JP2023544056A - 船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶 - Google Patents

船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶 Download PDF

Info

Publication number
JP2023544056A
JP2023544056A JP2023520523A JP2023520523A JP2023544056A JP 2023544056 A JP2023544056 A JP 2023544056A JP 2023520523 A JP2023520523 A JP 2023520523A JP 2023520523 A JP2023520523 A JP 2023520523A JP 2023544056 A JP2023544056 A JP 2023544056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
absorption
absorption liquid
ammonia water
concentration
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023520523A
Other languages
English (en)
Inventor
タク ナム、ビョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanwha Ocean Co Ltd
Original Assignee
Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020200132181A external-priority patent/KR102232540B1/ko
Priority claimed from KR1020200132175A external-priority patent/KR102231451B1/ko
Application filed by Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd filed Critical Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
Publication of JP2023544056A publication Critical patent/JP2023544056A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0857—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1481—Removing sulfur dioxide or sulfur trioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/102—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B01D2252/103—Water
    • B01D2252/1035—Sea water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • B01D2258/018—Natural gas engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/12—Other sensor principles, e.g. using electro conductivity of substrate or radio frequency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/10—Carbon or carbon oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/085—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0657—Heavy or light fuel oils; Fuels characterised by their impurities such as sulfur content or differences in grade, e.g. for ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

海水を供給する海水供給部１１０、高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部１２０、船舶エンジン１０から排出される排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１が形成された、吸収タワー１３０、吸収液製造部１２０から吸収タワー１３０に供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部１４０、及び吸収タワー１３０から排出されたアンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して吸収タワー１３０に回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部１５０を含み、吸収液の濃度を一定に維持して吸収性能低下を防止できる、船舶の温室効果ガス排出低減装置を開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、温室効果ガス吸収液の濃度を一定に維持して吸収タワーの吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止できる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶に関する。
また、本発明は、熱交換方式によって清水で排気ガスを冷却して吸収液の濃度が低くなることを防止し、吸収液の濃度を調節して吸収液の濃度を一定に維持して吸収性能低下を防止できる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶に関する。
近年、無分別な化石燃料使用による温室効果ガス排出の影響で地球温暖化現象とそれに関連する環境災害が発生している。
これによって、代表的な温室効果ガスである二酸化炭素を放出せず捕集して貯蔵することに関連する一連の技術がＣＣＳ（Ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ Ｃａｐｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）技術と呼ばれ最近非常に大きな注目を浴びているが、ＣＣＳ技術のうち化学吸収法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）は大規模処理が可能という面からその中でも最も多く商用化された技術である。
また、二酸化炭素排出規制はＩＭＯのＥＥＤＩによって規制するが、２０５０年には２００８年の排出量の５０％以上の低減を目標とし、２０３０年にも２００８年の排出量の４０％を低減しなければならず、ＣＯ２を排出しない、又は排出されたＣＯ２を捕集する技術が注目を浴びている。
ちなみに、二酸化炭素を直接的に捕集及び貯蔵するＣＣＳ技術のうち、ＣＯ２捕集技術は対象工程のＣＯ２発生条件に応じて多様なアプローチができるが、現在、代表的な技術は吸収法、吸着法、膜分離法があって、そのうち湿式吸収法は陸上プラントにおいて技術成熟度レベルが高く、ＣＯ２の大量処理が容易でＣＣＳ技術の商用化に最も近接した捕集技術とされ吸収剤としてはアミン系とアンモニアを主に使用する。
一方、前述した二酸化炭素の排出を低減、又は生成された二酸化炭素を捕集する技術は、船舶では商用化された事例がないというのが現状であり、水素やアンモニアを燃料として使用する方法も現在開発中で商業化の段階には至っていないのが現状である。
また、ＳＯＸの発生量が少ない又は発生しないように低硫黄油又はＬＮＧを燃料として使用する船舶に対して船舶エンジンから排出される排出ガスの中のＣＯ２を吸収液で吸収して環境に影響を与えない物質に転換して排出したり、有用な物質に転換して貯蔵し、吸収液の濃度変化による吸収性能低下を防止できる、技術を船舶に適用する必要性が提起される。
また、ＳＯＸの発生量が少ない又は発生しないように低硫黄油又はＬＮＧを燃料として使用する船舶に対して船舶エンジンから排出される排出ガスの中のＣＯ２を吸収液で吸収して環境に影響を与えない物質に転換して排出したり、有用な物質に転換して貯蔵し、清水による排気ガス冷却による吸収液の濃度低下を防止して吸収液の繰り返される循環による濃度変化による吸収性能低下を防止できる、技術を船舶に適用する必要性が提起される。
本発明の思想が成し遂げようとする技術的課題は、温室効果ガス吸収液の濃度を一定に維持して吸収タワーの吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止できる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶を提供することにある。
また、本発明の思想が成し遂げようとする技術的課題は、清水による排気ガス冷却による吸収液の濃度低下を防止し、吸収液の繰り返される循環による濃度変化による吸収性能低下を防止できる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶を提供することにある。
前述の目的を達成するために、本発明は、海水を供給する海水供給部と、高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部と、船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、前記吸収液製造部から前記吸収タワーに供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部と、前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部と、を含む、船舶の温室効果ガス排出低減装置を提供する。
また、前記船舶エンジンはＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用することができる。
また、前記船舶エンジンが低硫黄油を燃料として使用する場合、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は前記ＳＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去できる。
また、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去できる。
前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部と、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部と、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去する前記ＣＯ２除去部と、が順に積層形成され得る。
また、前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して、前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させ、前記ＮＯＸ吸収部は前記アンモニア再生部から供給されるＮＨ３でＮＯＸを吸収するか、又は尿素水を使用してＮＯＸを吸収できる。
また、前記海水供給部は、船外からシーチェストを介して海水を供給されて前記ＳＯＸ吸収部にポンピングする海水ポンプと、排気ガスの量に応じて前記海水ポンプから前記ＳＯＸ吸収部に供給される海水の噴射量を調節する海水調節弁と、を含むことができる。
また、前記吸収液製造部は、清水を貯蔵する清水タンクと、前記清水タンクから清水を供給する清水調節弁と、高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所と、前記清水調節弁によって供給される清水に前記ＮＨ３貯蔵所から供給されるＮＨ３を噴射して吸収液である高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンクと、前記アンモニア水タンク内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサと、前記アンモニア水タンクから前記吸収液濃度調節部にアンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプと、を含むことができる。
また、前記吸収液濃度調節部は、清水を供給する清水供給ラインと、前記吸収タワーに供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサと、前記吸収液製造部から供給されるアンモニア水の流量を調節する流量調節弁と、前記ｐＨセンサによるアンモニア水濃度に応じて、前記吸収液製造部からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は前記清水供給ラインの清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサーと、前記ミキサーによる混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁と、を含むことができる。
また、前記ＳＯＸ吸収部は、前記海水供給部から供給される海水を下向きに噴射する多段の海水噴射ノズルと、洗浄水が逆流しないようにする、隔壁形状の排気ガス流入管又は前記排気ガス流入管をカバーする傘形状の遮断板と、を含むことができる。
また、前記海水噴射ノズル下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板が多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスが接触できる。
また、前記海水噴射ノズル下部に、海水と排気ガスを接触させる充填材が詰められた吸収塔が形成されて、海水がＳＯＸを溶解させることができる。
また、前記ＣＯ２除去部は、前記吸収液濃度調節部から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、ＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材と、前記充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記充填材方向に回帰させるミスト除去板と、アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、前記隔壁に囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含むことができる。
また、前記充填材は単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器が形成され得る。
また、前記吸収タワーは、前記ＮＯＸ吸収部と前記ＳＯＸ吸収部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含むことができる。
また、前記アンモニア再生部は、前記２価金属水酸化物水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液と前記２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンクと、前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタと、前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、前記フィルタによって分離されたアンモニア水又は清水を貯蔵し前記吸収液濃度調節部に供給するアンモニア水貯蔵タンクと、を含むことができる。
また、前記貯蔵タンクに貯蔵された前記２価金属水酸化物水溶液は清水と、ＣａＯ又はＭｇＯを反応させて生成されたＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２であり得る。
また、前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含むことができる。
一方、本発明は、前述の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
前述した他の目的を達成するために、本発明は、船舶エンジンから排出される排気ガスを冷却する排気ガス冷却部と、高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部と、前記排気ガス冷却部によって冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、前記吸収液製造部から前記吸収タワーに供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部と、前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部と、を含む、船舶の温室効果ガス排出低減装置を提供する。
また、前記船舶エンジンはＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用することができる。
また、前記排気ガス冷却部は、排気ガス排出管を包む熱交換配管に船内冷却システムから提供される清水を循環させて排気ガスを２７℃乃至３３℃の温度に冷却できる。
また、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は前記ＮＯＸが除去され前記排気ガス冷却部によって冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去できる。
また、前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して、前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させ、前記ＮＯＸ吸収部は前記アンモニア再生部から供給されるＮＨ３でＮＯＸを吸収するか、又は尿素水を使用してＮＯＸを吸収できる。
また、前記吸収液製造部は、清水を貯蔵する清水タンクと、前記清水タンクから清水を供給する清水調節弁と、高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所と、前記清水調節弁によって供給される清水に前記ＮＨ３貯蔵所から供給されるＮＨ３を噴射して吸収液である高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンクと、前記アンモニア水タンク内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサと、前記アンモニア水タンクから前記吸収液濃度調節部にアンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプと、を含むことができる。
また、前記アンモニア水タンク内に一定の圧力の圧縮空気を注入してＮＨ３の蒸発損失を防止できる。
また、前記吸収液濃度調節部は、清水を供給する清水供給ラインと、前記吸収タワーに供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサと、前記吸収液製造部から供給されるアンモニア水の流量を調節する流量調節弁と、前記ｐＨセンサによるアンモニア水濃度に応じて、前記吸収液製造部からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は前記清水供給ラインの清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサーと、前記ミキサーによる混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁と、を含むことができる。
また、前記ＣＯ２除去部は、前記吸収液濃度調節部から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、ＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材と、前記充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記充填材方向に回帰させるミスト除去板と、アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、前記隔壁に囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含むことができる。
また、前記充填材は単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器が形成され得る。
また、前記吸収タワーは、前記ＮＯＸ吸収部と前記排気ガス冷却部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含むことができる。
また、前記アンモニア再生部は、前記２価金属水酸化物水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液と前記２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンクと、前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタと、前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、前記フィルタによって分離されたアンモニア水又は清水を貯蔵し前記吸収液濃度調節部に供給するアンモニア水貯蔵タンクと、を含むことができる。
また、前記貯蔵タンクに貯蔵された前記２価金属水酸化物水溶液は清水と、ＣａＯ又はＭｇＯを反応させて生成されたＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２であり得る。
また、前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含むことができる。
一方、本発明は、前述の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
本発明によれば、温室効果ガス吸収液の濃度を一定に維持して吸収タワーの吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止し、ＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、ＮＨ３を再生して比較的高価のＮＨ３の消耗を最小化し、フィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、温室効果ガスを自然状態で存在する炭酸塩の形態で貯蔵して海上排出を可能とし、ＮＨ３再生時に残存するＳＯＸによる副反応を除去してＮＨ３の損失を最小化し、アンモニア回収時に不純物が含まれないようにできる効果がある。
また、本発明によれば、熱交換方式によって船内冷却システムの清水で排気ガスを冷却して吸収液の濃度が低くなることを防止し、これによりフィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、吸収液の濃度を調節して吸収液の濃度を一定に維持して温室効果ガス吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止し、ＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、温室効果ガスを自然状態で存在する炭酸塩の形態で貯蔵して海上排出を可能とし、ＮＨ３を再生して比較的高価のＮＨ３の消耗を最小化できる効果がある。
本発明の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の概略的な構成を示す図である。 図１の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具現したシステム回路図を示す図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置の海水供給部を分離して示した図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置の吸収液製造部と吸収液濃度調節部とアンモニア再生部とを分離して示した図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置の吸収タワーを分離して示した図である。 図５の吸収タワーのＳＯＸ吸収部を分離して示した図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置の蒸気生成部及び排出部を分離して示した図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置に適用される多様な充填材を例示した図である。 図２の船舶の温室効果ガス排出低減装置に適用されるアンモニア水噴射ノズルを例示した図である。 本発明の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の概略的な構成を示す図である。 図１０の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置を具現したシステム回路図を示す図である。 図１１の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の排気ガス冷却部と吸収タワーを分離して示した図である。 図１１の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の吸収液製造部と吸収液濃度調節部とアンモニア再生部とを分離して示した図である。 図１１の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の蒸気生成部を分離して示した図である。 図１１の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置に適用される多様な充填材を例示した図である。 図１１の他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置に適用されるアンモニア水噴射ノズルを例示した図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、様々な異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。
図１を参照すると、本発明の一実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置は、海水を供給する海水供給部１１０、高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部１２０、船舶エンジン１０から排出される排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１が形成された、吸収タワー１３０、吸収液製造部１２０から吸収タワー１３０に供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部１４０、及び吸収タワー１３０から排出されたアンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して吸収タワー１３０に回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部１５０を含み、吸収液の濃度を一定に維持して吸収性能低下を防止することを要旨とする。
ここで、主エンジン又は発電用エンジンとして用いられる船舶エンジンの種類及び仕様（低圧エンジン又は高圧エンジン）、船舶エンジンに供給される燃料の種類（ＨＦＯ、ＭＤＯ、ＬＮＧ、ＭＧＯ、ＬＳＭＧＯ、アンモニア等）によって吸収タワーは、ＣＯ２除去部の他にも、ＮＯＸ吸収部又はＳＯＸ吸収部を選択的に含むか、又はすべて含むように構成されることができる。
特に、船舶エンジンの燃料として低硫黄油（ＬＳＭＧＯ）を使用する場合、排気ガスの冷却とＳＯＸの溶解による吸収を同時に遂行できるＳＯＸ吸収部を追加的に具備できる。
以下、吸収タワーにＮＯＸ吸収部、ＳＯＸ吸収部、ＣＯ２除去部が順に積層形成された実施例を記述するが、これに限定されず、前述のようにＮＯＸ吸収部及び／又はＳＯＸ吸収部は船舶エンジンと燃料の種類によって具備するか否かを決定できる。
以下、図１乃至図９を参照して、前述した船舶の温室効果ガス排出低減装置の構成を具体的に詳述すると次のとおりである。
まず、海水供給部１１０は海水を吸収タワー１３０に供給して排気ガスの温度を下げて吸収液によるＣＯ２吸収を円滑にする。
具体的には、海水供給部は、図２及び図３に示すように、船外からシーチェスト（ｓｅａ ｃｈｅｓｔ）（図示せず）を介して海水を吸入して供給されて吸収タワー１３０のＳＯＸ吸収部１３２にポンピングする海水ポンプ１１１と、排気ガスの量に応じてＳＯＸ吸収部１３２に供給される海水の噴射量を調節する海水調節弁１１２と、で構成されることができる。ここで、海水ポンプ１１１は船外から海水を吸入する吸引ポンプ（ｓｕｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）と海水をＳＯＸ吸収部１３２にポンピングして移送する海水移送ポンプに分離して構成されることもできる。
ちなみに、船舶の接岸時又は航海時によって、水深に応じて上部の海水を吸入するハイ（ｈｉｇｈ）シーチェスト又は下部の海水を吸入するロー（ｌｏｗ）シーチェストから海水ポンプ１１１に選択的に供給できる。すなわち、船舶の接岸時には下部の海水に比べて上部の海水の方が清潔なのでハイシーチェストを使用し、船舶の航海時には上部の海水に比べて下部の海水の方が清潔なのでローシーチェストを使用することができる。
ここで、海水調節弁１１２は海水の流量を調節する手動操作型ダイヤフラム弁又はソレノイド型弁であり得るが、これに限定されず、排気ガスの量に応じて海水噴射ノズル１３２ａを通して海水噴射量を調節できるものであれば、いかなる形態の弁でも適用可能である。
次に、吸収液製造部１２０は下記の化学式１のように清水（ｆｒｅｓｈ ｗａｔｅｒ）とＮＨ３を反応させて高濃度ＣＯ２吸収液である高濃度アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ（ａｑ））を製造して吸収液濃度調節部１４０を経て吸収タワー１３０に供給する。
Figure 2023544056000002
具体的には、図２及び図４に示すように、吸収液製造部１２０は、清水を貯蔵する清水タンク（図示せず）、清水タンクから清水をアンモニア水タンク１２３に供給する清水調節弁１２１、高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所１２２、清水調節弁１２１によって供給される清水にＮＨ３貯蔵所１２２から供給されるＮＨ３を噴射して高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンク１２３、アンモニア水タンク１２３内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサ１２４、及びアンモニア水タンク１２３から吸収液濃度調節部１４０に高濃度アンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプ１２５で構成されることができる。
例えば、吸収タワー１３０とアンモニア再生部１５０を循環するアンモニア水は運転を繰り返すうちに濃度が変化するが、濃度が低くなる場合には高濃度のアンモニア水をアンモニア水循環ラインＡ（図１参照）に供給して、低くなったアンモニア水濃度を補償して設計されたアンモニア水濃度に一定に維持できる。
一方、高濃度アンモニア水は同一温度で低濃度アンモニア水に比べてＮＨ３（ｇ）の分圧（ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が高いので、大気圧状態では相対的にＮＨ３の蒸発が起きやすいので損失が増加する。よって、高濃度アンモニア水を貯蔵するためには溶解度が高くＮＨ３（ｇ）の蒸気圧が低くなるように温度を下げて加圧システム下で運転しなければならない。
すなわち、ＮＨ３（ｇ）が大気中に蒸発損失する現象を防止するために、アンモニア水タンク１２３内に一定の圧力の圧縮空気を注入して、アンモニア水タンク１２３内の圧力を高い状態で維持してＮＨ３の蒸発損失を防止できる。
例えば、ＮＨ３は－３４℃、８．５ｂａｒで液体状態で貯蔵が可能なので船内で利用可能な７ｂａｒ圧縮空気を使用してアンモニア水タンク１２３内部を一定の圧力に維持して、５０％濃度のアンモニア水をアンモニア水タンク１２３に貯蔵することができる。
また、アンモニア水タンク１２３の過圧防止のための安全弁（ｓａｆｅｔｙ ｖａｌｖｅ）１２３ａが設置されることができる。
次に、吸収タワー１３０には船舶エンジン１０から排出される排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスのＣＯ２と吸収液製造部１２０からの吸収液であるアンモニア水を反応させて下記の化学式２のようにＣＯ２をアンモニウム塩水溶液（ＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ））に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１が形成される。
Figure 2023544056000003
具体的には、ＣＯ２除去部１３１は、図３に示すように、吸収液濃度調節部１４０から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズル１３１ａ、排気ガスのＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材１３１ｂ、充填材１３１ｂが詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２吸収反応による発熱を冷却するクーリングジャケット（ｃｏｏｌｉｎｇ ｊａｃｋｅｔ）（図示せず）、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレー１３１ｃ、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水噴射ノズル１３１ａによる噴射時に飛散されるアンモニア水を充填材１３１ｂ方向に回帰させるミスト除去板１３１ｄ、充填材１３１ｂを通過したアンモニア水がＳＯＸ吸収部１３２に逆流しないように形成された隔壁１３１ｅ、及び隔壁１３１ｅに囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板１３１ｆで構成されることができる。
ここで、クーリングジャケットは物質伝達が最も円滑な３０℃乃至５０℃に冷却してＣＯ２吸収率を一定の水準に維持しながらＮＨ３が気化して消失されないようにすることができる。
一方、ＣＯ２除去部１３１は排気ガスとＮＨ３との接触面的を増やしながらもエンジンスペックで要求される排気管の許容圧力降下（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ）内で運転されるように多様な形態が考慮され得るが、例えば、充填材１３１ｂは単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、単位面積あたり接触面積と気体の圧力降下とフラッディング速度とを考慮して図８に例示したような吸収工程に適した蒸留カラムパッキングを選定でき、図９に例示したようにアンモニア水噴射ノズル１３１ａはラダーパイプ（ｌａｄｄｅｒ ｐｉｐｅ）形状（ａ）又はスプレー形状（ｂ）で構成されることができる。
また、アンモニア水は充填材１３１ｂを下向きに通過し排気ガスは充填材１３１ｂを上向きに通過して接触するようになりチャネリング現象を防止するために蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器（図示せず）が形成され得る。
また、ミスト除去板１３１ｄは飛散したアンモニア水が屈曲した多板に粘着されて液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）が大きくなるようにして自重によって充填材１３１ｂ方向に排液されるように（ｄｒａｉｎ）する。
一方、上記の通り、船舶エンジン１０はＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用することを前提とするが、ＬＮＧを燃料として使用する場合はＳＯＸの発生量が無いことができるが、船舶エンジン１０が低硫黄油を燃料として使用する場合は吸収タワー１３０はＳＯＸ吸収部１３２を具備できる。
すなわち、ＳＯＸ吸収部１３２は船舶エンジン１０から排出される排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去し、ＣＯ２除去部１３１はＳＯＸが除去された排気ガスと海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を吸収除去できる。
具体的には、ＳＯＸ吸収部１３２は海水と一次的に接触するセクションであって、図３及び図６に示すように、海水供給部１１０から供給される海水を下向きに噴射してＳＯＸを溶解させてスート（ｓｏｏｔ）の粉塵を除去する多段の海水噴射ノズル１３２ａ、及び洗浄水が逆流しないようにする、隔壁形状の排気ガス流入管１３２ｂ又は排気ガス流入管１３２ｂをカバーする傘形状の遮断板１３２ｃを含むことができる。
一方、海水噴射ノズル１３２ａ又は別途のクーリングジャケット（図示せず）によって排気ガスの温度をＣＯ２除去部１３１で要求される２７℃乃至３３℃、好ましくは、３０℃前後に冷却できるが、図６の（ａ）に示すように、海水噴射ノズル１３２ａ下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板１３２ｄが多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスを円滑に接触させるか、又は図６の（ｂ）に示すように、海水噴射ノズル１３２ａ下部に、海水と排気ガスを接触させる充填材が詰められた吸収塔１３２ｅがそれぞれ形成されて、海水がＳＯＸを溶解させるようにすることもできる。
一方、ＳＯＸの溶解度をさらに上げるためにアルカリイオンを形成する化合物、例えばＮａＯＨ又はＭｇＯの塩基性薬品をＳＯＸ吸収部１３２に供給される海水に投入する閉ループ系（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ）で構成できる。
ちなみに、閉ループ系は追加的な塩基性薬品消耗を伴うが循環する海水の量が少ない長所があり、海水のみを噴射して溶解されたＳＯＸを船外に排出する開ループ系（ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ）は追加的な塩基性薬品の消耗がなく簡素な長所があり、かかる長所を最大化するために開ループ及び閉ループを結合したハイブリッドシステムで構成することもできる。
よって、ＳＯＸ吸収部１３２によってＳＯＸを先に除去した後に続いてＣＯ２除去部１３１によってＣＯ２を除去させることで、ＳＯＸの溶解度が大きいため、Ｎａ２ＳＯ３などの化合物に先に変化することにより、ＳＯＸの溶解がすべて行われるまではＣＯ２の除去が難しい問題点を解決してＣＯ２の溶解度及びＣＯ２の除去効率性を向上させることができる。
ここで、ＳＯＸ吸収部１３２によってＳＯＸを吸収して排出部１７０に排液される洗浄水にはＳＯ３ －、ＳＯ４ ２－、スート、ＮａＳＯ３、ＮａＳＯ４、ＭｇＣＯ３、ＭｇＳＯ４及びその他のイオン化合物が共に含まれている。
一方、上記の通り、吸収タワー１３０は、船舶エンジン１０から排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部１３３をさらに含み、ＮＯＸが除去された排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却して冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去できる。
すなわち、吸収タワー１３０は船舶エンジン１０から排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部１３３と、ＮＯＸが除去された排気ガスを海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部１３２と、ＳＯＸが除去された排気ガスと吸収液製造部１２０から供給されたアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１と、が垂直方向に積層形成され、ＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２を順に吸収して除去する。
これにより、ＣＯ２除去部１３１は前もってＮＯＸとＳＯＸが除去された排気ガスとアンモニア水を反応させて除去することで、ＣＯ２除去工程中にＮＯＸとＳＯＸによる副反応が発生しないので不純物の発生を最小化することができ、後続の工程で不純物の少ないＮＨ４ＨＣＯ３を得ることができる。
ここで、吸収タワー１３０は、ＣＯ２除去部１３１とＳＯＸ吸収部１３２とＮＯＸ吸収部１３３と後述するＥＧＥ１３４とを含んで構成されるが、それぞれ個別モジュールとして構成されてモジュール化して結合して構成されることもでき、単一のタワーの形態に統合して構成されることもでき、吸収タワー１３０自体は単一タワー又は複数のタワーにグループ化して構成されることもできる。
具体的には、ＮＯＸ吸収部１３３はＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ）であって、図５に示すように、アンモニア再生部１５０からブロア１３３ａ又は圧縮機を通して第１ＮＨ３噴射ノズル１３３ｂにＮＨ３を直接供給するか、又はＮＨ３の不足時には尿素水貯蔵タンク１３３ｃの尿素水（ＵＲＥＡ）を尿素水供給ポンプ１３３ｄを通して第２ＮＨ３噴射ノズル１３３ｅに供給されて損失分又は不足分を補償するように代替することもできる。
一方、尿素水を分解するとＮＨ３とＣＯ２が発生するので、ＮＨ３を直接供給してＣＯ２発生量を減らすことが好ましい場合がある。
また、吸収タワー１３０は、ＮＯＸ吸収部１３３とＳＯＸ吸収部１３２の間に形成されて船舶エンジン１０の廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ）１３４をさらに含むことができる。
次に、吸収液濃度調節部１４０は吸収液製造部１２０から吸収タワー１３０に供給されて循環する吸収液の濃度を調節する。
例えば、アンモニア水循環ラインＡを循環するアンモニア水の濃度が低い場合は上記の化学式２の（ＮＨ４）２ＣＯ３の生成が減ってＣＯ２排出量が増加するようになり、濃度が高い場合は過度なＣＯ２吸収によってＣａＣＯ３又はＭｇＣＯ３の生産量が必要以上に増加するようになるので、吸収液濃度調節部１４０はアンモニア水の濃度を一定に維持して吸収タワー１３０のＣＯ２吸収性能が持続されるようにすべきである。
これを具現するために、吸収液濃度調節部１４０は、吸収液製造部１２０の高濃度アンモニア水とアンモニア水循環ラインＡを循環する低濃度のアンモニア水を混合してアンモニア水の濃度を質量基準１２％に調節するように設計できるが、これに限定されず使用条件に応じて変更され得る。
すなわち、吸収液濃度調節部１４０は、図４に示すように、清水を供給する清水供給ライン１４１、吸収タワー１３０に供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサ１４２、アンモニア水供給ポンプ１２５の稼動によって吸収液製造部１２０から供給される高濃度アンモニア水の流量を調節する流量調節弁１４３、ｐＨセンサ１４２によるアンモニア水濃度に応じて、吸収液製造部１２０からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は清水供給ライン１４１の清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサー１４４、及びミキサー１４４による混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁１４５で構成されることができる。
ここで、ミキサー１４４内部には円滑に混合するために流体の渦流を起こすことができる羽根が配置されたパイプ又は構造物で多様な形態で構成されることができ、圧力維持用弁１４５はミキサー１４４の排出口に形成されて混合時にも高い圧力を維持して高濃度アンモニア水からＮＨ３（ｇ）が蒸発して消失されることを防止できる。
次に、アンモニア再生部１５０は、下記の化学式３及び化学式４によって、吸収タワー１３０から排出されたアンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して吸収タワー１３０に回帰させてＣＯ２吸収液として再使用させ、ＣＯ２をＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）の形態で貯蔵又は排出させるか、又はＮＯＸ吸収部１３３に供給してＮＨ３でＮＯＸを吸収させることができる。
Figure 2023544056000004
Figure 2023544056000005
具体的には、アンモニア再生部１５０は、図４に示すように、２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）を貯蔵する貯蔵タンク１５１、吸収タワー１３０から排出されたアンモニウム塩水溶液（ＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ））と２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンク１５２、混合タンク１５２から溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタ１５３、溶液及び沈殿物をフィルタ１５３に高圧で移送する高圧ポンプ１５４、フィルタ１５３によって分離されたアンモニア水（又は清水）を貯蔵し吸収液濃度調節部１４０に供給するアンモニア水貯蔵タンク１５５、アンモニア水貯蔵タンク１５５から吸収液濃度調節部１４０に供給するアンモニア水循環ポンプ１５６、及びフィルタ１５３によって分離された炭酸塩（ＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ））をスラリー又は乾燥機（ｄｒｙｅｒ）（図示せず）に移送されて固形化した固体状態で貯蔵する別途の貯蔵タンク（図示せず）で構成されることができる。
ここで、混合タンク１５２内に設置された攪拌機によって連続的に反応させるが、反応が円滑に行われるように一定の温度を維持できる。
また、貯蔵タンク１５１では清水と金属酸化物（ＣａＯ又はＭｇＯ）を反応させて２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）を生成して貯蔵し混合タンク１５２に供給する役割を担う。
これにより、比較的安価の金属酸化物（ＣａＯ又はＭｇＯ）又は２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）のみを投入して水の追加的な投入が必要なく、アンモニア水の濃度減少がなく、フィルタ１５３の容量の大きさを減らすことができ、ＮＨ３再生費用を減らすことができる。すなわち、理論的には金属酸化物のみを消耗し、ＮＨ３と清水を再使用させ、ＣＯ２除去費用を相当低減できる。
また、フィルタ１５３は混合タンク１５２から溶液と沈殿物を吸入してＮａＨＣＯ３とその他副産物の沈殿物を高圧ポンプ１５４によって高圧で移送して炭酸塩を分離して固体状態で貯蔵するか、又は船外に排出する。ここで、フィルタ１５３の一例として高圧流体移送による沈殿物分離に適したメンブレンフィルタが適用され得る。
また、アンモニア水循環ポンプ１５６は大量のアンモニア水がアンモニア水循環ラインＡを循環するように遠心ポンプ型のポンプで構成されることができる。
次に、蒸気生成部１６０は、図７に示すように、ＥＧＥ１３４を通過して熱交換された蒸気（ｓｔｅａｍ）と飽和水形態の混合水を供給されてスチームドラム（ｓｔｅａｍ ｄｒｕｍ）（図示せず）によって蒸気を分離して蒸気消耗先に供給する補助ボイラ１６１と、補助ボイラ１６１からＥＧＥ１３４にボイラ水を循環供給するボイラ水循環水ポンプ１６２と、蒸気消耗先から消耗された後、凝縮されて相が変化した凝縮水を回収するカスケードタンク（ｃａｓｃａｄｅ ｔａｎｋ）１６３と、カスケードタンク１６３から補助ボイラ１６１にボイラ水の量を調節して供給する供給ポンプ１６４及び調節弁１６５と、で構成され、船内の加熱装備に必要な蒸気を生成して供給する。
ここで、船舶エンジン１０の負荷が大きい場合は排気ガスから提供され得る熱量が高いので船内に必要な蒸気の量をＥＧＥ１３４によって十分に生産できるが、そうでない場合は補助ボイラ１６１自体に燃料を燃焼させて必要な蒸気を生産することもできる。
次に、排出部１７０は、図７に示すように、吸収タワー１３０から排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク１７１、洗浄水タンク１７１から移送ポンプ１７２によって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置１７３、及びスートなどの固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンク１７４で構成され、水処理装置１７３を通過して船外排出条件を充足する洗浄水は船外排出し、船外排出条件を充足できないスートなどの固形の排出物は別途にスラッジ貯蔵タンク１７４に貯蔵保管できる。
一方、船外排出条件を充足するための中和剤としてＮａＯＨを例として上げられるが、吸収タワー１３０から排出される物質が酸性又は塩基性である場合をすべて想定して必要に応じてそれらの酸性又は塩基性をそれぞれ中和させることができる中和剤が選択されて使用され得る。
一方、本発明の他の実施例による船舶は、上記の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
したがって、前述のような船舶の温室効果ガス排出低減装置の構成によれば、温室効果ガス吸収液の濃度を一定に維持して吸収タワーの吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止し、ＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、ＮＨ３を再生して比較的高価のＮＨ３の消耗を最小化し、フィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、温室効果ガスを自然状態で存在する炭酸塩の形態で貯蔵して海上排出を可能とし、ＮＨ３再生時に残存するＳＯＸによる副反応を除去してＮＨ３の損失を最小化し、アンモニア回収時に不純物が含まれないようにできる。
一方、図１０を参照すると、本発明のさらに他の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置は、船舶エンジン１０`から排出される排気ガスを冷却する排気ガス冷却部１１０`、高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部１２０`、排気ガス冷却部１１０`によって冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０`からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１`が形成された、吸収タワー１３０`、吸収液製造部１２０`から吸収タワー１３０`に供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部１４０`、及び吸収タワー１３０`から排出されたアンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して吸収タワー１３０`に回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部１５０`を含み、熱交換方式によって清水で排気ガスを冷却して吸収液の濃度が低くなることを防止し、吸収液の濃度を調節して吸収液の濃度を一定に維持して吸収性能低下を防止することを要旨とする。
ここで、主エンジン又は発電用エンジンとして用いられる船舶エンジンの種類及び仕様（低圧エンジン又は高圧エンジン）と、船舶エンジンに供給される燃料の種類（ＨＦＯ、ＭＤＯ、ＬＮＧ、ＭＧＯ、ＬＳＭＧＯ、アンモニア等）によって吸収タワーは、ＣＯ２除去部の他にも、ＮＯＸ吸収部又はＳＯＸ吸収部を選択的に含むか、又はすべて含むように構成されることができる。
特に、船舶エンジンの燃料としてＬＮＧを使用する場合はＳＯＸの発生量が無いので別途にＳＯＸ吸収部を設置する必要がないが、低硫黄油（ＬＳＭＧＯ）を使用する場合は微量のＳＯＸが発生する場合があるので排気ガスの冷却とＳＯＸの溶解による吸収を同時に遂行できるＳＯＸ吸収部を追加的に具備することもできる。
以下、船舶エンジンの燃料としてＬＮＧを使用するか、又は低硫黄油を使用する場合において吸収タワーにＮＯＸ吸収部、排気ガス冷却部、ＣＯ２除去部が順に積層形成された実施例を記述するが、これに限定されず、前述のようにＮＯＸ吸収部は船舶エンジンと燃料の種類によって具備するか否かを決定できる。
以下、図１０乃至図１６を参照して、前述した船舶の温室効果ガス排出低減装置の構成を具体的に詳述すると次のとおりである。
まず、排気ガス冷却部１１０`は船舶エンジン１０`から排出される排気ガスを冷却して、排気ガスの温度を下げて吸収液によるＣＯ２吸収を円滑にする。
例えば、排気ガス冷却部１１０`は、船舶エンジン１０`から排出される排気ガスを清水（ｆｒｅｓｈ ｗａｔｅｒ）の熱交換方式で冷却でき、具体的には排気ガスが流動する排気ガス排出管を包む熱交換配管１１１`に船内冷却システム２０`から提供される清水を循環させて清水との熱交換方式によって排気ガスを２７℃乃至３３℃の温度に冷却できる。
すなわち、清水によって排気ガスを直接冷却する水冷方式は清水の投入によって吸収液の濃度が低くなり温室効果ガス吸収性能が低下するが、これを改善して熱交換方式によって排気ガスを冷却して吸収液の濃度が低くなることを防止して温室効果ガス吸収性能を一定に維持できる。
次に、吸収液製造部１２０`は下記の化学式５のように清水とＮＨ３を反応させて高濃度ＣＯ２吸収液である高濃度アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ（ａｑ））を製造して吸収液濃度調節部１４０`を経て吸収タワー１３０`に供給する。
Figure 2023544056000006
具体的には、吸収液製造部１２０`は、図１１及び図１３に示すように、清水を貯蔵する清水タンク（図示せず）、清水タンクから清水をアンモニア水タンク１２３`に供給する清水調節弁１２１`、高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所１２２`、清水調節弁１２１`によって供給される清水にＮＨ３貯蔵所１２２`から供給されるＮＨ３を噴射して高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンク１２３`、アンモニア水タンク１２３`内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサ１２４`、及びアンモニア水タンク１２３`から吸収液濃度調節部１４０`に高濃度アンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプ１２５`で構成されることができる。
例えば、吸収タワー１３０`とアンモニア再生部１５０`を循環するアンモニア水は運転を繰り返すうちに濃度が変化するが、濃度が低くなる場合は高濃度のアンモニア水を吸収液循環ラインＡ`（図１０参照）に供給して、低くなったアンモニア水濃度を補償して設計されたアンモニア水濃度に一定に維持できる。
一方、高濃度アンモニア水は同一温度で低濃度アンモニア水に比べてＮＨ３（ｇ）の分圧（ｐａｒｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が高いので、大気圧状態では相対的にＮＨ３の蒸発が起きやすいので損失が増加する。よって、高濃度アンモニア水を貯蔵するためには溶解度が高くＮＨ３（ｇ）の蒸気圧が低くなるように温度を下げて加圧システム下で運転しなければならない。
すなわち、ＮＨ３（ｇ）が大気中に蒸発損失する現象を防止するためにアンモニア水タンク１２３`内に一定の圧力の圧縮空気を注入して、アンモニア水タンク１２３`内の圧力を高い状態で維持してＮＨ３の蒸発損失を防止できる。
例えば、ＮＨ３は－３４℃、８．５ｂａｒで液体状態で貯蔵が可能なので船内で利用可能な７ｂａｒ圧縮空気を使用してアンモニア水タンク１２３`内部を一定の圧力に維持して、５０％濃度のアンモニア水をアンモニア水タンク１２３`に貯蔵することができる。
また、アンモニア水タンク１２３`の過圧防止のために安全領域（Ｓａｆｅｔｙ Ａｒｅａ）に排気して圧力を下げる安全弁（ｓａｆｅｔｙ ｖａｌｖｅ）１２３ａ`が設置されることができる。
次に、吸収タワー１３０`には排気ガス冷却部１１０`によって冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０`からの吸収液であるアンモニア水（ＮＨ４ＯＨ（ａｑ））を反応させて下記の化学式６のようにＣＯ２をアンモニウム塩水溶液（ＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ））に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１`が形成される。
Figure 2023544056000007
具体的には、ＣＯ２除去部１３１`は、図１２に示すように、吸収液濃度調節部１４０`から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズル１３１ａ`、排気ガスのＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液であるＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材１３１ｂ`、充填材１３１ｂ`が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２吸収反応による発熱を冷却するクーリングジャケット（ｃｏｏｌｉｎｇ ｊａｃｋｅｔ）（図示せず）、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレー１３１ｃ`、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水噴射ノズル１３１ａ`による噴射時に飛散されるアンモニア水を充填材１３１ｂ`方向に回帰させるミスト除去板１３１ｄ`、充填材１３１ｂ`を通過したアンモニア水がＳＯＸ吸収部に逆流しないように形成された隔壁１３１ｅ`、及び隔壁１３１ｅ`に囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板１３１ｆ`で構成されることができる。
ここで、クーリングジャケットは物質伝達が最も円滑な３０℃乃至５０℃に冷却してＣＯ２吸収率を一定の水準に維持しながらＮＨ３が気化して消失されないようにすることができる。
一方、ＣＯ２除去部１３１`は排気ガスとＮＨ３との接触面的を増やしながらもエンジンスペックで要求される排気管の許容圧力降下（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ）内で運転されるように多様な形態が考慮され得るが、例えば、充填材１３１ｂ`は単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、単位面積あたり接触面積と気体の圧力降下とフラッディング速度とを考慮して図１５に例示したような吸収工程に適した蒸留カラムパッキングを選定でき、図１６に例示したようにアンモニア水噴射ノズル１３１ａ`はラダーパイプ（ｌａｄｄｅｒ ｐｉｐｅ）形状（ａ）又はスプレー形状（ｂ）で構成されることができる。
また、アンモニア水は充填材１３１ｂ`を下向きに通過し排気ガスは充填材１３１ｂ`を上向きに通過して接触するようになりチャネリング現象を防止するために蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器（図示せず）が形成され得る。
また、ミスト除去板１３１ｄ`は飛散したアンモニア水が屈曲した多板に粘着されて液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）が大きくなるようにして自重によって充填材１３１ｂ`方向に排液されるように（ｄｒａｉｎ）する。
一方、上記の通り、船舶エンジン１０`はＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用することを前提とするが、ＬＮＧを燃料として使用する場合はＳＯＸの発生量が無いことができるが、船舶エンジン１０`が低硫黄油を燃料として使用する場合は吸収タワー１３０`はＳＯＸ吸収部を具備することもできる。
例えば、別途図示していないが、ＳＯＸ吸収部は船舶エンジン１０`から排出される排気ガスを海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去し、ＣＯ２除去部１３１`はＳＯＸが除去され冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０`からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を吸収除去できる。
また、上記の通り、吸収タワー１３０`は、船舶エンジン１０`から排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部１３２`をさらに含み、ＮＯＸが除去された排気ガスを排気ガス冷却部１１０`によって冷却し、冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０`からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去できる。
すなわち、吸収タワー１３０`は船舶エンジン１０`から排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部１３２`と、ＮＯＸが除去され冷却された排気ガスと吸収液製造部１２０`から供給されたアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３１`が垂直方向に積層形成され、ＮＯＸとＣＯ２を順に吸収して除去する。
よって、ＣＯ２除去部１３１`は前もってＮＯＸが除去された排気ガスとアンモニア水を反応させて除去することで、ＣＯ２除去工程中にＮＯＸによる副反応が発生しないので不純物の発生を最小化することができ、後続の工程で不純物の少ないＮＨ４ＨＣＯ３を得ることができる。
ここで、吸収タワー１３０`は、ＣＯ２除去部１３１`とＮＯＸ吸収部１３２`と後述するＥＧＥ１３３`を含んで構成されるが、それぞれ個別モジュールとして構成されてモジュール化して結合して構成されることもでき、単一のタワーの形態に統合して構成されることもでき、吸収タワー１３０`自体は単一タワー又は複数のタワーにグループ化して構成されることもできる。
具体的には、ＮＯＸ吸収部１３２`はＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ）であって、図１２に示すように、アンモニア再生部１５０`からブロア１３２ａ`又は圧縮機を通して第１ＮＨ３噴射ノズル１３２ｂ`に再生されたＮＨ３を直接供給してＮＯＸを吸収するか、又はＮＨ３の不足時には尿素水貯蔵タンク１３２ｃ`の尿素水（ＵＲＥＡ）を尿素水供給ポンプ１３２ｄ`を通して第２ＮＨ３噴射ノズル１３２ｅ`に供給されて損失分又は不足分を補償するように代替することもできる。
一方、尿素水を分解するとＮＨ３とＣＯ２が発生するので、ＮＨ３を直接供給してＣＯ２発生量を減らすことが好ましい場合がある。
また、吸収タワー１３０`は、ＮＯＸ吸収部１３２`と排気ガス冷却部１１０`の間に形成されて船舶エンジン１０`の廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ）１３３`をさらに含むことができる。
次に、吸収液濃度調節部１４０`は吸収液製造部１２０`から吸収タワー１３０`に供給されて吸収液循環ラインＡ`に沿って循環する吸収液の濃度を調節する。
例えば、吸収液循環ラインＡ`を循環するアンモニア水の濃度が低い場合は上記の化学式６の（ＮＨ４）２ＣＯ３の生成が減ってＣＯ２排出量が増加するようになり、濃度が高い場合は過度なＣＯ２吸収によってＣａＣＯ３又はＭｇＣＯ３の生産量が必要以上に増加するようになるので、吸収液濃度調節部１４０`はアンモニア水の濃度を一定に維持して吸収タワー１３０`のＣＯ２吸収性能が持続されるようにすべきである。
これを具現するために、吸収液濃度調節部１４０`は、吸収液製造部１２０`の高濃度アンモニア水と吸収液循環ラインＡ`を循環する低濃度のアンモニア水を混合してアンモニア水の濃度を質量基準１２％に調節するように設計できるが、これに限定されず使用条件に応じて変更され得る。
すなわち、吸収液濃度調節部１４０`は、図１３に示すように、清水を供給する清水供給ライン１４１`、吸収タワー１３０`に供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサ１４２`、アンモニア水供給ポンプ１２５`の稼動によって吸収液製造部１２０`から供給される高濃度アンモニア水の流量を調節する流量調節弁１４３`、ｐＨセンサ１４２`によるアンモニア水濃度に応じて、吸収液製造部１２０`からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は清水供給ライン１４１`の清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサー１４４`、及びミキサー１４４`による混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁１４５`で構成されることができる。
ここで、ミキサー１４４`内部には円滑に混合するために流体の渦流を起こすことができる羽根が配置されたパイプ又は構造物で多様な形態で構成されることができ、圧力維持用弁１４５`はミキサー１４４`の排出口に形成されて混合時にも高い圧力を維持して高濃度アンモニア水からＮＨ３（ｇ）が蒸発して消失されることを防止できる。
次に、アンモニア再生部１５０`は、下記の化学式７及び化学式８によって、吸収タワー１３０`から排出されたアンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して吸収タワー１３０`に回帰させてＣＯ２吸収液として再使用させ、ＣＯ２をＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）の炭酸塩の形態で貯蔵又は排出させるか、又は上記のようにＮＯＸ吸収部１３２`に供給してＮＨ３でＮＯＸを吸収させることができる。
Figure 2023544056000008
Figure 2023544056000009
具体的には、アンモニア再生部１５０`は、図１３に示すように、２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）を貯蔵する貯蔵タンク１５１`、吸収タワー１３０`から排出されたアンモニウム塩水溶液（ＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ））と２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンク１５２`、混合タンク１５２`から溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタ１５３`、溶液及び沈殿物をフィルタ１５３`に高圧で移送する高圧ポンプ１５４`、フィルタ１５３`によって分離されたアンモニア水（又は清水）を貯蔵し吸収液濃度調節部１４０`に供給するアンモニア水貯蔵タンク１５５`、アンモニア水貯蔵タンク１５５`から吸収液濃度調節部１４０`に供給するアンモニア水循環ポンプ１５６`、及びフィルタ１５３`によって分離された炭酸塩（ＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ））をスラリー又は乾燥機（ｄｒｙｅｒ）（図示せず）に移送されて固形化した固体状態で貯蔵する別途の貯蔵タンク（図示せず）で構成されることができる。
ここで、混合タンク１５２`内に設置された攪拌機によって連続的に反応させるが、反応が円滑に行われるように一定の温度を維持できる。
また、貯蔵タンク１５１`では清水と金属酸化物（ＣａＯ又はＭｇＯ）を反応させて２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）を生成して貯蔵し混合タンク１５２`に供給する役割を担う。
これにより、比較的安価の金属酸化物（ＣａＯ又はＭｇＯ）又は２価金属水酸化物水溶液（Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）のみを投入して水の追加的な投入が必要なく、アンモニア水の濃度減少がなく、フィルタ１５３`の容量の大きさを減らすことができ、ＮＨ３再生費用を減らすことができる。すなわち、理論的には金属酸化物のみを消耗し、ＮＨ３と清水を再使用させ、ＣＯ２除去費用を相当低減できる。
また、フィルタ１５３`は混合タンク１５２`から溶液と沈殿物を吸入してＮａＨＣＯ３とその他副産物の沈殿物を高圧ポンプ１５４`によって高圧で移送して炭酸塩を分離して固体状態で貯蔵するか、又は船外に排出する。ここで、フィルタ１５３`の一例として高圧流体移送による沈殿物分離に適したメンブレンフィルタが適用され得る。
また、アンモニア水循環ポンプ１５６`は大量のアンモニア水がアンモニア水循環ラインＡ`を循環するように遠心ポンプ型のポンプで構成されることができる。
次に、蒸気生成部１６０`は、図１４に示すように、ＥＧＥ１３３`を通過して熱交換された蒸気（ｓｔｅａｍ）と飽和水形態の混合水を供給されてスチームドラム（ｓｔｅａｍ ｄｒｕｍ）（図示せず）によって蒸気を分離して蒸気消耗先に供給する補助ボイラ１６１`と、補助ボイラ１６１`からＥＧＥ１３３`にボイラ水を循環供給するボイラ水循環水ポンプ１６２`と、蒸気消耗先から消耗された後、凝縮されて相が変化した凝縮水を回収するカスケードタンク（ｃａｓｃａｄｅ ｔａｎｋ）１６３`と、カスケードタンク１６３`から補助ボイラ１６１`にボイラ水の量を調節して供給する供給ポンプ１６４`及び調節弁１６５`と、で構成され、船内の加熱装備に必要な蒸気を生成して供給する。
ここで、船舶エンジン１０`の負荷が大きい場合は排気ガスから提供され得る熱量が高いので船内に必要な蒸気の量をＥＧＥ１３３`によって十分に生産できるが、そうでない場合は補助ボイラ１６１`自体に燃料を燃焼させて必要な蒸気を生産することもできる。
一方、吸収タワー１３０`から排出される洗浄水を処理する排出部（図示せず）を構成することもできる。例えば、排出部は吸収タワー１３０`から排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、洗浄水タンクから移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及びスートなどの固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成され、水処理装置を通過して船外排出条件を充足する洗浄水は船外排出し、船外排出条件を充足できないスートなどの固形の排出物は別途にスラッジ貯蔵タンクに貯蔵保管できる。
一方、船外排出条件を充足するための中和剤としてＮａＯＨを例として上げられるが、吸収タワー１３０`から排出される物質が酸性又は塩基性である場合をすべて想定して必要に応じてそれらの酸性又は塩基性をそれぞれ中和させることができる中和剤が選択されて使用され得る。
一方、本発明のさらに他の実施例による船舶は、上記の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
したがって、前述のような船舶の温室効果ガス排出低減装置の構成によれば、熱交換方式によって船内冷却システムの清水で排気ガスを冷却して吸収液の濃度が低くなることを防止し、これによりフィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、吸収液の濃度を調節して吸収液の濃度を一定に維持して温室効果ガス吸収性能低下を防止させ、加圧システムを適用して高濃度吸収液の自然蒸発による吸収液の損失を防止し、ＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、温室効果ガスを自然状態で存在する炭酸塩の形態で貯蔵して海上排出を可能とし、ＮＨ３を再生して比較的高価のＮＨ３の消耗を最小化できる。
以上、本発明を図面に示す実施例を参照して説明した。しかし、本発明はこれに限定されず本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明と均等な範囲に属する多様な変形例又は他の実施例が可能である。したがって、本発明の真正な保護範囲は下記の特許請求の範囲によって定められる。

Claims (34)

  1. 海水を供給する海水供給部と、
    高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部と、
    船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、
    前記吸収液製造部から前記吸収タワーに供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部と、
    前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部と、を含む
    ことを特徴とする船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  2. 前記船舶エンジンはＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用する
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  3. 前記船舶エンジンが低硫黄油を燃料として使用する場合、
    前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部をさらに含み、
    前記ＣＯ２除去部は前記ＳＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスを前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去する
    請求項２に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  4. 前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、
    前記ＣＯ２除去部は、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去する
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  5. 前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部と、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部と、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去する前記ＣＯ２除去部と、が順に積層形成される
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  6. 前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して、前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させ、
    前記ＮＯＸ吸収部は前記アンモニア再生部から供給されるＮＨ３でＮＯＸを吸収するか、又は尿素水を使用してＮＯＸを吸収する
    請求項４又は５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  7. 前記海水供給部は、
    船外からシーチェストを介して海水を供給されて前記ＳＯＸ吸収部にポンピングする海水ポンプと、
    排気ガスの量に応じて前記海水ポンプから前記ＳＯＸ吸収部に供給される海水の噴射量を調節する海水調節弁と、を含む
    請求項３又は５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  8. 前記吸収液製造部は、
    清水を貯蔵する清水タンクと、
    前記清水タンクから清水を供給する清水調節弁と、
    高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所と、
    前記清水調節弁によって供給される清水に前記ＮＨ３貯蔵所から供給されるＮＨ３を噴射して吸収液である高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンクと、
    前記アンモニア水タンク内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサと、
    前記アンモニア水タンクから前記吸収液濃度調節部にアンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプと、を含む
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  9. 前記吸収液濃度調節部は、
    清水を供給する清水供給ラインと、
    前記吸収タワーに供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサと、
    前記吸収液製造部から供給されるアンモニア水の流量を調節する流量調節弁と、
    前記ｐＨセンサによるアンモニア水濃度に応じて、前記吸収液製造部からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は前記清水供給ラインの清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサーと、
    前記ミキサーによる混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁と、を含む
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  10. 前記ＳＯＸ吸収部は、
    前記海水供給部から供給される海水を下向きに噴射する多段の海水噴射ノズルと、
    洗浄水が逆流しないようにする、隔壁形状の排気ガス流入管又は前記排気ガス流入管をカバーする傘形状の遮断板と、を含む
    請求項３又は５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  11. 前記海水噴射ノズル下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板が多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスを接触させる
    請求項１０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  12. 前記海水噴射ノズル下部に、海水と排気ガスを接触させる充填材が詰められた吸収塔が形成されて、海水がＳＯＸを溶解させるようにする
    請求項１０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  13. 前記ＣＯ２除去部は、
    前記吸収液濃度調節部から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、
    ＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材と、
    前記充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、
    ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、
    屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記充填材方向に回帰させるミスト除去板と、
    アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、
    前記隔壁に囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含む
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  14. 前記充填材は単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、
    前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器が形成される
    請求項１３に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  15. 前記吸収タワーは、
    前記ＮＯＸ吸収部と前記ＳＯＸ吸収部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含む
    請求項５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  16. 前記アンモニア再生部は、
    前記２価金属水酸化物水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、
    前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液と前記２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンクと、
    前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタと、
    前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、
    前記フィルタによって分離されたアンモニア水又は清水を貯蔵し前記吸収液濃度調節部に供給するアンモニア水貯蔵タンクと、を含む
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  17. 前記貯蔵タンクに貯蔵された前記２価金属水酸化物水溶液は清水と、ＣａＯ又はＭｇＯを反応させて生成されたＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２である
    請求項１６に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  18. 前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含む
    請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  19. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した
    ことを特徴とする船舶。
  20. 船舶エンジンから排出される排気ガスを冷却する排気ガス冷却部と、
    高濃度ＣＯ２吸収液を製造して供給する吸収液製造部と、
    前記排気ガス冷却部によって冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、
    前記吸収液製造部から前記吸収タワーに供給される吸収液の濃度を調節する吸収液濃度調節部と、
    前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液を２価金属水酸化物水溶液と反応させてＮＨ３を再生して前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させる、アンモニア再生部と、を含む
    ことを特徴とする船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  21. 前記船舶エンジンはＬＮＧ又は低硫黄油を燃料として使用する
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  22. 前記排気ガス冷却部は、
    排気ガス排出管を包む熱交換配管に船内冷却システムから提供される清水を循環させて排気ガスを２７℃乃至３３℃の温度に冷却する
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  23. 前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、
    前記ＣＯ２除去部は前記ＮＯＸが除去され前記排気ガス冷却部によって冷却された排気ガスと前記吸収液製造部からの吸収液を反応させてＣＯ２をアンモニウム塩水溶液に転換してＣＯ２を除去する
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  24. 前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して、前記吸収タワーに回帰させて吸収液として再使用させ、
    前記ＮＯＸ吸収部は前記アンモニア再生部から供給されるＮＨ３でＮＯＸを吸収するか、又は尿素水を使用してＮＯＸを吸収する
    請求項２３に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  25. 前記吸収液製造部は、
    清水を貯蔵する清水タンクと、
    前記清水タンクから清水を供給する清水調節弁と、
    高圧のＮＨ３を貯蔵するＮＨ３貯蔵所と、
    前記清水調節弁によって供給される清水に前記ＮＨ３貯蔵所から供給されるＮＨ３を噴射して吸収液である高濃度アンモニア水を製造して貯蔵するアンモニア水タンクと、
    前記アンモニア水タンク内のアンモニア水濃度を測定するｐＨセンサと、
    前記アンモニア水タンクから前記吸収液濃度調節部にアンモニア水を供給するアンモニア水供給ポンプと、を含む
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  26. 前記アンモニア水タンク内に一定の圧力の圧縮空気を注入してＮＨ３の蒸発損失を防止する
    請求項２５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  27. 前記吸収液濃度調節部は、
    清水を供給する清水供給ラインと、
    前記吸収タワーに供給される吸収液であるアンモニア水の濃度を測定するｐＨセンサと、
    前記吸収液製造部から供給されるアンモニア水の流量を調節する流量調節弁と、
    前記ｐＨセンサによるアンモニア水濃度に応じて、前記吸収液製造部からの高濃度アンモニア水を混合して濃度を上げるか、又は前記清水供給ラインの清水を混合して濃度を下げて、アンモニア水の濃度を調節するミキサーと、
    前記ミキサーによる混合時にＮＨ３の蒸発を防止する圧力維持用弁と、を含む
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  28. 前記ＣＯ２除去部は、
    前記吸収液濃度調節部から供給されるアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、
    ＣＯ２と吸収液であるアンモニア水とを接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材と、
    前記充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、
    ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、
    屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記充填材方向に回帰させるミスト除去板と、
    アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、
    前記隔壁に囲まれた排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含む
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  29. 前記充填材は単位体積あたり接触面的が大きく設計された多段の蒸留カラムパッキングで構成され、
    前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器が形成される
    請求項２８に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  30. 前記吸収タワーは、
    前記ＮＯＸ吸収部と前記排気ガス冷却部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含む
    請求項２３に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  31. 前記アンモニア再生部は、
    前記２価金属水酸化物水溶液を貯蔵する貯蔵タンクと、
    前記吸収タワーから排出された前記アンモニウム塩水溶液と前記２価金属水酸化物水溶液を攪拌機によって攪拌してＮＨ３（ｇ）と炭酸塩を生成する混合タンクと、
    前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入して炭酸塩を分離するフィルタと、
    前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、
    前記フィルタによって分離されたアンモニア水又は清水を貯蔵し前記吸収液濃度調節部に供給するアンモニア水貯蔵タンクと、を含む
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  32. 前記貯蔵タンクに貯蔵された前記２価金属水酸化物水溶液は清水と、ＣａＯ又はＭｇＯを反応させて生成されたＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２である
    請求項３１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  33. 前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含む
    請求項２０に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
  34. 請求項２０乃至３３のいずれか一項に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した
    ことを特徴とする船舶。
JP2023520523A 2020-10-13 2020-12-17 船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶 Pending JP2023544056A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0132175 2020-10-13
KR1020200132181A KR102232540B1 (ko) 2020-10-13 2020-10-13 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR1020200132175A KR102231451B1 (ko) 2020-10-13 2020-10-13 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR10-2020-0132181 2020-10-13
PCT/KR2020/018601 WO2022080588A1 (ko) 2020-10-13 2020-12-17 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023544056A true JP2023544056A (ja) 2023-10-19

Family

ID=81208188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023520523A Pending JP2023544056A (ja) 2020-10-13 2020-12-17 船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11852062B2 (ja)
EP (1) EP4230849A1 (ja)
JP (1) JP2023544056A (ja)
WO (1) WO2022080588A1 (ja)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7252703B2 (en) * 2003-06-30 2007-08-07 Honeywell International, Inc. Direct contact liquid air contaminant control system
EP1714959B1 (en) * 2005-04-19 2015-11-18 Casale Sa Process for urea production and related plant
US20130287673A1 (en) 2009-12-22 2013-10-31 Xialong WANG Capture of carbon dioxide
KR101297210B1 (ko) * 2011-10-31 2013-08-16 한국에너지기술연구원 암모니아수 흡수용액을 사용하는 개선된 이산화탄소 포집 방법 및 이를 구현하는 장치
KR101201426B1 (ko) 2012-03-30 2012-11-14 대한민국 선박용 온실가스 저감장치
EA201690649A1 (ru) 2013-10-07 2016-09-30 Рейд Системс (Острейлиа) Пти Лтд. Способ и устройство для удаления двуокиси углерода из топочного газа
US10322371B2 (en) 2016-03-25 2019-06-18 Blue Planet, Ltd. Ammonia mediated carbon dioxide (CO2) sequestration methods and systems
KR20180006059A (ko) 2016-07-08 2018-01-17 대우조선해양 주식회사 엔진의 배기가스 재순환 시스템 및 방법
US10668428B2 (en) * 2016-08-24 2020-06-02 Honeywell International Inc. Apparatus and methods for enhancing gas-liquid contact/separation
KR20180086566A (ko) 2017-01-23 2018-08-01 대우조선해양 주식회사 선박의 배기가스 유해물질 저감 장치
KR101973108B1 (ko) 2018-01-30 2019-04-26 삼성중공업 주식회사 선박 및 해양구조물의 세정수 처리방법
KR102162348B1 (ko) 2018-03-27 2020-10-06 한국조선해양 주식회사 저황유 연료를 사용하는 선박
KR20200084285A (ko) * 2019-01-02 2020-07-10 한국조선해양 주식회사 배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박
KR102172095B1 (ko) 2019-03-27 2020-10-30 한국생산기술연구원 산성가스의 흡수/분리 방법 및 산성가스 흡수/분리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20230383678A1 (en) 2023-11-30
US11852062B2 (en) 2023-12-26
EP4230849A1 (en) 2023-08-23
WO2022080588A1 (ko) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102232540B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR102232553B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
KR102232587B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
KR102231449B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR102231475B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
KR102231467B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR102415706B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
KR102347142B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
JP7463620B2 (ja) 船舶の温室効果ガス排出低減装置及び同装置を具備した船舶
KR102231451B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR102231448B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR102441664B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
JP2023544056A (ja) 船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶
JP7456001B2 (ja) 船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶
EP4234899A1 (en) Apparatus for reducing greenhouse gas emission in ship and ship including same
KR102231473B1 (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치 구비한 선박
KR102543385B1 (ko) Vlcc의 온실가스 배출 저감장치 및 동 장치를 구비한 vlcc
KR102446545B1 (ko) 암모니아 운반선의 온실가스 배출 저감장치
KR20240078462A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240078461A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240078463A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240075031A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240076438A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240076575A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박
KR20240076442A (ko) 선박의 온실가스 배출 저감장치 및 이를 구비한 선박

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240423