JP6235760B1 - 還元剤噴射装置、船舶及び還元剤噴射装置の運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、下記特許文献1に記載された還元剤噴霧装置では、噴霧器11への配管に三方弁21を設け、尿素水22と純水23の切換を行う構成となっている。この発明では、噴霧器11が二重化されてはいるが、ポンプ9の二重化についての記載は無い。
排ガス脱硝装置に排ガスを導く排気管の内部に設けられた噴射ノズルと、
還元剤を前記噴射ノズルに送る還元剤配管と、
前記還元剤配管中に設けられた還元剤ポンプと、
洗浄水を前記噴射ノズルに送る洗浄水配管と
前記洗浄水配管中に設けられた洗浄水ポンプと、
前記洗浄水ポンプよりも上流側の前記洗浄水配管に設けられて前記還元剤配管からの還元剤を前記洗浄水配管に導入する切替部と、
を備えている。
排ガス脱硝装置に排ガスを導く排気管の内部に設けられた噴射ノズルと、還元剤ポンプを有し前記噴射ノズルに接続された還元剤供給系と、洗浄水ポンプを有し前記噴射ノズルに接続された洗浄水供給系とを有する還元剤噴射装置の運転方法であって、
通常運転時に、還元剤供給系からの還元剤を前記還元剤ポンプにより前記噴射ノズルに圧送して噴射することで前記排ガス脱硝装置を動作させる通常運転ステップと、
運転終了時に、洗浄水供給系からの洗浄水を前記洗浄水ポンプにより前記噴射ノズルに圧送して前記噴射ノズルを洗浄するノズル洗浄ステップと、
還元剤ポンプの異常時に、前記還元剤供給系を前記洗浄水ポンプに接続し、前記洗浄水ポンプにより還元剤を前記噴射ノズルに圧送して噴射することで前記排ガス脱硝装置を動作させる緊急運転ステップと、
を有している。
前記緊急運転ステップにおいては、
前記噴射ノズルから所定量の還元剤を噴射するように前記還元剤ポンプを制御するための制御値に基づいて前記洗浄水ポンプを制御することにより、前記洗浄水ポンプによって前記噴射ノズルから噴射する還元剤の量を調節する。
船舶の技術分野においては、IMOの海洋汚染防止条約によりNOx排出について規制が行われているが、その3次規制では、排ガス規制エリアを航行する船舶に対し、NOxの排出を1次規制での規制値から80%削減することが定められている。このような規制に対応するため、船舶のディーゼルエンジン等においてはSCR(Selective
Catalytic Reduction、選択触媒還元)システムが排ガス脱硝装置として広く使用されている。SCRシステムでは、排ガス中に噴射ノズルより還元剤を噴射し、反応器において触媒で化学反応させることで、NOxの低減を行う。
還元剤としては尿素水が代表的であるが、他の薬剤も適用可能である。
すなわち、前記SCRシステムを運転する際には、排ガス中のNOx排出量に応じた還元剤の流量制御が重要となる。還元剤が少ないと充分な脱硝反応が行われず、還元剤(尿素水)が多すぎると加水分解されたアンモニアが触媒後流に流出するためである。還元剤ポンプの正常時は、脱硝装置に接続されるエンジンの出力の大きさに応じて適切な流量の還元剤が、還元剤ポンプにより噴射ノズルに圧送される。一方で、洗浄水ポンプの流量は、通常は前述と無関係な洗浄に適した流量に設定される。したがって、還元剤ポンプの異常時に洗浄水ポンプを用いて還元剤を噴射する際には、洗浄水ポンプの系統においても、還元剤の流量を制御することが望ましい。
図1〜図3を参照して実施形態の還元剤噴射装置1等の構成について説明する。
この還元剤噴射装置1は、排ガス脱硝装置2に排ガスを導くエンジン3の排気管4内に還元剤である尿素水を噴射して供給する装置である。排ガス脱硝装置2には還元触媒が設けられており、排ガス中の窒素酸化物(NOX )は還元剤である尿素水と還元触媒により還元され無害化されて環境中に排出される。
図4は、排ガス脱硝装置2の運転手順を示す流れ図である。船舶のディーゼルエンジン3等において、前記還元剤噴射装置1を含む排ガス脱硝装置2であるSCR(選択触媒還元)システムの運転を開始する(S11)。SCR運転を開始すると、排気管4内の排ガス中に噴射ノズル5から尿素水が噴射され、排ガス脱硝装置2(反応器)では触媒によって化学反応が起こりNOxが低減される通常運転の状態となる(S12)。
( ア)負荷率( 機関回転数、噴射量)が一定の場合において、図3に示すような制御データに基づいて制御部25が生成する尿素水の流量指令値と、流量検知部11が検出した実流量との差異が所定許容範囲を越えて大きい、又は小さい場合。
( イ)制御部25が、尿素水ポンプ9が故障時に発生する故障信号( 断線、可動部品の固着等) を検出した場合。
( ウ)圧力検知部10が検出した尿素水ライン6の圧力が所定許容範囲を外れて変化したことを制御部25が検出した場合( 尿素水ライン6からの漏れによる圧力低下や、何らかの原因による圧力上昇)。
前記SCR(選択触媒還元)システムが通常運転(図4、S12)又は切替運転(図4、S16)を行っている状態において、その運転が停止されるのは、例えば負荷率が25%未満といった低い状態にあること、また船舶の現在位置が規制領域の外にあること、といった停止条件が満足される場合である。
すなわち、図6に示すように、洗浄水ライン7の洗浄水ポンプ13の上流側と、尿素水タンク8を接続する第2バイパス管B2を設け、このバイパス管B2中に第1開閉弁V1を設ける。また、洗浄水ライン7において、第2バイパス管B2と洗浄水ライン7との連結部と、洗浄水タンク12との間に第2開閉弁V2を設ける。さらに、尿素水ライン6において、尿素水ポンプ9と尿素水タンク8の間に第3開閉弁V3を設ける。
2…排ガス脱硝装置
3…エンジン
4…排気管
5…噴射ノズル
6…還元剤配管としての尿素水ライン
7…洗浄水配管としての洗浄水ライン
9…還元剤ポンプとしての尿素水ポンプ
13…洗浄水ポンプ
20…切替部としての切替弁
21…バイパス管
25…制御部
Claims (6)
- 排ガス脱硝装置に排ガスを導く排気管の内部に設けられた噴射ノズルと、
還元剤を前記噴射ノズルに送る還元剤配管と、
前記還元剤配管中に設けられた還元剤ポンプと、
洗浄水を前記噴射ノズルに送る洗浄水配管と
前記洗浄水配管中に設けられた洗浄水ポンプと、
前記洗浄水ポンプよりも上流側の前記洗浄水配管に設けられて前記還元剤配管からの還元剤を前記洗浄水配管に導入する切替部と、
を備える還元剤噴射装置。 - 前記還元剤ポンプの異常時に前記切替部の切り換えを行う制御部を備える請求項1に記載の還元剤噴射装置。
- 前記制御部は、還元剤の流量を制御するための制御値を有しており、前記還元剤ポンプの異常時は、前記制御値に基づいて前記洗浄水ポンプを制御することにより還元剤を前記噴射ノズルから噴射する制御を行う請求項2に記載の還元剤噴射装置。
- エンジンと、排ガス脱硝装置と、請求項1〜3のいずれか一つに記載の還元剤噴射装置を備えた船舶。
- 排ガス脱硝装置に排ガスを導く排気管の内部に設けられた噴射ノズルと、還元剤ポンプを有し前記噴射ノズルに接続された還元剤供給系と、洗浄水ポンプを有し前記噴射ノズルに接続された洗浄水供給系とを有する還元剤噴射装置の運転方法であって、
通常運転時に、還元剤供給系からの還元剤を前記還元剤ポンプにより前記噴射ノズルに圧送して噴射することで前記排ガス脱硝装置を動作させる通常運転ステップと、
運転終了時に、洗浄水供給系からの洗浄水を前記洗浄水ポンプにより前記噴射ノズルに圧送して前記噴射ノズルを洗浄するノズル洗浄ステップと、
還元剤ポンプの異常時に、前記還元剤供給系を前記洗浄水ポンプに接続し、前記洗浄水ポンプにより還元剤を前記噴射ノズルに圧送して噴射することで前記排ガス脱硝装置を動作させる緊急運転ステップと、
を有する還元剤噴射装置の運転方法。 - 前記緊急運転ステップにおいては、
前記噴射ノズルから所定量の還元剤を噴射するように前記還元剤ポンプを制御するための制御値に基づいて前記洗浄水ポンプを制御することにより、前記洗浄水ポンプによって前記噴射ノズルから噴射する還元剤の量を調節する請求項5記載の還元剤噴射装置の運転方法。
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JP2009185627A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Denso Corp | 尿素水供給装置 |
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