JP2024011586A - 船内の余剰アンモニアの除去装置、船内の余剰アンモニアの除去方法および船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】船内の余剰アンモニアの除去および除去方法を提供する。
【解決手段】アンモニアを含む分離ガスＧ₁を処理するスクラバ塔２１Ａと、前記スクラバ塔２１Ａの直下に連通して設けた中和タンク２１Ｂとからなるスクラバ装置２１と、スクラバ塔２１Ａにスクラバ水２６を導入するスクラバ水供給装置２５と、中和タンク２１Ｂで中和処理された処理水３０を一次保管する一次受タンク２７と、中和タンク２１Ｂで処理された処理水３０を抜き出し、スクラバ塔の充填部の下部側で循環液３０ａとして循環させる循環ラインＬ₂₁と、循環液に中和剤を導入する中和剤供給タンク２３と、を設けてなり、アンモニアを含む分離ガスＧ₁の供給をバッチ処理で行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、船内の余剰アンモニアの除去装置、船内の余剰アンモニアの除去方法および船舶に関する。

パリ協定（２０１６年）以降、世界的な脱炭素社会への実現が叫ばれている。
このため、日本においても２０５０年までに温室効果ガス（Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｇａｓ：以下「ＧＨＧ」ともいう。）排出「ゼロ」にするとの宣言がなされた。これらを受けて、重油を主燃料として使用する船舶用燃料を、二酸化炭素の排出がないアンモニアに転換する動きが世界的に活発化している（非特許文献１）。

このため、船舶において、アンモニアを、船舶を推進する原動機のガス燃料として使用する際、アンモニアの大気中への放出量を抑えるために、アンモニア貯留タンクに連通するアンモニアの流通経路に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を設け、流通経路内のアンモニアを外部に導くベント管の中途に、内部に水が貯留されているとともに、水の水面下にベント管から不活性ガス及びアンモニアが導入して処理タンク６０と、を備え、アンモニアの大気中への放出量を抑えることができる船舶の提案がある（特許文献１）。

特許第６９３４５５５号公報

三菱重工技報 Ｖｏｌ． ５９ Ｎｏ．２（２０２２） ｐ１－９（https://www.mhi.co.jp/technology/review/jp/abstractj-59-2-30.html）

しかしながら、特許文献１の提案では、内部に水が貯留されている処理タンク内に、不活性ガス及びアンモニアを導入するものであるので、処理タンク内でのアンモニアの溶解処理が平衡状態に達すると、その処理能力が低下し、余剰のアンモニアを連続して処理することができない、という問題がある。

また、アンモニア除去装置として、例えば「乾式（ヒーター）除害方式」としては、一般的に３００～５００℃まで昇温処理する必要があり、昇温時間に数時間を要する。「吸着除害方式」としては、一般的に高級な触媒が必要となり、その触媒を乾式（ヒーター）式同様に数百度まで昇温しなければならず、しかも、反応の過程で、ＮＯxが生成されることがあり、その後の処理にも問題がある。
また、「燃焼式除害方式」としては、一般的にチャンバー室の冷却及び反応生成物の除去のため湿式スクラバと併用してユニット化されることが多いためシステムが大規模・複雑となりやすく、ＮＯｘも幾分生成され、ＮＯｘの処理として、尿素を用いたＳＣＲ（触媒還元）方式を用いる必要がある、という問題がある。

本発明は従来技術の有するこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、船内の余剰アンモニアの除去装置、船内の余剰アンモニアの除去方法および船舶を提供することにある。

この目的を達成するために、第１の本発明は、
アンモニアを含むガスを処理するスクラバ塔と、前記スクラバ塔の直下に連通して設けた中和タンクとからなるスクラバ装置と、
前記スクラバ塔に導入する際、前記アンモニアを含むガスを希釈する希釈ガス導入部と、
前記スクラバ塔にスクラバ水を導入する供給ノズルを備えたスクラバ水供給装置と、
前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する一次受タンクと、
前記中和タンクで処理された処理水を抜き出し、前記スクラバ塔の充填部の下部側で循環液として循環させる循環ラインと、
前記循環液に中和剤を導入する中和剤供給タンクと、を設けてなり、
前記アンモニアを含むガスの供給を所定時間のバッチ処理で行い、アンモニア除去を行うことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第２の本発明は、
アンモニアを含むガスを処理するスクラバ塔と、前記スクラバ塔の直下に連通して設けた中和タンクとからなるスクラバ装置と、
前記スクラバ塔に導入する際、前記アンモニアを含むガスを希釈する希釈ガス導入部と、
前記スクラバ塔にスクラバ水を導入するスクラバ水供給装置と、
前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する一次受タンクと、
前記中和タンクで処理された処理水を抜き出し、前記スクラバ塔の充填部の上部側で循環液として循環させる循環ラインと、
前記循環液に中和剤を導入する中和剤供給タンクと、を設けてなり、
前記アンモニアを含むガスの供給を所定時間のバッチ処理で行い、アンモニア除去を行うことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第３の本発明は、
第１の本発明において、
前記バッチ処理は、
所定量のアンモニアを含むガスを前記スクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第４の本発明は、
第２の本発明において、
前記バッチ処理は、
所定量のアンモニアを含むガスを前記スクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第５の本発明は、
第１の本発明において、
前記スクラバ水の供給量を可変とすることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第６の本発明は、
第２の本発明において、
前記スクラバ水の供給量を可変とすることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第７の本発明は、
第１の本発明において、
前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する前記一次受タンクに供給する際、中空糸膜を用いて膜処理してなることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第８の本発明は、
第２の本発明において、
前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する前記一次受タンクに供給する際、中空糸膜を用いて膜処理してなることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置としたことである。

第９の本発明は、
アンモニアを含むガスを処理する請求項１乃至８のいずれか一つの船内の余剰アンモニアの除去装置を用いて、
主機関の停止時に、アンモニア供給路の一部を閉鎖し、配管内のアンモニアをパージするガス供給工程と、
配管内のアンモニアをパージしたガス中のアンモニアをバッチ処理で中和処理する中和処理工程と、
前記中和処理工程で中和処理した後のアンモニア中和処理水を一時的に貯留する一次処理工程と、を有することを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去方法としたことである。

第１０の本発明は、
第９の本発明において、
前記バッチ処理は、
所定量のアンモニアを含むガスを前記スクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去方法としたことである。

第１１の本発明は、
船体と、
アンモニアを燃料とする主機関と、
前記主機関にアンモニア供給ラインと主機関からの余剰アンモニアを戻す戻りラインと、
主機関の停止時に、アンモニア供給路の一部を閉鎖し、配管内のアンモニアをパージするガス供給部と、
アンモニアを含むガスを処理する請求項１乃至８のいずれか一つの船内の余剰アンモニアの除去装置と、を備えることを特徴とする船舶としたことである。

本発明によれば、アンモニアを燃料とする船舶において、配管内等の残余アンモニアガスやボイル・オフ・ガス等を安全なレベルにまで除害して大気へ放出することができ、安全性、狭小性、揺れに対応したアンモニア除去装置を提供することができる。

本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶の船内の概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶の船内の概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第一実施形態を示す概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第一実施形態を示す概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第二実施形態を示す概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第三実施形態を示す概略図である。 本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第四実施形態を示す概略図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。
なお、本実施形態は本発明の一実施形態に過ぎず、何等限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能であり、また実施形態相互に追加変更することができる。
「第一実施形態」

図１Ａは、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶の船内の概略図（主機運転中）である。図１Ｂは、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶の船内の概略図（主機停止時）である。

図１Ａ、図１Ｂに示すように、本実施形態の余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶１０は、外部から液化アンモニアを導入される液体アンモニアタンク１１と、液体アンモニアタンク１１から船舶を推進させる主機関１２に、高圧ポンプＰ₁を介して液化アンモニアを高圧状態で供給する供給ラインＬ₁と、主機関１２で使用されない余剰アンモニアを戻す戻りラインＬ₂と、を備えている。

供給ラインＬ₁には外部から窒素ガス等のパージガスＧ₀を供給するパージガス供給ラインＬ₁₀が接続され、戻りラインＬ₂にはパージガスＧ₀を排出するパージガス排出ラインＬ₁₁が接続されている。なお、供給ラインＬ₁、戻りラインＬ₂、パージガス供給ラインＬ₁₀、パージガス排出ラインＬ₁₁にはそれぞれ第１～第４開閉弁（Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₁₀ 及びＶ_１1）が介装されている。
ここで、パージガスＧ₀としては、例えば窒素の不活性ガスを挙げることができるが、本発明は不活性ガスであれば、いずれを用いてもよい。

図１Ａにおいては、燃料としてアンモニアを供給する際には、第１開閉弁Ｖ₁、第２開閉弁Ｖ₂は解放されており、ガス供給弁Ｖ₁₀、パージガス開閉弁Ｖ₁₁は、閉塞されている。

また、図１Ｂに示すように、パージガス排出ラインＬ₁₁は、気液分離装置１３が接続され、アンモニアを含むパージガスＧ₀中の未燃カーボン、油分等の残渣１３ａを気液分離している。

気液分離装置１３で気液分離されたアンモニアを含む分離ガス（以下「分離ガス」という）Ｇ₁中のアンモニアを除去するアンモニア除去装置１４には、気液分離装置１３から分離ガスＧ₁を送給する気液分離ガス供給ラインＬ₁₂が接続されている。

アンモニア除去装置１４は、分離ガスＧ₁中に含まれるアンモニア（気体）を除去するものである。

図１Ｂに示すように、例えば船舶が接岸して主機を停止する際には、アンモニア燃料の供給を停止し、配管内に残留するアンモニアをパージガスＧ₀で追い出すように、ガス供給弁Ｖ₁₀、パージガス開閉弁Ｖ₁₁を開き、パージガスＧ₀をパージガス供給ラインＬ₁₀から導入し、燃料供給の配管内部にアンモニア（液体）が、残存しないように追い出す。
パージガスＧ₀の導入の結果、図１Ｂに示すように、太字部分のラインがパージガスラインとなり、アンモニアを同伴したパージガスＧ₀はパージガス排出ラインＬ₁₁を経由し、気液分離装置１３、アンモニア除去装置１４に送られる。アンモニア除去装置１４ではスクラバ水（清水２６：図２参照）が供給されてスクラバ処理される。

図２、図３は、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第一実施形態を示す概略図である。
次に、本実施形態のアンモニア除去装置１４Ａについて説明する。
図２に示すように、アンモニア除去装置１４Ａは、気液分離装置１３で分離されたパージガスであるアンモニアを含む分離ガスＧ₁を処理するスクラバ塔２１Ａと、このスクラバ塔２１Ａの直下に連通して設けられた中和タンク２１Ｂとからなるスクラバ装置２１と、スクラバ塔２１Ａの塔内にスクラバ水である清水２６を導入する清水供給ラインＬ₁₄を有するスクラバ水供給装置２５と、中和タンク２１Ｂから後述する中和処理により処理されたアンモニア中和処理水３０Ａ（後述する図３参照）を一次保管する一次受タンク２７と、中和タンク２１Ｂに徐々に貯留された処理水３０を抜き出し、循環液３０ａとして循環させる循環ポンプＰ₂を介装した循環ラインＬ₂₁と、を備えている。

スクラバ塔２１Ａには気液分離ガス供給ラインＬ₁₂の先端部が接続され、スクラバ塔２１Ａの充填部２１ａの下部領域にアンモニアを含む分離ガスＧ₁を供給させている。なお、気液分離ガス供給ラインＬ₁₂の先端部が接続されるスクラバ塔２１Ａ内壁には、邪魔板２１ｃが設置され、アンモニアを含む分離ガスＧ₁を拡散するようにしている。

また、気液分離装置１３にパージガスＧ₀を導入するパージガス排出ラインＬ₁₁には、パージガスＧ₀を希釈する希釈ガスとして窒素（Ｎ₂）と空気とを各々導入する第１希釈ラインＬ_11Aと第２希釈ラインＬ_11Bとを設けている。
なお、パージガスＧ₀中のアンモニアを処理している最中には、空気を第２希釈ラインＬ_11Bから導入するようにしている。そして、一バッチ処理が終了した際には、第１希釈ラインＬ_11Aから窒素を導入するようにしている。

また、循環ラインＬ₂₁には外部に設置された中和剤供給タンク２３から中和剤３１を供給する中和剤供給ラインＬ₂₂が接続されている（図中※Ａ）。

ここで、アンモニアが含まれる処理水３０を中和する中和剤３１としては、アンモニアを中和処理する薬剤であれば、いずれを用いても良い。特には希硫酸（２３Ｖｏｌ％溶液、３３Ｖｏｌ％溶液）、クエン酸、リン酸、塩酸を例示することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
選定の基準としては、中和処理されて生成される塩として無臭であり、取り扱い性が良好のものとして、特に希硫酸、クエン酸が好ましい。
なお、硫酸は希釈硫酸の場合、一例として清水を例えば４００ｋｇを導入してアンモニア処理するには４．８ｋｇ～５．８ｋｇを要する。また、クエン酸の場合クエン酸溶液を作成し、６．７ｋｇ程度要する。このクエン酸は結晶性粉末であるので取扱いが容易で、保存スペースを最小にすることができる。

また、循環ラインＬ₂₁の一部の循環液３０ａを、さらに抜き出し液３０ｂとして抜き出す抜き出しラインＬ₂₃が接続されており、この抜き出しラインＬ₂₃には抜き出し液３０ｂのｐＨ値を計測するｐＨ計２４が設けられている。抜き出し液３０ｂはｐＨ計測後にスクラバ塔２１Ａに充填部２１ａの下部側に導入される。なお、符号Ｖ₁₂は循環液開閉弁、Ｖ₁₃は抜出液開閉弁、Ｖ₁₄は排出液開閉弁を各々図示する。

以上の構成のアンモニア除去装置１４Ａにおいて、アンモニアを含む分離ガスＧ₁を導入して供給ノズル２５ａから清水２６を導入してスクラバ処理する場合、処理水３０のｐＨ値としては、アンモニアが溶解されることとなるので、スクラバ処理時の最初はｐＨ値がｐＨ１４程度とアルカリ側である。しかし、中和剤３１での中和処理操作がすすむにつれてｐＨ値が低下し、設定値のｐＨ７±１程度となる。

この中和処理操作は、循環ポンプＰ₂で抜き出した循環液３０ａを循環させる際、抜き出し液３０ｂのｐＨ値をｐＨ計２４で計測すると共に、このｐＨ計２４と連動した中和剤供給タンク２３側の中和剤供給ポンプＰ₃に対して、信号（Ｓ₁）を送り、所定の設定値となるように運転制御する。

スクラバ塔２１Ａ内に導入されたアンモニアを含む分離ガスＧ₁は上昇流となり、スクラバ塔２１Ａ内部に設置される供給ノズル２５ａから落下した清水２６と対向接触し、アンモニアが清水２６側に溶解・除去され、中和タンク２１Ｂ内に落下する。アンモニア除去後の処理ガスＧ₂は、スクラバ塔２１Ａの塔頂側の天井部２１ｄの裏面側に当接し、その後スクラバ塔２１Ａ側面に接続されたガス排出ラインＬ₁₃から外部に排出される。ここで、本実施形態では清水２６は船舶内の造水装置で製造されたものを用いているが、海水を用いるようにしてもよい。

このスクラバ塔２１Ａ、中和タンク２１Ｂを備えたスクラバ装置２１はユニット仕様としており、船内の隔壁室内の一部にコンパクトに設置できるようにしている。例えば、スクラバユニットとした場合は、例えば縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ２．４ｍ程度、から例えば縦３ｍ×横３ｍ×高さ４ｍ程度となるようにして、狭小性に寄与している。

＜システム構成の処理工程の概要＞
次に、スクラバ装置２１を用いてシステム構成の処理工程の概要について説明する。

工程１） 上位システムからの運転信号を受信することによってスクラバーシステムのスクラバ装置２１が起動し、清水２６がスクラバ塔２１Ａ内に導入される。ここで、上位システムとは船舶側の主機関１２の（運転停止）信号等をいう。

工程２） スクラバ処理した清水２６は、スクラバ塔２１Ａと連通する中和タンク２１Ｂ内に落下し、内部に貯留される。
工程３） 次に、ガス供給弁Ｖ₁₀及びパージガス開閉弁Ｖ₁₁を開いて、パージガスである窒素の導入を開始する。本実施形態では、「バッチ処理」はこの窒素の導入から開始される。パージガスＧ₀は気液分離装置１３を通過した後、分離ガスＧ1としてスクラバ塔２１Ａ内に導入される。
工程４） そして清水２６を連続して供給してスクラバ処理する。処理を継続して、中和タンク２１Ｂ内に循環ポンプＰ₂を動作させるために必要な最低量が溜まったら、循環ラインＬ₂₁において循環液３０ａの循環を開始する。

工程５） 循環の開始によってｐＨ値の測定をｐＨ計２４で開始し、中和剤供給ポンプＰ₃を用いて中和剤（例えばクエン酸水溶液）３１が中和剤供給ラインＬ₂₂より注入されることでｐＨ調整が開始される。なお、設備の変更なしに中和剤３１として、クエン酸水溶液から希硫酸に変更することは可能である。

工程６） スクラバ装置２１での所定のスクラバ処理が終了し、循環液３０ａのｐＨ値が設定の範囲（ｐＨ７±１）内になると、一次受タンクへの移送が行なわれバッチ処理が終了する。
その後、導入するパージガスＧ₀を希釈する希釈ガスとして空気から窒素（Ｎ₂）に切替え、配管内を窒素封入状態とする。
工程７） その後、循環液開閉弁Ｖ₁₂、抜出液開閉弁Ｖ₁₃を閉じて、排出液開閉弁Ｖ₁₄を開いて流路を切替え、下流側に設置した一次受タンク２７へ処理水排出ラインＬ₂₄を介してアンモニア中和処理水３０Ａの移送が開始される。

工程８） 中和タンク２１Ｂ内のアンモニア中和処理水３０Ａが空になると移送が終了する。

工程９） 次の運転信号を受信するまでアンモニアを含む分離ガスを処理するスクラバ装置１４Ａは窒素封入状態で待機となる。
本実施形態「バッチ処理」とは、この工程１）から工程８）までの工程をいう。

次に、スクラバ装置のシステム構成における各要素動作について説明する。
１）本実施形態のスクラバ装置２１によれば、常にシステムを作動状態としておく必要がなく、バッチ処理での一回のアンモニア除去時間を予め決めているため、運転信号を受けてから作動させることで、常時スクラバ処理を行う必要がなく、運転コストの低減をはかれる。

２）本実施形態では、中和タンク２１Ｂが規定量になる前に、循環ポンプＰ₂を起動させて、同時にｐＨ計２４でｐＨ値の監視を開始する。つまり、中和タンク２１Ｂが満水となる前にｐＨ調整を開始することになる。よって、スクラバ処理の開始当初からアンモニアの中和処理を行うこととなるので、中和時間を短縮することが出来る。この結果、バッチ処理時間を短縮することが出来る。

３）中和タンク２１Ｂでの循環液３０ａの循環の開始とともに中和剤３１を中和剤供給ラインＬ₂₂より注入することで、循環ポンプＰ₂においては、攪拌と移送の役割を持たせている。また、循環液３０ａをスプレーノズル２１ｂよりスクラバ塔２１Ａ内に散布することで、アンモニアの予備的除去と中和タンク２１Ｂの落下表面上における泡立ちを防止している。これは、液面レベル計２１ｅの誤検知を防止することへつながる。

４）スクラバ装置２１のシステム内で、ｐＨ調整を実施するので、アンモニア臭を抑え、無毒化してから系外へ移送される。

５）中和タンク内の残存液がほとんど残らないようにした構造とするために、循環ポンプＰ₂は、空動作に強い、例えばダイヤフラムポンプ等を用いて、アンモニア中和処理水３０Ａは、処理水排出ラインＬ₂₄を通って下流タンク等へ移送される。このとき、循環動作及び下流タンクへの移送は共にバルブ操作のみで循環ポンプＰ₂による。

本実施形態によれば、以下の１）から６）の作用・効果を奏する。

１） スクラバ塔２１Ａの直下に中和タンク２１Ｂを連通して設けることで、清水２６に溶解したアンモニア水をユニット内で中和処理することが可能となり、無臭化することができる。
これは、劇物であるアンモニア水を無害化してからシステム外へ排出することになるので、安全性に寄与することができる。

２） 一般的に中和剤３１としては、希硫酸が用いられるが、取扱いやすさ、安全性からクエン酸結晶粉末を清水２６に溶解して用いる。なお、中和剤３１として希硫酸を用いる場合でも設備や材料変更の必要はなく中和剤３１を変更することが可能である。このことは、中和剤３１の選択性を広げ、外航船においては海外での調達を容易にすることができる。

３） 循環式の湿式スクラバでは、一般的にデミスタを取り付けることで、ガス中に含まれる余分な水分を除去するが、本実施形態のように、スクラバ処理ガス抜け口をスクラバ塔２１Ａの側面に真横に設けることで、デミスタと同様の効果をスクラバ塔２１Ａの天井部２１ｄの裏面側の裏板に持たすことが可能となり、スクラバ塔２１Ａの塔長を短くすることができる。

４）循環ポンプＰ₂を使ってスクラバ処理水を循環液３０ａとして循環することによって中和剤３１の攪拌の役目を持たせている。この為、撹拌機やミキサー等を設置する必要が無くなり、装置の機器点数を減らすことができる。

５） 循環ラインＬ₂₁の先端にスプレーノズル２１ｂを用いることで、アンモニアガスの予備的な吸収、及びタンク表面での泡立ちを防止し、液面レベル計２１ｅの誤検知を防止することで安定運転に寄与することができる。

６） 一般的に湿式スクラバ処理と言えば循環式であるが、この場合、スクラバ処理ガス出口で除去対象となるガス濃度を監視し、その値をフィードバックすることで中和剤の注入量を制御している。しかし、この循環式の方法では、例えばガス濃度を高く示したとすると、そこから注入量を上げるため処理が追いつかず規定濃度を超えてしまう可能性がある。
これに対し、本実施形態のスクラバ装置２１は除去性能を満足する様に設計の段階で充填高さが決めることができるので、中和剤３１をｐＨ制御のためだけに使用すればよく、システム構成を簡素化でき、ガス濃度が規定値をオーバーすることもない。

以上説明した本実施形態では、アンモニアを含むガスとしてアンモニアを含む分離ガスＧ₁をアンモニア除去装置１４Ａで処理しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１Ａ，図１Ｂに示すように、液体アンモニアタンクから排出されるボイル・オフ・ガスＧ₁₀を図示しないパージガスにより、気液分離装置１３に導入し、その後上述したのと同様に操作してアンモニア除去装置１４Ａに分離ガスＧ₁を導入して無害化処理するようにしてもよい。なお、ボイル・オフ・ガスＧ₁₀以外のアンモニアを含むガスを処理することに用いるようにしてもよい。

本実施形態では、主燃料にアンモニアを用いた場合を説明したが、実際には、液化天然ガス（ＬＮＧ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ）燃料からアンモニア燃料への転換がなされる（これらを「アンモニアレディLNG船（前述の非特許文献１参照）という」）。一般的にこれらの燃料は別系統で主機に供給されるので、混合されることは少ないと考えられる。より問題となるのは、アンモニア燃料には着火し難い難点があるため、ＬＮＧやＣ重油をパイロット燃料として用いる必要があることである。
パージガスＧ₀ガスは、供給ラインＬ₁→主機関１２→戻りラインＬ₂→パージガス開閉弁Ｖ₁₁→パージガス排出ラインＬ₁₁といった経路を経て、アンモニア除去装置１４Ａへ到達するので、その過程において、パイロット燃料として用いたＣ重油やシリンダ油等が混入する可能性は否定できない。これら、不純物がスクラバ装置２１に混入すると除去効率や安定運転に影響を与えることが考えられる。それら懸念点を解決するため気液分離装置１３を設け、分離除去することができることで、スクラバ装置２１の安定運転を実現できる。
「第二実施形態」

図４は、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第二実施形態を示す概略図である。なお、図２に示す第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置の構成と重複する部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。

図４に示すように、第二実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ｂは、第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ａにおいて、スクラバ水供給装置２５から清水２６を供給する清水供給ラインＬ₁₄にその供給量を調整する流量調整装置４１が設けられている。

例えば、スクラバ塔２１Ａ内への導入される分離ガスＧ₁中のアンモニアの含有量が多い初期から中期のような場合には、清水２６の供給量を大容量とし、分離ガスＧ₁中のアンモニアの含有量が少なくなる中期から後期のような場合には、清水２６の供給量を中容量から小容量に適宜調整するようにしてもよい。

これにより清水２６の供給量を調整し、少ない清水２６で最大のアンモニア溶解処理を行うようにしている。
「第三実施形態」

図５は、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第三実施形態を示す概略図である。なお、図２に示す第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置の構成と重複する部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。

図５に示すように、第四実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ｃは、第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ａにおいて、アンモニア中和処理水３０Ａを排出する処理水排出ラインＬ₂₄に中空糸膜４２が設けられている。

この中空糸膜４２を設けることにより、処理水中に残存する未燃カーボン、油分等の不純物を除去するようにし、系外へ排出する際にできるだけクリーンな排出物とするようにしている。
「第四実施形態」

図６は、本発明の船内の余剰アンモニアの除去装置の第四実施形態を示す概略図である。なお、図２に示す第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置の構成と重複する部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。

図６に示すように、第四実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ｄは、第一実施形態の余剰アンモニアの除去装置１４Ａにおいて、中和タンク２１Ｂで処理された処理水３０を抜き出す循環ラインＬ₂₁の接続先を、スクラバ塔２１Ａの充填部２１ａの上部側にすると共に、その接続位置は清水２６の供給ノズル２５ａの下方側としている。

なお、スクラバ塔２１Ａ内の充填部２１ａにアルカリ性の循環液を供給することとなるので、充填部の材質は耐アルカリ性のものを用いるようにしている。

本発明は、船内の余剰アンモニアの除去装置全般に利用可能である。

１０ 余剰アンモニアの除去装置を備えた船舶
１１ 液体アンモニアタンク
１２ 主機関
１３ 気液分離装置
１３ａ 残渣
１４Ａ～１４Ｄ アンモニア除去装置
２１ スクラバ装置
２１Ａ スクラバ塔
２１Ｂ 中和タンク
２１ａ 充填部
２１ｂ スプレーノズル
２１ｃ 邪魔板
２１ｄ 天井部
２１ｅ 液面レベル計
２３ 中和剤供給タンク
２４ ｐＨ計
２５ スクラバ水供給装置
２６ 清水
２７ 一次受タンク
３１ 中和剤
３０ 処理水
３０Ａ アンモニア中和処理水
３０ａ 循環液
３０ｂ 抜き出し液
４１ 流量調整装置
４２ 中空糸膜
Ｇ₀ パージガス
Ｇ₁ 分離ガス
Ｇ₁₀ ボイル・オフ・ガス
Ｌ₁ 供給ライン
Ｌ₂ 戻りライン
Ｌ₁₀ パージガス供給ライン
Ｌ₁₁ パージガス排出ライン
Ｌ₁₂ 気液分離ガス供給ライン
Ｌ₁₃ ガス排出ライン
Ｌ₁₄ 清水供給ライン
Ｌ₂₁ 循環ライン
Ｌ₂₂ 中和剤供給ライン
Ｌ₂₃ 抜き出しライン
Ｌ₂₄ 処理水排出ライン
Ｐ₁ 高圧ポンプ
Ｐ₂ 循環ポンプ
Ｐ₃ 中和剤供給ポンプ
Ｖ₁ ～Ｖ₂ 第１～第２開閉弁
Ｖ₁₀ ガス供給弁
Ｖ₁₁ パージガス開閉弁
Ｖ₁₂ 循環液開閉弁
Ｖ₁₃ 抜出液開閉弁
Ｖ₁₄ 排出液開閉弁

Claims (11)

1. アンモニアを含むガスを処理するスクラバ塔と、前記スクラバ塔の直下に連通して設けた中和タンクとからなるスクラバ装置と、
   前記スクラバ塔に導入する際、前記アンモニアを含むガスを希釈する希釈ガス導入部と、
   前記スクラバ塔にスクラバ水を導入する供給ノズルを備えたスクラバ水供給装置と、
   前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する一次受タンクと、
   前記中和タンクで処理された処理水を抜き出し、前記スクラバ塔の充填部の下部側で循環液として循環させる循環ラインと、
   前記循環液に中和剤を導入する中和剤供給タンクと、を設けてなり、
   前記アンモニアを含むガスの供給を所定時間のバッチ処理で行い、アンモニア除去を行うことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
2. アンモニアを含むガスを処理するスクラバ塔と、前記スクラバ塔の直下に連通して設けた中和タンクとからなるスクラバ装置と、
   前記スクラバ塔に導入する際、前記アンモニアを含むガスを希釈する希釈ガス導入部と、
   前記スクラバ塔にスクラバ水を導入するスクラバ水供給装置と、
   前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する一次受タンクと、
   前記中和タンクで処理された処理水を抜き出し、前記スクラバ塔の充填部の上部側で循環液として循環させる循環ラインと、
   前記循環液に中和剤を導入する中和剤供給タンクと、を設けてなり、
   前記アンモニアを含むガスの供給を所定時間のバッチ処理で行い、アンモニア除去を行うことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
3. 請求項１において、
   前記バッチ処理は、
   所定量のアンモニアを含むガスを前記スクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
   前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
   前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
4. 請求項２において、
   前記バッチ処理は、
   所定量のアンモニアを含むガスを前記スクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
   前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
   前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
5. 請求項１において、
   前記スクラバ水の供給量を可変とすることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
6. 請求項２において、
   前記スクラバ水の供給量を可変とすることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
7. 請求項１において、
   前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する前記一次受タンクに供給する際、中空糸膜を用いて膜処理してなることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
8. 請求項２において、
   前記中和タンクで中和処理された処理水を一次保管する前記一次受タンクに供給する際、中空糸膜を用いて膜処理してなることを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去装置。
9. アンモニアを含むガスを処理する請求項１乃至８のいずれか一つの船内の余剰アンモニアの除去装置を用いて、
   主機関の停止時に、アンモニア供給路の一部を閉鎖し、配管内のアンモニアをパージするガス供給工程と、
   配管内のアンモニアをパージしたガス中のアンモニアをバッチ処理で中和処理する中和処理工程と、
   前記中和処理工程で中和処理した後のアンモニア中和処理水を一時的に貯留する一次処理工程と、を有することを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去方法。
10. 請求項９において、
    前記バッチ処理は、
    所定量のアンモニアを含むガスをスクラバ塔内に一定時間連続して供給すると同時に、
    前記アンモニアを前記スクラバ水で溶解処理すると共に、
    前記中和タンク内に貯留された処理水を循環しながら、中和剤を用いてｐＨ調整し、調整終了後、連続して抜き出すことを特徴とする船内の余剰アンモニアの除去方法。
11. 船体と、
    アンモニアを燃料とする主機関と、
    前記主機関にアンモニア供給ラインと主機関からの余剰アンモニアを戻す戻りラインと、
    主機関の停止時に、アンモニア供給路の一部を閉鎖し、配管内のアンモニアをパージするガス供給部と、
    アンモニアを含むガスを処理する請求項１乃至８のいずれか一つの船内の余剰アンモニアの除去装置と、を備えることを特徴とする船舶。
    
    
    

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