CN117355461A - 船舶 - Google Patents

Abstract

船舶具备：燃烧装置，通过使燃料燃烧而排出废气；氨回收部，使水吸收氨而作为回收氨水进行回收；回收氨水罐，存储由上述氨回收部回收的回收氨水；脱硝装置，对从上述燃烧装置排出的废气实施脱硝处理；脱硝用氨水罐，存储作为上述脱硝装置的催化剂的脱硝用氨水；及回收氨水供给管线，将上述回收氨水罐的上述回收氨水向上述脱硝用氨水罐供给。

Description

船舶

技术领域

本公开涉及船舶。

本申请对于在2021年5月24日在日本申请的日本特愿2021-086837号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在作为船舶推进用的燃料或货物而搭载可燃性气体的船舶设置有用于将可燃性气体排出到船外的大气中的排放柱。例如，在专利文献1中公开了如下的结构：利用氮气等对残留于由可燃性气体(气体燃料)驱动的燃气发动机的配管内等的可燃性气体进行吹扫，并经由排放柱而向大气开放。

在上述船舶中，正在研究搭载氨作为气体燃料。氨有可能即使利用非活性气体进行吹扫而经由排放柱向大气放出也不会充分扩散。作为这样氨不容易扩散到大气中的理由之一，可以举出：氨与甲烷气体、丁烷气体等其他可燃性气体相比，容易与空气中的水分发生反应，与空气中的水分发生反应而成为雾状(液滴状)的氨水，比重比大气大。

另一方面，在专利文献2中公开了一种从排出气体回收氨的回收装置。该专利文献2所公开的回收装置具备使排出气体溶解于水的溶解槽和存储在溶解槽中形成的氨水的氨水罐。并且，在该专利文献2的回收装置中，对储存于氨水储罐的氨水进行蒸馏，对通过该蒸馏而得到的氨气进行除湿并液化，由此生成高纯度的氨。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-11332号公报

专利文献2：日本特开2008-7378号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，为了将专利文献2那样的回收装置应用于船舶，必须在船体内另外确保设置空间，存在导致船体大型化的课题。

另外，返回上述专利文献2的溶解装置的水中含有少量的氨，因此分离了该氨的水也由于防止海洋污染等理由而无法向船外放出。例如，在氨水罐内的氨水量超过上限等的情况下，需要将水中所含的氨中和、稀释后排出到船外，存在另外需要中和、稀释用的装置的课题。

本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种船舶，能够将氨作为氨水回收，并且通过对回收氨进行再利用来抑制回收氨向船外的排出，能够抑制船体的大型化。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本公开的船舶具备：燃烧装置，通过使燃料燃烧而排出废气；氨回收部，使水吸收氨而作为回收氨水进行回收；回收氨水罐，存储由上述氨回收部回收的回收氨水；脱硝装置，对从上述燃烧装置排出的废气实施脱硝处理；脱硝用氨水罐，存储作为上述脱硝装置的还原剂使用的脱硝用氨水；及回收氨水供给管线，将上述回收氨水罐的上述回收氨水向上述脱硝用氨水罐供给。

发明效果

根据本公开的船舶，通过将氨作为氨水回收，并且对回收氨进行再利用，能够抑制回收氨向船外排出，抑制船体的大型化。

附图说明

图1是本公开的实施方式的船舶的侧视图。

图2是表示本公开的实施方式的船舶的进行燃料吹扫的配管系统的图。

图3是表示本公开的实施方式的脱硝装置的脱硝用氨水罐周围的配管系统的图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本公开的实施方式的船舶进行说明。图1是本公开的实施方式的船舶的侧视图。

(船舶的结构)

如图1所示，该实施方式的船舶1具备：船体2、上部构造4、燃烧装置8、氨罐10、配管系统20、排放柱30、氨回收部60及回收氨水罐70。船舶1的船种不限于特定的类型。船舶1的船种例如能够例示液化气体运输船、渡船、RORO船、汽车运输船、客船等。

船体2具有构成其外壳的一对舷侧5A、5B和船底6。舷侧5A、5B具备分别形成左右舷侧的一对舷侧外板。船底6具备连接这些舷侧5A、5B的船底外板。通过这一对舷侧5A、5B及船底6，船体2的外壳在与船首尾方向FA正交的截面中呈U字状。

船体2还具备配置于最上层的作为全通甲板的上甲板7。上部结构4形成于该上甲板7上。在上部结构4内设置有居住区等。在本实施方式的船舶1中，例如在比上部构造4靠船首尾方向FA上的船首3a侧且比上甲板7靠下方的船体2内设置有搭载货物的货物空间(未图示)。

燃烧装置8是通过使燃料燃烧而产生热能的装置，设置于上述的船体2内。作为燃烧装置8，能够例示用作用于推进船舶1的主机的内燃机、用作向船内供给电力的发电机等的内燃机、产生作为工作流体的蒸气的锅炉等。本实施方式的燃烧装置8使用氨(以下，称为燃料氨)作为燃料。

氨罐10储存液化氨作为燃料氨。本实施方式中例示的氨罐10设置于比上部构造4靠船尾3b侧的上甲板7上，但氨罐10的配置不限于比上部构造4靠船尾3b侧的上甲板7上。

配管系统20将燃烧装置8与氨罐10连接。配管系统20将存储于氨罐10的燃料氨供给至燃烧装置8。

排放柱30例如将从货油舱排出的排放气体等气体向比上甲板7靠上方引导而向大气中放出。本实施方式的排放柱30设置于上甲板7上，从上甲板7朝向上方延伸。排放柱30呈沿着上下方向Dv延伸的筒状，其上部开口。

氨回收部60使水吸收作为回收对象的氨而作为回收氨水进行回收。本实施方式的氨回收部60配置在比氨罐10靠船尾3b侧的上甲板7上。作为氨回收部60，例如能够使用通过对含有氨的气体喷射水而使水吸收氨的所谓的洗涤器。向该氨回收部60供给储存于设置于船体2内的水罐(未图示)的水(例如清水)。另外，氨回收部60只要是能够使水吸收氨而作为回收氨水进行回收的结构即可，不限于上述结构和配置。

回收氨水罐70存储由氨回收部60回收的回收氨水。本实施方式中的回收氨水罐70配置在比设置有氨回收部60的上甲板7靠下方的船体2内。另外，回收氨水罐70只要是能够将由氨回收部60回收的氨作为回收氨水回收的结构即可，并不限于上述配置。

(与吹扫相关的配管系统的结构)

图2是表示本公开的实施方式的船舶的进行燃料吹扫的配管系统的图。

如图2所示，本实施方式的船舶1具备暂时存储从氨罐10供给的燃料氨的氨缓冲罐40。氨缓冲罐40设置在氨罐10与燃烧装置8之间的配管系统20的中途。配管系统20分别具备：后述的燃料氨供给管线85(参照图3)、供给管21、返回管22及开闭阀23、24。在配管系统20分别连接有非活性气体供给装置50和氨回收部60。

供给管21及返回管22分别将氨缓冲罐40与燃烧装置8连接。供给管21从氨缓冲罐40向燃烧装置8供给燃料氨。返回管22使未被燃烧装置8用作燃料而残留的剩余的燃料氨返回氨缓冲罐40。另外，在供给管21设有后述的氨加压泵93及氨热交换器94(参照图3)，但在图2中省略图示。

开闭阀23设置于供给管21。开闭阀24设置于返回管22。这些开闭阀23、24在燃烧装置8运转时始终为开放状态。另一方面，开闭阀23、24在燃烧装置8停止时等成为闭塞状态。通过这些开闭阀23、24成为闭塞状态，形成于供给管21及返回管22的内部的流路被切断。

非活性气体供给装置50进行将作为燃烧装置8的燃料的燃料氨流通的流通路径R的燃料氨置换为干燥氮气等非活性气体的所谓吹扫。非活性气体供给装置50具备：非活性气体供给部51、非活性气体供给管52及非活性气体供给阀53。作为非活性气体，例如能够使用利用非活性气体生成装置(未图示)在船体2的内部生成的非活性气体、预先储存于在船体2中设置的非活性气体罐(未图示)的非活性气体。另外，非活性气体只要是在与燃料氨接触时不发生化学反应的气体即可。

非活性气体供给部51向非活性气体供给管52供给非活性气体。

非活性气体供给管52将非活性气体供给部51与流通路径R连接。更具体而言，非活性气体供给管52将非活性气体供给部51与流通路径R的吹扫对象区域20p连接。本实施方式中的吹扫对象区域20p是比开闭阀23靠燃烧装置8侧的供给管21、比开闭阀24靠燃烧装置8侧的返回管22及形成于燃烧装置8内的流通路径R。在本实施方式中例示的非活性气体供给管52与吹扫对象区域20p中的供给管21的吹扫对象区域20p连接。

非活性气体供给阀53设置于非活性气体供给管52。非活性气体供给阀53在通常时成为闭塞状态，切断从非活性气体供给部51向吹扫对象区域20p供给非活性气体。在此，通常时是指在使燃烧装置8运转时等能够向燃烧装置8供给燃料氨的情况。在该通常时，开闭阀23、24成为开放状态，能够从氨缓冲罐40通过供给管21向燃烧装置8供给燃料氨，剩余的燃料氨从燃烧装置8返回氨缓冲罐40。

非活性气体供给阀53在燃烧装置8的燃料切换时或紧急停止时等从闭塞状态变成开放状态。换言之，在对残留于吹扫对象区域20p的燃料氨进行吹扫时，从闭塞状态被操作成开放状态。在进行这样的吹扫时，首先开闭阀23成为闭塞状态，供给管21被切断。由此，成为停止从氨缓冲罐40向燃烧装置8供给燃料氨的状态。接着，当非活性气体供给阀53从闭塞状态成为了开放状态时，由此成为能够从非活性气体供给部51向吹扫对象区域20p供给非活性气体的状态。并且，当从非活性气体供给部51供给了非活性气体时，吹扫对象区域20p的管内的燃料氨被非活性气体向氨缓冲罐40侧推出，从而将液体的燃料氨回收到氨缓冲罐40。然后，开闭阀24成为闭塞状态，返回管22被切断。由此，成为非活性气体和残留在流通路径R内的燃料氨被引导至排放管38的状态。在此，开闭阀24被设为闭塞状态是成为残留的燃料氨的大部分被回收到氨缓冲罐40的状态时。成为这样的状态的情况例如能够使用各种传感器或计时器等来检测。另外，对将残留的燃料氨回收到氨缓冲罐40的情况进行了说明，但不限于该结构。例如，也可以使开闭阀23、24同时成为闭塞状态，在同时切断供给管21、返回管22之后，通过非活性气体供给部51供给非活性气体。

排放管38将残留在流通路径R内的燃料氨与由非活性气体供给装置50供给的非活性气体一起向外部引导。通过燃料氨与非活性气体一起向排放管38流出，而将吹扫对象区域20p(流通路径R)内的燃料氨置换为非活性气体。

本实施方式的排放管38具备上游侧排放管38A和下游侧排放管38B。上游侧排放管38A将回收管71(流通路径R)的吹扫对象区域20p与氨回收部60连接。在本实施方式中例示的上游侧排放管38A与返回管22连接。下游侧排放管38B将氨回收部60与排放柱30连接。也就是说，在上游侧排放管38A中流通有非活性气体与燃料氨的混合流体，在下游侧排放管38B中流通有由氨回收部60回收了燃料氨后的剩余的流体。

本实施方式中的氨回收部60经由回收管71而与回收氨水罐70连接。在该回收管71设置有回收管开闭阀72。在该回收管开闭阀72成为开放状态时，由氨回收部60生成的氨水经由回收管71而向回收氨水罐70移动。在本实施方式中，与氨回收部60相比，回收氨水罐70配置于下方，因此通过氨回收部60生成的氨水能够通过其自重而向回收氨水罐70流下。

(脱硝装置周围的结构)

图3是表示本公开的实施方式的脱硝装置的脱硝用氨水罐周围的配管系统的图。

如图3所示，本实施方式的船舶1还具备：排气管80、脱硝装置81、脱硝用氨水罐82、脱硝用氨水供给管线83、回收氨水供给管线84及燃料氨供给管线85。

排气管80将从燃烧装置8排出的废气G向船体2的外部引导。在该排气管80中流动的刚从燃烧装置8排出之后的废气G中包含氮氧化物。

脱硝装置81对从燃烧装置8排出的废气G实施脱硝处理。该脱硝装置81是选择催化剂还原脱硝装置(SCR)，通过催化剂将氮氧化物转换为氮和水。该脱硝装置81设置于排气管80的中途，使喷雾了脱硝用氨水的废气G与催化剂(未图示)接触。另外，实施了脱硝处理的废气G例如经由设置于船体2的通风筒(未图示)而向大气放出。

脱硝用氨水罐82存储在脱硝装置81中使用的脱硝用氨水。在此，脱硝用氨水是被调整为作为脱硝装置81的还原剂使用所需的预定的氨浓度(例如，数十％)的氨水。本实施方式的脱硝用氨水罐82具备用于搅拌脱硝用氨水的循环配管86和搅拌泵87。而且，在循环配管86设置有用于测定存储于脱硝用氨水罐82的脱硝用氨水的氨浓度的浓度计88。另外，也可以在脱硝用氨水槽82中设置水位计等，以能够测定脱硝用氨水的存储量。另外，也可以不设置循环配管86和搅拌泵87，而在脱硝用氨水罐82设置其他手法的搅拌机。另外，如上所述的搅拌脱硝用氨水的构成根据需要设置即可，例如也可以省略。在该情况下，用于测定脱硝用氨水的氨浓度的浓度计88也可以设置于脱硝用氨水罐82。

脱硝用氨水供给管线83形成将存储于脱硝用氨水罐82的脱硝用氨水向脱硝装置81供给的流路。在该脱硝用氨水供给管线83设有脱硝用氨水泵89。

回收氨水供给管线84形成将回收氨水罐70的回收氨水向脱硝用氨水罐82供给的流路。在该回收氨水供给管线84上设置有回收氨水泵90。在此，存储于回收氨水罐70的回收氨水的氨浓度成为比上述的脱硝用氨水的氨浓度低的浓度(例如，几ppm～几％左右)。

燃料氨供给管线85具备将储存于氨罐10的燃料氨向氨缓冲罐40供给的第一管线85A和将存储于氨罐10的燃料氨向脱硝用氨水罐82供给的第二管线85B。如上所述，燃料氨是液化氨。因此，氨的氨浓度比回收氨水的氨浓度高。另外，本实施方式中的第二管线85B例示了分支连接于第一管线85A的情况，第二管线85B只要能够将燃料氨向脱硝用氨水罐82供给即可，例如，也可以连接氨罐10与脱硝用氨水罐82。

在本实施方式中的第二管线85B设置有能够调整从第一管线85A向第二管线85B流入的燃料氨的流量的流量调整阀91。该流量调整阀91能够将阀开度从全闭状态逐渐调整至全开状态。流量调整阀91的阀开度可以由作业员手动操作，但例如也可以基于浓度计88的氨浓度的测定结果通过控制装置(未图示)自动地调整。

在本实施方式中的第一管线85A，在比第二管线85B的分支点P1更靠近氨罐10的一侧设置有将燃料氨朝向燃烧装置8输送的输送泵92。换言之，在本实施方式中例示的第二管线85B从输送泵92与氨缓冲罐40之间的第一管线85A分支。另外，也可以在第二管线85B设置将燃料氨朝向脱硝用氨水罐82输送的泵。

此外，在本实施方式的供给管21设置有在图2中省略了图示的氨加压泵93和氨热交换器94。氨加压泵93对从氨缓冲罐40向燃烧装置8供给的燃料氨进行加压。氨热交换器94调节由该氨加压泵93加压后的燃料氨的温度。另外，本实施方式的氨缓冲罐40与氨回收部60通过缓冲罐用排放管95连接，构成为能够将氨缓冲罐40的排气向氨回收部60供给。由此，氨缓冲罐40的排气中包含的氨也能够在氨回收部60中回收。

(作用效果)

上述实施方式的船舶1具备：燃烧装置8，通过使燃料燃烧而排出废气G；氨回收部60，使水吸收氨而作为回收氨水进行回收；回收氨水罐70，存储由氨回收部60回收的回收氨水；脱硝装置81，对从燃烧装置8排出的废气G实施脱硝处理；脱硝用氨水罐82，存储作为脱硝装置81的还原剂使用的脱硝用氨水；及回收氨水供给管线84，将回收氨水罐70的回收氨水向脱硝用氨水罐82供给。

根据这样的船舶1，能够将由氨回收部60回收的回收氨水通过回收氨水供给管线84向脱硝用氨水罐82供给。因此，能够在脱硝用氨水罐82中使用回收氨水生成脱硝用氨水，将该脱硝用氨水罐82的脱硝用氨水作为脱硝装置81的还原剂使用。由此，能够有效利用回收氨水，因此不需要用于处理回收氨水的设备，能够将氨作为氨水回收并抑制船体2的大型化。

上述实施方式的船舶1还具备：氨罐10，储存有作为燃烧装置8的燃料的燃料氨；及燃料氨供给管线路85，将氨罐10的燃料氨向脱硝用氨水罐82供给。

因此，能够对供给到脱硝用氨水罐82的回收氨水混合氨浓度比脱硝用氨水高的燃料氨，生成氨浓度比回收氨水高的脱硝用氨水。

上述实施方式的船舶1的燃烧装置8是推进船体2的主机，上述船舶1具备非活性气体供给装置50，上述非活性气体供给装置50向主机的燃料流通的流通路径供给非活性气体而对残留于流通路径的燃料氨进行吹扫。并且，氨回收部60使水吸收被吹扫的燃料氨而作为回收氨水进行回收。

即，在船舶1是以氨作为燃料航行的所谓的氨燃料船的情况下，能够对残留于流通路径R的燃料氨进行吹扫并通过氨回收部60回收为回收氨水。并且，将该回收氨水作为用于对主机的废气G实施脱硝处理的脱硝用氨水的一部分使用，因此能够将吹扫后的主机用的燃料氨作为主机用的脱硝装置81的还原剂而有效利用。因此，与另外准备用于生成脱硝用氨水的氨的情况相比，能够降低生成脱硝用氨水的成本。

另外，在上述船舶1中，能够通过回收氨水对燃料氨进行稀释，因此在生成脱硝用氨水时，能够减少设置于船体2的清水罐内的水的使用量，因此能够具备清水使用量。因此，能够抑制清水罐的容积、制水装置的容量，能够抑制船体2的大型化。

(其他实施方式)

以上，参照附图对本公开的实施方式进行了详述，但具体的结构不限于该实施方式，也包含不脱离本公开的主旨的范围的设计变更等。

在上述实施方式中，对由氨回收部60回收的氨是从燃烧装置8的流通路径R吹扫的燃料氨的情况进行了说明。但是，由氨回收部60回收的氨不限于从流通路径R吹扫的燃料氨。由氨回收部60回收的氨只要是在船舶1中利用的氨即可。

在上述实施方式中，对燃烧装置8是以氨为燃料的主机的情况进行了说明。但是，燃烧装置8只要是使燃料燃烧而排出废气G的装置即可，例如也可以是使氨以外的燃料燃烧而排出废气G的燃烧装置或能够切换氨与氨以外的燃料的燃烧装置。

在上述实施方式中，对将氨罐10的燃料氨向脱硝用氨水罐82供给的情况进行了说明。但是，也可以从与氨罐10分开设置的罐向脱硝用氨水罐82供给液化氨。

<附记>

实施方式所记载的船舶1例如如下掌握。

(1)第一方式的船舶1具备：燃烧装置8，通过使燃料燃烧而排出废气G；氨回收部60，使水吸收氨而作为回收氨水进行回收；回收氨水罐70，存储由上述氨回收部60回收的回收氨水；脱硝装置81，对从上述燃烧装置8排出的废气G实施脱硝处理；脱硝用氨水罐82，存储作为上述脱硝装置81的还原剂使用的脱硝用氨水；及回收氨水供给管线84，将上述回收氨水罐70的上述回收氨水向上述脱硝用氨水罐82供给。

作为燃烧装置8，例如可举出分别用作主机及发电机的内燃机、锅炉。

通过这样构成，能够将由氨回收部60回收的回收氨水通过回收氨水供给管线84向脱硝用氨水罐82供给。因此，能够在脱硝用氨水罐82中使用回收氨水生成脱硝用氨水，将该脱硝用氨水罐82的脱硝用氨水作为脱硝装置81的还原剂使用。由此，能够有效利用回收氨水，因此不需要用于处理回收氨水的设备，能够将氨作为氨水进行回收并抑制船体2的大型化。

(2)第二方式所涉及的船舶1在(1)的船舶1的基础上，具备：氨罐10，存储有作为上述燃烧装置8的燃料的燃料氨；及燃料氨供给管线85，将上述氨罐10的上述燃料氨向上述脱硝用氨水罐82供给。

通过这样构成，能够对供给到脱硝用氨水罐82的回收氨水混合氨浓度比脱硝用氨水高的燃料氨，生成氨浓度比回收氨水高的脱硝用氨水。

(3)第三方式的船舶1在(1)或(2)的船舶1的基础上，上述燃烧装置8是推进船体2的主机，上述船舶1具备非活性气体供给装置50，上述非活性气体供给装置50向上述主机的燃料流通的流通路径R供给非活性气体而对残留于上述流通路径R的上述燃料氨进行吹扫，上述氨回收部60使水吸收被吹扫的上述燃料氨而作为回收氨水进行回收。

由此，在船舶1是以氨作为燃料航行的所谓的氨燃料船的情况下，能够吹扫残留于流通路径R的燃料氨并通过氨回收部60回收为回收氨水。并且，将该回收氨水作为用于对主机的废气G实施脱硝处理的脱硝用氨水的一部分使用，因此能够将吹扫后的主机用的燃料氨作为主机用的脱硝装置81的还原剂而有效利用。因此，与另外准备用于生成脱硝用氨水的氨的情况相比，能够降低生成脱硝用氨水的成本。

[工业上的可用性]

根据本公开的船舶，通过将氨作为氨水回收，并且对回收氨进行再利用，能够抑制回收氨向船外排出，抑制船体的大型化。

附图标记说明

1…船舶2…船体4…上部构造5A、5B…舷侧6…船底7…上甲板8…燃烧装置10…氨罐20…配管系统20p…吹扫对象区域21…供给管22…返回管23、24…开闭阀30…排放柱38…排放管38A…上游侧排放管38B…下游侧排放管40…氨缓冲罐50…非活性气体供给装置51…非活性气体供给部52…非活性气体供给管53…非活性气体供给阀60…氨回收部70…回收氨水罐71…回收管72…回收管开闭阀80…排气管81…脱硝装置82…脱硝用氨水罐83…脱硝用氨水供给管线84…回收氨水供给管线85…燃料氨供给管线85A…第一管线85B…第二管线86…循环配管87…搅拌泵88…浓度计89…脱硝用氨水泵90…回收氨水泵91…流量调整阀92…供给泵93…氨加压泵94…氨热交换器95…缓冲罐用排放管G…废气R…流通路径。

Claims (3)

1.一种船舶，具备：

燃烧装置，通过使燃料燃烧而排出废气；

氨回收部，使水吸收氨而作为回收氨水进行回收；

回收氨水罐，存储由所述氨回收部回收的回收氨水；

脱硝装置，对从所述燃烧装置排出的废气实施脱硝处理；

脱硝用氨水罐，存储作为所述脱硝装置的还原剂使用的脱硝用氨水；及

回收氨水供给管线，将所述回收氨水罐的所述回收氨水向所述脱硝用氨水罐供给。

2.根据权利要求1所述的船舶，其中，

所述船舶具备：

氨罐，存储有作为所述燃烧装置的燃料的燃料氨；及

燃料氨供给管线，将所述氨罐的所述燃料氨向所述脱硝用氨水罐供给。

3.根据权利要求2所述的船舶，其中，

所述燃烧装置是推进船体的主机，

所述船舶具备非活性气体供给装置，所述非活性气体供给装置向所述主机的燃料流通的流通路径供给非活性气体而对残留于所述流通路径的所述燃料氨进行吹扫，

所述氨回收部使水吸收被吹扫的所述燃料氨而作为回收氨水进行回收。