JP2019514678A - 船舶排ガスの脱硫 - Google Patents
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Abstract
本出願は、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させるための、開ループモード及び閉ループモードで稼動できるように構成された船舶排ガス脱硫システムに関する。閉ループモードで稼動するように構成されているとき、このシステムは、船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバを備える湿式スクラバシステムであって、湿式スクラバが、スクラビングにより生じた使用済みスクラバ液を湿式スクラバから抜き取るための１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管を備える、湿式スクラバシステムを備えてなる。本システムはまた、水酸化マグネシウムスラリを、酸化マグネシウム粉と水との加水分解により調製するために設けられ、加水手段と、酸化マグネシウム粉添加手段と、水と酸化マグネシウム粉とを混合する撹拌手段とを備える少なくとも１つの調剤槽を備えてなる。本システムは更に、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管において、調製済み水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和するように、水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽から、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管中の湿式スクラバから抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するためのスラリ輸送手段を備えてなる。本出願は、更に、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる方法に関する。【選択図】図１
Description
技術分野
[001] 本出願は、船舶排ガス中のSOx量を、湿式スクラバを用いて低減させる分野に関する。より具体的には、本出願は、閉ループモードのスクラバに用いるスクラバ液のSOx吸収能を、使用済みスクラバ液の浄化に水酸化マグネシウムスラリを使用することによって増大させることに関する。
[001] 本出願は、船舶排ガス中のSOx量を、湿式スクラバを用いて低減させる分野に関する。より具体的には、本出願は、閉ループモードのスクラバに用いるスクラバ液のSOx吸収能を、使用済みスクラバ液の浄化に水酸化マグネシウムスラリを使用することによって増大させることに関する。
背景技術
[002] 化石燃料の燃焼は、種々の目的で産業プロセスに用いられている。不運なことに、化石燃料の燃焼は、環境に有害であることが判明している幾つかの汚染物質を生じる。具体的には、硫黄及び窒素の酸化化合物は「酸性雨」の主成分である。硫黄は原油中に天然に存在する元素であり、原油蒸留プロセスの残渣成分で濃縮される。燃料油中の硫黄量は、主に、原油の供給源に依存し、然程ではないものの精製プロセスにも依存する。SOxは、低級燃料に特に豊富である硫黄含有化合物の燃焼の結果である。世界基準の燃料について代表的には、値は1.5〜４％のオーダーである。この値は、燃焼ガス中での高SO2濃度を導く。例えば、1.5％のＳを含有する燃料を用いるときは、排出ガス中のSO2濃度は約630ppmであり、４％のＳを含有する燃料を用いるときには、排出ガス中のSO2濃度は約1700ppmである。
[002] 化石燃料の燃焼は、種々の目的で産業プロセスに用いられている。不運なことに、化石燃料の燃焼は、環境に有害であることが判明している幾つかの汚染物質を生じる。具体的には、硫黄及び窒素の酸化化合物は「酸性雨」の主成分である。硫黄は原油中に天然に存在する元素であり、原油蒸留プロセスの残渣成分で濃縮される。燃料油中の硫黄量は、主に、原油の供給源に依存し、然程ではないものの精製プロセスにも依存する。SOxは、低級燃料に特に豊富である硫黄含有化合物の燃焼の結果である。世界基準の燃料について代表的には、値は1.5〜４％のオーダーである。この値は、燃焼ガス中での高SO2濃度を導く。例えば、1.5％のＳを含有する燃料を用いるときは、排出ガス中のSO2濃度は約630ppmであり、４％のＳを含有する燃料を用いるときには、排出ガス中のSO2濃度は約1700ppmである。
[003] 船舶は、急速にEUにおける最大の大気汚染源になりつつある。追加の措置がなされなければ、2020年までに、陸上汚染源の総量より多くを排出するようになる。
[004] 欧州水域は、世界で最初の規制の１つとして、船舶についてのより厳格な硫黄排出規制を導入し、いわゆる硫黄排出規制域(SECAs)が2006年にバルト海において発効し、続いて2007年に北海及び英仏海峡において発効した。
[005] 欧州連合船舶硫黄指令(European Union (EU) Marine Sulphur Directive)の下では、1.5％ Ｓ未満の低硫黄燃料のみが許可されている。更に、燃料中1.5％の硫黄という上限は、2006年８月11日から、SECAsに限らず、共同体域内の港への又はからの定期航路に就航している客船に用いられる燃料にも適用されている。EUによる法制化は、低硫黄燃料(1.5％ Ｓ)の使用の代替として、排出ガス中の硫黄含量を低減する技術の利用を可能にする。よって、この技術は、バンカー燃料中の硫黄含量を低減させることにより達成されるものと少なくとも同等の又はより良好な硫黄排出量低減を確実とすべきものである。
[004] 欧州水域は、世界で最初の規制の１つとして、船舶についてのより厳格な硫黄排出規制を導入し、いわゆる硫黄排出規制域(SECAs)が2006年にバルト海において発効し、続いて2007年に北海及び英仏海峡において発効した。
[005] 欧州連合船舶硫黄指令(European Union (EU) Marine Sulphur Directive)の下では、1.5％ Ｓ未満の低硫黄燃料のみが許可されている。更に、燃料中1.5％の硫黄という上限は、2006年８月11日から、SECAsに限らず、共同体域内の港への又はからの定期航路に就航している客船に用いられる燃料にも適用されている。EUによる法制化は、低硫黄燃料(1.5％ Ｓ)の使用の代替として、排出ガス中の硫黄含量を低減する技術の利用を可能にする。よって、この技術は、バンカー燃料中の硫黄含量を低減させることにより達成されるものと少なくとも同等の又はより良好な硫黄排出量低減を確実とすべきものである。
[006] 船舶は、典型的には、共に排ガス中に高レベルのSOx及び粒子の存在をもたらすリーンバーン燃焼エンジン及び低級燃料を用いる。
[007] 船舶排ガス中のSOx含量低減のための１つの可能性は、低硫黄含量燃料の使用である。しかし、低硫黄含量燃料は、通常の低級燃料より遥かに高価である。
[008] 低硫黄含量燃料は高価であるため、造船業者及び船主は、通常の低級燃料の排ガス中のSOx含量を低減する他の解決策を探すことを強いられており、このことは、新造船のみならず、(より重要なことには)現在就航している船舶についてもいえる。
[009] 燃焼ガス脱硫(FGD)技術のほとんどが、排出される燃焼ガスをスクラビング水溶液と十分に接触させる湿式スクラビングプロセスを利用するものである。これらプロセスの目的は、スクラビングされるべき燃焼ガス中の粒子、小滴又は物質の高吸収効率を提供し、これらを除去し又はそれらの濃度を実質的に低減させることである。スクラビング溶液は、水、海水、又はスクラビングされるべき燃焼ガスの１若しくは２以上の構成成分を結合若しくは吸収することが知られている１若しくは２以上の化合物の任意の水溶液であってもよい。SOxのような酸性ガスは、通常、溶液から、アルカリ性溶液、例えば、苛性ソーダその他のアルカリ性物質のようなアルカリ性化合物の水溶液でスクラビングすることにより除去される。
[007] 船舶排ガス中のSOx含量低減のための１つの可能性は、低硫黄含量燃料の使用である。しかし、低硫黄含量燃料は、通常の低級燃料より遥かに高価である。
[008] 低硫黄含量燃料は高価であるため、造船業者及び船主は、通常の低級燃料の排ガス中のSOx含量を低減する他の解決策を探すことを強いられており、このことは、新造船のみならず、(より重要なことには)現在就航している船舶についてもいえる。
[009] 燃焼ガス脱硫(FGD)技術のほとんどが、排出される燃焼ガスをスクラビング水溶液と十分に接触させる湿式スクラビングプロセスを利用するものである。これらプロセスの目的は、スクラビングされるべき燃焼ガス中の粒子、小滴又は物質の高吸収効率を提供し、これらを除去し又はそれらの濃度を実質的に低減させることである。スクラビング溶液は、水、海水、又はスクラビングされるべき燃焼ガスの１若しくは２以上の構成成分を結合若しくは吸収することが知られている１若しくは２以上の化合物の任意の水溶液であってもよい。SOxのような酸性ガスは、通常、溶液から、アルカリ性溶液、例えば、苛性ソーダその他のアルカリ性物質のようなアルカリ性化合物の水溶液でスクラビングすることにより除去される。
[010] 湿式スクラバは、スクラバ又はその少なくとも一部に充填材が充填されている充填式スクラバであってもよい。スクラビング溶液は充填材の表面を流れ、スクラバ液と充填材の中を流れるガスとの大きな接触面を保証する。或いは、湿式スクラバは充填材を有さなくてもよいが、スクラバ液は、スクラビングされるべき燃焼ガスと接触するスクラバ液の雨又は霧を生成するようにスクラバ内にスプレーされる。スクラバはまた、充填域及び非充填域の両方を構成してもよい。
[011] 燃焼ガス中の粒子はスクラバ液と一緒に運ばれ、湿式スクラバからスクラバ液と共に排出されてもよいし、フィルタ、遠心分離、又は固体粒子を液体から分離する任意の他の手段によりスクラバ液から除去されてもよい。
[011] 燃焼ガス中の粒子はスクラバ液と一緒に運ばれ、湿式スクラバからスクラバ液と共に排出されてもよいし、フィルタ、遠心分離、又は固体粒子を液体から分離する任意の他の手段によりスクラバ液から除去されてもよい。
[012] スクラバ液としては、新鮮な海水が比較的効率的である。しかし、特定の地域、例えばバルト海では、船舶排ガス用スクラバ液として使用された海水の投棄は、禁止されている。これら要件を充足するため、閉ループスクラビング溶液、すなわち、スクラビング水がリサイクルされる溶液の必要性が存在する。しかし、海水は緩衝能力が限られている。排ガス中に存在するSOxの酸性の性質に起因して、スクラバ海水は酸性となり、閉ループシステムに用いると、そのSOx吸収能を喪失する。
[013] この課題を解決するために、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム又はNaOH)は、二酸化硫黄湿式スクラバ内のpH制御に最も一般に用いられる化学物質である。しかし、苛性ソーダは、それを扱う作業者にとって有害であり得る。更に、苛性ソーダは、過剰に用いると、スクラバ海水の海洋投棄には遥かに高すぎるpHをもたらし得る。
[013] この課題を解決するために、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム又はNaOH)は、二酸化硫黄湿式スクラバ内のpH制御に最も一般に用いられる化学物質である。しかし、苛性ソーダは、それを扱う作業者にとって有害であり得る。更に、苛性ソーダは、過剰に用いると、スクラバ海水の海洋投棄には遥かに高すぎるpHをもたらし得る。
[014] 苛性ソーダの代わりに、酸化マグネシウム(MgO)又は水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)をスクラビング(海)水に添加して、スクラビング能力を増大させ及び/又はアルカリ性を維持し、結果的に閉スクラバ液ループ中のスクラバ(海)水のスクラビング能力を維持することも知られている。アルカリ性物質(例えば水酸化ナトリウム)とは対照的に、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムは、一般に無害物質と考えられている。このため、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムは、これら物質を扱うか又はこれら物質と接触し得る人にとってより安全であり得、(例えば、万一、船舶外及び/又は周囲の表面水へ流出又は漏出した場合)環境にとってもより安全であり得る。
[015] Mg(OH)2水溶液へのSOxの吸収は、次式に従うSO2の吸収により例証され得る：
吸収反応１：Mg(OH)2 ＋ SO2 → MgSO3 ＋ H2O
吸収反応２：MgSO3 ＋ SO2 ＋ H2O → Mg(HSO3)2
反応全体： Mg(OH)2 ＋ 2SO2 → Mg(HSO3)2
[015] Mg(OH)2水溶液へのSOxの吸収は、次式に従うSO2の吸収により例証され得る：
吸収反応１：Mg(OH)2 ＋ SO2 → MgSO3 ＋ H2O
吸収反応２：MgSO3 ＋ SO2 ＋ H2O → Mg(HSO3)2
反応全体： Mg(OH)2 ＋ 2SO2 → Mg(HSO3)2
[016] Mg(OH)2は、通常、水中Mg(OH)2懸濁物又はスラリの形態でユーザに提供される。Mg(OH)2は水への溶解性が低く、通常、添加剤を用いてMg(OH)2の沈降を回避して、懸濁物の常時撹拌の必要性を避ける。しかし、船舶の振動は、Mg(OH)2を懸濁状態に維持するために通常用いられる化学物質の効果を低減するようである。
[017] 或いは、MgOは粉体として提供され、次式に従って水を用いて溶解及び反応させてもよい：
MgO + H2O → Mg(OH)2
上記反応は高度に発熱性であり、沸騰及び危険な状況さえも生じ得る過熱を回避するため、相当な注意が必要となる。
[017] 或いは、MgOは粉体として提供され、次式に従って水を用いて溶解及び反応させてもよい：
MgO + H2O → Mg(OH)2
上記反応は高度に発熱性であり、沸騰及び危険な状況さえも生じ得る過熱を回避するため、相当な注意が必要となる。
[018] US 2015/0283499は、排気ガスからSOx及びNOx化合物を除去するための、排気スクラバシステムとの組合せでの高固体水酸化マグネシウムスラリの使用を開示する。このスラリは、水酸化マグネシウム化合物及び炭水化物ベースの粘度制御剤を含む。このスラリは、更に、液体成分の少なくとも一部として海水を含み得る。スラリの生成に用いられるマグネシウム化合物として、酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウム材料が挙げられる。これらは、とりわけ、粉体形態で提供される。粉体化されたマグネシウム化合物は、次いで、航行中の船舶が利用可能な海水と混合され、比較的高い固体濃度を有する水酸化マグネシウムスラリが製造される。
[019] 酸化マグネシウム粉の形態のマグネシウム化合物は、アルカリ源(例えば、水酸化ナトリウム)より、船舶の貯蔵庫において必要となるスペースが小さくて済むことが知られている。更に、酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムの使用により、生じるスラッジが少なくなり得る(スラッジは、船主が管理し、最終的には船舶から除去し、廃棄処分にする必要があり得る)。酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムはまた、一般に、金属表面(船舶の金属成分並びに貯蔵・ポンプ設備や排気スクラバシステムの金属成分を含む)に対して非腐食性であることが知られている。
[019] 酸化マグネシウム粉の形態のマグネシウム化合物は、アルカリ源(例えば、水酸化ナトリウム)より、船舶の貯蔵庫において必要となるスペースが小さくて済むことが知られている。更に、酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムの使用により、生じるスラッジが少なくなり得る(スラッジは、船主が管理し、最終的には船舶から除去し、廃棄処分にする必要があり得る)。酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムはまた、一般に、金属表面(船舶の金属成分並びに貯蔵・ポンプ設備や排気スクラバシステムの金属成分を含む)に対して非腐食性であることが知られている。
[020] CN 102151481には、マグネシウムベースの海水を用いる船舶用脱硫プロセスにおけるモニタリング及び自動制御システムが記載されている。このシステムでは、燃焼ガスは、主煙道から出て、送風口からスプレー冷却システムに進入し、気流の方向に霧としてスプレーされる。これにより、燃焼ガス温度を100℃以下に低下させ、脱硫効果の奏功を補助し、燃焼ガスの導入を補助する。脱硫カラムは、多段階スプリンクラー装置と一定の液体レベルを有するスラリプールとを備えて設けられる。酸化送風機は酸素をプールに供給する。散布ポンプを用いて、循環式冷却散布及び循環反応散布のためにスラリプールからスラリを抜き取る。生成した冷却液及びスプレー液は重力の作用によりスラリプールに落下し、ガスは上方に流れ、最終的に煤煙排気口を通じて大気中に排出される。海水及びMgO粉がスラリタンクに所与の割合で供給され、モーターによる撹拌及び蒸気定温加熱に付される。熟成後、新鮮なスラリが、スラリタンク底端の排出口から４つの経路に沿って各散水パイプラインに定量的に供給される。
[021] 上記システムの欠点は、スラリを脱硫カラムに直接注入する結果、散布システムの目詰まりリスクが高いことである。
[021] 上記システムの欠点は、スラリを脱硫カラムに直接注入する結果、散布システムの目詰まりリスクが高いことである。
[022] 本出願の目的は、水と酸化マグネシウム粉との加水分解により生成した水酸化マグネシウムスラリを用いることによりスクラバ液のSOx吸収能を増大させて、水酸化マグネシウムスラリへの化学成分の添加を回避し、併せて、水酸化マグネシウムスラリを脱硫(スクラバ)カラムに進入させる必要性を回避した船舶排ガス脱硫システムを提供することである。
本出願の要旨
[023] 本出願の第１の観点によれば、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる船舶排ガス脱硫システムが提供される。好ましくは、船舶排ガス脱硫システムは、開ループモード及び閉ループモードで稼動できるように構成されており、閉ループモードで稼動するように構成されているときは特に、以下：
− 船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバを備える、閉ループモードで稼動するように設けられた湿式スクラバシステム(前記スクラビングにより使用済みスクラバ液が生じる)；
− 水酸化マグネシウムスラリを、撹拌条件下で水と酸化マグネシウム粉との加水分解により調製するために設けられた少なくとも１つの調剤槽；
− 湿式スクラバシステムが閉ループモードで稼動しているとき、調製済み水酸化マグネシウムスラリを湿式スクラバシステムに輸送するスラリ輸送手段、特に、調製済み水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽から、湿式スクラバから抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するスラリ輸送手段であって、水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化するように構成されているスラリ輸送手段
を備える。
[023] 本出願の第１の観点によれば、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる船舶排ガス脱硫システムが提供される。好ましくは、船舶排ガス脱硫システムは、開ループモード及び閉ループモードで稼動できるように構成されており、閉ループモードで稼動するように構成されているときは特に、以下：
− 船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバを備える、閉ループモードで稼動するように設けられた湿式スクラバシステム(前記スクラビングにより使用済みスクラバ液が生じる)；
− 水酸化マグネシウムスラリを、撹拌条件下で水と酸化マグネシウム粉との加水分解により調製するために設けられた少なくとも１つの調剤槽；
− 湿式スクラバシステムが閉ループモードで稼動しているとき、調製済み水酸化マグネシウムスラリを湿式スクラバシステムに輸送するスラリ輸送手段、特に、調製済み水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽から、湿式スクラバから抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するスラリ輸送手段であって、水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化するように構成されているスラリ輸送手段
を備える。
[024] よって、本出願の１つの好適な実施形態によれば、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる船舶排ガス脱硫システムが提供され、該船舶排ガス脱硫システムは、開ループモード及び閉ループモードで稼動できるように構成されており、閉ループモードで稼動するように構成されているときは、以下：
− 船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバを備える湿式スクラバシステムであって、湿式スクラバが、スクラビングにより生じた使用済みスクラバ液を湿式スクラバから抜き取るための１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管を備える、湿式スクラバシステム；
− 水酸化マグネシウムスラリを、酸化マグネシウム(MgO)粉と水との加水分解により調製するために設けられ、加水手段と、MgO粉添加手段と、水とMgO粉とを混合する撹拌手段とを備える少なくとも１つの調剤槽；
− １又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管において、調製済み水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和するように、水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽から、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管により湿式スクラバから抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するためのスラリ輸送手段
を備えてなる。
− 船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバを備える湿式スクラバシステムであって、湿式スクラバが、スクラビングにより生じた使用済みスクラバ液を湿式スクラバから抜き取るための１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管を備える、湿式スクラバシステム；
− 水酸化マグネシウムスラリを、酸化マグネシウム(MgO)粉と水との加水分解により調製するために設けられ、加水手段と、MgO粉添加手段と、水とMgO粉とを混合する撹拌手段とを備える少なくとも１つの調剤槽；
− １又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管において、調製済み水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和するように、水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽から、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管により湿式スクラバから抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するためのスラリ輸送手段
を備えてなる。
[025] 湿式スクラビングプロセスの間、燃焼排気ガスは、スクラバ液、より具体的には水、最も具体的には海水のスクリーンを通過する。このプロセスの間に、SOxが排気ガスから除去され、スクラビング水に含まれる全てのアルカリ性が消費される。水によるSOxその他の有害ガスの吸収により、水のpHは低下する。次式に従って、水中のSOxはSO3に変化し、SO3は更に酸素の存在下でH2SO4に変化する：
pH調整：Mg(HSO3)2 ＋ Mg(OH)2 → MgSO3 ＋ H2O
酸化: MgSO3 ＋ 1/2 O2 → MgSO4
[026] 幾つかの領域では、この使用済みスクラバ液は、船舶が航行している海洋に排出することができず、リサイクルしなければならない。しかし、酸性化したスクラバ液は、もはや湿式スクラバ内で再利用することができない。なぜならば、酸性により、排ガス中のSOxの吸収能が低下するからである。この課題を解決するため、水と酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムスラリとの加水分解により生成した水酸化マグネシウムスラリが、排ガスの湿式スクラビングプロセスの間に生成される酸性スクラバ液を中和する。よって、水酸化マグネシウムスラリは、スクラバ液のSOx吸収能を再び増大させるという課題を解決する。
pH調整：Mg(HSO3)2 ＋ Mg(OH)2 → MgSO3 ＋ H2O
酸化: MgSO3 ＋ 1/2 O2 → MgSO4
[026] 幾つかの領域では、この使用済みスクラバ液は、船舶が航行している海洋に排出することができず、リサイクルしなければならない。しかし、酸性化したスクラバ液は、もはや湿式スクラバ内で再利用することができない。なぜならば、酸性により、排ガス中のSOxの吸収能が低下するからである。この課題を解決するため、水と酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムスラリとの加水分解により生成した水酸化マグネシウムスラリが、排ガスの湿式スクラビングプロセスの間に生成される酸性スクラバ液を中和する。よって、水酸化マグネシウムスラリは、スクラバ液のSOx吸収能を再び増大させるという課題を解決する。
[027] 本出願によるシステムは、更に、Mg(OH)2スラリが湿式スクラバの後に添加されるという利点を有する。Mg(OH)2スラリは湿式スクラバ(脱硫カラム)自体内には添加されない。
[028] 調剤槽内で撹拌手段を用いて水酸化マグネシウムスラリを調製することにより、酸化マグネシウム粉と水とが迅速に混合される。
[029] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、湿式スクラバが閉ループモードで稼動しているとき、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管は、使用済みスクラバ液を、湿式スクラバから閉ループモードのスクラバ液再循環管を経て使用済みスクラバ液タンクに抜き取るように構成される。
[030] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、調剤槽と直列に配置され、調剤槽にスラリ抜取管を介して接続された貯蔵槽を備える。
[031] 水酸化マグネシウムスラリを留置する貯蔵槽の形態の第２の槽が提供されることで、より良好な加水分解がもたらされる。このことは、より均質な水酸化マグネシウムスラリが得られ、使用済みスクラバ液の浄化プロセスをより良好な様式で制御できることを意味する。
[028] 調剤槽内で撹拌手段を用いて水酸化マグネシウムスラリを調製することにより、酸化マグネシウム粉と水とが迅速に混合される。
[029] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、湿式スクラバが閉ループモードで稼動しているとき、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管は、使用済みスクラバ液を、湿式スクラバから閉ループモードのスクラバ液再循環管を経て使用済みスクラバ液タンクに抜き取るように構成される。
[030] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、調剤槽と直列に配置され、調剤槽にスラリ抜取管を介して接続された貯蔵槽を備える。
[031] 水酸化マグネシウムスラリを留置する貯蔵槽の形態の第２の槽が提供されることで、より良好な加水分解がもたらされる。このことは、より均質な水酸化マグネシウムスラリが得られ、使用済みスクラバ液の浄化プロセスをより良好な様式で制御できることを意味する。
[032] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、スラリ輸送手段は、水酸化マグネシウムスラリ(Mg(OH)2スラリ)を調剤槽及び/又は貯蔵槽から閉ループモードのスクラバ液再循環管を経て使用済みスクラバ液に、具体的には、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管に抜き取るスラリ輸送管を備える。
[033] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、スラリ抜取管は、スラリを調剤槽から貯蔵槽に送出するスラリポンピング手段を有して設けられ、スラリ輸送管は、スラリを貯蔵槽から閉ループモードのスクラバ液再循環管に送出するスラリポンピング手段を有して設けられる。
[034] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、スラリポンピング手段がスラリ送出を停止した後に、スラリポンピング手段及びスラリが流れる全ての管をフラッシュ洗浄するフラッシング手段を更に備える。
[035] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、Mg(OH)2スラリを調製するためにMgO粉に添加される水は、淡水又は乳化剤を含む海水である。乳化剤は、粒子の分離を改善し、沈降又は凝集を防止するために懸濁物(通常、コロイド)に添加される非表面活性ポリマー又は表面活性物質である。
[033] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、スラリ抜取管は、スラリを調剤槽から貯蔵槽に送出するスラリポンピング手段を有して設けられ、スラリ輸送管は、スラリを貯蔵槽から閉ループモードのスクラバ液再循環管に送出するスラリポンピング手段を有して設けられる。
[034] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、スラリポンピング手段がスラリ送出を停止した後に、スラリポンピング手段及びスラリが流れる全ての管をフラッシュ洗浄するフラッシング手段を更に備える。
[035] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、Mg(OH)2スラリを調製するためにMgO粉に添加される水は、淡水又は乳化剤を含む海水である。乳化剤は、粒子の分離を改善し、沈降又は凝集を防止するために懸濁物(通常、コロイド)に添加される非表面活性ポリマー又は表面活性物質である。
[036] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、調剤槽は、調剤槽に添加される水の流量を測定するフローメータを備える。
[037] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、調剤槽は、MgO粉が調剤槽に徐々に添加されるようにMgO粉添加手段を制御するよう構成されたMgO粉添加制御手段を備える。
[038] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、調剤槽は、調剤槽内の温度を測定する温度伝送手段を備え、温度伝送手段が、予め設定された温度限界を上回って上昇する調製済みMg(OH)2スラリの温度を測定したときに、調剤槽に水を加えるように加水手段を制御するよう構成された加水制御手段を備える。
[039] 調剤槽へのMgO粉の制御された添加により、共に調剤槽に加えられるMgO粉と水との発熱反応に起因する過熱が回避される。
[040] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、貯蔵槽は、貯蔵槽に含まれるMg(OH)2スラリを撹拌する撹拌手段を備える。
[037] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、調剤槽は、MgO粉が調剤槽に徐々に添加されるようにMgO粉添加手段を制御するよう構成されたMgO粉添加制御手段を備える。
[038] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、調剤槽は、調剤槽内の温度を測定する温度伝送手段を備え、温度伝送手段が、予め設定された温度限界を上回って上昇する調製済みMg(OH)2スラリの温度を測定したときに、調剤槽に水を加えるように加水手段を制御するよう構成された加水制御手段を備える。
[039] 調剤槽へのMgO粉の制御された添加により、共に調剤槽に加えられるMgO粉と水との発熱反応に起因する過熱が回避される。
[040] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの特定の実施形態において、貯蔵槽は、貯蔵槽に含まれるMg(OH)2スラリを撹拌する撹拌手段を備える。
[041] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、調剤槽及び貯蔵槽は、それぞれ調剤槽内及び貯蔵槽内のMg(OH)2スラリの実際のレベルを示す圧力伝送手段を備え、Mg(OH)2スラリのレベルが所定の最低レベルを上回っていることを圧力伝送手段が示す限り、それぞれ調剤槽内で調製されたMg(OH)2スラリ及び貯蔵槽内のMg(OH)2スラリを連続撹拌するように撹拌手段を制御するよう構成された撹拌制御手段を備える。
[042] 水酸化マグネシウムスラリの連続撹拌により、調製済みスラリの水酸化マグネシウムが調剤槽及び貯蔵槽の底に沈降することが回避される。
[043] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、MgO粉添加手段は、１又は２以上の多軸スクリューコンベアを有する粉体輸送及び添加手段を備えてなり、１又は２以上の多軸スクリューコンベアは、調剤槽への酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムの添加プロセスの任意の時期に１又は２以上の多軸スクリューコンベアを始動及び停止するよう構成された輸送及び添加制御手段により制御される。
[044] 多軸スクリューコンベアは信頼性があり、供給速度は、多軸スクリューコンベアの始動及び停止により制御され得る。
[042] 水酸化マグネシウムスラリの連続撹拌により、調製済みスラリの水酸化マグネシウムが調剤槽及び貯蔵槽の底に沈降することが回避される。
[043] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、MgO粉添加手段は、１又は２以上の多軸スクリューコンベアを有する粉体輸送及び添加手段を備えてなり、１又は２以上の多軸スクリューコンベアは、調剤槽への酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムの添加プロセスの任意の時期に１又は２以上の多軸スクリューコンベアを始動及び停止するよう構成された輸送及び添加制御手段により制御される。
[044] 多軸スクリューコンベアは信頼性があり、供給速度は、多軸スクリューコンベアの始動及び停止により制御され得る。
[045] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、調剤槽に接続した集塵管と、集塵管内に水をスプレーするように設けられた水スプレー手段とを備える集塵手段を更に備えてなる。
[046] これら集塵手段により、酸化マグネシウム粉から粉塵が生じることが回避される。
[047] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、湿式スクラバは、充填材を有しないスプレー型スクラバであり、ここで、湿式スクラバは複数のスプレーノズルを有するスクラバ塔を備え、複数のスプレーノズルは、スクラバ液を排ガスと接触させるよう、各々がスクラバ液をスクラバ塔内にスプレーするために設けられ、スクラバ塔は場合により、２つの直列に接続したスクラビング室を備え、各々のスクラビング室は、少なくとも１つのノズルと、使用済みスクラバ液をそれぞれのスクラビング室から抜き取る少なくとも１つのスクラバ液抜取管とを有する。
[046] これら集塵手段により、酸化マグネシウム粉から粉塵が生じることが回避される。
[047] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、湿式スクラバは、充填材を有しないスプレー型スクラバであり、ここで、湿式スクラバは複数のスプレーノズルを有するスクラバ塔を備え、複数のスプレーノズルは、スクラバ液を排ガスと接触させるよう、各々がスクラバ液をスクラバ塔内にスプレーするために設けられ、スクラバ塔は場合により、２つの直列に接続したスクラビング室を備え、各々のスクラビング室は、少なくとも１つのノズルと、使用済みスクラバ液をそれぞれのスクラビング室から抜き取る少なくとも１つのスクラバ液抜取管とを有する。
[048] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、スクラバ塔内に配置されたスプレーノズルにスクラバ液を輸送するように設けられたスクラバ液管を備え、スクラバ液管はスプレーノズルに搬送されるスクラバ液を冷却するように設けられた冷却装置を備える。
[049] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、スクラバ液管は更に、使用済みスクラバ液タンクからスプレーノズルへスクラバ液を輸送し、再循環させるよう設けられる。
[050] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、使用済みスクラバ液を濾過するフィルタユニットを更に備える。
[049] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの可能な実施形態において、湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、スクラバ液管は更に、使用済みスクラバ液タンクからスプレーノズルへスクラバ液を輸送し、再循環させるよう設けられる。
[050] 本出願による船舶排ガス脱硫システムの１つの実施形態において、船舶排ガス脱硫システムは、使用済みスクラバ液を濾過するフィルタユニットを更に備える。
[051] 本出願の第２の観点によれば、船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる方法が開示され、該方法は次の工程を含んでなる：
− 船舶用ディーゼルエンジンで発生した排ガスを、閉ループモードで稼動している湿式スクラバシステムに搬送する工程；
− 湿式スクラバシステム内の排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングする工程であって、スクラビングにより使用済みスクラバ液が生じる、工程；
− 酸化マグネシウム粉及び水を調剤槽に撹拌条件下で添加することにより、水酸化マグネシウムスラリを調製する工程；
− 調製済み水酸化マグネシウムスラリを湿式スクラバシステムにスラリ輸送手段を経て輸送する工程；及び
− 水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させることにより、使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和する工程。
− 船舶用ディーゼルエンジンで発生した排ガスを、閉ループモードで稼動している湿式スクラバシステムに搬送する工程；
− 湿式スクラバシステム内の排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングする工程であって、スクラビングにより使用済みスクラバ液が生じる、工程；
− 酸化マグネシウム粉及び水を調剤槽に撹拌条件下で添加することにより、水酸化マグネシウムスラリを調製する工程；
− 調製済み水酸化マグネシウムスラリを湿式スクラバシステムにスラリ輸送手段を経て輸送する工程；及び
− 水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させることにより、使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和する工程。
本出願による方法の１つの特定の実施形態において、前記方法は次の工程を更に含む：
(ａ)圧力伝送手段が示す水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定のレベルを上回っている限り、調剤槽内の水酸化マグネシウムスラリを、撹拌制御手段の制御下の撹拌手段を用いて連続撹拌する工程；
(ｂ)輸送及び添加制御手段の制御下の粉体輸送及び添加手段により、酸化マグネシウム粉を調剤槽に徐々に添加する工程；及び/又は
(ｃ)温度伝送手段により測定された調剤槽内の調製済み水酸化マグネシウムスラリの温度が予め設定された温度限界を上回って上昇した場合に、加水制御手段の制御下の加水手段を用いて水を調剤槽に添加する工程。
(ａ)圧力伝送手段が示す水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定のレベルを上回っている限り、調剤槽内の水酸化マグネシウムスラリを、撹拌制御手段の制御下の撹拌手段を用いて連続撹拌する工程；
(ｂ)輸送及び添加制御手段の制御下の粉体輸送及び添加手段により、酸化マグネシウム粉を調剤槽に徐々に添加する工程；及び/又は
(ｃ)温度伝送手段により測定された調剤槽内の調製済み水酸化マグネシウムスラリの温度が予め設定された温度限界を上回って上昇した場合に、加水制御手段の制御下の加水手段を用いて水を調剤槽に添加する工程。
[052] 本出願による１つの可能な方法において、調製済み水酸化マグネシウムスラリは、ポンピング手段を用いて調剤槽から貯蔵槽にスラリ抜取管を経て送出される。
[053] 特に、湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、使用済みスクラバ液は、湿式スクラバから１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管を経て抜き取られ、使用済みスクラバ液タンクに閉ループモードのスクラバ液再循環管を経て輸送され、貯蔵槽からの水酸化マグネシウムスラリは、スラリ輸送手段の一部を構成するスラリ輸送管を経て、閉ループモードのスクラバ液再循環管内で使用済みスクラバ液と接触する。
[054] 本出願による１つの任意選択的方法において、水酸化マグネシウムスラリは、ポンピング手段を用いて、貯蔵槽から閉ループモードのスクラバ液再循環管にスラリ輸送管を経て送出される。
[055] 本出願による１つの可能な方法において、当該方法は、上記の本出願による船舶排ガス脱硫システムを用いて実行される。
[053] 特に、湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、使用済みスクラバ液は、湿式スクラバから１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管を経て抜き取られ、使用済みスクラバ液タンクに閉ループモードのスクラバ液再循環管を経て輸送され、貯蔵槽からの水酸化マグネシウムスラリは、スラリ輸送手段の一部を構成するスラリ輸送管を経て、閉ループモードのスクラバ液再循環管内で使用済みスクラバ液と接触する。
[054] 本出願による１つの任意選択的方法において、水酸化マグネシウムスラリは、ポンピング手段を用いて、貯蔵槽から閉ループモードのスクラバ液再循環管にスラリ輸送管を経て送出される。
[055] 本出願による１つの可能な方法において、当該方法は、上記の本出願による船舶排ガス脱硫システムを用いて実行される。
本出願の詳細な説明
[059] 下記の説明に接した当業者は、管、ポンプ、バルブ、取入口、取出口/排出口、タンク、槽、ノズルなどのような要素は、単数形で言及されていても複数形であり得ること、すなわち、明示的に排除されない限り２又は３以上の要素が存在し得ることを理解する。したがって、管が単数形で言及されている場合であっても、その表現には並列に又は直列に配置された２又は３以上の管も含まれ得る。このことは、言及される全ての要素に当てはまる。
[060] 図１から理解できるように、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジン(図１に示さず)により生じた排ガス(100)は、湿式スクラバ(1)の底部に燃焼ガス排気管(2)を経て導入される。湿式スクラバ(1)は、具体的には、充填材を有しない湿式スクラバである。湿式スクラバ(1)は、スクラバ液が排ガスと接触するように、各々がスクラバ液をスクラバ塔内にスプレーするために設けられた複数のスプレーノズル(3，3')を有するスクラバ塔を備える。スプレーノズル(3，3')は、スプレーノズル(3，3')から出射されたスクラバ液の小滴と、湿式スクラバ塔を通過する排ガスとの接触を最大化するように設けられる。スクラバ液は、スプレーノズル(3)にスクラバ液副管(4'，4")を経て導入される。スクラバ液副管(4'，4")はスクラバ液主管(4)に接続する。スクラビングされた排ガスは、スクラビング済み排ガス排出管(5)を経て周囲に放出される。
[059] 下記の説明に接した当業者は、管、ポンプ、バルブ、取入口、取出口/排出口、タンク、槽、ノズルなどのような要素は、単数形で言及されていても複数形であり得ること、すなわち、明示的に排除されない限り２又は３以上の要素が存在し得ることを理解する。したがって、管が単数形で言及されている場合であっても、その表現には並列に又は直列に配置された２又は３以上の管も含まれ得る。このことは、言及される全ての要素に当てはまる。
[060] 図１から理解できるように、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジン(図１に示さず)により生じた排ガス(100)は、湿式スクラバ(1)の底部に燃焼ガス排気管(2)を経て導入される。湿式スクラバ(1)は、具体的には、充填材を有しない湿式スクラバである。湿式スクラバ(1)は、スクラバ液が排ガスと接触するように、各々がスクラバ液をスクラバ塔内にスプレーするために設けられた複数のスプレーノズル(3，3')を有するスクラバ塔を備える。スプレーノズル(3，3')は、スプレーノズル(3，3')から出射されたスクラバ液の小滴と、湿式スクラバ塔を通過する排ガスとの接触を最大化するように設けられる。スクラバ液は、スプレーノズル(3)にスクラバ液副管(4'，4")を経て導入される。スクラバ液副管(4'，4")はスクラバ液主管(4)に接続する。スクラビングされた排ガスは、スクラビング済み排ガス排出管(5)を経て周囲に放出される。
[061] 使用済みスクラバ液は、湿式スクラバ(1)内で集められ、使用済みスクラバ液抜取管(6，6')を通じて抜き取られる。図１に示す湿式スクラバ(1)は、より具体的には、各々が１つのスプレーノズル(3，3')及び１つのスクラバ液抜取管(6，6')を有する２つの直列に接続されたスクラビング室(図１には示さず)を備える２工程湿式スクラバである。スクラバ液抜取管(6，6')内のスクラバ液は集められ、バルブ(8)により制御される開ループモードの排出管(7)又はバルブ(10)により制御される閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に送られる。したがって、本明細書に記載する船舶排ガス脱硫システムの幾つかの特定の実施形態は、開ループモードでも閉ループモードでも稼動することができるように構成される。
[062] 湿式スクラビングシステムが開ループモードの場合、バルブ(10)は閉じられ、バルブ(8)が開かれて、使用済みスクラバ液は排出管(7)を通じて抜き取られ、周囲の海へ排水口(11)を経て放出される。開ループモードの場合、海水が周囲の海から海水取入口(12)を経て取り入れられ、海水管(14)、バルブ(22)、スクラバ液ポンプ(13)を経てスクラバ液管(4，4'，4")に導入される。開ループモードでは、バルブ(22)が開かれる。
[062] 湿式スクラビングシステムが開ループモードの場合、バルブ(10)は閉じられ、バルブ(8)が開かれて、使用済みスクラバ液は排出管(7)を通じて抜き取られ、周囲の海へ排水口(11)を経て放出される。開ループモードの場合、海水が周囲の海から海水取入口(12)を経て取り入れられ、海水管(14)、バルブ(22)、スクラバ液ポンプ(13)を経てスクラバ液管(4，4'，4")に導入される。開ループモードでは、バルブ(22)が開かれる。
[063] 湿式スクラビングシステムが開ループモードの場合(特定水域、例えば、使用済みスクラバ液の周囲の海への放出が禁じられているバルト海では必須である)、バルブ(8)は閉じられ、バルブ(10)が開かれて、使用済みスクラバ液は閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に送られ、閉ループモードでスクラバ液槽として働く使用済みスクラバ液タンク(20)に導入される。閉ループモードでは、再循環バルブ(23)(これは、スクラバ液を使用済みスクラバ液タンク(20)から再循環させるスクラバ液再循環管(24)に設けられる)が開かれる。結果的に、タンク(20)内のスクラバ液は再循環管(24)、バルブ(23)及びポンプ(13)を経てスクラバ液管(4，4'，4")に再帰還する。バルブ(22)は、閉ループモードでは、再循環スクラバ液中のスクラバ液の損失を補うように制御される。
[064] 閉ループモードで、再循環スクラバ液は、湿式スクラバ(1)内で高温の排ガスにより加熱される。加熱によるスクラビング効率の低下を回避するため、冷却装置(27)がスクラバ液を冷却するためにスクラバ液管(4)に設けられてもよい。冷却装置(27)は、冷却水を海水取入口(12)から冷却水管(25)及び冷却水ポンプ(26)を経て受け取る。冷却水は、冷却装置(27)から冷却水帰還管(28)に抜き取られ、周囲の海に海水排出口(11)を経て放出される。当業者は、記載した海水排出口(11)が、各々が１又は２以上の水流を周囲の海へ放出する１又は２以上の排出口であり得ることを理解する。
[064] 閉ループモードで、再循環スクラバ液は、湿式スクラバ(1)内で高温の排ガスにより加熱される。加熱によるスクラビング効率の低下を回避するため、冷却装置(27)がスクラバ液を冷却するためにスクラバ液管(4)に設けられてもよい。冷却装置(27)は、冷却水を海水取入口(12)から冷却水管(25)及び冷却水ポンプ(26)を経て受け取る。冷却水は、冷却装置(27)から冷却水帰還管(28)に抜き取られ、周囲の海に海水排出口(11)を経て放出される。当業者は、記載した海水排出口(11)が、各々が１又は２以上の水流を周囲の海へ放出する１又は２以上の排出口であり得ることを理解する。
[065] 閉ループモードの湿式スクラバシステムにおいて使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和するため、Mg(OH)2スラリが使用済みスクラバ液に添加される。このMg(OH)2スラリを生成するため、調剤槽(32)内でMgO粉が水と撹拌される。Mg(OH)2スラリは、MgO粉と水との加水分解により生成する。水は、淡水又は乳化剤を含む海水であり得る。用いる乳化剤は、海水を安定化し、よって沈殿を生じないことが当該分野で知られている任意の適切な乳化剤であり得る。
[066] MgO粉は、大袋(30)で船上に持ち込むことができるか又は船舶に備え付けのサイロ(39)に運び込むことができる。
[067] 大袋(30)は、種々の技術分野において乾燥物の輸送に一般的に用いられ、1000kg以上の容量を有し得る。本出願に用いる大袋(30)は、より具体的には、500kg以上の容量を有する。大袋(30)は、その底に大袋吐出口を有する(図２には示さず)。粉塵の放出、粉の喪失又は粉の混入を除去するために大袋接続クランプを設けることができる(図２には示さず)。
[066] MgO粉は、大袋(30)で船上に持ち込むことができるか又は船舶に備え付けのサイロ(39)に運び込むことができる。
[067] 大袋(30)は、種々の技術分野において乾燥物の輸送に一般的に用いられ、1000kg以上の容量を有し得る。本出願に用いる大袋(30)は、より具体的には、500kg以上の容量を有する。大袋(30)は、その底に大袋吐出口を有する(図２には示さず)。粉塵の放出、粉の喪失又は粉の混入を除去するために大袋接続クランプを設けることができる(図２には示さず)。
[068] 図２から理解できるように、大袋(30)を持ち上げて正確な位置に運び、大袋(30)の支持体として、また大袋(30)の中身取り出しを補助するために設けられた支持コーン(81')上に静止させるため、吊上装置(80)、より具体的にはヨーク(83)を用いる吊上装置が設けられる。この支持コーン(81')は、大袋中身放出装置(81)の一部を構成する。更に、MgO粉が大袋(30)内に取り残された場合に大袋(30)を揺動するため及び大袋(30)から全て又はほとんどのMgO粉を取り出すため、バイブレータ(82)を設けることができる。更に、大袋吐出口に接続される大袋コネクタ(87)を設けることもできる。
[069] 大袋中身放出装置(81)は、ファン(85)を有する空気圧式の空気浄化ダストフィルタ(84)と共に設けることができる。ダストフィルタ(84)は、大袋(30)を交換するときに周囲領域への粉塵の侵入を回避するために組み込まれる。ファン(85)は、空の大袋(30)を取り除くときに用いて、空の大袋(30)内の空気を抜く。更に、空気圧式シリンダー(86)は、大袋吐出口を大袋コネクタに容易に接続できるよう、大袋コネクタ(87)を上昇及び下降させるために設けられる。
[069] 大袋中身放出装置(81)は、ファン(85)を有する空気圧式の空気浄化ダストフィルタ(84)と共に設けることができる。ダストフィルタ(84)は、大袋(30)を交換するときに周囲領域への粉塵の侵入を回避するために組み込まれる。ファン(85)は、空の大袋(30)を取り除くときに用いて、空の大袋(30)内の空気を抜く。更に、空気圧式シリンダー(86)は、大袋吐出口を大袋コネクタに容易に接続できるよう、大袋コネクタ(87)を上昇及び下降させるために設けられる。
[070] 船舶上のサイロ(39)にMgO粉を貯蔵する場合、サイロ(39)の容量は、当該船舶の積載重量及び空間の限界によって制限される。図３にそのようなサイロ(39)を示す。本出願では、MgO粉を留置する貯庫としてサイロ(39)に限られず、タンクのような他のタイプの貯庫もまた使用可能であることを明確に理解すべきである。
[071] 図３から理解できるように、MgO粉は、ばら荷トラック(101)からサイロ(39)へ、トラック(101)のコンプレッサを用いて、サイロ(39)に接続する注入管(107)を経て送出される。この注入管(107)は、ホースバルブ(98)(より具体的には、空気圧方式で動作するもの)を備えて設けられる。このホースバルブ(98)は開閉可能である。注入管(107)は更に、注入管(107)内での粉の目詰まりを回避するリングエジェクタ(97)を有して設けることができる。注入管(107)内の圧力が高くなると、リングエジェクタ(97)は自動的に始動し、サイロ(39)への粉注入能力を高める。注入管(107)全体にわたり粉注入速度を増大させるため、リングエジェクタ(97)は、輸送される粉に加圧空気を供する。よって、リングエジェクタ(97)は、長い垂直な注入管(107)を経る輸送を手助けし、注入管(107)全体にわたる確実な輸送を支援する。
[071] 図３から理解できるように、MgO粉は、ばら荷トラック(101)からサイロ(39)へ、トラック(101)のコンプレッサを用いて、サイロ(39)に接続する注入管(107)を経て送出される。この注入管(107)は、ホースバルブ(98)(より具体的には、空気圧方式で動作するもの)を備えて設けられる。このホースバルブ(98)は開閉可能である。注入管(107)は更に、注入管(107)内での粉の目詰まりを回避するリングエジェクタ(97)を有して設けることができる。注入管(107)内の圧力が高くなると、リングエジェクタ(97)は自動的に始動し、サイロ(39)への粉注入能力を高める。注入管(107)全体にわたり粉注入速度を増大させるため、リングエジェクタ(97)は、輸送される粉に加圧空気を供する。よって、リングエジェクタ(97)は、長い垂直な注入管(107)を経る輸送を手助けし、注入管(107)全体にわたる確実な輸送を支援する。
[072] サイロ(39)内の圧力を40mbarに設定するため、圧力伝送装置(91)がサイロ(39)内に設置される。圧力伝送装置(91)は、サイロ(39)内の圧力が40barの圧力限界に達したことを示す高圧アラームを発することができる。高い圧力によりホースバルブ(98)が閉じ、サイロ(39)への注入はその瞬間に停止する。サイロ(39)頂部の１又は２以上の圧力安全バルブ(99)は、50mbarで開放するように設けられ、サイロ(39)内の圧力上昇が高すぎる場合にサイロ(39)を保護するために備えられる。ホースバルブ(98)は、サイロ(39)内が高圧時又はサイロ(39)が満ちたときに閉じる。
[073] サイロ(39)注入中の周囲への塵の放出を防止するため、サイロ(39)頂部にはダストフィルタ(92)を組み込むことができる。トラック(101)からサイロ(39)へのMgO粉の輸送に用いたエアーは、ダストフィルタ(92)を経て放出される。
[073] サイロ(39)注入中の周囲への塵の放出を防止するため、サイロ(39)頂部にはダストフィルタ(92)を組み込むことができる。トラック(101)からサイロ(39)へのMgO粉の輸送に用いたエアーは、ダストフィルタ(92)を経て放出される。
[074] サイロ(39)への注入の間、操縦ボタン及びインジケータランプ(94)を備えるコントロールボックス(93)を用いることができる。サイロ(39)内のMgO粉の特定レベルを示す幾つかのレベルインジケータを備えていてもよい。サイロ(39)のフルレベルを示すため、フルレベルサイロインジケータ(102)を設けることもできる。サイロ(39)の低レベルを示すため、低レベルサイロインジケータ(103)を設けることもできる。サイロ(39)のアーチ状又は空レベルを示すため、アーチ又は空レベルサイロインジケータ(104)を設けることができる。フルレベルサイロインジケータ(102)は、警告音(96)及び閃光(95)によるアラームを駆動し、操作者がサイロ(39)注入を停止する必要があることを意味する注入停止シーケンスを駆動する。低レベルサイロインジケータ(103)は、サイロ(39)内のMgO粉が、サイロ(39)のパラメータリストに示される特定レベルより低い場合に低レベルアラームを駆動する。アーチ又は空レベルインジケータ(104)は、上側の多軸スクリューコンベア(31)の背後に位置し、サイロ(39)が空であることを示す。アーチ又は空レベルインジケータ(104)が駆動すると、アーチ破壊システムがアーチ破壊シーケンスを始動させ、このことは、サイロ(39)の底部コーン(39')内にアーチが形成されたことを意味する。図３から理解できるように、アーチ破壊システムは、サイロ(39)の底部コーン(39')に設けられた幾つかのノズル(105)、より具体的にはプレートノズル(105)を備える。プレートノズル(105)の各々は、それぞれの逆止弁(106)により制御される。アーチ破壊シーケンスにおいて、逆止弁(106)が開き、パルス状の圧縮エアーがサイロ(39)の底部コーン(39')にプレートノズル(105)を通じて送られて、アーチを破壊する。
[075] 酸化マグネシウム粉を大袋(30)又はサイロ(39)から調剤槽(32)に搬送し、調剤槽(32)内にMgO粉を加えるため、粉体輸送及び添加手段(31，31')(図２及び３を参照)が設けられる。本出願において、粉体輸送及び添加手段は、より具体的には、多軸スクリューコンベア(31')の上方に位置する多軸スクリューフィーダ(31)を備える。多軸スクリューフィーダ(31)は、大きな有効吐出領域を有し、酸化マグネシウム粉を確実な様式で多軸スクリューコンベアに送る手助けをする。共に、酸化マグネシウム粉を調剤槽(32)に添加するプロセス中の任意の時期に始動し停止するように設けられる。より具体的には、多軸スクリューフィーダ(31)は、試運転期に設定される一定速度で稼動する。本出願において、多軸スクリューフィーダ(31)は約500kg/hrの能力を有する。多軸スクリューフィーダ(31)の回転速度をモニターするため、回転インジケータ(88)が設けられ得る。アラームレベルは、動作プログラムにおいて、多軸スクリューフィーダ(31)の１秒間以上の低回転速度を示すように設定することができる。多軸スクリューコンベア(31')については、60ms間以上の低回転速度が生じた場合とすることができる。多軸スクリューコンベア(31')は、バタフライバルブ(89)(これは、多軸スクリューコンベア(31')の外端と調剤槽(32)との間の接続を構成する(可撓性)連結部(90)に設けられる)が開放位置にあるときに稼動するように設けることができる。このバタフライバルブ(89)は、調剤槽(32)からの水分が多軸スクリューコンベア(31')に到達することを防止するために設けられる。バタフライバルブ(89)は、より具体的には、自動的に作動するように設けられる。
[076] 更に、粉体輸送及び添加手段制御手段(図１に示さず)は、酸化マグネシウム粉と水との発熱反応に起因する過熱を回避するため、粉体輸送及び添加手段(31，31')が酸化マグネシウム粉を調剤槽(32)に徐々に添加するよう、粉体輸送及び添加手段(31，31')を制御するように設けられる。調剤槽(32)は断熱部材を有していてもよい。更に、図２から理解できるように、水(より具体的には、淡水又は乳化剤を含む海水)を調剤槽(32)に添加するため、加水手段(具体的には、淡水管(42))が設けられる。調剤槽(32)に加えられる水の流量を測定するため、フローメータ(37)が設けられてもよい。酸化マグネシウム粉及び水は、より具体的には、調剤槽(32)に同時に加えられる。
[077] 水酸化マグネシウムスラリの濃度(スラリのMgO wt％及び水 wt％を意味する)に依存して、20重量％〜最大30重量％の範囲のMgO粉及び80重量％〜最大70重量％の範囲の水が調剤槽(32)に一緒に加えられる。
[077] 水酸化マグネシウムスラリの濃度(スラリのMgO wt％及び水 wt％を意味する)に依存して、20重量％〜最大30重量％の範囲のMgO粉及び80重量％〜最大70重量％の範囲の水が調剤槽(32)に一緒に加えられる。
[078] 図２から理解できるように、MgO粉と水とを撹拌するため、撹拌手段(44)、より具体的にはスターラー形態の撹拌手段が設けられる。これら撹拌手段(44)は、具体的には、調剤槽(32)内に設けられる。これら撹拌手段(44)は、より具体的には、水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定の最低レベルを上回っている限り、連続撹拌する。
[079] 調剤槽(32)内の水酸化マグネシウムスラリの実際のレベルを示すため、圧力伝送手段(57)(図２参照)が設けられる。水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定の最低レベルを上回っていることを圧力伝送手段(57)が示す限り、調剤槽(32)内で調製されたMg(OH)2スラリを連続撹拌するよう撹拌手段(44)を制御するように構成された撹拌制御手段(図に示さず)が設けられる。
[079] 調剤槽(32)内の水酸化マグネシウムスラリの実際のレベルを示すため、圧力伝送手段(57)(図２参照)が設けられる。水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定の最低レベルを上回っていることを圧力伝送手段(57)が示す限り、調剤槽(32)内で調製されたMg(OH)2スラリを連続撹拌するよう撹拌手段(44)を制御するように構成された撹拌制御手段(図に示さず)が設けられる。
[080] 酸化マグネシウム粉は水に僅かにしか可溶でなく、水中でのMgO粉の水和反応は発熱プロセスであるので、温度が予め設定された温度限界を上回って上昇した場合、MgO粉の添加は停止され、過熱を回避するため、追加の水が加水手段、例えば加水管(42)を経て調剤槽(32)に添加される(図２及び３を参照)。温度が第２の予め設定された温度限界を下回れば、MgO粉の添加が再開され、水が予め規定された速度で添加される。これら予め設定された温度限界は、70℃、75℃又は80℃、より具体的には75℃であり得る。図２及び３から理解できるように、調剤槽(32)内の温度を測定するため、調剤槽(32)は温度伝送装置(58)を備えて設けられる。温度伝送装置(58)が予め設定された温度限界を上回る調製済みMg(OH)2スラリの温度の上昇を測定した場合には、調剤槽に水を添加するよう加水手段(42)を制御する加水制御手段が設けられる(図には示さず)。
[081] 過剰注入レベルスイッチ(59)は、粉体輸送及び添加手段制御手段、及び、加水制御手段に、調剤槽(32)内への多軸スクリューコンベア(31，31')による粉の添加及び水の添加を停止する信号を与えることにより、調剤槽(32)内の最大レベルを制御する。
[081] 過剰注入レベルスイッチ(59)は、粉体輸送及び添加手段制御手段、及び、加水制御手段に、調剤槽(32)内への多軸スクリューコンベア(31，31')による粉の添加及び水の添加を停止する信号を与えることにより、調剤槽(32)内の最大レベルを制御する。
[082] 更に、図２から理解できるように、多軸スクリューコンベア(31，31')の放出端に、調剤槽(32)への粉投入による酸化マグネシウム粉塵の生成を低減させるための集塵手段(43)が設けられ得る。集塵手段(43)は、生成した酸化マグネシウム粉塵を湿らせて、酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウム塵を捕捉し、湿潤酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウム塵を調剤槽(32)内に落下させるための淡水スプレーを生成する１又は２以上のスプレーノズルを備える。集塵手段(43)用の淡水は、好都合には、淡水管(42)からの副流である。
[083] 調剤槽(32)内で調製された水酸化マグネシウムスラリは、次いで、調剤槽(32)から貯蔵槽(34)へ、スラリ抜取管(40)と２つのスラリ抜取副管(40'，40")とを備えるスラリ輸送手段を経て抜き取られる。スラリ抜取副管(40'，40")は並列に配置される。スラリ抜取副管(40，40')は、そこでの水酸化マグネシウムスラリの流量を制御するように設けられた種々のバルブ(50)を備えて配置される。スラリ抜取副管(40，40')は、ポンプ(33，33')の後で、１つのスラリ抜取管(40)に戻る。図１〜３から理解できるように、貯蔵槽(34)は調剤槽(32)と直列に配置される。
[083] 調剤槽(32)内で調製された水酸化マグネシウムスラリは、次いで、調剤槽(32)から貯蔵槽(34)へ、スラリ抜取管(40)と２つのスラリ抜取副管(40'，40")とを備えるスラリ輸送手段を経て抜き取られる。スラリ抜取副管(40'，40")は並列に配置される。スラリ抜取副管(40，40')は、そこでの水酸化マグネシウムスラリの流量を制御するように設けられた種々のバルブ(50)を備えて配置される。スラリ抜取副管(40，40')は、ポンプ(33，33')の後で、１つのスラリ抜取管(40)に戻る。図１〜３から理解できるように、貯蔵槽(34)は調剤槽(32)と直列に配置される。
[084] ポンピング手段(33，33')は、Mg(OH)2スラリを調剤槽(32)から貯蔵槽(34)に送出するために用いられる。これは、具体的には、自動プロセスである。ポンピング手段は、より具体的には、並列に配置される２つのポンプ(33，33')を備える。２つのポンプ(33，33')の一方が稼動し、その間、他方のポンプ(33'，33)は待機状態である。スラリ抜取副管(40'，40")の一方の目詰まり又はポンプ(33，33')の一方の障害などの問題が生じた場合、他方のポンプ(33，33')に切替えることができる。加えて、手動バルブ(図２に示さず)は、ポンプ(33，33')の動作モードの変更を可能にする正しい位置に設定されなければならない。
[085] 図２及び３から理解できるように、各々のポンプ(33，33')の前方には、ポンプ(33，33')を損傷させる程の大きな水酸化マグネシウムスラリの粒子を除去するフィルタ(45，45')がそれぞれ設けられる。
[086] スラリ抜取管(40)は、更に、ポンプ(33，33')、フィルタ(45，45')、バルブ(50)並びにスラリ抜取管(40)及びスラリ抜取副管(40'，40")をフラッシュ洗浄する水が流れるフラッシュ水管(46)に接続される。
[085] 図２及び３から理解できるように、各々のポンプ(33，33')の前方には、ポンプ(33，33')を損傷させる程の大きな水酸化マグネシウムスラリの粒子を除去するフィルタ(45，45')がそれぞれ設けられる。
[086] スラリ抜取管(40)は、更に、ポンプ(33，33')、フィルタ(45，45')、バルブ(50)並びにスラリ抜取管(40)及びスラリ抜取副管(40'，40")をフラッシュ洗浄する水が流れるフラッシュ水管(46)に接続される。
[087] 図２及び３から理解できるように、水酸化マグネシウムスラリと水との適切な混合を維持し、貯蔵槽(34)の底へのスラリの沈降を回避するため、貯蔵槽(34)にも、含まれる水酸化マグネシウムスラリを撹拌する撹拌手段(47)、具体的にはスターラー形態の撹拌手段が設けられる。撹拌手段(47)は、水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定レベルを上回っている限り、撹拌する。貯蔵槽(34)内の水酸化マグネシウムスラリの実際のレベルを決定するため、圧力伝送手段(52)が設けられる。圧力伝送手段(52)により測定される水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定レベルを上回っている限り、Mg(OH)2スラリを連続撹拌するよう撹拌手段(47)を制御するように構成された撹拌制御手段(図に示さず)が設けられる。更に、貯蔵槽(34)内の温度をモニターする温度伝送手段(53)が設けられる。水酸化マグネシウムの濃度が高すぎるために温度が高すぎる場合、バルブ(76)が開かれ、貯蔵槽(34)内の温度を予め設定された温度限界まで低下させるため淡水が加えられる。これら予め設定された温度限界は、70℃、75℃又は80℃、より具体的には75℃であり得る。
[088] 図１には、貯蔵槽(34)は、閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)にスラリ輸送手段(36，36'，55)及びポンピング手段(35，35')を経て接続されることが示されている。図２及び３から、スラリ輸送手段は、より具体的には、スラリ輸送管(より具体的には、並列に配置される２つのスラリ輸送副管(36，36')を備え、場合により各スラリ輸送副管(36，36')と直列に配置されるスラリ輸送主管(55)を備えるもの)を備えることが理解できる。図２では、スラリ輸送管(36，36')は一緒になって、圧力伝送装置(56)を備えて設けられる１つのスラリ輸送主管(55)になる。このスラリ輸送主管(55)は、次に、閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に接続する。図３では、２つのスラリ輸送副管(36，36')の各々が閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に接続する。
[089] 更に、ポンピング手段は、より具体的には、並列に配置され、各々がそれぞれのスラリ輸送副管(36，36')に配置される２つの投入ポンプ(35，35')を備える。投入ポンプ(35，35')は、具体的には、水酸化マグネシウムスラリを閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に供給する周波数制御型投入ポンプである。
[089] 更に、ポンピング手段は、より具体的には、並列に配置され、各々がそれぞれのスラリ輸送副管(36，36')に配置される２つの投入ポンプ(35，35')を備える。投入ポンプ(35，35')は、具体的には、水酸化マグネシウムスラリを閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に供給する周波数制御型投入ポンプである。
[090] 更に、各スラリ輸送副管(36，36')は、図２に示すように、スラリ輸送副管(36，36')及び投入ポンプ(35，35')並びにスラリ輸送主管(55)をフラッシュ洗浄する水が流れるように設けられたフラッシュ水管(48，48')に接続される。これらフラッシュ水管(48，48')には、フラッシングバルブ(54，54')が設けられる。
[091] 更に、各スラリ輸送副管(36，36')は、湿式スクラバシステムが閉ループモードに切り替わるか又は閉ループモードで始動すると開くバルブ(60，60')を備えて設けられる。投入ポンプ(35，35')は、湿式スクラバシステムがその働きを停止した場合に、停止するように設けられる。投入ポンプ(35，35')が閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)への水酸化マグネシウムスラリの供給を停止すると、投入ポンプ(35，35')、スラリ輸送副管(36，36')及びスラリ輸送主管(55)は、これらエレメント内でのスラリの沈降及び目詰まりを回避するためにフラッシュ洗浄される必要がある。これは、各フラッシングバルブ(54，54')の開放により行われる。
[092] 投入ポンプ(35，35')の後に、圧力が高すぎる場合に投入ポンプ(35，35')を停止する１又は２以上の圧力伝送装置(56，56')が設けられ得る。図２では、スラリ輸送主管(55)に１つの圧力伝送装置(56)が設けられており、図３では、各スラリ輸送副管(36，36')に１つの圧力伝送装置(56，56')が設けられている。
[091] 更に、各スラリ輸送副管(36，36')は、湿式スクラバシステムが閉ループモードに切り替わるか又は閉ループモードで始動すると開くバルブ(60，60')を備えて設けられる。投入ポンプ(35，35')は、湿式スクラバシステムがその働きを停止した場合に、停止するように設けられる。投入ポンプ(35，35')が閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)への水酸化マグネシウムスラリの供給を停止すると、投入ポンプ(35，35')、スラリ輸送副管(36，36')及びスラリ輸送主管(55)は、これらエレメント内でのスラリの沈降及び目詰まりを回避するためにフラッシュ洗浄される必要がある。これは、各フラッシングバルブ(54，54')の開放により行われる。
[092] 投入ポンプ(35，35')の後に、圧力が高すぎる場合に投入ポンプ(35，35')を停止する１又は２以上の圧力伝送装置(56，56')が設けられ得る。図２では、スラリ輸送主管(55)に１つの圧力伝送装置(56)が設けられており、図３では、各スラリ輸送副管(36，36')に１つの圧力伝送装置(56，56')が設けられている。
[093] 水酸化マグネシウムスラリは、(使用済み)スクラバ液のスクラビング効率及びSOx除去能力を維持する必要性に応じて、閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)内の使用済みスクラバ液に添加される。使用済みスクラバ液のpHは、好ましくは、５〜６のpHに調整される。
[094] 閉ループモードのスクラバシステムを再循環するスクラバ液は、漸増濃度の固形物(主に、煤煙及び不燃焼燃料の残渣、主に、多環芳香族炭化水素(PAH))を含む。粒状物質の漸増量は、閉ループモードでの最大動作期間を設定する。循環から粒状物資を除去するため、よってスクラバシステムによる使用済みスクラバ液の再利用を可能とする期間を延長するため、使用済みスクラバ液タンク(20)内に存在する使用済みスクラバ液の一部が、スクラバ液抜取管(69)に抜き取られ、スクラバ液抜取ポンプ(61)によりフィルタユニット(62)に送出される。この目的に利用可能な種々の公知のフィルタ技法が存在する。具体的なフィルタユニットは、粗大粒状物質除去用の前置フィルタ、例えばデッドエンド粒子フィルタ(例えば、＞1000μm又は＞800μmのサイズを有するもの)及び微粒子除去用のフィルタ(例えば、0.04μmの孔サイズのセラミックフィルタ)を備える。スクラビング水は、下流のフィルタで問題を引き起こし得るサイズの粒子を除去するため、前置フィルタで濾過される。
[094] 閉ループモードのスクラバシステムを再循環するスクラバ液は、漸増濃度の固形物(主に、煤煙及び不燃焼燃料の残渣、主に、多環芳香族炭化水素(PAH))を含む。粒状物質の漸増量は、閉ループモードでの最大動作期間を設定する。循環から粒状物資を除去するため、よってスクラバシステムによる使用済みスクラバ液の再利用を可能とする期間を延長するため、使用済みスクラバ液タンク(20)内に存在する使用済みスクラバ液の一部が、スクラバ液抜取管(69)に抜き取られ、スクラバ液抜取ポンプ(61)によりフィルタユニット(62)に送出される。この目的に利用可能な種々の公知のフィルタ技法が存在する。具体的なフィルタユニットは、粗大粒状物質除去用の前置フィルタ、例えばデッドエンド粒子フィルタ(例えば、＞1000μm又は＞800μmのサイズを有するもの)及び微粒子除去用のフィルタ(例えば、0.04μmの孔サイズのセラミックフィルタ)を備える。スクラビング水は、下流のフィルタで問題を引き起こし得るサイズの粒子を除去するため、前置フィルタで濾過される。
[095] 前置フィルタで濾過されたスクラバ液の濾過用フィルタは、程度の差はあれ互いに独立して動作可能な２つのステージ(又は再循環ループ)から構成されるセラミック製SiCメンブレンフィルタユニットであってもよい。各ループは、並列に設けられた幾つか(例えば４つ)のセラミック製SiCメンブレンを含み、数平方メートルの総メンブレン濾過面積を有する。前置フィルタで濾過されたスクラバ液は、通常の供給ポンプ(これは、ステージを加圧し、メンブレンを横切る経膜圧力を確立するという追加の機能を有する)で、メンブレンステージに送られる。更に、再循環ポンプは、再循環ループ内で水を循環させることにより、メンブレン表面に激しい乱流を生じさせて粒子の堆積を防止する。このメンブレンシステムは、該システムのPLCにプログラムされているシーケンスに従って、定期的間隔で、完全に自動化したバックフラッシュ、バックパルス及び化学的浄化サイクル(CIP)を行うことができる。これら技法は、濾過時間の増加によりメンブレン表面に蓄積する凝集物質を除去するために用いられる。
[096] 使用済みスクラバ液の濾過及び浄化並びにフィルタケーキの脱水により、船上でのフィルタケーキの安全でクリーンな取り扱い及び保存が可能となる。
[096] 使用済みスクラバ液の濾過及び浄化並びにフィルタケーキの脱水により、船上でのフィルタケーキの安全でクリーンな取り扱い及び保存が可能となる。
[097] 使用済みスクラバ液は、フィルタユニット(62)により２つの流れに分けられる。２つの流れはフィルタユニット(62)を連続して出る。フィルタユニット(62)を通過した流れは清浄化され、清浄水抜取管(63)を経て抜き取られる。清浄水抜取管(63)に抜き取られた液は、典型的には、フィルタユニット(62)に供給されるスクラビング液の約90〜95％である。フィルタユニット(62)の残留水は粒子及びPAHの大部分を含み、残留水流中の固形分の濃度は約0.5〜1.0重量％まで10〜20倍程度濃縮される。残留水はフィルタユニットから残留水管(63)に抜き取られ、脱水ユニット(65)に導入される。脱水ユニット(65)で、残留水のpHは、必要であればアルカリ又は酸及び表面活性ポリマーの添加により、６〜８のpHに調整される。表面活性ポリマーは、懸濁物中の粒子を互いに架橋して、凝集懸濁物(より容易な脱水が可能となる大きな粒子凝集体を含む)を生成する。次いで、残留水は脱水プレスに導入される。脱水プレスとしては、凝集懸濁物が搬送スクリューにより混合室から脱水セクションに搬送されるスクリュー又はフィルタプレスを用いることができる。水は、スロットを通って脱水セクションから出て行く一方、粒子凝集体は保持され、搬送スクリューの端部に向かって移動するにつれて次第に圧縮され、最終的には、端部からスラッジドラム内へ落下する。スクリュープレスは、約10〜20kg/hの量のスラッジ量(乾燥固形物含量10〜30 wt％の範囲)及び廃水(約500l/h)が生じると予想される。廃水は、船外へ排出するか又は使用済みスクラバ液タンク(20)に再循環させて戻すことができる。
[098] 管(63)の清浄水又はその一部は、使用済みスクラバ液タンク(20)に清浄水帰還管(67)を経て再循環して戻されてもよく、及び/又はスクラバ液の再循環から抜き取られてもよい。スクラバ液の再循環から抜き取られた清浄水は、粒状活性炭フィルタ(70)に導入され、濾過水中のPAHを除去するかその量を実質的に低減させた後に、廃水管(71)に導入されてもよい。或いは、清浄水は、廃水管(71)にバイパス管(69)を経て直接導入されてもよい。管(63)、管(67)、管(69)又は活性炭フィルタ(70)の水流量は、使用済みスクラバ液タンク(20)への再循環水の必要性及び/又は環境要求に応じて、バルブ(68)により制御される。
[099] 環境要件に応じて、管(63)の清浄水は、そのまま周囲の海へ放出されてもよいし、又は廃水タンク(74)に一時的に蓄積してもよい。廃水タンク(74)は港で、又は廃水投棄が許されている水域の海で空にされてもよい。ポンプ(75)は、廃水をタンク(74)から、水排出口(11)に接続された廃水放出管(73)に送出するように設けられる。
[100] 本出願との関連で用いる１つの可能な湿式スクラバは、WO 2014/128261に記載される湿式スクラバであるが、本出願は、特定のデザインの湿式スクラバに拘束されない。
[099] 環境要件に応じて、管(63)の清浄水は、そのまま周囲の海へ放出されてもよいし、又は廃水タンク(74)に一時的に蓄積してもよい。廃水タンク(74)は港で、又は廃水投棄が許されている水域の海で空にされてもよい。ポンプ(75)は、廃水をタンク(74)から、水排出口(11)に接続された廃水放出管(73)に送出するように設けられる。
[100] 本出願との関連で用いる１つの可能な湿式スクラバは、WO 2014/128261に記載される湿式スクラバであるが、本出願は、特定のデザインの湿式スクラバに拘束されない。
Claims (24)
- 開ループモード及び閉ループモードで稼動できるように構成されており、閉ループモードで稼動するように構成されているときは、以下：
− 船舶用ディーゼルエンジンの排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングするために設けられた少なくとも１つの湿式スクラバ(1)を備える湿式スクラバシステムであって、湿式スクラバが、スクラビングにより生じた使用済みスクラバ液を湿式スクラバ(1)から抜き取るための１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管(6，6')を備える、湿式スクラバシステム；
− 水酸化マグネシウムスラリを、酸化マグネシウム粉と水との加水分解により調製するために設けられ、加水手段(42)と、酸化マグネシウム粉添加手段(31，31')と、水と酸化マグネシウム粉とを混合する撹拌手段(44)とを備える少なくとも１つの調剤槽(32)；
− １又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管において、調製済み水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させて使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和するように、水酸化マグネシウムスラリを、少なくとも１つの調剤槽(32)から、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管(6，6')中の湿式スクラバ(1)から抜き取られた使用済みスクラバ液に輸送するためのスラリ輸送手段(40，40'，40"，36，36'，55)
を備えてなる、１又は２以上の船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる船舶排ガス脱硫システム。 - 湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管(6，6')が、使用済みスクラバ液を、湿式スクラバから閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)を経て使用済みスクラバ液槽(20)へ抜き取るように構成される、請求項１に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)と直列に配置され、調剤槽(32)にスラリ抜取管(40)を介して接続された貯蔵槽(34)を備える請求項１又は２に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- スラリ輸送手段が、水酸化マグネシウムスラリを調剤槽(32)及び/又は貯蔵槽(34)から閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)を経て１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管(6，6')へ抜き取るためのスラリ輸送管(36，36'，55)を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- スラリ抜取管(40)が、スラリを調剤槽(32)から貯蔵槽(34)へ送出するスラリポンピング手段(33，33')を有して設けられ、スラリ輸送管(36，36'，55)が、スラリを貯蔵槽(34)から閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)に送出するスラリポンピング手段(35，35')を有して設けられている、請求項３又は４に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- スラリポンピング手段(33，33'，35，35')がスラリ送出を停止した後に、スラリポンピング手段(33，33'，35，35')及びスラリが流れる全ての管(36，36'，55，40，40'，40")をフラッシュ洗浄するフラッシング手段(46)を更に備える請求項５に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 水酸化マグネシウムスラリを調製するために酸化マグネシウム粉に添加される水が、淡水又は乳化剤を含む海水である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)が、加水手段(42)により調剤槽(32)に添加される水の流量を測定するフローメータ(37)を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)が、酸化マグネシウム粉が調剤槽(32)に徐々に添加されるように酸化マグネシウム粉添加手段(31，31')を制御するよう構成された酸化マグネシウム粉添加制御手段を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)が、調剤槽(32)内の温度を測定する温度伝送手段(58)と、温度伝送手段(58)が予め設定された温度限界を上回って上昇する調製済み水酸化マグネシウムスラリの温度を測定したときに、調剤槽(32)に水を加えるように加水手段(42)を制御するよう構成された加水制御手段とを備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 貯蔵槽(34)が、貯蔵槽(34)に含まれる水酸化マグネシウムスラリを撹拌する撹拌手段(47)を備える、請求項３〜１０のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)及び貯蔵槽(34)が、それぞれ調剤槽(32)及び貯蔵槽(34)内の水酸化マグネシウムスラリの実際のレベルを示す圧力伝送手段(それぞれ57，52)と、水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定の最低レベルを上回っていることを圧力伝送手段(それぞれ、57及び52)が示す限り、それぞれ調剤槽(32)内で調製された水酸化マグネシウムスラリ及び貯蔵槽(34)内の水酸化マグネシウムスラリを連続撹拌するように撹拌手段(それぞれ、44及び47)を制御するよう構成された撹拌制御手段とを備える、請求項３〜１１のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 酸化マグネシウム粉添加手段が、１又は２以上の多軸スクリューコンベア(31，31')を有する粉体輸送及び添加手段を備えてなり、１又は２以上の多軸スクリューコンベア(31，31')は、調剤槽(32)への酸化マグネシウム及び/又は水酸化マグネシウムの添加プロセスの任意の時期に１又は２以上の多軸スクリューコンベア(31，31')を起動及び停止するよう構成された輸送及び添加制御手段により制御される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 調剤槽(32)に接続した集塵管と、該集塵管内に水をスプレーするように設けられた水スプレー手段とを備える集塵手段(43)を更に備えてなる請求項１〜１３のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 湿式スクラバ(1)が充填材を有しないスプレー型スクラバであり、複数のスプレーノズル(3，3')を有するスクラバ塔を備え、複数のスプレーノズルは、スクラバ液を排ガスと接触させるよう、各々がスクラバ液をスクラバ塔内にスプレーするために設けられ、スクラバ塔は場合により、２つの直列に接続したスクラビング室を備え、各々のスクラビング室は、少なくとも１つのノズル(3，3')と、使用済みスクラバ液をそれぞれのスクラビング室から抜き取る少なくとも１つのスクラバ液抜取管(6，6')とを有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- スクラバ塔内に配置されたスプレーノズル(3，3')にスクラバ液を輸送するように設けられたスクラバ液管(4)を更に備え、スクラバ液管(4)はスプレーノズル(3，3')に搬送されるスクラバ液を冷却するように設けられた冷却装置(27)を備える、請求項１５に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているとき、スクラバ液管(4)が、更に、使用済みスクラバ液タンク(20)からスプレーノズル(3，3')へスクラバ液を輸送し、及び再循環させるよう設けられている、請求項１６に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 使用済みスクラバ液を濾過するフィルタユニット(62)を更に備える請求項１〜１７のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システム。
- 次の工程：
− 船舶用ディーゼルエンジンで発生した排ガスを、閉ループモードで稼動している湿式スクラバシステムに搬送する工程；
− 湿式スクラバシステム内の排ガスを、スクラバ液を用いてスクラビングする工程であって、スクラビングにより使用済みスクラバ液が生じる、工程；
− 酸化マグネシウム粉及び水を調剤槽(32)に撹拌条件下で添加することにより、水酸化マグネシウムスラリを調製する工程；
− 調製済み水酸化マグネシウムスラリを湿式スクラバシステムにスラリ輸送手段(40，40'，40"，36，36'，55)を経て輸送する工程；及び
− 水酸化マグネシウムスラリを使用済みスクラバ液と接触させることにより、使用済みスクラバ液を浄化し及び/又はその酸性度を中和する工程
を含んでなる、船舶用ディーゼルエンジンの排ガス中に存在する硫黄酸化物の量を低減させる方法。 - 次の工程：
(ａ)圧力伝送手段(57)が示す水酸化マグネシウムスラリのレベルが所定のレベルを上回っている限り、調剤槽(32)内の水酸化マグネシウムスラリを、撹拌制御手段の制御下の撹拌手段を用いて連続撹拌する工程；
(ｂ)輸送及び添加制御手段の制御下の粉体輸送及び添加手段(31，31')により、酸化マグネシウム粉を調剤槽(32)に徐々に添加する工程；及び/又は
(ｃ)温度伝送装置(58)により測定された調剤槽(32)内の調製済み水酸化マグネシウムスラリの温度が予め設定された温度限界を上回って上昇した場合に、加水制御手段の制御下の加水手段(42)を用いて水を調剤槽(32)に添加する工程
のいずれかを更に含んでなる請求項１９に記載の方法。 - 調製済み水酸化マグネシウムスラリがポンピング手段(33，33')を用いて調剤槽(32)から貯蔵槽(34)にスラリ抜取管(40)を経て送出される請求項１９又は２０に記載の方法。
- 湿式スクラバシステムが閉ループモードで動作しているときに、使用済みスクラバ液が、湿式スクラバ(1)から１又は２以上の使用済みスクラバ液抜取管(6，6')を経て抜き取られ、使用済みスクラバ液タンク(20)に閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)を経て輸送され、貯蔵槽(34)からの水酸化マグネシウムスラリが、スラリ輸送手段の一部を構成するスラリ輸送管(36，36'，55)を経て、閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)内の使用済みスクラバ液と接触する、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の方法。
- 水酸化マグネシウムスラリが、ポンピング手段(35，35')を用いて、貯蔵槽(34)から閉ループモードのスクラバ液再循環管(9)にスラリ輸送管(36，36'，55)を経て送出される、請求項２２に記載の方法。
- 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の船舶排ガス脱硫システムを用いて実施される請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
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