CN102472139A - 废气脱硝系统及具备该系统的船舶以及废气脱硝系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于防止尿素水喷射喷嘴或排气管的闭塞且避免废气脱硝催化剂的中毒。具备：由船舶用柴油发动机(3)的废气来驱动的排气涡轮增压器(5)；由尿素水生成氨的反应器(2)；向反应器(2)内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴(32)；设置在排气涡轮增压器(5)的下游侧的废气通路上，并使用由反应器(2)供给的氨来进行废气脱硝的SCR催化剂部(4)；将抽取从柴油发动机(3)向排气涡轮增压器(5)供给的废气的一部分而得到的废气导向反应器(2)的废气旁通路径(B1)；对反应器(2)内的废气进行加热的燃烧器(50)。

Description

废气脱硝系统及具备该系统的船舶以及废气脱硝系统的控制方法
技术领域
本发明涉及在以具备排气涡轮增压器的船舶用2冲程柴油发动机为首的废气温度低的柴油发动机中也可以使用的废气脱硝系统及具备该系统的船舶以及废气脱硝系统的控制方法。
背景技术
为了将从柴油发动机等内燃机排出的废气中的氮氧化物(NOx)除去，在机动车或陆地发电设备等中多使用脱硝装置，而该脱硝装置使用了选择接触还原法(SCR；Selective Catalytic Reduction)。作为此种脱硝装置的还原剂，使用氨气、氨水或尿素水。可是，氨有刺激性臭味，除了含有量10％以下的氨水之外被当作有害物质，因此在将市面上游通的含有量25～30％的氨水作为还原剂时，要求泄漏检测传感器、双重配管、换气装置这样的特别的设备。相对于此，尿素水不像氨那样具有刺激性臭味而不会被当作有害物质，因此不需要附加的设备，在该点上，比氨容易处理。从船舶用柴油发动机排出的氮氧化物在局部海域中受到严格限制的国际上的方向性确定的状况下，从以船员的健康和安全为最优先的立场出发，迫切希望作为机动车用柴油发动机的脱硝装置的还原剂而使用商品化的含有量32.5％尿素水的脱硝装置。
在下述的专利文献1～4中公开有一种使用尿素水作为机动车用柴油发动机的脱硝装置的还原剂的技术。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2002-371831号公报
【专利文献2】日本特开2007-218146号公报
【专利文献3】日本特开2004-44405号公报
【专利文献4】日本特开平5-285343号公报
在专利文献1及2中，以机动车用柴油发动机为对象。机动车用柴油发动机为4冲程，通常排气温度最高为约450℃左右，因此能够充分地期待从尿素水向氨的改性。因此，在专利文献1及2中，采用向沸石等金属系脱硝催化剂跟前的排气管喷射尿素水的结构。
然而，作为船舶推进用的主机(船舶用主机)，多采用具备排气涡轮增压器的船舶用柴油发动机。
与机动车用柴油发动机不同，在此种结构的船舶用主机中，例如为2冲程柴油发动机时，单体热效率优异，因此通过排气涡轮增压器后的废气温度最高也不过降低至约250℃左右。脱硝催化剂采用250～420℃、优选320～400℃的温度域内显示出高活性的钛·钒系，需要用于从尿素水向氨改性的时间·助起动距离，尿素水喷射喷嘴成为尽可能向催化剂的排气上游分离配置的结构。
在废气温度低时，在从尿素水向氨的改性过程中，产生双缩脲、氰尿酸等多种固态副生成物。这些固态副生成物被认为在从尿素开始分解的温度水平(约133℃)到氰尿酸开始分解的温度水平(320～360℃)的范围内生成。
根据专利文献3，对于脱硝催化剂，如下记载有将尿素水向排气管直接喷雾时的现象。“从喷嘴滴下的尿素水在滴下时，由于在管内流通的废气的热量而蒸发，从而在管内生成氨气。并且，由于氨而氮氧化物被还原，从而在脱硝装置中将氮氧化物脱硝。尿素水在废气的流速和管内的温度适当的情况下，能够使尿素水在管的内部充分地蒸发扩散。相反地，在燃烧装置的燃烧减弱的状态下，废气的流速小而温度下降，因此未适当地进行尿素水的蒸发，而尿素水从喷嘴滴下。”“在尿素水从喷嘴滴下时，尿素水在喷嘴的前端部发生固化，喷嘴有时会被闭塞。而且，当管内的温度下降时，尿素因聚合反应而生成氰尿酸等副生物。当氰尿酸生成而附着于管的内周壁时，作为氮氧化物的还原剂的氨的生成量减少，处于下游侧的脱硝装置的脱硝性能下降。即，当尿素水的滴下量增多而尿素水积存在管的下游(底壁部)时，管的周壁与外部气体相接，因此与管的内部存在温度差，向管的底壁部滴下的尿素水将管的内周面冷却而生成氰尿酸。”
在频繁的负载变动中航行的船舶中，难以维持理想的废气温度·催化剂温度。将尿素水向排气管直接喷射的话，无法避免固态副生成物的生成，而难以在每当船舶停泊时将排气管打开来进行保养，因此避免固态副生成物的向排气管的堆积成为课题。而且，这些固态副生成物因保养不完全而放任不管时，随着时间的经过而固态副生成物成长，可能会闭塞排气管。
另一方面，废气脱硝所需的钛·钒系脱硝催化剂如上所述在废气温度为320～400℃的温度域中显示出高活性，但废气温度小于320℃的话，由于废气中的硫氧化物(SOx)和由氨生成的重硫酸铵(酸性硫酸铵)而脱硝催化剂发生中毒，在250℃水平下，脱硝装置的性能劣化十分明显。
为了避免该问题，首先考虑了在船舶用2冲程柴油发动机中也能够期待400℃水平的废气温度的增压器上游侧配置脱硝装置的情况。可是，由于脱硝装置的热容量大，因此增压器的响应性下降，在起动/停止时或负载变动时，排气涡轮增压器未追随，而扫排气系统产生波动，发动机性能受到显著的影响，其结果是，可能会给船舶的安全航行带来障碍。而且，作为钛·钒系脱硝催化剂的使用温度域，通常400℃水平的废气温度为上限值，在这以上的温度域中继续使用时，因催化剂的结块(烧结)而失去活性，催化剂寿命可能会下降。由于上述理由，在增压器上游侧配置脱硝装置的系统无法实用化。
在专利文献4中，关于在柴油发动机尤其是船舶用2冲程柴油发动机的排气涡轮增压器下游配置且以氨为还原剂的脱硝装置，提出了如下的方案：若是在低温下短时间使用的脱硝催化剂，则具有只要再次升温就能够通过酸性硫酸铵从脱硝催化剂的活性下降的状态再生为原来的活性状态的特性，为了将这种特性实用化为脱硝装置，而将收纳催化剂的脱硝装置主体分割成多条流路，在各流路且在入口部设置风挡，而且在各流路入口风挡的内侧且在催化剂上游侧设置升温·再生用的高温气体注入喷嘴，该高温气体由柴油发动机的排气涡轮增压器的上游侧的排气管抽气来使用。然而，如上所述，以氨为还原剂的船舶用废气脱硝装置在安全性方面并未作要求，因此专利文献4的提案不充分。
在从船舶用柴油发动机排出的氮氧化物在局部海域中严格受限制的国际上的方向性确定的状况下，在这种海域中，将使用燃料从以往的硫成分4.5％以下的残渣油这一规定取代为硫成分0.1％以下的馏出油这一规定，从而产生了将NOx限制值从现行削减80％这样的动机。
为了提供在废气温度低的柴油发动机中也能够使用的船舶用废气脱硝装置，而在排气涡轮增压器的下游配置脱硝装置，即使在废气温度为250℃左右的低温下也能避免酸性硫酸铵引起的脱硝催化剂的中毒的课题、以及使用含有量32.5％尿素水作为还原剂的课题这两个课题迫切需要解决。前者的课题通过使用硫成分0.1％以下的馏出油而找到了解决的头绪，但后者的课题还残留。
发明内容
本发明鉴于此种情况而作出，提供一种在使用尿素水作为脱硝用还原剂时，能够防止尿素水喷射喷嘴或排气管的闭塞，且能够避免酸性硫酸铵引起的脱硝催化剂的中毒的船舶用柴油发动机的船舶用废气脱硝装置。
为了解决上述课题，本发明的废气脱硝系统及具备该系统的船舶以及废气脱硝系统的控制方法采用以下的方法。
本发明的第一形态的废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；对通过该废气旁通路径而被导向所述反应器的废气或所述反应器内的废气进行加热的反应器用废气加热机构。
通过废气旁通路径，由于将抽取从船舶用柴油发动机向排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向反应器，因此能够使反应器内的反应温度上升。由此，能够抑制从尿素水向氨的改性过程中产生的固态副生成物的生成。其结果是，成为能够防止尿素水喷射喷嘴的闭塞且不会向排气管带入固态副生成物的结构，因此能够防止排气管的闭塞。
另外，由于抽取向排气涡轮增压器供给的废气的一部分而通过排气涡轮增压器的废气量下降，所以排气涡轮增压器的涡轮做功减少而向发动机供给的空气量下降，因此能够使废气温度进一步上升。由此，能够进一步抑制固态副生成物的生成。
而且，由于利用反应器用废气加热机构对被导向反应器的废气或反应器内的废气进行加热，因此能够使反应器内的反应温度上升。由此，即使在像起动时那样发动机出口废气温度低的情况下，也能够得到所期望的反应温度。
需要说明的是，作为反应器用废气加热机构，典型地列举有燃烧器、电加热器。而且，作为反应器用废气加热机构的设置位置，列举有反应器内、废气旁通路径、向废气旁通路径分支前的主废气路径等。
另外，可以使用电加热器作为反应器用废气加热机构，并从利用排气涡轮轴的旋转来发电的混合动力增压器向电加热器供给电力。
此外，在所述第一形态的废气脱硝系统中，所述反应器用废气加热机构在所述反应器内的温度为规定值以下时起动，在超过所述规定值时停止。
在从废气旁通路径引导的废气的温度成为规定值以上时，能得到所期望的反应器内反应温度，因此无需使反应器用废气加热机构起动。因此，基于反应器内的温度来切换反应器用废气加热机构的起动停止。由此，能够节约由反应器用废气加热机构消耗的能量(燃烧器用燃料、电加热器用电力)。
另外，本发明的第二形态的废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；根据向该废气旁通路径流动的废气量，来控制所述船舶用柴油发动机的扫气压力的扫气压力控制机构。
例如，具备废气脱硝系统的船舶在废气NOx限制严格的海域(废气限制海域(ECA；Emission Control Area))中航行时那样进行NOx限制的情况下，为了使反应器动作而向废气旁通路径引导废气，但在不进行废气NOx限制时，无需脱硝，因此不向废气旁通路径引导废气。这种情况下，向排气涡轮增压器引导的废气量多于向废气旁通路径引导废气的情况。由此，排气涡轮增压器的能力增大而可能会超过发动机的最佳扫气压力。因此，在所述第二形态中，设有根据向废气旁通路径流动的废气量来控制扫气压力的扫气压力控制机构。
而且，在所述第二形态的废气脱硝系统中，所述排气涡轮增压器为容量可变，所述扫气压力控制机构通过控制所述排气涡轮增压器的容量来控制扫气压力。
作为排气涡轮增压器，使用VG(Variable Geometry)涡轮等的可变喷嘴增压器、对被导向固定涡轮喷嘴的废气流路面积进行切换的形式的增压器、或具备容量不同的多台增压器且使运转台数可变的增压器系统。为了将扫气压力控制成适当值，而根据向废气旁通路径流动的废气量来使排气涡轮增压器的容量变化。具体而言，使废气向废气旁通路径流动时，向排气涡轮增压器流动的废气量减少，因此使排气涡轮增压器的容量减少，在不使废气向废气旁通路径流动时，向排气涡轮增压器流动的废气量增大，因此使排气涡轮增压器的容量增大。
而且，在所述第二形态的废气脱硝系统中，所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转施力，所述扫气压力控制机构通过控制所述发电电动机的发电量来控制扫气压力。
为了将扫气压力控制成适当值，而根据向废气旁通路径流动的废气量来使混合动力排气涡轮增压器的发电量变化。具体而言，在使废气向废气旁通路径流动时，向排气涡轮增压器流动的废气量减少，因此使发电电动机的发电量减少，在不使废气向废气旁通路径流动时，向排气涡轮增压器流动的废气量增大，因此使发电电动机的发电量增大。
而且，在所述第二形态的废气脱硝系统中，设有使来自所述船舶用柴油发动机的废气绕过所述排气涡轮增压器而流动的增压器旁通路径，所述扫气压力控制机构通过调整在所述增压器旁通路径中流动的废气量来控制扫气压力。
为了将扫气压力控制成适当值，而根据向废气旁通路径流动的废气量来使在增压器旁通路径中流动的废气量变化。具体而言，在使废气向废气旁通路径流动时，朝向排气涡轮增压器的废气量减少，因此使向增压器旁通路径流动的废气量减少(优选流量为零)，在不使废气向废气旁通路径流动时，向排气涡轮增压器流动的废气量增大，因此使向增压器旁通路径流动的废气量增大。
另外，本发明的第三形态的废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转施力，所述废气脱硝系统具备对向所述混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热的燃烧器。
通过设置对向混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热的燃烧器，即使在来自发动机的废气温度低的起动时，也能够使被导向脱硝催化剂部的废气温度上升，该脱硝催化剂部位于混合动力排气涡轮增压器的下游侧。
另外，由于发动机负载低时排气能量小，因此有时不可估算混合动力排气涡轮增压器引起的扫气压力的上升。在本发明中，在发动机负载成为规定值以下时，利用燃烧器将废气加热，从而使扫气压力上升至所期望值。由此，能够使用燃烧器来作为辅助鼓风机的代替。
另外，通过燃烧器的起动停止而能够适当地控制发动机的扫气压力。即，在进行脱硝时，为了反应器起动而向废气旁通路径引导废气，从而向混合动力排气涡轮增压器引导的废气流量相对减少，因此扫气压力可能会低于适当值。这种情况下，使燃烧器起动，而使扫气压力上升至适当值。
另外，在相对于电力需要而发电量少时，通过使燃烧器起动而能够使混合动力排气涡轮增压器的发电量增大。
另外，本发明的第四形态的废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；相对于该废气旁通路径并联且可切换地设置，并设有由废气所驱动而发电的动力涡轮的动力涡轮用路径。
通过将动力涡轮用路径相对于废气旁通路径并联且可切换地设置，而在不进行脱硝时，能够将废气流动从废气旁通路径向动力涡轮用路径切换。由此，能够抑制向排气涡轮增压器引导的废气流量的变动。而且，利用在动力涡轮用路径中流动的废气使动力涡轮起动而能够得到电力。
另外，本发明的第五形态的船舶具备上述任一种的废气脱硝系统，所述船舶用柴油发动机为推进用主机。
通过形成具备上述任一种的废气脱硝系统的船舶，而在废气限制海域(ECA；Emission Control Area)的内外能顺畅地实现脱硝系统的起动停止。
另外，本发明的第六形态的废气脱硝系统的控制方法中，该废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；对通过该废气旁通路径而被导向所述反应器的废气或所述反应器内的废气进行加热的反应器用废气加热机构，其中，使所述反应器用废气加热机构在所述反应器内的温度为规定值以下时起动，在超过所述规定值时停止。
通过废气旁通路径，由于将抽取从船舶用柴油发动机向排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向反应器，因此能够使反应器内的反应温度上升。由此，能够抑制从尿素水向氨的改性过程中产生的氰尿酸，因此能够防止尿素水喷射喷嘴或排气管的闭塞。
另外，由于抽取向排气涡轮增压器供给的废气的一部分而通过排气涡轮增压器的废气量下降。因此，排气涡轮增压器的涡轮做功减少而向发动机供给的空气量下降，因此能够使废气温度进一步上升。由此，能够进一步抑制氰尿酸的生成。
而且，由于利用反应器用废气加热机构对被导向反应器的废气或反应器内的废气进行加热，因此能够使反应器内的反应温度上升。由此，即使在像起动时那样废气温度低而反应器内温度低的情况下，也能够得到所期望的反应温度。
在从废气旁通路径引导的废气的温度成为规定值以上时，能得到所期望的反应器内反应温度，因此无需使反应器用废气加热机构起动。因此，基于反应器内的温度来切换反应器用废气加热机构的起动停止。由此，能够节约由反应器用废气加热机构消耗的能量(燃烧器用燃料、电加热器用电力)。
另外，本发明的第七形态的废气脱硝系统的控制方法中，该废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，根据向所述废气旁通路径流动的废气量，来控制所述船舶用柴油发动机的扫气压力。
例如，具备废气脱硝系统的船舶在废气NOx限制严格的海域(废气限制海域(ECA；Emission Control Area))中航行时那样进行NOx限制的情况下，为了使反应器动作而向废气旁通路径引导废气，但在不进行废气NOx限制时，无需脱硝，因此不向废气旁通路径引导废气。这种情况下，向排气涡轮增压器引导的废气量多于向废气旁通路径引导废气的情况。由此，排气涡轮增压器的能力增大而可能会超过发动机的最佳扫气压力。因此，在所述第七形态中，根据向废气旁通路径流动的废气量来控制扫气压力。
另外，本发明的第八形态的废气脱硝系统的控制方法中，该废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转施力，通过燃烧器对向所述混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热。
通过设置对向混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热的燃烧器，即使在来自发动机的废气温度低的起动时，也能够使被导向脱硝催化剂部的废气温度上升，该脱硝催化剂部位于混合动力排气涡轮增压器的下游侧。
另外，由于发动机负载低时排气能量小，因此有时不可估算混合动力排气涡轮增压器引起的扫气压力的上升。在本发明中，在发动机负载成为规定值以下时，利用燃烧器将废气加热，从而使扫气压力上升至所期望值。由此，能够使用燃烧器来作为辅助鼓风机的代替或辅助机构，因此能够减少辅助鼓风机的台数或容量。
另外，通过燃烧器的起动停止而能够适当地控制发动机的扫气压力。即，在进行脱硝时，为了反应器起动而向废气旁通路径引导废气，从而向混合动力排气涡轮增压器引导的废气流量相对减少，因此扫气压力可能会低于适当值。这种情况下，使燃烧器起动，而使扫气压力上升至适当值。
另外，在相对于电力需要而发电量少时，通过使燃烧器起动而能够使混合动力排气涡轮增压器的发电量增大。
另外，本发明的第九形态的废气脱硝系统的控制方法中，该废气脱硝系统具备：由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；由尿素水生成氨的反应器；向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上设置，使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，所述废气脱硝系统具备动力涡轮用路径，该动力涡轮用路径相对于所述废气旁通路径并联且可切换地设置，并设有由废气所驱动而发电的动力涡轮，在进行废气脱硝时使废气向所述废气旁通路径流动，在不进行废气脱硝时使废气向所述动力涡轮用路径流动。
通过将动力涡轮用路径相对于废气旁通路径并联且可切换地设置，而在不进行脱硝时，能够将废气流动从废气旁通路径向动力涡轮用路径切换。由此，能够抑制向排气涡轮增压器引导的废气流量的变动。而且，利用在动力涡轮用路径中流动的废气使动力涡轮起动而能够得到电力。
【发明效果】
根据本发明，由于将抽取从船舶用柴油发动机向排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向反应器，使反应器内的反应温度上升，因此能够抑制从尿素水向氨的改性过程中产生的氰尿酸，从而能够防止尿素水喷射喷嘴或排气管的闭塞。
而且，由于对通过反应器用废气加热机构向反应器引导的废气或反应器内的废气进行加热，因此即使在像起动时那样废气温度低而反应器内温度低的情况下，也能够得到所期望的反应温度，从而能够抑制氰尿酸的发生，且能够避免酸性硫酸铵引起的脱硝催化剂的中毒。
附图说明
图1是表示本发明的废气脱硝系统的第一实施方式的简要结构图。
图2A是表示本发明的废气脱硝系统的第二实施方式的主要部分的简要结构图。
图2B是表示本发明的废气脱硝系统的第二实施方式的从混合动力发电电动机到船内系统的结构的简要结构图。
图3是表示图2的第一变形例的简要结构图。
图4是表示图2的第二变形例的简要结构图。
图5A是表示本发明的废气脱硝系统的第三实施方式的主要部分的简要结构图。
图5B是表示本发明的废气脱硝系统的第三实施方式的从混合动力发电电动机到船内系统的结构的简要结构图。
图6是表示本发明的废气脱硝系统的第四实施方式的简要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的废气脱硝系统及具备该系统的船舶以及废气脱硝系统的控制方法的一实施方式。
[第一实施方式]
图1表示本实施方式的设有船舶用废气脱硝系统1的柴油发动机3周边的简要结构。
在船舶内具备作为船舶推进用的主机的柴油发动机3、用于对来自柴油发动机3的废气进行脱硝的脱硝装置1、由柴油发动机3的废气所驱动的排气涡轮增压器5、通过柴油发动机3的废气而生成蒸气的废气预热器11。
柴油发动机3为船舶用2冲程发动机，采用从下方供气而向上方排气那样向单方向扫气的单流型。来自柴油发动机3的输出经由未图示的推进器轴而与螺旋推进器直接或间接地连接。
柴油发动机3的各汽缸的缸体部13(在图1中仅示出1汽缸)的排气口与作为废气集合管的排气岐管15连接。排气岐管15经由第一排气路径L1而与排气涡轮增压器5的涡轮部5a的入口侧连接。需要说明的是，在图1中，符号8是排气阀，符号9是活塞。
另一方面，各缸体部13的扫气口与扫气主线(未图示)连接，扫气岐管经由供气路径K1而与排气涡轮增压器5的压缩器部5b连接。而且，在扫气路径K1设有空气冷却器(中间冷却器)19。
排气涡轮增压器5具备涡轮部5a和压缩器部5b。涡轮部5a及压缩器部5b由旋转轴5c以同轴连结。涡轮部5a由来自柴油发动机3的废气所驱动，在涡轮部5a得到的涡轮做功经由旋转轴5c向压缩器部5b传递。压缩器部5b吸入外部气体(空气)并升压至规定扫气压力。
由涡轮部5a进行了涡轮做功后的废气向第二排气路径L2流出。第二排气路径L2在分支点20处分支成第三排气路径L3及第四排气路径L4。分支点20处的废气路径的切换通过设置在第三排气路径L3上的废气预热器侧开闭阀22和设置在第四排气路径L4上的脱硝侧开闭阀24来进行。这些开闭阀22、24被择一选择而进行开闭。即，在废气的NOx限制严格的海域(Emission Control Area、以下称为“ECA”)中航行时那样需要废气脱硝的情况下，将脱硝侧开闭阀24打开，将废气预热器侧开闭阀22关闭。另一方面，在废气的NOx限制比较松的ECA外的海域中航行时那样不进行废气脱硝的情况下，将脱硝侧开闭阀24关闭，将废气预热器侧开闭阀22打开。
需要说明的是，这些开闭阀22、24可以由1个三通阀来代替。
废气预热器11与废气预热器侧开闭阀22的下游侧连接，使从柴油发动机3排出的废气与由供水管23供给的水进行热交换而产生蒸气。产生的蒸气被利用在船内的各处。
在第四排气路径L4的脱硝侧开闭阀24的下游侧依次连接有将由后述的反应器2生成的氨气对废气供给的氨供给部6、在选择接触还原法(SCR；Selective Catalytic Reduction)中使用的SCR催化剂部(脱硝催化剂部)4。
船舶用废气脱硝系统1具备上述的SCR催化剂部4及氨供给部6、以及由尿素水生成氨气的反应器2。
在SCR催化剂部4中，废气中的NOx由催化剂选择性地还原，被分解成无害的氮和水蒸气。由SCR催化剂部4脱硝后的废气在下游侧的合流点29处，与废气预热器11的下游侧合流，从未图示的烟囱向外部排出。在SCR催化剂部4的下游与合流点29之间设有截止阀25，在废气的NOx限制比较松的海域中航行时，通过关闭截止阀，来防止高硫成分的废气向脱硝催化剂侧进行部分流动而使催化剂暴露。
氨供给部6具备混合容器27和设置在该混合容器27内且形成有多个喷出孔的氨气喷出喷嘴26。从氨气喷出喷嘴26喷出的氨气与被导入混合容器27内的废气混合后，被导向SCR催化剂部4。
反应器2具备反应容器30和形成有多个喷射孔的尿素水喷射喷嘴32。积存在尿素水罐34中的尿素水由尿素水泵P1向尿素水喷射喷嘴32供给。而且，从压缩空气供给源36供给的压缩空气向尿素水泵P1的下游侧的尿素水供给路径M1或尿素水喷射喷嘴32合流。
在反应器2的上游侧(图中的下方)设有燃烧器(反应器用废气加热机构)50。燃烧器50在反应器2的周围设置多个。从未图示的燃料供给源向各燃烧器50供给燃料，在反应器2内形成火焰而将反应器2的废气加热。而且，各燃烧器50由未图示的控制部来控制起动/停止。
在反应器2与排气岐管15之间设有抽取废气的一部分的废气旁通路径B1。在废气旁通路径B1设有由未图示的控制部控制且能够进行流量调整的旁通控制阀40。由旁通控制阀40调整的流量为来自柴油发动机3的废气的5～20％、优选10～15％的范围。
接下来，说明上述结构的船舶用废气脱硝系统1的控制方法。
从柴油发动机3排出的废气从排气岐管15经由第一排气路径L1被导向排气涡轮增压器5的涡轮部5a。涡轮部5a得到废气能量而旋转，从而使压缩器5b旋转。在压缩器部5b中，对吸入的空气(外部气体)进行压缩而经由空气冷却器19向柴油发动机3的扫气主线输送。
在ECA外的海域中航行时，不进行废气脱硝。这种情况下，将废气预热器侧开闭阀22打开，将脱硝侧开闭阀24、旁通控制阀40及截止阀25关闭。
从排气涡轮增压器5的涡轮部5a排出的废气从第二排气路径L2通过分支点20而流经第三排气路径L3，经由废气预热器侧开闭阀22，被导向废气预热器11。在废气预热器11中，从供水管23供给的水由废气加热而生成蒸气。生成的蒸气被使用在船内的各处。从废气预热器11排出的废气从未图示的烟囱向外部排出。
另一方面，在ECA内航行时，进行废气脱硝。这种情况下，将废气预热器侧开闭阀22关闭，将脱硝侧开闭阀24、旁通控制阀40及截止阀25打开。
旁通控制阀40的开度按照控制部的指令进行适当调整。由旁通控制阀40调整了流量后，经由废气旁通路径B1将废气向反应器2引导。
被导向反应器2的废气通过反应器2内的设有燃烧器50的区域。燃烧器50如下所述被控制动作。
在柴油发动机3起动时由于废气温度低，因此在废气旁通路径B1中流动的废气温度也低。因此，即使从废气旁通路径B1引导废气，也无法期待使反应器内的反应温度上升至所期望值。因此，在柴油发动机3起动时，按照未图示的控制部的指令，使燃烧器50起动，在反应器2内形成火焰，利用其燃烧热将废气加热而使反应器2内温度上升至所期望值。
在柴油发动机3起动而经过了规定时间后，使燃烧器50的动作停止。这是因为，在柴油发动机3的起动后经过了规定时间之后，可以判断为废气温度上升至所期望值。
在反应器2内，从尿素水罐34引导的尿素水与从压缩空气供给源36供给的压缩空气一起从尿素水喷射喷嘴32对通过了设有燃烧器50的区域的废气喷射。然后，在反应器2内将喷射的尿素水改性，生成氨气。在该改性反应中，由于通过废气的显热来加热，因此能抑制固态副生成物的生成。如此生成的氨气被导向氨供给部6，从氨气喷射喷嘴26朝向废气喷射。
从排气涡轮增压器5的涡轮部5a排出的废气从第二排气路径L2通过分支点20而流经第四排气路径L4，被导向氨供给部6。在氨供给部6与氨气混合后的废气被导向SCR催化剂部4，在该SCR催化剂部4进行脱硝。脱硝后的废气通过合流点29而从未图示的烟囱向外部排出。
如上所述，根据本实施方式，起到以下的作用效果。
由于抽取从2冲程的柴油发动机3向排气涡轮增压器5供给的废气的一部分而得到的废气被导向反应器2，因此能够使反应器2内的反应温度上升。由此，能够抑制在从尿素水向氨的改性过程中产生的固态副生成物的生成，因此能够防止尿素水喷射喷嘴32或位于比反应器2靠下游侧的排气管的闭塞。
另外，由于对向排气涡轮增压器5供给的废气进行一部分抽气而通过排气涡轮增压器5的废气量下降，因此排气涡轮增压器5的涡轮做功减少而向柴油发动机3供给的空气量下降，所以能够使废气温度进一步上升。由此，能够进一步抑制固态副生成物的生成。
此外，由于通过燃烧器50对反应器2内的废气进行加热，因此能够使反应器2内的反应温度上升。由此，即使在如柴油发动机3的起动时那样废气温度低且反应器2内温度低的情况下，也能够得到所期望的反应温度，且能够避免酸性硫酸铵引起的脱硝催化剂的中毒。
需要说明的是，在本实施方式中，说明了燃烧器50的起动在柴油发动机3的起动时进行的情况，但本发明并不局限于此，例如，也可以在反应器2内的温度或通过废气旁通路径B1的废气温度为规定值以下时进行。这种情况下，优选在反应器2内或废气旁通路径B1内设置温度传感器，根据该温度传感器的输出温度来进行燃烧器50的起动/停止。
另外，在本实施方式中，为了对反应器2内的废气进行加热而使用了燃烧器50，但也可以取代燃烧器50而使用电加热器。向电加热器供给的电力使用船内电力，例如，列举出通过发电用柴油发动机得到的电力、通过后述的混合动力增压器得到的电力、通过后述的动力涡轮得到的电力等。
另外，在本实施方式中，将燃烧器50配置在反应器2的上游位置，但燃烧器50、电加热器等反应器用废气加热机构的位置并不局限于此，例如，如图1的符号51所示，可以设置在废气旁通路径B1上。这种情况下，为了抑制加热后的温度下降而优选设置在反应器2的跟前。或者如图1的符号52所示，可以设置在向废气旁通路径B1分支前的主废气路径。
[第二实施方式]
接下来，使用图2A及图2B，说明本发明的第二实施方式。
本实施方式在取代第一实施方式的排气涡轮增压器5而使用混合动力排气涡轮增压器(以下称为“混合动力增压器5’”)的方面上与第一实施方式不同。而且，在本实施方式的图2A中，取代燃烧器50而使用电加热器53。关于其他的结构，与第一实施方式相同，因此附加同一符号，省略其说明。
如图2A所示，混合动力增压器5’具备涡轮部5a、压缩器部5b及混合动力发电电动机5e。涡轮部5a及压缩器部5b和混合动力发电电动机5e由旋转轴5d以同轴连结。
混合动力发电电动机5e获得由涡轮部5a得到的旋转输出而发电，从船内系统46(参照图2B)获得电力而对压缩器部5b的旋转进行协助。如图2B所示，在混合动力发电电动机5e与船内系统46之间，从混合动力发电电动机5e侧，设有将交流电力转换成直流电力的转换器42、将直流电力转换成交流电力的逆变器43、开闭开关44。
在本实施方式中，由混合动力发电电动机5e发电的电力能够向设置于反应器2的电加热器53供给。由此，能够将由混合动力增压器5’回收的电力用作脱硝用，因此能够实现高效率的脱硝系统。
而且，在本实施方式中，除了上述的第一实施方式的控制之外，还进行以下的控制。
<扫气压力控制>
为了适当地确保柴油发动机3的扫气压力，而在ECA内外分开进行混合动力增压器5’的控制。在ECA内航行时那样进行NOx限制的情况下，为了使反应器2动作而向废气旁通路径B1引导废气，但在不进行废气NOx限制的ECA外航行时，由于无需进行脱硝，因此不向废气旁通路径B1引导废气。这种情况下，被导向混合动力增压器5’的废气量多于向废气旁通路径B1引导废气的ECA内航行的情况。由此，排气涡轮增压器的能力增大而可能会超过发动机的最佳扫气压力。因此，在本实施方式中，对应于向废气旁通路径流动的废气量而使混合动力增压器5’的发电量变化。具体而言，在使废气向废气旁通路径B1流动的ECA内航行时，由于向混合动力增压器5’流动的废气量减少，因此发电电动机5e的发电量比ECA外航行时减少。另一方面，在不使废气向废气旁通路径B1流动的ECA外航行时，由于向混合动力增压器5’流动的废气量增大，因此混合动力发电电动机5e的发电量比ECA内航行时增大。
如此，根据本实施方式，即使在ECA内外对废气旁通路径B1进行切换，也能够将柴油发动机3的扫气压力维持成适当值，因此能实现低燃费的运转。
[第二实施方式的变形例1]
如图3所示，可以取代混合动力增压器5’，而使用VG(VariableGeometry)涡轮等可变喷嘴增压器5”作为容量可变式的增压器。可变喷嘴增压器5”设有控制被导向涡轮部5a的废气的流量的可变喷嘴58。可变喷嘴58的开度由未图示的控制部来控制。
需要说明的是，图3所示的变形例示出了不仅设有电加热器53，而且设有燃烧器50的例子。
在使用可变喷嘴增压器5”的情况下，也进行与上述的扫气压力控制同等的控制。具体而言，在使废气向废气旁通路径B1流动时，由于向可变喷嘴增压器5”流动的废气量减少，因此减小可变喷嘴增压器5”的喷嘴开度而使容量减少。另一方面，在未使废气向废气旁通路径B1流动时，由于向可变喷嘴增压器5”流动的废气量增大，因此增大可变喷嘴增压器5”的喷嘴开度而使容量增大。
另外，作为容量可变式的增压器，还列举有对被导向固定涡轮喷嘴的废气流路面积进行切换的形式的增压器、或具备容量不同的多台增压器且使运转台数可变的增压器系统。对于这些增压器，也能够进行与上述同样的扫气压力控制。
[第二实施方式的变形例2]
如图4所示，即使在未使用可变容量式的增压器的情况下，通过设置绕过排气涡轮增压器5而流动的增压器旁通路径60，也能够进行扫气压力控制。在增压器旁通路径60设有增压器旁通阀62。
具体的控制如下所述进行。在使废气向废气旁通路径B1流动时，由于朝向排气涡轮增压器5的废气量减少，因此关闭增压器旁通阀62而停止向增压器旁通路径60的废气流动。另一方面，在未使废气向废气旁通路径B1流动时，由于朝向排气涡轮增压器5的废气量增大，因此打开增压器旁通阀62而增大向增压器旁通路径60流动的废气量。
需要说明的是，增压器旁通阀62并不局限于开闭阀，也可以是对应于扫气压力能够控制开度的控制阀。
[第三实施方式]
接下来，使用图5A及图5B，说明本发明的第三实施方式。本实施方式相对于使用图2A说明的第二实施方式的结构，在设有混合动力增压器用燃烧器65的点上不同。关于其他的结构，与第二实施方式相同，因此标注同一符号，省略其说明。
混合动力增压器用燃烧器65设置在混合动力增压器5’的涡轮部5a的上游侧，用于对流入涡轮部5a的废气进行加热。从未图示的燃料供给源将燃料向燃烧器65供给，通过由燃烧器65形成的火焰的燃烧热来将废气加热。燃烧器65的起动停止由未图示的控制部进行。
在本实施方式中，除了上述的第二实施方式的控制之外，通过在混合动力增压器5’的上游侧设置的燃烧器65来进行以下的控制。
<基于燃烧器的废气温度控制>
在柴油发动机3的起动时那样废气温度低的情况下，通过未图示的控制部使燃烧器65起动。由此，能够使被导向SCR催化剂部4的废气温度上升，该SCR催化剂部4位于混合动力增压器5’的下游侧。
<基于燃烧器的发动机低负载时的扫气压力上升>
在柴油发动机3的负载低时，废气能量小，因此基于混合动力增压器5’的扫气压力的上升有时不可估算。在本实施方式中，在柴油发动机3的负载为规定值以下时，由未图示的控制部来使燃烧器65起动。由此，将被导向混合动力增压器5’的废气加热，能够使扫气压力上升至所期望值。如此，能够将燃烧器65用作以往设置的辅助鼓风机的代替或辅助机构。
<基于燃烧器的扫气压力控制>
通过燃烧器65的起动停止而适当地控制柴油发动机3的扫气压力。
在进行脱硝的ECA内航行时，为了使反应器2起动而向废气旁通路径B1引导废气，被导向混合动力增压器5’的废气流量相对减少，因此扫气压力可能会低于适当值。这种情况下，通过未图示的控制部使燃烧器65起动而将废气加热，由此，使扫气压力上升至适当值。另一方面，在ECA外航行时不进行脱硝，所以向混合动力增压器5’引导必要量的废气，因此使燃烧器65停止。
<基于燃烧器的发电量增大>
在相对于船内的电力需要而发电量少时，通过未图示的控制部使燃烧器65起动。由此，将加热后的废气导向混合动力增压器5’，混合动力增压器5’的发电量增大。与增大的发电量相应的电力向船内系统46供给。
需要说明的是，在本实施方式中，将燃烧器65设置在混合动力增压器5’的上游侧的、废气旁通路径B1的分支后的位置，但也可以如图5A的符号52所示，设置在向废气旁通路径B1分支前的主废气路径上。即使在该位置上设置燃烧器52，也能够使被导向混合动力增压器5’的废气的温度上升，因此能够进行上述的各控制。而且，若在该位置设置燃烧器52，则如第一实施方式中说明那样，能够使经由废气旁通路径B1被导向反应器2的废气的温度也上升。
[第四实施方式]
接下来，使用图6，说明本发明的第四实施方式。本实施方式相对于使用图1说明的第一实施方式的结构，在设有动力涡轮70的点上不同。关于其他的结构，与第一实施方式相同，因此标注同一符号，省略其说明。
动力涡轮70由废气来进行旋转驱动，其旋转能量由动力涡轮发电机72回收作为电力。由动力涡轮发电机72发电的电力经由未图示的电力线向船内系统供给。
动力涡轮70设置于动力涡轮用路径71，该动力涡轮用路径71相对于废气旁通路径B1并联设置。动力涡轮用路径71从废气旁通路径B1的旁通控制阀40的下游侧的分支点73分支，向排气涡轮增压器5的下游侧的第二排气路径L2合流。
在废气旁通路径B1的分支点73的下游侧设有反应器侧开闭阀76。而且，在动力涡轮用路径71的动力涡轮70的上游侧设有动力涡轮侧开闭阀74。通过对这些开闭阀74、76进行开闭，而将废气向反应器2或动力涡轮70引导。需要说明的是，开闭阀74、76可以由1个三通阀来代替。
在ECA内航行时进行脱硝，因此将动力涡轮侧开闭阀74关闭，将反应器侧开闭阀76打开，将废气向反应器2引导。这种情况下，动力涡轮70不动作。
另一方面，在ECA外航行时不进行脱硝，因此将动力涡轮侧开闭阀74打开，将反应器侧开闭阀76关闭，将废气向动力涡轮70引导。动力涡轮70由废气来驱动，通过动力涡轮发电机72发电。
另外，在本实施方式中，即使在未进行脱硝而不向反应器2引导废气的情况下，也向动力涡轮70侧引导废气，因此不管脱硝的有无而能够抑制被导向排气涡轮增压器5的废气流量的变动。
【符号说明】
1 船舶用废气脱硝系统
2 反应器
3 柴油发动机(船舶用柴油发动机)
4 SCR催化剂部(脱硝催化剂部)
5 排气涡轮增压器
5’ 混合动力增压器
32 尿素水喷射喷嘴
34 尿素水罐
40 旁通控制阀
50、51、52 燃烧器
53 电加热器
65 混合动力增压器用燃烧器
70 动力涡轮
71 动力涡轮用路径
B1 废气旁通路径

Claims (13)

1.一种废气脱硝系统，其具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；
对通过该废气旁通路径而被导向所述反应器的废气或所述反应器内的废气进行加热的反应器用废气加热机构。
2.根据权利要求1所述的废气脱硝系统，其中，
所述反应器用废气加热机构在所述反应器内的温度为规定值以下时起动，在超过所述规定值时停止。
3.一种废气脱硝系统，其具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；
根据向该废气旁通路径流动的废气量，来控制所述船舶用柴油发动机的扫气压力的扫气压力控制机构。
4.根据权利要求3所述的废气脱硝系统，其中，
所述排气涡轮增压器为容量可变，
所述扫气压力控制机构通过控制所述排气涡轮增压器的容量来控制扫气压力。
5.根据权利要求3所述的废气脱硝系统，其中，
所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转进行施力，
所述扫气压力控制机构通过控制所述发电电动机的发电量来控制扫气压力。
6.根据权利要求3所述的废气脱硝系统，其中，
设有使来自所述船舶用柴油发动机的废气绕过所述排气涡轮增压器而流动的增压器旁通路径，
所述扫气压力控制机构通过调整在所述增压器旁通路径中流动的废气量来控制扫气压力。
7.一种废气脱硝系统，其具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，
所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转进行施力，
所述废气脱硝系统还具备对向所述混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热的燃烧器。
8.一种废气脱硝系统，其具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；
相对于该废气旁通路径并联且可切换地设置，并设有由废气驱动而发电的动力涡轮的动力涡轮用路径。
9.一种船舶，其中，
具备权利要求1～8中任一项所述的废气脱硝系统，
所述船舶用柴油发动机为推进用主机。
10.一种废气脱硝系统的控制方法，该废气脱硝系统具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径；
对通过该废气旁通路径而被导向所述反应器的废气或所述反应器内的废气进行加热的反应器用废气加热机构，其中，
使所述反应器用废气加热机构在所述反应器内的温度为规定值以下时起动，在超过所述规定值时停止。
11.一种废气脱硝系统的控制方法，该废气脱硝系统具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，
根据向所述废气旁通路径流动的废气量，来控制所述船舶用柴油发动机的扫气压力。
12.一种废气脱硝系统的控制方法，该废气脱硝系统具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，
所述排气涡轮增压器是具备发电电动机的混合动力排气涡轮增压器，该发电电动机利用排气涡轮轴的旋转力来发电，并对该排气涡轮轴的旋转进行施力，
通过燃烧器对向所述混合动力排气涡轮增压器流动的废气进行加热。
13.一种废气脱硝系统的控制方法，该废气脱硝系统具备：
由船舶用柴油发动机的废气来驱动的排气涡轮增压器；
由尿素水生成氨的反应器；
向该反应器内供给尿素水的尿素水喷射喷嘴；
设置在所述排气涡轮增压器的下游侧的废气通路上，并使用由所述反应器供给的氨来进行废气脱硝的脱硝催化剂部；
将抽取从所述船舶用柴油发动机向所述排气涡轮增压器供给的废气的一部分而得到的废气导向所述反应器的废气旁通路径，其中，
所述废气脱硝系统还具备动力涡轮用路径，该动力涡轮用路径相对于所述废气旁通路径并联且可切换地设置，并设有由废气驱动而发电的动力涡轮，
在进行废气脱硝时使废气向所述废气旁通路径流动，在不进行废气脱硝时使废气向所述动力涡轮用路径流动。
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