JP2022032797A - 排ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガス処理装置は、部品費用を削減できることが好ましい。【解決手段】排ガスを処理する排ガス処理装置は、排ガスを導入する排ガス導入口と、排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有する反応塔と、反応塔の一方の内部側面から延伸し、液体を搬送する液体供給管と、液体供給管から供給される液体を噴射する噴射部とを備え、噴射部は、液体供給管に設けられる。排ガス処理装置は、高さ方向において、異なる高さ位置に設けられた複数の液体供給管を備え、噴射部は、複数の液体供給管にそれぞれ設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス処理装置に関する。

従来、海水等を反応塔内の吸収部で排ガスと接触させることで脱硫させる排ガス処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。海水等は、給水管から供給され、幹管、枝管、噴射部を順に通過し、吸収部に到達する。
特許文献１ 特開２０１６－１５５０７５号公報

排ガス処理装置は、部品費用を削減できることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、排ガスを処理する排ガス処理装置を提供する。排ガス処理装置は、排ガス導入口を備えてよい。排ガス導入口は、排ガスを導入してよい。排ガス処理装置は、反応塔を備えてよい。反応塔は、排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有してよい。排ガス処理装置は、液体供給管を備えてよい。液体供給管は、反応塔の一方の内部側面から延伸してよい。液体供給管は、液体を搬送してよい。排ガス処理装置は、噴射部を備えてよい。噴射部は、液体供給管から供給される液体を噴射してよい。噴射部は、液体供給管に設けられてよい。

排ガス処理装置は、高さ方向において、異なる高さ位置に設けられた複数の液体供給管を備えてよい。噴射部は、複数の液体供給管にそれぞれ設けられてよい。

少なくとも１つの液体供給管には、複数の噴射部が設けられてよい。

複数の噴射部が設けられる液体供給管は、反応塔の一方の内部側面から反応塔の他方の内部側面に延伸してよい。反応塔の一方の内部側面側に設けられた噴射部の噴射方向は、反応塔の他方の側面側に設けられた噴射部の噴射方向と逆向きである。

排ガス処理装置は、幹管を備えてよい。幹管は、反応塔の内部空間において高さ方向に延伸してよい。幹管は、液体供給管に連結してよい。排ガス処理装置は、枝管を備えてよい。枝管は、幹管の外側側面から反応塔の内部側面に向けて延伸して設けられてよい。枝管は、幹管と連結してよい。噴射部は、幹管および枝管にも設けられてよい。

複数の噴射部は、枝管に設けられてよい。枝管の上面に設けられた噴射部は、反応塔の上部側に向けて液体を噴射してよい。枝管の下面に設けられた噴射部は、反応塔の底部側に向けて液体を噴射してよい。

噴射部は、高さ方向と垂直な方向に対して噴射方向が３０°以上でかつ６０°以下になるように枝部に設置されてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。 図１の液体供給管３０の一例を示す図である。 ｚ軸方向から見た図１の液体供給管３０の一例を示す図である。 他の実施形態に係る排ガス処理装置２００の構造例を示す図である。 図４の液体供給管３０の一例を示す図である。 他の実施形態に係る排ガス処理装置３００の構造例を示す図である。 図６の範囲Ａの拡大図である。 他の実施形態に係る排ガス処理装置４００の構造例を示す図である。 図８の範囲Ｂの拡大図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施形態に係る排ガス処理装置１００の構造例を示す図である。排ガス処理装置１００は、排ガスを処理する。本例の排ガス処理装置１００は、船舶のエンジン等から排出される排ガスに含まれる、硫黄成分等の有害物質を除去する。本例の排ガス処理装置１００は、反応塔１０、排ガス導入口２０、液体供給管３０および複数の噴射部４２を備える。

反応塔１０は、高さ方向に延伸する内部空間１６を有する。本例において高さ方向とは、反応塔１０において排ガスが導入される底部側から、排ガスが排出される上部側に延伸する方向を指す。図１に示すｚ軸方向が高さ方向に対応する。ｚ軸方向は、例えば、排ガス処理装置１００が載置された船舶等の床面と垂直な方向、または、重力方向と平行な方向である。なお、本明細書において、上面とはｚ軸正方向を向く面であり、下面とはｚ軸負方向を向く面である。反応塔１０の底部側から上部側に向かう方向をｚ軸正方向とし、逆の方向をｚ軸負方向とする。

排ガス導入口２０は、反応塔１０の内部空間１６に排ガスを導入する。本例の排ガス導入口２０は、反応塔１０の底面近傍において反応塔１０の内部空間１６に排ガスを流入させる。排ガス導入口２０は、内部空間１６の側面に沿って排ガスが螺旋状に旋回するように、内部空間１６に排ガスを流入させる。

本例の反応塔１０は、内部空間１６において液体を噴霧して排ガスの有害物質を吸収する吸収部１４と、内部空間１６において液体が噴霧されない排出部１２とを有する。排出部１２は、吸収部１４を通過した排ガスを外部に排出する。液体が噴霧されない排出部１２を排出側に設けることで、排ガス処理装置１００から液体が排出されにくくする。排出部１２の内部空間１６のｘｙ平面における断面積は、吸収部１４の内部空間１６の面積よりも小さくてよい。排出部１２の内部空間１６のｘｙ平面における断面積を小さくすることで、旋回流が復活し、気液分離性能を向上でき、船外への水飛散を防止することができる。また、排出部１２との接続部品を小さくでき、材料費・溶接工数の低減につながる。なお本例においてｘｙ平面はｚ軸を法線とする面である。ｘ軸方向およびｙ軸方向は、互いに直交し、且つ、それぞれｚ軸方向と直交する。また、反応塔１０は、内部側面１８（内部側面１８－１、内部側面１８－２）を有する。

液体供給管３０は、ｘｙ平面において延伸して設けられる。本例において、液体供給管３０は、反応塔１０の内部空間１６においてｘ軸方向に延伸して設けられる。液体供給管３０は、反応塔１０の一方の内部側面１８－１から延伸してよい。本例において、液体供給管３０は、反応塔１０の一方の内部側面１８－１から反応塔１０の他方の内部側面１８－２まで延伸している。液体供給管３０は、反応塔１０の内部空間１６で終端していてよく、反応塔１０の内部空間１６を貫通していてもよい。液体供給管３０は、例えば内部に液体の流路を有しており、ｘ軸方向に液体を搬送する。排ガス処理装置１００が船舶に設けられる場合、液体供給管３０に導入される液体は海水、湖水または川水やアルカリ化した処理水等であってよい。

噴射部４２は、液体供給管３０から供給される液体を噴射する。噴射部４２は、液体を霧状にして噴出してよい。噴射部４２は、液体供給管３０の上面に設けられてよい。液体供給管３０の上面とは、液体供給管３０の上端を含む面であってよい。液体供給管３０の上面とは、液体供給管３０をｚ軸正方向側から観察した場合に見える面であってもよい。噴射部４２は、液体供給管３０の下面に設けられてもよい。液体供給管３０の下面とは、液体供給管３０の下端を含む面であってよい。液体供給管３０の下面とは、液体供給管３０をｚ軸負方向側から観察した場合に見える面であってもよい。本例において、噴射部４２は、液体供給管３０の上面に設けられている。

噴射部４２が液体供給管３０に設けられていることにより、液体供給管３０から液体を噴射することができる。したがって、排ガス処理装置１００が後述する幹管、枝管を有する場合と比べ、幹管、枝管を削減することができる。よって、幹管、枝管の部品費用を削減することができる。

また、複数の噴射部４２が、液体供給管３０に設けられていてよい。図１の例では、４つの噴射部４２が液体供給管３０に設けられている。液体供給管３０に、複数の噴射部４２が設けられることにより、効率良く排ガスに液体を噴霧することができる。

排ガス導入口２０より反応塔１０の底部側に噴射部４２が設置されていると排ガス導入口２０に水が逆流する可能性がある。したがって、噴射部４２は、排ガス導入口２０より反応塔１０の上部側に設けられることが好ましい。本例では、噴射部４２が設けられる液体供給管３０は、排ガス導入口２０より反応塔１０の上部側に設けられる。また、液体供給管３０の少なくとも一部は、排ガス導入口２０より反応塔１０の底部側に設けられてもよい。

図２は、図１の液体供給管３０の一例を示す図である。図２において、液体供給管３０と重なる反応塔１０の側壁を透明にして、内部空間１６に配置された液体供給管３０を表示している。図２では、液体供給管３０は、液体が供給される液体供給口３２を有する。また、図２では、排ガスの旋回方向６２、噴射部４２が液体を噴射する噴射方向６４、噴射部４２が液体を噴射する噴射範囲６６を模式的に示している。旋回方向６２は、排ガスが旋回する方向である。

図３は、ｚ軸方向から見た図１の液体供給管３０の一例を示す図である。複数の噴射部４２が設けられる液体供給管３０は、反応塔１０の一方の内部側面１８－１から反応塔１０の他方の内部側面１８－２に延伸している。図３の例では、ｚ軸方向から見て時計回りに排ガスが旋回している。噴射部４２の噴射方向６４は、噴射部４２の噴射口から噴射範囲６６の中心に向かう方向であってよい。

噴射部４２は、排ガスの旋回方向６２に沿って液体を噴射してよい。つまり、反応塔１０の一方の内部側面１８－１側に設けられた噴射部４２－１の噴射方向６４－１は、反応塔１０の他方の側面１８－２側に設けられた噴射部４２－２の噴射方向６４－２と逆向きであってよい。ここで、噴射部４２－１の噴射方向６４－１は、噴射部４２－１の噴射口から噴射範囲６６－１の中心に向かう方向であってよい。また、噴射部４２－２の噴射方向６４－２は、噴射部４２－２の噴射口から噴射範囲６６－２の中心に向かう方向であってよい。内部側面１８－１側とは、内部側面１８－１との距離が、内部側面１８－２との距離よりも小さい領域を指す。同様に、内部側面１８－２側とは、内部側面１８－２との距離が、内部側面１８－１との距離よりも小さい領域を指す。噴射方向６４が逆向きであるとは、ｘｙ面において２つの噴射方向６４の成す角度が９０°より大きい状態を指す。当該角度は１２０°であってよく、１５０°であってよく、１７０°であってもよい。噴射方向６４－１と、噴射方向６４－２との成す角度は１８０°であってもよい。排ガスの旋回方向６２に液体を噴射することにより、排ガスの旋回を促進して効率良く排ガスを処理することができる。

図４は、他の実施形態に係る排ガス処理装置２００の構造例を示す図である。本実施形態の排ガス処理装置２００は、高さ方向において、異なる高さ位置に設けられた複数の液体供給管３０を備えている。他の構造は、排ガス処理装置１００と同一であってよい。図４の例では、排ガス処理装置２００は、２つの液体供給管３０を有する。図４において、液体供給管３０－１および液体供給管３０－２は、排ガス導入口２０よりも反応塔１０の上部側に設けられている。

噴射部４２は、複数の液体供給管３０にそれぞれ設けられる。複数の液体供給管３０がそれぞれ噴射部４２を有するため、液体供給管３０を１つしか備えない場合と比べ、効率良く排ガスに液体を噴霧することができる。

なお、少なくとも１つの液体供給管３０には、複数の噴射部４２が設けられてよい。それぞれの液体供給管３０には、複数の噴射部４２が設けられていてよい。図４の例では、４つの噴射部４２がそれぞれの液体供給管３０（液体供給管３０－１、液体供給管３０－２）に設けられている。液体供給管３０に、複数の噴射部４２が設けられることにより、効率良く排ガスに液体を噴霧することができる。

図４の例では、噴射部４２は、それぞれの液体供給管３０の上面に設けられている。噴射部４２は、それぞれの液体供給管３０の下面に設けられていてもよい。また、液体供給管３０ごとに、噴射部４２が設けられる液体供給管３０における相対位置が異なっていてもよい。一例として、液体供給管３０－１において噴射部４２が液体供給管３０－１の上面に設けられてもよく、液体供給管３０－２において噴射部４２が液体供給管３０－２の下面に設けられてもよい。

図５は、図４の液体供給管３０の一例を示す図である。２つの液体供給管３０の高さ方向の距離が大きいため、ｚ軸上に並んで設けても、排ガスの旋回を阻害しにくくなる。したがって、液体供給管３０の液体を搬送する方向を統一するため、複数の液体供給管３０は、ｚ軸上に並んで設けられるのが好ましい。

図６は、他の実施形態に係る排ガス処理装置３００の構造例を示す図である。本例の排ガス処理装置３００は、反応塔１０、排ガス導入口２０、液体供給管３０、幹管４０、複数の噴射部４２、複数の噴射部４４、複数の噴射部４６および複数の枝管５０を備える。反応塔１０は、排ガス処理装置１００の反応塔１０と同一の構造を有してよい。

幹管４０は、反応塔１０の内部空間１６において高さ方向（すなわちｚ軸方向）に延伸して設けられる。幹管４０は、液体供給管３０に連結する。したがって、液体供給管３０が搬送する液体は、幹管４０に導入される。幹管４０は、液体供給管３０と同様に例えば内部に液体の流路を有しており、ｚ軸方向に液体を搬送する。

複数の枝管５０は、幹管４０の外側側面６０から、反応塔１０の内部側面１８に向けて延伸して設けられる。枝管５０は、例えばｘｙ平面内において延伸して設けられる。それぞれの枝管５０は、反応塔１０の内部側面１８の近傍まで延伸してよい。反応塔１０の半径は０．３ｍから１０ｍ程度であって、枝管５０の先端と反応塔１０の内部側面１８との間隔は、１０ｃｍから１００ｃｍ程度であってよい。枝管５０の先端と反応塔１０の内部側面１８との間隔は、０ｃｍであってもよい。つまり、枝管５０の先端と反応塔１０の内部側面１８は、接してもよい。枝管５０の先端を反応塔１０の内部側面１８に接合することにより、枝管５０の揺れを防止し、破損防止につながる。枝管５０は、幹管４０に連結する。したがって、液体供給管３０が搬送する液体は、幹管４０を通過して、枝管５０に導入される。それぞれの枝管５０の内部には、幹管４０から分岐して液体が流れる流路が形成される。

図６の例では、複数の噴射部４４は、幹管４０に設けられている。複数の噴射部４４は、幹管４０の外側側面６０に設けられてよい。噴射部４４が幹管４０に設けられていることにより、幹管４０から液体を噴射することができる。また、複数の噴射部４６は、枝管５０に設けられている。複数の噴射部４６は、枝管５０の上面に設けられてよい。枝管５０の上面に設けられた噴射部４６は、反応塔１０の上部側に向けて液体を噴射してよい。噴射部４６が枝管５０に設けられていることにより、枝管５０から液体を噴射することができる。

図６の例において、噴射部は、液体供給管３０だけでなく、幹管４０および枝管５０にも設けられている。液体供給管３０、幹管４０および枝管５０に噴射部を設けることにより、枝管５０のみに噴射部を設ける構成に比べ、枝管５０の本数を少なくすることができる。したがって、枝管５０の部品費用を削減することができる。また、枝管５０の本数を少なくすることにより、排ガスの旋回阻害を抑制でき、気液分離の性能低下を抑制することができる。

図７は、図６の範囲Ａの拡大図である。図７において、噴射部４６は、固定部５２、噴射口５４を有する。噴射範囲７０は、噴射部４６の噴射範囲である。

固定部５２は、噴射部４６を枝管５０の上面に固定する。噴射口５４は、液体を噴射する部分である。噴射範囲７０は、噴射口５４から噴射される液体の噴射範囲である。噴射方向７４は、噴射口５４から噴射範囲７０の中心に向かう方向であってよい。

噴射部４６は、高さ方向と垂直な方向に対して噴射方向７４が３０°以上でかつ６０°以下になるように設置されてよい。つまり、図７において、噴射方向７４と高さ方向と垂直な水平方向が成す角度θ１は、３０°以上でかつ６０°以下であってよい。噴射方向７４と高さ方向と垂直な水平方向が成す角度θ１は、例えば、４５°である。噴射部４６が、高さ方向と垂直な水平方向に対して噴射方向７４が３０°以上でかつ６０°以下になるように設置されることにより、排ガスを効率良く処理でき、枝管５０の本数を削減することができる。

図８は、他の実施形態に係る排ガス処理装置４００の構造例を示す図である。図８の排ガス処理装置４００は、枝管５０が噴射部４８を有する点で、図６の排ガス処理装置３００と異なる。排ガス処理装置４００のそれ以外の構成は、図６の排ガス処理装置３００と同一であってよい。

図８において、噴射部４８は、枝管５０の下面に設けられてよい。噴射部４８は、反応塔１０の底部側に向けて液体を噴射してよい。まとめると、枝管５０の下面に設けられた噴射部４８は、反応塔１０の底部側に向けて液体を噴射してよい。

噴射部を枝管５０の上面および下面に設けることにより、噴射部を枝管５０の上面のみに設ける場合と比べ枝管５０の本数を少なくすることができる。枝管５０の本数を削減することにより反応塔１０の高さを低くすることができ、設置スペースを小さくすることができる。また、枝管５０の本数を少なくすることにより、排ガスの旋回阻害を抑制できる。

図９は、図８の範囲Ｂの拡大図である。図９において、噴射部４８は、固定部５６、噴射口５８を有する。また、噴射範囲７２は、噴射部４８の噴射範囲である。噴射部４８以外の構成は、図７と同様であってよい。

固定部５６は、噴射部４８を枝管５０の下面に固定する。噴射口５８は、液体を噴射する部分である。噴射範囲７２は、噴射口５８から噴射される液体の噴射範囲である。噴射方向７６は、噴射口５８から噴射範囲７２の中心に向かう方向であってよい。

噴射部４８は、高さ方向と垂直な方向に対して噴射方向７６が３０°以上でかつ６０°以下になるように設置されてよい。つまり、図９において、噴射方向７６と高さ方向と垂直な水平方向が成す角度θ２は、３０°以上でかつ６０°以下であってよい。噴射方向７６と高さ方向と垂直な水平方向が成す角度θ２は、例えば、４５°である。噴射部４８が、高さ方向と垂直な水平方向に対して噴射方向７６が３０°以上でかつ６０°以下になるように設置されることにより、排ガスを効率良く処理でき、枝管５０の本数を削減することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０・・反応塔、１２・・排出部、１４・・吸収部、１６・・内部空間、１８・・内部側面、２０・・排ガス導入口、３０・・液体供給管、３２・・液体供給口、４０・・幹管、４２・・噴射部、４４・・噴射部、４６・・噴射部、４８・・噴射部、５０・・枝管、５２・・固定部、５４・・噴射口、５６・・固定部、５８・・噴射口、６０・・外側側面、６２・・旋回方向、６４・・噴射方向、６６・・噴射範囲、７０・・噴射範囲、７２・・噴射範囲、７４・・噴射方向、７６・・噴射方向、１００・・排ガス処理装置、２００・・排ガス処理装置、３００・・排ガス処理装置、４００・・排ガス処理装置

Claims (7)

1. 排ガスを処理する排ガス処理装置であって、
   前記排ガスを導入する排ガス導入口と、
   前記排ガスが導入される底部側から排ガスが排出される上部側への高さ方向に延伸する内部空間を有する反応塔と、
   前記反応塔の一方の内部側面から延伸し、液体を搬送する液体供給管と、
   前記液体供給管から供給される液体を噴射する噴射部と
   を備え、
   前記噴射部は、前記液体供給管に設けられる排ガス処理装置。
2. 前記高さ方向において、異なる高さ位置に設けられた複数の前記液体供給管を備え、
   前記噴射部は、複数の前記液体供給管にそれぞれ設けられる
   請求項１に記載の排ガス処理装置。
3. 少なくとも１つの前記液体供給管には、複数の前記噴射部が設けられる
   請求項１または２に記載の排ガス処理装置。
4. 複数の前記噴射部が設けられる前記液体供給管は、前記反応塔の一方の内部側面から前記反応塔の他方の内部側面に延伸し、
   前記反応塔の一方の内部側面側に設けられた前記噴射部の噴射方向は、前記反応塔の他方の内部側面側に設けられた前記噴射部の噴射方向と逆向きである
   請求項３に記載の排ガス処理装置。
5. 前記反応塔の前記内部空間において前記高さ方向に延伸し、前記液体供給管に連結する幹管と、
   前記幹管の外側側面から前記反応塔の内部側面に向けて延伸して設けられ、前記幹管と連結する枝管と
   を更に備え、
   前記噴射部は、前記幹管および前記枝管にも設けられる
   請求項１から３いずれか一項に記載の排ガス処理装置。
6. 複数の前記噴射部は、前記枝管に設けられ、
   前記枝管の上面に設けられた前記噴射部は、前記反応塔の上部側に向けて液体を噴射し、
   前記枝管の下面に設けられた前記噴射部は、前記反応塔の底部側に向けて液体を噴射する
   請求項５に記載の排ガス処理装置。
7. 前記噴射部は、前記高さ方向と垂直な方向に対して噴射方向が３０°以上でかつ６０°以下になるように前記枝管に設置される
   請求項６に記載の排ガス処理装置。

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