CN116608059A - 排液处理装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够有效利用从船舶用柴油发动机的燃料喷射系统回收的含氨排液的氨成分的排液处理装置。本发明的一个方式的排液处理装置具备:回收部,该回收部与用于向船舶用柴油发动机的燃烧室喷射氨燃料和化石燃料的燃料喷射系统连通,并回收从所述燃料喷射系统排出的含氨排液;以及供给部,该供给部将回收的所述含氨排液中含有的氨成分向利用所述氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于船舶用柴油发动机的排液处理装置。
背景技术
近年来,在船舶领域中,作为削减从船舶用柴油发动机排出的温室效应气体(GHG:Greenhouse Gas)的排出量的方法之一,有氨混烧技术。氨混烧技术是将作为船舶用燃料而采用的以往的重油等化石燃料与即使燃烧也不产生二氧化碳(GHG之一)的氨燃料一起向船舶用柴油发动机的燃烧室喷射并燃烧的技术。由此,能够削减来自船舶用柴油发动机的废气所含有的二氧化碳的含有量(即二氧化碳的排出量)。
在采用这样的氨混烧技术的船舶用柴油发动机中,一般从向燃烧室喷射化石燃料和氨燃料的燃料喷射阀等排出含有氨燃料的排液(以下称为含氨排液)。然后,被排出的含氨排液被回收至箱等容器内。例如,在专利文献1中,公开了一种排液系统,将从燃料喷射阀排出的含氨排液(燃料排液)通过配管回收至箱内,利用锅炉对从该回收的含氨排液挥发而成为气体的氨成分(氨气)进行焚烧处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-1591号公报
发明要解决的技术问题
然而,在如上所述地对回收的含氨排液的氨成分进行焚烧处理的情况下,虽然能够使有害的氨气不向外气漏出地进行处理,但由于氨成分的焚烧处理而会产生氮氧化物(N2O等)。另外,为了避免氮氧化物的产生量(从船舶的排出量)的增加,在不进行上述氨成分的焚烧处理的情况下,必须将回收的含氨排液在船舶内储藏于密闭容器内,最终从船上卸货而进行处理,因此,该含氨排液的处理需要巨大的成本。
近年来,在船舶用柴油发动机中,对削减二氧化碳的排出量的要求增高,与此相伴地,要求有效利用上述回收的含氨排液的氨成分。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于,提供一种能够有效利用从船舶用柴油发动机的燃料喷射系统回收的含氨排液的氨成分的排液处理装置。
用于解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题达成目的,本发明的排液处理装置具备:回收部,该回收部与用于向船舶用柴油发动机的燃烧室喷射氨燃料和化石燃料的燃料喷射系统连通,并回收从所述燃料喷射系统排出的含氨排液;以及供给部,该供给部将回收的所述含氨排液中含有的氨成分向利用所述氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述回收部具备:至少一个回收管,该至少一个回收管供混合了所述氨成分以外的气体成分或油成分与所述氨燃料的混合排液流通;以及回收箱,该回收箱从所述燃料喷射系统通过所述至少一个回收管回收所述混合排液,并积存含有所述气体成分和所述油成分中的至少一个成分及所述氨燃料的所述含氨排液。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述回收箱是将积存的所述含氨排液气液分离为含氨液体和含氨气体的气液分离器,该含氨液体含有所述油成分和所述氨燃料,该含氨气体含有所述气体成分和从所述氨燃料气化的氨气,所述供给部具备:提取部,该提取部从所述含氨液体除去所述油成分而提取所述氨成分;以及氨水生成部,该氨水生成部向所述含氨气体加水,分离所述气体成分和所述氨气,并且生成作为所述氨气的水溶液的包含所述氨成分的氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述一个以上功能部中的一个是废气处理装置,该废气处理装置具备反应器、混合器及还原剂供给部,该反应器通过废气中含有的氮氧化物与还原剂的还原反应除去所述氮氧化物,该混合器将所述废气与所述还原剂混合,该还原剂供给部向所述混合器供给所述还原剂,所述供给部向所述混合器供给由所述提取部提取出的所述氨成分。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述供给部向所述还原剂追加由所述氨水生成部生成的所述氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述一个以上功能部中的一个是所述船舶用柴油发动机的驱动系统,该驱动系统利用由喷射至所述燃烧室的所述氨燃料和所述化石燃料的混烧产生的能量而产生驱动力,所述供给部向所述燃烧室喷射由所述氨水生成部生成的所述氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述至少一个回收管包含第一回收管,该第一回收管从所述燃料喷射系统的燃料喷射阀回收混合了所述化石燃料与所述氨燃料的第一混合排液。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述至少一个回收管包含第二回收管,该第二回收管从氨泵回收混合了所述氨泵的润滑油与所述氨燃料的第二混合排液,该氨泵向所述燃料喷射系统的燃料喷射阀压送所述氨燃料。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述至少一个回收管包含第三回收管,该第三回收管从连通管回收混合了对所述连通管的内部进行吹扫的吹扫气体与所述氨燃料的第三混合排液,该连通管将所述燃料喷射系统的燃料喷射阀和向所述燃料喷射阀压送所述氨燃料的氨泵连通。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述含氨排液是含有所述氨成分的氨水,所述供给部向所述一个以上功能部供给所述氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述燃料喷射系统具备:燃料喷射阀,该燃料喷射阀向所述燃烧室喷射所述氨燃料和所述化石燃料;氨泵,该氨泵向所述燃料喷射阀压送所述氨燃料;氨燃料箱,该氨燃料箱积存向所述氨泵供给的所述氨燃料;以及双层管,该双层管具有第一内侧管、第一外侧管、第二内侧管及第二外侧管,该第一内侧管将所述燃料喷射阀与所述氨泵连通,该第一外侧管气密地覆盖所述第一内侧管,该第二内侧管将所述氨泵与所述氨燃料箱连通,该第二外侧管气密地覆盖所述第二内侧管,所述回收部气密地覆盖所述氨泵并且与所述双层管连通,从所述双层管回收所述氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述一个以上功能部中的一个是EGR装置的收集箱,该EGR装置将从所述船舶用柴油发动机排出的废气的一部分用洗涤水清洗并使其返回所述船舶用柴油发动机,该收集箱积存并中和清洗所使用的酸性的所述洗涤水,所述供给部向所述收集箱供给所述氨水。
另外,本发明的排液处理装置在上述的发明中,所述一个以上功能部中的一个是所述船舶用柴油发动机的驱动系统,该驱动系统利用由喷射至所述燃烧室的所述氨燃料和所述化石燃料的混烧产生的能量而产生驱动力,所述供给部向所述燃烧室喷射所述氨水。
发明效果
根据本发明,能够起到有效利用从船舶用柴油发动机的燃料喷射系统回收的含氨排液的氨成分的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。
图2是表示本发明的第二实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。
图3是表示本发明的第三实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。
图4是表示本发明的第四实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。
符号说明
1 船舶用柴油发动机
2 驱动系统
2a 缸体
2b 活塞
2c 燃烧室
2d 排气阀
3 燃料喷射系统
4 燃料喷射阀
5a 燃料泵
5b 氨泵
6 连通管
7 双层管
7a 第一内侧管
7b 第一外侧管
7c 第二内侧管
7d 第二外侧管
8 氨燃料箱
9 吹扫部
9a 吹扫气体导入部
9b 出口管
9c 开闭阀
10 废气处理装置
11 反应器
12 混合器
12a 还原剂喷射部
12b 送出管
13 还原剂供给部
14 还原剂箱
15 还原剂泵
16、16A、17、18 供给管
19 排气管
20、20A、20B、20C 排液处理装置
21、21A 回收部
22 第一回收管
23 第二回收管
24 第三回收管
25 回收箱
26、26A、26B、26C 供给部
27 氧化反应器
28 供给管
29 泵
30 氨水生成部
30a 浸渍管
31 导入管
32、32A-1、32A-2、32B-1、32B-2 供给管
33 泵
33A 氨泵
34 合流阀
35、35A 定量给料单元
36 氮氧化物传感器
37、37A 控制部
40 EGR装置
41 洗涤器
41a 洗涤水喷射部
42 除雾器
42a 流出管
43 EGR鼓风机
44 收集箱
45a 碱液供给部
45b 清水供给部
46 pH计
47 控制部
48 供水管
49 泵
50 水处理装置
60 换气系统
61 换气扇
62 换气管
63 氨传感器
64 喷水部
64a 喷水喷嘴
65 控制部
70 氨喷射阀
101、102 排气管
101a 第一分支管
101b 第二分支管
103 入侧循环管
104 出侧循环管
200、200A 含氨排液
201 第一混合排液
202 第二混合排液
203 第三混合排液
204 含氨液体
205 含氨气体
206 混合气体
207 氨水
208 洗涤水
210 内部气体
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的排液处理装置的优选的实施方式进行详细说明。另外,并非通过本实施方式限定本发明。另外,需要注意,附图是示意性的,各要素的尺寸关系、各要素的比例等有时与现实存在差异。附图彼此之间,有时也包含彼此的尺寸关系、比例不同的部分。另外,在各图中,对相同的结构部分标注相同符号。
(第一实施方式)
对本发明的第一实施方式的排液处理装置进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。在图1中,除了本第一实施方式的排液处理装置20之外,还图示了应用该排液处理装置20的船舶用柴油发动机1以及应用于该船舶用柴油发动机1的废气处理装置10。作为该废气处理装置10,例如能够举出选择性催化还原(SCR:Selective Catalytic Reduction)的装置即SCR装置等。以下,依次说明船舶用柴油发动机1和废气处理装置10,之后,说明排液处理装置20。
(船舶用柴油发动机)
船舶用柴油发动机1是经由螺旋桨轴驱动船舶的推进用螺旋桨旋转的推进用的机关(主机)。具体而言,船舶用柴油发动机1是单流扫气排气式的十字头型柴油发动机等所例示的二冲程柴油发动机,尤其是驱动进行氨燃料和化石燃料的混烧的氨混烧发动机。另外,化石燃料一般指柴油燃料、馏出油、残渣油等从原油精制得到的燃料。例如,如图1所示,船舶用柴油发动机1具备驱动系统2和燃料喷射系统3。
驱动系统2进行从燃料喷射系统3喷射的氨燃料和化石燃料的混烧,利用由此产生的燃烧能量而产生驱动力。例如,如图1所示,驱动系统2具备缸体2a、活塞2b以及燃烧室2c。缸体2a是收容活塞2b的圆筒状的结构体。通过缸体2a和活塞2b而在缸体2a的内部划分出船舶用柴油发动机1的燃烧室2c。活塞2b构成为,能够以面向燃烧室2c的状态在缸体2a的内部往复运动。虽然没有特别图示,但活塞2b的下部经由活塞棒和十字头等而与曲柄轴连结。另外,如图1所示,驱动系统2在缸体2a的上部具备排气阀2d。排气阀2d是以能够开闭的方式关闭通向燃烧室2c的缸体2a的排气口(排气端口)的阀,由气门传动装置(未图示)驱动开闭。
另外,在图1中图示了一个驱动系统2,但船舶用柴油发动机1可以具备一个驱动系统2,也可以具备多个驱动系统2。
燃料喷射系统3是用于向船舶用柴油发动机1的燃烧室2c喷射氨燃料和化石燃料的系统。例如,如图1所示,燃料喷射系统3具备燃料喷射阀4、燃料泵5a、氨泵5b、连通管6、双层管7、氨燃料箱8以及吹扫部9。
如图1所示,燃料喷射阀4以喷射口朝向燃烧室2c内的方式设置于缸体2a。虽然没有特别图示,但燃料喷射阀4在内部具有通向该喷射口的燃料路径。连通管6是将燃料喷射阀4的燃料路径与燃料泵5a连通的配管。燃料泵5a从燃料箱(未图示)通过配管供给化石燃料,被供给的化石燃料通过连通管6向燃料喷射阀4压送。上述被压送的化石燃料被填充在燃料喷射阀4的燃料路径内。
另外,燃料喷射阀4、氨泵5b以及氨燃料箱8经由双层管7连通。详细而言,如图1所示,双层管7具备:将燃料喷射阀4的燃料路径与氨泵5b连通的第一内侧管7a;气密地覆盖该第一内侧管7a的第一外侧管7b;将氨泵5b与氨燃料箱8连通的第二内侧管7c;以及气密地覆盖该第二内侧管7c的第二外侧管7d。氨燃料箱8是积存作为向氨泵5b供给的氨燃料的液体氨的箱,例如,配置于船舶内且船舶用柴油发动机1的外部。氨燃料箱8通过双层管7的第二内侧管7c向氨泵5b供给氨燃料。例如,如图1所示,第二内侧管7c被配置为从氨燃料箱8朝向氨泵5b向下倾斜。氨燃料箱8利用重力从第二内侧管7c向氨泵5b供给氨燃料。氨泵5b使从氨燃料箱8供给的氨燃料通过双层管7的第一内侧管7a向燃料喷射阀4压送。将上述被压送的氨燃料注入到在燃料喷射阀4的燃料路径填充的化石燃料中。
在如上所述的双层管7中,第一外侧管7b防止从氨泵5b通过第一内侧管7a向燃料喷射阀4的燃料路径压送的氨燃料的液体成分和气体成分(以下,将它们统称为氨成分)漏出至双层管7的外部。第二外侧管7d防止从氨燃料箱8通过第二内侧管7c向氨泵5b供给的氨燃料的氨成分漏出至双层管7的外部。
在此,燃料喷射阀4在其燃料路径内填充了化石燃料和氨燃料的状态下,利用从燃料泵5a再次被压送的化石燃料的压力,向燃烧室2c喷射该燃料路径内的化石燃料和氨燃料。此时,燃料喷射阀4例如以化石燃料与氨燃料交替连续的层状喷射这些化石燃料和氨燃料。在驱动系统2中,喷射至燃烧室2c的化石燃料和氨燃料由于从缸体2a的扫气端口(未图示)供给至燃烧室2c的燃烧用气体(压缩气体)而进行混烧。活塞2b通过因这些化石燃料与氨燃料的混烧产生的燃烧能量而在缸体2a的内部往复运动。由此,驱动系统2产生驱动力。排气阀2d开放缸体2a的排气口,从燃烧室2c向缸体2a的外部排出废气。被排出的废气从缸体2a通过配管,暂时积存于船舶用柴油发动机1的排气歧管(未图示)。
吹扫部9用于在船舶用柴油发动机1停止的情况下除去残留于双层管7的第一内侧管7a的内部的氨燃料。例如,如图1所示,吹扫部9具备吹扫气体导入部9a、出口管9b以及开闭阀9c。如图1所示,吹扫气体导入部9a构成为,通过配管而连通第一内侧管7a中的与氨泵5b的连接部附近。吹扫气体导入部9a向第一内侧管7a导入用于对第一内侧管7a的内部进行吹扫处理的吹扫气体。作为该吹扫气体,例如可列举出氮气体等。另外,如图1所示,出口管9b被配置为连通第一内侧管7a中的与燃料喷射阀4的连接部附近。开闭阀9c设置于该出口管9b的中途部。
这里,在船舶用柴油发动机1根据操作员的操作而停止(通常停止)或紧急停止的情况下,吹扫部9将开闭阀9c设为开状态,并且从吹扫气体导入部9a向第一内侧管7a的内部导入吹扫气体。残留在第一内侧管7a的内部的氨燃料由于该被导入的吹扫气体而被从第一内侧管7a向出口管9b推出。这样,从第一内侧管7a的内部除去该氨燃料,之后,该氨燃料与吹扫气体一起通过出口管9b而从燃料喷射系统3排出。
另外,虽然在图1中没有图示,但船舶用柴油发动机1具备用于对双层管7的内部空间进行换气的换气系统。该换气系统使从第一内侧管7a和第二内侧管7c中的至少一个泄漏的氨燃料所气化的氨气通过换气而向船舶外的空间放出。另外,也可以是,该换气系统在对双层管7的内部空间进行换气时,通过向从该内部空间吸引出的氨气喷射水,从而使该氨气变化为氨水,由此,氨气不会漏到双层管7的外部。另外,该氨水可以通过排液处理装置20回收,也可以积存于规定的箱。
(废气处理装置)
废气处理装置10是降低从船舶用柴油发动机1排出的废气中的氮氧化物(例如NOx、N2O等)的装置,例如,如图1所示,具备反应器11、混合器12、还原剂供给部13以及排气管19。
反应器11由具有催化剂层的催化反应器等构成,如图1所示,配置于混合器12的后段。反应器11从混合器12接收与还原剂混合后的废气,利用催化剂作用选择性地进行(促进)接收到的废气中的氮氧化物与还原剂的还原反应。由此,反应器11除去该废气中的氮氧化物(脱硝),降低该氮氧化物的排出量。另外,作为被反应器11进行脱硝处理的氮氧化物,例如可列举出由于化石燃料的燃烧而产生的NOx、由于氨燃料的燃烧而产生的N2O、由于通过后述的排液处理装置20从船舶用柴油发动机1回收的含氨排液所含有的氨成分的燃烧而产生的N2O等。另外,如图1所示,反应器11的出侧与排气管19连接。排气管19是通向船舶的烟囱(未图示)的配管,将从反应器11送出的废气(减少了氮氧化物的废气)经由烟囱排出至船舶的外部。
混合器12对废气与还原剂进行混合。详细而言,如图1所示,混合器12在内部具有还原剂喷射部12a。另外,混合器12与送出管12b和排气管101连接,还原剂喷射部12a与供给管18连接。混合器12经由排气管101与船舶用柴油发动机1(例如排气歧管等)连通,通过排气管101接收来自船舶用柴油发动机1的废气。还原剂喷射部12a经由供给管18向该废气喷射从还原剂供给部13供给的还原剂,将这些还原剂与废气混合。混合器12将这样与还原剂混合后的废气通过送出管12b向反应器11送出。
还原剂供给部13向混合器12供给还原剂。详细而言,如图1所示,还原剂供给部13具备还原剂箱14、还原剂泵15以及供给管16~18。还原剂箱14是积存作为供给对象的还原剂的箱。作为该还原剂,例如可列举出尿素水等。如图1所示,供给管16~18被配置为经由合流阀34和定量给料单元35而将还原剂箱14以及混合器12的还原剂喷射部12a连通。另外,后述合流阀34和定量给料单元35。还原剂泵15例如设置于供给管16的中途部,经由供给管16~18等向混合器12压送来自还原剂箱14的还原剂。通过该还原剂泵15的作用,在混合器12的内部从还原剂喷射部12a喷射还原剂。
(排液处理装置)
排液处理装置20是用于使从船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3排出的含氨排液的氨成分在一个以上功能部进行利用的装置。如图1所示,排液处理装置20具备回收含氨排液的回收部21以及将回收的含氨排液的氨成分向一个以上功能部供给的供给部26。
回收部21与上述的船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3连通,回收从该燃料喷射系统3排出的含氨排液。详细而言,如图1所示,回收部21具备供来自燃料喷射系统3的混合排液流通的至少一个回收管以及与该至少一个回收管连通的回收箱25。在本第一实施方式中,该至少一个回收管例如包含第一回收管22、第二回收管23以及第三回收管24。另外,上述混合排液是混合了上述氨燃料与氨成分以外的气体成分或油成分的排液。作为氨成分以外的气体成分,例如可列举出上述的吹扫气体等。作为该油成分,例如可列举出上述的化石燃料、氨泵5b的润滑油等。
第一回收管22是上述至少一个回收管的一例,是用于回收从燃料喷射系统3的燃料喷射阀4排出的含氨排液的配管。详细而言,如图1所示,第一回收管22的一端部与燃料喷射阀4连接,并且另一端部与回收箱25连接,将这些燃料喷射阀4与回收箱25连通。第一回收管22从燃料喷射阀4回收第一混合排液201,使回收的第一混合排液201向回收箱25的内部流通。第一混合排液201是混合了从燃料喷射阀4排出的化石燃料与氨燃料的排液。
第二回收管23是上述至少一个回收管的一例,是用于回收从燃料喷射系统3的氨泵5b排出的含氨排液的配管。详细而言,如图1所示,第二回收管23的一端部与氨泵5b连接,并且另一端部与回收箱25连接,将这些氨泵5b与回收箱25连通。第二回收管23从氨泵5b回收第二混合排液202,使回收的第二混合排液202向回收箱25的内部流通。第二混合排液202是混合了从氨泵5b排出的润滑油与氨燃料的排液。
第三回收管24是上述至少一个回收管的一例,是用于回收从燃料喷射系统3的吹扫部9排出的含氨排液的配管。详细而言,如图1所示,第三回收管24的一端部与吹扫部9的出口管9b连接,并且另一端部与回收箱25连接,将这些出口管9b与回收箱25连通。如上所述,该出口管9b通向作为将燃料喷射阀4与氨泵5b连通的连通管的双层管7的第一内侧管7a。即,第三回收管24经由出口管9b将第一内侧管7a与回收箱25连通。这样的第三回收管24经由出口管9b从第一内侧管7a回收第三混合排液203,使回收的第三混合排液203向回收箱25的内部流通。第三混合排液203是混合了利用吹扫部9从第一内侧管7a排出的氨燃料与吹扫气体的排液。
回收箱25从燃料喷射系统3通过上述至少一个回收管回收混合排液,并积存包含氨成分以外的气体成分和油成分中的至少一个成分及氨燃料的含氨排液。详细而言,如图1所示,回收箱25与第一回收管22、第二回收管23以及第三回收管24连通,从这些回收管分别回收第一混合排液201、第二混合排液202以及第三混合排液203。回收箱25将回收的第一混合排液201、第二混合排液202及第三混合排液203作为来自燃料喷射系统3的含氨排液200进行积存。在本第一实施方式中,含氨排液200含有从燃料喷射系统3排出的氨燃料、化石燃料、润滑油以及吹扫气体。
另外,回收箱25具有作为气液分离器的功能。即,回收箱25将积存的含氨排液200气液分离为含氨液体204和含氨气体205。含氨液体204是含有第一混合排液201中的化石燃料和第二混合排液202中的润滑油中的至少一个即油成分以及回收的氨燃料的液体成分。含氨气体205是含有从回收的氨燃料气化的氨气和第三混合排液203中的吹扫气体的气体成分。
供给部26将通过上述的回收部21回收的含氨排液200中含有的氨成分向利用该氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。在本第一实施方式中,该一个以上功能部中的一个是上述的废气处理装置10。即、供给部26向废气处理装置10供给上述含氨排液200中含有的氨成分。如图1所示,这样的供给部26具备用于向废气处理装置10供给从含氨排液200分离出的含氨液体204中含有的氨成分的氧化反应器27、供给管28以及泵29。另外,供给部26具备用于向废气处理装置10供给从含氨排液200分离出的含氨气体205中含有的氨成分的氨水生成部30、导入管31、供给管32、泵33以及合流阀34。供给部26还具备定量给料单元35、氮氧化物传感器36以及控制部37。
氧化反应器27是从含氨液体204除去油成分并提取氨成分的提取部的一例。详细而言,如图1所示,氧化反应器27例如由具有氧化功能的催化剂等构成,配置于将船舶用柴油发动机1与废气处理装置10的混合器12连通的排气管101的中途部。更详细而言,排气管101是在其中途部分支为第一分支管101a与第二分支管101b的配管。第一分支管101a的一端部与船舶用柴油发动机1连接,并且另一端部与混合器12连接,将这些船舶用柴油发动机1与混合器12连通。第二分支管101b在排气管101的中途部从第一分支管101a分支,在比这些分支管的分支点靠排气管101的下游侧与第一分支管101a合流。氧化反应器27设置于这样的排气管101的第二分支管101b的中途部,并构成为,能够使从船舶用柴油发动机1向排气管101排出的废气的一部分通过第二分支管101b流入流出。
如图1所示,供给管28的一端部与第二分支管101b中的比氧化反应器27靠上游侧的中途部连接,并且另一端部与回收箱25中的比含氨液体204的液面靠下部的位置连接,经由第二分支管101b将回收箱25与氧化反应器27连通。泵29设置于供给管28的中途部(在图1中是回收箱25的附近)。供给管28通过泵29的作用而从回收箱25向氧化反应器27输送含氨液体204。
在此,氧化反应器27接收通过供给管28输送的含氨液体204,并且通过第二分支管101b接收来自船舶用柴油发动机1的废气。氧化反应器27使被输送的含氨液体204与氧化催化剂层(未图示)接触,将该废气作为热源,通过氧化反应而使含氨液体204燃烧。由此,在氧化反应器27中,含氨液体204中的油成分和氨燃料中的油成分由于燃烧而变化为含有氮氧化物(NOx等)的高温的废气,并且将氨燃料的一部分氧化而变化为来自氨燃料的氮氧化物(N2O等)。该来自氨燃料的氮氧化物和上述NOx一起包含于上述高温的废气。剩余的氨燃料作为未燃的氨成分而被提取。之后,氧化反应器27使含有这些高温的废气(含有NOx和N2O等氮氧化物)和未燃的氨成分的混合气体206向第二分支管101b送出并与第一分支管101a内的废气合流。供给部26将这样由氧化反应器27提取出的未燃的氨成分与混合气体206和高温的废气一起通过第一分支管101a供给至混合器12。该未燃的氨成分作为被混合器12与废气混合的还原剂的一部分而利用,该高温的废气被用于促进从还原剂喷射部12a喷射的还原剂的气化、水解。
氨水生成部30从含氨气体205生成氨水。详细而言,如图1所示,氨水生成部30与用于从回收箱25向氨水生成部30导入含氨气体205的导入管31连接。导入管31的一端部与回收箱25中的比含氨液体204的液面靠上部的位置连接,并且另一端部与氨水生成部30连接,将回收箱25与氨水生成部30连通。例如,氨水生成部30在内部具有通向导入管31的浸渍管30a。另外,氨水生成部30预先积存从注水部(未图示)供给的水。氨水生成部30向水中喷射从回收箱25通过导入管31导入至浸渍管30a的含氨气体205,向含氨气体205加水。由此,氨水生成部30将含氨气体205分离为吹扫气体和氨气,并且生成作为该氨气的水溶液的氨水207。氨水207包含来自上述含氨排液200的氨成分。氨水生成部30向外部排出从含氨气体205分离出的吹扫气体,并且向供给管32送出生成的氨水207。
另外,氨水生成部30不限定于具备图1所示的浸渍管30a,例如也可以是,代替浸渍管30a而具备喷水部。在该情况下,氨水生成部30从该喷水部向通过导入管31导入的含氨气体205喷射加水,由此,如上所述,从含氨气体205分离吹扫气体并且生成氨水207。
如图1所示,供给管32的一端部与氨水生成部30中的比氨水207的液面靠下部的位置连接,并且另一端部与合流阀34连接,经由合流阀34将氨水生成部30与废气处理装置10的还原剂供给部13(例如供给管17)连通。泵33设置于供给管32的中途部(在图1中是氨水生成部30的附近)。通过泵33的作用,供给管32从氨水生成部30向还原剂供给部13输送氨水207。
合流阀34是用于使来自还原剂箱14的还原剂与来自氨水生成部30的氨水207合流的阀。详细而言,合流阀34由电磁阀等构成,例如,如图1所示,与废气处理装置10侧的供给管16、17以及排液处理装置20侧的供给管32连接。合流阀34使从还原剂箱14通过供给管16流通的还原剂与从氨水生成部30通过供给管32流通的氨水207以期望的合流比例合流,并向供给管17送出这些还原剂与氨水207的合流体。
另外,合流阀34能够分别调整供给管16侧的阀开度和供给管32侧的阀开度,通过调整这些阀开度,能够调整还原剂与氨水207的合流比例。例如,该合流比例能够在还原剂:氨水207=100:0~0:100的百分比范围内调整。即,从合流阀34通过供给管17、18向混合器12供给的还原剂是来自还原剂箱14的还原剂、来自氨水生成部30的氨水207以及这些还原剂与氨水207的合流体中的任意一种。以下,为了区别向混合器12供给的还原剂(包含上述合流体)和来自还原剂箱14的还原剂(没有与氨水207合流的还原剂),有时将来自还原剂箱14的还原剂称为主还原剂。
定量给料单元35对从还原剂供给部13向混合器12供给的还原剂的流量进行调整。详细而言,如图1所示,定量给料单元35设置于废气处理装置10的供给管17、18之间。定量给料单元35调整由合流阀34调整了合流比例的还原剂的流量,并将流量调整后的还原剂通过供给管18供给至混合器12。
氮氧化物传感器对由废气处理装置10进行处理后的废气中含有的氮氧化物的含有量(排出量)进行检测。详细而言,如图1所示,氮氧化物传感器36设置于废气处理装置10的排气管19。氮氧化物传感器36对在排气管19的内部流通的废气中的氮氧化物的含有量进行检测,并向控制部37发送表示检测出的氮氧化物的含有量的信号。
控制部37根据由废气处理装置10进行处理后的废气中含有的氮氧化物的含有量控制主还原剂与氨水207的合流比例以及还原剂的流量。详细而言,如图1所示,控制部37例如设置于废气处理装置10,并分别与合流阀34、定量给料单元35以及氮氧化物传感器36以可收发信号的方式连接。控制部37从氮氧化物传感器36接收信号,基于接收的信号取得由氮氧化物传感器36检测出的氮氧化物的含有量。控制部37根据取得的氮氧化物的含有量控制合流阀34的阀开度和定量给料单元35的动作。由此,控制部37控制向混合器12供给的还原剂的合流比例和流量。例如,控制部37与氮氧化物的含有量的增加对应地,增加主还原剂相对于氨水207的合流比例和还原剂的流量中的至少一个。另外,控制部37与氮氧化物的含有量的減少对应地,减少主还原剂相对于氨水207的合流比例和还原剂的流量中的至少一个。
在此,供给部26经由上述的供给管32和合流阀34向还原剂供给部13供给氨水207,由此,对从还原剂供给部13向混合器12供给的还原剂追加氨水207。此时,氨水207作为还原剂的至少一部分而从还原剂喷射部12a向混合器12内的废气喷射,并与上述的来自氧化反应器27的未燃的氨成分一起与该废气混合。之后,从混合器12输送至反应器11的废气中的氮氧化物如上所述地通过反应器11脱硝。在本第一实施方式中,通过这样,氨水207中的氨成分被用作降低废气中的氮氧化物的排出量的还原剂。
如上所述,在本发明的第一实施方式的排液处理装置20中,通过回收部21回收从船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3排出的含氨排液200,通过供给部26将回收的含氨排液200中含有的氨成分向利用该氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。详细而言,将混合了从燃料喷射系统3排出的氨燃料、化石燃料、润滑油以及吹扫气体的含氨排液200回收并积存在回收箱25内,通过回收箱25将积存的含氨排液200气液分离为含氨液体204和含氨气体205,向作为上述一个以上功能部之一的废气处理装置10供给通过氧化反应器27从含氨液体204提取出的氨成分和向含氨气体205加水而生成的氨水207。
因此,能够简单地排出从含氨气体205分离出的吹扫气体(氮气体等无害的气体),并且能够将含氨液体204中的氨成分和含氨气体205中的氨成分在废气处理装置10中作为用于对废气中的氮氧化物进行脱硝的还原剂而有效利用,而不进行焚烧处理增加来自船舶的氮氧化物的排出量。另外,不需要在船舶内储藏含氨排液200直到卸货,进而,能够通过氧化反应器27将含氨液体204中含有的油成分变化为氮氧化物,通过将上述氨成分作为还原剂有效利用的废气处理装置10而高效地进行处理。因此,能够降低含氨排液200的处理所需要的成本。
另外,在本发明的第一实施方式的排液处理装置20中,将基于含氨排液200的气体成分(含氨气体205)生成的氨水207作为在混合器12与废气混合的还原剂而向废气处理装置10追加供给。因此,能够将废气处理装置10中原本使用的来自还原剂箱14的主还原剂的消耗量减少上述氨水207的追加供给量的量,由此,能够节约主还原剂。
另外,在本发明的第一实施方式的排液处理装置20中,将从含氨排液200的液体成分(含氨液体204)提取出的氨成分与废气一起向废气处理装置10的混合器12供给。因此,能够提高在混合器12与废气混合的还原剂中的氨浓度,由此,能够提高废气处理装置10的反应器11对于废气中的氮氧化物的脱硝效果。
(第二实施方式)
接着,对本发明的第二实施方式的排液处理装置进行说明。图2是表示本发明的第二实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。在图2中,除了本第二实施方式的排液处理装置20A之外,还图示了应用该排液处理装置20A的船舶用柴油发动机1以及应用于该船舶用柴油发动机1的废气再循环(EGR:Exhaust Gas Recirculation)的装置即EGR装置40。
如图2所示,排液处理装置20A代替上述的第一实施方式的排液处理装置20的回收部21而具备回收部21A,代替供给部26而具备供给部26A。另外,在本第二实施方式中,作为用于降低船舶用柴油发动机1的废气中的氮氧化物的装置,代替上述第一实施方式中的废气处理装置10而设置有EGR装置40。其他结构与第一实施方式相同,对相同的结构部分标注相同符号。另外,在图2所示的船舶用柴油发动机1中,为了便于说明,图示用于对双层管7的内部空间进行换气的换气系统60,省略上述的吹扫部9的图示。以下,依次说明船舶用柴油发动机1的换气系统60和EGR装置40,之后,说明排液处理装置20A。
(船舶用柴油发动机的换气系统)
如图2所示,船舶用柴油发动机1的换气系统60具备换气扇61、换气管62、氨传感器63、喷水部64以及控制部65。
换气扇61为了双层管7的内部空间的换气而吸引该内部空间的气体。如图2所示,换气扇61设置于换气管62的中途部。如图2所示,换气管62被配置于双层管7中的第二外侧管7d的中途部,例如氨燃料箱8的附近部分。换气管62与双层管7的内部空间连通,向外部排出由换气扇61吸引的气体(空气)。另外,双层管7的内部空间是指第一内侧管7a的外周面与第一外侧管7b的内周面之间的空间以及第二内侧管7c的外周面与第二外侧管7d的内周面之间的空间。另外,虽然没有特别图示,但在双层管7设置有随着换气扇61对气体的吸引而向双层管7的内部空间送入外气的换气口。该换气口例如具有止回阀结构,能够向该内部空间送入外气,并且禁止气体从该内部空间向外部流出。
如图2所示,氨传感器63设置于双层管7的第二外侧管7d的中途部,检测存在于双层管7的内部空间的氨气。详细而言,在由换气扇61吸引的内部气体210中含有氨成分的情况下,氨传感器63检测该氨成分。另外,内部气体210是存在于双层管7的内部空间内的气体。氨传感器63向控制部65发送表示上述氨成分的检测结果(有无氨成分)的信号。
如图2所示,喷水部64具有喷水喷嘴64a,并以喷水喷嘴64a的喷射口朝向双层管7的内部空间的方式设置于换气管62与氨传感器63之间(即比氨传感器63更靠氨燃料箱8侧的部位)。喷水部64从喷水喷嘴64a对由换气扇61吸引的内部气体210喷射水。由此,喷水部64从内部气体210除去氨成分,并且通过除去的氨成分与水的混合生成氨水。除去氨成分后的内部气体210例如是空气,通过换气扇61的作用从双层管7的内部空间通过换气管62向外部排出。
如图2所示,控制部65分别与氨传感器63和喷水部64以可收发信号的方式连接。控制部65从氨传感器63接收信号,基于接收的信号判断内部气体210是否含有氨成分。在内部气体210含有氨成分的情况下,控制部65控制喷水部64以朝向内部气体210喷射水。在内部气体210不含有氨成分的情况下,控制部65控制喷水部64以停止对内部气体210喷射水。
(EGR装置)
EGR装置40是将作为从船舶用柴油发动机1排出的废气的一部分的再循环气体用洗涤水清洗并返回船舶用柴油发动机1,由此减少废气中的氮氧化物的装置。例如,如图2所示,EGR装置40具备洗涤器41、除雾器42以及EGR鼓风机43。EGR装置40还具备收集箱44、碱液供给部45a、清水供给部45b、pH计46、控制部47、供水管48以及泵49。
洗涤器41为了将从船舶用柴油发动机1排出的废气的一部分作为再循环气体使用(再利用)而对其进行清洗。如图2所示,洗涤器41的入口部与入侧循环管103连接。入侧循环管103与通向船舶用柴油发动机1的排气管102的中途部连接。来自船舶用柴油发动机1的废气的一部分通过排气管102和入侧循环管103向洗涤器41输送。另外,剩余的废气通过排气管102从船舶的烟囱向外部排出。洗涤器41具备对清洗対象的废气喷射洗涤水的洗涤水喷射部41a。洗涤水喷射部41a具有朝向洗涤器41的内部的喷射喷嘴,并构成为通过配管供给洗涤水。洗涤器41从洗涤水喷射部41a对通过入侧循环管103输送的废气(再循环气体)喷射洗涤水,由此清洗再循环气体。
如图2所示,除雾器42是中空矩形状的壳体,并与洗涤器41的出口部连接。另外,除雾器42的下部(底部)与通向收集箱44的流出管42a连接。被洗涤器41利用洗涤水的喷射清洗后的再循环气体与使用于该再循环气体的清洗的洗涤水流入这样的除雾器42。除雾器42分离清洗后的再循环气体与使用后的洗涤水。这些再循环气体和洗涤水中的再循环气体从除雾器42的气体吐出口送出至EGR鼓风机43,洗涤水从除雾器42的下部通过流出管42a被回收至收集箱44。
如图2所示,EGR鼓风机43设置于除雾器42的上部。另外,EGR鼓风机43的出口部与通向船舶用柴油发动机1的出侧循环管104连接。EGR鼓风机43通过出侧循环管104向船舶用柴油发动机1输送从除雾器42送出的再循环气体。
例如,如图2所示,收集箱44与除雾器42相比配置于下方,经由流出管42a而与除雾器42连通。收集箱44从除雾器42通过流出管42a回收如被上所述地利用于废气的清洗的洗涤水208,并积存回收的洗涤水208。另外,回收的洗涤水208因为含有通过清洗从废气除去的硫氧化物(SOx)等而呈酸性。
如图2所示,碱液供给部45a通过配管与收集箱44连通,通过泵等(未图示)的作用向收集箱44供给用于中和洗涤水208的碱液。作为该碱液,例如可列举出氢氧化钠等。收集箱44如上所述地积存酸性的洗涤水208,并利用从碱液供给部45a等供给的碱液中和洗涤水208。
如图2所示,清水供给部45b通过配管与收集箱44连通,通过泵等(未图示)的作用向收集箱44供给用于稀释或补充洗涤水208的清水。作为该清水,例如可列举出从船外装载的清水、在船内制造的清水、从船舶用柴油发动机1排出的排液等。
如图2所示,pH计46设置于收集箱44,对洗涤水208的pH进行测定。pH计46向控制部47发送表示测定出的洗涤水208的pH(测定值)的信号。
控制部47基于从pH计46接收的信号取得洗涤水208的pH,基于取得的pH控制从碱液供给部45a至收集箱44的碱液的供给量。另外,控制部47基于收集箱44内的洗涤水208的液位控制从清水供给部45b至收集箱44的清水的供给量。
供水管48和泵49用于向洗涤器41供给中和后的洗涤水208。如图2所示,供水管48配置为将洗涤器41的洗涤水喷射部41a与收集箱44连通。泵49设置于供水管48的中途部。供水管48通过泵49的作用向洗涤水喷射部41a供给中和后的洗涤水208。该洗涤水208被再利用于洗涤器41对废气的清洗。
如图2所示,水处理装置50设置于供水管48的中途部,从通过供水管48向洗涤器41供给的洗涤水208中除去异物(例如来自废气的煤尘)。水处理装置50使除去异物后的洗涤水208返回供水管48。
(排液处理装置)
如图2所示,排液处理装置20A具备回收含氨排液200A的回收部21A以及向一个以上功能部供给回收的含氨排液的氨成分的供给部26A。
回收部21A与上述的船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3连通,回收从该燃料喷射系统3排出的含氨排液200A。详细而言,如图2所示,回收部21A是中空结构体,构成为气密地覆盖氨泵5b并且与双层管7连通。即,回收部21A与双层管7的第一外侧管7b和第二外侧管7d气密地连接,具有有底空间,该有底空间将第一内侧管7a的外周面与第一外侧管7b的内周面之间的内部空间和第二内侧管7c的外周面与第二外侧管7d的内周面之间的内部空间连通,在该有底空间的内部气密地覆盖氨泵5b。
如图2所示,这里,双层管7中的第二外侧管7d与第二内侧管7c一起从氨燃料箱8朝向氨泵5b向下倾斜。另外,通过上述的换气系统60的喷水部64而从双层管7的内部气体210分离出的氨成分溶于从喷水部64喷射的水而成为氨水。该氨水沿着第二外侧管7d的内周面流下并注入至回收部21A的有底空间内。回收部21A将这样的氨水作为含氨排液200A从双层管7回收。回收部21A在其有底空间的底部积存上述的回收的含氨排液200A。
供给部26A将上述的由回收部21A回收的含氨排液200A中含有的氨成分向利用该氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。在本第二实施方式中,该一个以上功能部中的一个是上述的EGR装置40的收集箱44。如图2所示,供给部26A由从回收部21A朝向收集箱44向下倾斜的配管构成,并将回收部21A与收集箱44连通。供给部26A利用重力从回收部21A向收集箱44供给含氨排液200A。
这里,含氨排液200A是含有来自氨燃料的氨成分的氨水,因此作为中和酸性的洗涤水208的碱液发挥功能。供给部26A与来自上述的碱液供给部45a的碱液分开地向收集箱44追加供给这样的含氨排液200A。收集箱44使来自碱液供给部45a的碱液与来自供给部26A的含氨排液200A与酸性的洗涤水208混合,由此中和洗涤水208。这样,在本第二实施方式中,含氨排液200A的氨成分作为用于中和酸性的洗涤水208的碱性成分而被利用。
如上所述,在本发明的第二实施方式的排液处理装置20A中,通过回收部21A回收从船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3排出的含氨排液200A,通过供给部26A将回收的含氨排液200A中含有的氨成分向利用该氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。详细而言,将作为氨水的含氨排液200A从燃料喷射系统3的双层管7的内部空间回收并积存在回收部21A的有底空间内,通过供给部26A向作为上述一个以上功能部之一的EGR装置40的收集箱44供给积存的含氨排液200A。
因此,能够将含氨排液200A的氨成分作为用于中和收集箱44内的酸性的洗涤水208的碱性成分(碱液)进行有效地利用,而不进行焚烧处理增加来自船舶的氮氧化物的排出量。另外,不需要在船舶内储藏含氨排液200A直到卸货,因此能够降低含氨排液200A的处理所需要的成本。
另外,在本发明的第二实施方式的排液处理装置20A中,除了原本向收集箱44供给碱液的碱液供给部45a之外,还从供给部26A追加供给含氨排液200A(氨水)。因此,能够利用含氨排液200A的供给支援收集箱44中的洗涤水208的中和处理,并且能够将来自碱液供给部45a的碱液的消耗量减少上述含氨排液200A的追加供给量的量,由此,能够节约该碱液。
(第三实施方式)
接着,对本发明的第三实施方式的排液处理装置进行说明。图3是表示本发明的第三实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。在图3中,除了本第三实施方式的排液处理装置20B之外,还图示了应用该排液处理装置20B的船舶用柴油发动机1以及应用于该船舶用柴油发动机1的废气处理装置10。如图3所示,排液处理装置20B代替上述的第一实施方式的排液处理装置20的供给部26而具备供给部26B。另外,在本第三实施方式中,废气处理装置10代替上述的第一实施方式的供给管16、17而具备供给管16A,代替定量给料单元35而具备定量给料单元35A,代替控制部37而具备控制部37A。其他结构与第一实施方式相同,对相同的结构部分标注相同符号。
(排液处理装置)
排液处理装置20B与上述的第一实施方式同样地向废气处理装置10供给含氨排液200的液体成分(含氨液体204)中含有的氨成分,并且向船舶用柴油发动机1的燃烧室2c供给含氨排液200的气体成分(含氨气体205)中含有的氨成分。即,在本第三实施方式中,利用氨成分发挥功能的一个以上功能部是船舶用柴油发动机1的驱动系统2和废气处理装置10这两个。
如图3所示,这样的排液处理装置20B的供给部26B具备用于向废气处理装置10供给含氨液体204中含有的氨成分的氧化反应器27、供给管28以及泵29。这些氧化反应器27、供给管28以及泵29与上述的第一实施方式相同。另外,如图3所示,供给部26B具备用于向船舶用柴油发动机1的驱动系统2供给含氨气体205中含有的氨成分的氨水生成部30、导入管31、供给管32A-1、32A-2、泵33、氨泵33A以及氨喷射阀70。它们之中的氨水生成部30、导入管31以及泵33与上述的第一实施方式相同。
如图3所示,供给管32A-1是一端部与氨水生成部30中的比氨水207的液面靠下部的位置连接并且另一端部与氨喷射阀70连接的配管。如图3所示,在该供给管32A-1的中途部设置有氨泵33A。氨泵33A与船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3的氨泵5b同样地具有流体的压送功能。供给管32A-1经由该氨泵33A将氨水生成部30与氨喷射阀70连通。另外,在该供给管32A-1的中途部的比氨泵33A更靠氨水生成部30的一侧,与第一实施方式同样地设置有泵33。通过泵33的作用,供给管32A-1从氨水生成部30向氨泵33A供给氨水207。氨泵33A增加该被供给的氨水207的压力而送出至供给管32A-1的出口侧(氨喷射阀70侧)。通过该氨泵33A的作用,供给管32A-1向氨喷射阀70压送氨水207。
如图3所示,氨喷射阀70以喷射口朝向船舶用柴油发动机1的燃烧室2c内的方式设置于驱动系统2的缸体2a。虽然没有特别图示,但氨喷射阀70具有通向该喷射口的内部路径。供给部26B从该氨喷射阀70向燃烧室2c喷射从氨水生成部30通过供给管32A-1等压送至氨喷射阀70的氨水207。
另外,在上述的供给管32A-1设置有用于经由船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3向燃烧室2c供给氨水207的供给管32A-2。如图3所示,供给管32A-2是一端部与供给管32A-1的中途部(例如泵33与氨泵33A之间的部位)连接并且另一端部与燃料喷射系统3的氨泵5b连接的配管。另外,也可以是,供给管32A-2与通向该氨泵5b的双层管7的第二内侧管7c连接,经由该第二内侧管7c与氨泵5b连通。供给管32A-2通过泵33的作用从氨水生成部30向氨泵5b供给氨水207,通过该氨泵5b的作用向燃料喷射阀4压送氨水207。即,供给部26B利用氨泵5b的压送功能从燃料喷射阀4向燃烧室2c喷射从氨水生成部30通过供给管32A-2等供给至氨泵5b的氨水207。
这里,如上述那样从氨喷射阀70喷射至燃烧室2c的氨水207与从燃料喷射阀4喷射至燃烧室2c的氨水207、氨燃料以及化石燃料一起在燃烧室2c内燃烧(混烧)。驱动系统2利用由此产生的燃烧能量而产生驱动力。这样,在本第三实施方式中,氨水207中的氨成分作为用于驱动驱动系统2的氨燃料的一部分而被利用。
另外,在本第三实施方式的废气处理装置10的还原剂供给部13中,如图3所示,供给管16A配置为将还原剂箱14与定量给料单元35A连通。定量给料单元35A调整从还原剂箱14向混合器12供给的还原剂的流量。控制部37A控制定量给料单元35A。控制部37A对定量给料单元35A的控制与上述的第一实施方式相同。
如上所述,在本发明的第三实施方式的排液处理装置20B中,将基于回收的含氨排液200的气体成分(含氨气体205)生成的氨水207向利用氨成分发挥功能的一个以上功能部之一的船舶用柴油发动机1的驱动系统2的燃烧室2c喷射,其他与第一实施方式相同。因此,能够获得与上述的第一实施方式同样的作用效果,并且将从燃料喷射阀4向燃烧室2c喷射的氨燃料的喷射量减少向燃烧室2c喷射的氨水207的喷射量的量,由此,能够降低该氨燃料的消耗量。
(第四实施方式)
接着,对本发明的第四实施方式的排液处理装置进行说明。图4是表示本发明的第四实施方式的排液处理装置的一个构成例的图。在图4中,除了本第四实施方式的排液处理装置20C之外,还图示了应用该排液处理装置20C的船舶用柴油发动机1以及应用于该船舶用柴油发动机1的EGR装置40。如图4所示,排液处理装置20C代替上述的第二实施方式的排液处理装置20A的供给部26A而具备供给部26C。其他的结构与第二实施方式相同,对相同的结构部分标注相同符号。
(排液处理装置)
代替向EGR装置40的收集箱44供给由回收部21A从燃料喷射系统3的双层管7回收的含氨排液200A(氨水),排液处理装置20C与上述的第三实施方式同样地向船舶用柴油发动机1的燃烧室2c供给(喷射)由回收部21A从燃料喷射系统3的双层管7回收的含氨排液200A(氨水)。即,在本第四实施方式中,利用氨成分发挥功能的一个以上功能部之一是船舶用柴油发动机1的驱动系统2。
如图4所示,这样的排液处理装置20C的供给部26C具备供给管32B-1、32B-2、泵33、氨泵33A以及氨喷射阀70。它们中的泵33、氨泵33A和氨喷射阀70与上述的第三实施方式相同。
如图4所示,供给管32B-1是一端部与回收部21A的底部连接并且另一端部与氨喷射阀70连接的配管。如图4所示,在该供给管32B-1的中途部设置有氨泵33A,经由氨泵33A将回收部21A与氨喷射阀70连通。另外,如图4所示,在该供给管32B-1的中途部的比氨泵33A更靠回收部21A的一侧,设置有泵33。供给管32B-1通过泵33的作用从回收部21A向氨泵33A供给含氨排液200A(即氨水),向氨喷射阀70压送由氨泵33A增压后的含氨排液200A。供给部26C从该氨喷射阀70向燃烧室2c喷射从回收部21A通过供给管32B-1等向氨喷射阀70压送的含氨排液200A。
另外,在上述的供给管32B-1设置有用于经由船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3向燃烧室2c供给含氨排液200A的供给管32B-2。如图4所示,供给管32B-2是一端部与供给管32B-1的中途部(例如泵33与氨泵33A之间的部位)连接并且另一端部与燃料喷射系统3的氨泵5b连接的配管。另外,也可以是,供给管32B-2与通向氨泵5b的双层管7的第二内侧管7c连接,经由该第二内侧管7c与氨泵5b连通。供给管32B-2通过泵33的作用从回收部21A向氨泵5b供给含氨排液200A,通过该氨泵5b的作用向燃料喷射阀4压送含氨排液200A。即,供给部26C利用氨泵5b的压送功能从燃料喷射阀4向燃烧室2c喷射从回收部21A通过供给管32B-2等供给至氨泵5b的含氨排液200A。
如上所述地喷射至燃烧室2c的含氨排液200A与上述的第三实施方式中的氨水207同样地作为用于驱动驱动系统2的氨燃料的一部分而被利用。
如上所述,在本发明的第四实施方式的排液处理装置20C中,与第三实施方式同样地,向作为利用氨成分发挥功能的一个以上功能部之一的船舶用柴油发动机1的驱动系统2的燃烧室2c喷射回收的含氨排液200A(氨水)。因此,在应用了EGR装置40的船舶用柴油发动机1中,也能够向燃烧室2c喷射化石燃料、氨燃料以及含氨排液200A,由此,能够将从燃料喷射阀4向燃烧室2c喷射的氨燃料的喷射量减少向燃烧室2c喷射的含氨排液200A的喷射量的量。结果,能够降低该氨燃料的消耗量。
另外,在上述的第一、第三实施方式中,例示了将通过对含氨气体205加水来分离出吹扫气体与氨水207的分离部与积存氨水207的积存部一体化的氨水生成部30,但本发明不限定于此。例如,氨水生成部30也可以由上述的分离部和积存部分体地构成。
另外,在上述的第一、第三实施方式中,作为从含氨液体204提取氨成分的提取部的一例,例示了氧化反应器27,但本发明不限定于此。例如,该提取部也可以是通过用过滤器等从含氨液体204除去油成分从而提取含氨液体204的氨成分的构件。
另外,在上述的第一、第三实施方式中,作为供混合排液从燃料喷射系统3向回收箱25流通的至少一个回收管,例示了第一回收管22、第二回收管23以及第三回收管24,但本发明不限定于此。例如,上述至少一个回收管也可以是第一回收管22、第二回收管23或第三回收管24中的任意一个,也可以从第一回收管22、第二回收管23和第三回收管24中选择两个以上。
另外,在上述的第一、第三实施方式中,例示了对从作为船舶的主机的船舶用柴油发动机1排出的废气中的氮氧化物进行脱硝的废气处理装置10,但本发明不限定于此。例如,废气处理装置10也可以对从船舶的发电机等辅机排出的废气中的氮氧化物进行脱硝。在该情况下,也可以是,排液处理装置20、20B从应用第二、第四实施方式所例示的EGR装置40的船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3回收含氨排液,向从废气处理装置10、EGR装置40以及船舶用柴油发动机1的驱动系统2中选择的两个以上供给回收的含氨排液的氨成分。
另外,在上述的第二实施方式中,例示了利用重力从回收部21A向收集箱44供给含氨排液200A的供给部26A,但本发明不限定于此。例如,供给部26A也可以具备将回收部21A与收集箱44连通的供给管和通过该供给管从回收部21A向收集箱44压送含氨排液200A的泵。
另外,在上述的第二、第四实施方式中,向EGR装置40的收集箱44或船舶用柴油发动机1的燃烧室2c中的任意一方供给从船舶用柴油发动机1的燃料喷射系统3的双层管7回收的含氨排液200A,但本发明不限定于此。例如,排液处理装置20A、20C也可以向EGR装置40的收集箱44和船舶用柴油发动机1的燃烧室2c双方供给含氨排液200A。
在上述的第一~第四实施方式中,作为利用氨成分发挥功能的一个以上功能部,例示了废气处理装置10、EGR装置40的收集箱44以及船舶用柴油发动机1的驱动系统2,但本发明不限定于此。例如,上述一个以上功能部可以是废气处理装置10,可以是EGR装置40的收集箱44,可以是船舶用柴油发动机1的驱动系统2,也可以是这些以外的船内装置(发电机等辅机),也可以是从它们中选择的两个以上。
另外,本发明不被上述第一~第四实施方式所限定,将上述各结构要素适当组合而构成的技术方案也包含于本发明。其他的由本领域技术人员基于上述第一~第四实施方式作出的其他实施方式、实施例以及运用技术等也全部包含于本发明的范畴。
Claims (13)
1.一种排液处理装置,其特征在于,具备:
回收部,该回收部与用于向船舶用柴油发动机的燃烧室喷射氨燃料和化石燃料的燃料喷射系统连通,并回收从所述燃料喷射系统排出的含氨排液;以及
供给部,该供给部将回收的所述含氨排液中含有的氨成分向利用所述氨成分发挥功能的一个以上功能部供给。
2.根据权利要求1所述的排液处理装置,其特征在于,
所述回收部具备:
至少一个回收管,该至少一个回收管供混合了所述氨成分以外的气体成分或油成分与所述氨燃料的混合排液流通;以及
回收箱,该回收箱从所述燃料喷射系统通过所述至少一个回收管回收所述混合排液,并积存含有所述气体成分和所述油成分中的至少一个成分及所述氨燃料的所述含氨排液。
3.根据权利要求2所述的排液处理装置,其特征在于,
所述回收箱是将积存的所述含氨排液气液分离为含氨液体和含氨气体的气液分离器,该含氨液体含有所述油成分和所述氨燃料,该含氨气体含有所述气体成分和从所述氨燃料气化的氨气,
所述供给部具备:
提取部,该提取部从所述含氨液体除去所述油成分而提取所述氨成分;以及
氨水生成部,该氨水生成部向所述含氨气体加水,分离所述气体成分和所述氨气,并且生成作为所述氨气的水溶液的包含所述氨成分的氨水。
4.根据权利要求3所述的排液处理装置,其特征在于,
所述一个以上功能部中的一个是废气处理装置,该废气处理装置具备反应器、混合器及还原剂供给部,该反应器通过废气中含有的氮氧化物与还原剂的还原反应除去所述氮氧化物,该混合器将所述废气与所述还原剂混合,该还原剂供给部向所述混合器供给所述还原剂,
所述供给部向所述混合器供给由所述提取部提取出的所述氨成分。
5.根据权利要求4所述的排液处理装置,其特征在于,
所述供给部向所述还原剂追加由所述氨水生成部生成的所述氨水。
6.根据权利要求3或4所述的排液处理装置,其特征在于,
所述一个以上功能部中的一个是所述船舶用柴油发动机的驱动系统,该驱动系统利用由喷射至所述燃烧室的所述氨燃料和所述化石燃料的混烧产生的能量而产生驱动力,
所述供给部向所述燃烧室喷射由所述氨水生成部生成的所述氨水。
7.根据权利要求2~6中任意一项所述的排液处理装置,其特征在于,
所述至少一个回收管包含第一回收管,该第一回收管从所述燃料喷射系统的燃料喷射阀回收混合了所述化石燃料与所述氨燃料的第一混合排液。
8.根据权利要求2~7中任意一项所述的排液处理装置,其特征在于,
所述至少一个回收管包含第二回收管,该第二回收管从氨泵回收混合了所述氨泵的润滑油与所述氨燃料的第二混合排液,该氨泵向所述燃料喷射系统的燃料喷射阀压送所述氨燃料。
9.根据权利要求2~8中任意一项所述的排液处理装置,其特征在于,
所述至少一个回收管包含第三回收管,该第三回收管从连通管回收混合了对所述连通管的内部进行吹扫的吹扫气体与所述氨燃料的第三混合排液,该连通管将所述燃料喷射系统的燃料喷射阀和向所述燃料喷射阀压送所述氨燃料的氨泵连通。
10.根据权利要求1所述的排液处理装置,其特征在于,
所述含氨排液是含有所述氨成分的氨水,
所述供给部向所述一个以上功能部供给所述氨水。
11.根据权利要求10所述的排液处理装置,其特征在于,
所述燃料喷射系统具备:
燃料喷射阀,该燃料喷射阀向所述燃烧室喷射所述氨燃料和所述化石燃料;
氨泵,该氨泵向所述燃料喷射阀压送所述氨燃料;
氨燃料箱,该氨燃料箱积存向所述氨泵供给的所述氨燃料;以及
双层管,该双层管具有第一内侧管、第一外侧管、第二内侧管及第二外侧管,该第一内侧管将所述燃料喷射阀与所述氨泵连通,该第一外侧管气密地覆盖所述第一内侧管,该第二内侧管将所述氨泵与所述氨燃料箱连通,该第二外侧管气密地覆盖所述第二内侧管,
所述回收部气密地覆盖所述氨泵并且与所述双层管连通,从所述双层管回收所述氨水。
12.根据权利要求10或11所述的排液处理装置,其特征在于,
所述一个以上功能部中的一个是EGR装置的收集箱,该EGR装置将从所述船舶用柴油发动机排出的废气的一部分用洗涤水清洗并使其返回所述船舶用柴油发动机,该收集箱积存并中和清洗所使用的酸性的所述洗涤水,
所述供给部向所述收集箱供给所述氨水。
13.根据权利要求10或11所述的排液处理装置,其特征在于,
所述一个以上功能部中的一个是所述船舶用柴油发动机的驱动系统,该驱动系统利用由喷射至所述燃烧室的所述氨燃料和所述化石燃料的混烧产生的能量而产生驱动力,
所述供给部向所述燃烧室喷射所述氨水。
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