JP2023055419A - Multi-fuel available fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多種燃料の利用可能な燃料供給装置に関し、詳しくは、液化アンモニアや液化石油ガス、メタノールといった燃料を兼用することができる燃料供給装置を提供することができるだけでなく、液化アンモニアを燃料として用いる際に、戻し燃料が燃料タンクに送られることがない燃料供給装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel supply system capable of using various fuels, and more specifically, it is possible to provide a fuel supply system that can use fuels such as liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol. It relates to a fuel supply system in which return fuel is not sent to the fuel tank when used as a fuel tank.
従来、地球温暖化防止に基づく環境規制の観点から、燃焼時に二酸化炭素を排出しない液化アンモニア(以下、必要により「LNH3」という)、燃焼時にSOxを排出しない液化石油ガス(以下、必要により「LPG」という)、メタノールといった燃料が必要となり、燃料が多様化している。
燃料は、流量調整や温度調整のために、燃料タンクに一部を戻すが、戻るラインには、燃料を噴射する弁から侵入するシール油が混入するおそれがある。
Conventionally, from the viewpoint of environmental regulations based on the prevention of global warming, liquefied ammonia (hereinafter referred to as "LNH 3 " as required) that does not emit carbon dioxide when burned, liquefied petroleum gas (hereinafter referred to as " Fuels such as LPG) and methanol are required, and fuels are diversifying.
Some of the fuel is returned to the fuel tank for flow control and temperature control, but there is a risk that the return line will be contaminated with seal oil entering from the valve that injects the fuel.
このため、燃料との組み合わせによっては、シール油が混ざらずに粒子等の不純物を除去するためのフィルタやストレーナを目詰まりさせてしまうおそれがある。具体的には、LPGの場合は、LPGとシール油は混合する場合もあるが、LNH3等の場合、LNH3とシール油は混合しないため、上記の目詰まりが起きる問題がある。 For this reason, depending on the combination with the fuel, there is a risk that the filter or strainer for removing impurities such as particles will be clogged without being mixed with the seal oil. Specifically, in the case of LPG, LPG and seal oil may be mixed, but in the case of LNH 3 or the like, LNH 3 and seal oil are not mixed, so there is a problem of clogging as described above.
また、燃料供給装置の停止時には、その装置内部の流体を外部へ廃棄する必要があるが、毒性を有するアンモニアは人体等に対する悪影響が懸念されるので、そのアンモニアを除去して、人体を保護するために、除害方法を講じる必要がある。 In addition, when the fuel supply system is stopped, it is necessary to dispose of the fluid inside the system to the outside. Since ammonia, which is toxic, may adversely affect the human body, etc., the ammonia should be removed to protect the human body. Therefore, it is necessary to take measures to remove harm.
除害方法としては、一般的にスクラバや燃焼といった方法が知られている。
スクラバを使う場合、処理した水を一部保管しておくということも考えられるが、使用量に応じてタンクの容量は大きくなるといった問題がある。
Methods such as scrubbing and combustion are generally known as methods for removing harm.
When using a scrubber, it is conceivable to store some of the treated water, but there is a problem that the capacity of the tank increases according to the amount used.
このため、船外へ排出する方法が必要である。その際の排出基準項目としては、国内でいう河川での基準が適用され、アンモニア性窒素や油分が基準対象になる。 Therefore, a method of discharging overboard is required. At that time, domestic standards for rivers are applied as emission standard items, and ammonia nitrogen and oil content are subject to the standards.
そのため、アンモニア性窒素や油分の除害装置が必要となるが、船内で除害装置を設置しようとすると、設置状況によっては処理しなければいけない量が増加してしまうといった問題がある。
このため、エンジン運転後、配管内に残留する液化アンモニアガスを配管内から除去するため、窒素を使って押し出す方法(窒素パージ)を採用している。
Therefore, ammonium nitrogen and oil abatement equipment is required, but if an abatement equipment is installed on board, there is a problem that the amount of waste that must be treated increases depending on the installation situation.
Therefore, in order to remove the liquefied ammonia gas remaining in the piping after the engine is running, a method of pushing out using nitrogen (nitrogen purge) is adopted.
しかし、上記の窒素パージ押出方式では、排出先が上部であると、押し出すための供給圧力及び流量が必要になってしまい、流量と塔高さの関係上、除害設備が大きくなるといった問題があった。 However, in the above nitrogen purge extrusion method, if the discharge destination is the upper part, a supply pressure and flow rate are required for extrusion, and there is a problem that the abatement equipment becomes large due to the relationship between the flow rate and the tower height. there were.
そこで、本発明の課題は、液化アンモニアや液化石油ガス、メタノールといった燃料を兼用することができる燃料供給装置を提供することができるだけでなく、戻し燃料が燃料タンクに送られることがない燃料供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、戻し燃料にシール油が含まれていても、シール油を液化アンモニア燃料等と好適に分離できる燃料供給装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is not only to provide a fuel supply system that can use fuel such as liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol, but also to provide a fuel supply system that does not send the returned fuel to the fuel tank. is to provide
Another object of the present invention is to provide a fuel supply system capable of suitably separating the seal oil from the liquefied ammonia fuel or the like even if the return fuel contains the seal oil.
さらに、本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。 Furthermore, other objects of the present invention will become clear from the following description.
上記課題は以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
(請求項1)
エンジンに、液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料の何れか1種を貯留する燃料タンクからリカバリタンクを経由してエンジンに至る燃料供給ラインと、
前記エンジンから前記燃料の一部を前記リカバリタンクに戻す燃料戻しラインとを備え、
前記燃料戻しラインの前記リカバリタンクに至るまでに、あるいは前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置することを特徴とする燃料供給装置。
(請求項2)
前記油分除去回収装置には、燃料と油の分離を向上させるための堰と、燃料と油の界面を判定するための計器を備えることを特徴とする請求項1記載の燃料供給装置。
(請求項3)
前記計器が、静電式レベルスイッチ又は密度計であることを特徴とする請求項2記載の燃料供給装置。
(請求項4)
前記エンジンから前記燃料の一部を前記リカバリタンクに戻す燃料戻しラインに、前記燃料を導入して、気化アンモニアガスと、液化アンモニア及び油とに分離するための気液分離器を備え、
前記気液分離器で分離された前記気化アンモニアガスと水を導入して、アンモニア水を生成させる除害装置を設けることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の燃料供給装置。
(請求項5)
液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料から選ばれる何れか1種の燃料をエンジンに供給する燃料供給ラインに、燃料タンクと、低圧の燃料ポンプと、第1バッファタンクと、高圧の燃料ポンプと、ヒータ又はクーラと、フィルタとを備え、
前記エンジンから前記燃料の一部を戻す燃料戻しラインに、リカバリタンクを備え、
前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置し、
油分が除去された燃料は前記第1バッファタンクに戻されることを特徴とする燃料供給装置。
(請求項6)
前記油分除去回収装置で分離された油分を貯留する第2バッファタンク及び又はドレインタンクを備えることを特徴とする請求項5記載の燃料供給装置。
(請求項7)
前記燃料供給ラインが形成された燃料供給ルームの下部に、残液を回収する第2バッファタンク及び又はドレインタンクからなるドレインルームを設置することを特徴とする請求項6記載の燃料供給装置。
(Claim 1)
a fuel supply line from a fuel tank storing any one of fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine via a recovery tank;
a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank;
A fuel supply device, wherein an oil removal and recovery device is installed on the fuel return line up to the recovery tank or in the recovery tank.
(Claim 2)
2. The fuel supply system of
(Claim 3)
3. A fuel supply system according to claim 2, wherein said meter is an electrostatic level switch or a density meter.
(Claim 4)
A gas-liquid separator for introducing the fuel into a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank and separating it into vaporized ammonia gas, liquefied ammonia and oil,
4. The fuel supply system according to
(Claim 5)
A fuel supply line for supplying any one fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine includes a fuel tank, a low-pressure fuel pump, a first buffer tank, and a high-pressure fuel. comprising a pump, a heater or cooler, and a filter;
A recovery tank is provided in a fuel return line that returns part of the fuel from the engine,
Install an oil removal and recovery device in the recovery tank,
A fuel supply device, wherein the oil-free fuel is returned to the first buffer tank.
(Claim 6)
6. The fuel supply system according to
(Claim 7)
7. The fuel supply system according to claim 6, wherein a drain room comprising a second buffer tank for recovering residual liquid and/or a drain tank is provided below the fuel supply room in which the fuel supply line is formed.
本発明によれば、液化アンモニアや液化石油ガス、メタノールといった燃料を兼用することができる燃料供給装置を提供することができるだけでなく、戻し燃料が燃料タンクに送られることがない燃料供給装置を提供することができる。
また、本発明によれば、戻し燃料にシール油が含まれていても、シール油を液化アンモニア燃料等と好適に分離できる燃料供給装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible not only to provide a fuel supply system that can use fuel such as liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol, but also to provide a fuel supply system that does not send the returned fuel to the fuel tank. can do.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a fuel supply device that can suitably separate the seal oil from the liquefied ammonia fuel or the like even if the return fuel contains the seal oil.
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing.
本発明の形態1について、図1に基づいて説明する。
図1は、本発明の燃料供給装置の一形態を示すフロー図である。
図1において、1は船舶エンジンであり、該エンジン1に燃料タンク2から燃料がドレインタンク4を介して供給される。船舶エンジン1としては、二元燃料が対応できるエンジンが好ましい。例えば、燃料を、重油と、下記に示す燃料との2種類の燃料とする二元燃料を用いることができるエンジンが例示できる。
FIG. 1 is a flow diagram showing one embodiment of the fuel supply system of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a marine engine, to which fuel is supplied from a fuel tank 2 through a
二元燃料が対応できるエンジンの燃料の一部は、液化アンモニア、液化石油ガス(LPG)、メタノールのような燃料のいずれでもよい。また、液化石油ガスについても、ブタンリッチの場合とプロパンリッチの場合とがあるが、いずれの主成分であっても使用することができる。LPGは、完全にブタン成分しかないものは非常に少なく、シール油と完全に混ざらない場合が考えられるからである。つまり、LPGに含まれるプロパンの分量により、シール油に溶解する度合いが変化するのみで、完全に溶解しない場合、本発明の油分除去回収装置により、シール油を分離できる。 Some of the fuels in dual-fuel compatible engines can be fuels such as liquefied ammonia, liquefied petroleum gas (LPG), and methanol. Also, liquefied petroleum gas may be either butane-rich or propane-rich, and either main component can be used. This is because there are very few LPGs that completely contain only butane, and it is conceivable that they may not be completely mixed with the seal oil. In other words, if the amount of propane contained in LPG only changes the degree of dissolution in the seal oil and does not completely dissolve the propane, the seal oil can be separated by the oil removal and recovery device of the present invention.
なお、NH3は極性であり、油は無極性であるため混ざらない。同様にメタノールも極性であり、油とは混ざらない。
LPGは、産地によって主成分がプロパンのLPG(プロパンリッチLPG)とブタンのLPG(ブタンリッチLPG)がある。油との混合しやすさは、一概に極性と無極性のみによる評価だけではなく、奇遇効果と鎖長の短さが関係していると推定される。
It should be noted that NH3 is polar and oil is non-polar, so they do not mix. Similarly, methanol is polar and does not mix with oil.
LPG is classified into LPG whose main component is propane (propane-rich LPG) and LPG whose main component is butane (butane-rich LPG), depending on the production area. It is presumed that the ease of mixing with oil is generally related not only to the evaluation based on polarity and nonpolarity alone, but also to the odd effect and the shortness of the chain length.
炭素数が偶数の長鎖アルカンは、完全パッキング時(固体の結晶状態)では、分子鎖が鎖長方向に長い「並行6面体」になるが、奇数の場合は端の一角(稜)が欠けるので、その分パッキングが悪くなる。パッキングのしやすさは親油性を示している。 Long-chain alkanes with an even number of carbon atoms form a "parallel hexahedron" in which the molecular chain is long in the chain length direction when completely packed (in the crystalline state of a solid). So the packing gets worse. Ease of packing indicates lipophilicity.
つまり、C3H8(プロパン)は、炭素数が最小の奇数の3なので、端欠けの影響が大きく、パッキングしにくく、直鎖アルカンの中では最も油らしくない異端の性状である。これに対して、C4H10(ブタン)は、炭素数は偶数の4なので、パッキングがよい。 In other words, C 3 H 8 (propane) has the smallest odd number of 3 carbon atoms, so it is greatly affected by end chipping and is difficult to pack. On the other hand, C 4 H 10 (butane) has an even number of carbon atoms, 4, and therefore packs well.
本発明者は、液化C4H10はシール油に溶解し、液化C3H8はシール油に溶解しないという差が生じることを実験により確認した。 The present inventor confirmed by experiments that there is a difference that liquefied C 4 H 10 dissolves in seal oil and liquefied C 3 H 8 does not dissolve in seal oil.
以上のことから、本発明の燃料タンク2に貯留される燃料が、液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料の何れか1種というのは、本発明の燃料供給装置が、油に溶解しない燃料に特に有効であるが、油に溶解する燃料であっても使用できる、つまり、液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールといったいずれの燃料でも、燃料タンクに供給される燃料を変更するだけで、そのまま使用できるという使用燃料の選択肢の幅を広げ、多種多様な燃料を兼用できる汎用性が高い燃料供給装置であることを意図している。 From the above, the fuel stored in the fuel tank 2 of the present invention is any one of fuels selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol, because the fuel supply device of the present invention dissolves in oil. It is particularly useful for fuels that do not dissolve in oil, but even fuels that dissolve in oil can be used, i.e. any fuel such as liquefied ammonia, liquefied petroleum gas and methanol can be used simply by changing the fuel supplied to the fuel tank. It is intended to be a highly versatile fuel supply device that can be used as it is, expanding the range of fuel choices and can be used with a wide variety of fuels.
以下、本形態の燃料が、主に液化アンモニアである場合を説明する。 A case where the fuel of this embodiment is mainly liquefied ammonia will be described below.
燃料タンク2は、フルレフ式やセミレフ式などの低圧のタンクが用いられる。余剰のアンモニアガスが発生する場合には、それを回収して脱硝装置の還元剤として使用することが好ましい。燃料タンク2には、再液化装置2Aを設けることができる。再液化装置2Aでは、燃料タンク2から気体として排出されるアンモニアガスを導入して、加圧して液化アンモニアを生成し、燃料タンクに戻すことができる。また、気液分離器12(12A、12B)で排出されるアンモニアガス、窒素パージされて得られるアンモニアガスなどの種々のアンモニアガスを、再液化装置2Aに導入して、加圧して液化アンモニアを生成し、燃料タンク2に戻すこともできる。
As the fuel tank 2, a low-pressure tank such as a full reflex type or a semi-reflex type is used. When surplus ammonia gas is generated, it is preferable to recover it and use it as a reducing agent for the denitrification device. The fuel tank 2 can be provided with a
燃料タンク2に充填される燃料である液化アンモニアは、低圧の燃料ポンプである低圧ポンプ3を介して、リカバリタンク4に送られる。低圧ポンプ3の吐出圧力は、1.8~2.0MPaG(ゲージ圧)の範囲が好ましい。
Liquefied ammonia, which is fuel filled in the fuel tank 2, is sent to the
リカバリタンク4に送られる過程で、ヒータ3Aで燃料を加熱することができる。ここで、ヒータ3Aを設置するのは、タンクの方式に応じて燃料が低温の場合があるからである。
The fuel can be heated by the
形態1では、液化アンモニアが、燃料タンク2からリカバリタンク4を経由してエンジン1に至る燃料供給ラインを備えており、かつエンジン1から燃料の一部をリカバリタンク4に戻す燃料戻しラインを備えている。
In
リカバリタンク4からエンジン1に向かう燃料供給ラインには、高圧の燃料ポンプである高圧ポンプ5、ヒータ5A、フィルタ7A又はフィルタ7B、燃料バルブトレイン(インターフェース)であるSVT10が設けられている。
A fuel supply line leading from the
リカバリタンク4内の燃料は、高圧ポンプ5を介して、ヒータ5Aに送られる。高圧ポンプ5の吐出圧力は、8.0~8.5MPaG(ゲージ圧)の範囲が好ましい。本実施形態において、LPGを燃料として使用した場合の吐出圧力は、5.0~5.5MPaGの範囲が好ましく、メタノールを燃料として使用した場合の吐出圧力は、1.0~1.5MPaGの範囲が好ましい。
The fuel in the
ここで、ヒータ5Aは、ヒータ3Aで温度制御できなかった場合の予備として設置するものであり、ヒータ3Aで制御できるようであれば、設置する必要はない。
Here, the
燃料は、その後、フィルタ7A又はフィルタ7Bでろ過される。ここで、フィルタ7Aとフィルタ7Bは、エンジン内やバルブの保護を目的として設置する。
The fuel is then filtered through
フィルタ7Aとフィルタ7Bは、燃料中に含まれる固形物や錆などを除去することができる。
The
燃料は、フィルタ7A又はフィルタ7Bでろ過された後、SVT10を介して、エンジン1に送られる。
The fuel is sent to the
SVT10は、燃料バルブトレインであり、リカバリタンク4内の燃料を高圧ポンプ5によってエンジン1に供給する過程に存在する補器類(高圧ポンプ5、ヒータ5A、フィルタ7A、7B)と、エンジン1との間のインターフェースである。
The
SVT10には、窒素供給装置10Aから窒素ガスが供給される。窒素ガスは、図示しないが、エンジン1内の燃料のパージ、メンテナンス前のガス抜き、メンテナンス後の気密試験などに利用される。
Nitrogen gas is supplied to the
燃料バルブトレインは、上記のように、補器類とエンジン1との間のインターフェースであるが、その目的としては、シャットダウン時やメンテナンス時に、エンジン1を安全に隔離することと、上記の窒素供給装置10Aから供給された窒素ガスのパージを行うことが挙げられる。
The fuel valve train is the interface between the ancillaries and the
本形態では、エンジン1から燃料の一部をリカバリタンク4に戻す燃料戻しラインを備えている。エンジン1からリカバリタンク4に向かう燃料戻しラインには、燃料バルブトレイン(インターフェース)であるRVT11が設けられ、リカバリタンク4に至る系にクーラ15が設けられている。
In this embodiment, a fuel return line for returning part of the fuel from the
エンジン1内では、流量調整や温度調整のために、燃料の一部を戻し、その際にシール油が燃料の一部に含まれ、RVT11内で減圧し、クーラ15を経て、リカバリタンク4へ戻される。すなわち、本形態においては、リカバリタンク4とエンジン1との間で、燃料が循環するようになっている。
In the
この態様によれば、リカバリタンク4に燃料の一部が戻されるシステムになっており、リカバリタンク4が、燃料をエンジンに供給するタンクとなるため、リカバリタンク4に燃料を供給する燃料タンク2がシール油で汚染されることはない。
According to this aspect, a part of the fuel is returned to the
図2に示すように、リカバリタンク4では、エンジン1からの戻し燃料と、燃料タンク2から送られる液化アンモニアが混合される。
As shown in FIG. 2, in the
リカバリタンク4には、図示のような液体アンモニアとシール油が分離される構造の油分除去回収装置が形成されている。
The
すなわち、液化アンモニア(NH3)の場合、シール油と混合しないので、両者は層分離される。液化アンモニアの存在は、密度計や静電式レベルスイッチを用いて判定することができる。 That is, in the case of liquefied ammonia (NH 3 ), since it does not mix with seal oil, both are separated into layers. The presence of liquefied ammonia can be determined using a density meter or electrostatic level switch.
液化アンモニアの25℃における密度ρは約600kg/m3であり、シール油の密度ρは約900kg/m3であるから、図2に示すように、液化アンモニアは上層に分離され、シール油は下層に分離される。 The density ρ of liquefied ammonia at 25° C. is about 600 kg/m 3 , and the density ρ of seal oil is about 900 kg/m 3 . Therefore, as shown in FIG. Separated into lower layers.
また、LPG(プロパンリッチ)の25℃における密度ρは約500kg/m3であり、LPG(ブタンリッチ)の25℃における密度ρは約578kg/m3である。メタノールの20℃における密度ρは、約792kg/m3である。このため、シール油の密度ρは約900kg/m3であるから、完全に油と溶解しない場合には、図2に示すように、燃料を上層、シール油を下層に分離することができる。 LPG (propane-rich) has a density ρ of about 500 kg/m 3 at 25°C, and LPG (butane-rich) has a density ρ of about 578 kg/m 3 at 25°C. The density ρ of methanol at 20°C is about 792 kg/m 3 . Therefore, since the seal oil has a density ρ of about 900 kg/m 3 , it is possible to separate the fuel into an upper layer and the seal oil into a lower layer as shown in FIG. 2 if the seal oil does not completely dissolve in the oil.
リカバリタンク4は、図2に示すように、堰板40が設けられ、上層の液化アンモニアだけが液化アンモニア槽41に送られる構成になっている。液化アンモニア槽41内の液化アンモニアは燃料として、高圧ポンプ5により、エンジン1方向に送液される。
As shown in FIG. 2 , the
下層のシール油は、ドレイン弁42を開いて除去され、ドレインタンク43に貯留される。このドレイン弁42は、シール油の液面を検出するセンサ44の信号により排出を制御するようにしてもよい。センサ44を設置することで、油分除去状態を確認し、シール油を効率的に排出できる。このシール油を本発明では再利用することもできる。
The lower seal oil is removed by opening the
このような構成にすることにより、油分除去回収装置によって、シール油が分離除去された液化アンモニア燃料をエンジン1に供給することができる。
With such a configuration, the liquefied ammonia fuel from which the seal oil has been separated and removed can be supplied to the
この態様では、上述の堰板40の存在によって、燃料戻しラインから持ち込まれたシール油を効率的に燃料と分離できるので、シール油を分離した燃料を、エンジンに再度供給する際に、フィルタやストレーナを目詰まりさせることがなく、燃料の循環を効率的に行える。
In this embodiment, due to the existence of the above-described
更に、センサ44としては、液面を検出できる液面センサを例示したが、これに限定されず、例えば、静電式レベルスイッチ又は密度計(センサ)等の燃料と油の界面を判定することができる計器が好ましい。これにより、シール油をより効率的に排出できる。
Furthermore, as the
本形態において、液化アンモニアガス供給開始時及び停止時は、系内をパージするため、配管内に残った、減圧される際に一部気化したガスを含んだ液化アンモニアを、気液分離器12(12A、12B)に導入して、気化ガスと液状体とに分離することができる。
In this embodiment, when the supply of liquefied ammonia gas is started and stopped, the liquefied ammonia remaining in the pipe and containing gas partially vaporized when the pressure is reduced is removed from the gas-
気液分離器12としては、図1に示すように、気液分離器12Aと気液分離器12Bを設置することができる。
気液分離器12A、12Bから上部に排出されるアンモニアガスは除害装置13に送られる。
気液分離器12内に残った液は、ポンプを用いて、リカバリタンク4へ戻して、液化アンモニアを回収する。また、窒素を使って液を押し出すこともできる。
As the gas-
Ammonia gas discharged upward from the gas-
The liquid remaining in the gas-
気液分離器12で気化した気化アンモニアガスは、除害装置13で水が供給され、アンモニア水として回収される。回収されたアンモニア水は、例えば、船内での脱硝装置の還元剤として使用することができる。
The vaporized ammonia gas vaporized by the gas-
次に、図3に基づいて、気液分離器の好ましい形態について説明する。以下に説明する態様は、アンモニアガスとして水と接触させる場合と、液化アンモニアと水を接触させる場合では、反応熱量が違うので、回収するエネルギは削減できるという効果を奏する。 Next, a preferred form of the gas-liquid separator will be described with reference to FIG. The embodiment described below has the effect of reducing the amount of energy to be recovered because the amount of reaction heat is different when ammonia gas is brought into contact with water and when liquefied ammonia and water are brought into contact.
まず、気液分離器12に予め、清水を張り込んでおく。気液分離器12には、液面を検出するセンサを設けることが好ましい。図示の例では、ハイレベルセンサ120、ローレベルセンサ121として、レベルスイッチ(LS)が設けられている。HHはハイレベルを示し、LLはローレベルを示している。
First, fresh water is filled in the gas-
ハイレベルセンサ120が、HHレベルを検出して、スタンバイ状態となるように、予め清水バルブ122を開けて清水を張り込んでおく。清水を張り込む量は、燃料供給装置内の容積分の液化アンモニア(LNH3)が水に溶解する量になるよう調整することが好ましい。また、導入されるアンモニアガス(一部液化アンモニアを含む)に対応する清水は、液面センサのHHレベルを調整することにより、適切な量に設定することができる。
The
次に、図3に示すバルブ123を開き、気液分離器12に、液化アンモニアLNH3を送りこみ、液化アンモニアと水を接触させて、アンモニア水にする。
Next, the
液化アンモニアLNH3は、RVT11を経由してリカバリタンク4に至る燃料戻り系から供給される。したがって、RVT11では、液化アンモニアを減圧して、リカバリタンク4に戻すので、減圧される際に、その一部が気化される場合があり、気液分離器12に送りこまれる液化アンモニアLNH3には、一部気化されたアンモニアガスを含む液化アンモニアになっている場合も含まれる。
Liquefied ammonia LNH 3 is supplied from a fuel return system to
次いで、液化アンモニアLNH3が抜けきった状態を、例えば、燃料供給装置内の図示しないレベルスイッチ、圧力計等で検知した後、ポンプ124を介して、一次受けタンク125でアンモニア水として回収する。一次受けタンク125で回収されたアンモニア水は、図3に示すように、リカバリタンク4に供給することにより、再び燃料として使用することができる。
Next, after the state in which the liquefied ammonia LNH 3 has completely escaped is detected by, for example, a level switch, a pressure gauge, etc. (not shown) in the fuel supply device, it is recovered as aqueous ammonia in the
次いで、ポンプ124によって液面がLLレベルになるまで抜き出し、ローレベルセンサ121が、LLレベルを検出したら、ポンプ124を停止する。これにより気液分離機の一連の処理は完了する。
Next, the
そして、再び、清水バルブ122を開いて、清水を導入して、ハイレベルセンサ120が、HHレベルを検出するまで張り込む。
Then, the
気液分離器12から液面上部に分離されたアンモニアガスは、除害装置13に送られる。除害装置13で水が供給されアンモニア水を生成する。
Ammonia gas separated above the liquid surface from the gas-
除害装置13から排出されるアンモニア水は、SCR16に送られ、還元剤として利用されるなどして処理・除去される。
Ammonia water discharged from the
図3に示す装置及びこれを用いた方法によれば、除害装置がコンパクト化できる効果がある。除害装置で除去したいアンモニア量が減るからである。なお、アンモニアと水を接触させた際に発生する反応熱量が減る効果もある。 According to the apparatus shown in FIG. 3 and the method using the same, there is an effect that the abatement apparatus can be made compact. This is because the amount of ammonia to be removed by the abatement device is reduced. It also has the effect of reducing the amount of reaction heat generated when ammonia and water are brought into contact with each other.
次に、本発明の形態2について、図4に基づいて説明する。
形態2における燃料供給ラインは、図4の破線よりA側に位置しており、液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料の何れか1種の燃料をエンジンに供給する燃料供給ラインである。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
The fuel supply line in mode 2 is located on the A side of the dashed line in FIG. 4, and is a fuel supply line that supplies any one type of fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine. .
以下に燃料供給ラインに設けられる設備について説明する。
燃料タンク2には、液化アンモニアが充填されている。液化アンモニアは、低圧ポンプ3により、第1バッファタンク20に供給される。
Equipment provided in the fuel supply line will be described below.
The fuel tank 2 is filled with liquefied ammonia. Liquefied ammonia is supplied to the
第1バッファタンク20からエンジン1に向かう燃料供給ラインには、高圧ポンプ5、ヒータ5A、フィルタ7A又はフィルタ7B、燃料バルブトレイン(インターフェース)であるSVT10が設けられている。
A fuel supply line from the
一方、図4の破線よりB側に位置しており、エンジン1からリカバリタンク4に向かう燃料戻しラインには、燃料バルブトレイン(インターフェース)であるRVT11が設けられている。すなわち、エンジン1から燃料の一部を戻す燃料戻しラインに、リカバリタンク4を備えている。
On the other hand, a fuel return line from the
この形態2においても、形態1と同様に、リカバリタンク4に油分除去回収装置を設置している。
この油分除去回収装置の構造は、形態1で説明したものと同一であるので、その説明を省略する。
Also in this form 2, similarly to the
Since the structure of this oil removing and recovering device is the same as that described in
リカバリタンク4の油分除去回収装置で下層に分離された油分(シール油)は、ドレイン弁42、移送ポンプ45を介して、ドレインタンク43に移送される。
The oil (seal oil) separated to the lower layer by the oil removal and recovery device of the
第2バッファタンク22は、機関室内で配管が破損した場合の漏えい対策の二重配管の内管が破損した場合の、液化アンモニアの一次受けタンクとして機能する。通常の状態では、RVT11から、第2バッファタンク22に、エアーが流れてくる。しかし、配管の破損等の異常が発生した場合、この第2バッファタンク22を設けておくことにより、エンジン1内の燃料(液化アンモニアなど)を、RVT11から回収することができる。また、エンジン1内の燃料であるアンモニア水を、第2バッファタンク22を介して、還元剤として、SCR16に供給することもできる。これにより、図示しない除害装置を介さずにSCR16に還元剤を供給することができ、この結果、除害装置のコンパクト化が可能となり、大気へのアンモニアガスの放出を抑制することができる。
The
図4に示すリカバリタンク4において、液化アンモニア槽41内の液化アンモニア燃料は、ポンプ24により、第1バッファタンク20に送液される。この場合、ポンプ24と第1バッファタンク20との間に、第1バッファタンク20からリカバリタンク4に向かって液流が生じないように、逆止弁(図示せず)を設けることも好ましい。
In the
また、リカバリタンク4内の液化アンモニアが気化したアンモニアガスを、図示しない除害装置に送り、除害装置を介して、アンモニア水を還元剤としてSCR16に送ることもできる。
Alternatively, the ammonia gas obtained by vaporizing the liquefied ammonia in the
本形態では、燃料供給ラインが形成された燃料供給ルームの下部に、残液を回収する第2バッファタンク22及び又はドレインタンク43からなるドレインルームを設置することできる。このように下部に設置することで、自重で液を落とし、燃料供給装置内への窒素の供給量を減らすことができ、除害装置をコンパクト化できる。
In this embodiment, a drain room comprising the
また、燃料タンク2、リカバリタンク4などから発生するアンモニアガスは、図示しない除害装置によってアンモニア水を生成し、SCR16に送ることにより、SCR16で、還元剤に利用されるなどして処理・除去される。
Further, the ammonia gas generated from the fuel tank 2, the
1 :エンジン
2 :燃料タンク
2A :再液化装置
3 :低圧ポンプ
3A :ヒータ
4 :リカバリタンク
40 :堰板
41 :液化アンモニア槽
42 :ドレイン弁
43 :ドレインタンク
44 :センサ
45 :移送ポンプ
5 :高圧ポンプ
5A :ヒータ
6 :並行
7A :フィルタ
7B :フィルタ
10A :窒素供給装置
12 :気液分離器
12A :気液分離器
12B :気液分離器
120 :ハイレベルセンサ
121 :ローレベルセンサ
122 :清水バルブ
123 :バルブ
124 :ポンプ
125 :一次受けタンク
13 :除害装置
15 :クーラ
16 :SCR
20 :第1バッファタンク
22 :第2バッファタンク
24 :移送ポンプ
1: Engine 2:
20: first buffer tank 22: second buffer tank 24: transfer pump
(請求項1)
エンジンに、液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料の何れか1種を貯留する燃料タンクからリカバリタンクを経由してエンジンに至る燃料供給ラインと、
前記エンジンから前記燃料の一部を前記リカバリタンクに戻す燃料戻しラインとを備え、
前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置することを特徴とする燃料供給装置。
(請求項2)
前記油分除去回収装置には、燃料と油の分離を向上させるための堰と、燃料と油の界面を判定するための計器を備えることを特徴とする請求項1記載の燃料供給装置。
(請求項3)
前記計器が、静電式レベルスイッチ又は密度計であることを特徴とする請求項2記載の燃料供給装置。
(請求項4)
前記エンジンから前記燃料の一部を前記リカバリタンクに戻す燃料戻しラインに、前記燃料を導入して、気化アンモニアガスと、液化アンモニア及び油とに分離するための気液分離器を備え、
前記気液分離器で分離された前記気化アンモニアガスと水を導入して、アンモニア水を生成させる除害装置を設けることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の燃料供給装置。
(請求項5)
液化アンモニア、液化石油ガス及びメタノールから選ばれる燃料の何れか1種の燃料をエンジンに供給する燃料供給ラインに、燃料タンクと、低圧の燃料ポンプと、第1バッファタンクと、高圧の燃料ポンプと、ヒータと、フィルタとを備え、
前記エンジンから前記燃料の一部を戻す燃料戻しラインに、リカバリタンクを備え、
前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置し、
油分が除去された燃料は前記第1バッファタンクに戻されることを特徴とする燃料供給装置。
(請求項6)
前記油分除去回収装置で分離された油分を貯留するドレインタンクを備えることを特徴とする請求項5記載の燃料供給装置。
(請求項7)
前記燃料供給ラインが形成された燃料供給ルームの下部に、残液を回収するドレインタンクを備えるドレインルームを設置することを特徴とする請求項6記載の燃料供給装置。
(Claim 1)
a fuel supply line from a fuel tank storing any one of fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine via a recovery tank;
a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank;
A fuel supply system, wherein an oil removal/recovery device is installed in the recovery tank.
(Claim 2)
2. The fuel supply system of
(Claim 3)
3. A fuel supply system according to claim 2, wherein said meter is an electrostatic level switch or a density meter.
(Claim 4)
A gas-liquid separator for introducing the fuel into a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank and separating it into vaporized ammonia gas, liquefied ammonia and oil,
4. The fuel supply system according to
(Claim 5)
A fuel tank, a low-pressure fuel pump, a first buffer tank, and a high-pressure fuel pump are provided in a fuel supply line for supplying any one of fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine. , a heater , and a filter,
A recovery tank is provided in a fuel return line that returns part of the fuel from the engine,
Install an oil removal and recovery device in the recovery tank,
A fuel supply device, wherein the oil-free fuel is returned to the first buffer tank.
(Claim 6)
6. The fuel supply device according to
(Claim 7)
7. The fuel supply system according to claim 6, wherein a drain room having a drain tank for recovering residual liquid is installed below the fuel supply room in which the fuel supply line is formed.
Claims (7)
前記エンジンから前記燃料の一部を前記リカバリタンクに戻す燃料戻しラインとを備え、
前記燃料戻しラインの前記リカバリタンクに至るまでに、あるいは前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置することを特徴とする燃料供給装置。 a fuel supply line from a fuel tank storing any one of fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine via a recovery tank;
a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank;
A fuel supply device, wherein an oil removal and recovery device is installed on the fuel return line up to the recovery tank or in the recovery tank.
前記気液分離器で分離された前記気化アンモニアガスと水を導入して、アンモニア水を生成させる除害装置を設けることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の燃料供給装置。 A gas-liquid separator for introducing the fuel into a fuel return line returning part of the fuel from the engine to the recovery tank and separating it into vaporized ammonia gas, liquefied ammonia and oil,
4. The fuel supply system according to claim 1, further comprising an abatement device for introducing the vaporized ammonia gas and water separated by the gas-liquid separator to generate ammonia water.
前記エンジンから前記燃料の一部を戻す燃料戻しラインに、リカバリタンクを備え、
前記リカバリタンクに油分除去回収装置を設置し、
油分が除去された燃料は前記第1バッファタンクに戻されることを特徴とする燃料供給装置。 A fuel supply line for supplying any one fuel selected from liquefied ammonia, liquefied petroleum gas, and methanol to the engine includes a fuel tank, a low-pressure fuel pump, a first buffer tank, and a high-pressure fuel. comprising a pump, a heater or cooler, and a filter;
A recovery tank is provided in a fuel return line that returns part of the fuel from the engine,
Install an oil removal and recovery device in the recovery tank,
A fuel supply device, wherein the oil-free fuel is returned to the first buffer tank.
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