CN118541308A - 氨水储存系统及氨燃料船 - Google Patents

Abstract

提供能够实现由氨的泄漏引起的对人体、环境的影响的降低的氨水储存系统及氨燃料船。本实施方式涉及的氨水储存系统（1）具备：氨水储存罐（2），将在船上产生的氨气或氨水以氨水的状态储存；回收管线（3），将氨气或氨水向氨水储存罐（2）输送；供水管线（4），向氨水储存罐（2）供给海水；排水管线（5），将储存于氨水储存罐（2）的氨水向船外排出；浓度计（6），测量储存于氨水储存罐（2）的氨水的浓度；及控制装置（7），以基于浓度计（6）的测量值而向氨水储存罐（2）供给海水的方式进行控制。

Description

氨水储存系统及氨燃料船

技术领域

本发明涉及氨水储存系统及氨燃料船，尤其涉及能够在船上暂时储存氨水的氨水储存系统及具备该氨水储存系统的氨燃料船。

背景技术

近年来，从环境保护的观点出发，提议了降低污染环境的物质、废弃物的排出的零排放。在国际海运的领域中也是，作为在燃烧时不产生二氧化碳（CO₂）的燃料，氨受到关注，正在推进氨燃料船的开发（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-161921号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在氨燃料船中，由于氨的沸点在大气压下为-33℃的低温，所以研究着通过低温或高压而作为液化氨来在船上贮藏。在液化氨泄露到大气中的情况下，气化后的氨气会扩散。由于氨气具有强的毒性，所以不使液化氨泄漏及在发生了泄漏时使对人体、环境的影响最小化成为了重要的课题。

本发明鉴于上述的问题点而首创，目的在于提供能够实现由氨的泄漏引起的对人体、环境的影响的降低的氨水储存系统及氨燃料船。

用于解决课题的手段

根据本发明，提供一种氨水储存系统，其特征在于，具备：氨水储存罐，将在船上产生的氨气或氨水以氨水的状态储存；回收管线，将所述氨气或所述氨水向所述氨水储存罐输送；供水管线，向所述氨水储存罐供给海水；排水管线，将储存于所述氨水储存罐的氨水向船外排出；及浓度计，测量所述氨水的浓度。

所述氨水储存罐也可以构成为兼用为压载舱。

所述氨水储存罐也可以构成为在船长度方向上配置有多个。

所述氨水储存罐也可以在内表面实施有防腐蚀用的涂装。

所述氨水储存罐也可以具备排气管及压力调整机构。

所述回收管线例如是输送在船上产生的氨水、包含所述氨气的吹扫气体或在吹扫处理的过程中产生的氨水的管线。

所述排水管线也可以具备氨中和装置，所述氨中和装置能够调整所述氨水的浓度。

另外，所述氨中和装置也可以配置于压载水处理装置内。

所述排水管线也可以具备控制阀，所述控制阀基于所述氨水的浓度来控制所述氨水的排出。

所述氨水储存系统也可以包含控制装置，所述控制装置以基于所述浓度计的测量值而向所述氨水储存罐供给海水的方式进行控制。

所述浓度计可以配置于所述氨水储存罐，也可以配置于所述回收管线，还可以配置于所述排水管线。

另外，根据本发明，提供一种氨燃料船，以氨为燃料，其特征在于，所述氨燃料船包含上述的任一结构的氨水储存系统。

发明效果

根据上述的本发明涉及的氨水储存系统及氨燃料船，能够储存在船上泄漏或产生的氨，能够实现由氨的泄漏引起的对人体、环境的影响的降低。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式涉及的氨水储存系统的结构的图。

图2是氨燃料船的概略结构图。

图3是示出氨水储存罐的配置的一例的图，（A）示出了第一例，（B）示出了第二例。

图4是氨水储存罐的供水系统的说明图。

图5是氨水储存罐的排水系统的说明图。

具体实施方式

以下，使用图1~图5来说明本发明的实施方式。在此，图1是示出本发明的一实施方式涉及的氨水储存系统的结构的图。图2是氨燃料船的概略结构图。图3是示出氨水储存罐的配置的一例的图，（A）示出了第一例，（B）示出了第二例。

本发明的一实施方式涉及的氨水储存系统1例如如图1所示，具备：氨水储存罐2，将在船上产生的氨气或氨水以氨水的状态进行储存；回收管线3，将氨气或氨水向氨水储存罐2输送；供水管线4，向氨水储存罐2供给海水；排水管线5，将储存于氨水储存罐2的氨水向船外排出；浓度计6，测量储存于氨水储存罐2的氨水的浓度；及控制装置7，以基于浓度计6的测量值而向氨水储存罐2供给海水的方式进行控制。

该氨水储存系统1例如搭载于图2所示的氨燃料船8。氨燃料船8是以氨为燃料而得到船体的推进力的船舶。

氨燃料船8例如具备：氨燃料罐81，储存作为燃料的氨；再液化装置82，将从氨燃料罐81产生的气化气体再液化；氨燃料发动机83，使氨燃烧而产生动力；燃料供给设备84，从氨燃料罐81向氨燃料发动机83供给氨；及燃料储藏站85，向氨燃料罐81供给氨。

图2所示的氨燃料船8的结构只是一例，不限定于图示的结构/配置。另外，氨燃料船8也可以是并用了柴油发动机、电动机等其他的推进设备的混合动力船。另外，氨燃料船8也可以采用切换多个燃料来使用的多元燃料发动机。

氨水储存罐2是搭载于氨燃料船8的罐。图3（A）所示的氨水储存罐2将氨水储存罐2构成为仅储存氨水的专用罐。氨水储存罐2例如配置于居住区86的附近。需要说明的是，氨水储存罐2的个数/配置/形状等不限定于图示的结构。

另外，氨燃料船8具备压载舱87，该压载舱87能够将用于调节船体的吃水/倾斜等的压载水（海水）注入/排出。压载舱87例如具备：第一压载舱87a，沿着船底配置；第二压载舱87b（顶侧罐），沿着船舱上部侧面配置；及第三压载舱87c，配置于船尾部。需要说明的是，压载舱87的配置因船种而不同，不限定于图示的配置。

第一压载舱87a及第二压载舱87b在船长度方向上被划分成多个，分别构成为能够将压载水注入/排出。另外，第三压载舱87c构成为能够与第一压载舱87a及第二压载舱87b相独立地将压载水注入/排出。

然而，在设想了大量的氨水的产生、氨水的长期间的储存的情况下，可预测：氨水储存罐2的所需的容量增大，也需要船体姿势的调整。因此，在如图3（A）所示那样使氨水储存罐2成为了专用罐的情况下，氨水的储存量存在极限。

图3（B）所示的氨水储存罐2将氨水储存罐2构成为兼用为压载舱87。氨水储存罐2配置于压载舱87的一部分。在图3（B）中，为了便于说明，将压载舱87中的也作为氨水储存罐2使用的罐涂满灰色而图示。

氨水储存罐2例如配置于第一压载舱87a的船首部侧及船尾部侧以及第三压载舱87c。通过将氨水储存罐2在船长度方向上配置多个，能够平衡地储存氨水。需要说明的是，将压载舱87中的哪个罐作为氨水储存罐2兼用是任意的，不限定于图示的配置。

氨水储存罐2不管在专用罐及兼用罐中的哪一个的情况下，都在内表面实施有防腐蚀用的涂装。作为涂料，采用对氨水溶液具有耐性的涂料。

另外，如图1所示，氨水储存罐2具备排气管21及压力调整机构22。排气管21是在氨水的回收时、海水的供给时排出罐内的空气的配管。排气管21也可以具备开闭阀23。

通过将开闭阀23关闭，能够抑制氨水的储存时的氨气（蒸发气体）向罐外的扩散。需要说明的是，在氨水的回收时、海水的供给时，开闭阀23被打开。

压力调整机构22例如是呼吸阀或排气柱。压力调整机构22是用于抑制开闭阀23的关闭时的氨水储存罐2的过负压的设备。

回收管线3例如包含：第一回收管线31，输送在船上产生的氨水；第二回收管线32，输送包含氨气的吹扫气体；及第三回收管线33，输送在吹扫处理的过程中产生的氨水。

在构成图2所示的氨燃料船8的氨燃料罐81、再液化装置82、氨燃料发动机83、燃料供给设备84、燃料储藏站85、连结它们的配管等各设备中，氨气有可能泄漏。作为不使泄漏的氨气扩散的方法，可考虑设置向有可能泄漏的泄漏对象部位88喷洒水的喷水器34。

被喷洒且吸收了氨气的水（氨水）由设置于泄漏对象部位88的滴水盘、排水口等回收单元35回收。由回收单元35回收到的氨水经由第一回收管线31而向氨水储存罐2输送。在第一回收管线31也可以配置有除去异物的过滤器31a、控制氨水的输送的开闭阀31b。

另外，在氨燃料船8的氨燃料系统、装燃料系统及构成设备中，在设备停止时（包括危急停止的情况）、多元燃料发动机中的燃料切换时、维护时等，需要为了将氨燃料除外及切断而进行基于氮气的吹扫处理。

由于在将通过这些吹扫处理而压出的高浓度的氨气原样地向船外放出了的情况下存在对人体、环境的影响，因此在氨水储存罐2暂时储存。第二回收管线32是以氨气的状态向氨水储存罐2输送的路径，第三回收管线33是以氨水的状态向氨水储存罐2输送的路径。

需要说明的是，在本实施方式中，对于吹扫处理时的吹扫气体和氨气区分路径，但第二回收管线32及第三回收管线33也可以是相同的路径，还可以在中途汇合。另外，也可以将吹扫气体中包含的氨气变换为氨水后向氨水储存罐2输送。

供水管线4是从海水吸入口41（通海吸水箱）供给海水并向氨水储存罐2输送的路径。通过向氨水储存罐2供给海水来调整氨水的浓度（氢离子指数pH）。供水管线4例如具备将海水吸入并输送的压载泵42、将吸入的异物除去的过滤器43及控制海水吸入口41的开闭的开闭阀44。

供水管线4也可以具备配置于旁通管线45的压载水处理装置46。压载水处理装置46是将吸入的海水（压载水）中包含的有害的水生生物、病原体杀灭或灭活的装置。在供水管线4及旁通管线45分别配置有用于切换路径的切换阀47、48。另外，供水管线4具备用于切换供水系统和排水系统的管线的切换阀49。

排水管线5是将储存于氨水储存罐2的氨水在海上向船外排出的路径。排水管线5例如具备测量排出的氨水的浓度（氢离子指数pH）的浓度计51和控制氨水的排出的控制阀52。在浓度计51的测量值超过了设定的浓度的阈值的情况下，控制阀52被关闭。需要说明的是，在省略了浓度计51的情况下，控制阀52也可以基于浓度计6的测量值来进行控制。

另外，排水管线5也可以具备能够调整氨水的浓度（氢离子指数pH）的氨中和装置53。氨中和装置53通过向氨水注入中和剂来调整氨水的浓度（氢离子指数pH）。氨中和装置53例如配置于压载水处理装置46内。

另外，排水管线5也可以具备：旁通管线54，用于经由压载泵42而排出氨水；及切换阀55，控制旁通管线54的开闭。

在此，图4是氨水储存罐的供水系统的说明图。在供水时，控制阀52及切换阀55被设定为关闭，开闭阀44及切换阀49被设定为打开。

在不使用压载水处理装置46的情况下，将切换阀47设定为打开，将切换阀48设定为关闭。之后，通过使压载泵42动作，利用经由海水吸入口41/过滤器43/压载泵42的第一供水路径La来向氨水储存罐2供给海水。

另外，在使用压载水处理装置46的情况下，将切换阀47设定为关闭，将切换阀48设定为打开。之后，通过使压载泵42动作，利用经由海水吸入口41/过滤器43/压载泵42/压载水处理装置46的第二供水路径Lb来向氨水储存罐2供给海水。

在此，图5是氨水储存罐的排水系统的说明图。在排水时，开闭阀44及切换阀49被设定为关闭，控制阀52及切换阀55被设定为打开。在氨水储存罐2内的氨水的浓度为能够向船外排出的浓度以下的情况下，能够不使用氨中和装置53地将氨水向外部排出。

在不使用氨中和装置53的情况下，将切换阀47设定为打开，将切换阀48设定为关闭。之后，通过使压载泵42动作，利用经由过滤器43/压载泵42的第一排水路径Lc来从氨水储存罐2向外部排出氨水。

另外，在使用氨中和装置53的情况下，将切换阀47设定为关闭，将切换阀48设定为打开。之后，通过使压载泵42动作，利用经由氨中和装置53/过滤器43/压载泵42的第二排水路径Ld来从氨水储存罐2向外部排出氨水。

另外，如图1所示，氨水储存罐2也可以具备用于将储存的氨水在停泊时等卸载的卸载用管线56。需要说明的是，在图4及图5中，为了便于说明，省略了卸载用管线56的图。该卸载用管线56在本实施方式中包含于“排水管线”的用语。在氨水的卸载时，将氨水向配置于地面侧的罐等收容，因此将氨水的浓度降低至能够向船外排出的浓度的必要性低。

浓度计6是监视储存于氨水储存罐2内的氨水的浓度的传感器。浓度计6例如是测量氨水的氢离子指数pH的传感器。浓度计6例如配置于氨水储存罐2的底部。需要说明的是，浓度计6也可以配置于成为氨水储存罐2的入口的回收管线3，还可以配置于成为氨水储存罐2的出口的排水管线5。

控制装置7是以基于浓度计6的测量值而将储存于氨水储存罐2内的氨水稀释的方式控制供水系统的设备。对控制装置7例如设定有用于降低氨水储存罐2的腐蚀的阈值、用于向船外排出的阈值，在超过了规定的阈值的情况下使用供水管线4来向氨水储存罐2内供给海水。控制装置7也可以装入于压载水的控制装置内。

在如图3（B）所示那样氨水储存罐2兼用压载舱87的情况下，也可以与浓度计6的测量值无关地为了船体姿势的调整而供给海水（压载水）。

根据上述的本实施方式涉及的氨水储存系统1及氨燃料船8，能够将在船上泄漏或产生的氨回收并以氨水的状态储存，能够实现由氨的泄漏引起的对人体、环境的影响的降低。

本发明不限定于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

标号说明

1 氨水储存系统，2 氨水储存罐，3 回收管线，4 供水管线，5 排水管线，6 浓度计，7 控制装置，8 氨燃料船，21 排气管，22 压力调整机构，23 开闭阀，31 第一回收管线，31a 过滤器，31b 开闭阀，32 第二回收管线，33 第三回收管线，34 喷水器，35 回收单元，41 海水吸入口，42 压载泵，43 过滤器，44 开闭阀，45 旁通管线，46 压载水处理装置，47、48、49、55 切换阀，51 浓度计，52 控制阀，53 氨中和装置，54 旁通管线，56 卸载用管线，81 氨燃料罐，82 再液化装置，83 氨燃料发动机，84 燃料供给设备，85 燃料储藏站，86 居住区，87 压载舱，87a 第一压载舱，87b 第二压载舱，87c 第三压载舱，88 泄漏对象部位。

Claims (12)

1.一种氨水储存系统，其特征在于，具备：

氨水储存罐，将在船上产生的氨气或氨水以氨水的状态储存；

回收管线，将所述氨气或所述氨水向所述氨水储存罐输送；

供水管线，向所述氨水储存罐供给海水；

排水管线，将储存于所述氨水储存罐的氨水向船外排出；及

浓度计，测量所述氨水的浓度。

2.根据权利要求1所述的氨水储存系统，其中，

所述氨水储存罐构成为兼用为压载舱。

3.根据权利要求2所述的氨水储存系统，其中，

所述氨水储存罐在船长度方向上配置有多个。

4.根据权利要求1所述的氨水储存系统，其中，

所述氨水储存罐在内表面实施有防腐蚀用的涂装。

5.根据权利要求1所述的氨水储存系统，其中，

所述氨水储存罐具备排气管及压力调整机构。

6.根据权利要求1所述的氨水储存系统，其中，

所述回收管线是输送在船上产生的氨水、包含所述氨气的吹扫气体或在吹扫处理的过程中产生的氨水的管线。

7.根据权利要求1所述的氨水储存罐，其中，

所述排水管线具备氨中和装置，所述氨中和装置能够调整所述氨水的浓度。

8.根据权利要求7所述的氨水储存罐，其中，

所述氨中和装置配置于压载水处理装置内。

9.根据权利要求1所述的氨水储存罐，其中，

所述排水管线具备控制阀，所述控制阀基于所述氨水的浓度来控制所述氨水的排出。

10.根据权利要求1所述的氨水储存罐，其中，

所述氨水储存系统包含控制装置，所述控制装置以基于所述浓度计的测量值而向所述氨水储存罐供给海水的方式进行控制。

11.根据权利要求1所述的氨水储存罐，其中，

所述浓度计配置于所述氨水储存罐、所述回收管线或所述排水管线。

12.一种氨燃料船，以氨为燃料，其特征在于，

所述氨燃料船包含权利要求1~11中任一项所述的氨水储存系统。