JP2020168596A - 海水脱硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】海水脱硫装置において、脱硫処理の安定化及び高精度化を図る。【解決手段】排ガスＧの排ガス導入部２２と排ガス導出部２３を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路２４が設けられる吸収塔１１と、排ガス流路２４を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスＧに対して鉛直方向の下方に向けて海水Ｓを散布する散布装置１２とを備え、散布装置１２は、排ガス流路２４に水平方向に並列されて海水Ｓを加圧して噴射する複数の第１加圧散水ノズル３１と、複数の第１加圧散水ノズル３１に海水Ｓを供給可能であると共に第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの散布領域を調整可能な海水供給ポンプ２６と、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない排ガス流路２４の領域に海水とを加圧して噴射する複数の第２加圧散水ノズル３２とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、船舶に搭載されて排ガス中の硫黄酸化物を除去する海水脱硫装置に関するものである。

近年の船舶に対する排ガス規制の強化に伴い、一般海域において、硫黄分が０.５％以下の燃料油の使用、または、これと同等の効果を有する代替措置が義務付けられている。これに対して、例えば、硫黄分が０.５％以下の燃料油はコストが高いことから、代替措置として、船舶に脱硫装置を搭載することがある。このような脱硫装置としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

特開２０１８−５１７５６１号公報

上述した脱硫装置では、ガスに対して洗浄液をスプレーすることで、脱硫処理を行っている。ところが、このような脱硫装置を船舶などの移動体に搭載した場合、航行中における船舶の動揺により洗浄液をスプレーする方向が偏り、脱硫性能が低下するおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、脱硫処理の安定化及び高精度化を図る海水脱硫装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するための本発明の海水脱硫装置は、排ガス発生源から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫する海水脱硫装置において、前記排ガスの入口部と出口部を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路が設けられる吸収塔と、前記排ガス流路を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスに対して鉛直方向の下方に向けて洗浄液としての海水を散布する散布装置と、を備え、前記散布装置は、前記排ガス流路に水平方向に並列されて前記海水を加圧して噴射する複数の第１加圧散水ノズルと、前記複数の第１加圧散水ノズルに前記海水を供給可能であると共に前記第１加圧散水ノズルによる前記海水の散布領域を調整可能な海水供給装置と、前記複数の第１加圧散水ノズルが前記海水を散布できない前記排ガス流路の領域に前記海水を加圧して噴射する複数の第２加圧散水ノズルと、を有する、ことを特徴とする。

そのため、複数の第１加圧散水ノズルは、排ガス流路に海水を加圧して噴射し、複数の第２加圧散水ノズルは、複数の第１加圧散水ノズルが海水を散布できない排ガス流路の領域に海水を加圧して噴射することから、海水供給装置が複数の第１加圧散水ノズルに海水を供給して第１加圧散水ノズルによる海水の散布領域を調整しても、排ガス流路におけるほとんどの領域に海水を散布することができる。その結果、脱硫処理の安定化及び高精度化を図ることができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記海水供給装置は、前記第１加圧散水ノズルによる前記海水の噴射角度を変更することで前記散布領域を調整することを特徴とする。

そのため、第１加圧散水ノズルによる海水の噴射角度を変更して散布領域を調整することから、第１加圧散水ノズルによる海水の散布領域を容易に調整することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記海水供給装置は、前記第１加圧散水ノズルに供給する前記海水の供給圧力を変更することで前記海水の噴射角度を変更することを特徴とする。

そのため、第１加圧散水ノズルに供給する海水の供給圧力を変更して海水の噴射角度を変更することから、第１加圧散水ノズルによる海水の散布領域を容易に調整することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記海水供給装置は、前記排ガス流路を流れる排ガスの流量に応じて前記第１加圧散水ノズルに供給する前記海水の供給圧力を変更することを特徴とする。

そのため、排ガス流路を流れる排ガスの流量に応じて第１加圧散水ノズルに供給する海水の供給圧力を変更することから、排ガスの流量に最適な海水の量を第１加圧散水ノズルから散布することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記複数の第１加圧散水ノズルは、円錐形状をなすように前記海水を噴射し、前記複数の第２加圧散水ノズルは、楕円錐形状をなすように前記海水を噴射することを特徴とする。

そのため、第２加圧散水ノズルから楕円錐形状をなすように海水を噴射することから、第１加圧散水ノズルが海水を散布できない領域に適正に海水を噴射することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記複数の第１加圧散水ノズルは、角錐形状をなすように前記海水を噴射し、前記複数の第２加圧散水ノズルは、楕円錐形状をなすように前記海水を噴射することを特徴とする。

そのため、第１加圧散水ノズルから角錐形状をなすように海水を噴射し、第２加圧散水ノズルから楕円錐形状をなすように海水を噴射することから、第１加圧散水ノズルが海水を散布できない領域に適正に海水を噴射することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記海水供給装置は、前記複数の第１加圧散水ノズルおよび前記複数の第２加圧散水ノズルに前記海水を供給可能であり、前記複数の第１加圧散水ノズルによる前記海水の噴射量は、前記複数の第２加圧散水ノズルによる前記海水の噴射量より多いことを特徴とする。

そのため、複数の第１加圧散水ノズルによる海水の噴射量を複数の第２加圧散水ノズルによる海水の噴射量より多いことから、排ガスに対して過剰にならずに最適量の海水を散布することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記複数の第２加圧散水ノズルは、前記吸収塔の内壁面に沿うと共に水平方向に沿って配置されることを特徴とする。

そのため、第１加圧散水ノズルから噴射される海水は、排ガス流路の中央部に供給され、第２加圧散水ノズルから噴射される海水は、排ガス流路の外周部に供給されることから、排ガス流路の全域にわたって海水を効率良く散布することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記散布装置における鉛直方向の下方に対向して充填物が鉛直方向に積層される充填層が設けられ、前記散布装置と前記充填層との間に複数の貫通孔が形成された整流部材が配置されることを特徴とする。

そのため、散布装置と充填層との間に複数の貫通孔が形成された整流部材を配置することから、散布装置から散布された海水は、整流部材により排ガス流路に交差する方向に均一に広がって充填層に供給されることとなり、排ガス流路の全域にわたって海水を効率良く散布することができる。

本発明の海水脱硫装置では、前記排ガス発生源は、船舶に搭載された内燃機関であり、内燃機関から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫することを特徴とする。

そのため、海水脱硫装置を船舶に搭載し、船舶に搭載された内燃機関から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫することから、効率良く排ガスを浄化することができる。

本発明の海水脱硫装置は、排ガス発生源から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫する海水脱硫装置において、前記排ガスの入口部と出口部を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路が設けられる吸収塔と、前記排ガス流路を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスに対して鉛直方向の下方に向けて洗浄液としての海水を散布する散布装置と、前記散布装置における鉛直方向の下方に対向して充填物が鉛直方向に積層される充填層と、前記散布装置と前記充填層との間に配置されて複数の貫通孔が形成された整流部材と、を備えることを特徴とする。

そのため、散布装置と充填層との間に複数の貫通孔が形成された整流部材を配置することから、散布装置から散布された海水は、整流部材により排ガス流路に交差する方向に均一に広がって充填層に供給されることとなり、排ガス流路の全域にわたって海水を効率良く散布することができる。その結果、脱硫処理の安定化及び高精度化を図ることができる。

本発明の海水脱硫装置によれば、脱硫処理の安定化及び高精度化を図ることができる。

図１は、第１実施形態の海水脱硫装置を示す概略構成図である。 図２は、海水散布装置を表す平面図である。 図３は、海水散布装置を表す側面図である。 図４は、海水散布装置の作用を表す平面図である。 図５は、海水散布装置の作用を表す側面図である。 図６は、第２実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す平面図である。 図７は、海水散布装置の作用を表す側面図である。 図８は、第３実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す平面図である。 図９は、海水散布装置の作用を表す側面図である。 図１０は、第４実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す側面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の海水脱硫装置を示す概略構成図である。

第１実施形態において、図１に示すように、海水脱硫装置１０は、船舶に搭載され、主機関などに適用されるディーゼルエンジン（内燃機関）から排出される排ガスＧに含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去するものである。

海水脱硫装置１０は、吸収塔１１と、散布装置１２と、充填層１３と、ミストエリミネータ１４とを備える。

吸収塔１１は、吸収塔本体部２１と、排ガス導入部（入口部）２２と、排ガス導出部（出口部）２３を有する。吸収塔本体部２１は、箱型形状をなし、内部に鉛直方向に沿う排ガス流路２４が設けられる。吸収塔本体部２１は、鉛直方向における下方側部に排ガス流路２４に連通する排ガス導入部２２が設けられる。排ガス導入部２２から排ガス流路２４に導入された排ガスＧは、排ガス流路２４を通って鉛直方法の上方に流動する。また、排ガス導入部２２は、ディーゼルエンジンＥから排出された排ガスＧを導く排ガスラインＬ１１が連結される。

吸収塔本体部２１は、鉛直方向における上方端部に排ガス流路２４に連通する排ガス導出部２３が設けられる。排ガス導入部２２から排ガス流路２４に導入された排ガスＧは、排ガス流路２４を上昇し、排ガス導出部２３から外部に排出される。また、吸収塔本体部２１は、鉛直方向の下方部に貯留部２５が設けられる。貯留部２５は、散布された洗浄液としての海水Ｓを貯留するものであり、吸収塔本体部２１における排ガス導入部２２の連結部より鉛直方向の下方に設けられる。

吸収塔本体部２１は、充填層１３が設けられる。充填層１３は、吸収塔本体部２１における排ガス導入部２２の連結部より鉛直方向の上方に設けられる。充填層１３は、例えば、充填物が鉛直方向に複数積層されて構成され、排ガスＧが通過可能となっている。

吸収塔本体部２１は、散布装置１２が設けられる。散布装置１２は、吸収塔本体部２１における充填層１３より鉛直方向の上方に設けられる。散布装置１２は、排ガス流路２４を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスＧに対して、鉛直方向の下方に向けて海水Ｓを散布するものである。散布装置１２により散布された海水Ｓは、充填層１３の表面を流れ、排ガス流路２４を上昇する排ガスＧが充填層１３を通過するとき、排ガスＧと海水Ｓとが気液接触することで、排ガスＧ中に含まれる硫黄酸化物が除去される。

吸収塔本体部２１は、ミストエリミネータ１４が設けられる。ミストエリミネータ１４は、吸収塔本体部２１における散布装置１２より鉛直方向の上方で、排ガス導出部２３より鉛直方向の下方に設けられる。ミストエリミネータ１４は、排ガスＧがミストエリミネータ１４を通過するときに、排ガスＧから水分を除去する。

吸収塔本体部２１は、鉛直方向に所定間隔を空けて、下方から、充填層１３、散布装置１２、ミストエリミネータ１４が配置されることで、４つの空間部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが区画される。第１空間部２１ａは、充填層１３と貯留部２５との間に区画され、排ガス導入部２２が連通する。第２空間部２１ｂは、充填層１３と散布装置１２との間に区画される。第３空間部２１ｃは、散布装置１２とミストエリミネータ１４との間に区画される。第４空間部２１ｄは、ミストエリミネータ１４と排ガス導出部２３との間に区画され、排ガス導出部２３に連通する。

散布装置１２が散布する洗浄液として、海水Ｓを使用する。散布装置１２は、海水Ｓとして海水が供給される海水供給ラインＬ１２が連結される。海水供給ラインＬ１２は、海水供給ポンプ２６が設けられる。また、貯留部２５は、貯留している海水Ｓを排出して浄化処理する海水排出ラインＬ１３が設けられる。海水排出ラインＬ１３は、海水排出ポンプ２７が設けられる。なお、本実施形態では、吸収塔本体部２１の下方部に貯留部２５を設け、貯留部２５に海水排出ラインＬ１３を設けたが、貯留部２５を設けずに、海水Ｓを海水排出ラインＬ１３から直接外部に排出してもよい。また、貯留部２５に溜まった海水Ｓを別の貯留タンクに回収し、水質調整した後に再度使用してもよい。

そのため、ディーゼルエンジンＥから排出された排ガスＧは、排ガスラインＬ１１を通って排ガス導入部２２に導かれる。排ガスＧは、排ガス導入部２２から排ガス流路２４の第１空間部２１ａに導入され、排ガス流路２４を上昇する。散布装置１２は、充填層１３に向けて海水Ｓを散布すると、海水Ｓが充填層１３の表面を流れる。排ガス流路２４を上昇する排ガスＧは、充填層１３を通過するときに海水Ｓに気液接触することで、排ガスＧ中に含まれる硫黄酸化物が除去される。硫黄酸化物が除去された排ガスＧは、更に上昇し、ミストエリミネータ１４を通過するときに排ガスＧ中の水分が除去される。硫黄酸化物と水分が除去された排ガスＧは、第４空間部２１ｄを上昇し、排ガス導出部２３から外部に排出される。

図２は、海水散布装置を表す平面図、図３は、海水散布装置を表す側面図である。

散布装置１２は、図２および図３に示すように、複数の第１加圧散水ノズル３１と、複数の第２加圧散水ノズル３２と、海水供給装置としての海水供給ポンプ２６及び海水供給ラインＬ１２（いずれも図１参照）とを有する。

吸収塔本体部２１は、水平断面が矩形形状をなし、内部が対向する第１内壁面２１ｅと、第２内壁面２１ｆとに囲まれ、排ガス流路２４が区画される。複数の散水管３３は、第１内壁面２１ｅに平行な第１水平方向Ｘに沿って配置されると共に、第２内壁面２１ｆに平行な第２水平方向Ｙに所定間隔を空けて並列に配置される。この場合、第１内壁面２１ｅに最も近接して配置された散水管３３は、他の散水管３３との間隔より狭い間隔で配置される。複数の散水管３３は、長手方向である第１水平方向Ｘの各端部がそれぞれ第２内壁面２１ｆに支持され、一端部が吸収塔本体部２１を外部に貫通し、海水供給ラインＬ１２（図１参照）が連結される。

複数の散水管３３は、複数の第１加圧散水ノズル３１が千鳥格子状に設けられる。すなわち、隣接する散水管３３同士で、第１加圧散水ノズル３１が第２水平方向Ｙに隣接しないように配置される。複数の第１加圧散水ノズル３１は、鉛直方向における下方に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、円形状をなす散布領域Ａ１となる。この場合、複数の第１加圧散水ノズル３１は、排ガス流路２４における第２空間２１ｂ、つまり、充填層１３（いずれも図１参照）の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

また、複数の散水管３３は、複数の第１加圧散水ノズル３１の間に第２加圧散水ノズル３２が千鳥格子状に複数設けられる。すなわち、隣接する散水管３３同士で、第２加圧散水ノズル３２が第２水平方向Ｙに隣接しないように配置される。複数の第２加圧散水ノズル３２は、鉛直方向における下方に向けて第２水平方向Ｙに長い楕円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、楕円形状をなす散布領域Ａ２となる。この場合、複数の第２加圧散水ノズル３２は、排ガス流路２４における第２空間２１ｂ、つまり、充填層１３（いずれも図１参照）の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

複数の第１加圧散水ノズル３１は、排ガス流路２４の充填層１３に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを噴射することから、排ガス流路２４にて、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃが発生する。散布領域Ａａは、複数の第１加圧散水ノズル３１における各散布領域Ａ１の間の領域である。散布領域Ａｂは、複数の第１加圧散水ノズル３１における散布領域Ａ１と第１内壁面２１ｅとの間の領域である。散布領域Ａｃは、複数の第１加圧散水ノズル３１における散布領域Ａ１と第２内壁面２１ｆの間の領域である。

そのため、複数の第２加圧散水ノズル３２は、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃに向けて海水Ｓを噴射する。ここでは、複数の第２加圧散水ノズル３２は、２つの散布領域Ａａに向けて海水Ｓを噴射したり、２つの散布領域Ａａ，Ａｂに向けて海水Ｓを噴射したり、１つの散布領域Ａｃに向けて海水Ｓを噴射したりする。なお、複数の第２加圧散水ノズル３２は、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃに向けて海水Ｓを噴射できればよいものであり、このような海水Ｓの噴射形態に限定されるものではない。

また、海水供給ポンプ２６は、散水管３３を通して複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に海水Ｓを供給可能である。また、海水供給ポンプ２６は、第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２による海水Ｓの散布領域Ａ１，Ａ２を調整可能である。

図１に示すように、ディーゼルエンジンＥから排出された排ガスＧは、排ガスラインＬ１１から排ガス流路２４により吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される。ディーゼルエンジンＥの出力は、船舶の負荷に応じて回転数が変動することから、吸収塔１１に導入される排ガスＧの供給量も変動する。ディーゼルエンジンＥは、負荷（回転数）を検出する負荷センサ２８が設けられており、検出結果が制御装置２９に出力される。制御装置２９は、ディーゼルエンジンＥの負荷（回転数）に応じて海水供給ポンプ２６の駆動力（回転数）を制御する。すなわち、ディーゼルエンジンＥの負荷（回転数）が上昇し、排ガスＧの排出量が増加すると、海水供給ポンプ２６の駆動力（回転数）を上昇し、散布装置１２に供給する海水Ｓの供給量を増加させる。一方、ディーゼルエンジンＥの負荷（回転数）が低下し、排ガスＧの排出量が減少すると、海水供給ポンプ２６の駆動力（回転数）を低下し、散布装置１２に供給する海水Ｓの供給量を減少させる。

すなわち、制御装置３９は、排ガス流路２４を流れる排ガスＧの流量に応じて海水供給ポンプ２６を制御し、散水管３３を通して複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力および単位時間当たりの供給量を変更する。海水供給ポンプ２６により複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力および単位時間当たりの供給量が変更されると、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ａ１，Ａ２が変更される。

図４は、海水散布装置の作用を表す平面図、図５は、海水散布装置の作用を表す側面図である。

図１、図２および図３に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が少ないとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力を低下し、供給量を減少する。すると、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ａ１，Ａ２となる。

すなわち、複数の第１加圧散水ノズル３１は、下方に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを噴射することで、複数の円形状をなす散布領域Ａ１となる。ここで、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃが発生する。複数の第２加圧散水ノズル３２は、下方に向けて楕円錐形状をなすように海水Ｓを噴射するで、散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃを含む楕円形状をなす散布領域Ａ２となる。そのため、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。なお、散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃが完全になくなるように加圧散水ノズル３１,３２が海水Ｓを噴射することが好ましいが、噴射された海水Ｓは、充填層１３の表面を流れることから、散布領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃが完全になくなるように加圧散水ノズル３１,３２が海水Ｓを噴射しなくてもよい。

一方、図１、図４および図５に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が多いとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力を上昇し、供給量を増加する。すると、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ａ１，Ａ２より広い散布領域Ａ１１，Ａ１２となる。この場合であっても、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。

なお、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２は、例えば、海水Ｓの噴射孔が相違することから、第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの単位時間当たりの噴射量は、第２加圧散水ノズル３２による海水Ｓの単位時間当たりの噴射量より多く設定されている。

このように第１実施形態の海水脱硫装置にあっては、排ガスＧの排ガス導入部２２と排ガス導出部２３を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路２４が設けられる吸収塔１１と、排ガス流路２４を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスＧに対して鉛直方向の下方に向けて洗浄液としての海水Ｓを散布する散布装置１２とを備え、散布装置１２は、排ガス流路２４に水平方向に並列されて海水Ｓを加圧して噴射する複数の第１加圧散水ノズル３１と、複数の第１加圧散水ノズル３１に海水Ｓを供給可能であると共に第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの散布領域を調整可能な海水供給装置としての海水供給ポンプ２６と、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない排ガス流路２４の領域に海水とを加圧して噴射する複数の第２加圧散水ノズル３２とを有する。

そのため、複数の第１加圧散水ノズル３１は、排ガス流路２４に海水Ｓを加圧して噴射し、複数の第２加圧散水ノズル３２は、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない排ガス流路２４の領域に海水を加圧して噴射することから、海水供給ポンプ２６が複数の第１加圧散水ノズル３１に海水を供給して第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの散布領域を調整しても、排ガス流路２４におけるほとんどの領域に海水Ｓを散布することができる。その結果、脱硫処理の安定化及び高精度化を図ることができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、海水供給ポンプ２６は、第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの噴射角度を変更することで散布領域を調整する。そのため、第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの散布領域を容易に調整することができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、海水供給ポンプ２６は、第１加圧散水ノズル３１に供給する海水Ｓの供給圧力を変更することで海水Ｓの噴射角度を変更する。そのため、第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの散布領域を容易に調整することができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、海水供給ポンプ２６は、排ガス流路２４を流れる排ガスＧの流量に応じて第１加圧散水ノズル３１に供給する海水Ｓの供給圧力を変更する。そのため、排ガスＧの流量に最適な海水Ｓの量を第１加圧散水ノズル３１から散布することができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、複数の第１加圧散水ノズル３１は、円錐形状をなすように海水Ｓを噴射し、複数の第２加圧散水ノズル３２は、楕円錐形状をなすように海水Ｓを噴射する。そのため、第１加圧散水ノズル３１が海水を散布できない領域に適正に海水Ｓを噴射することができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、海水供給ポンプ２６は、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に海水Ｓを供給可能であり、複数の第１加圧散水ノズル３１による海水Ｓの噴射量は、複数の第２加圧散水ノズル３２による海水Ｓの噴射量より多い。そのため、排ガスＧに対して過剰にならずに最適量の海水Ｓを散布することができる。

第１実施形態の海水脱硫装置では、船舶に排ガス発生源としての内燃機関を搭載し、内燃機関から排出される排ガスＧを海水Ｓに接触させて脱硫する。そのため、海水脱硫装置１０を船舶に搭載し、船舶に搭載された内燃機関から排出される排ガスＧを海水Ｓに接触させて脱硫することから、効率良く排ガスを浄化することができる。また、船舶が航行中に動揺により揚程差が生じても、第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２は、海水Ｓを加圧して暗射することから、充填層１３の水平方向に対する海水Ｓの供給量の変動を抑制し、脱硫性能の低下を防止することができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す平面図、図７は、海水散布装置の作用を表す側面図である。なお、第２実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図１を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態において、図１および図６に示すように、散布装置１２Ａは、第１実施形態と同様に、複数の第１加圧散水ノズル３１と、複数の第２加圧散水ノズル３２と、海水供給装置としての海水供給ポンプ２６及び海水供給ラインＬ１２とを有する。

複数の散水管３３は、複数の第１加圧散水ノズル３１が格子状に設けられる。すなわち、隣接する散水管３３同士で、第１加圧散水ノズル３１が第２水平方向Ｙに隣接するように配置される。複数の第１加圧散水ノズル３１は、鉛直方向における下方に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、円形状をなす散布領域Ａ１となる。この場合、複数の第１加圧散水ノズル３１は、充填層１３の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

また、複数の散水管３３は、複数の第１加圧散水ノズル３１の間に第２加圧散水ノズル３２が設けられる。すなわち、複数の散水管３３は、第２水平方向Ｙに所定間隔を空けて並設されるが、第２加圧散水ノズル３２は、複数併設される散水管３３に対して、１つおきに配置される。複数の第２加圧散水ノズル３２は、鉛直方向における下方に向けて第２水平方向Ｙに長い楕円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、楕円形状をなす散布領域Ａ２となる。この場合、複数の第２加圧散水ノズル３２は、充填層１３の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

複数の第１加圧散水ノズル３１は、排ガス流路２４の充填層１３に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを噴射することから、排ガス流路２４にて、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａが発生する。散布領域Ａａは、複数の第１加圧散水ノズル３１における各散布領域Ａ１の間の領域である。

そのため、複数の第２加圧散水ノズル３２は、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａに向けて海水Ｓを噴射する。ここでは、複数の第２加圧散水ノズル３２は、２つの散布領域Ａａに向けて海水Ｓを噴射する。なお、複数の第２加圧散水ノズル３２は、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａに向けて海水Ｓを噴射できればよいものであり、このような海水Ｓの噴射形態に限定されるものではない。

また、海水供給ポンプ２６は、散水管３３を通して複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に海水Ｓを供給可能である。また、海水供給ポンプ２６は、第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２による海水Ｓの散布領域Ａ１，Ａ２を調整可能である。

図１および図６に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が少ないとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力を低下し、供給量を減少する。すると、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ａ１，Ａ２となる。

すなわち、複数の第１加圧散水ノズル３１は、下方に向けて円錐形状をなすように海水Ｓを噴射することで、複数の円形状をなす散布領域Ａ１となる。ここで、複数の第１加圧散水ノズル３１が海水Ｓを散布できない散布領域Ａａが発生する。複数の第２加圧散水ノズル３２は、下方に向けて楕円錐形状をなすように海水Ｓを噴射するで、散布領域Ａａを含む楕円形状をなす散布領域Ａ２となる。そのため、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。

一方、図１および図７に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が多いとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力を上昇し、供給量を増加する。すると、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ａ１，Ａ２より広い散布領域Ａ１１，Ａ１２となる。この場合であっても、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。

このように第２実施形態の海水脱硫装置では、複数の第１加圧散水ノズル３１と第２加圧散水ノズル３２を格子状に配置することから、第２加圧散水ノズル３２の数を減少してコストの低減を図ることができる。

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す平面図、図９は、海水散布装置の作用を表す側面図である。なお、第３実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図１を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態にて、図１および図８に示すように、散布装置１２Ｂは、複数の第１加圧散水ノズル３４と、複数の第２加圧散水ノズル３５と、海水供給装置としての海水供給ポンプ２６及び海水供給ラインＬ１２とを有する。

複数の散水管３６，３７は、第１内壁面２１ｅに平行な第１水平方向Ｘに沿って配置されると共に、第２内壁面２１ｆに平行な第２水平方向Ｙに所定間隔を空けて並列に配置される。この場合、第１内壁面２１ｅに最も近接して配置された散水管３７は、他の散水管３６との間隔より狭い間隔で配置される。複数の散水管３６，３７は、長手方向である第１水平方向Ｘの各端部がそれぞれ第２内壁面２１ｆに支持され、一端部が吸収塔本体部２１を外部に貫通し、海水供給ラインＬ１２（図１参照）が連結される。

複数の散水管３６は、複数の第１加圧散水ノズル３４が格子状に設けられる。すなわち、隣接する散水管３６同士で、第１加圧散水ノズル３４が第２水平方向Ｙに隣接するように配置される。複数の第１加圧散水ノズル３４は、鉛直方向における下方に向けて角錐形状（本実施形態では、正四角錐形状）をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、四角形状をなす散布領域Ｂ１となる。この場合、複数の第１加圧散水ノズル３４は、充填層１３の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

また、複数の散水管３６は、複数の第１加圧散水ノズル３４より第２内壁面２１ｆ側に第２加圧散水ノズル３５が設けられる。複数の散水管３７は、長手方向に所定間隔を空けて第２加圧散水ノズル３５が設けられる。すなわち、複数の第２加圧散水ノズル３５は、吸収塔本体部２１の第１内壁面２１ｅおよび第２内壁面２１ｆに沿うと共に、水平方向に沿って配置される。散水管３６に設けられた第２加圧散水ノズル３５は、鉛直方向における下方に向けて第２水平方向Ｙに長い楕円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、楕円形状をなす散布領域Ｂ２となる。また、散水管３７に設けられた第２加圧散水ノズル３５は、鉛直方向における下方に向けて第１水平方向Ｘに長い楕円錐形状をなすように海水Ｓを加圧して噴射することから、楕円形状をなす散布領域Ｂ２となる。この場合、複数の第２加圧散水ノズル３５は、充填層１３の上面部に向けて海水Ｓを噴射することとなる。

複数の第１加圧散水ノズル３４は、排ガス流路２４の充填層１３に向けて四角錐形状をなすように海水Ｓを噴射することから、排ガス流路２４にて、複数の第１加圧散水ノズル３４が海水Ｓを散布できない散布領域Ｂａ，Ｂｂが発生する。散布領域Ｂａは、複数の第１加圧散水ノズル３４における各散布領域Ｂ１における第１水平方向Ｘの間の領域である。散布領域Ｂｂは、複数の第１加圧散水ノズル３４における各散布領域Ｂ１と第１内壁面２１ｅおよび第２内壁面２１ｆとの間の散布領域Ｂｂである。

そのため、複数の第２加圧散水ノズル３５は、複数の第１加圧散水ノズル３４が海水Ｓを散布できない散布領域Ｂｂに向けて海水Ｓを噴射する。なお、複数の第１加圧散水ノズル３４が海水Ｓを散布できない散布領域Ｂａは、両側に散布領域Ｂ１が存在することから、第１加圧散水ノズル３４が散布された海水Ｓが流動する。そのため、散布領域Ｂａに対して第２加圧散水ノズル３５を設けていない。但し、必要に応じて、散布領域Ｂａに対して第２加圧散水ノズル３５を設けてもよい。また、第１加圧散水ノズル３４は、四角錐形状をなすように海水Ｓを噴射して四角形状の散布領域Ｂ１となることから、散布領域Ｂａがなくなるように散布領域Ｂ１を設定してもよい。

また、海水供給ポンプ２６は、散水管３６，６７を通して複数の第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５に海水Ｓを供給可能である。また、海水供給ポンプ２６は、第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５による海水Ｓの散布領域Ｂ１，Ｂ２を調整可能である。

図１および図８に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が少ないとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５に供給する海水Ｓの供給圧力を低下し、供給量を減少する。すると、第１加圧散水ノズル３４および第２加圧散水ノズル３５からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ｂ１，Ｂ２となる。

すなわち、複数の第１加圧散水ノズル３４は、下方に向けて四角錐形状をなすように海水Ｓを噴射することで、複数の円形状をなす散布領域Ｂ１となる。ここで、複数の第１加圧散水ノズル３４が海水Ｓを散布できない散布領域Ｂｂが発生する。複数の第２加圧散水ノズル３５は、下方に向けて楕円錐形状をなすように海水Ｓを噴射するで、散布領域Ｂｂを含む楕円形状をなす散布領域Ｂ２となる。そのため、複数の第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。

一方、図１および図９に示すように、吸収塔１１の排ガス流路２４に導入される排ガスＧの流量が多いとき、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５に供給する海水Ｓの供給圧力を上昇し、供給量を増加する。すると、第１加圧散水ノズル３４および第２加圧散水ノズル３５からの海水Ｓの噴射角度が変更され、散布領域Ｂ１，Ｂ２より広い散布領域Ｂ１１，Ｂ１２となる。この場合であっても、複数の第１加圧散水ノズル３４および複数の第２加圧散水ノズル３５は、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを噴射することができる。

このように第３実施形態の海水脱硫装置では、複数の第１加圧散水ノズル３４から角錐形状をなすように海水Ｓを噴射し、複数の第２加圧散水ノズル３５から楕円錐形状をなすように海水Ｓを噴射する。そのため、第１加圧散水ノズル３４が海水を散布できない領域に適正に海水Ｓを噴射することができる。

第３実施形態の海水脱硫装置では、複数の第２加圧散水ノズル３５を吸収塔本体部２１の内壁面２１ｅ，２１ｆに沿うと共に水平方向に沿って配置する。そのため、第１加圧散水ノズル３４から噴射される海水Ｓは、排ガス流路２４の中央部に供給され、第２加圧散水ノズル３５から噴射される海水Ｓは、排ガス流路２４の外周部に供給されることから、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを効率良く散布することができる。

［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態の海水脱硫装置における海水散布装置を表す側面図である。なお、第４実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図１を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第４実施形態にて、図１０に示すように、海水脱硫装置１０は、吸収塔１１と、散布装置１２と、充填層１３と、ミストエリミネータ１４とを備え、散布装置１２と充填層１３との間に整流部材４１が配置される。

整流部材４１は、矩形で所定厚さの位置形状をなし、外周部が吸収塔本体部２１の内壁面に支持される。整流部材４１は、充填層１３の上面部に対して所定の隙間が確保されるように配置される。整流部材４１は、鉛直方向に沿って複数の貫通孔４２が形成される。

そのため、制御装置２９は、海水供給ポンプ２６を制御し、複数の第１加圧散水ノズル３１および複数の第２加圧散水ノズル３２に供給する海水Ｓの供給圧力を調整し、第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの充填層１３側に向けて海水Ｓを噴射する。第１加圧散水ノズル３１および第２加圧散水ノズル３２からの噴射された海水Ｓは、整流部材４１に衝突し、複数の貫通孔４２を通って充填層１３に供給される。このとき、海水Ｓは、整流部材４１に設けられた複数の貫通孔４２を通るときに、排ガスＧの流動方向に交差する方向に広がり、充填層１３に対して海水Ｓが均一に供給される。そのため、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを均一に接触させることができる。

このように第４実施形態の海水脱硫装置では、散布装置１２における鉛直方向の下方に対向して充填物が鉛直方向に積層される充填層１３を設け、散布装置１２と充填層１３との間に複数の貫通孔４２が形成された整流部材４１を配置する。そのため、散布装置１２から散布された海水Ｓは、整流部材４１により排ガス流路２４に交差する方向に均一に広がって充填層１３に供給されることとなり、排ガス流路２４の全域にわたって海水Ｓを効率良く散布することができる。

なお、上述の実施形態では、第１加圧散水ノズルと第２加圧散水ノズルに対して共通の海水供給装置から海水を供給するように構成したが、第１加圧散水ノズルと第２加圧散水ノズルに対して異なる海水供給装置から海水を供給するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、海水脱硫装置を船舶に搭載した場合について説明したが、海水脱硫装置を陸上で使用することもできる。

１０ 海水脱硫装置
１１ 吸収塔
１２，１２Ａ，１２Ｂ 散布装置
１３ 充填層
１４ ミストエリミネータ
２１ 吸収塔本体部
２１ａ 第１空間部
２１ｂ 第２空間部
２１ｃ 第３空間部
２１ｄ 第１空間部
２２ 排ガス導入部（入口部）
２３ 排ガス導出部（出口部）
２４ 排ガス流路
２５ 貯留部
２６ 海水供給ポンプ
２７ 海水排出ポンプ
２８ 負荷センサ
２９ 制御装置
３１，３４ 第１加圧散水ノズル
３２，３５ 第２加圧散水ノズル
３３，３６，３７ 散水管
４１ 整流部材
４２ 貫通孔
Ｌ１１ 排ガスライン
Ｌ１２ 海水供給ライン
Ｌ１３ 海水排出ライン
Ａ１，Ａ２，Ａ１１，Ａ１２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ１１，Ｂ１２ 散布領域
Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ｂａ，Ｂｂ 散布領域
Ｇ 排ガス
Ｓ 海水

Claims (11)

1. 排ガス発生源から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫する海水脱硫装置において、
   前記排ガスの入口部と出口部を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路が設けられる吸収塔と、
   前記排ガス流路を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスに対して鉛直方向の下方に向けて洗浄液としての海水を散布する散布装置と、
   を備え、
   前記散布装置は、
   前記排ガス流路に水平方向に並列されて前記海水を加圧して噴射する複数の第１加圧散水ノズルと、
   前記複数の第１加圧散水ノズルに前記海水を供給可能であると共に前記第１加圧散水ノズルによる前記海水の散布領域を調整可能な海水供給装置と、
   前記複数の第１加圧散水ノズルが前記海水を散布できない前記排ガス流路の領域に前記海水を加圧して噴射する複数の第２加圧散水ノズルと、
   を有する、
   ことを特徴とする海水脱硫装置。
2. 前記海水供給装置は、前記第１加圧散水ノズルによる前記海水の噴射角度を変更することで前記散布領域を調整することを特徴とする請求項１に記載の海水脱硫装置。
3. 前記海水供給装置は、前記第１加圧散水ノズルに供給する前記海水の供給圧力を変更することで前記海水の噴射角度を変更することを特徴とする請求項２に記載の海水脱硫装置。
4. 前記海水供給装置は、前記排ガス流路を流れる排ガスの流量に応じて前記第１加圧散水ノズルに供給する前記海水の供給圧力を変更することを特徴とする請求項３に記載の海水脱硫装置。
5. 前記複数の第１加圧散水ノズルは、円錐形状をなすように前記海水を噴射し、前記複数の第２加圧散水ノズルは、楕円錐形状をなすように前記海水を噴射することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
6. 前記複数の第１加圧散水ノズルは、角錐形状をなすように前記海水を噴射し、前記複数の第２加圧散水ノズルは、楕円錐形状をなすように前記海水を噴射することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
7. 前記海水供給装置は、前記複数の第１加圧散水ノズルおよび前記複数の第２加圧散水ノズルに前記海水を供給可能であり、前記複数の第１加圧散水ノズルによる前記海水の噴射量は、前記複数の第２加圧散水ノズルによる前記海水の噴射量より多いことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
8. 前記複数の第２加圧散水ノズルは、前記吸収塔の内壁面に沿うと共に水平方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
9. 前記散布装置における鉛直方向の下方に対向して充填物が鉛直方向に積層される充填層が設けられ、前記散布装置と前記充填層との間に複数の貫通孔が形成された整流部材が配置されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
10. 前記排ガス発生源は、船舶に搭載された内燃機関であり、内燃機関から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の海水脱硫装置。
11. 排ガス発生源から排出される排ガスを海水に接触させて脱硫する海水脱硫装置において、
    前記排ガスの入口部と出口部を有して内部に鉛直方向に沿う排ガス流路が設けられる吸収塔と、
    前記排ガス流路を鉛直方向の上方に向けて流れる排ガスに対して鉛直方向の下方に向けて洗浄液としての海水を散布する散布装置と、
    前記散布装置における鉛直方向の下方に対向して充填物が鉛直方向に積層される充填層と、
    前記散布装置と前記充填層との間に配置されて複数の貫通孔が形成された整流部材と、
    を備えることを特徴とする海水脱硫装置。

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