計測できるようにする。【解決手段】スクラバー用計測記録装置は船舶から排出される排気ガスを浄化洗浄するスクラバーの処理水の成分を計測し記録する。スクラバーの処理水排出側にチャンバーが連結されている。該チャンバーにはバキューム装置が連結している。チャンバーにはチャンバー内の処理水の成分の分析を行う各種検出器が配備されている。処理水の分析結果は記録装置により記録される。スクラバーから排出された処理水をチャンバーに貯水し、チャンバーにバキューム装置によりエアー吸引力を作用させ、該吸引力によりチャンバー内を脱気し処理水の気泡を消した後、処理水の分析を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶などの排気ガスに海水を噴霧して排気ガスを浄化する排気ガス処理装置（ＥＧＣＳ）や排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）などの排気ガス処理システムに用いられるスクラバー用計測記録装置に関する。

船舶においては、化石燃料を利用したエンジンが使用されている。船舶から排出される排気ガスをスクラバー（排ガス処理装置）において、海水を接触させて排ガスを浄化し、排水を船外に排出する。このとき排ガスのＳＯ２濃度などの測定を行うようにしている（例えば特許文献１参照）。
また、排気ガスを循環させて酸素濃度を下げることにより燃焼温度を下げることでＮＯｘ（窒素酸化物）の排出を低減するＥＧＲ（排気ガス再循環方式）が知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１５−１８８８３５号公報ＷＯ２０１４／１０９３３９号国際公開公報

船舶において、ＳＯ２などを吸収し、排ガスからＳＯ２などの有害成分を除去した海水などの処理水あるいは、船舶の排気ガスからＮＯｘを減少するためのＥＧＲに使用される処理水は、スクラバー（排ガス処理装置）から排出される。この浄化処理水を船外へ排出するとき処理水が含む成分に種々の規制値がある。そのため排出される処理水が規制値内であるか否かの判定を行う。この場合、ｐｈ分析以外の検出器は、光の透過と蛍光を検知するために、処理水に含まれている気泡が検出に影響を与え、計測値に誤差が出やすいという問題点がある。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、排気ガス処理システムに用いられるスクラバーの処理水の成分を計測し記録するためのスクラバー用計測記録装置であって、スクラバーの処理水排出側に連結するチャンバーと、該チャンバーに連結するバキューム装置と、前記チャンバーに配備されたチャンバー内の処理水の成分の分析を行う各種検出器と、処理水の分析結果を記録する記録装置とを備え、前記スクラバーから排出された処理水を前記チャンバーに貯水し、前記チャンバーに前記バキューム装置により吸引力を作用させ、該吸引力によりチャンバー内を脱気し、チャンバー内の処理水の気泡を消した後、処理水の分析を行うようにしたことを特徴とたことを特徴とするものである。

本発明は、スクラバーの排出する処理水の計測を、処理水の気泡を除去した後に行うようにしたので、正確に処理水の成分の計測を行うことができる。

本発明に係るスクラバー用計測記録装置の全体ブロック説明図である。本装置を排気ガス再循環方式ＥＧＲに用いた実施形態を示すブロック説明図である。

以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は、スクラバー２から出る処理水を分析して分析結果を記録するＳＯｘスクラバー用計測記録装置３の全体構成を示している。
船舶の排気ガスのＳＯｘ（硫黄酸化物）を減少させるためのＳＯｘスクラバー用の計測記録装置３は、ＥＧＣＳ（排気ガスクリーニングシステムＥｘｈａｕｓｔＧａｓＣｌｅａｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に使用される。ＥＧＣＳは、船舶の排気ガスをスクラバー２で浄化し、排気ガスとスクラバー２から出る処理水を分析して分析結果を記録する。

排気ガスを浄化するために排気ガスをスクラバー２の槽内に供給し、この排気ガスに海水または清水を噴霧部４から噴霧し、排気ガスからＳＯｘを浄化する。ＳＯｘスクラバー用計測記録装置３は、スクラバー２により浄化された排気ガスと浄化処理水の計測と記録を行う。

ＳＯｘスクラバー用の計測記録装置は、船舶の排気ガス中のＳＯ２，ＣＯ２を検知し、スクラバー２が生成する処理水のｐｈ（水素イオン濃度）、濁度、ＰＡＨ（多環芳香族炭化水素）を検出し、記録する。本装置に使用される濁度検出器６，８は、処理水の光の透過度を検知し、ＰＨＡ検出器１０は処理水に紫外線を照射し、処理水に含まれているＰＡＨからの蛍光を検知する。

スクラバー２の噴霧部４は、ポンプ４４、バルブ４６を介して清水生成装置４８に連結し、また、バルブ３８、ポンプ４０を介して海水入力装置４２に連結している。スクラバー２は、海水または清水を噴霧部４から噴霧し、海水または清水に排ガスからＳＯ２を吸収し、排ガスからＳＯ２を除去し、スクラバー２から処理水として排出する。

スクラバー２には、パイプからなる排気ガス入力ライン５０に連結する排気ガス供給路５２と、排気ガス排出路５４が連結している。ドレンセパレータ５６は、ターミネーション５８，６０を介して排気ガス供給路５２に連結し、ドレンセパレータ６２は、ターミネーション６４，６６を介して排出路５４に連結している。ドレンセパレータ５６，６２は、バルブ６８，７０、ポンプ７２、ドライクーラー２８、流量計３０、バルブ７６を介して、排気ガス分析器３２に連結している。

吸収海水１パス運転は、船外から海水をスクラバー２に取り入れ、スクラバー２内の排ガスをスクラビングし、浄化処理液を船外に排出する。船外に排出する処理液には、各種の規制値があり、排出される処理水が規制値以内であるかの判定をする。ｐｈ分析以外の検出器（濁度検出器６、８、ＰＡＨ検出器１０）は、光の透過と蛍光を検知するために、処理水に含まれている気泡が検出に影響を与える。

そのために、ＳＯｘスクラバー用計測記録装置は、処理水を分析する前に処理水をチャンバー１２の槽に貯水し、チャンバー１２の槽内にバキューム装置１４の吸気力を作用させる。本装置は、この吸気作用によって処理水の脱気・静定処理を行い、処理水の気泡を消去してから処理水の分析をし、分析結果を安定にすることを特徴とする。

スクラバー２の排出部は、バルブ１６、ポンプ１８を介してチャンバー１２に連結している。また、スクラバー２は、ドレンセパレータ２０、バルブ２２，２４，２６、ドライクーラー２８、流量計３０を介して、排気ガス分析器３２に連結している。
チャンバー１２には、濁度検出器６、ｐｈ（水素イオン濃度）検出器３４、ＰＡＨ（多環芳香族炭化水素）検出器１０が配備されている。チャンバー３６には、濁度検出器８が配備され、該チャンバー３６は、バルブ３８、ポンプ４０を介して海水入力装置４２に連結している。

バキューム装置１４は、チャンバー１２、３６の槽に接続され、チャンバー１２、３６の槽内に吸引力を作用させチャンバー１２、３６の槽内の処理水を吸気作用によって、脱気・静定処理するように構成されている。チャンバー１２、３６の槽内の空気圧は、真空から所定の低圧の間で適宜の値を設定することができる。排気ガス分析器３２には、流量計３０、ポンプ７２、ドライクーラー２８、ドレンセパレータ５６，６２等がパイプを介して接続され、これらの機器を通じて排気ガス分析器３２に排気ガスが供給されるように構成されている。

濁度検出器６，８、ｐｈ検出器３４、ＰＡＨ検出器１０、排気ガス分析器３２は、プログラマブル・ロジック・コントローラ８０に電気的に接続し、該プログラマブル・ロジック・コントローラ８０は、主制御パネル８２及びデータ記録装置８４に電気的に接続している。

上記した構成において、システムの制御部の制御により、スクラバー２に供給された排ガスに海水または清水を噴霧し、海水または清水に、排ガスからＳＯ２（二酸化硫黄）を吸収し、排ガスからＳＯ２（二酸化硫黄）を除去する。海水は、船外から取り入れ、スクラバー２に供給され、スクラバー２から船外排出ラインを経て船外へ排出される。船外へ処理水を排出するとき、各種の規制値がある。排出される処理水が規制値内であるか否かの判定を、濁度検出器６、ｐｈ検出器３４、ＰＡＨ検出器１０の検出値に基づいてシステムの判定部が判定する。

ｐｈ検出器３４以外の検出器６，１０は、光の透過と蛍光を検知するために、処理水に含まれている気泡が検出に影響を与える。そのために、本装置は、処理水を分析する前にチャンバー１２、３６に貯水し、バキューム装置１４を駆動して、チャンバー１２、３６内に真空力あるいは所定の吸引力を作用させる。これにより、チャンバー１２内の処理水を脱気・静定処理して、処理水に含まれている気泡を除去する。チャンバー１２、３６に貯水された処理水は、バキューム装置１４の吸引力による脱気・静定処理後、チャンバー１２、３６に配備された検出器６、８，３４、１０の検出値に基づいて、分析が行われる。

これにより、処理水の分析結果が安定する。スクラバー２で生成された浄化処理水は、船外排出ライン８６から分岐してポンプ１８でチャンバー１２、３６に取り入れ、計測記録装置であるｐｈ、濁度、ＰＡＨ検出器３４、６、８、１０で計測する。海水入力装置４２と清水生成装置４８の水を、浄化処理前の入力液とし、スクラバー２透過後の水を出力液として計測する。また、最終の排水のｐｈと温度をｐｈ検出器８８と、温度検出器１０８で計測する。

計測記録装置には、計測場所の位置情報と計測している時刻情報が他の機器から入力される。排気ガス分析器３２は、ガスドレンセパレータ５６，６２から供給される排気ガスの分析を行う。排気ガス分析器３２と浄化処理液である検出器６、８、３４、１０、８８、１０８のデータは、プログラマブル・ロジック・コントローラ８０の制御により、この位置と時刻信号とともに特殊なプロトコルでデータ記録装置８４の記録メディアに記録される。

記録は、１８ヶ月分のデータを記録し、常にデータは更新される。このデータの読み出しは、主制御パネル８２で処理されるが取得したデータの変更はできない。また、主制御パネル８２では分析データ、ログデータ、校正データを表示、印刷することができる。
なお、図中、符号１１０はフイルターレギュレータ、１１２はＧＰＳタイムシグナル、１１６，１１８、１２０、１２２はバルブ、１２４はポンプである。

図２は、ＥＧＲシステムの系統図を示している。該システムのスクラバー用計測（監視）記録装置３’の構成は図１に示す計測記録装置３と同一であり、ＥＧＲスクラバー９４の処理水排出側に連結するチャンバーを備えている。内燃機関は、船舶推進用の主機とされたディーゼルエンジン９０と、エンジン９０からの排気ガスによって駆動される過給機９２と、過給機９２から導かれた排気ガスの一部がエンジン９０へ再循環されてＥＧＲを行うＥＧＲスクラバー９４、ＥＧＲブロワー９６、エアクーラー９８を備えたＥＧＲシステム１００とを備えている。

エンジン９０の各気筒のシリンダ部の排気ポートは、排気ガス集合管としての排気静圧管に接続されている。排気静圧管は、過給機９２の入口側と接続されている。エンジン９０の各シリンダ部の掃気トランクは、エアクーラー９８を介して過給機９２と接続されている。過給機９２のタービンは、エンジン９０からの排気ガスによって駆動され、タービンにて得られたタービン仕事は、回転軸を介してコンプレッサに伝達される。

コンプレッサは、外気（空気）や外気と再循環ガスとの混合気を吸い込み所定の掃気圧まで昇圧する。タービンにてタービン仕事を与えた後の排気ガスは、排気経路Ｌ１へと流出する。排気経路Ｌ１にはＥＧＲを行うためのバルブ１０２が設けられている。バルブ１０２は、図示しない制御部によって開度が調整されるようになっており、エンジン９０がＥＧＲを行う運転のときには全開となり、ＥＧＲを行わないときは全閉となる。バルブ１０２には、ＥＧＲスクラバー９４が接続されている。

ＥＧＲスクラバー９４は、ＥＧＲ経路Ｌ２を流れる排気ガスに対して、水処理システム１０４の制御により水等の液体を噴霧することによって排気ガス中に含まれているＰＭ等の不純物だけでなくＳＯｘをも除去する。スクラバー９４で排ガスの浄化を行ったときに発生する気泡を除去するために、ＥＧＲスクラバー９４から排出される処理水は、監視記録装置３’のチャンバーに水処理システム１０４の制御により貯水される。

チャンバー内の処理水は、空気が混入しているため、そのままでは濁度計、ＰＡＨ計で安定した計測ができない。そのため、監視記録装置３’は、処理水を分析する前に処理水をチャンバーの槽に貯水し、チャンバーの槽内にバキューム装置１４’の吸気力（真空力）を作用させる。この吸気作用によって処理水の脱気・静定処理を行い、処理水の気泡を消去してから処理水の分析をする。チャンバーには、濁度検出器６’、ｐｈ検出器３４’、ＰＡＨ検出器１０’、温度計１０８が配備されている。チャンバー内の処理水は計測後、水処理システム１０４の制御によりＥＧＲスクラバー９４に戻され、あるいはバルブ１０６を経て船外へ排出される。

２スクラバー
４噴霧部
６濁度検出器
８濁度検出器
１０ＰＨＡ検出器
１２チャンバー
１４バキューム装置
１６バルブ
１８ポンプ
１９ポンプ
２０ドレンセパレータ
２２バルブ
２４バルブ
２６バルブ
２８ドライクーラー
３０流量計
３２排気ガス分析器
３４ｐｈ検出器
３６チャンバー
３８バルブ
４０ポンプ
４２海水入力装置
４４ポンプ
４６バルブ
４８清水生成装置
５０排気ガス入力ライン
５２排気ガス供給路
５４排気ガス排出路
５６ドレンセパレータ
５８ターミネーション
６０ターミネーション
６２ドレンセパレータ
６４ターミネーション
６６ターミネーション
６８バルブ
７０バルブ
７２ポンプ
７４ドライクーラー
７６バルブ
８０プログラマブル・ロジック・コントローラ
８２主制御パネル
８４データ記録装置
８６船外排出ライン
８８ｐｈ検出器
９０エンジン
９２過給機
９４ＥＧＲスクラバー
９６ＥＧＲブロワー
９８エアクーラー
１００ＥＧＲシステム
１０２バルブ
１０４水処理システム
１０６バルブ
１０８温度計
１１０フイルターレギュレータ
１１２ＧＰＳタイムシグナル
１１６バルブ
１１８バルブ
１２０バルブ
１２２バルブ

Claims

排気ガス処理システムに用いられるスクラバーの処理水の成分を計測し記録するためのスクラバー用計測記録装置であって、スクラバーの処理水排出側に連結するチャンバーと、該チャンバーに連結するバキューム装置と、前記チャンバーに配備されたチャンバー内の処理水の成分の分析を行う各種検出器と、処理水の分析結果を記録する記録装置とを備え、前記スクラバーから排出された処理水を前記チャンバーに貯水し、前記チャンバーに前記バキューム装置により吸引力を作用させ、該吸引力によりチャンバー内を脱気し、チャンバー内の処理水の気泡を消した後、処理水の分析を行うようにしたことを特徴とするスクラバー用計測記録装置。