JP6940727B1 - 余剰アンモニアの処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、ディーゼルエンジンでは、重油に代表される原料の燃焼により発生する窒素酸化物を除去するために、選択式還元触媒ユニットが用いられる。還元剤材料として、尿素、アンモニア、アンモニア化合物が大量に必要となり、タンクに備蓄される。
アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理装置であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、油分とアンモニア成分とを分離する分離容器と、
前記分離容器で分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する余剰アンモニアの処理装置である。
アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理方法であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、
前記廃液を油分とアンモニア成分とに分離し、
分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
余剰アンモニアの処理方法である。
まず、本実施形態の余剰アンモニア処理ユニットの構成について説明する。
なお、図4、図5において、実線の矢印は、アンモニア成分の流れを示し、破線の矢印は、ドレインの流れを示す。
また、図3に示すように、分離されたアンモニア成分が、アンモニア水の場合も同様に、抽出部4を経由することなく、貯蔵部5にアンモニア成分が供給されてもよい。
一方、選択式還元触媒ユニット61等にアンモニア水が供給される場合、図3に示すように、貯蔵部5に水または中和剤が上部から注入される。また、所定の濃度のアンモニア水を供給できるように、貯蔵部5の出口付近に濃度調整部9が設置され、輸送部6に連結されてもよい。
一方、図3に示すように、還元剤としてアンモニア水を供給する場合、輸送部6は、アンモニア水を選択式還元触媒ユニット61に供給する。なお、図5に示すように、輸送部6から選択式還元触媒ユニット61ではなく、燃料供給ユニット21に備え付けられたポンプユニット62に供給されても良い。さらには、輸送部6からの供給先として、選択式還元触媒ユニット61またはポンプユニット62が選択でき、またはその組み合わせを選択しても良い。
選択式還元触媒ユニット61は、舶用ディーゼルエンジンユニット23に直接的または間接的に接続される。
図2は、本実施形態の一態様であって、アンモニアガスが供給される場合の余剰アンモニア処理ユニットの全体図である。図4および図5に記載される燃料供給ユニット21、選択式還元触媒の還元剤供給ユニット22、舶用ディーゼルエンジンユニット23から出た廃液が、分離容器2に収容される。分離容器2は、廃液に含まれる余剰アンモニアである液化アンモニアを回収する。
さらに、気化器8の熱源として、電気による熱以外に舶用ディーゼルエンジンユニット23の冷却水や、舶用ディーゼルエンジンユニット23の排気ガスの熱を利用できる。これにより、環境調和性が向上する。
次に、第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と略同様の機能や構成については、その説明を省略する。
図3は、本実施形態の一態様であって、アンモニア水が供給される場合の余剰アンモニア処理ユニットの全体図である。分離容器2、分離部3、抽出部4の機能や構成は、第1の実施形態と同様である。
液化アンモニアは、応力腐食割れの原因にもなりうる。導入するアンモニア成分をアンモニア水とすることで、選択式還元触媒ユニット61全体の寿命を延ばすことができ、除害装置7への負荷も軽くなる。
表1に記載のアンモニア水流量比率は、アンモニア水濃度14w%での流量を1とした場合の数値であって、排気ガス全体に対するアンモニア濃度は気化時に500PPM程度となるように調整された数値である。なお、この数値は、窒素酸化物全体の濃度とほぼ1:1になるか、少しアンモニアが少なくなるように調整した流量である。
貯蔵部5が除害装置7の一部となっていると、より一層好ましい。上述のとおり、アンモニアは、人体に影響があるため、そのまま大気放出することはできない。除害装置7にてアンモニアを除去する必要がある。除害方法には、窒素などのガスによりアンモニアを希釈する方法や、上述のとおりスクラバといった水にアンモニアを吸収させる方法がある。
しかし、選択式還元触媒ユニット61にアンモニア水を供給する場合、貯蔵部5と除害装置7を一体化させることで、船内スペースを有効利用できるだけでなく、処理水の問題も合わせて解決できる。
特に、アンモニア水が低濃度であっても効率的に脱硝が進むため、さらに好ましい実施形態である。
アンモニア水が燃料供給ユニットに送付されることで、燃費が向上し、また、排気ガス中の窒素酸化物の濃度が下がる。
エンジンの運転状況によって、いずれかに供給することで、アンモニア全体での燃料効率が向上する。また、両方を併用することにより、より一層、効率が向上する。
2 分離容器
20 アンモニア燃料タンク
21 燃料供給ユニット
22 還元剤供給ユニット
23 舶用ディーゼルエンジンユニット
3 分離部
4 抽出部
5 貯蔵部
6 輸送部
61 選択式還元触媒ユニット
62 ポンプユニット
7 除害装置
8 気化器
9 濃度調整部
Claims (21)
- アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理装置であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、油分とアンモニア成分とを分離する分離容器と、
前記分離容器で分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する余剰アンモニアの処理装置。 - 前記分離容器は、前記廃液を前記油分と前記アンモニア成分とに分離する分離部を有する、
請求項1に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記分離部は、フィルター分離、サイクロン分離、又は遠心分離により、前記廃液を前記油分と前記アンモニア成分とに分離する、
請求項2に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記分離容器で分離された前記アンモニア成分に含まれる不純物を除去する抽出部を更に有する、
請求項1〜3のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記分離容器で分離された前記アンモニア成分をアンモニアガスに気化する気化器を更に有し、
前記輸送部は、前記気化器で気化した前記アンモニアガスを、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項1〜4のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記分離容器で分離された前記アンモニア成分に水を注入してアンモニア水として貯蔵する貯蔵部を更に有し、
前記輸送部は、前記貯蔵部に貯蔵される前記アンモニア水を、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項1〜4のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記貯蔵部は、前記分離容器で分離された前記アンモニア成分に中和剤を注入してアンモニア水として貯蔵する、
請求項6に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記貯蔵部は、前記アンモニア水の濃度を調整する濃度調整部を有する、
請求項6又は7に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記アンモニア成分を人体に影響がない濃度に希釈する除害装置を更に有する、
請求項1〜8のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記貯蔵部は、前記除害装置を有する、
請求項9に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記輸送部は、前記分離容器で分離された前記アンモニア成分をアンモニア燃料供給ユニットに供給する、
請求項6〜10のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。 - 前記輸送部は、前記分離容器で分離された前記アンモニア成分の供給先を、前記選択式還元触媒ユニット又は前記アンモニア燃料供給ユニットのいずれかに選択可能である、
請求項11に記載の余剰アンモニアの処理装置。 - アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理方法であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、
前記廃液を油分とアンモニア成分とに分離し、
分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分に含まれる不純物を除去する、
請求項13に記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分をアンモニアガスに気化し、
気化した前記アンモニアガスを、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項13又は14に記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分に水を注入してアンモニア水として貯蔵し、
貯蔵された前記アンモニア水を、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項13又は14に記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分に中和剤を注入してアンモニア水として貯蔵する、
請求項16に記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、前記アンモニア水の濃度を調整する、
請求項16又は17に記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、前記アンモニア成分を人体に影響がない濃度に希釈する、
請求項16〜18のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分をアンモニア燃料供給ユニットに供給する、
請求項16〜19のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理方法。 - 更に、分離された前記アンモニア成分を、前記選択式還元触媒ユニット又は前記アンモニア燃料供給ユニットのいずれかに選択的に供給する、
請求項20に記載の余剰アンモニアの処理方法。
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