WO2019176469A1 - スクラバー、およびスクラバーシステム - Google Patents

スクラバー、およびスクラバーシステム Download PDF

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scrubber water
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裕二 佐野
尚史 桶谷
勇治 今井
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株式会社ジャパンエンジンコーポレーション
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    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B01D47/063—Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
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    • B01D—SEPARATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids

Definitions

  • the present invention relates to a scrubber and a scrubber system for removing SOx, NOx, and particulate matter contained in the exhaust gas of a marine diesel engine.
  • scrubbers are used to remove particulate matter (solid components) such as unburned carbon contained in exhaust gas.
  • scrubber water which is dust removal water, is sprayed from a spray nozzle in the scrubber to absorb the solid component.
  • Scrubber water is circulated through circulation piping and a spray nozzle. A part of the scrubber water flowing through the circulation pipe is branched and sent to the centrifuge, and after the solid components are separated, it is returned to the circulation pipe and merged with the pre-branch scrubber water and sprayed from the spray nozzle.
  • solid components such as unburned carbon contained in exhaust gas.
  • Scrubber water which is dust removal water
  • Scrubber water is circulated through circulation piping and a spray nozzle.
  • a part of the scrubber water flowing through the circulation pipe is branched and sent to the centrifuge, and after the solid components are separated, it is returned to the circulation pipe and merged with the pre-branch scrubber water and sprayed from the spray nozzle.
  • an object of the present invention is to suppress a reduction in solid component removal efficiency in a centrifuge.
  • the present invention provides: A scrubber that absorbs solid components in exhaust gas discharged from an engine into scrubber water, A first inflow portion for flowing circulating scrubber water circulating in the scrubber into the scrubber; and a second inflow for purifying scrubber water from which solid components have been removed from the scrubber water in the scrubber by the separation device into the scrubber.
  • the inflow portion is provided separately.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the scrubber system of Embodiment 1.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the scrubber system of Embodiment 2.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows schematic structure of the scrubber system of Embodiment 3.
  • a scrubber system 100 As shown in FIG. 1, a scrubber system 100 according to the first embodiment includes a scrubber device 110 that captures particulate matter (solid components) such as unburned carbon contained in exhaust gas of a diesel engine or the like with scrubber water, and the scrubber described above. And a centrifuge 120 (separator) that removes solid components trapped in water.
  • a scrubber device 110 that captures particulate matter (solid components) such as unburned carbon contained in exhaust gas of a diesel engine or the like with scrubber water, and the scrubber described above.
  • a centrifuge 120 separatator
  • the scrubber device 110 absorbs solid components in the exhaust gas sent to the scrubber 111 via the exhaust gas inflow pipe 111a by scrubber water and removes the dust, and exhausts the exhaust gas after dust removal from an exhaust pipe (not shown). It is supposed to be.
  • the stored scrubber water stored in the scrubber 111 is circulated through the pump 112 and the circulation pipe 113 and injected (sprayed) into the scrubber 111 through the first spray nozzle 114 (first inflow portion). It is like that.
  • a part of the scrubber water flowing through the circulation pipe 113 is sent to the centrifuge 120 via the branch pipe 115.
  • solid components are separated by centrifugal force and discharged as sludge.
  • a part of the scrubber water after purification is discharged out of the environmental system, and the other part is returned to the scrubber 111 and enters the scrubber 111 via the second spray nozzle 116 (second inflow portion). It comes to be injected.
  • the scrubber water after purification may be entirely injected into the scrubber 111 without being discharged out of the environmental system.
  • the specific arrangement of the spray nozzles 114 and 116 is not particularly limited.
  • a plurality of nozzle units may be alternately arranged vertically and horizontally in a checkered pattern, or may be arranged concentrically and alternately in the diameter direction. May be.
  • a filler 111b is provided below the spray nozzles 114 and 116.
  • the scrubber water sprayed from the spray nozzles 114 and 116 gradually moves downward through the filler 111b, and then falls and accumulates at the bottom of the scrubber 111.
  • the scrubber water droplets sprayed from the spray nozzles 114 and 116 in the scrubber 111 and the scrubber water transmitted through the filler 111b come into contact with the exhaust gas, thereby It is designed to capture solid components efficiently.
  • the scrubber water after purification by the centrifuge 120 has a low solid component concentration, but may contain a solid component refined by a shearing force acting in the centrifuge 120.
  • a refined solid component becomes a factor that reduces the separation efficiency of the centrifuge 120.
  • a finer solid component is produced than when mixed and injected. It is thought that it becomes easy to aggregate. Therefore, it becomes easy to suppress a decrease in the solid component removal efficiency by the centrifuge 120.
  • the scrubber water having a low solid component concentration is injected, the generation and growth of scum in the scrubber 111 is easily suppressed, and the operation of the scrubber system 100 can be easily stabilized.
  • the scrubber system 100 of the second embodiment further includes a pump 131, a filter filtration device 132, and a third spray nozzle 117 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the filter filtration device 132 removes solid components in the scrubber water by scraping with a filter, and discharges sludge and purified scrubber water.
  • the third spray nozzle 117 is provided below the spray nozzles 114 and 116, that is, closer to the liquid level of the stored scrubber water stored in the scrubber 111.
  • the scrubber water after purification from which the solid components have been removed by the filter filtration device 132 is directly jetted onto the liquid surface of the stored scrubber water, and the scum is easily defoamed. Therefore, generation and growth of scum are more easily suppressed, and the operation of the scrubber system 100 can be more easily stabilized.
  • the scrubber water purified by the filter filtration device 132 may not be discharged out of the environmental system, but may be entirely injected into the scrubber 111 via the third spray nozzle 117.
  • a part of the scrubber water purified by the centrifuge 120 is sprayed from the third spray nozzle 117 instead of the scrubber water purified by the filter filtration device 132. You may make it do.
  • the scrubber system 100 of the third embodiment further includes the following components in addition to the configuration of the first embodiment.
  • a filter filtration device 141 for filtering the purified scrubber water from which the solid components have been removed by the centrifuge 120 is provided, and the scrubber water from which the solid components have been removed is discharged outside the environmental system.
  • a sludge receiving tank 142 is provided for receiving the solid components separated by the centrifuge 120 and the solid components filtered by the filter filtration device 141.
  • the sludge once stored in the sludge receiving tank 142 is sent to the filter press 144 via the pump 143, and the solid component is filtered and compressed to be discharged as a cake 145.
  • the scrubber water filtered by the filter press 144 is stored in the cleaning liquid receiving tank 146 and then appropriately jetted from the third spray nozzle 117 by the pump 147.
  • cleaner scrubber water can be discharged outside the environmental system.
  • the sludge discharged from the centrifuge 120 or the filter filtration device 141 is filtered and compressed by the filter press 144 to be the cake 145, so that the storage space can be easily reduced.
  • the scrubber system 100 As shown in FIG. 4, the scrubber system 100 according to the fourth embodiment has a settling tank 161 and a collecting tank 162 integrally formed in place of the sludge receiving tank 142 and the filter press 144 as compared with the configuration of the third embodiment.
  • a formed precipitation device 160 is provided. The solid components (sludge) discharged from the centrifuge 120 and the filter filtration device 141 are concentrated in the settling tank 161 and then discharged through the pump 163.
  • the supernatant after the solid component is precipitated in the settling tank 161 is stored in the collecting tank 162 and then injected into the scrubber 111 via the pump 164, the circulation pipe 113, and the first spray nozzle 114. It has become.
  • the collecting tank 162 is also used for storing the scrubber water sent through the circulation pipe 118 after capturing the solid components in the exhaust gas in the scrubber 111. In this case, the scrubber 111 can be easily downsized.
  • the scrubber system 100 as a whole can also be realized by integrating the settling tank 161 and the collecting tank 162, or collecting the supernatant of the settling tank 161 and storing the scrubber water circulating in the scrubber 111. It becomes easy to achieve downsizing.
  • centrifuge 120 In each of the above-described embodiments, an example in which the centrifuge 120, the filter filtration device 132, or the like is used as the separation device is shown.
  • the present invention is not limited thereto, and devices having various separation functions can be applied. Specifically, for example, a centrifugal separator, a filter filtration device, a nozzle separator, or a combination thereof may be used.
  • the scrubber device 110 provided with the filler 111b is shown.
  • various types of scrubber devices can be applied, for example, by applying a Venturi scrubber. Also good.
  • the constituent elements described in the above embodiments may be variously combined as long as there is no logical contradiction.
  • a configuration in which the sludge receiving tank 142 and the filter press 144 as described in the third embodiment are provided, and a configuration in which the sedimentation tank 161 as described in the fourth embodiment is provided are the configurations of the first embodiment and the like. It may be applied to the above so that more concentrated sludge or the like can be discharged.

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Abstract

スクラバー中での固形成分の除去効率を向上させるため、エンジンから排出された排気ガス中の固形成分をスクラバー水に吸収させるスクラバー１１１は、上記スクラバー１１１において循環する循環スクラバー水を上記スクラバー１１１に流入させる第１スプレーノズル１１４（第１の流入部）と、遠心分離機１２０（分離装置）によって上記スクラバー１１１内のスクラバー水から固形成分が除去された浄化後スクラバー水を上記スクラバー１１１に流入させる第２スプレーノズル１１６（第２の流入部）とが、別個に設けられている。

Description

スクラバー、およびスクラバーシステム
　本発明は、船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるＳＯｘ，ＮＯｘ、および粒子状物質を取り除くなどのためのスクラバー、およびスクラバーシステムに関するものである。
　船舶用ディーゼルエンジン等では、排気ガスに含まれる未燃焼カーボン等の粒子状物質（固形成分）を除去するために、スクラバーが用いられる。このスクラバーでは、除塵用の水であるスクラバー水をスクラバー内でスプレーノズルから噴霧して、上記固形成分を吸収させるようになっている。スクラバー水は、循環配管およびスプレーノズルを介して循環される。循環配管を流れるスクラバー水の一部は、分岐して遠心分離機に送られ、固形成分が分離された後、循環配管に戻されて、分岐前のスクラバー水と合流されてスプレーノズルから噴霧される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１７－０２９９１９号公報
　しかしながら、上記のようなスクラバーで循環するスクラバー水に対して遠心分離機で固形成分を除去する場合、その除去効率が低下しがちであった。
　本発明は、上記の点に鑑み、遠心分離機における固形成分の除去効率低下を抑制することを目的としている。
　上記の目的を達成するため、本発明は、
　エンジンから排出された排気ガス中の固形成分をスクラバー水に吸収させるスクラバーであって、
　上記スクラバーにおいて循環する循環スクラバー水を上記スクラバーに流入させる第１の流入部と、分離装置によって上記スクラバー内のスクラバー水から固形成分が除去された浄化後スクラバー水を上記スクラバーに流入させる第２の流入部とが、別個に設けられていることを特徴とする。
　これにより、固形成分濃度の低いスクラバー水がスクラバー内に噴射され、固形成分が捕捉されやすくなったり凝集しやすくなったりして、固形成分の除去効率が向上する。
　本発明によれば、遠心分離機における固形成分の除去効率低下を抑制することができる。
実施形態１のスクラバーシステムの概略構成を示す説明図である。 実施形態２のスクラバーシステムの概略構成を示す説明図である。 実施形態３のスクラバーシステムの概略構成を示す説明図である。 実施形態４のスクラバーシステムの概略構成を示す説明図である。
　以下、本発明の実施形態として、ディーゼルエンジンの排気ガスを除塵するスクラバーシステムの例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態や変形例において、他の実施形態等と同一または対応する構成要素については、同一または対応する符号を付して適宜説明を省略する。
　（実施形態１）
　実施形態１のスクラバーシステム１００は、図１に示すように、ディーゼルエンジン等の排気ガスに含まれる未燃焼カーボン等の粒子状物質（固形成分）をスクラバー水によって捕捉するスクラバー装置１１０と、上記スクラバー水に捕捉された固形成分を除去する遠心分離機１２０（分離装置）とを備えている。
　スクラバー装置１１０は、排気ガス流入管１１１ａを介してスクラバー１１１に送られる排気ガス中の固形成分をスクラバー１１１内でスクラバー水に吸収させて除塵し、除塵後の排気ガスを図示しない排気管から排出するようになっている。スクラバー１１１内に貯留される貯留スクラバー水は、ポンプ１１２、および循環配管１１３を介して循環され、第１スプレーノズル１１４（第１の流入部）を介してスクラバー１１１内に噴射（噴霧）されるようになっている。
　また、上記循環配管１１３を流れるスクラバー水の一部は、分岐管１１５を介して遠心分離機１２０に送られる。遠心分離機１２０では、固形成分が遠心力により分離され、スラッジとして排出されるようになっている。浄化後のスクラバー水は、一部が環境系外に排出されるとともに、他の一部は、スクラバー１１１に戻され、第２スプレーノズル１１６（第２の流入部）を介してスクラバー１１１内に噴射されるようになっている。なお、浄化後のスクラバー水は環境系外に排出されず全てスクラバー１１１内に噴射されるようにしてもよい。
　上記スプレーノズル１１４・１１６の具体的な配置は特に限定されず、例えば、それぞれ複数のノズルユニットが、市松模様状に縦横に交互に配置されたり、同心円状で直径方向に交互に配置されたりしてもよい。
　スクラバー１１１の内部における、スプレーノズル１１４・１１６の下方には、充填材１１１ｂが設けられている。スプレーノズル１１４・１１６から噴射されたスクラバー水は、充填材１１１ｂを伝って徐々に下方に移動した後、落下してスクラバー１１１の底部に溜まるようになっている。
　上記のように構成されたスクラバーシステム１００では、スクラバー１１１内でスプレーノズル１１４・１１６から噴射されたスクラバー水の水滴や充填材１１１ｂを伝うスクラバー水が排気ガスに接触することにより、排気ガス中の固形成分を効率よく捕捉するようになっている。特に、循環配管１１３を介して循環するスクラバー水が噴射される第１スプレーノズル１１４と、遠心分離機１２０によって固形成分が除去された浄化後のスクラバー水が噴射される第２スプレーノズル１１６とが別個に設けられていることによって、固形成分濃度の低いスクラバー水と、相対的に固形成分濃度の高いスクラバー水とが噴射されることになる。この場合、遠心分離機１２０による浄化後のスクラバー水は、固形成分濃度は低いが、遠心分離機１２０内で作用する剪断力によって微細化された固形成分が含まれ得る。そのような微細化された固形成分は、遠心分離機１２０による分離効率を低下させる要因となる。ところが、そのようなスクラバー水が、循環配管１１３を介して循環するスクラバー水と混合されずにスクラバー１１１中に噴射されると、混合されて噴射される場合よりも、微細化された固形成分が凝集しやすくなると考えられる。それゆえ、遠心分離機１２０による固形成分の除去効率低下を抑制することが容易になる。また、固形成分濃度の低いスクラバー水が噴射されることによって、スクラバー１１１内でのスカムの発生や成長が抑制されやすくなり、スクラバーシステム１００の動作を安定させることが容易にできる。
　（実施形態２）
　実施形態２のスクラバーシステム１００は、図２に示すように、実施形態１の構成に加えて、さらに、ポンプ１３１、フィルタろ過装置１３２、および第３スプレーノズル１１７を備えている。
　上記フィルタろ過装置１３２は、スクラバー水中の固形成分をフィルタでこし取ることによって除去し、スラッジと浄化後のスクラバー水とを排出するようになっている。
　上記第３スプレーノズル１１７は、スプレーノズル１１４・１１６よりも下方、すなわちスクラバー１１１内に貯留される貯留スクラバー水の液面により近いところに設けられる。
　これによって、フィルタろ過装置１３２によって固形成分が除去された浄化後のスクラバー水が、貯留スクラバー水の液面に直接噴射されて、スカムが消泡されやすくなる。それゆえ、スカムの発生や成長がより抑制されやすくなり、スクラバーシステム１００の動作を安定させることがより容易にできる。
　なお、フィルタろ過装置１３２によって浄化後のスクラバー水も、環境系外に排出されず全て第３スプレーノズル１１７を介してスクラバー１１１内に噴射されるようにしてもよい。
　また、上記のような消泡効果を得るためには、フィルタろ過装置１３２によって浄化されたスクラバー水に代えて、遠心分離機１２０によって浄化されたスクラバー水の一部を第３スプレーノズル１１７から噴射するようにしてもよい。
　（実施形態３）
　実施形態３のスクラバーシステム１００は、図３に示すように、実施形態１の構成に加えて、さらに以下の構成要素を備えている。
　遠心分離機１２０によって固形成分が除去された浄化後のスクラバー水をろ過するフィルタろ過装置１４１が設けられ、さらに固形成分が除去されたスクラバー水が環境系外に排出されるようになっている。
　また、遠心分離機１２０によって分離された固形成分、および上記フィルタろ過装置１４１によってろ過された固形成分を受けるスラッジ受タンク１４２が設けられている。このスラッジ受タンク１４２に一旦貯留されたスラッジは、ポンプ１４３を介してフィルタプレス１４４に送られ、固形成分がろ過、圧縮されてケーク１４５として排出されるようになっている。フィルタプレス１４４でろ過されたスクラバー水は、清浄液受タンク１４６に溜められた後、適宜、ポンプ１４７により第３スプレーノズル１１７から噴射されるようになっている。
　上記のように、遠心分離機１２０から排出された浄化後のスクラバー水をさらにろ過するフィルタろ過装置１４１が設けられることによって、より清浄なスクラバー水を環境系外に排出することができる。
　また、遠心分離機１２０やフィルタろ過装置１４１から排出されたスラッジをフィルタプレス１４４によりろ過、圧縮してケーク１４５にすることによって、保管スペースを小さく抑えることが容易になる。
　（実施形態４）
　実施形態４のスクラバーシステム１００は、図４に示すように、実施形態３の構成と比べて、スラッジ受タンク１４２およびフィルタプレス１４４に代えて、沈殿槽１６１とコレクティングタンク１６２とが一体的に形成された沈殿装置１６０が設けられている。遠心分離機１２０やフィルタろ過装置１４１から排出された固形成分（スラッジ）は、沈殿槽１６１で濃縮された後、ポンプ１６３を介して排出されるようになっている。
　沈殿槽１６１で固形成分が沈殿した後の上澄みは、コレクティングタンク１６２に溜められた後、ポンプ１６４、循環配管１１３、および第１スプレーノズル１１４を介して、スクラバー１１１内に噴射されるようになっている。上記コレクティングタンク１６２は、また、スクラバー１１１内で排気ガス中の固形成分を捕捉した後、循環配管１１８を介して送られたスクラバー水を貯留するためにも用いられるようになっている。この場合には、スクラバー１１１を小型化することが容易になる。また、沈殿槽１６１とコレクティングタンク１６２とを一体化したり、沈殿槽１６１の上澄みの貯留と、スクラバー１１１を循環するスクラバー水の貯留とをコレクティングタンク１６２が兼ねることによっても、スクラバーシステム１００全体の小型化を図ることが容易になる。
　（その他の実施形態）
　上記各実施形態では、分離装置として、遠心分離機１２０やフィルタろ過装置１３２等が用いられる例を示したが、これに限らず、種々の分離機能を有する装置を適用することができる。具体的には、例えば、遠心分離機、フィルタろ過装置、およびノズルセパレータや、これらの組み合わせなどが用いられてもよい。
　また、上記各実施形態では、充填材１１１ｂが設けられたスクラバー装置１１０が用いられる例を示したが、種々の形式のスクラバー装置を適用することができ、例えばベンチュリー型スクラバーを適用するなどしてもよい。
　また、上記各実施形態で説明した構成要素は、論理的に矛盾しない限り、種々組み合わせてもよい。具体的には、例えば、実施形態３で説明したようなスラッジ受タンク１４２やフィルタプレス１４４を設ける構成や、実施形態４で説明したような沈殿槽１６１を設ける構成を、実施形態１等の構成に適用して、より濃縮されたスラッジ等を排出し得るようにしてもよい。
　　　　１００　　　スクラバーシステム
　　　　１１０　　　スクラバー装置
　　　　１１１　　　スクラバー
　　　　１１１ａ　　排気ガス流入管
　　　　１１１ｂ　　充填材
　　　　１１２　　　ポンプ
　　　　１１３　　　循環配管
　　　　１１４　　　第１スプレーノズル
　　　　１１５　　　分岐管
　　　　１１６　　　第２スプレーノズル
　　　　１１７　　　第３スプレーノズル
　　　　１１８　　　循環配管
　　　　１２０　　　遠心分離機
　　　　１３１　　　ポンプ
　　　　１３２　　　フィルタろ過装置
　　　　１４１　　　フィルタろ過装置
　　　　１４２　　　スラッジ受タンク
　　　　１４３　　　ポンプ
　　　　１４４　　　フィルタプレス
　　　　１４５　　　ケーク
　　　　１４６　　　清浄液受タンク
　　　　１４７　　　ポンプ
　　　　１６０　　　沈殿装置
　　　　１６１　　　沈殿槽
　　　　１６２　　　コレクティングタンク
　　　　１６３　　　ポンプ
　　　　１６４　　　ポンプ
 

Claims (7)

  1. 　エンジンから排出された排気ガス中の固形成分をスクラバー水に吸収させるスクラバーであって、
    　上記スクラバーにおいて循環する循環スクラバー水を上記スクラバーに流入させる第１の流入部と、分離装置によって上記スクラバー内のスクラバー水から固形成分が除去された浄化後スクラバー水を上記スクラバーに流入させる第２の流入部とが、別個に設けられていることを特徴とするスクラバー。
  2. 　請求項１のスクラバーであって、
    　上記第１の流入部、および第２の流入部は、それぞれ、循環スクラバー水または浄化後スクラバー水をスクラバー内に噴射するスプレーノズルであることを特徴とするスクラバー。
  3. 　請求項２のスクラバーであって、
    　さらに、スクラバー内に貯留されるスクラバー水の液面に浄化後スクラバー水を噴射するスプレーノズルを備えたことを特徴とするスクラバー。
  4. 　請求項１から請求項３のうち何れか１項のスクラバーであって、
    　上記第１の流入部、および第２の流入部の下方に充填材が設けられていることを特徴とするスクラバー。
  5. 　請求項１から請求項３のうち何れか１項のスクラバーであって、
    　ベンチュリー型であることを特徴とするスクラバー。
  6. 　請求項１から請求項５のうち何れか１項のスクラバーと、
    　上記スクラバー水に含まれる上記固形成分を除去する分離装置と、
    　を備えたことを特徴とするスクラバーシステム。
  7. 　請求項６のスクラバーシステムであって、
    　上記分離装置は、遠心分離機、フィルタろ過装置、およびノズルセパレータの少なくとも１つを含むことを特徴とするスクラバーシステム。
PCT/JP2019/006033 2018-03-14 2019-02-19 スクラバー、およびスクラバーシステム WO2019176469A1 (ja)

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