JP7128382B1 - 揮発アンモニアガス処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
液化アンモニア搭載船において、揮発アンモニアガスを有効利用できる揮発アンモニアガスの処理装置を提供する。貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置は、液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部４と、アンモニアガスを船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニット１０に供給する輸送部５と、を有する。
Description
本発明は、揮発アンモニアガス処理に関する。
近年、環境負荷の低減のため、アンモニアガスの利用技術が着目されている。そのため、貨物として液化アンモニア（以下「ＬＮＨ３」とする）を搭載する船舶が増加している。また、アンモニア焚きエンジンの開発も進められており、エンジン燃料としてＬＮＨ３を搭載する船舶の増加も予想される。ＬＮＨ３を貯留するタンクにおいては、自然入熱等によりボイルオフガスと呼ばれる揮発アンモニアガスが発生する。アンモニアガスが生じるままにしておくとタンク内の圧力が上昇するため、大気放出等により処理する必要がある。しかし、アンモニアは毒性があり、揮発アンモニアガスをそのまま大気放出することはできず、除害装置等により除去する必要がある。
また、揮発アンモニアガスを取り出し、再液化しタンクに戻すことも実機にて行われている。しかし、再液化には大量の電力が要求されるため、エネルギー効率の観点から問題となる。
一方、船舶に用いられるエンジンのうち、特にディーゼルエンジンでは、選択式還元触媒ユニットが用いられる。選択式還元触媒ユニットは、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。還元剤として、尿素水またはアンモニアガス、アンモニア水、アンモニア化合物のいずれかが大量に必要となり、タンクに備蓄される。
一方、船舶に用いられるエンジンのうち、特にディーゼルエンジンでは、選択式還元触媒ユニットが用いられる。選択式還元触媒ユニットは、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。還元剤として、尿素水またはアンモニアガス、アンモニア水、アンモニア化合物のいずれかが大量に必要となり、タンクに備蓄される。
特開２０１８－２０４７１５号公報（以下、特許文献１）には、液化ガス燃料の貯留タンクから発生するボイルオフガスを減圧や圧縮などにより、ガス利用設備に供するためのシステムおよび方法が開示されている。
特許文献１に開示される技術は、圧縮機や貯留機を別途必要とする。そのため、船舶に既設されているラインなどを有効利用できない。特にＬＮＨ３搭載船においては、選択式還元触媒ユニットに還元剤の供給配管などを流用できない。揮発アンモニアガスを有効利用するためには、設備を増加する必要がある。
本発明は、揮発アンモニアガスを有効利用できる、揮発アンモニアガス処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の観点は、
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置である。
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置である。
本発明の第２の観点は、
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを供給する輸送部と、
前記輸送部から供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成する混合部と、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する備蓄部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置である。
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを供給する輸送部と、
前記輸送部から供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成する混合部と、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する備蓄部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置である。
本発明の第３の観点は、
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する、
揮発アンモニアガス処理方法である。
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する、
揮発アンモニアガス処理方法である。
本発明の第４の観点は、
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを混合部に供給し、
前記混合部に供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成し、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する、
揮発アンモニアガス処理方法である。
貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを混合部に供給し、
前記混合部に供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成し、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する、
揮発アンモニアガス処理方法である。
本発明の揮発アンモニアガス処理装置および処理方法によれば、揮発アンモニアガスを有効利用できる。
以下、図面を用いて実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
＜第１実施形態＞
本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の構成について説明する。
図１は、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の概略図である。揮発アンモニアガス処理装置１は、収容部４と、輸送部５とを有する。収容部４は、アンモニア燃料タンク２と貨物用アンモニアタンク３に貯留されたＬＮＨ３から発生する揮発アンモニアガスを収容する。輸送部５は、アンモニアガスをブロワー等により、図１のように、選択式還元触媒ユニット１０に直接供給する。
本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の構成について説明する。
図１は、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の概略図である。揮発アンモニアガス処理装置１は、収容部４と、輸送部５とを有する。収容部４は、アンモニア燃料タンク２と貨物用アンモニアタンク３に貯留されたＬＮＨ３から発生する揮発アンモニアガスを収容する。輸送部５は、アンモニアガスをブロワー等により、図１のように、選択式還元触媒ユニット１０に直接供給する。
アンモニア燃料タンク２は、舶用エンジンの主機等に使用される燃料の一部であるアンモニアを備蓄する。アンモニアは、アンモニア燃料タンク２の中においてはＬＮＨ３として保管される。ＬＮＨ３の液体状態を維持するため、アンモニア燃料タンク２は、内部を高圧、または低温に保持する。
長期航海等により大量のＬＮＨ３を船舶に搭載する場合、アンモニア燃料タンク２は肉厚を薄く、かつ、加工しやすいフルレフ式（大気圧式）やセミレフ式（半加圧式）が主として用いられる。そのため、自然入熱等によるボイルオフガスが発生し得る。そこで、アンモニア燃料タンク２をＬＮＨ３の液体状態で維持するためには、再液化装置が必要となる。収容部４には、再液化装置を経由せず、アンモニア燃料タンク２からの揮発アンモニアガスと後述の貨物用アンモニアタンク３からの揮発アンモニアガスが輸送される。
貨物用アンモニアタンク３は、舶用エンジンの主機等に使用される燃料ではなく、貨物としてのＬＮＨ３を備蓄する。アンモニア燃料タンク２と同様、貨物用アンモニアタンク３の中において、ＬＮＨ３の液体状態を維持するため、貨物用アンモニアタンク３は内部を高圧、または低温に保持する。
大量のＬＮＨ３を船舶に搭載する場合、貨物用アンモニアタンク３は肉厚を薄く、かつ、加工しやすいフルレフ式（大気圧式）やセミレフ式（半加圧式）が主として用いられる。そのため、自然入熱等によるボイルオフガスが発生し得る。そこで、貨物用アンモニアタンク３をＬＮＨ３だけで維持するためには、再液化装置が必要となる。再液化装置は、気化したアンモニアガスを圧縮または凝縮するため、多大な動力を必要とする。
収容部４には、再液化装置を経由せず、貨物用アンモニアタンク３からの揮発アンモニアガスとアンモニア燃料タンク２からの揮発アンモニアガスが輸送される。
収容部４には、再液化装置を経由せず、貨物用アンモニアタンク３からの揮発アンモニアガスとアンモニア燃料タンク２からの揮発アンモニアガスが輸送される。
収容部４は、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３からの揮発アンモニアガスを収容する。アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３は上述のとおり、液体状態を保ちうるよう内部を高圧、または低温に保持する。しかし、それでもボイルオフガスである揮発アンモニアガスが存在し得る。揮発アンモニアガスは、減圧弁等を介して収容部４に輸送される。減圧弁等は、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３の上部に設けられる。
図１に示すように、本実施形態の輸送部５は、収容部４から送付されたアンモニアガスを、直接、選択式還元触媒ユニット１０に供給する。輸送部５は、ブロワー等の輸送機能を有する。これにより、アンモニアガスを、配管等を通して供給または輸送できる。
選択式還元触媒に液体状態の還元剤を供給する場合、気化させる必要があるところ、本実施形態では、輸送部５を介して、気体状態のアンモニアガスを選択式還元触媒ユニット１０に供給するため、還元剤を気化させる手間を省略できる。
選択式還元触媒に液体状態の還元剤を供給する場合、気化させる必要があるところ、本実施形態では、輸送部５を介して、気体状態のアンモニアガスを選択式還元触媒ユニット１０に供給するため、還元剤を気化させる手間を省略できる。
アンモニアガスを直接、供給または輸送するため、収容部４や輸送部５の材質は、応力腐食割れを防止するよう耐腐食性材料であることが好ましい。
なお、輸送部５は、全体として、応力腐食割れ発生しにくい材質や溶接方法で製造されていれば、特に限定されるものではない。
なお、輸送部５は、全体として、応力腐食割れ発生しにくい材質や溶接方法で製造されていれば、特に限定されるものではない。
選択式還元触媒ユニット１０は、気体の流路を形成するように一方向に延びた複数の貫通孔を有する構造体である。貫通孔を画定する構造体の内壁に沿って、触媒が担持される。触媒表面において、バナジウムやタングステンや白金が含有元素として構成される。触媒は、酸化チタンを主成分として、押出成形にて製造されるものでもよい。流路に沿って舶用エンジンの主機等から出る窒素酸化物を含む排気ガスが流される。還元剤としてのアンモニア水が輸送部５から所定の流量、所定の濃度で供給されることで、窒素酸化物が除去される。
なお、選択式還元触媒ユニット１０は、特にディーゼルエンジンのみに必要とされるものではない。ガスエンジン等においても窒素酸化物が発生するならば、選択式還元触媒ユニット１０は、エンジンの主機等に接続される。
また、選択式還元触媒ユニット１０の手前に、流量調整部７が設けられてもよい。
また、選択式還元触媒ユニット１０の手前に、流量調整部７が設けられてもよい。
アンモニアを燃料の一部とする舶用エンジンの主機等や、貨物としてＬＮＨ３を搭載している船舶では、常時アンモニアを使用又は貯留している。そのため、選択式還元触媒の利用に際して広く用いられている、還元剤としての尿素水が不要となる。尿素水とアンモニアガスは、還元剤としての効果はほぼ同じである。
アンモニアガスを還元剤として用いる際、既存の尿素水供給配管を流用しつつ、排出される二酸化炭素を削減できる。具体的には、尿素水供給配管の設計条件を満たすアンモニアガスの圧力条件を検討した後、ガス圧縮器または圧力調整弁でアンモニアガスを供給する。そのため、液体用供給ポンプの前後に、仕切り弁とガス供給ライン用のバイパスラインを設ければよい。
また、ＬＮＨ３は気化しやすいため、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３の上部に滞留するアンモニアガスを、そのまま選択式還元触媒の還元剤として利用できる。これにより、再液化装置をコンパクトにする、または、再液化装置が不要となり、省エネルギー化に資する。また、船内スペースを有効利用できる。アンモニアは毒性があるため、除害装置が必要になるが、除害装置への負荷も軽減できる
なお、選択式還元触媒ユニット１０は、ディーゼルエンジンのみに必要とされるものではない。そのため、ＬＮＨ３搭載船のエンジンがアンモニアを燃料としない場合は、貨物用アンモニアタンク３から揮発したアンモニアガスが選択式還元触媒ユニット１０に供給される。この場合、エンジンの種類は関係がない。
同様に、ＬＮＨ３搭載船のエンジンの主機等がアンモニアを燃料とする場合は、アンモニア燃料タンク２及び貨物用アンモニアタンク３のいずれか一方からのアンモニアガスや、両方から混合したアンモニアガスが、選択式還元触媒ユニット１０に供給される。
同様に、ＬＮＨ３搭載船のエンジンの主機等がアンモニアを燃料とする場合は、アンモニア燃料タンク２及び貨物用アンモニアタンク３のいずれか一方からのアンモニアガスや、両方から混合したアンモニアガスが、選択式還元触媒ユニット１０に供給される。
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１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２は、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の全体図である。第１実施形態と異なり、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から収容部４に収容されたアンモニアガスは、輸送部５を介して選択式還元触媒ユニット１０に直接供給されない。本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１は、収容部４と、輸送部５と、蒸留部６と、混合部８と、備蓄部９とを有する。揮発アンモニアガス処理装置１は、混合部８に取り付けられる流量調整部７を有してもよい。本実施形態において、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から収容部４に収容されたアンモニアガスは、混合部８の下部に供給される。
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１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２は、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の全体図である。第１実施形態と異なり、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から収容部４に収容されたアンモニアガスは、輸送部５を介して選択式還元触媒ユニット１０に直接供給されない。本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１は、収容部４と、輸送部５と、蒸留部６と、混合部８と、備蓄部９とを有する。揮発アンモニアガス処理装置１は、混合部８に取り付けられる流量調整部７を有してもよい。本実施形態において、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から収容部４に収容されたアンモニアガスは、混合部８の下部に供給される。
なお、アンモニアガスは、環境調和性の向上を図るため、アンモニアを燃料の一部とする舶用ディーゼルエンジン自体から出た廃液を回収し、そこから分離されたＬＮＨ３を気化させたアンモニアガスでもよい。
蒸留部６は、船舶のまわりに位置する海水を汲み上げ、蒸留し、清水を得るためのものである。船舶の運航中または停泊中に関わらず、船舶の周りに位置する海水は、ポンプ等により取り込まれる。清水は、主に舶用ディーゼルエンジンにおける主機、発電機関、空気圧縮機の冷却水として用いられ、ボイラへの給水及び飲料水及び雑用水としても用いられる。図２に示すように、混合部８にて清水にアンモニアガスが溶け込み、アンモニア水が生成される。
流量調整部７は、流量調整弁である。流量調整部７は、蒸留部６にて生成される清水などの液体の流量を調整する。また、流量調整部７は、アンモニアガスなどの気体の流量を調整する。
流量調整部７は、備蓄部９に蓄えられるアンモニア水が所定の濃度となるように、混合部８の入口に設置されることが好ましい。流量調整部７により、所定の濃度のアンモニア水が作成しやすい。また、流量調整部７により、後述の撹拌部９１での動作を省略できる。
流量調整部７は、備蓄部９に蓄えられるアンモニア水が所定の濃度となるように、混合部８の入口に設置されることが好ましい。流量調整部７により、所定の濃度のアンモニア水が作成しやすい。また、流量調整部７により、後述の撹拌部９１での動作を省略できる。
混合部８は、蒸留部６で生成された清水と、アンモニアガスとを混合する。アンモニアガスは、水に非常に溶けやすいため、液体状態の清水に良く溶け込む。混合部８は、内部上方にシャワーヘッド８１を有する。シャワーヘッド８１は、蒸留部６で生成された清水を噴霧する。これにより、空気よりも軽いアンモニアガスは、上部にある液体状態の清水に溶け込む。そうして、混合部８の下部にアンモニア水が貯留される。
なお、アンモニアガスは水に溶けやすいため、混合部８に撹拌部を設けなくてもよい。
なお、アンモニアガスは水に溶けやすいため、混合部８に撹拌部を設けなくてもよい。
水とＬＮＨ３の接触による発熱反応の場合、水の温度は、約３０度までしか上昇しない。これに対し、水とアンモニアガスとの接触による発熱反応により、水の温度は、約９０度まで上昇する。反応熱を除去するため、混合部８には、熱交換器（不図示）が設置される。アンモニアガスと水との反応熱を除去することで温度上昇を防ぎ、アンモニアガスの溶解量が増える。また、温度上昇による混合部８の圧力上昇を防ぐ。これにより、装置設計が容易になる。また、アンモニアガスが清水と反応することによって発生する反応熱を、蒸留部６において清水を作成するためのエネルギーとして利用することもできる。
なお、反応熱を利用するため、混合部８自体をチューブラーリアクターといった熱交換器型反応器としてもよい。
なお、反応熱を利用するため、混合部８自体をチューブラーリアクターといった熱交換器型反応器としてもよい。
備蓄部９は、混合部８にて生成されたアンモニア水を備蓄する。また、備蓄部９は、所定の流量、所定の濃度にて、アンモニア水を選択式還元触媒ユニット１０に供給する。そのため、備蓄部９の流入口と流出口に濃度計等（不図示）が設置されることが好ましい。具体的には、備蓄部９の流入口に第１濃度計が設けられる。備蓄部９の流出口に第２濃度計が設けられる。
なお、濃度計よりも計測することが容易な密度計が設置されてもよい。その場合、密度計の計測値と濃度との関係を予め取得しておくことが必要となる。例えば、光計測での密度計で０.９１２という数値になっている場合、アンモニア水濃度は、常温常圧で約１５％程度となる。アンモニア水濃度は、飽和状態で最大で４０％程度であり、選択式還元触媒ユニット１０に供給されるアンモニア水の濃度は高いほど好ましい。
なお、濃度計よりも計測することが容易な密度計が設置されてもよい。その場合、密度計の計測値と濃度との関係を予め取得しておくことが必要となる。例えば、光計測での密度計で０.９１２という数値になっている場合、アンモニア水濃度は、常温常圧で約１５％程度となる。アンモニア水濃度は、飽和状態で最大で４０％程度であり、選択式還元触媒ユニット１０に供給されるアンモニア水の濃度は高いほど好ましい。
備蓄部９は、内部に撹拌部９１を有してもよい。本実施形態では、混合部８の流出口から備蓄部９に供給されるアンモニア水は、均一な濃度になっている。しかし、備蓄部９の外壁の温度勾配によって、部分的にアンモニアガスが揮発している場合があり得る。備蓄部９は、下部に、撹拌子を槽内において一定速度で一方向に回転させる機構があればよい。撹拌子は、例えば、棒状、板状、プロペラ状である。
撹拌部９１は、所定の濃度、所定の流量でアンモニア水を選択式還元触媒ユニット１０に供給するように、備蓄部９の流入口と流出口に設置された濃度計や密度計と連動して動作することが好ましい。備蓄部９の流入口と流出口での濃度差（第１濃度計と第２濃度計の濃度差）がある一定の値を超えた場合、備蓄部９は撹拌部９１を自動で作動させる。濃度差が一定の値に収まるまで、選択式還元触媒ユニット１０への弁が開かれることはない。濃度差が一定の値に収まると、備蓄部９は、撹拌部９１を自動停止し、選択式還元触媒ユニット１０への弁が開かれる。
一方、混合部８や備蓄部９へ導かれる配管等において、アンモニア水濃度の均一化が図られていることが好ましい。備蓄部９の流入口と流出口での濃度差がある一定の値に収まっている場合には、撹拌部９１は不要となる。
本実施形態によれば、アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３からの揮発アンモニアガスが大量にあり、還元剤として選択式還元触媒ユニット１０に供給する分量を超過する場合であっても、揮発アンモニアガスを備蓄部９に一時保管できる。これにより、揮発アンモニアガスを有効利用できる。
なお、混合部８におけるアンモニアガスの拡散度合いによっては、生成されるアンモニア水の濃度に斑が生じる場合がある。この場合、備蓄部９の下部にある撹拌部９１によって、アンモニア水の濃度を均一化する。
本実施形態によれば、所定の濃度、所定の流量でアンモニア水が選択式還元触媒ユニット１０に供給され、エンジンからの排気ガスに含まれる窒素酸化物を効率的に除去できる。
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２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、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の全体図である。第２実施形態と異なり、混合部８で生成されたアンモニア化合物は、備蓄部９から選択式還元触媒ユニット１０に直接供給されない。また、本実施形態の混合部８において生成されるアンモニア化合物の溶媒は、清水又は硫酸である。
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２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、本実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１の全体図である。第２実施形態と異なり、混合部８で生成されたアンモニア化合物は、備蓄部９から選択式還元触媒ユニット１０に直接供給されない。また、本実施形態の混合部８において生成されるアンモニア化合物の溶媒は、清水又は硫酸である。
本実施形態の混合部８には、更に、流量調整部７を介して、硫酸が供給される。混合部８は、供給された硫酸と、アンモニアガスとを混合する。アンモニアガスは、水に非常に溶けやすいため、液体状態の硫酸に良く溶け込む。混合部８は、内部上方にシャワーヘッド８１を有する。シャワーヘッド８１は、混合部８に供給された硫酸を噴霧する。これにより、空気よりも軽いアンモニアガスは、上部にある液体状態の硫酸に溶け込む。そうして、混合部８の下部に硫酸アンモニウムが貯留される。
混合部８にアンモニア化合物の溶媒として清水を供給すると、アンモニア水が生成される。一方、混合部８にアンモニア化合物の溶媒として硫酸を供給すると、硫酸アンモニウムが生成される。そのため、陸上での使用や販売等に合わせて、混合部８に導入する溶媒が適時選定される。
なお、アンモニア化合物の溶媒は、清水や硫酸に限られるものではない。
なお、アンモニア化合物の溶媒は、清水や硫酸に限られるものではない。
本実施形態の備蓄部９は、混合部８にて生成されたアンモニア水または硫酸アンモニウムを、陸上での販売等に供するように備蓄し、保管する。陸揚げ後に、すぐに使用できるように所定の濃度とすべく、備蓄部９の流入口に濃度計等が設置されることが好ましい。第２実施形態と同様、備蓄部９の流入口に密度計が設置されてもよい。
アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から気化したアンモニアガスは、毒性を有する。そのため、除害装置を用いて廃棄する必要がある。第２実施態様のように選択式還元触媒に利用するのではなく、本実施形態では、陸上で使用できるように、備蓄部９に備蓄する。これにより、除害装置の負荷を軽くしつつ、アンモニア化合物を販売等に用いることもできる。
アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から揮発するアンモニアガスが大量にあり、還元剤として選択式還元触媒ユニット１０に供給する分量を超過する場合であっても、備蓄部９にアンモニア化合物（アンモニア水や硫酸アンモニウム）を一時保管できる。そのため、陸上での販売等の用途および選択式還元触媒ユニット１０に供給する用途との併用も可能である。
＜その他の実施形態＞
第１～第３実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１に関して、以下のような態様を採用してもよい。
第１～第３実施形態の揮発アンモニアガス処理装置１に関して、以下のような態様を採用してもよい。
アンモニア燃料タンク２や貨物用アンモニアタンク３から揮発するアンモニアガスだけでなく、エンジンの主機等への燃料供給ラインから揮発するアンモニアガスが収容部４に収容されてもよい。
これにより、除害装置への負荷を低減できる。
これにより、除害装置への負荷を低減できる。
第２実施形態又は第３実施形態において、アンモニアガスが清水と反応することによって混合部８で発生する反応熱を、蒸留部６において清水を作成するためのエネルギーとして利用してもよい。
これにより、蒸留部６へのアシストと当時に、混合部８を冷却できるため、環境調和性が高い。
これにより、蒸留部６へのアシストと当時に、混合部８を冷却できるため、環境調和性が高い。
なお、反応熱を利用するため、混合部８自体をチューブラーリアクターといった熱交換器型反応器としてもよい。ここで、図２および図３の破線は、反応熱の流れを表したものである。アンモニア水は、混合部８の下部に貯められる。そのため、より化学反応熱を利用しやすいように、熱交換器等も混合部８の下部に設置されることが好ましい。
第２実施形態の選択式還元触媒ユニット１０の下部に、窒素酸化物を計測するセンサが取り付けられおり、フィードバック制御により備蓄部９から供給されるアンモニア水の流量等を調整してもよい。エンジンの動作状況によって排出される窒素酸化物の濃度に斑が生じる場合にも、備蓄部９からのアンモニア水の供給量を調整できることで、より環境調整性の高い効率的な装置となる。
また、備蓄部９でのアンモニア水の供給量ではなく、混合部８で生成され、備蓄部９に供給されるアンモニア水の濃度を調整してもよい。この場合も、窒素酸化物の除去に必要とされる還元剤の総量が、選択式還元触媒ユニット１０に供給される。特に、備蓄部９にアンモニア水があまり貯留されていない状況において、備蓄部９に供給されるアンモニア水の濃度を調整することが好ましい。
また、備蓄部９でのアンモニア水の供給量ではなく、混合部８で生成され、備蓄部９に供給されるアンモニア水の濃度を調整してもよい。この場合も、窒素酸化物の除去に必要とされる還元剤の総量が、選択式還元触媒ユニット１０に供給される。特に、備蓄部９にアンモニア水があまり貯留されていない状況において、備蓄部９に供給されるアンモニア水の濃度を調整することが好ましい。
以上、種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ 揮発アンモニアガス処理装置
２ アンモニア燃料タンク
３ 貨物用アンモニアタンク
４ 収容部
５ 輸送部
６ 蒸留部
７ 流量調整部
８ 混合部
８１ シャワーヘッド
９ 備蓄部
９１ 撹拌部
１０ 選択式還元触媒ユニット
２ アンモニア燃料タンク
３ 貨物用アンモニアタンク
４ 収容部
５ 輸送部
６ 蒸留部
７ 流量調整部
８ 混合部
８１ シャワーヘッド
９ 備蓄部
９１ 撹拌部
１０ 選択式還元触媒ユニット
Claims (12)
- 貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記エンジン燃料の供給ラインから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置。 - 貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理装置であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容する収容部と、
前記アンモニアガスを供給する輸送部と、
前記輸送部から供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成する混合部と、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する備蓄部と、
を有する、揮発アンモニアガス処理装置。 - 海水から清水を蒸留する蒸留部を更に有し、
前記混合部は、前記蒸留部で蒸留された前記清水と、前記輸送部から供給された前記アンモニアガスとを混合して、アンモニア水を生成する、
請求項２に記載の揮発アンモニアガス処理装置。 - 前記混合部は、前記混合部に供給される硫酸と、前記輸送部から供給された前記アンモニアガスとを混合して、硫酸アンモニウムを生成する、
請求項２又は３に記載の揮発アンモニアガス処理装置。 - 前記収容部は、前記エンジン燃料の供給ラインから揮発する前記アンモニアガスを収容する、
請求項２～４のいずれかに記載の揮発アンモニアガス処理装置。 - 前記蒸留部は、前記混合部にて発生する熱を利用する、
請求項３～５のいずれかに記載の揮発アンモニアガス処理装置。 - 貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記エンジン燃料の供給ラインから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを前記船舶のエンジンに接続される選択式還元触媒ユニットに供給する、
揮発アンモニアガス処理方法。 - 貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶における揮発アンモニアガスの処理方法であって、
前記液化アンモニアから揮発するアンモニアガスを収容部に収容し、
前記収容部に収容された前記アンモニアガスを混合部に供給し、
前記混合部に供給された前記アンモニアガスと、溶媒とを混合して、アンモニア化合物を生成し、
前記混合部で生成された前記アンモニア化合物を備蓄する、
揮発アンモニアガス処理方法。 - 蒸留部が海水から清水を蒸留し、
前記混合部に供給された前記アンモニアガスと、前記蒸留部で蒸留された前記清水とを混合して、アンモニア水を生成する、
請求項８に記載の揮発アンモニアガス処理方法。 - 前記混合部に硫酸を供給し、
前記混合部に供給された前記硫酸と前記アンモニアガスとを混合して、硫酸アンモニウムを生成する、
請求項８又は９に記載の揮発アンモニアガス処理方法。 - 前記収容部が、前記エンジン燃料の供給ラインから揮発する前記アンモニアガスを収容する、
請求項８～１０のいずれかに記載の揮発アンモニアガス処理方法。 - 前記混合部にて発生する熱を利用して、前記海水から前記清水を蒸留する、
請求項９～１１のいずれかに記載の揮発アンモニアガス処理方法。
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