JP2023183134A

JP2023183134A - 排ガス処理装置

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Publication number: JP2023183134A
Application number: JP2022096595A
Authority: JP
Inventors: 和芳糸川; Kazuyoshi Itokawa
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2022-06-15
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-12-27

Abstract

【課題】複数台のスクラバにて耐食性を良好に発揮でき、且つ、耐食性を持つ素材の使用量を削減できるようにすること。【解決手段】排ガス処理装置（１）は、エンジン（Ｅ）から排出される排ガス（ｇ１）に洗浄海水（ａ１）を接触して浄化する第１スクラバ（１０Ａ）及び第２スクラバ（１０Ｂ）と、エンジンから排出される排ガスの流量を測定する排ガス量測定部（３１）と、第１スクラバへの排ガスの導入量を調整する第１排ガス調整弁（３３Ａ）と、第２スクラバへの排ガスの導入量を調整する第２排ガス調整弁（３３Ｂ）と、制御部（４１）とを備えている。制御部は、排ガス量測定部の測定結果に基づき、第２スクラバにおける排ガスの導入量を、規定流量及びなしから選択するよう制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガスの有害物質を除去する排ガス処理装置に関する。

世界の大気環境の改善に向け、国際海事機関（ＩＭＯ）では、２００８年に海洋汚染防止条約を改正し、２０２０年から船舶用燃料油中の硫黄分濃度に関する規制を強化した。この規制対応方法の一つであるスクラバを搭載したＥＧＣＳ（排ガス浄化装置：ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＣｌｅａｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）がある。

ＥＧＣＳでは、海水を汲み上げ、海水のアルカリ分を利用してスクラバで排ガス中のＳＯｘを吸収し、ＳＯｘを吸収した海水を船外に排水することで排ガスを浄化するシステムである。通常、ＥＧＣＳは、１つの船舶エンジンからの排ガスに対してスクラバを１台設置するが、特許文献１に開示されるように、複数台のスクラバを設置する構成が採用されることもある。

ところで、スクラバに海水を供給することで、スクラバの温度が低下するだけでなく、排ガス導入管（スクラバに排ガスを導入する配管）も温度が低下する。排ガスに硫黄が含まれた状態で、排ガス導入管内の排ガスが硫酸露点まで温度が低下すると、腐食性成分となる高濃度の硫酸が生成される。

スクラバ内とは異なり、排ガス導入管には海水が供給されないため、生成された硫酸は高濃度のまま、排ガス導入管内に滞留する。よって、排ガス導入管にて硫酸が発生ないし滞留する場所には、腐食対策として高い耐食性を持つ素材が使用される。

国際公開２０１４／１７１３６６号

船舶にてエンジン負荷が変動すると、排ガスの流量が変化すること等によって、排ガス導入管にて硫酸露点となる場所も変化し、高い耐食性を持つ素材を広範囲で使用する必要がある。特に、特許文献１のように複数台のスクラバを設置する場合、全てのスクラバの耐食性を確保するため、スクラバの台数に応じて高い耐食性を持つ素材の使用が必要となり、設備コストが増大する、という問題がある。言い換えると、複数台のスクラバを設置するにあたり、耐食性を良好に発揮することと、耐食性を持つ素材の使用量を削減することとはトレードオフの関係となるが、それら２つの効果の両方を同時に得ることができる発明を本発明者は案出したものである。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数台のスクラバにて耐食性を良好に発揮でき、且つ、耐食性を持つ素材の使用量を削減できる排ガス処理装置を提供することを目的とする。

本発明における一態様の排ガス処理装置は、排ガスの発生源から排出される排ガスに洗浄液を接触して浄化する複数台のスクラバと、前記発生源から排出される排ガスの流量を測定する排ガス量測定部と、複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの入口側に設けられて前記スクラバへの排ガスの導入量を調整する複数の排ガス調整弁と、前記排ガス量測定部の測定結果に基づいて前記排ガス調整弁を制御し、前記発生源から排出される複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの導入量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記排ガス量測定部の測定結果に基づき、複数台の前記スクラバのうち、少なくとも１台の前記スクラバとなる選択用スクラバにおける排ガスの導入量を、規定流量及びなしから選択するよう制御することを特徴とする。

また、本発明における一態様の排ガス処理装置は、排ガスの発生源から排出される排ガスに洗浄液を接触して浄化する複数台のスクラバと、複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの入口側に設けられて前記スクラバへの排ガスの導入量を調整する複数の排ガス調整弁と、前記発生源の負荷指令に基づいて前記排ガス調整弁を制御し、前記発生源から排出される複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの導入量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発生源の負荷指令に基づき、複数台の前記スクラバのうち、少なくとも１台の前記スクラバとなる選択用スクラバにおける排ガスの導入量を、規定流量及びなしから選択するよう制御することを特徴とする。

本発明によれば、複数のスクラバのうちの一部となる選択用スクラバに導入する排ガスの流量が規定流量及びなしから選択される。これにより、選択用スクラバでは、エンジン負荷が変動しても、排ガスが導入されない状態となるか、排ガスが導入される場合には規定流量で常に一定とすることができる。よって、選択用スクラバにおける排ガス導入管にて、硫酸露点となる場所が変化し難くなり、高い耐食性を持つ素材を使用する範囲を狭くして設備コストを削減することができる。このように、本発明にあっては、複数台のスクラバを設置しても、それぞれのスクラバ周りでの耐食性を良好に発揮でき、且つ、装置全体にて耐食性を持つ素材の使用量を削減することができる。

第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の概略構成図である。第１の実施の形態に係る制御部の機能ブロック図である。開度演算部で用いるテーブルの一例である。第１の実施の形態の調整工程におけるタイムチャートである。図５Ａは、第１の実施の形態のエンジン負荷と排ガス処理流量の関係を示すグラフであり、図５Ｂは、変形例のエンジン負荷と排ガス処理流量の関係を示すグラフである。第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の概略構成図である。

以下、本発明の各実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態に係る排ガス処理装置としては、船舶に使用されるエンジンから排出される排ガスを浄化する装置を考える。ただし、これに限られず、各実施の形態に係る排ガス処理装置は、火力発電プラントや化学工業プラント、廃棄物焼却施設における排ガスの処理に適用可能である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の概略構成図である。図１に示すように、排ガス処理装置１は、排ガスｇ１の発生源となるエンジンＥから排出（送出）される排ガスｇ１を浄化して浄化ガスｇ２として外部に放出する。排ガスｇ１には、硫黄酸化物となるＳＯ_２（二酸化硫黄）、ＣＯ_２（二酸化炭素）が含まれる。なお、本実施の形態の排ガス処理装置１を各種プラント等に適用する場合には、エンジンＥに代えてボイラを用いてもよい。

排ガス処理装置１は、エンジン（発生源）Ｅから排ガス管Ｅ１を通じて排ガスｇ１が送出される複数台のスクラバ１０と、複数台のスクラバ１０それぞれに洗浄液となる洗浄海水ａ１を供給する供給部２０とを備えている。供給部２０は、海水から洗浄海水ａ１を汲み上げて供給する海水ポンプにより構成され、好ましくはインバータを搭載して回転数（出力）が制御可能とされる。

本実施の形態では、スクラバ１０が２台設けられ、以下の説明にて、図１中左側の１台のスクラバ１０を第１スクラバ１０Ａとし、図１中右側の１台のスクラバ１０を第２スクラバ１０Ｂとして説明する。本実施の形態では、第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂは、同一の容量に設定され、排ガスｇ１の処理につき同性能を備えている。各スクラバ１０Ａ、１０Ｂは、ガス入口を形成する排ガス導入管１１と、ガス出口１２と、海水入口１３と、排水出口１４とをそれぞれ備えている。

各スクラバ１０Ａ、１０Ｂにおいて、エンジンＥからの排ガスｇ１が中途で分岐する排ガス管Ｅ１から排ガス導入管１１を経て導入される。排ガスｇ１は、排ガス管Ｅ１の分岐によって、ある程度の等配性をもたせて各スクラバ１０Ａ、１０Ｂに分配して導入される。

また、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂには、海水入口１３を通じて洗浄海水ａ１が導入される。海水入口１３には、中途で分岐する供給管１６が接続され、供給部２０から供給される洗浄海水ａ１が供給管１６及び海水入口１３を経て各スクラバ１０Ａ、１０Ｂに導入される。導入された洗浄海水ａ１は、複数のノズル（不図示）によって噴霧され、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂ内を上昇する排ガスｇ１と気液接触する。かかる気液接触によって、排ガスｇ１中のＳＯ_２、ＣＯ_２は、洗浄海水ａ１によって吸収されて除去される。

これにより、排ガスｇ１は、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂ内で浄化された浄化ガスｇ２となり、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの上部のガス出口１２から排気される。各スクラバ１０Ａ、１０Ｂのガス出口１２から排気される浄化ガスｇ２は、排気管１７によって大気中へ排出される。なお、排ガスｇ１及び浄化ガスｇ２は、エンジンＥから送出される排ガスであり、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂでの浄化前の状態につき「排ガスｇ１」とし、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂでの浄化後の状態につき「浄化ガスｇ２」として説明する。

各スクラバ１０Ａ、１０Ｂ内において、ＳＯ_２、ＣＯ_２を吸収した洗浄海水ａ１は排水ａ２となり、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの内壁面に沿って自重で落下する。そして、排水ａ２は各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの下方に貯留されてから、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの下部の排水出口１４から排水される。各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの排水出口１４から排気される排水ａ２は、中途で１本に合流する排水管１８を通じて海へ排出される。

続いて、本実施の形態の排ガス処理装置１において、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を制御する構成について説明する。かかる制御を行うために、排ガス処理装置１は、排ガス量測定部３１と、複数の導入量測定部３２と、排ガスｇ１用の複数の排ガス調整弁３３と、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３とを備えている。

排ガス量測定部３１は、エンジンＥにおける排ガスｇ１の出口側となる排ガス管Ｅ１に設けられ、エンジンＥから排出される排ガスｇ１の流量を測定する。排ガス量測定部３１は、例えば、排ガスｇ１の流量を測定する流量計（マスフローメータ等）により構成される。

複数の導入量測定部３２は、第１導入量測定部３２Ａと、第２導入量測定部３２Ｂとを含む。第１導入量測定部３２Ａは、第１スクラバ１０Ａの排ガス導入管１１より上流側の排ガス管Ｅ１に設けられ、排ガス導入管１１を経て第１スクラバ１０Ａに導入される排ガスｇ１の導入量（流量）を測定する。第２導入量測定部３２Ｂは、第２スクラバ１０Ｂの排ガス導入管１１より上流側の排ガス管Ｅ１に設けられ、排ガス導入管１１を経て第２スクラバ１０Ｂに導入される排ガスｇ１の導入量（流量）を測定する。第１導入量測定部３２Ａ及び第２導入量測定部３２Ｂにあっても、排ガス量測定部３１と同様に、排ガスｇ１の流量を測定する流量計（マスフローメータ等）により構成されることが例示できる。

上述の各測定部３１、３２Ａ、３２Ｂは、排ガスｇ１の流量の変動を連続して測定可能に構成される。なお、各測定部３１、３２Ａ、３２Ｂの上記構成は一例を示すものであり、測定対象を測定可能であることを前提として、任意の構成を採用することができる。

複数の排ガス調整弁３３は、第１排ガス調整弁３３Ａと、第２排ガス調整弁３３Ｂとを備えている。第１排ガス調整弁３３Ａは、第１スクラバ１０Ａの排ガス導入管１１より上流側の排ガス管Ｅ１に設けられ、より具体的には、第１導入量測定部３２Ａと排ガス管Ｅ１における分岐位置との間に設けられる。第１排ガス調整弁３３Ａは、エンジンＥから排ガス管Ｅ１を経て第１スクラバ１０Ａに導入される排ガスｇ１の導入量（流量）を調整する。

第２排ガス調整弁３３Ｂは、第２スクラバ１０Ｂの排ガス導入管１１より上流側の排ガス管Ｅ１に設けられ、より具体的には、第２導入量測定部３２Ｂと排ガス管Ｅ１における分岐位置との間に設けられる。第２排ガス調整弁３３Ｂは、エンジンＥから排ガス管Ｅ１を経て第２スクラバ１０Ｂに導入される排ガスｇ１の導入量（流量）を調整する。ここで、第１排ガス調整弁３３Ａ及び第２排ガス調整弁３３Ｂは、開度を調整可能な電磁弁により構成することが例示できる。なお、理由は後述するが、第２排ガス調整弁３３Ｂは中間開度で使用せずに全開か全閉で使用する弁構造を採用してもよい。

制御部４１、記憶部４２及び通信部４３を有する装置として、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を例示することができる。制御部４１は、中央処理装置（ＣＰＵ）等からなり、排ガス処理装置１の各部の制御を介して全体を制御する。制御部４１は、記憶部４２に記憶されているプログラムに従い、記憶部４２や通信部４３から入力される情報に対する各種の演算処理や、各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開閉を制御する機能等を有する。

例えば、制御部４１は、上述の各測定部３１、３２Ａ、３２Ｂの測定結果に基づいて、各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度の制御等を介し、エンジンＥから排出される第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂそれぞれの排ガスｇ１の導入量を制御する。

記憶部４２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等を備えている。ＲＡＭは、制御部４１の作業領域として用いられたり、通信部４３から出力された情報等が制御部４１を介して記憶される。ＲＯＭでは、制御部４１が各種の演算、制御を行うためのプログラムや、アプリケーションとして機能するためのプログラム、データ等が記憶される。

通信部４３は、通信インターフェースとして有線又は無線通信によって測定結果、データ、指令信号等を送受信する。通信部４３は、上述の各測定部３１、３２Ａ、３２Ｂや、それ以外の後述する各測定部、不図示の各種センサ（船舶の各種センサも含む）から出力された測定結果、データ、指令信号等を取得して制御部４１に出力する。また、通信部４３は、制御部４１にて求めた各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開閉駆動量を取得し、指令信号等として各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂに出力する。

ここで、本実施の形態の排ガス処理装置１は、洗浄海水ａ１用の複数の海水調整弁３４を更に備えている。複数の海水調整弁３４は、第１海水調整弁３４Ａと、第２海水調整弁３４Ｂとを含み、例えば、開度を調整可能な電磁弁により構成する他、中間開度で使用せずに全開か全閉で使用する弁構造を採用してもよい。

第１海水調整弁３４Ａは、第１スクラバ１０Ａの海水入口１３側となる供給管１６に設けられ、供給部２０から第１スクラバ１０Ａに供給される洗浄海水ａ１の流量を調整する。第２海水調整弁３４Ｂは、第２スクラバ１０Ｂの海水入口１３側となる供給管１６に設けられ、供給部２０から第２スクラバ１０Ｂに供給される洗浄海水ａ１の流量を調整する。制御部４１は、上述の各測定部３１、３２Ａ、３２Ｂの測定結果に応じ、各海水調整弁３４Ａ、３４Ｂの開度の制御等を介し、第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂそれぞれに供給部２０から供給される洗浄海水ａ１の供給量を制御可能とされる。

次に、制御部４１の構成について図２を用いて説明する。図２は、第１の実施の形態に係る制御部の機能ブロック図である。制御部４１は、負荷率演算部４１ａ、開度演算部４１ｂ、調整開度演算部４１ｃ、開度制御部４１ｄとして機能する。これらの機能ブロックは、記憶部４２に記憶されたプログラムが制御部４１によって実行されることによって実現される。なお、図２に示す制御部４１の機能ブロックは、本発明に関連する構成のみを示しており、それ以外の構成については省略している。

負荷率演算部４１ａは、排ガス量測定部３１の測定結果を入力してエンジンＥの負荷率としてエンジン負荷を演算する。エンジン負荷は、エンジンＥの定格運転時における排ガスｇ１の流量を１００とした場合の百分率として演算することが例示できる。

開度演算部４１ｂは、負荷率演算部４１ａの演算結果に基づき、第１排ガス調整弁３３Ａ及び第２排ガス調整弁３３Ｂそれぞれの開度を演算する。以下において、開度演算部４１ｂによる演算の一例について説明する。開度演算部４１ｂの演算においては、例えば、図３に示すようなテーブルが用いられる。かかるテーブルは、記憶部４２に予め記憶される。

図３は、開度演算部で用いるテーブルの一例であり、エンジン負荷と各排ガス調整弁の開度との対応関係を示す。図３のテーブルでは、負荷率演算部４１ａで演算したエンジン負荷Ｆ（％）に対する、各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が百分率として設定されている。

図３について更に述べると、エンジン負荷Ｆ＝１００％（エンジンＥの定格運転）の場合には、各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が１００％（全開）となる。エンジン負荷Ｆが１００％未満で５０％より大きい場合には、第１排ガス調整弁３３Ａの開度は各導入量測定部３２Ａ、３２Ｂの測定結果に応じて後述のように演算され、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度は１００％（全開）となる。

エンジン負荷Ｆが５０％の場合には、第１排ガス調整弁３３Ａの開度は０％（全閉）となり、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度は１００％（全開）となる。ここで、図３のテーブルにて括弧書きで並記したように、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が１００％、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度が０％としてもよく、何れとするかは任意に設定できる。エンジン負荷Ｆが５０％未満で０％より大きい場合には、第１排ガス調整弁３３Ａの開度は１００％（全開）となり、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度は０％（全閉）となる。開度演算部４１ｂは、演算した開度を開度制御部４１ｄに出力する。

調整開度演算部４１ｃは、各導入量測定部３２Ａ、３２Ｂの測定結果を入力し、第１排ガス調整弁３３Ａの開度を演算する。以下において、調整開度演算部４１ｃによる演算の一例について説明する。

調整開度演算部４１ｃの演算は、図３のテーブルで示したエンジン負荷Ｆが１００％未満で５０％より大きい場合に行われる。エンジン負荷Ｆが１００％での第２導入量測定部３２Ｂの測定結果（またはシミュレーション結果）を記憶部４２で予め記憶しておき、調整開度演算部４１ｃは、該測定結果と第２導入量測定部３２Ｂのリアルタイムでの測定結果との差分を算出する。そして、調整開度演算部４１ｃは、該差分の絶対値が小さくなるように該差分に応じて第１排ガス調整弁３３Ａの開度を演算する。調整開度演算部４１ｃは、演算した開度を開度制御部４１ｄに出力する。なお、各演算部４１ｂ、４１ｃにおいては、記憶部４２に記憶された過去の実測データに基づく入出力テーブルや換算式、演算プログラムによって、エンジン負荷に応じた開度を演算してもよい。

開度制御部４１ｄは、開度演算部４１ｂ及び調整開度演算部４１ｃから出力された開度に応じた駆動指令を、通信部４３を介して各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂに対し出力する。かかる出力により各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が調整され、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの排ガスｇ１の導入量が制御される。

次いで、実施の形態の排ガス処理装置１における排水処理方法について説明する。本実施の形態の排水処理方法では、浄化工程、測定工程、及び調整工程が行われる。

浄化工程では、エンジンＥからの排ガスｇ１が排ガス管Ｅ１を通って各スクラバ１０Ａ、１０Ｂ内に導入される。一方、供給部２０の駆動によって、供給管１６を通じて洗浄海水ａ１が各スクラバ１０Ａ、１０Ｂ内で霧状に噴射される。これにより、排ガスｇ１中に含まれるＳＯ_２、ＣＯ_２と霧状の洗浄海水ａ１とが接触して洗浄海水ａ１にＳＯ_２、ＣＯ_２が吸収され、排ガスｇ１が浄化されて浄化ガスｇ２としてスクラバ１０から排出される。また、浄化工程においては、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂにて、ＳＯ_２、ＣＯ_２を吸収した洗浄海水ａ１が排水ａ２となって海へ排出される。

上記浄化工程を行いながら、測定工程が行われる。測定工程では、排ガス量測定部３１によって、エンジンＥから排出される排ガスｇ１の流量が測定される。また、第１導入量測定部３２Ａによって、第１スクラバ１０Ａに導入される排ガスｇ１の流量が測定され、第２導入量測定部３２Ｂによって、第２スクラバ１０Ｂに導入される排ガスｇ１の流量が測定される。

上記浄化工程及び測定工程を行いながら、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂに導入される排ガスｇ１の調整工程が行われる。

調整工程では、制御部４１の負荷率演算部４１ａによって、排ガス量測定部３１の測定結果に基づき、エンジンＥの負荷率となるエンジン負荷が演算される。続いて、負荷率演算部４１ａの演算結果に基づき、開度演算部４１ｂによって第１排ガス調整弁３３Ａ及び第２排ガス調整弁３３Ｂそれぞれの開度が演算される。また、エンジン負荷の演算結果によっては、調整開度演算部４１ｃにより各導入量測定部３２Ａ、３２Ｂの測定結果に基づき、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が演算される。そして、開度制御部４１ｄによって、かかる開度に応じた駆動指令を各調整弁３３Ａ、３３Ｂに出力して各調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が制御される。

ここで、調整工程における各調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度及び各スクラバ１０Ａ、１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量の一例について、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施の形態の調整工程におけるタイムチャートである。図４におけるモード１～４は、エンジン負荷Ｆが変動しており、図３に示すテーブルにて括弧書きしたモード１～４に対応している。

図４に示すモード１では演算されたエンジン負荷Ｆが１００％の状態を示す。ここで、図４のタイムチャートでは、エンジン負荷Ｆが１００％の場合の排ガスｇ１の量を２００，０００ｍ^３／ｈとし、第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂに同量すなわち１００，０００ｍ^３／ｈずつ導入される条件とする。該条件での第２導入量測定部３２Ｂの測定結果は記憶部４２で記憶する。なお、第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂによって処理する排ガスｇ１の定格最大値は１００，０００ｍ^３／ｈより所定割合大きい値とされる。

モード１のエンジン負荷Ｆ＝１００％においては、開度演算部４１ｂによる演算にて第１排ガス調整弁３３Ａ及び第２排ガス調整弁３３Ｂの開度が両方とも１００％となる。よって、開度制御部４１ｄの制御によって、各調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が１００％すなわち全開となる。

図４に示すモード２では演算されたエンジン負荷Ｆが７５％の状態を示す。この状態では、開度演算部４１ｂによる演算にて第２排ガス調整弁３３Ｂの開度が１００％となる。よって、開度制御部４１ｄの制御によって、第２排ガス調整弁３３Ｂは全開となる。

一方、第１排ガス調整弁３３Ａの開度は調整開度演算部４１ｃの演算によって中間開度（０～１００％）となって変化する。詳述すると、第２導入量測定部３２Ｂの測定結果を取得し、該測定結果に基づいて調整開度演算部４１ｃにより第１排ガス調整弁３３Ａの開度を演算する。このとき、調整開度演算部４１ｃは、第２導入量測定部３２Ｂによって測定される第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の流量と、エンジン負荷Ｆが１００％となる場合の排ガスｇ１の流量（１００，０００ｍ^３／ｈ）との差分を算出する。そして、調整開度演算部４１ｃは、かかる差分に応じて第１排ガス調整弁３３Ａの開度を演算し、該開度に応じて開度制御部４１ｄにより第１排ガス調整弁３３Ａの開度を制御する。

かかる制御によって、第１スクラバ１０Ａへの排ガスｇ１の導入量を調整することで、エンジンＥから分岐して流れる第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を概ね１００，０００ｍ^３／ｈとなるよう調整する。

上述した第１排ガス調整弁３３Ａの開度制御は、所定時間毎に繰り返し行われ、第２導入量測定部３２Ｂの測定結果の変動に応じ、その都度、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が調整される。そして、第２導入量測定部３２Ｂの測定結果が１００，０００ｍ^３／ｈにて一定になると、調整開度演算部４１ｃにて算出した差分が０になり、各調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度が維持される。

このように、第２導入量測定部３２Ｂによる測定と、第１排ガス調整弁３３Ａの開度制御とが繰り返されるいわゆるフィードバック制御を行うことで、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を調整することができる。かかる調整は、エンジン負荷Ｆが７５％だけでなく、１００％未満で５０％より大きい範囲内にて行われる。この範囲において、第１排ガス調整弁３３Ａの開度制御による第１スクラバ１０Ａへの排ガスｇ１の導入量の変動を介し、第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を概ね１００，０００ｍ^３／ｈとなるよう維持することができる。

図４に示すモード３では演算されたエンジン負荷Ｆが５０％の状態を示す。この状態では、開度演算部４１ｂによる演算にて第２排ガス調整弁３３Ｂの開度が１００％となる。また、開度演算部４１ｂ及び調整開度演算部４１ｃの何れの演算としてもよいが、第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を１００，０００ｍ^３／ｈに維持すべく、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が０％となる。そして、開度制御部４１ｄの制御により、第１排ガス調整弁３３Ａは全閉となり、第２排ガス調整弁３３Ｂは全開となる。

モード３では、第１排ガス調整弁３３Ａは全閉によって第１スクラバ１０Ａへの排ガスｇ１の導入を停止した状態となる。また、第２排ガス調整弁３３Ｂは全開によって、エンジンＥから排出される排ガスｇ１の全量を第２スクラバ１０Ｂに導入し、その導入量を１００，０００ｍ^３／ｈに維持することができる。

図４に示すモード４では演算されたエンジン負荷Ｆが２５％の状態を示す。この状態では、開度演算部４１ｂによる演算にて、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が１００％となり、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度が０％となる。そして、開度制御部４１ｄの制御により、第１排ガス調整弁３３Ａは全開となり、第２排ガス調整弁３３Ｂは全閉となる。

モード４の各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度は、エンジン負荷Ｆが５０％未満で０％より大きい範囲内にて行われる。この範囲において、第２排ガス調整弁３３Ｂは全閉によって第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入を停止する。これと同時に、第１排ガス調整弁３３Ａを全開に維持するので、エンジン負荷Ｆの変動に応じて第１スクラバ１０Ａへの排ガスｇ１の導入量が変化するようになる。

以上のように、上記第１の実施の形態によれば、制御部４１の制御によって、第２排ガス調整弁３３Ｂの開度を全開及び全閉の何れかにて切り替える切替制御が行われる。これにより、２台あるスクラバ１０のうちの１台となる第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量が、規定流量となる１００，０００ｍ^３／ｈ及び「０（導入なし）」から選択することができる。

具体的には、図４のタイムチャートにて、第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入が、モード１～３にて規定流量となり、モード４にて導入なしとなる。図５Ａは、第１の実施の形態のエンジン負荷と排ガス処理流量の関係を示すグラフである。図５Ａのグラフに示すように、第１スクラバ１０Ａの排ガス処理流量はエンジン負荷に応じて漸次増減するものの、第２スクラバ１０Ｂの排ガス処理流量は一定となるか「０」となる。ここにおいて、第２スクラバ１０Ｂが選択用スクラバとなり、第１スクラバ１０Ａが選択外スクラバ（選択用スクラバ以外のスクラバ１０）となる。

選択用スクラバとなる第２スクラバ１０Ｂでは、エンジン負荷が変動しても、排ガスｇ１が導入されない状態となるか、排ガスｇ１が導入される場合には規定流量で常に一定とすることができる。よって、第２スクラバ１０Ｂにおける排ガス導入管１１に種々の流量で排ガスｇ１が流れ難くなり、洗浄海水ａ１の噴霧によって硫酸露点より温度低下する場所を変化し難くして狭い範囲とすることができる。

なお、選択外スクラバとなる第１スクラバ１０Ａでは、エンジン負荷の変動に応じて排ガスｇ１の導入量が変化する。よって、第２スクラバ１０Ｂの排ガス導入管１１に比べ、第１スクラバ１０Ａの排ガス導入管１１の方が、硫酸露点より温度低下する場所が広範囲となり、例えばニッケルクロム合金等の高い耐食性を有する素材を使用範囲が広くなる。言い換えると、第１スクラバ１０Ａの排ガス導入管１１に比べ、第２スクラバ１０Ｂの排ガス導入管１１の方が高い耐食性を有する素材を使用する範囲を狭くすることができる。これにより、第２スクラバ１０Ｂは、排ガス導入管１１における耐食性を良好に発揮しつつ、第１スクラバ１０Ａに比べて耐食性を持つ素材の使用量を削減することができる。

ここで、従来においては、複数台のスクラバを用いて排ガス処理を行うと、複数台のスクラバ全てにてエンジン負荷の変動に応じて排ガスの導入量が変化する構成となっていた。よって、従来は、全てのスクラバの排ガス導入管にて、高い耐食性を有する素材を使用する範囲が広くなっていた。

この点、第１の実施の形態では、選択用スクラバとなる第２スクラバ１０Ｂにて、選択外スクラバとなる第１スクラバ１０Ａに比べ、高い耐食性を有する素材の使用量を少なくでき、設備コストを削減することができる。しかも、エンジン負荷が変動しても、両方のスクラバ１０Ａ、１０Ｂにて定格最大値より少ない排ガスｇ１の導入量に制御でき、排ガスｇ１の浄化処理能力を良好に維持することが可能となる。

また、上述のモード２にて、第１排ガス調整弁３３Ａの開度が各導入量測定部３２Ａ、３２Ｂの測定結果に基づき制御されるので、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂに導入される直前の排ガスｇ１の分配量に応じて第１排ガス調整弁３３Ａの開度を調整できる。これにより、排ガスｇ１の圧力変化や、分岐する排ガス管Ｅ１のレイアウト等によって、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂへの排ガスｇ１の分配量が変動しても、第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入量を随時調整して一定に持することができる。

また、第２排ガス調整弁３３Ｂは、全開及び全閉の何れかの開度で使用されるので、中間開度で使用しない全開か全閉で使用する弁構造を採用でき、設備コストを削減することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。図６は、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の概略構成図である。図６に示すように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対し、排ガス量測定部３１を省略し、エンジンＥの回転数を測定する負荷測定部３６を備えている。

第２の実施の形態において、負荷測定部３６は、エンジンＥの負荷指令となる回転数の測定結果を出力する。通信部４３は、負荷測定部３６から出力された測定結果を取得して制御部４１に出力する。制御部４１は、負荷測定部３６の測定結果に基づいて、各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度の制御等を介し、エンジンＥから排出される第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂそれぞれの排ガスｇ１の導入量を制御する。

第２の実施の形態では、制御部４１の負荷率演算部４１ａ（図２参照）にて、負荷測定部３６の測定結果を入力してエンジンＥの負荷率としてエンジン負荷を演算する。そして、かかるエンジン負荷に基づき、第１の実施の形態と同様に、制御部４１により各排ガス調整弁３３Ａ、３３Ｂの開度を演算、制御する。なお、上記の負荷率演算部４１ａの演算以外の制御部４１による演算や制御は、第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に行われる。よって、第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用、効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

上記各実施の形態では、複数台のスクラバ１０が第１スクラバ１０Ａ及び第２スクラバ１０Ｂの２台により構成される場合を説明したが、３台以上に変更してもよい。スクラバ１０の設置数に応じて、導入量測定部３２、排ガス調整弁３３の設置数も３台以上に変更される。

ここで、第１スクラバ１０Ａ、第２スクラバ１０Ｂ及び第３スクラバ１０Ｃの３台により構成される変形例について説明する。図５Ｂは、変形例のエンジン負荷と排ガス処理流量の関係を示すグラフである。図５Ｂに示すように、変形例においては、第１スクラバ１０Ａにてエンジン負荷に応じて排ガスｇ１の処理流量が漸次増減するよう調整され、排ガスｇ１の浄化処理が常時行われる。一方、第２スクラバ１０Ｂ及び第３スクラバ１０Ｃの排ガスｇ１の処理流量は一定となるか「０」となる。該変形例において、第２スクラバ１０Ｂ及び第３スクラバ１０Ｃが選択用スクラバとなり、第１スクラバ１０Ａが選択外スクラバ（選択用スクラバ以外のスクラバ１０）となる。

図５Ｂのグラフにて、第２スクラバ１０Ｂ及び第３スクラバ１０Ｃへの排ガスｇ１の導入の有無の切り替えが、エンジン負荷の閾値を３３％、６６％として行われる場合を表しているが、該閾値は３台のスクラバ１０の処理性能を同一とした一例である。よって、３台のスクラバ１０の処理性能が相違する場合は、その相違に応じてエンジン負荷の閾値を適宜変更してもよい。

また、上記各実施の形態では、各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの処理性能を同一として第２スクラバ１０Ｂへの排ガスｇ１の導入の有無を切り替える閾値を５０％としたが、これに限られるものでない。各スクラバ１０Ａ、１０Ｂの処理性能は相違してもよく、その相違に応じてエンジン負荷の閾値を適宜変更してもよい。

また、洗浄液は、排ガスｇ１に接触して浄化できる液体であれば洗浄海水ａ１に限定されるものでなく、例えば、アルカリ性物質の水溶液としてもよい。

また、上記各実施の形態の排ガス処理装置１にて、排ガス量測定部３１及び負荷測定部３６の何れか一方を備えた構成としたが、それらを両方備えた構成としてもよい。

また、上述のモード２にて、各導入量測定部３２Ａ、３２Ｂの測定結果に基づき第１排ガス調整弁３３Ａの開度を制御したが、これに限られるものでない。例えば、上述のモード２での第１排ガス調整弁３３Ａの開度は、制御部４１にて、エンジン負荷に基づき、過去の実測データに基づく入出力テーブルや換算式、演算プログラムによって演算して制御してもよい。

また、上記各実施の形態の排ガス処理装置１は、オープンループ運転として、海から洗浄海水ａ１を汲み上げ、排水ａ２を海へ放流したが、これに限られるものでなく、クローズドループ運転を採用した構成としてもよい。クローズドループ運転は、排水ａ２を海へ放流せずに中和反応等の水処理を行い、洗浄液としてスクラバ１０へ供給して循環させる。更に、上記実施の形態の排ガス処理装置１は、オープンループ運転とクローズドループ運転とを切り替え可能なハイブリッドタイプの構成を採用してもよい。

また、上記実施の形態は、複数の排ガス調整弁３３それぞれの開度を制御する構成としたが、複数台のスクラバ１０それぞれの洗浄海水ａ１の供給量を制御可能であれば、排ガス調整弁３３以外の構成を採用してもよい。

１：排ガス処理装置
１０：スクラバ
１０Ａ：第１スクラバ（スクラバ）
１０Ｂ：第２スクラバ（スクラバ）
１１：排ガス導入管（ガス入口）
１２：ガス出口
３１：排ガス量測定部
３２：導入量測定部
３２Ａ：第１導入量測定部
３２Ｂ：第２導入量測定部
３３：排ガス調整弁
３３Ａ：第１排ガス調整弁
３３Ｂ：第２排ガス調整弁
３６：負荷測定部
４１：制御部
Ｅ：エンジン（発生源）
ａ１：洗浄海水（洗浄液）
ｇ１：排ガス

Claims

排ガスの発生源から排出される排ガスに洗浄液を接触して浄化する複数台のスクラバと、
前記発生源から排出される排ガスの流量を測定する排ガス量測定部と、
複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの入口側に設けられて前記スクラバへの排ガスの導入量を調整する複数の排ガス調整弁と、
前記排ガス量測定部の測定結果に基づいて前記排ガス調整弁を制御し、前記発生源から排出される複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの導入量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記排ガス量測定部の測定結果に基づき、複数台の前記スクラバのうち、少なくとも１台の前記スクラバとなる選択用スクラバにおける排ガスの導入量を、規定流量及びなしから選択するよう制御することを特徴とする排ガス処理装置。
排ガスの発生源から排出される排ガスに洗浄液を接触して浄化する複数台のスクラバと、
複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの入口側に設けられて前記スクラバへの排ガスの導入量を調整する複数の排ガス調整弁と、
前記発生源の負荷指令に基づいて前記排ガス調整弁を制御し、前記発生源から排出される複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの導入量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記発生源の負荷指令に基づき、複数台の前記スクラバのうち、少なくとも１台の前記スクラバとなる選択用スクラバにおける排ガスの導入量を、規定流量及びなしから選択するよう制御することを特徴とする排ガス処理装置。
複数台の前記スクラバそれぞれの排ガスの入口側における排ガスの導入量を測定する導入量測定部を備え、
前記制御部は、前記導入量測定部の測定結果に基づいて前記排ガス調整弁を制御し、前記選択用スクラバにおける排ガスの導入量を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排ガス処理装置。
前記複数台のスクラバは、前記選択用スクラバ以外の選択外スクラバとなる１台の第１スクラバと、前記選択用スクラバとなる１台の第２スクラバとにより構成され、
前記複数の排ガス調整弁は、前記第１スクラバの排ガスの入口側に設けられる第１排ガス調整弁と、前記第２スクラバの排ガスの入口側に設けられる第２排ガス調整弁とにより構成され、
前記制御部は、前記第２排ガス調整弁の開度を全開及び全閉の何れかにて切り替える切替制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の排ガス処理装置。