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JP7357331B2 - Scrubber equipment and ships equipped with scrubber equipment - Google Patents
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Description

本発明は、燃焼機関からの排ガスを処理するスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶に関する。 The present invention relates to a scrubber device for treating exhaust gas from a combustion engine, and a ship equipped with the scrubber device.

スクラバ装置は、排ガス中のSOx(硫黄酸化物)を除去する。またスクラバ装置は、SOx削減だけでなく、ブラックカーボンも除去する可能性のある技術として知られている。
図22は燃料油の硫黄分濃度の上限値に関する規制の強化年表である。船舶関係においては、2020年の燃料油硫黄分濃度規制(SOx規制)に伴い、低硫黄燃料の使用、又はスクラバ装置が多くの船舶に搭載される見込みである。
The scrubber device removes SOx (sulfur oxides) from exhaust gas. Further, scrubber devices are known as a technology that has the potential to not only reduce SOx but also remove black carbon.
Figure 22 is a chronology of tightening regulations regarding the upper limit of the sulfur content concentration of fuel oil. In the ship-related field, many ships are expected to use low-sulfur fuel or be equipped with scrubber devices in line with the 2020 fuel oil sulfur content regulations (SOx regulations).

図23は従来のスクラバ装置の型式の例を示す図であり、図23(a)は充填塔式、図23(b)は対向流式である。
充填塔式の場合は充填材が目詰まりを起こす場合がある。また、複数の経路に液体噴射手段が必要であり大量に液体を流すところ小型化が困難である。対向流式の場合は小型化が可能であるが、圧力損失が大きく燃焼機関に逆圧がかかるおそれがある。
FIG. 23 is a diagram showing an example of a conventional scrubber device type, and FIG. 23(a) is a packed column type, and FIG. 23(b) is a counterflow type.
In the case of a packed tower type, the packing material may become clogged. Further, liquid ejecting means are required in a plurality of routes, and miniaturization is difficult because a large amount of liquid is flowed. In the case of a counterflow type, it is possible to downsize the combustion engine, but the pressure loss is large and there is a risk that reverse pressure will be applied to the combustion engine.

ここで、特許文献1には、被処理排ガスと塩水とを気液接触させるスクラバを用いて被処理排ガス中の有害成分を除去するに当たり、スクラバ内での塩水の流動方向に関して上流側と下流側との間に少なくとも一対の電極を介して直流電圧を印加し、上流側から下流側へ流動する塩水を介して両電極間を導通させて被処理排ガスとスクラバ内及び電極の表面を流動する塩水とを気液接触処理及び電解酸化・還元処理する排ガス浄化方法が開示されている。
また、特許文献2には、酸性廃液を生成させる海水利用設備用水中の海洋生物殺菌方法において、燃焼排ガスを海水と気液接触反応させて酸性廃液を生成させる手段として、ガス拡散電極を備えた気液接触部を有するスクラバからなる燃焼排ガス浄化処理装置を用い、気液接触部に海水と燃焼排ガスを供給することにより気液接触反応させて排ガス浄化処理を行うことが開示されている。
Here, in Patent Document 1, when removing harmful components in the exhaust gas to be treated using a scrubber that brings the exhaust gas to be treated and salt water into gas-liquid contact, there are two sides: an upstream side and a downstream side with respect to the flow direction of the salt water in the scrubber. DC voltage is applied through at least one pair of electrodes between the electrodes, and conduction is established between both electrodes via salt water flowing from the upstream side to the downstream side, so that the exhaust gas to be treated and the salt water flowing inside the scrubber and on the surface of the electrodes are connected. An exhaust gas purification method is disclosed in which gas-liquid contact treatment and electrolytic oxidation/reduction treatment are performed.
Further, Patent Document 2 discloses a method for sterilizing underwater marine life for seawater utilization equipment that generates acidic waste liquid, which includes a gas diffusion electrode as a means for generating acidic waste liquid by subjecting combustion exhaust gas to a gas-liquid contact reaction with seawater. It has been disclosed that a combustion exhaust gas purification treatment device consisting of a scrubber having a gas-liquid contact part is used to perform exhaust gas purification treatment by supplying seawater and combustion exhaust gas to the gas-liquid contact part to cause a gas-liquid contact reaction.

特開2004-89770号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-89770 特開2009-112996号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-112996

特許文献1及び特許文献2は、充填塔式と同様に装置構成が複雑であり、小型化が困難である。
そこで本発明は、燃焼機関からの排ガスを処理する能力を十分にもち、かつ小型であるスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶を提供することを目的とする。
Patent Document 1 and Patent Document 2 have complicated device configurations, similar to the packed column type, and are difficult to downsize.
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a scrubber device that has sufficient ability to treat exhaust gas from a combustion engine and is small in size, and a ship equipped with the scrubber device.

請求項1記載に対応したスクラバ装置においては、燃焼機関からの排ガスを処理するスクラバ装置であって、排ガスの流れる第1排ガス経路と、第1排ガス経路の排ガスに対して処理用の液体を排ガスの流れと並行に噴射する液体噴射手段と、第1排ガス経路に接続された第2排ガス経路と、第1排ガス経路と第2排ガス経路の接続部に設けた液体を回収する液体回収手段と、液体噴射手段から噴射される液体の流量を燃焼機関の負荷に応じて変更する液体流量変更手段とを備え、液体噴射手段を複数個設けるとともに、それぞれの噴射ノズルの口径を異ならせ、処理用の液体を第1排ガス経路のみにおいて噴射し、液体流量変更手段は、燃焼機関の負荷に応じ使用する複数個の液体噴射手段を選択することにより、変更を行うことを特徴とする。
請求項1に記載の本発明によれば、第1排ガス経路と第2排ガス経路の接続部に液体回収手段を設けているため噴射した液体が回収しやすく、処理用の液体を排ガスの流れと並行に噴射するため、燃焼機関に逆圧がかかって燃焼に支障を来たすことがなく、高い排ガス処理能力を有する小型のスクラバ装置とすることができる。また、処理用の液体を第1排ガス経路のみにおいて噴射することにより、液体の噴射量が少なくてすみ、スクラバ装置の簡素化も図れる。また、負荷に応じて適正な液量を確保し、より適切に排ガスの処理を行うことができる。
A scrubber device according to claim 1 is a scrubber device for treating exhaust gas from a combustion engine, wherein the scrubber device includes a first exhaust gas path through which the exhaust gas flows, and a treatment liquid for the exhaust gas in the first exhaust gas path. a second exhaust gas path connected to the first exhaust gas path; and a liquid recovery device provided at a connection between the first exhaust gas path and the second exhaust gas path to recover the liquid ; and a liquid flow rate changing means for changing the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means according to the load of the combustion engine. The liquid is injected only into the first exhaust gas path , and the liquid flow rate changing means changes the flow rate by selecting a plurality of liquid injection means to be used depending on the load of the combustion engine.
According to the present invention as set forth in claim 1, since the liquid recovery means is provided at the connection between the first exhaust gas path and the second exhaust gas path, the injected liquid can be easily recovered, and the liquid for treatment can be combined with the flow of the exhaust gas. Since the fuel is injected in parallel, there is no back pressure applied to the combustion engine that will impede combustion, and a small scrubber device with high exhaust gas processing capacity can be achieved. Further, by injecting the processing liquid only in the first exhaust gas path, the amount of liquid to be injected can be reduced, and the scrubber device can also be simplified. Furthermore, it is possible to ensure an appropriate amount of liquid depending on the load and to more appropriately process exhaust gas.

請求項2記載の本発明は、液体噴射手段から噴射する液体の流量と第1排ガス経路を流れる排ガスの流量の比である液・ガス比を4L/Nm3以上とすることを特徴とする。
請求項2に記載の本発明によれば、液・ガス比を確保し、排ガス処理の規制値をより確実にクリアすることができる。
The present invention according to claim 2 is characterized in that the liquid/gas ratio, which is the ratio between the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means and the flow rate of the exhaust gas flowing through the first exhaust gas path, is set to 4 L/Nm 3 or more.
According to the second aspect of the present invention, the liquid/gas ratio can be ensured and the regulation value for exhaust gas treatment can be more reliably cleared.

請求項3記載の本発明は、液体流量変更手段は、液体噴射手段から噴射される液体の流量を燃焼機関の負荷により変化する排ガスの流量に応じて変更することを特徴とする。
請求項3に記載の本発明によれば、適正な液・ガス比を保ち、より適切に排ガスの処理を行うことができる
A third aspect of the present invention is characterized in that the liquid flow rate changing means changes the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means in accordance with the flow rate of the exhaust gas which changes depending on the load of the combustion engine .
According to the third aspect of the present invention, an appropriate liquid/gas ratio can be maintained and exhaust gas can be treated more appropriately .

求項記載の本発明は、液体流量変更手段は、使用する複数個の液体噴射手段の組み合わせを選択することにより、変更を行うことを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、液体噴射手段の組み合わせを選択して、より簡便かつ適切に液体の流量を変更することができる。
The present invention as set forth in claim 4 is characterized in that the liquid flow rate changing means changes the flow rate by selecting a combination of a plurality of liquid ejecting means to be used .
According to the fourth aspect of the present invention, the flow rate of the liquid can be changed more easily and appropriately by selecting a combination of liquid ejecting means.

請求項記載の本発明は、第1排ガス経路に液体噴射手段を複数段設け、複数段の液体噴射手段のうちの上流側に位置する液体噴射手段から噴射する液体の噴射圧を下流側に位置する液体噴射手段から噴射する液体の噴射圧よりも低くしたことを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、高い排ガス処理能力を維持しながら液体の噴射量を低く抑えて、消費エネルギーを節約することができる。
In the present invention as set forth in claim 5 , a plurality of stages of liquid injection means are provided in the first exhaust gas path, and the injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means located upstream of the plurality of stages of liquid injection means is directed to the downstream side. It is characterized in that the injection pressure is lower than the injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means located therein.
According to the present invention as set forth in claim 5 , it is possible to reduce the amount of liquid to be injected while maintaining a high exhaust gas treatment capacity, thereby saving energy consumption.

請求項記載の本発明は、液体噴射手段は、第1排ガス経路の内径の中心点よりも上側の位置から液体を噴射することを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、噴射した液体が第1排ガス経路の下壁面と接しにくくなり、排ガス全体に行き渡りより少ない流量で排ガス処理性能を高めることができる。
A sixth aspect of the present invention is characterized in that the liquid injection means injects the liquid from a position above the center point of the inner diameter of the first exhaust gas path.
According to the present invention as set forth in claim 6 , the injected liquid is less likely to come into contact with the lower wall surface of the first exhaust gas path, and is distributed throughout the entire exhaust gas, making it possible to improve the exhaust gas treatment performance with a smaller flow rate.

請求項記載の本発明は、第1排ガス経路は下方に向かい、第2排ガス経路は上方に向かうように構成したことを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、液体回収手段の液体が液体噴射手段側に逆流することを防止しつつ、液体回収手段における液体の回収を容易にすることができる。
The present invention as set forth in claim 7 is characterized in that the first exhaust gas path is directed downward and the second exhaust gas path is directed upward.
According to the seventh aspect of the present invention, the liquid in the liquid recovery means can be easily recovered while preventing the liquid from flowing back toward the liquid injection means.

請求項記載の本発明は、第2排ガス経路は略鉛直方向に設けられ、第1排ガス経路は斜めに第2排ガス経路に接続されることを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、より一層効果的に排ガスの処理と、例えばスクラバ装置が揺動しても液体回収手段の液体の逆流防止を行うことができる。
The present invention as set forth in claim 8 is characterized in that the second exhaust gas path is provided in a substantially vertical direction, and the first exhaust gas path is diagonally connected to the second exhaust gas path.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to more effectively process the exhaust gas and prevent backflow of the liquid in the liquid recovery means even if the scrubber device is shaken, for example.

請求項記載の本発明は、液体回収手段に、第1排ガス経路に噴射された液体を捕捉し排ガスと分離する気液セパレータを備えたことを特徴とする。
請求項に記載の本発明によれば、噴射された液体を効果的に回収することができる。
The present invention as set forth in claim 9 is characterized in that the liquid recovery means includes a gas-liquid separator that captures the liquid injected into the first exhaust gas path and separates it from the exhaust gas.
According to the present invention as set forth in claim 9 , the injected liquid can be effectively recovered.

請求項10記載の本発明は、第2排ガス経路に、液体回収手段で回収ができなかった液体の飛沫を回収するミストキャッチャーを備えたことを特徴とする。
請求項10に記載の本発明によれば、液体回収手段で回収しきれなかった液体のミストや噴射された液体により生じたミスト等の飛沫がスクラバ装置の外部に放出されることを防止できる。
The present invention as set forth in claim 10 is characterized in that the second exhaust gas path is provided with a mist catcher for collecting droplets of liquid that cannot be collected by the liquid collecting means.
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to prevent droplets such as the mist of the liquid that cannot be completely recovered by the liquid recovery means and the mist generated by the injected liquid from being discharged to the outside of the scrubber device.

請求項11記載の本発明は、燃焼機関からの排ガスの中に含まれる硫黄酸化物を処理することを特徴とする。
請求項11に記載の本発明によれば、排ガスの中に含まれるSOx(硫黄酸化物)の削減を行うことができる。
The present invention according to claim 11 is characterized in that sulfur oxides contained in exhaust gas from a combustion engine are treated.
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to reduce SOx (sulfur oxides) contained in exhaust gas.

請求項12記載の本発明は、液体として海水を用いることを特徴とする。
請求項12に記載の本発明によれば、清水や工業用水の場合と比べて脱硫性能を高め、安価に提供することができる。
The present invention according to claim 12 is characterized in that seawater is used as the liquid.
According to the present invention as set forth in claim 12 , the desulfurization performance can be improved compared to the case of fresh water or industrial water, and it can be provided at a low cost.

請求項13記載に対応したスクラバ装置を搭載した船舶においては、スクラバ装置を船舶に搭載し、燃焼機関としてのディーゼルエンジンからの排ガスを処理することを特徴とする。
請求項13に記載の本発明によれば、船舶を燃料油硫黄分濃度規制(SOx規制)や排ガス規制等に対応させることができ、例えば、ブラックカーボンの除去を行なうこともできる。
A ship equipped with a scrubber device according to claim 13 is characterized in that the scrubber device is installed on the ship to treat exhaust gas from a diesel engine serving as a combustion engine.
According to the present invention as set forth in claim 13 , it is possible to make ships comply with fuel oil sulfur concentration regulations (SOx regulations), exhaust gas regulations, etc., and for example, it is also possible to remove black carbon.

請求項14記載の本発明は、スクラバ装置の作動を海域ごとに異なる船舶からの排ガス規制に応じて制御することを特徴とする。
請求項14に記載の本発明によれば、海域ごとの排ガス規制に応じてスクラバ装置の効率的な運用を行うことができる。
The present invention as set forth in claim 14 is characterized in that the operation of the scrubber device is controlled in accordance with exhaust gas regulations from ships that differ depending on the sea area.
According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to efficiently operate the scrubber device in accordance with exhaust gas regulations for each sea area.

本発明のスクラバ装置によれば、第1排ガス経路と第2排ガス経路の接続部に液体回収手段を設けているため噴射した液体が回収しやすく、処理用の液体を排ガスの流れと並行に噴射するため、燃焼機関に逆圧がかかって燃焼に支障を来たすことがなく、高い排ガス処理能力を有する小型のスクラバ装置とすることができる。また、処理用の液体を第1排ガス経路のみにおいて噴射することにより、液体の噴射量が少なくてすみ、スクラバ装置の簡素化も図れる。また、負荷に応じて適正な液量を確保し、より適切に排ガスの処理を行うことができる。 According to the scrubber device of the present invention, since the liquid recovery means is provided at the connection between the first exhaust gas path and the second exhaust gas path, the injected liquid can be easily recovered, and the treatment liquid is injected in parallel with the flow of the exhaust gas. Therefore, it is possible to provide a small-sized scrubber device that has high exhaust gas processing ability without adverse pressure being applied to the combustion engine and causing combustion problems. Further, by injecting the processing liquid only in the first exhaust gas path, the amount of liquid to be injected can be reduced, and the scrubber device can also be simplified. Furthermore, it is possible to ensure an appropriate amount of liquid depending on the load and to more appropriately process exhaust gas.

また、液体噴射手段から噴射する液体の流量と第1排ガス経路を流れる排ガスの流量の比である液・ガス比を4L/Nm3以上とする場合には、液・ガス比を確保し、排ガス処理の規制値をより確実にクリアすることができる。 In addition, when the liquid/gas ratio, which is the ratio of the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means to the flow rate of the exhaust gas flowing through the first exhaust gas path, is set to 4 L/Nm 3 or more, the liquid/gas ratio is secured and the exhaust gas Processing regulation values can be more reliably cleared.

また、液体流量変更手段は、液体噴射手段から噴射される液体の流量を燃焼機関の負荷により変化する排ガスの流量に応じて変更する場合には、適正な液・ガス比を保ち、より適切に排ガスの処理を行うことができる In addition, when changing the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means in accordance with the flow rate of exhaust gas that changes depending on the load of the combustion engine , the liquid flow rate changing means maintains an appropriate liquid/gas ratio and Exhaust gas can be appropriately treated .

、液体流量変更手段は、使用する複数個の液体噴射手段の組み合わせを選択することにより、変更を行う場合には、液体噴射手段の組み合わせを選択して、より簡便かつ適切に液体の流量を変更することができる。 In addition , the liquid flow rate changing means can be changed by selecting a combination of a plurality of liquid ejecting means to be used. Flow rate can be changed.

また、第1排ガス経路に液体噴射手段を複数段設け、複数段の液体噴射手段のうちの上流側に位置する液体噴射手段から噴射する液体の噴射圧を下流側に位置する液体噴射手段から噴射する液体の噴射圧よりも低くした場合には、高い排ガス処理能力を維持しながら液体の噴射量を低く抑えて消費エネルギーを節約することができる。 Further, a plurality of stages of liquid injection means are provided in the first exhaust gas path, and the injection pressure of the liquid to be injected from the liquid injection means located on the upstream side of the plurality of stages of liquid injection means is injected from the liquid injection means located on the downstream side. When the injection pressure is lower than the liquid injection pressure, the amount of liquid injection can be kept low while maintaining a high exhaust gas treatment capacity, and energy consumption can be saved.

また、液体噴射手段は、第1排ガス経路の内径の中心点よりも上側の位置から液体を噴射する場合には、噴射した液体が第1排ガス経路の下壁面と接しにくくなり、排ガス全体に行き渡りより少ない流量で排ガス処理性能を高めることができる。 Furthermore, when the liquid injection means injects the liquid from a position above the center point of the inner diameter of the first exhaust gas path, the injected liquid becomes difficult to come into contact with the lower wall surface of the first exhaust gas path, and the liquid is distributed throughout the entire exhaust gas. Exhaust gas treatment performance can be improved with a smaller flow rate.

また、第1排ガス経路は下方に向かい、第2排ガス経路は上方に向かうように構成した場合には、液体回収手段の液体が液体噴射手段側に逆流することを防止しつつ、液体回収手段における液体の回収を容易にすることができる。 In addition, when the first exhaust gas path is configured to face downward and the second exhaust gas path is directed upward, the liquid in the liquid recovery means can be prevented from flowing back toward the liquid injection means, and the liquid in the liquid recovery means can be Liquid recovery can be facilitated.

また、第2排ガス経路は略鉛直方向に設けられ、第1排ガス経路は斜めに第2排ガス経路に接続される場合には、より一層効果的に排ガスの処理と、例えばスクラバ装置が揺動しても液体回収手段の液体の逆流防止を行うことができる。 In addition, when the second exhaust gas path is provided in a substantially vertical direction and the first exhaust gas path is connected to the second exhaust gas path diagonally, the exhaust gas can be processed more effectively and, for example, the scrubber device can be oscillated. It is possible to prevent backflow of the liquid in the liquid recovery means even if the liquid is recovered.

また、液体回収手段に、第1排ガス経路に噴射された液体を捕捉し排ガスと分離する気液セパレータを備えた場合には、噴射された液体を効果的に回収することができる。 Furthermore, when the liquid recovery means includes a gas-liquid separator that captures the liquid injected into the first exhaust gas path and separates it from the exhaust gas, the injected liquid can be effectively recovered.

また、第2排ガス経路に、液体回収手段で回収ができなかった液体の飛沫を回収するミストキャッチャーを備えた場合には、液体回収手段で回収しきれなかった液体のミストや噴射された液体により生じたミスト等の飛沫がスクラバ装置の外部に放出されることを防止できる。 In addition, if the second exhaust gas path is equipped with a mist catcher that collects droplets of liquid that could not be recovered by the liquid recovery means, the mist of the liquid that could not be recovered by the liquid recovery means or the sprayed liquid may It is possible to prevent the generated mist and other droplets from being discharged to the outside of the scrubber device.

また、燃焼機関からの排ガスの中に含まれる硫黄酸化物を処理する場合には、排ガスの中に含まれるSOx(硫黄酸化物)の削減を行うことができる。 Furthermore, when treating sulfur oxides contained in exhaust gas from a combustion engine, it is possible to reduce SOx (sulfur oxides) contained in exhaust gas.

また、液体として海水を用いる場合には、清水や工業用水の場合と比べて脱硫性能を高め、安価に提供することができる。 Furthermore, when seawater is used as the liquid, it has higher desulfurization performance and can be provided at a lower cost than in the case of fresh water or industrial water.

また、本発明のスクラバ装置を搭載した船舶によれば、船舶を燃料油硫黄分濃度規制(SOx規制)や排ガス規制等に対応させることができ、例えば、ブラックカーボンの除去を行なうこともできる。 Further, according to a ship equipped with the scrubber device of the present invention, the ship can be made to comply with fuel oil sulfur concentration regulations (SOx regulations), exhaust gas regulations, etc., and, for example, black carbon can be removed.

また、スクラバ装置の作動を海域ごとに異なる船舶からの排ガス規制に応じて制御する場合には、海域ごとの排ガス規制に応じてスクラバ装置の効率的な運用を行うことができる。 Furthermore, when the operation of the scrubber device is controlled in accordance with exhaust gas regulations from ships that differ for each sea area, the scrubber device can be operated efficiently in accordance with the exhaust gas regulations for each sea area.

本発明の実施形態によるスクラバ装置の設置概要図Installation schematic diagram of a scrubber device according to an embodiment of the present invention 同スクラバ装置の主要部概要図A schematic diagram of the main parts of the scrubber device 同液体噴射手段の外観写真Exterior photo of the liquid injection means 同他の実施形態によるスクラバ装置の概要図Schematic diagram of a scrubber device according to another embodiment 同更に他の実施形態によるスクラバ装置の概要図A schematic diagram of a scrubber device according to still another embodiment 同更に他の実施形態によるスクラバ装置の概要図A schematic diagram of a scrubber device according to still another embodiment 試験装置の構成図Configuration diagram of test equipment 試験装置におけるスクラバ装置の一部の外観写真Exterior photo of part of the scrubber device in the test equipment 各噴射ノズルの液体圧力に対する流量の推定値を示すグラフGraph showing estimated flow rate versus liquid pressure for each injection nozzle 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置によるブラックカーボンの計測結果を示すグラフGraph showing the measurement results of black carbon by a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles with the same diameter 口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置によるブラックカーボン削減率の試験結果を示すグラフ(負荷率37.5%)Graph showing test results of black carbon reduction rate by scrubber device using three liquid injection means having injection nozzles with different diameters (load rate 37.5%) 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置による脱硫性能の評価結果を示すグラフ(負荷率を50%)Graph showing evaluation results of desulfurization performance by a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter (load rate 50%) 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置において排ガス計測位置を変化させたときの排ガス性状の試験結果を示すグラフGraph showing the test results of exhaust gas properties when changing the exhaust gas measurement position in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles with the same diameter 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置において液体の性質を変化させたときの排ガス性状の試験結果を示すグラフ(負荷率50%、計測位置0.9m)Graph showing test results of exhaust gas properties when changing liquid properties in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles with the same diameter (load rate 50%, measurement position 0.9 m) 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置における液体水流量が脱硫性能に及ぼす影響に関する試験結果を示すグラフ(負荷率25~100%)Graph showing test results regarding the effect of liquid water flow rate on desulfurization performance in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles with the same diameter (load rate 25 to 100%) 口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置において噴射ノズル及び液体流量を変化させて排ガス性状を計測した結果を示すグラフGraph showing the results of measuring exhaust gas properties by changing the injection nozzle and liquid flow rate in a scrubber device using three liquid injection means having injection nozzles with different diameters. 図16のグラフを整理した各エンジン負荷率における液体流量に対する脱硫性能を示すグラフA graph showing the desulfurization performance versus liquid flow rate at each engine load factor, which is a compilation of the graphs in Figure 16. 図17のグラフの横軸を液・ガス比とした各エンジン負荷率における液体流量に対する脱硫性能を示すグラフA graph showing the desulfurization performance versus liquid flow rate at each engine load factor, with the horizontal axis of the graph in Figure 17 as the liquid/gas ratio. 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置において噴射ノズルが脱硫性能に及ぼす影響に関する試験結果を示すグラフGraph showing test results regarding the influence of injection nozzles on desulfurization performance in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置における排ガス流量(負荷率)の影響に関する試験結果を示すグラフGraph showing test results regarding the influence of exhaust gas flow rate (load factor) in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter 同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置における排ガス流量(負荷率)の影響に関する試験結果を示すグラフGraph showing test results regarding the influence of exhaust gas flow rate (load factor) in a scrubber device using two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter 燃料油の硫黄分濃度の上限値に関する規制の強化年表Chronology of strengthening regulations regarding the upper limit of sulfur content in fuel oil 従来のスクラバ装置の型式の例を示す図Diagram showing an example of a conventional scrubber device model

以下に、本発明の実施形態によるスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶について説明する。 Below, a scrubber device according to an embodiment of the present invention and a ship equipped with the scrubber device will be described.

図1は本実施形態によるスクラバ装置の設置概要図である。
ディーゼルエンジン等の燃焼機関100からの排気ガスは、選択触媒還元脱硝装置(SCR)200を通って、又は選択触媒還元脱硝装置(SCR)200をバイパスしてスクラバ装置1に流入する。
FIG. 1 is an installation schematic diagram of a scrubber device according to this embodiment.
Exhaust gas from a combustion engine 100 such as a diesel engine flows into the scrubber device 1 through a selective catalytic reduction and denitration device (SCR) 200 or by bypassing the selective catalytic reduction and denitration device (SCR) 200.

図2は本実施形態によるスクラバ装置の主要部概要図であり、図2(a)は全体図、図2(b)は液体噴射手段の図である。また、図3は液体噴射手段の外観写真である。
スクラバ装置1は、燃焼機関100からの排ガスを処理する。図2においては排ガスの流れ方向を矢印で示している。スクラバ装置1は、排ガスの流れる第1排ガス経路10と、第1排ガス経路10の排ガスに対して処理用の液体を排ガスの流れと並行に噴射する液体噴射手段20と、第1排ガス経路に接続された第2排ガス経路30と、第1排ガス経路10と第2排ガス経路30の接続部に設けた液体を回収する液体回収手段40とを備える。スクラバ装置1において、排ガス処理用の液体は、第1排ガス経路10のみにおいて噴射される。
第1排ガス経路10と第2排ガス経路30の接続部に液体回収手段40を設けているため噴射した液体が回収しやすく、処理用の液体を排ガスの流れと並行に噴射するため、燃焼機関100に逆圧がかかって燃焼に支障を来たすことがなく、高い排ガス処理能力を有する小型のスクラバ装置1とすることができる。
また、排ガス処理用の液体を排ガス流れと並行に第1排ガス経路10のみにおいて噴射することで、液体の噴射量が少なくてすみ、スクラバ装置1の簡素化も図れる。
また、スクラバ装置1は、燃焼機関100からの排ガスの中に含まれるSOx(硫黄酸化物)の削減を行うことができる。
FIG. 2 is a schematic view of the main parts of the scrubber device according to this embodiment, with FIG. 2(a) being an overall view and FIG. 2(b) being a diagram of a liquid ejecting means. Moreover, FIG. 3 is an external photograph of the liquid ejecting means.
The scrubber device 1 processes exhaust gas from the combustion engine 100. In FIG. 2, the flow direction of exhaust gas is indicated by an arrow. The scrubber device 1 includes a first exhaust gas path 10 through which exhaust gas flows, a liquid injection means 20 that injects a treatment liquid to the exhaust gas in the first exhaust gas path 10 in parallel with the flow of the exhaust gas, and is connected to the first exhaust gas path. The second exhaust gas path 30 is provided with a second exhaust gas path 30 , and a liquid recovery means 40 is provided at a connecting portion between the first exhaust gas path 10 and the second exhaust gas path 30 to recover the liquid. In the scrubber device 1, the liquid for exhaust gas treatment is injected only into the first exhaust gas path 10.
Since the liquid recovery means 40 is provided at the connection between the first exhaust gas path 10 and the second exhaust gas path 30, the injected liquid can be easily recovered. The scrubber device 1 can be small-sized and has a high exhaust gas processing ability without causing a problem in combustion due to back pressure being applied to the scrubber device 1.
Further, by injecting the liquid for exhaust gas treatment only in the first exhaust gas path 10 in parallel with the flow of the exhaust gas, the amount of liquid to be injected can be reduced, and the scrubber device 1 can be simplified.
Further, the scrubber device 1 can reduce SOx (sulfur oxides) contained in the exhaust gas from the combustion engine 100.

液体噴射手段20は複数個設けられており、それぞれ噴射ノズルを備えている。第1の液体噴射手段20Aの噴射ノズルの口径は第2の液体噴射手段20Bの噴射ノズルの口径よりも大きく、第2の液体噴射手段20Bの噴射ノズルの口径は、第3の液体噴射手段20Cの噴射ノズルの口径よりも大きい。噴射ノズルの口径比は、第1の液体噴射手段20A:第2の液体噴射手段20B:第3の液体噴射手段20C≒4:2:1である。これにより、各噴射ノズルから噴射される液体の流量[L/min]を異ならせている。
図2に示すように、第1の液体噴射手段20Aの噴射ノズルの噴射口を第1排ガス経路10の内径の中心点Cよりも上側の位置に配置し、第2の液体噴射手段20Bの噴射ノズルの噴射口を第1排ガス経路10の内径の中心点Cに配置し、第3の液体噴射手段20Cの噴射ノズルの噴射口を第1排ガス経路10の内径の中心点Cよりも下側の位置に配置している。第1排ガス経路10の内径の中心点Cよりも上側の位置から液体を噴射することで、噴射した液体が第1排ガス経路10の内径の中心点Cよりも下側の位置から液体を噴射する場合と比べて第1排ガス経路10の下壁面と接しにくくなり、排ガス全体に行き渡りより少ない流量で排ガス処理性能を高めることができる。
A plurality of liquid injection means 20 are provided, each of which is provided with an injection nozzle. The diameter of the injection nozzle of the first liquid injection means 20A is larger than the diameter of the injection nozzle of the second liquid injection means 20B, and the diameter of the injection nozzle of the second liquid injection means 20B is larger than the diameter of the injection nozzle of the second liquid injection means 20C. larger than the diameter of the injection nozzle. The aperture ratio of the injection nozzles is: first liquid injection means 20A: second liquid injection means 20B: third liquid injection means 20C≈4:2:1. Thereby, the flow rate [L/min] of the liquid injected from each injection nozzle is made different.
As shown in FIG. 2, the injection port of the injection nozzle of the first liquid injection means 20A is arranged at a position above the center point C of the inner diameter of the first exhaust gas path 10, and the injection port of the second liquid injection means 20B is The injection port of the nozzle is arranged at the center point C of the inner diameter of the first exhaust gas path 10, and the injection port of the injection nozzle of the third liquid injection means 20C is arranged below the center point C of the inner diameter of the first exhaust gas path 10. placed in position. By injecting the liquid from a position above the center point C of the inner diameter of the first exhaust gas path 10, the injected liquid injects the liquid from a position below the center point C of the inner diameter of the first exhaust gas path 10. Compared to the case, it is less likely to come into contact with the lower wall surface of the first exhaust gas path 10, and the exhaust gas can be distributed throughout the entire exhaust gas, thereby improving exhaust gas treatment performance with a smaller flow rate.

液体噴射手段20には、液体噴射手段20から噴射される液体の流量を排ガスの流量に応じて変更する液体流量変更手段50を備えている。液体流量変更手段50は、バルブと制御部から成り、別途計測した排ガス流量に応じて噴射する液体の流量を制御する。
噴射される液体の流量が排ガスの流量に応じて変更されることで、適正な液・ガス比を保ち、より適切に排ガスの処理を行うことができる。
また、液体流量変更手段50は、燃焼機関100の負荷に応じて、噴射される液体の流量を変更することもできる。燃焼機関100の負荷は回転検出器等のセンサ情報から判断する。これにより、負荷に応じて適正な液量を確保し、より適切に排ガスの処理を行うことができる。
また、本実施形態のように液体噴射手段20を複数個設けた場合には、液体流量変更手段50は、液体噴射手段20の使用個数を選択することにより、液体の流量の変更を行うことができる。これにより、液体噴射手段20の使用個数を選択して、より簡便かつ適切に液体の流量を変更することができる。
The liquid ejecting means 20 includes a liquid flow rate changing means 50 that changes the flow rate of the liquid injected from the liquid ejecting means 20 according to the flow rate of the exhaust gas. The liquid flow rate changing means 50 is composed of a valve and a control section, and controls the flow rate of the liquid to be injected according to the separately measured exhaust gas flow rate.
By changing the flow rate of the injected liquid according to the flow rate of the exhaust gas, an appropriate liquid/gas ratio can be maintained and the exhaust gas can be treated more appropriately.
Further, the liquid flow rate changing means 50 can also change the flow rate of the injected liquid depending on the load of the combustion engine 100. The load on the combustion engine 100 is determined from sensor information such as a rotation detector. Thereby, an appropriate amount of liquid can be secured according to the load, and exhaust gas can be treated more appropriately.
Further, when a plurality of liquid ejecting means 20 are provided as in this embodiment, the liquid flow rate changing means 50 can change the flow rate of the liquid by selecting the number of liquid ejecting means 20 to be used. can. Thereby, the number of liquid ejecting means 20 to be used can be selected and the flow rate of the liquid can be changed more easily and appropriately.

スクラバ装置1において、第1排ガス経路10は下方に向かい、第2排ガス経路30は上方に向かうように構成されている。これにより、排ガスを効果的に処理することができる。また、第1排ガス経路10と第2排ガス経路30の接続部が、第1排ガス経路10への排ガス入口側に配置されている液体噴射手段20よりも下方に位置することになり、接続部に設けられている液体回収手段40に溜まった液体が液体噴射手段20側に逆流することを防止しつつ、液体回収手段40における液体の回収を容易にすることができる。これは、船体が動揺する船舶にスクラバ装置1を適用する場合に特に有効である。
さらに、第2排ガス経路30は略鉛直方向に起立するように設けられ、第1排ガス経路10は第2排ガス経路30に対して斜めに接続されている。これにより、より一層効果的に排ガスの処理と、例えばスクラバ装置1が揺動しても液体回収手段40の液体の逆流防止を行うことができる。
なお、図2において、第1排ガス経路10は第2排ガス経路30に対して約45度に斜めに接続されているが、船舶に適用する場合、他の構造物とのスペースの取り合いからこれ以下の角度であることが望ましい。
In the scrubber device 1, the first exhaust gas path 10 is configured to face downward, and the second exhaust gas path 30 is configured to face upward. Thereby, exhaust gas can be effectively treated. Further, the connecting portion between the first exhaust gas path 10 and the second exhaust gas path 30 is located below the liquid injection means 20 disposed on the exhaust gas inlet side to the first exhaust gas path 10. The liquid collected in the provided liquid recovery means 40 can be prevented from flowing back toward the liquid injection means 20, and the liquid can be easily recovered in the liquid recovery means 40. This is particularly effective when the scrubber device 1 is applied to a ship whose hull is moving.
Furthermore, the second exhaust gas path 30 is provided so as to stand up in a substantially vertical direction, and the first exhaust gas path 10 is diagonally connected to the second exhaust gas path 30. This makes it possible to more effectively process the exhaust gas and prevent backflow of the liquid in the liquid recovery means 40 even if the scrubber device 1 swings, for example.
In FIG. 2, the first exhaust gas path 10 is connected diagonally to the second exhaust gas path 30 at an angle of about 45 degrees; however, when applied to a ship, it is connected to the second exhaust gas path 30 at an angle of about 45 degrees. It is desirable that the angle is .

液体回収手段40には、第1排ガス経路10に噴射された液体を捕捉し排ガスと分離する気液セパレータ41を構造として備えている。これにより、噴射された液体を効果的に回収することができる。
本実施形態では、第1排ガス経路10と第2排ガス経路30の接続部を装置下面から所定距離上方に設けることで、接続部と装置下面との間を気液セパレータ41としている。気液セパレータ41に溜まった液体は、装置下面に接続されているドレイン配管42を介してドレインタンク(図示無し)に送出される。
The liquid recovery means 40 has a structure including a gas-liquid separator 41 that captures the liquid injected into the first exhaust gas path 10 and separates it from the exhaust gas. Thereby, the injected liquid can be effectively recovered.
In this embodiment, the connecting portion between the first exhaust gas path 10 and the second exhaust gas path 30 is provided a predetermined distance above the bottom surface of the device, so that a gas-liquid separator 41 is provided between the connecting portion and the bottom surface of the device. The liquid accumulated in the gas-liquid separator 41 is sent to a drain tank (not shown) via a drain pipe 42 connected to the bottom surface of the device.

また、スクラバ装置1は、液体回収手段40で回収ができなかった液体の飛沫を回収するミストキャッチャー60を、第2排ガス経路30の上部に備えている。これにより、液体回収手段40で回収しきれなかった液体のミストや噴射された液体により生じたミスト等の飛沫がスクラバ装置1の外部に放出されることを防止できる。なお、液体回収手段40で回収ができなかった液体の飛沫には、排ガスが急速に冷却されたことで生じる硫酸ミストを含むものであり、スクラバ装置1によっては、硫酸ミストの割合が大部分を占める場合もある。 Further, the scrubber device 1 includes a mist catcher 60 above the second exhaust gas path 30 for collecting droplets of liquid that could not be collected by the liquid collection means 40. Thereby, it is possible to prevent droplets such as the mist of the liquid that cannot be completely recovered by the liquid recovery means 40 and the mist generated by the injected liquid from being discharged to the outside of the scrubber device 1 . Note that the liquid droplets that could not be recovered by the liquid recovery means 40 contain sulfuric acid mist generated due to rapid cooling of the exhaust gas, and depending on the scrubber device 1, the sulfuric acid mist may account for most of the sulfuric acid mist. Sometimes it occupies.

また、スクラバ装置1は、液体として海水を用いることもできる。排ガス処理用の液体として海水を用いることで、清水や工業用水の場合と比べて脱硫性能を高め、安価に提供することができる。 Further, the scrubber device 1 can also use seawater as the liquid. By using seawater as the liquid for exhaust gas treatment, desulfurization performance can be improved compared to fresh water or industrial water, and it can be provided at a lower cost.

また、スクラバ装置1を船舶に搭載し、燃焼機関100としてのディーゼルエンジンからの排ガスを処理することで、船舶を燃料油硫黄分濃度規制(SOx規制)や排ガス規制等に対応させることができ、例えば、ブラックカーボンの除去を行なうこともできる。
また、スクラバ装置1を船舶に搭載した場合は、スクラバ装置1の作動を海域ごとに異なる船舶からの排ガス規制に応じて制御することで、海域ごとの排ガス規制に応じてスクラバ装置1の効率的な運用を行うことができる。
In addition, by installing the scrubber device 1 on a ship and treating exhaust gas from a diesel engine as the combustion engine 100, the ship can be made to comply with fuel oil sulfur concentration regulations (SOx regulations), exhaust gas regulations, etc. For example, black carbon can also be removed.
In addition, when the scrubber device 1 is installed on a ship, the operation of the scrubber device 1 can be controlled in accordance with the exhaust gas regulations from ships that differ depending on the sea area. It is possible to carry out effective operations.

次に、本発明の他の実施形態によるスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同じ符号を付して説明を省略する。
図4は本発明の他の実施形態によるスクラバ装置の概要図である。
本実施形態によるスクラバ装置1は、第1排ガス経路10において液体噴射手段20を上流側と下流側の2段に設け、2段の液体噴射手段20のうちの上流側に位置する液体噴射手段20から噴射する液体の噴射圧を下流側に位置する液体噴射手段20から噴射する液体の噴射圧よりも低くしている。
液体噴射手段20を多段に設けることで、より一層効果的に排ガスの処理を行うことができる。また、上流側の液体噴射手段20からの液体の噴射は排ガス温度の低下を主目的とすることができるため、高い排ガス処理能力を維持しながら液体の噴射量を低く抑えて消費エネルギーを節約することができる。
なお、液体噴射手段20を3段以上設けることもできる。
Next, a scrubber device according to another embodiment of the present invention and a ship equipped with the scrubber device will be described. In addition, the same reference numerals are attached to the same functional members as in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.
FIG. 4 is a schematic diagram of a scrubber device according to another embodiment of the present invention.
The scrubber device 1 according to the present embodiment is provided with liquid injection means 20 in two stages, an upstream side and a downstream side, in the first exhaust gas path 10, and the liquid injection means 20 located on the upstream side of the two stages of liquid injection means 20. The injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means 20 is set lower than the injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means 20 located on the downstream side.
By providing the liquid injection means 20 in multiple stages, exhaust gas can be treated even more effectively. In addition, since the main purpose of the liquid injection from the upstream liquid injection means 20 can be to lower the exhaust gas temperature, the amount of liquid injection can be kept low while maintaining high exhaust gas processing capacity to save energy consumption. be able to.
Note that the liquid ejecting means 20 may be provided in three or more stages.

次に、本発明の更に他の実施形態によるスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同じ符号を付して説明を省略する。
図5は本発明の更に他の実施形態によるスクラバ装置の概要図である。
図5(a)は、第1排ガス経路10を第2排ガス経路30に対して垂直に設けたものである。
図5(b)は、第1排ガス経路10を第2排ガス経路30と平行に設けたものである。この場合は、接続部に設けられている液体回収手段40に溜まった液体が液体噴射手段20側に逆流することをより一層防止できる。
Next, a scrubber device according to still another embodiment of the present invention and a ship equipped with the scrubber device will be described. In addition, the same reference numerals are attached to the same functional members as in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.
FIG. 5 is a schematic diagram of a scrubber device according to still another embodiment of the present invention.
In FIG. 5A, the first exhaust gas path 10 is provided perpendicularly to the second exhaust gas path 30. In FIG.
In FIG. 5(b), the first exhaust gas path 10 is provided parallel to the second exhaust gas path 30. In this case, it is possible to further prevent the liquid accumulated in the liquid recovery means 40 provided at the connection portion from flowing back toward the liquid injection means 20 side.

次に、本発明の更に他の実施形態によるスクラバ装置、及びスクラバ装置を搭載した船舶について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材については同じ符号を付して説明を省略する。
図6は本発明の更に他の実施形態によるスクラバ装置の概要図である。
本実施形態では、液体回収手段40に、第1排ガス経路10の出口と向かい合わせに配置した多孔材から成る分離部43(気液セパレータ)を設けたものである。これにより、第1排ガス経路10に噴射された液体をより確実に捕捉し排ガスと分離することができる。
図6において、第1排ガス経路10は第2排ガス経路30に対して約10度に斜めに接続されている。これは、実際の船舶の他の構造物とのスペースの取り合いから定めたものであり、これ以下の角度になると、船舶が揺動した場合に液体が逆流する場合があるため、接続角度は10度以上であることが好ましく、15度以上であることがより好ましい。但し、第1排ガス経路10に逆流防止手段を備えた場合は、この限りではない。
Next, a scrubber device according to still another embodiment of the present invention and a ship equipped with the scrubber device will be described. In addition, the same reference numerals are attached to the same functional members as in the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a schematic diagram of a scrubber device according to still another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the liquid recovery means 40 is provided with a separation section 43 (gas-liquid separator) made of a porous material and arranged opposite to the outlet of the first exhaust gas path 10. Thereby, the liquid injected into the first exhaust gas path 10 can be captured more reliably and separated from the exhaust gas.
In FIG. 6, the first exhaust gas path 10 is connected to the second exhaust gas path 30 at an angle of about 10 degrees. This was determined based on the actual space requirements with other structures on the ship, and if the angle is less than this, liquid may flow backwards when the ship rocks, so the connection angle is 10 It is preferably at least 15 degrees, more preferably at least 15 degrees. However, this is not the case when the first exhaust gas path 10 is provided with a backflow prevention means.

次に、本発明の実施形態によるスクラバ装置を用いた試験結果について説明する。
図7は試験装置の構成図である。また、図8は試験装置におけるスクラバ装置の一部の外観写真である。
試験装置は、SO計及びCO計71、排ガス出口温度計測器72、排ガス経路温度計測器73、O計74、排ガス入口温度計測器75、ブースターポンプ76、サンプル採取口77、循環タンク78、濁度計79、PAH計80、pH計81、スクラバ水温度計測器82、pH制御器83、循環ポンプ84、循環水冷却器85を備える。
Next, test results using the scrubber device according to the embodiment of the present invention will be explained.
FIG. 7 is a configuration diagram of the test device. Moreover, FIG. 8 is an external photograph of a part of the scrubber device in the test equipment.
The test equipment includes an SO 2 meter and a CO 2 meter 71, an exhaust gas outlet temperature meter 72, an exhaust gas path temperature meter 73, an O 2 meter 74, an exhaust gas inlet temperature meter 75, a booster pump 76, a sample collection port 77, and a circulation tank. 78, a turbidity meter 79, a PAH meter 80, a pH meter 81, a scrubber water temperature meter 82, a pH controller 83, a circulation pump 84, and a circulating water cooler 85.

本試験においては、C重油(硫黄分濃度2.0~3.5%程度)を使用した。また、燃焼機関100として257kW中速ディーゼルエンジンを用いた。下表1は、ディーゼルエンジンの主要目である。
In this test, heavy oil C (sulfur concentration of about 2.0 to 3.5%) was used. Furthermore, a 257 kW medium-speed diesel engine was used as the combustion engine 100. Table 1 below shows the main features of diesel engines.

試験に用いたスクラバ装置1は、ディーゼルエンジンからの排ガス中のSOを脱硫するために設計されており、SO濃度が約800ppm、最大流量約1200Nm3 /hの排ガスを処理することが可能である。
スクラバ装置1では、排ガス中にSOを吸収するための液体(洗浄水)を噴射する。なお、第2排ガス経路30には、下方に向けて処理用の液体を噴射する第2の液体噴射手段86が設けられているが、本試験では使用していない。
スクラバ装置1をクローズループで運転する場合、噴射された液体は、下部の循環水出口より循環水タンク78に貯められ、再び排ガス処理用の液体として排ガス中に噴射される。循環水タンク78内では、pHを7に保つように、25%濃度の水酸化ナトリウムが自動で注入される。
また、試験においては、燃料として硫黄分濃度約2.2%のC重油(当初は硫黄分濃度2.24%、以降は燃料補給のため硫黄分濃度2.16%)を使用した。
The scrubber device 1 used in the test is designed to desulfurize SO 2 in exhaust gas from a diesel engine, and is capable of processing exhaust gas with an SO 2 concentration of approximately 800 ppm and a maximum flow rate of approximately 1200 Nm 3 /h. It is.
The scrubber device 1 injects a liquid (cleaning water) for absorbing SO 2 into the exhaust gas. Note that the second exhaust gas path 30 is provided with a second liquid injection means 86 that injects a processing liquid downward, but it was not used in this test.
When the scrubber device 1 is operated in a closed loop, the injected liquid is stored in the circulating water tank 78 from the lower circulating water outlet, and is again injected into the exhaust gas as a liquid for exhaust gas treatment. In the circulating water tank 78, 25% sodium hydroxide is automatically injected to maintain the pH at 7.
In addition, in the test, C heavy oil with a sulfur content of approximately 2.2% was used as fuel (initially, the sulfur content was 2.24%, and thereafter the sulfur content was 2.16% for refueling).

試験には図3に示す液体噴射手段20を用いた。上述の通り、第1の液体噴射手段20A、第2の液体噴射手段20B、第3の液体噴射手段20Cで噴射ノズルの口径は異なっており、これらの噴射ノズルを組み合わせて使用することができる。すなわち、液体流量に応じて、任意の組み合わせで噴射ノズルを使用することで液体噴射の状態を変化させることができる。下表2は3種類の噴射ノズルの仕様詳細である。また、図9はそれぞれの噴射ノズルの液体圧力に対する流量の推定値である。なお、図9では、第1の液体噴射手段20Aの噴射ノズルがNo.3、第2の液体噴射手段20Bの噴射ノズルがNo.2、第3の液体噴射手段20Cの噴射ノズルがNo.3に対応する。
A liquid ejecting means 20 shown in FIG. 3 was used in the test. As described above, the diameters of the injection nozzles are different in the first liquid injection means 20A, the second liquid injection means 20B, and the third liquid injection means 20C, and these injection nozzles can be used in combination. That is, depending on the liquid flow rate, the state of liquid injection can be changed by using the injection nozzles in any combination. Table 2 below shows the detailed specifications of the three types of injection nozzles. Moreover, FIG. 9 shows estimated values of the flow rate with respect to the liquid pressure of each injection nozzle. In addition, in FIG. 9, the injection nozzle of the first liquid injection means 20A is No. 3. The injection nozzle of the second liquid injection means 20B is No. 2. The injection nozzle of the third liquid injection means 20C is No. Corresponds to 3.

液体噴射の状態や液体流量がSOx及びブラックカーボンの処理能力に及ぼす影響を調べるため、以下(I)及び(II)の試験を実施した。
(I)同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1によるブラックカーボンの計測
予備試験として、ミストキャッチャー60の下流において、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1によるブラックカーボン処理能力を実機により計測する。
(II)口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1による液体噴射の影響を調べる試験
図3に示す液体噴射の状態を変化させることができる液体噴射手段20を用いて、噴射ノズル及び液体流量を変化させてブラックカーボン処理能力を計測する。液体噴射の影響を調べるため、ブラックカーボンの計測位置は噴射ノズルから0.9m離れた配管とした(図8参照)。
The following tests (I) and (II) were conducted to examine the effects of liquid injection conditions and liquid flow rates on SOx and black carbon processing performance.
(I) Measurement of black carbon by the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter As a preliminary test, two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter were used downstream of the mist catcher 60. The black carbon processing capacity of the scrubber device 1 using the scrubber device 20 is measured using an actual device.
(II) Test to investigate the influence of liquid jetting by the scrubber device 1 using three liquid jetting means 20 having jetting nozzles with different diameters Using the liquid jetting means 20 that can change the state of liquid jetting shown in FIG. Then, the black carbon processing capacity is measured by changing the injection nozzle and liquid flow rate. In order to examine the influence of liquid injection, the black carbon measurement position was set to a pipe 0.9 m away from the injection nozzle (see FIG. 8).

スクラバ装置1によるブラックカーボン処理能力を検証するため、ディーゼルエンジンをC重油(硫黄分濃度2.2%)で運転し、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いてブラックカーボン削減率を計測した。ブラックカーボン削減率は、エンジン直後のBC濃度(スクラバ装置1前)と、ミストキャッチャー60の下流の配管でサンプリングしたBC濃度(スクラバ装置1後)から算出した。図10に試験結果を示す。図10は、同じ口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段を用いたスクラバ装置(充填塔式)によるブラックカーボンの計測結果を示すグラフである。
これより、エンジン負荷率25~100%の範囲において、ブラックカーボン削減率は60~80%程度であることがわかる。
In order to verify the black carbon processing ability of the scrubber device 1, a diesel engine was operated with C heavy oil (sulfur content concentration 2.2%), and the scrubber device 1 used two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter. The black carbon reduction rate was measured using The black carbon reduction rate was calculated from the BC concentration immediately after the engine (before the scrubber device 1) and the BC concentration sampled in the pipe downstream of the mist catcher 60 (after the scrubber device 1). Figure 10 shows the test results. FIG. 10 is a graph showing the measurement results of black carbon by a scrubber device (packed tower type) using two liquid injection means having injection nozzles of the same diameter.
From this, it can be seen that the black carbon reduction rate is about 60 to 80% in the range of engine load factor of 25 to 100%.

口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いて、噴射ノズル及び液体流量を変化させてブラックカーボン処理能力を計測した。液体噴射の影響を調べるため、ブラックカーボンの計測位置は噴射ノズルから0.9m離れた配管とした(図8参照)。 Using a scrubber device 1 that uses three liquid injection means 20 having injection nozzles with different diameters, the black carbon processing capacity was measured while changing the injection nozzles and the liquid flow rate. In order to examine the influence of liquid injection, the black carbon measurement position was set to a pipe 0.9 m away from the injection nozzle (see FIG. 8).

図11はエンジン負荷率を37.5%とした場合、口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を使用した際のブラックカーボン削減率の試験結果である。これより、ブラックカーボン削減率は液体流量が多くなるに従って高まり、同一の液体流量において、噴射ノズルが小さくなるほど上昇していることがわかる。このことは、スクラバ装置1によるブラックカーボンの削減能力は噴射ノズルの影響を強く受けており、液体流量に適した適切な噴射ノズルを用いることによって、少量の液体であっても高いブラックカーボン削減率が得られることを示している。 FIG. 11 shows the test results of the black carbon reduction rate when using the scrubber device 1 using three liquid injection means 20 having injection nozzles with different diameters when the engine load factor is 37.5%. From this, it can be seen that the black carbon reduction rate increases as the liquid flow rate increases, and increases as the injection nozzle becomes smaller at the same liquid flow rate. This means that the black carbon reduction ability of the scrubber device 1 is strongly influenced by the injection nozzle, and by using an appropriate injection nozzle suitable for the liquid flow rate, a high black carbon reduction rate can be achieved even with a small amount of liquid. This shows that it is possible to obtain

図12は別途実施した試験結果の一例であり、エンジン負荷率を50%とした場合、SO濃度(ppm)とCO濃度(% v/v)から、脱硫性能を評価した結果である。
本試験は、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いて実施しており、同じ型式の2本の噴射ノズルが取り付けられた状態で、使用する噴射ノズルの本数を変えて計測している。これより、脱硫性能は液体流量だけではなく、液体噴射の状態の影響を強く受けていることがわかる。なお、図12に示す破線は規制値(SO/CO=21.7以下で0.5%S相当)を表している。
FIG. 12 is an example of the results of a test conducted separately, and is the result of evaluating desulfurization performance from SO 2 concentration (ppm) and CO 2 concentration (% v/v) when the engine load rate is 50%.
This test was conducted using a scrubber device 1 that uses two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter, and with two injection nozzles of the same type installed, the injection nozzle used Measurements are made by changing the number of . This shows that the desulfurization performance is strongly influenced not only by the liquid flow rate but also by the liquid injection conditions. Note that the broken line shown in FIG. 12 represents the regulation value (SO 2 /CO 2 = 21.7 or less, equivalent to 0.5% S).

これらの試験から以下の事項が確認できた。
1)同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1によるブラックカーボン処理能力の実機試験を行い、エンジン負荷率25~100%の範囲において、ブラックカーボン削減率は60~80%程度であることを確認した。
2)ブラックカーボン処理能力は液体噴射の状態の影響を強く受け、液体流量に適した適切な噴射ノズルを用いることによって、少量の液体であっても高いブラックカーボン削減率が得られることを確認した。
3)噴射ノズルから0.9m離れた位置で、ブラックカーボン削減率は最大55%程度であることを確認した。
以上のことから、スクラバ装置1は、SOx削減だけでなく、ブラックカーボン削減の効果があることを確認した。
The following items were confirmed from these tests.
1) An actual machine test was conducted on the black carbon processing ability of the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter, and the black carbon reduction rate was 60 to 60% in the engine load rate range of 25 to 100%. It was confirmed that it was about 80%.
2) Black carbon processing capacity is strongly affected by liquid injection conditions, and we confirmed that by using an appropriate injection nozzle suited to the liquid flow rate, a high black carbon reduction rate can be obtained even with a small amount of liquid. .
3) It was confirmed that the maximum black carbon reduction rate was about 55% at a position 0.9 m away from the injection nozzle.
From the above, it was confirmed that the scrubber device 1 is effective not only in reducing SOx but also in reducing black carbon.

上述した実機によるスクラバ装置1の確認試験の結果より、長さ0.9m程度の配管において、最大55%程度のブラックカーボン削減ができることを確認するとともに、SOx規制をクリアするための脱硫性能が得られることを確認した。一方、スクラバ装置1を数百~数千トン程度の比較的小さい船舶に搭載する場合、スクラバ装置1の小型化が必要となる。そこで、比較的小さい船舶にスクラバ装置1を搭載することを想定してスクラバ装置1の小型化に着目し、脱硫性能を詳細に調査した結果及び小型のスクラバ装置1の試設計を行った結果について述べるとともに、小型のスクラバ装置1によるブラックカーボン削減効果を評価する。 The results of the above-mentioned confirmation test of the scrubber device 1 using the actual equipment confirmed that it was possible to reduce black carbon by up to 55% in a pipe with a length of about 0.9 m, and also achieved desulfurization performance to clear SOx regulations. It was confirmed that On the other hand, when the scrubber device 1 is mounted on a relatively small ship of several hundred to several thousand tons, the scrubber device 1 needs to be downsized. Therefore, we focused on downsizing the scrubber device 1 assuming that it would be installed on a relatively small ship, and here are the results of a detailed investigation of the desulfurization performance and the results of a trial design of the small scrubber device 1. At the same time, the black carbon reduction effect of the small scrubber device 1 will be evaluated.

実船搭載時に必要となる液体水量(噴射圧力を含めたポンプの仕様)を推定するための試験を行った。
以下の(I)~(III)の実機試験を実施した。
(I)排ガス計測位置を変化させたときの排ガス性状の計測
同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1において、噴射ノズルから計測位置までの距離を0.3~1.5mの範囲で変化させたときの排ガス性状を計測する(図8参照)。
(II)海水使用時の脱硫性能
オープンループスクラバによる使用を想定した海水使用時の排ガス性状を計測する。排ガス性状の計測位置は、噴射ノズルから計測位置までの距離を0.9mとする。
(III)口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1による試験
3つの液体噴射手段20の各噴射ノズルから計測位置までの距離を0.9mとし、エンジン負荷率及び液体流量を変化させて排ガス性状を計測する。さらに、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1の試験結果と比較する。
A test was conducted to estimate the amount of liquid water (pump specifications including injection pressure) required when installed on an actual ship.
The following actual machine tests (I) to (III) were conducted.
(I) Measurement of exhaust gas properties when changing the exhaust gas measurement position In the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter, the distance from the injection nozzle to the measurement position is 0.3~ The exhaust gas properties are measured when changing over a range of 1.5 m (see Figure 8).
(II) Desulfurization performance when using seawater Measure the exhaust gas properties when using seawater assuming use with an open-loop scrubber. The measurement position of the exhaust gas properties is set at a distance of 0.9 m from the injection nozzle to the measurement position.
(III) Test using scrubber device 1 using three liquid injection means 20 having injection nozzles with different diameters The distance from each injection nozzle of three liquid injection means 20 to the measurement position was 0.9 m, and the engine load factor and The exhaust gas properties are measured by changing the liquid flow rate. Furthermore, a comparison will be made with the test results of the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter.

図13は同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1において、噴射ノズルから計測位置までの距離を0.3~1.5mの範囲で変化させたときの脱硫性能を求めた結果である。本試験において、排ガス中のSO濃度とCO濃度を計測し、その比によって脱硫性能を評価している。これより、計測位置が長く、液体流量が多くなるほど脱硫性能は高まり、液体流量が120L/minの場合、噴射ノズルから計測位置までの距離が0.6m以上、液体流量が90L/minの場合、噴射ノズルから計測位置までの距離が0.9m以上で規制値(SO/CO=21.7以下で0.5%S相当)をクリアできることがわかる。すなわち、規制値をクリアするためのスクラバ装置1の寸法及び液体流量の目安をつけることができた。 FIG. 13 shows the desulfurization performance when the distance from the injection nozzle to the measurement position is varied in the range of 0.3 to 1.5 m in the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter. This is the result of finding. In this test, the SO 2 concentration and CO 2 concentration in the exhaust gas are measured, and the desulfurization performance is evaluated based on the ratio. From this, the longer the measurement position and the higher the liquid flow rate, the higher the desulfurization performance.When the liquid flow rate is 120L/min, when the distance from the injection nozzle to the measurement position is 0.6m or more, and when the liquid flow rate is 90L/min, It can be seen that the regulation value (SO 2 /CO 2 = 21.7 or less, equivalent to 0.5% S) can be cleared when the distance from the injection nozzle to the measurement position is 0.9 m or more. That is, it was possible to set a guideline for the dimensions of the scrubber device 1 and the liquid flow rate in order to clear the regulation values.

スクラバ装置1の小型化を目指して機器設計を行う場合、液体を海水としたオープンループスクラバが有望である。オープンループスクラバは関連設備を少なくできるばかりでなく、清水よりも海水の方が高い脱硫性能が見込まれるためである。
図14は、エンジン負荷率を50%とした状態で、液体流量を変化させ、液体(清水、海水)の影響を調べた結果である。これより、清水よりも海水の方が高い脱硫性能が得られていることがわかる。
When designing equipment with the aim of downsizing the scrubber device 1, an open-loop scrubber that uses seawater as the liquid is promising. This is because open-loop scrubbers can not only reduce the amount of related equipment required, but also have higher desulfurization performance in seawater than in fresh water.
FIG. 14 shows the results of examining the influence of liquid (fresh water, seawater) by varying the liquid flow rate with the engine load factor set at 50%. This shows that seawater has higher desulfurization performance than fresh water.

図15は同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1において、エンジン負荷率を25~100%とした場合の試験結果である。本試験の際に計測したSO濃度とCO濃度から、脱硫性能を評価した。図15に示す破線は規制値(SO/CO=21.7以下で0.5%S相当)を表しており、これより、負荷率25%において液体流量が70L/min程度、負荷率が100%において液体流量が130L/min程度で規制値をクリアしていることがわかる。このことは、図8に示した長さ0.9m程度の配管において、規制値をクリアするための脱硫性能が得られることを意味している。 FIG. 15 shows test results when the engine load factor was set to 25 to 100% in the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter. Desulfurization performance was evaluated from the SO 2 concentration and CO 2 concentration measured during this test. The broken line shown in FIG. 15 represents the regulation value (equivalent to 0.5% S when SO 2 /CO 2 = 21.7 or less). It can be seen that when the liquid flow rate is 100%, the liquid flow rate is about 130 L/min, which clears the regulation value. This means that the desulfurization performance to clear the regulation value can be obtained in the pipe with a length of about 0.9 m shown in FIG. 8.

図16は口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1において、噴射ノズル及び液体流量を変化させて排ガス性状を計測した結果である。
図16(a)はエンジン負荷率を25%としたときの結果であり、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1においては、規制値をクリアするために70L/min程度の液体流量が必要であったのに対して、噴射ノズルNo.1(最も小さいノズル)を使うことにより15L/min程度の液体流量で十分な脱硫性能が得られていることがわかる。
図16(b)はエンジン負荷率を50%としたときの結果であり、噴射ノズルNo.1又はNo.2を使うことにより、同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1の液体流量と比べて1/3程度での液体流量で十分な脱硫性能が得られていることがわかる。
図16(c)及び(d)はそれぞれエンジン負荷率を75%、100%としたときの結果であり、噴射ノズルNo.3(最も大きいノズル)又は複数の噴射ノズルの組み合わせによってSOx規制をクリアするための脱硫性能が得られていることがわかる。
FIG. 16 shows the results of measuring exhaust gas properties while changing the injection nozzles and liquid flow rate in the scrubber device 1 using three liquid injection means 20 having injection nozzles with different diameters.
Figure 16(a) shows the results when the engine load factor is 25%, and in the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter, 70L is required to clear the regulation value. /min was required, whereas injection nozzle No. It can be seen that sufficient desulfurization performance is obtained with a liquid flow rate of about 15 L/min by using Nozzle No. 1 (the smallest nozzle).
FIG. 16(b) shows the results when the engine load factor is 50%, and the results are shown for injection nozzle No. 1 or No. 2, sufficient desulfurization performance can be obtained with a liquid flow rate of about 1/3 compared to the liquid flow rate of the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter. I understand.
FIGS. 16(c) and 16(d) show the results when the engine load factor is 75% and 100%, respectively, and the injection nozzle No. 3 (the largest nozzle) or a combination of a plurality of injection nozzles can provide the desulfurization performance to meet the SOx regulations.

これより、エンジン負荷率25~100%の範囲で、SOx規制をクリアするための脱硫性能が得られることを確認できた。また、スクラバ装置1の脱硫性能は噴射ノズルの影響を強く受け、口径が異なる噴射ノズルを有する3つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1によって液体流量に適した適切な噴射ノズルを用いることによって、少量の液体であっても高い脱硫性能が得られることが確認された。すなわち、液体噴射ポンプの電動機にインバータなどを取り付け、適切な制御をすることによって、ポンプ動力の小出力化が可能になる。 From this, it was confirmed that desulfurization performance to meet SOx regulations could be obtained in the engine load ratio range of 25 to 100%. In addition, the desulfurization performance of the scrubber device 1 is strongly influenced by the injection nozzle, and by using an appropriate injection nozzle suitable for the liquid flow rate, the scrubber device 1 uses three liquid injection means 20 having injection nozzles with different diameters. It was confirmed that high desulfurization performance can be obtained even with a small amount of liquid. That is, by attaching an inverter or the like to the electric motor of the liquid injection pump and performing appropriate control, it is possible to reduce the pump power output.

図17は図16の試験結果を整理し、それぞれのエンジン負荷率において適切な噴射ノズルを使用したときの結果を抜き出してプロットしたグラフである。スクラバ装置1の塔内温度の制限があり、エンジン負荷率75%の際に噴射ノズルNo.1とNo.2を組み合わせた状態で運転できなかったため、エンジン負荷率50%と75%の液体流量の違いが大きい。耐熱性の高いスクラバ装置1であればエンジン負荷率50~75%の間もより少量の液体流量で適切な脱硫性能が得られると考えられる。 FIG. 17 is a graph arranging the test results shown in FIG. 16, extracting and plotting the results when appropriate injection nozzles were used at each engine load factor. There is a limit on the temperature inside the column of the scrubber device 1, and when the engine load rate is 75%, the injection nozzle No. 1 and no. Since it was not possible to operate with a combination of 2, there is a large difference in liquid flow rate between 50% and 75% engine load rates. It is thought that if the scrubber device 1 has high heat resistance, appropriate desulfurization performance can be obtained with a smaller liquid flow rate even during an engine load rate of 50 to 75%.

図18は図17の横軸を液・ガス比(液体流量[L/h]と排ガス流量[Nm3/h]との比)としたグラフである。液・ガス比はスクラバ装置1の性能を表す指標であり、スクラバ装置1の設計や液体流量の制御などに用いることができる数値である。本試験結果においては、液・ガス比が7L/Nm3以下で規制値をクリアしていることがわかる。 FIG. 18 is a graph in which the horizontal axis of FIG. 17 is the liquid/gas ratio (ratio of liquid flow rate [L/h] to exhaust gas flow rate [Nm3/h]). The liquid/gas ratio is an index representing the performance of the scrubber device 1, and is a numerical value that can be used for designing the scrubber device 1, controlling the liquid flow rate, and the like. The test results show that the liquid/gas ratio is 7L/Nm 3 or less, clearing the regulatory value.

本試験で試作したスクラバ装置1は、従来のスクラバ装置と比べて、高さを約1/2程度とすることができ、大幅な小型化を実現するとともに、エンジン負荷率25~100%の範囲で、SOx規制をクリアするための脱硫性能が得られる。また、ブラックカーボン削減率は40~60%程度である。さらに、本試験で試作したそれぞれ異なる口径の噴射ノズルを備えた複数個の液体噴射手段20を用いることによって、液体流量を適切に制御できるため、ポンプ出力を最小限に抑えることができる。このことは、排ガス中のSOxを除去するスクラバ装置1の各種船舶への適用範囲を拡げられるばかりでなく、それに伴うブラックカーボン削減にも寄与できることを示している。 The scrubber device 1 prototyped in this test can be approximately 1/2 the height of conventional scrubber devices, achieving significant miniaturization and achieving engine load rates in the range of 25% to 100%. This provides desulfurization performance to meet SOx regulations. Further, the black carbon reduction rate is about 40 to 60%. Furthermore, by using a plurality of liquid injection means 20 each having injection nozzles of different diameters, which were prototyped in this test, the liquid flow rate can be appropriately controlled, so that the pump output can be minimized. This shows that not only can the scope of application of the scrubber device 1 for removing SOx in exhaust gas be expanded to various ships, but also that it can contribute to the reduction of black carbon associated with it.

また、本試験のスクラバ装置1は、材料の腐食防止を目的とした樹脂コーティングを行わず、金属製とすることで耐熱性を維持している。また、金属製とすることで、液体を噴射しない場合にも排ガスをスクラバ装置1に通すことができるので、バイパス経路を略してより一層小型化できる。 Further, the scrubber device 1 of this test maintains heat resistance by being made of metal without applying a resin coating for the purpose of preventing material corrosion. Furthermore, by making the scrubber device 1 made of metal, the exhaust gas can be passed through the scrubber device 1 even when liquid is not injected, so the bypass path can be omitted and the device can be further downsized.

図19は同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いた試験のその他の結果を示す図である。
図19(a)は液・ガス比に対するSO/COを示す図、図19(b)は液・ガス比に対するSO濃度を示す図である。なお、図19(a)に示す破線は規制値を示している。
図19より、スクラバ装置1は液体噴射手段20の適切な選定が重要であることがわかる。
また、図19(a)より、燃料の硫黄分濃度にもよるが、液・ガス比を確保し、排ガス処理の規制値をクリアするためには、液体噴射手段20から噴射する液体の流量と第1排ガス経路10を流れる排ガスの流量の比である液・ガス比を4L/Nm3以上とすることが好ましく、液・ガス比を6L/Nm3以上とすることが更に好ましいといえる。また、液体の噴射量の節約やポンプ能力を過大にしない観点から、液・ガス比を14L/Nm3以下とすることが好ましく、12L/Nm3以下がより好ましく、10L/Nm3以下が更に好ましい。
FIG. 19 is a diagram showing other results of a test using the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter.
FIG. 19(a) is a diagram showing SO 2 /CO 2 versus liquid/gas ratio, and FIG. 19(b) is a diagram showing SO 2 concentration versus liquid/gas ratio. Note that the broken line shown in FIG. 19(a) indicates the regulation value.
From FIG. 19, it can be seen that appropriate selection of the liquid ejecting means 20 is important for the scrubber device 1.
Also, from FIG. 19(a), although it depends on the sulfur content concentration of the fuel, in order to ensure the liquid/gas ratio and clear the regulation value for exhaust gas treatment, the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means 20 must be adjusted. It is preferable that the liquid/gas ratio, which is the ratio of the flow rates of the exhaust gases flowing through the first exhaust gas path 10, is 4 L/Nm 3 or more, and it is more preferable that the liquid/gas ratio is 6 L/Nm 3 or more. In addition, from the viewpoint of saving the amount of liquid to be injected and not increasing the pump capacity, the liquid/gas ratio is preferably 14 L/Nm 3 or less, more preferably 12 L/Nm 3 or less, and even more preferably 10 L/Nm 3 or less. preferable.

図20は同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いた試験のその他の結果を示す図である。
図20(a)はエンジン負荷率による液体流量に対するSO/COを示す図、図20(b)はエンジン負荷率による液・ガス比に対するSO/COを示す図である。なお、図20に示す破線は規制値を示している。
図20は排ガス流量(流速)の影響を調べるため、エンジン負荷率を変化させた状態で脱硫性能を計測したものである。負荷率100%の状態であっても、液・ガス比6.7[L/Nm3]程度で規制値をクリアしていることがわかる。
FIG. 20 is a diagram showing other results of a test using the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter.
FIG. 20(a) is a diagram showing SO 2 /CO 2 versus liquid flow rate depending on engine load factor, and FIG. 20(b) is a diagram showing SO 2 /CO 2 versus liquid/gas ratio depending on engine load factor. Note that the broken line shown in FIG. 20 indicates the regulation value.
In FIG. 20, the desulfurization performance was measured while changing the engine load factor in order to examine the influence of the exhaust gas flow rate (flow velocity). It can be seen that even when the load factor is 100%, the regulation value is cleared at a liquid/gas ratio of about 6.7 [L/Nm 3 ].

図21は同口径の噴射ノズルを有する2つの液体噴射手段20を用いたスクラバ装置1を用いた試験のその他の結果を示す図である。
図21(a)は液・ガス比に対するSO濃度を示す図、図21(b)は液・ガス比に対するCO濃度を示す図、図21(c)は負荷率に対する排ガス流量と温度を示す図である。
これらのデータに基づくことで、適切なスクラバ装置1を開発することができる。
FIG. 21 is a diagram showing other results of a test using the scrubber device 1 using two liquid injection means 20 having injection nozzles of the same diameter.
Figure 21(a) is a graph showing SO 2 concentration versus liquid/gas ratio, Figure 21(b) is a graph showing CO 2 concentration versus liquid/gas ratio, and Figure 21(c) is a graph showing exhaust gas flow rate and temperature versus load factor. FIG.
Based on these data, an appropriate scrubber device 1 can be developed.

本発明は、船舶や陸上施設における排ガス処理に活用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be utilized for exhaust gas treatment in ships and land facilities.

1 スクラバ装置
10 第1排ガス経路
20 液体噴射手段
30 第2排ガス経路
40 液体回収手段
41、43 気液セパレータ
50 液体流量変更手段
60 ミストキャッチャー
100 燃焼機関
C 中心点
1 Scrubber device 10 First exhaust gas path 20 Liquid injection means 30 Second exhaust gas path 40 Liquid recovery means 41, 43 Gas-liquid separator 50 Liquid flow rate changing means 60 Mist catcher 100 Combustion engine C Center point

Claims (14)

燃焼機関からの排ガスを処理するスクラバ装置であって、前記排ガスの流れる第1排ガス経路と、前記第1排ガス経路の前記排ガスに対して処理用の液体を前記排ガスの流れと並行に噴射する液体噴射手段と、前記第1排ガス経路に接続された第2排ガス経路と、前記第1排ガス経路と前記第2排ガス経路の接続部に設けた前記液体を回収する液体回収手段と、前記液体噴射手段から噴射される前記液体の流量を前記燃焼機関の負荷に応じて変更する液体流量変更手段とを備え、前記液体噴射手段を複数個設けるとともに、それぞれの噴射ノズルの口径を異ならせ、処理用の前記液体を前記第1排ガス経路のみにおいて噴射し、前記液体流量変更手段は、前記燃焼機関の前記負荷に応じ使用する前記複数個の前記液体噴射手段を選択することにより、前記変更を行うことを特徴とするスクラバ装置。 A scrubber device for treating exhaust gas from a combustion engine, comprising a first exhaust gas path through which the exhaust gas flows, and a liquid for injecting a processing liquid to the exhaust gas in the first exhaust gas path in parallel with the flow of the exhaust gas. an injection means, a second exhaust gas passage connected to the first exhaust gas passage, a liquid recovery means for recovering the liquid provided at a connecting portion between the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage , and the liquid injection means. a liquid flow rate changing means for changing the flow rate of the liquid injected from the combustion engine according to the load of the combustion engine, a plurality of the liquid injection means are provided, and the diameters of the respective injection nozzles are different, The liquid is injected only in the first exhaust gas path, and the liquid flow rate changing means performs the change by selecting the plurality of liquid injection means to be used according to the load of the combustion engine. Characteristic scrubber device. 前記液体噴射手段から噴射する前記液体の流量と前記第1排ガス経路を流れる前記排ガスの流量の比である液・ガス比を4L/Nm3以上とすることを特徴とする請求項1に記載のスクラバ装置。 2. The liquid-gas ratio, which is the ratio of the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means and the flow rate of the exhaust gas flowing through the first exhaust gas path, is set to 4 L/Nm 3 or more. Scrubber equipment. 前記液体流量変更手段は、前記液体噴射手段から噴射される前記液体の流量を前記燃焼機関の前記負荷により変化する前記排ガスの流量に応じて変更することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクラバ装置。 The liquid flow rate changing means changes the flow rate of the liquid injected from the liquid injection means in accordance with the flow rate of the exhaust gas that changes depending on the load of the combustion engine. The scrubber device according to item 2. 記液体流量変更手段は、使用する前記複数個の前記液体噴射手段の組み合わせを選択することにより、前記変更を行うことを特徴とする請求項3に記載のスクラバ装置。 4. The scrubber apparatus according to claim 3 , wherein the liquid flow rate changing means performs the change by selecting a combination of the plurality of liquid ejecting means to be used . 前記第1排ガス経路に前記液体噴射手段を複数段設け、前記複数段の前記液体噴射手段のうちの上流側に位置する前記液体噴射手段から噴射する前記液体の噴射圧を下流側に位置する前記液体噴射手段から噴射する前記液体の噴射圧よりも低くしたことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 A plurality of stages of the liquid injection means are provided in the first exhaust gas path, and the injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means located on the upstream side of the plurality of stages of the liquid injection means is controlled by the liquid injection means located on the downstream side. The scrubber device according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that the injection pressure of the liquid is lower than the injection pressure of the liquid injected from the liquid injection means. 前記液体噴射手段は、前記第1排ガス経路の内径の中心点よりも上側の位置から前記液体を噴射することを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 The scrubber device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the liquid injection means injects the liquid from a position above a center point of the inner diameter of the first exhaust gas path. 前記第1排ガス経路は下方に向かい、前記第2排ガス経路は上方に向かうように構成したことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 The scrubber device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the first exhaust gas path is configured to go downward, and the second exhaust gas path is configured to go upward. 前記第2排ガス経路は略鉛直方向に設けられ、前記第1排ガス経路は斜めに前記第2排ガス経路に接続されることを特徴とする請求項に記載のスクラバ装置。 8. The scrubber device according to claim 7 , wherein the second exhaust gas path is provided in a substantially vertical direction, and the first exhaust gas path is diagonally connected to the second exhaust gas path. 前記液体回収手段に、前記第1排ガス経路に噴射された前記液体を捕捉し前記排ガスと分離する気液セパレータを備えたことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 According to any one of claims 1 to 8 , the liquid recovery means includes a gas-liquid separator that captures the liquid injected into the first exhaust gas path and separates it from the exhaust gas. scrubber equipment. 前記第2排ガス経路に、前記液体回収手段で回収ができなかった前記液体の飛沫を回収するミストキャッチャーを備えたことを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 The scrubber according to any one of claims 1 to 9 , characterized in that the second exhaust gas path is provided with a mist catcher that collects droplets of the liquid that could not be collected by the liquid collection means. Device. 前記燃焼機関からの前記排ガスの中に含まれる硫黄酸化物を処理することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 The scrubber device according to any one of claims 1 to 10 , characterized in that the scrubber device treats sulfur oxides contained in the exhaust gas from the combustion engine. 前記液体として海水を用いることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のスクラバ装置。 The scrubber device according to any one of claims 1 to 11, wherein seawater is used as the liquid. 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のスクラバ装置を船舶に搭載し、前記燃焼機関としてのディーゼルエンジンからの前記排ガスを処理することを特徴とするスクラバ装置を搭載した船舶。 A ship equipped with a scrubber device, characterized in that the scrubber device according to any one of claims 1 to 12 is mounted on the ship, and the exhaust gas from a diesel engine as the combustion engine is processed. 前記スクラバ装置の作動を海域ごとに異なる前記船舶からの排ガス規制に応じて制御することを特徴とする請求項13に記載のスクラバ装置を搭載した船舶。 14. A ship equipped with a scrubber device according to claim 13 , wherein the operation of the scrubber device is controlled according to exhaust gas regulations from the ship that differ depending on the sea area.
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