CN108884736B - 废气脱硝装置和废气脱硝装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

废气脱硝装置用于对从搭载于船舶的主机发动机排出的发动机废气中包含的氮氧化物进行还原，该废气脱硝装置具有：排气流路，该排气流路供从主机发动机排出的发动机废气流动；还原剂贮藏罐；还原剂喷射喷嘴；具有脱硝催化剂的脱硝反应器；锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到排气流路中的脱硝反应器的上游侧；锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及送风机，该送风机将在锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送。

Description

废气脱硝装置和废气脱硝装置的控制方法

技术领域

本发明涉及废气脱硝装置和废气脱硝装置的控制方法。

背景技术

受到近年来的环境限制强化的影响，在作为船舶的主机而使用的船舶用双冲程柴油发动机中，也要求所排出的发动机废气中包含的氮氧化物(NOx)的削减。作为削减发动机废气中包含的NOx的方法，例如以往公知有如下的选择性催化剂还原法(SCR法)：向发动机废气中喷射还原剂，而借助SCR催化剂的作用将氮氧化物(NOx)还原成氮气(N₂)和水(H₂O)。

通常流通的SCR催化剂以连续使用、且活性温度(例如300℃以上)下的使用为前提，但由于从上述的船舶用双冲程柴油发动机排出的发动机废气的温度较低，因此有时无法发挥有效的脱硝性能。特别是在主机的启动时～低负载运转时，从船舶用双冲程柴油发动机排出的发动机废气的流量自身也较少，因此发动机废气的温度由于从排气管的散热而显著降低。并且，在具有增压器的发动机中，由于通过发动机废气对增压器进行驱动，因此从增压器排出的发动机废气的温度进一步显著降低。

此外，若例如发动机废气的温度降低到250℃以下，则通过与源于燃料的硫氧化物(SOx)的反应而生成酸性硫酸铵(NH₄HSO₄)，有可能导致催化剂性能的降低。

为了应对这样的问题，专利文献1的船舶用废气脱硝装置搭载有助燃燃烧器，该助燃燃烧器用于对从发动机排出的发动机废气进行加热。并且，构成为，在脱硝催化剂的脱硝性能低于规定的水平的情况下，通过该助燃燃烧器而使向脱硝催化剂供给的发动机废气的温度上升。

并且，专利文献2的低温脱硝装置能够将从与柴油机独立地设置的发电用柴油发动机排出的发动机废气向脱硝催化剂供给。并且，构成为，通过将从发电用柴油发动机排出的高温的发动机废气向脱硝催化剂供给，能够使由于酸性硫酸铵的生成而中毒且性能降低的脱硝催化剂再生。

专利文献1：日本特开2012-82804号公报

专利文献2：日本特开2009-222005号公报

然而，专利文献1的船舶用废气脱硝装置利用专用设置的助燃燃烧器对发动机废气进行加热，存在助燃燃烧器的设置和燃料需要高成本这样的问题。

并且，专利文献2的低温脱硝装置将从与柴油机分体地设置的发电用柴油发动机排出的发动机废气导入到排气流路，但发电用柴油发动机的与负载对应地排出的发动机废气的流量和温度会变动，因此存在很难稳定地供给脱硝催化剂的再生所需的温度的发动机废气这样的问题。并且，如专利文献2的图1所示，在存在多台发电用柴油发动机的情况下，需要多个用于将这些发电用柴油发动机和脱硝催化剂连接的配管，存在装置结构复杂化这样的问题。

发明内容

本发明的至少一个实施方式是鉴于上述的以往技术的问题的发明，其目的在于，提供能够以简单的装置结构将高温的废气稳定地供给到脱硝催化剂的废气脱硝装置和废气脱硝装置的控制方法。

用于解决课题的手段

(1)本发明的至少一个实施方式的废气脱硝装置具有：

排气流路，该排气流路供从船舶的主机发动机排出的发动机废气流动；

还原剂贮藏罐，该还原剂贮藏罐贮藏还原剂；

还原剂喷射喷嘴，该还原剂喷射喷嘴将贮藏在所述还原剂贮藏罐中的还原剂喷射到在所述排气流路中流动的所述发动机废气中；

脱硝反应器，该脱硝反应器设置在所述排气流路上，对所述发动机废气中包含的氮氧化物进行还原；

锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于所述船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到所述排气流路中的所述脱硝反应器的上游侧；

锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对所述锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及

送风机，该送风机将在所述锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送。

根据上述(1)中记载的实施方式，废气脱硝装置具有：锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到排气流路中的脱硝反应器的上游侧；锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及送风机，该送风机将在锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送。

因此，在主机发动机的启动时或低负载运转时等从主机发动机排出的发动机废气的温度较低的运转状态下，能够将从锅炉排出的锅炉废气经由锅炉废气导流路而导流到脱硝反应器，从而对脱硝催化剂进行加热。

并且，搭载于船舶的锅炉是例如向船内供给必要的热源等的装置，与发电用柴油发动机相比，燃烧状态大致稳定在恒定状态。

由此，根据上述(1)中记载的实施方式，与专利文献2中记载的低温脱硝装置相比，能够将高温的废气稳定地供给到脱硝催化剂。

并且，通常相对于设置有多台发电用柴油发动机的情况，多数情况下锅炉的设置数仅为一个，设置数比发电用柴油发动机少。

由此，根据上述(1)中记载的实施方式，与专利文献2中记载的低温脱硝装置相比，用于将从锅炉排出的锅炉废气导流到脱硝催化剂的锅炉废气导流路的设置数可以较少，因此能够以简单的装置结构将从锅炉排出的锅炉废气供给到脱硝催化剂。

但是，从锅炉排出的锅炉废气的压力与从主机发动机排出的发动机废气的压力相比，通常较低。因此，在将锅炉与主机发动机的排气流路经由锅炉废气导流路连接起来的情况下，排气流路的压力传播给锅炉，锅炉中的锅炉废气流动下游侧的压力上升而有可能给锅炉的燃烧状态带来影响。

针对该问题，在上述(1)中记载的实施方式中，具有将在锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送的送风机。由此，能够防止排气流路的压力传播给锅炉而给锅炉的燃烧状态带来影响。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)中记载的废气脱硝装置中还具有控制装置，该控制装置基于上述发动机废气的温度、锅炉废气的温度以及脱硝反应器的温度来控制锅炉废气控制阀的开阀或者闭阀、送风机的运转的接通/断开。

根据上述(2)中记载的实施方式，基于发动机废气的温度、锅炉废气的温度、以及脱硝反应器的温度，能够通过控制装置来控制锅炉废气控制阀的开阀或者闭阀、送风机的运转的接通/断开。

(3)在几个实施方式中，在上述(2)中记载的废气脱硝装置中，上述控制装置构成为，在主机发动机的启动时或者低负载运转时，在脱硝反应器的温度小于第一规定温度以及发动机废气的温度小于第二规定温度、且锅炉废气的温度比发动机废气的温度高的情况下，将锅炉废气控制阀开阀并且将送风机的运转接通，从而将从锅炉排出的锅炉废气供给到脱硝反应器。

根据上述(3)中记载的实施方式，在脱硝反应器的温度低至小于第一规定温度的情况下、且锅炉废气的温度比发动机废气的温度高的情况下，通过将锅炉废气供给到脱硝反应器，能够通过高温的锅炉废气对脱硝催化剂进行加热。

另外，这里“主机发动机的启动时”是指在使处于停止状态的主机发动机启动之后直到经过了规定的时间为止的期间、或者达到规定的负载为止的期间，从主机发动机排出的发动机废气的温度没有达到第二规定温度的状态。并且，“主机发动机的低负载运转时”是指在从主机发动机排出的发动机废气的温度小于第二规定温度的状态下主机发动机持续运转的状态。

并且，例如上述的第一规定温度是指脱硝催化剂的活性温度。并且，上述的第二规定温度是指在将从主机发动机排出的发动机废气供给到脱硝反应器的情况下，将脱硝催化剂加热到第一规定温度所需的发动机废气的温度，是与第一规定温度相同或者比第一规定温度高的温度。

(4)在几个实施方式中，在上述(2)或者(3)中记载的废气脱硝装置中，上述控制装置构成为，在脱硝催化剂的再生时，在脱硝反应器的温度小于第三规定温度以及从主机发动机排出的发动机废气的温度小于第四规定温度、且锅炉废气的温度比发动机废气的温度高的情况下，将锅炉废气控制阀开阀并且将送风机的运转接通，从而将锅炉废气供给到脱硝反应器。

根据上述(4)中记载的实施方式，在脱硝反应器的温度低至小于第三规定温度的情况下、且锅炉废气的温度比发动机废气的温度高的情况下，通过将锅炉废气供给到脱硝反应器，能够通过高温的锅炉废气对脱硝催化剂进行加热，使中毒的脱硝催化剂再生。

另外，这里“脱硝催化剂的再生时”是指采取用于使由于中毒而性能降低后的脱硝催化剂的性能恢复的处置的状态，具体而言，是指为了对附着于脱硝催化剂的表面的酸性硫酸铵进行加热并去除，而将脱硝催化剂加热到第三规定温度以上的状态。关于脱硝催化剂是否中毒，例如在脱硝反应器的前后差压为规定的值以上的情况下，判定为脱硝催化剂中毒。并且，例如在脱硝反应器的前后的NOx浓度差小于规定的值的情况下，判定为脱硝催化剂中毒。并且，除此之外，也可以在主机发动机连续地运转了规定的时间以上的情况下、或从上次再生起的经过时间超过了规定的时间时，设为发生了脱硝催化剂的中毒，而进行脱硝催化剂的再生。

并且，例如，上述的第三规定温度是指使脱硝催化剂再生所需的温度。并且，例如上述的第四规定温度是指在将发动机废气供给到脱硝反应器的情况下将脱硝催化剂加热到第三规定温度所需的发动机废气的温度，是与第三规定温度相同或者比第三规定温度高的温度。

(5)在几个实施方式中，在上述(1)至(4)中的任意一项所述的废气脱硝装置中还具有：旁通流路，该旁通流路从上述排气流路中的从还原剂喷射喷嘴喷射还原剂的位置的上游侧分支，在排气流路中的脱硝反应器的下游侧合流；排气流路侧分支阀，该排气流路侧分支阀设置在从排气流路分支出旁通流路的分支部的排气流路侧；旁通流路侧分支阀，该旁通流路侧分支阀设置在分支部的旁通流路侧；排气流路侧合流阀，该排气流路侧合流阀设置在排气流路与旁通流路合流的合流部的排气流路侧；以及旁通流路侧合流阀，该旁通流路侧合流阀设置在合流部的旁通流路侧。

根据上述(5)中记载的实施方式，通过将排气流路侧分支阀、旁通流路侧分支阀、排气流路侧合流阀以及旁通流路侧合流阀分别开闭，能够将发动机废气的流动切换到排气流路侧和旁通流路侧。

因此，例如，船舶也可以在穿过环境限制值苛刻的海域时将发动机废气的流动切换到排气流路侧，在一般的海域航行时将发动机废气的流动切换到旁通流路侧等，根据航行的海域的环境限制值等来切换发动机废气的流动。

(6)在几个实施方式中，在上述(5)中记载的废气脱硝装置中，还具有净化气体供给装置，该净化气体供给装置向上述排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体。

根据上述(6)中记载的实施方式，能够通过净化气体供给装置而向排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体。

(7)在几个实施方式中，在上述(6)中记载的废气脱硝装置中，上述控制装置构成为，在包含还原剂贮藏罐、还原剂喷射喷嘴以及脱硝反应器在内的废气脱硝系统不工作时，将排气流路侧分支阀闭阀，将旁通流路侧分支阀开阀，将排气流路侧合流阀闭阀，将旁通流路侧合流阀开阀。并且，构成为控制净化气体供给装置，以向上述排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体。

根据上述(7)中记载的实施方式，能够通过控制装置而在排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间封入净化气体。由此，在例如废气脱硝系统不工作时，能够可靠地防止由于从处于闭阀状态的排气流路侧分支阀或排气流路侧合流阀漏出到排气流路侧的发动机废气与脱硝催化剂接触而生成硝酸(HNO₃)的情况。

(8)在几个实施方式中，在上述(5)至(7)中的任意一项所述的废气脱硝装置中，上述控制装置构成为，在包含还原剂贮藏罐、还原剂喷射喷嘴以及脱硝反应器在内的废气脱硝系统的工作完成后，将排气流路侧分支阀闭阀，将旁通流路侧分支阀开阀，将排气流路侧合流阀开阀，将旁通流路侧合流阀开阀。并且，构成为将上述锅炉废气控制阀开阀并且将送风机的运转接通，从而以规定时间将锅炉废气向脱硝反应器供给。

根据上述(8)中记载的实施方式，在废气脱硝系统的工作完成后，在规定的时间内将锅炉废气向脱硝反应器供给。由此，能够抑制脱硝催化剂中的中毒的发生，延长脱硝催化剂的再生间隔。

(9)在几个实施方式中，在上述(5)至(8)中的任意一项所述的废气脱硝装置中还具有废气节能器，该废气节能器配置在上述排气流路中的合流部的下游侧。

根据上述(9)中记载的实施方式，即使在发动机废气穿过了排气流路和旁通流路中的任意一方的情况下，也能够通过配置在排气流路中的合流部的下游侧的废气节能器而从发动机废气进行热回收。

(10)在本发明的至少一个实施方式的废气脱硝装置的控制方法中，该废气脱硝装置具有：

排气流路，该排气流路供从主机发动机排出的发动机废气流动；

还原剂贮藏罐，该还原剂贮藏罐贮藏还原剂；

还原剂喷射喷嘴，该还原剂喷射喷嘴将贮藏在所述还原剂贮藏罐中的还原剂喷射到在所述排气流路中流动的发动机废气中；

脱硝反应器，该脱硝反应器设置在所述排气流路上，具有对所述发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的催化剂；

锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到所述排气流路中的所述脱硝反应器的上游侧；

锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对所述锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及

送风机，该送风机将在所述锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送，

废气脱硝装置的控制方法具有：

将所述锅炉废气控制阀开阀或者闭阀的步骤；以及控制所述送风机的运转的接通/断开的步骤。

根据上述(10)中记载的实施方式，在用于对从搭载于船舶的主机发动机排出的发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的废气脱硝装置的控制方法中，具有将锅炉废气控制阀开阀或者闭阀的步骤以及对送风机的运转的接通/断开进行控制的步骤。因此，能够适当地根据需要而将从锅炉排出的锅炉废气供给到脱硝反应器，对脱硝催化剂进行加热。

发明效果

根据本发明的至少一个实施方式，能够提供以简单的装置结构将高温的废气稳定地供给到脱硝催化剂的废气脱硝装置和废气脱硝装置的控制方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的废气脱硝装置的整体结构图。

图2是本发明的一个实施方式的废气脱硝装置的整体结构图。

图3是本发明的一个实施方式的控制装置的框图。

图4是本发明的一个实施方式的控制装置的框图。

图5是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出了主机发动机启动时或者低负载运转时的脱硝催化剂的加热控制的流程的图。

图6是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出了脱硝催化剂的再生时的脱硝催化剂的再生控制的流程的图。

图7是示出在本发明的一个实施方式的废气脱硝装置中，锅炉废气的供给时机和废气脱硝系统的工作时机的时序图。

图8是示出了向排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体的状态的图。

图9是用于对净化气体的供给时机进行说明的时序图。

图10是示出在废气脱硝系统工作后向脱硝反应器供给锅炉废气的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式而记载的、或者附图中示出的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并没有将本发明的范围限定于此的意思，仅仅是说明例。

例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表达不仅严格地表示那样的配置，而且还表示具有公差、或者能够得到相同的功能的程度的角度或距离而相对地移位的状态。

例如，“同一”、“相等”以及“均质”等表示事物处于相等状态的表达不仅严格地表示相等状态，而且还表示存在公差、或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达不仅表示几何学上严格意思上的四边形状或圆筒形状等形状，而且还表示在能够得到相同的效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“含有”、“具有”、“具备”、“包含”或者“有”一个结构要素这样的表达并不是将其他的结构要素的存在除外的排他性的表达。

图1和图2是本发明的一个实施方式的废气脱硝装置的整体结构图。

本发明的一个实施方式的废气脱硝装置是用于对从搭载于船舶1的主机发动机2排出的发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的废气脱硝装置10。并且，如图1和图2所示，本发明的一个实施方式的废气脱硝装置10(10A、10B)具有排气流路11、废气脱硝系统20、锅炉废气导流路12、锅炉废气控制阀13、送风机14。

主机发动机2例如是搭载于船舶1的船舶用双冲程柴油发动机，是用于对船舶1施加用于航行的推进力的内燃机。在图示的实施方式中，主机发动机2具有气缸部(未图示)、排气歧管3、增压器4、排气阀(未图示)等。主机发动机2构成为通过将排气阀开阀而从气缸内部的燃烧室排出发动机废气。排出的发动机废气暂时被导入排气歧管3而转换成静压，然后被导入增压器4的涡轮部4a。并且，在使配置在涡轮部4a的内部的涡轮动叶片(未图示)旋转之后，从涡轮部4a排出。

排气流路11是供从主机发动机2排出的发动机废气流动的管状的流路。排气流路11的一端侧与主机发动机2的涡轮部4a的出口侧连接。排气流路11的另一端侧与用于将发动机废气排出到外部的烟囱连接。

废气脱硝系统20是用于对从主机发动机排出的发动机废气中包含的氮氧化物(NOx)进行还原的脱硝系统。本实施方式的废气脱硝系统20是例如选择催化剂还原(SCR)系统，如图1和图2所示，包含：贮藏还原剂的还原剂贮藏罐22；将贮藏在还原剂贮藏罐22中的还原剂喷射到在排气流路11中流动的发动机废气中的还原剂喷射喷嘴24；以及设置在排气流路11上的、具有对发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的脱硝催化剂26a的脱硝反应器26。

还原剂贮藏罐22贮藏例如尿素水来作为还原剂。并且，当还原剂泵23a进行驱动时，贮藏在还原剂贮藏罐22中的还原剂经由将还原剂贮藏罐22和还原剂喷射喷嘴24连接的还原剂流路23而供给到还原剂喷射喷嘴24。并且，从还原剂喷射喷嘴24朝向排气流路11的内部喷射还原剂。脱硝反应器26配置在排气流路11中的还原剂喷射喷嘴24的下游侧。脱硝反应器26是构成为使发动机废气穿过其内部的筒状的部件，其入口侧和出口侧分别与形成排气流路11的排气管连接。换言之，脱硝反应器26在其内部形成排气流路11的一部分。

锅炉8是例如搭载于船舶1的辅助锅炉，用于将船舶1中的主机驱动以外的辅机的运转、或船内空调设备、厨房、其他杂用中所使用的蒸汽等的热能供给到船内。在本实施方式中，一个锅炉8搭载于船舶1。这样的锅炉8在具有规定的程度以上的规模的几乎全部船舶中搭载。

锅炉废气导流路12是用于将从搭载于上述的船舶1的锅炉8排出的锅炉废气导流到排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧的管状的流路。在图示的实施方式中，排气流路11与锅炉废气导流路12的连接部12a位于脱硝反应器26的上游侧且还原剂喷射喷嘴24的下游侧的位置。

并且，在未图示的其他的实施方式中，排气流路11与锅炉废气导流路12的连接部12a位于脱硝反应器26的上游侧且还原剂喷射喷嘴24的上游侧的位置。由此，能够对发动机废气与锅炉废气混合后的废气(以下，有时称为“发动机/锅炉混合废气”)直接喷射还原剂，因此不仅是发动机废气中包含的氮氧化物，锅炉废气中包含的氮氧化物也能够通过脱硝催化剂26a而高效地还原出。

锅炉废气控制阀13是用于对锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制的阀。作为锅炉废气控制阀13的种类，例如能够采用通过调整阀开度而控制所穿过的锅炉废气的流量的控制阀、通过使阀芯开阀(例如全开)或者闭阀(例如全闭)而将穿过的锅炉废气的流量控制为0％(没有穿过)或100％(全量穿过)的开闭阀等。

在图示的实施方式中，在锅炉废气导流路12中配置有两个锅炉废气控制阀13A、13B。锅炉废气控制阀13A配置在排气流路11与锅炉废气导流路的连接部12a的下游侧且后述的送风机14的上游侧，锅炉废控制在气引导流路12中流动的锅炉废气的流动。锅炉废气控制阀13B在锅炉8的锅炉废气的流动下游侧配置在锅炉废气导流路12与锅炉废气排出路19的分支部12b，将从锅炉8排出的锅炉废气的流动切换到锅炉废气导流路12侧(开阀侧)和锅炉废气排出路19侧(闭阀侧)。其中，锅炉废气控制阀13只要至少配置一个即可，其设置数没有特别限定。

送风机14是用于将在锅炉废气导流路12中流动的锅炉废气吹送到下游侧的装置，例如由引风机构成。送风机14抽吸在锅炉废气导流路12的上游侧流动的锅炉废气并向下游侧排出，而抵抗在排气流路11中流动的发动机废气的压力以使在锅炉废气导流路12中流动的锅炉废气向排气流路11流出。在图示的实施方式中，送风机14配置在上述的两个锅炉废气控制阀13A、13B之间。

并且，在图示的实施方式中，在内燃机室的底面上配置有主机发动机2，还原剂喷射喷嘴24和脱硝反应器26配置在比内燃机室的底面高一阶的第三甲板的地面上。并且，锅炉8配置在比配置有脱硝反应器26的第三甲板的地面高一阶的第二甲板的地面上。排气流路11从配置有主机发动机2的内燃机室的底面朝向比配置有锅炉8的第二甲板的地面高一阶的上部甲板的地面延伸，与用于将发动机废气排出到外部的烟囱连接。并且，在图示的实施方式中，关于还原剂喷射喷嘴24与脱硝反应器26之间的距离，确保了要想使所喷射的还原剂与发动机废气充分混合所需的距离。

根据这样的实施方式，废气脱硝装置10具有：将从搭载于船舶1的锅炉8排出的锅炉废气导流到排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧的锅炉废气导流路12；对锅炉废气导流路12中的锅炉废气的流动进行控制的锅炉废气控制阀13A、13B；以及将在锅炉废气导流路12中流动的锅炉废气向下游侧吹送的送风机14。

因此，在主机发动机2的启动时或低负载运转时等的从主机发动机2排出的发动机废气的温度较低的运转状态下，能够将从锅炉8排出的锅炉废气经由锅炉废气导流路12而导流到脱硝反应器26，从而对脱硝催化剂26a进行加热。

并且，搭载于船舶1的锅炉8与发电用柴油发动机相比，燃烧状态大致稳定在恒定状态。

由此，根据这样的实施方式，与上述的专利文献2中记载的低温脱硝装置相比，能够将高温的废气稳定地向脱硝催化剂26a供给。

这里，作为向脱硝反应器26供给的高温的废气的种类，像后述的实施方式中说明的那样，列举出以下(a)～(c)这三种。

(a)在发动机废气中混合了高温的锅炉废气后的废气(发动机/锅炉混合废气)

(b)仅发动机废气(在发动机废气为高温的情况下)

(c)仅锅炉废气(在该情况下，发动机废气经由后述的旁通流路15而绕过脱硝反应器26)

并且，通常相对于设置有多台发电用柴油发动机的情况，多数情况下锅炉的设置数为仅设置一个，设置数比发电用柴油发动机少。

由此，根据这样的实施方式，与上述的专利文献2中记载的低温脱硝装置相比，用于将从锅炉8排出的锅炉废气导流到脱硝催化剂26a的锅炉废气导流路12的设置数可以较少，因此能够以简单的装置结构将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝催化剂26a。

但是，从锅炉8排出的锅炉废气的压力与从主机发动机2排出的发动机废气的压力相比，通常较低。因此，在将锅炉8与主机发动机2的排气流路11经由锅炉废气导流路12连接起来的情况下，排气流路11的压力传播给锅炉8，锅炉8中的锅炉废气流动下游侧的压力上升而有可能给锅炉8的燃烧状态带来影响。

针对该问题，在上述的实施方式中，具有将在锅炉废气导流路12中流动的锅炉废气向下游侧吹送的送风机14。由此，能够抑制排气流路11的压力传播给锅炉8而给锅炉8的燃烧状态带来影响。

在几个实施方式中，如图2所示，废气脱硝装置10B还具有：旁通流路15，该旁通流路15从排气流路11中的从还原剂喷射喷嘴24喷射还原剂的位置的上游侧分支，在排气流路11中的脱硝反应器26的下游侧合流；排气流路侧分支阀16A，该排气流路侧分支阀16A设置在从排气流路11分支出旁通流路15的分支部16中的排气流路11侧；旁通流路侧分支阀16B，该旁通流路侧分支阀16B设置在分支部16中的旁通流路15侧；排气流路侧合流阀17A，该排气流路侧合流阀17A设置在供排气流路11与旁通流路15合流的合流部17中的排气流路11侧；以及旁通流路侧合流阀17B，该旁通流路侧合流阀17B设置在合流部17中的旁通流路15侧。

另外，在该图2和后述的图8、图10中，在表示排气流路侧分支阀16A、旁通流路侧分支阀16B、排气流路侧合流阀17A、旁通流路侧合流阀17B的阀记号中，涂白表示开阀状态，涂黑表示闭阀状态。

根据这样的实施方式，通过对排气流路侧分支阀16A、旁通流路侧分支阀16B、排气流路侧合流阀17A以及旁通流路侧合流阀17B分别进行开闭，能够将从主机发动机2排出的发动机废气的流动切换到排气流路11侧和旁通流路15侧。

因此，例如，船舶1也可以在穿过环境限制值苛刻的海域时将发动机废气的流动切换到排气流路11侧，在一般的海域航行时将发动机废气的流动切换到旁通流路15侧等，根据航行的海域的环境限制值来切换发动机废气的流动。

在几个实施方式中，如图2所示，还具有净化气体供给装置18，该净化气体供给装置18向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体。

在图示的实施方式中，净化气体供给装置18具有：净化气体生成机18A，该净化气体生成机18A生成净化气体；净化气体导流路18B，该净化气体导流路18B将所生成的净化气体导流到排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间；以及净化气体供给阀18C，该净化气体供给阀18C配置在排气流路11与净化气体导流路18B的连接部的净化气体导流路18B侧。作为净化气体，除了氮气(N₂)等惰性气体之外，还可以使用NOx浓度和SOx浓度分别为规定的浓度以下且水分量为规定的量以下的气体。并且，在图示的实施方式中，净化气体生成机配置在与配置锅炉8的部位相同的高度的第二甲板的地面上。

根据这样的实施方式，能够通过净化气体供给装置18而向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体。

因此，像后述那样，在例如废气脱硝系统20不工作时，通过向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体，能够可靠地防止由于从处于闭阀状态的排气流路侧分支阀16A或排气流路侧合流阀17A漏出到排气流路11侧的发动机废气与脱硝催化剂26a接触而生成硝酸(HNO₃)的情况。

在几个实施方式中，如图2所示，还具有配置在排气流路11中的合流部17的下游侧的废气节能器60。

该废气节能器60是用于回收在排气流路11中流动的发动机废气的热能，与水等被加热介质进行热交换的装置。在图示的实施方式中，废气节能器60配置在与锅炉8相同的高度的第二甲板的地面上。并且，构成为将通过该废气节能器60加热后的锅炉水向锅炉8供给。

根据这样的实施方式，即使从主机发动机2排出的发动机废气穿过排气流路11和旁通流路15中的任意一方的情况下，也能够通过配置在排气流路11中的合流部17的下游侧的废气节能器60而从发动机废气进行热回收。即，能够通过一台废气节能器60而从在排气流路11中流动的发动机废气和在旁通流路15中流动的发动机废气双方进行热回收。

＜控制装置40＞

图3和图4是本发明的一个实施方式的控制装置的框图。图5是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出主机发动机启动时或者低负载运转时的控制的流程的图。图6是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出主机发动机启动时或者低负载运转时的控制的流程的图。

本发明的一个实施方式的控制装置40例如构成为微型计算机，该微型计算机由中央处理装置(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)以及I/O接口等构成。

并且，如图1和图2所示，在本发明的一个实施方式的废气脱硝装置10中安装有发动机废气压力传感器31、锅炉废气压力传感器32、发动机废气温度传感器33、锅炉废气温度传感器34、脱硝反应器温度传感器35等各种传感器类。

发动机废气压力传感器31是测定从主机发动机2排出的发动机废气的压力的传感器。在图示的实施方式中，发动机废气压力传感器31配置在排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧、且排气流路11与旁通流路15的连接部12a、或者脱硝反应器26与连接部12a之间。

锅炉废气压力传感器32是测定从锅炉8排出的锅炉废气的压力的传感器。在图示的实施方式中，锅炉废气压力传感器32配置在锅炉8的下游侧、且锅炉废气导流路12与锅炉废气排出路19的分支部12b的上游侧。

发动机废气温度传感器33是测定从主机发动机2排出的发动机废气的温度的传感器。在图示的实施方式中，发动机废气温度传感器33配置在在从还原剂喷射喷嘴24喷射还原剂的位置的上游侧，在图2所示的废气脱硝装置10中配置在从排气流路11分支出旁通流路15的分支部16的上游侧。

锅炉废气温度传感器34是测定从锅炉8排出的锅炉废气的温度的传感器。在图示的实施方式中，锅炉废气温度传感器34配置在锅炉废气导流路12的分支部12b的下游侧、且送风机14的上游侧。脱硝反应器温度传感器35是测定脱硝反应器26的温度的传感器。在图示的实施方式中，脱硝反应器温度传感器35配置在脱硝反应器26的入口部，测定脱硝反应器26的入口部的环境温度。

这些各种传感器类所测定出的数据经由有线或者无线的通信单元而发送给控制装置40。

在几个实施方式中，在图1和图2所示的废气脱硝装置10(10A、10B)中，如图3和图4所示，还具有控制装置40，该控制装置40基于从主机发动机2排出的发动机废气的温度、从锅炉8排出的锅炉废气的温度、以及脱硝反应器26的温度来控制锅炉废气控制阀13的开阀或者闭阀、以及送风机14的运转的接通/断开。

图3是特别地示出在主机发动机2的启动时或者低负载运转时进行工作的情况下的结构的控制装置40的框图。并且，如图3所示，控制装置40包含：操作部41、加热执行判定部42、加热需要与否判定部44、锅炉废气/发动机废气比较部46、锅炉废气温度比较部47、锅炉废气规定温度设定部48、发动机废气规定温度设定部49、发动机废气温度比较部50以及脱硝反应器规定温度设定部51。

另外，这里“主机发动机的启动时”是指在使处于停止状态的主机发动机2启动之后直到经过了规定的时间为止的期间、或者达到规定的负载为止的期间，从主机发动机2排出的发动机废气的温度(在本实施方式中，上述的发动机废气温度传感器33所测定的发动机废气的温度)没有达到后述的第二规定温度的状态。并且，“主机发动机的低负载运转时”是指在从主机发动机2排出的发动机废气的温度小于第二规定温度的状态下主机发动机2持续运转的状态。

加热需要与否判定部44是比较从脱硝反应器温度传感器35输入的脱硝反应器26的温度(脱硝反应器26的入口部的环境温度)与在脱硝反应器规定温度设定部51中预先设定的设定温度而判定是否需要对脱硝催化剂26a进行加热的判定部。例如，在脱硝反应器26的温度小于作为脱硝催化剂26a的活性温度的第一规定温度的情况下，判定为需要脱硝催化剂26a的加热。在脱硝反应器26的温度为第一规定温度以上的情况下，判定为不需要脱硝催化剂26a的加热。并且，构成为将该判定结果输出给后述的加热执行判定部42。

加热执行判定部42是当在上述的加热需要与否判定部44中判定为需要脱硝催化剂26a的加热的情况下，实际地判定是否执行脱硝催化剂26a的加热的判定部。加热执行判定部42根据来自锅炉废气温度比较部47的输出以及来自发动机废气温度比较部50的输出而判定是否执行锅炉废气对脱硝催化剂26a的加热。

例如，多数情况下从主机发动机2排出的发动机废气的温度比第二规定温度低，但还存在由于主机发动机2的运转状态而使发动机废气的温度比第二规定温度高的情况。在这样的情况下，由于能够通过从主机发动机2排出的发动机废气而将脱硝催化剂26a加热到第一规定温度，因此判定为不执行基于锅炉废气的加热。

并且，例如在从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度低的情况下，由于处于无法进行基于锅炉废气的加热的状态，因此判定为不执行基于锅炉废气的加热。

并且，也可以构成为，例如在从锅炉8排出的锅炉废气的温度低于在将锅炉废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第一规定温度所需的温度的情况下，也判定为不执行加热。

在除此之外的情况下，判定为执行锅炉废气对脱硝催化剂26a的加热。

另外，这里，第二规定温度是指在将从主机发动机2排出的发动机废气供给到脱硝反应器26的情况下，将脱硝催化剂26a加热到作为该活性温度的第一规定温度所需的发动机废气的温度。该第二规定温度被设定为与第一规定温度相同或者比该第一规定温度高的温度。例如，在像本实施方式那样通过发动机废气温度传感器33来测定发动机废气的温度的情况下、且无法无视由于来自从发动机废气温度传感器33到脱硝反应器26的区间中的排气管的散热等而产生的温度降低的情况下，第二规定温度被设定为预料到由于该散热的温度降低而比第一规定温度高的温度。在能够无视由于来自从发动机废气温度传感器33到脱硝反应器26a的排气管的散热等而产生的温度降低的情况下，第二规定温度被设定为与第一规定温度相同的温度。

操作部41是用于控制锅炉废气控制阀13的开度并且控制送风机14的接通/断开和其转速的控制部。操作部41根据从加热执行判定部42输出的加热执行的需要与否的判定结果，而将锅炉废气控制阀13开阀或者闭阀，并且控制送风机14的运转的接通/断开。在判定为加热执行为“需要”的情况下，将锅炉废气控制阀13开阀，并且将送风机14的运转接通。在判定为加热执行为“否”的情况下，将锅炉废气控制阀13闭阀，并且将送风机14的运转断开。并且，操作部41根据从锅炉废气/发动机废气比较部46输出的、从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的比较结果(差压)，来控制送风机14的转速。送风机14的转速被控制成抵抗从主机发动机2排出的发动机废气的压力而使锅炉废气向排气流路11流出所需的转速。具体而言，控制成从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的差压越大，则转速越高。该转速的计算例如是根据规定了差压与转速的关系的映射而计算出的。并且，例如也可以构成为，为了将脱硝反应器温度传感器35所测定的脱硝反应器26的温度控制成目标温度(例如第一规定温度)，而通过反馈控制、或者补偿包含主机发动机2的输出变动在内的扰动的前馈控制而控制送风机14的转速。

锅炉废气/发动机废气比较部46是比较从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的比较部。向锅炉废气/发动机废气比较部46输入由发动机废气压力传感器31所测定出的从主机发动机2排出的发动机废气的压力和由锅炉废气压力传感器32所测定出的从锅炉8排出的锅炉废气的压力。并且，构成为将从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的差压向操作部41输出。

锅炉废气温度比较部47是比较从锅炉废气温度传感器34输入的锅炉废气的温度与在锅炉废气规定温度设定部48中预先设定的设定温度的比较部。锅炉废气规定温度设定部48所设定的设定温度例如是在将锅炉废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第一规定温度所需的锅炉废气的温度。并且，构成为将从锅炉8排出的锅炉废气的温度、以及锅炉废气的温度与锅炉废气规定温度设定部48所设定的设定温度的比较结果输出给加热执行判定部42。

发动机废气温度比较部50是比较从发动机废气温度传感器33输入的发动机废气的温度与在发动机废气规定温度设定部49中预先设定的设定温度的比较部。发动机废气规定温度设定部49所设定的设定温度例如是在将从主机发动机2排出的发动机废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第一规定温度所需的作为发动机废气的温度的上述的第二规定温度。并且，构成为将从主机发动机2排出的发动机废气的温度、以及从主机发动机2排出的发动机废气的温度与发动机废气规定温度设定部49所设定的设定温度的比较结果输出给加热执行判定部42。

关于这样的图3所示的控制装置40的控制流程，在后述的图5中进行说明。

图4是特别地示出在脱硝催化剂26a的再生时进行工作的情况下的结构的控制装置40的框图。并且，如图4所示，控制装置40包含操作部41、再生执行判定部43、再生需要与否判定部45、锅炉废气/发动机废气比较部46、锅炉废气温度比较部47、锅炉废气规定温度设定部48、发动机废气规定温度设定部49、发动机废气温度比较部50、脱硝反应器差压计算部52、脱硝催化剂再生比较部53、连续运转时间计数部54、脱硝催化剂再生间隔计数部55。

再生需要与否判定部45是根据从脱硝反应器差压传感器36输入的脱硝反应器26的前后差压与在脱硝反应器差压计算部52中计算的差压的比较结果而判定是否需要使脱硝催化剂26a再生的判定部。在脱硝反应器差压计算部52中，根据从ECU(未图示)等输出的关于发动机转速或扭矩等的发动机运转负载信号37，而计算该运转状态下的适当的差压(能够判断为不会发生脱硝催化剂26a的中毒的差压)。并且，例如在脱硝反应器26的前后差压为脱硝反应器差压计算部52计算出的计算差压以上的情况下，判断为发生了脱硝催化剂26a的中毒，而判定为需要脱硝催化剂26a的再生。在脱硝反应器26的前后差压小于计算差压的情况下，判定为不需要脱硝催化剂26a的再生。并且，构成为将该判定结果输出给后述的再生执行判定部43。

并且，再生需要与否判定部45根据来自脱硝催化剂再生比较部53的输出而判定是否需要使脱硝催化剂26a再生。脱硝催化剂再生比较部53是对从连续运转时间计数部54输出的连续运转时间与规定的连续运转时间进行比较、并且对从脱硝催化剂再生间隔计数部55输出的从上次再生起的经过时间与规定的再生间隔进行比较的比较部。并且，在相当于所计数的连续运转时间超过了规定的连续运转时间的情况以及所计数的从上次再生起的经过时间超过了规定的再生间隔的情况中的至少任意一方的情况下，将该比较结果输出给再生需要与否判定部45。从脱硝催化剂再生比较部53接受到这样的输出的再生需要与否判定部45在例如脱硝反应器26的前后差压小于计算差压的情况下，也判定为需要使脱硝催化剂26a再生。

这里“脱硝催化剂的再生时”是指采取用于使由于中毒而性能降低后的脱硝催化剂26a的性能恢复的处置的状态，具体而言，是指为了对附着于脱硝催化剂26a的表面的酸性硫酸铵进行加热并去除，而将脱硝催化剂26a加热到作为使脱硝催化剂26a再生所需的温度(再生温度)的第三规定温度以上的状态。关于脱硝催化剂26a是否中毒，例如在脱硝反应器26的前后差压为规定的值以上的情况下，判定为脱硝催化剂26a中毒。并且，构成为，例如在脱硝反应器26的前后的NOx浓度差小于规定的值的情况下，也可以判定为脱硝催化剂26a中毒。

再生执行判定部43是当在上述的再生需要与否判定部45中判定为需要脱硝催化剂26a的再生的情况下，判定实际上是否执行脱硝催化剂26a的再生的判定部。再生执行判定部43根据来自锅炉废气温度比较部47的输出、以及来自发动机废气温度比较部50的输出，而判定是否需要执行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生。

例如，在脱硝反应器26的温度比第三规定温度高的情况下，由于认为脱硝催化剂26a已经处于再生状态，因此判定为不执行基于锅炉废气的加热。

并且，例如，多数情况下从主机发动机2排出的发动机废气的温度比第四规定温度低，但根据主机发动机2的运转状态，也存在发动机废气的温度比第四规定温度高的情况。在这样的情况下，由于能够通过从主机发动机2排出的发动机废气将脱硝催化剂26a加热到第三规定温度，因此判定为不执行基于锅炉废气的再生。

并且，例如在从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度低的情况下，由于处于无法进行基于锅炉废气的加热的状态，因此判定为不执行基于锅炉废气的再生。

并且，例如也可以构成为，在从锅炉8排出的锅炉废气的温度低于在将锅炉废气供给到脱硝反应器26时将脱硝催化剂26a加热到第三规定温度所需的温度的情况下，也判定为不执行再生。

在除此之外的情况下，判定为执行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生。

另外，这里，第四规定温度是指在将从主机发动机排出的发动机废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第三规定温度所需的发动机废气的温度。该第四规定温度被设定为与第三规定温度相同、或者比第三规定温度高的温度。例如，在像本实施方式那样通过发动机废气温度传感器33来测定发动机废气的温度的情况下、且无法无视由于来自从发动机废气温度传感器33到脱硝反应器26a的区间中的排气管的散热等而产生的温度降低的情况下，第四规定温度被设定为预料到由于该散热的温度降低而比第三规定温度高的温度。在能够无视由于从发动机废气温度传感器33到脱硝反应器26a的排气管的散热等而产生的温度降低的情况下，将第四规定温度设定为与第三规定温度相同的温度。

操作部41是用于控制锅炉废气控制阀13的开度并且控制送风机14的接通/断开以及其转速的控制部。操作部41根据从再生执行判定部43输出的加热执行的需要与否的判定结果，将锅炉废气控制阀13开阀或者闭阀，并且控制送风机14的运转的接通/断开。在判定为再生执行为“需要”的情况下，将锅炉废气控制阀13开阀，并且将送风机14的运转接通。在判定为再生执行为“否”的情况下，将锅炉废气控制阀13闭阀，并且将送风机14的运转断开。并且，操作部41根据从锅炉废气/发动机废气比较部46输出的、从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的比较结果(差压)，而控制送风机14的转速。送风机14的转速被控制成抵抗从主机发动机2排出的发动机废气的压力而使锅炉废气向排气流路11流出所需的转速。具体而言，控制成从主机发动机2排出的发动机废气的压力与从锅炉8排出的锅炉废气的压力的差压越大，则转速越高。该转速的计算例如是根据规定了差压与转速的关系的映射而计算出的。并且，例如也可以构成为，为了将脱硝反应器温度传感器35所测定的脱硝反应器26的温度控制成目标温度(例如第三规定温度)，通过反馈控制或者将主机发动机2的输出变动设为扰动的前馈控制而控制送风机14的转速。

与图3所示的实施方式同样，锅炉废气温度比较部47是比较从锅炉废气温度传感器34输入的锅炉废气的温度与在锅炉废气规定温度设定部48中预先设定的设定温度的比较部。锅炉废气规定温度设定部48所设定的设定温度例如是在将锅炉废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第三规定温度所需的温度。并且，构成为将从锅炉8排出的锅炉废气的温度、以及锅炉废气的温度与锅炉废气规定温度设定部48所设定的设定温度的比较结果输出给再生执行判定部43。

与图3所示的实施方式同样，发动机废气温度比较部50是比较从发动机废气温度传感器33输入的发动机废气的温度与在发动机废气规定温度设定部49中预先设定的设定温度的比较部。发动机废气规定温度设定部49所设定的设定温度例如是在将从主机发动机2排出的发动机废气供给到脱硝反应器26的情况下将脱硝催化剂26a加热到第三规定温度所需的作为发动机废气的温度的上述的第四规定温度。并且，构成为将从主机发动机2排出的发动机废气的温度、以及从主机发动机2排出的发动机废气的温度与发动机废气规定温度设定部49所设定的设定温度的比较结果输出给再生执行判定部43。

关于这样的图4所示的控制装置40的控制流程，在后述的图6中进行说明。

图5是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出主机发动机启动时或者低负载运转时的脱硝催化剂的加热控制的流程的图。

如图5所示，在主机发动机启动时或者低负载运转时(S51)，在加热需要与否判定部44中，比较从脱硝反应器温度传感器35输入的脱硝反应器26的温度与在脱硝反应器规定温度设定部51中预先设定的设定温度(第一规定温度)。并且，在脱硝反应器26的温度小于作为脱硝催化剂26a的活性温度的第一规定温度的情况下(在S52中为“是”)，进入下一步骤(S53)。在脱硝反应器26的温度为作为脱硝催化剂26a的活性温度的第一规定温度以上的情况下(在S53中为“是”)，由于不需要脱硝催化剂26a的加热，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的加热控制，而结束控制。

接着，在加热执行判定部42中，比较从主机发动机2排出的发动机废气的温度是否小于第二规定温度(S53)。在从主机发动机2排出的发动机废气的温度小于第二规定温度的情况下(在S53中为“是”)，进入下一步骤(S54)。在发动机废气的温度为第二规定温度以上的情况下(在S53中为“否”)，仅通过发动机废气就能够将脱硝反应器26的温度加热到第一规定温度，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的加热控制，而结束控制。

并且，接着，在加热执行判定部42中，比较从锅炉8排出的锅炉废气的温度与从主机发动机2排出的发动机废气的温度(S54)。在锅炉废气的温度为从主机发动机2排出的发动机废气的温度以上的情况下(在S54中为“是”)，进入下一步骤(S55)。在锅炉废气的温度小于从主机发动机2排出的发动机废气的温度的情况下(在S54中为“否”)，由于处于无法进行基于锅炉废气的加热的状态，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的加热控制，而结束控制。

另外，为了方便说明，关于在S53之后执行S54的情况进行了说明，但上述S53和S54的顺序不限于此。可以使S54比S53先执行，也可以同时执行两步骤。

并且，在操作部41中，将锅炉废气控制阀13开放，并且将送风机14启动(S55)。然后，向脱硝反应器26供给锅炉废气(S56)，通过高温的锅炉废气对脱硝反应器26进行加热。

若更详细地说明，在将锅炉废气控制阀13开放、将送风机14启动时，从锅炉8排出的锅炉废气经由锅炉废气导流路12而导流到排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧。并且，在排气流路11中流动的发动机废气与锅炉废气混合，而生成温度比发动机废气高的废气(发动机/锅炉混合废气)。然后，通过向脱硝反应器26供给该高温的废气(发动机/锅炉混合废气)(S56)，而对脱硝反应器26进行加热。

并且，也可以控制为，通过使发动机废气经由上述的旁通流路15而绕过，向脱硝反应器26仅供给高温的锅炉废气(S56)，由此对脱硝反应器26进行加热。

然后，向脱硝反应器26持续供给锅炉废气直到脱硝反应器26的温度达到第一规定温度(S57)。

并且，也可以在脱硝反应器26的温度达到第一规定温度之后，进一步在直到从主机发动机2排出的发动机废气的温度上升到第二规定温度以上的期间向脱硝反应器26持续供给锅炉废气(S58)。

并且，在脱硝反应器26的温度达到第一规定温度、且从主机发动机2排出的发动机废气的温度上升到第二规定温度以上的情况下(在S57、S58中为“是”)，设为脱硝催化剂26a能够稳定地工作的条件准备好了，将锅炉废气控制阀13封闭，并且停止送风机14(S59)，结束一系列的基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的加热控制。

图6是本发明的一个实施方式的控制装置的控制流程图，是示出脱硝催化剂的再生时的脱硝催化剂的再生控制的流程的图。

如图6所示，在脱硝催化剂26a的再生时(S61)，在再生需要与否判定部45中，比较从脱硝反应器差压传感器36输入的脱硝反应器26的前后差压与在脱硝反应器差压计算部52中计算的计算差压(S62)。并且，在脱硝反应器26的前后差压小于计算差压的情况下(在S62中为“是”)，进入下一步骤。

接着，在脱硝催化剂再生比较部53中，比较从连续运转时间计数部54输出的连续运转时间与规定的连续运转时间(S63)。并且，在从连续运转时间计数部54输出的连续运转时间小于规定的连续运转时间的情况下(在S63中为“是”)，进入下一步骤。

接着，在脱硝催化剂再生比较部53中，比较从脱硝催化剂再生间隔计数部55输出的从上次再生起的经过时间和规定的再生间隔(S64)。并且，在从脱硝催化剂再生间隔计数部55输出的从上次再生起的经过时间小于规定的再生间隔的情况下(在S64中为“是”)，不执行脱硝催化剂26a的再生(S65)，而结束控制。

另外，为了方便说明，对按照S62、S63、S64的顺序进行执行的情况进行了说明，但上述S62～S64的顺序不限于此。可以更换S62～S64的顺序，也可以同时执行S62～S64。

在上述S62～S64中的至少一个步骤中判定为“否”的情况下，执行脱硝催化剂26a的再生(S66)。

在再生执行判定部43中，比较脱硝反应器26的温度是否小于第三规定温度(S67)。在脱硝反应器26的温度小于第三规定温度的情况下(在S67中为“是”)，进入下一步骤(S68)。在脱硝反应器26的温度为第三规定温度以上的情况下(在S67中为“否”)，由于认为脱硝催化剂26a已经处于再生状态，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生控制，而结束控制。

接着，在再生执行判定部43中，比较从主机发动机2排出的发动机废气的温度是否小于第四规定温度(S68)。在从主机发动机2排出的发动机废气的温度小于第四规定温度的情况下(在S68中为“是”)，进入下一步骤(S69)。在从主机发动机2排出的发动机废气的温度为第四规定温度以上的情况下(在S68中为“否”)，仅通过发动机废气就能够将脱硝反应器26的温度加热到第三规定温度，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生控制，结束控制。

并且，接着在再生执行判定部43中，比较从锅炉8排出的锅炉废气的温度与从主机发动机2排出的发动机废气的温度(S69)。在锅炉废气的温度为从主机发动机2排出的发动机废气的温度以上的情况下(在S69中为“是”)，进入下一步骤(S610)。在锅炉废气的温度小于从主机发动机2排出的发动机废气的温度的情况下(在S69中为“否”)，由于处于无法进行基于锅炉废气的加热的状态，因此不进行基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生控制，结束控制。

然后，在操作部41中将锅炉废气控制阀13开放，并且将送风机14启动(S610)。然后，向脱硝反应器供给锅炉废气(S611)，通过高温的锅炉废气对脱硝反应器26进行加热，使脱硝催化剂26a再生。

若更详细地说明，在将锅炉废气控制阀13开放并将送风机14启动时，从锅炉8排出的锅炉废气经由锅炉废气导流路12而导流到排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧。并且，在排气流路11中流动的发动机废气与锅炉废气混合，而生成温度比发动机废气高的废气(发动机/锅炉混合废气)。并且，通过将该高温的废气(发动机/锅炉混合废气)向脱硝反应器26供给(S611)，而对脱硝反应器26进行加热，进行脱硝催化剂26a的再生。

并且，也可以控制为，通过使发动机废气经由上述的旁通流路15而绕过，向脱硝反应器26仅供给高温的锅炉废气(S611)，而对脱硝反应器26进行加热。

并且，向脱硝反应器26持续供给锅炉废气，直到脱硝反应器26的温度达到第三规定温度(S612)。

并且，也可以在脱硝反应器26的温度达到第三规定温度之后，进一步在直到经过规定的再生时间为止的期间，向脱硝反应器26持续供给锅炉废气(S613)。

并且，在脱硝反应器26的温度达到第三规定温度、且经过了规定的再生时间的情况下(在S612、S613中为“是”)，设为完成了脱硝催化剂26a再生，将锅炉废气控制阀13封闭，并且将送风机14停止(S614)，结束一系列的基于锅炉废气的脱硝催化剂26a的再生控制。

图7是示出在本发明的一个实施方式的废气脱硝装置中锅炉废气的供给时机和废气脱硝系统的工作时机的时序图。

在几个实施方式中，如图7所示，与主机发动机2的运转开始几乎同时地，将锅炉废气控制阀13开阀并且将送风机14的运转接通，而开始锅炉废气的供给(时刻t1)。由此，将发动机废气与锅炉废气混合后的高温的废气(发动机/锅炉混合废气)供给到脱硝反应器26，脱硝反应器26的温度逐渐上升，在时刻t2，达到作为脱硝催化剂26a的活性温度的第一规定温度以上。并且，与此几乎同时地开始废气脱硝系统20的工作。并且，当在时刻t3，发动机废气温度达到第二规定温度以上时，将锅炉废气控制阀13闭阀并且将送风机14的运转断开，而停止锅炉废气的供给。

即，在本实施方式中，在主机发动机2的启动时(或者低负载运转时)，持续进行锅炉废气向脱硝反应器26的供给，直到脱硝反应器26的温度达到第一规定温度、且从主机发动机2排出的发动机废气的温度成为第二规定温度以上为止。因此，能够使脱硝催化剂26a较早地上升到活性温度，并且在发动机废气温度达到第二规定温度以后，停止锅炉废气向脱硝反应器26的供给，由此防止送风机14的无益的运转。

以上，根据上述的实施方式，还具有控制装置40，该控制装置40基于从主机发动机2排出的发动机废气的温度、从锅炉8排出的锅炉废气的温度、以及脱硝反应器26的温度而控制锅炉废气控制阀13的开阀或者闭阀、送风机14的运转的接通/断开。因此，基于从主机发动机2排出的发动机废气的温度、从锅炉8排出的锅炉废气的温度、以及脱硝反应器26的温度，能够通过控制装置40来控制锅炉废气控制阀13的开阀或者闭阀、送风机14的运转的接通/断开。

并且，根据上述的实施方式，在脱硝反应器26的温度低至小于第一规定温度的情况下、且从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度高的情况下，通过将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝反应器26，能够通过高温的锅炉废气对脱硝催化剂26a进行加热。

并且，根据上述的实施方式，在脱硝反应器26的温度低至小于第三规定温度的情况下、且从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度高的情况下，通过将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝反应器26，能够通过高温的锅炉废气对脱硝催化剂26a进行加热，使中毒的脱硝催化剂26a再生。

图8是示出向排气流路中的排气流路侧分支阀与排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体的状态的图。图9是用于对净化气体的供给时机进行说明的时序图。

在几个实施方式中，如图8所示，控制装置40在废气脱硝系统20不工作时，将排气流路侧分支阀16A闭阀，将旁通流路侧分支阀16B开阀，将排气流路侧合流阀17A闭阀，将旁通流路侧合流阀17B开阀。并且，构成为控制净化气体供给装置18，以向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体。此时，锅炉废气控制阀13处于被闭阀的状态。

另外，这里，废气脱硝系统20工作的状态是指从还原剂喷射喷嘴24将还原剂喷射到排气流路11的内部的状态、以及虽然没有从还原剂喷射喷嘴24喷射还原剂但向脱硝反应器26供给高温的废气(发动机/锅炉混合废气、发动机废气、或者锅炉废气)并将脱硝反应器26加热到第三规定温度而使脱硝催化剂26a再生的状态这双方。

作为向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体的时机，列举图9的(a)～(c)所示的三个时机。

在图9的(a)中，在废气脱硝系统20的工作完成后，仅进行一次净化气体的投入。

在图9的(b)中，在废气脱硝系统20的工作完成后，隔开规定的间隔进行多次净化气体的投入。

在图9的(c)中，在废气脱硝系统20的工作完成后，持续地进行净化气体的投入。

根据这样的实施方式，能够通过控制装置40而在排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间封入净化气体。由此，在例如废气脱硝系统20不工作时，能够可靠地防止由于从处于闭阀状态的排气流路侧分支阀16A或排气流路侧合流阀17A漏出到排气流路11侧的发动机废气与脱硝催化剂26a接触而生成硝酸(HNO₃)的情况。

图10是示出在脱硝系统的工作完成后向脱硝反应器供给锅炉废气的状态的图。

在几个实施方式中，如图10所示，控制装置40在废气脱硝系统20的工作完成后，将排气流路侧分支阀16A闭阀，将旁通流路侧分支阀16B开阀，将排气流路侧合流阀17A开阀，将旁通流路侧合流阀17B开阀。并且，构成为将锅炉废气控制阀13开阀并且将送风机14的运转接通，将从锅炉8排出的锅炉废气向脱硝反应器26供给规定时间。

根据这样的实施方式，在废气脱硝系统20工作后，在规定时间内将锅炉废气向脱硝反应器26供给。由此，能够抑制脱硝催化剂26a中的中毒的发生，延长脱硝催化剂26a的再生间隔。

并且，本发明的至少一个实施方式的废气脱硝装置的控制方法是用于对从搭载于船舶1的主机发动机2排出的发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的废气脱硝装置10(10A、10B)的控制方法。上述废气脱硝装置10(10A、10B)具有：排气流路11，该排气流路11供从主机发动机2排出的发动机废气流动；废气脱硝系统20，该废气脱硝系统20包含贮藏还原剂的还原剂贮藏罐22、将贮藏在还原剂贮藏罐22中的还原剂喷射到在排气流路11中流动的发动机废气中的还原剂喷射喷嘴24、以及设置在排气流路11上的、具有对发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的脱硝催化剂26a的脱硝反应器26；锅炉废气导流路12，该锅炉废气导流路12将从搭载于船舶1的锅炉8排出的锅炉废气导流到排气流路11中的脱硝反应器26的上游侧；锅炉废气控制阀13，该锅炉废气控制阀13对锅炉废气导流路12中的锅炉废气的流动进行控制；以及送风机14，该送风机14将在锅炉废气导流路12中流动的锅炉废气向下游侧吹送。并且，废气脱硝装置的控制方法具有将锅炉废气控制阀13开阀或者闭阀的步骤以及对送风机14的运转的接通/断开进行控制的步骤。

根据这样的实施方式，在用于对从搭载于船舶1的主机发动机2排出的发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的废气脱硝装置10(10A、10B)的控制方法中，具有将锅炉废气控制阀13开阀或者闭阀的步骤以及对送风机14的运转的接通/断开进行控制的步骤。因此，能够适当地根据需要而将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝反应器26，对脱硝催化剂26a进行加热。

在几个实施方式中，还具有如下的步骤：基于从上述主机发动机2排出的发动机废气的温度、从锅炉8排出的锅炉废气的温度以及脱硝反应器26的温度而将锅炉废气控制阀13开阀或者闭阀；以及控制送风机14的运转的接通/断开。

在几个实施方式中，还具有如下的步骤：在上述主机发动机2的启动时或者低负载运转时，在脱硝反应器26的温度小于第一规定温度、以及从主机发动机2排出的发动机废气的温度小于第二规定温度、且从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度高的情况下，将锅炉废气控制阀13开阀并且将送风机14的运转接通，从而将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝反应器26。

在几个实施方式中，还具有如下的步骤：在脱硝催化剂26a的再生时，在脱硝反应器26的温度小于第三规定温度、从主机发动机2排出的发动机废气的温度小于第四规定温度、且从锅炉8排出的锅炉废气的温度比从主机发动机2排出的发动机废气的温度高的情况下，将锅炉废气控制阀13开阀并且将送风机14的运转接通，从而将从锅炉8排出的锅炉废气供给到脱硝反应器26。

在几个实施方式中，还具有如下的步骤：在废气脱硝系统20不工作时，将排气流路侧分支阀16A闭阀，将旁通流路侧分支阀16B开阀，将排气流路侧合流阀17A闭阀，将旁通流路侧合流阀17B开阀；以及控制净化气体供给装置18，以向排气流路11中的排气流路侧分支阀16A与排气流路侧合流阀17A之间的区间供给净化气体。

在几个实施方式中，还具有如下的步骤：在废气脱硝系统20的工作完成后，将排气流路侧分支阀16A闭阀，将旁通流路侧分支阀16B开阀，将排气流路侧合流阀17A开阀，将旁通流路侧合流阀17B开阀；以及将锅炉废气控制阀13开阀并且将送风机14的运转接通，将从锅炉8排出的锅炉废气向脱硝反应器26供给规定时间。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的方式，能够在不脱离本发明的目的的范围内进行各种变更。

符号说明

1 船舶

2 主机发动机

3 排气歧管

4 增压器

4a 涡轮部

5 排气阀

8 锅炉

10(10A、10B) 废气脱硝装置

11 排气流路

12 锅炉废气导流路

12a 连接部

12b 分支部

13(13A、13B) 锅炉废气控制阀

14 送风机

15 旁通流路

16 分支部

16A 排气流路侧分支阀

16B 旁通流路侧分支阀

17 合流部

17A 排气流路侧合流阀

17B 旁通流路侧合流阀

18 净化气体供给装置

18A 净化气体生成机

18B 净化气体导流路

18C 净化气体供给阀

19 锅炉废气排出路

20 废气脱硝系统

22 还原剂贮藏罐

23 还原剂流路

23a 还原剂泵

24 还原剂喷射喷嘴

26 脱硝反应器

26a 脱硝催化剂

31 发动机废气压力传感器

32 锅炉废气压力传感器

33 发动机废气温度传感器

34 锅炉废气温度传感器

35 脱硝反应器温度传感器

36 脱硝反应器差压传感器

37 发动机运转负载信号

40 控制装置

41 操作部

42 加热执行判定部

43 再生执行判定部

44 加热需要与否判定部

45 再生需要与否判定部

46 锅炉废气/发动机废气比较部

47 锅炉废气温度比较部

48 锅炉废气规定温度设定部

49 发动机废气规定温度设定部

50 发动机废气温度比较部

51 脱硝反应器规定温度设定部

52 脱硝反应器差压计算部

53 脱硝催化剂再生比较部

54 连续运转时间计数部

55 脱硝催化剂再生间隔计数部

60 废气节能器

Claims (10)

1.一种废气脱硝装置，其特征在于，该废气脱硝装置具有：

排气流路，该排气流路供从船舶的主机发动机排出的发动机废气流动；

还原剂贮藏罐，该还原剂贮藏罐贮藏还原剂；

还原剂喷射喷嘴，该还原剂喷射喷嘴将贮藏在所述还原剂贮藏罐中的还原剂喷射到在所述排气流路中流动的所述发动机废气中；

脱硝反应器，该脱硝反应器设置在所述排气流路上，对所述发动机废气中包含的氮氧化物进行还原；

锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于所述船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到所述排气流路中的所述脱硝反应器的上游侧；

锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对所述锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及

送风机，该送风机将在所述锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送。

2.根据权利要求1所述的废气脱硝装置，其特征在于，

该废气脱硝装置还具有控制装置，该控制装置基于所述发动机废气的温度、所述锅炉废气的温度以及所述脱硝反应器的温度来控制所述锅炉废气控制阀的开阀或者闭阀、所述送风机的运转的接通/断开。

3.根据权利要求2所述的废气脱硝装置，其特征在于，

所述控制装置构成为，在所述主机发动机的启动时或者低负载运转时，

在所述脱硝反应器的温度小于第一规定温度以及所述发动机废气的温度小于第二规定温度、且所述锅炉废气的温度比所述发动机废气的温度高的情况下，将所述锅炉废气控制阀开阀并且将所述送风机的运转接通，从而将所述锅炉废气供给到所述脱硝反应器。

4.根据权利要求2或3所述的废气脱硝装置，其特征在于，

所述控制装置构成为，在脱硝催化剂的再生时，

在所述脱硝反应器的温度小于第三规定温度以及所述发动机废气的温度小于第四规定温度、且所述锅炉废气的温度比所述发动机废气的温度高的情况下，将所述锅炉废气控制阀开阀并且将所述送风机的运转接通，从而将所述锅炉废气供给到所述脱硝反应器。

5.根据权利要求2所述的废气脱硝装置，其特征在于，该废气脱硝装置还具有：

旁通流路，该旁通流路从所述排气流路中的从所述还原剂喷射喷嘴喷射所述还原剂的位置的上游侧分支，在所述排气流路中的所述脱硝反应器的下游侧合流；

排气流路侧分支阀，该排气流路侧分支阀设置在从所述排气流路分支出所述旁通流路的分支部的所述排气流路侧；

旁通流路侧分支阀，该旁通流路侧分支阀设置在所述分支部的所述旁通流路侧；

排气流路侧合流阀，该排气流路侧合流阀设置在所述排气流路与所述旁通流路合流的合流部的所述排气流路侧；以及

旁通流路侧合流阀，该旁通流路侧合流阀设置在所述合流部的所述旁通流路侧。

6.根据权利要求5所述的废气脱硝装置，其特征在于，

该废气脱硝装置还具有净化气体供给装置，该净化气体供给装置向所述排气流路中的所述排气流路侧分支阀与所述排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体。

7.根据权利要求6所述的废气脱硝装置，其特征在于，

所述控制装置构成为，在包含所述还原剂贮藏罐、所述还原剂喷射喷嘴以及所述脱硝反应器在内的废气脱硝系统不工作时，

将所述排气流路侧分支阀闭阀，

将所述旁通流路侧分支阀开阀，

将所述排气流路侧合流阀闭阀，

将所述旁通流路侧合流阀开阀，

控制所述净化气体供给装置，以向所述排气流路中的所述排气流路侧分支阀与所述排气流路侧合流阀之间的区间供给净化气体。

8.根据权利要求5所述的废气脱硝装置，其特征在于，

所述控制装置构成为，在包含所述还原剂贮藏罐、所述还原剂喷射喷嘴以及所述脱硝反应器在内的废气脱硝系统的工作完成后，

将所述排气流路侧分支阀闭阀，

将所述旁通流路侧分支阀开阀，

将所述排气流路侧合流阀开阀，

将所述旁通流路侧合流阀开阀，

将所述锅炉废气控制阀开阀并且将所述送风机的运转接通，从而以规定时间将所述锅炉废气向所述脱硝反应器供给。

9.根据权利要求5至8中的任意一项所述的废气脱硝装置，其特征在于，

该废气脱硝装置还具有废气节能器，该废气节能器配置在所述排气流路中的所述合流部的下游侧。

10.一种废气脱硝装置的控制方法，其特征在于，该废气脱硝装置具有：

排气流路，该排气流路供从主机发动机排出的发动机废气流动；

还原剂贮藏罐，该还原剂贮藏罐贮藏还原剂；

还原剂喷射喷嘴，该还原剂喷射喷嘴将贮藏在所述还原剂贮藏罐中的还原剂喷射到在所述排气流路中流动的发动机废气中；

脱硝反应器，该脱硝反应器设置在所述排气流路上，具有对所述发动机废气中包含的氮氧化物进行还原的催化剂；

锅炉废气导流路，该锅炉废气导流路将从搭载于船舶的锅炉排出的锅炉废气导流到所述排气流路中的所述脱硝反应器的上游侧；

锅炉废气控制阀，该锅炉废气控制阀对所述锅炉废气导流路中的锅炉废气的流动进行控制；以及

送风机，该送风机将在所述锅炉废气导流路中流动的锅炉废气向下游侧吹送，

所述废气脱硝装置的控制方法具有：

将所述锅炉废气控制阀开阀或者闭阀的步骤；以及控制所述送风机的运转的接通/断开的步骤。

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