JP5295403B2 - Marine exhaust gas denitration reactor and exhaust gas denitration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、船舶に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排ガス中に尿素水やアンモニア水を吹き込む蒸発室と、排ガスと接触させて窒素酸化物を除去する触媒ユニットを有する反応室とを具備した船舶用排ガス脱硝反応容器および船舶用排ガス脱硝設備に関する。 The present invention includes an evaporation chamber for blowing urea water or ammonia water into exhaust gas discharged from a diesel engine mounted on a ship, and a reaction chamber having a catalyst unit for removing nitrogen oxides in contact with the exhaust gas. The present invention relates to a marine exhaust gas denitration reaction vessel and a marine exhaust gas denitration facility.
内燃機関から排出される排ガス中の窒素酸化物(以下、NOxという)を除去するために接触還元(SCR)による脱硝装置では、還元剤として、尿素水を使用するものが特許文献1などに提案されている。 In a denitration apparatus using catalytic reduction (SCR) for removing nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, an apparatus using urea water as a reducing agent is proposed in Patent Document 1 and the like. Has been.
船舶では、大型のディーゼルエンジンを搭載するが、排ガス処理のための容積が限られることから空間の有効利用のために、脱硝用還元剤として尿素水やアンモニア水を吹き込む蒸発室と、NOx除去用の脱硝触媒を担持した触媒エレメントを配置した反応室とを、1つの反応容器に設置した脱硝反応器が考えられる。 The ship is equipped with a large diesel engine, but because of the limited volume for exhaust gas treatment, an evaporation chamber that blows urea water or ammonia water as a reducing agent for denitration, and NOx removal for effective use of space A denitration reactor in which a reaction chamber in which a catalyst element carrying a denitration catalyst is placed in one reaction vessel is conceivable.
ところで、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中の窒素酸化物を、現行の規定から大幅に削減する規定を、一部の海域で実施する動きとなっている。こうしたNOx規制海域と、NOx非規制海域とを航行する場合、NOx非規制海域では、排ガスを反応室に導入する必要がない。このため、蒸発室と反応室とを一つの反応容器に設置した場合、蒸発室と反応室の温度差による熱膨張差から発生する熱歪みにより、反応容器の構成部材が損傷される恐れがあった。 By the way, there is a movement to implement regulations in some sea areas that significantly reduce nitrogen oxides in exhaust gas discharged from diesel engines from the current regulations. When navigating between such NOx-regulated sea areas and NOx-unregulated sea areas, it is not necessary to introduce exhaust gas into the reaction chamber in the NOx-unregulated sea areas. For this reason, when the evaporation chamber and the reaction chamber are installed in one reaction vessel, there is a risk that the components of the reaction vessel may be damaged due to thermal distortion caused by the difference in thermal expansion due to the temperature difference between the evaporation chamber and the reaction chamber. It was.
本発明は上記問題点を解決して、脱硝反応器内に設けた蒸発室と反応室における温度差による熱膨張差を効果的に吸収して、熱歪みによる損傷を防止できる船舶用排ガス脱硝反応容器および船舶用排ガス脱硝設備を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and effectively absorbs the thermal expansion difference due to the temperature difference between the evaporation chamber and the reaction chamber provided in the denitration reactor, thereby preventing damage due to thermal distortion. It aims at providing the exhaust gas denitration equipment for containers and ships.
請求項1記載の発明は、
筒状に形成された反応容器内に、排ガス中に尿素水またはアンモニア水を吹き込む蒸発室と、尿素水またはアンモニア水が吹き込まれた排ガスを接触させる触媒ユニットを設置した反応室とを設けた船舶用排ガス脱硝反応容器であって、
容器本体内に、容器軸心方向に沿う隔壁により区画された蒸発室と反応室とを設けるとともに、前記蒸発器に未処理ガス出口を設け、
前記隔壁を、容器軸心および容器の横断面に沿う方向に伸縮して蒸発室と反応室の構成部材の熱膨張差を吸収できる熱膨張吸収構造とし、
当該熱膨張吸収構造は、
容器本体の胴殻体内面で容器軸心方向に沿う隔壁基材に、蒸発室側に取り付けられた主仕切り板と、反応室側に取り付けられて前記主仕切り板との間に一定隙間をあけて配置されたかつ触媒ユニットが取り付けられた副仕切り板と、からなる二重壁構造とするとともに、隔壁基材とこれら主仕切り板および副仕切り板との間に、容器軸心方向に所定範囲で移動自在な軸心方向スライド機構を具備し、
さらに、副仕切り板の排ガス流送方向の前後端部で、副仕切り板と主仕切り板との間に、副仕切り板および主仕切り板の容器軸心方向および容器の横断面に沿う方向の熱膨張による変位に追従可能な可動シール部を設けたものである。
The invention described in claim 1
A vessel provided with a reaction chamber provided with an evaporation chamber for blowing urea water or ammonia water into exhaust gas and a catalyst unit for contacting the exhaust gas into which urea water or ammonia water is blown, in a cylindrical reaction vessel An exhaust gas denitration reaction vessel,
In the container body, provided with an evaporation chamber and a reaction chamber partitioned by a partition along the container axial direction, and provided with an untreated gas outlet in the evaporator,
The partition wall is a thermal expansion absorption structure capable of absorbing the difference in thermal expansion between the constituent members of the evaporation chamber and the reaction chamber by expanding and contracting in the direction along the container axis and the cross section of the container,
The thermal expansion absorption structure is
A constant gap is formed between the main partition plate attached to the evaporation chamber side and the main partition plate attached to the reaction chamber side on the partition wall base material along the container axial direction on the inner surface of the shell of the container body. And a sub-partition plate to which the catalyst unit is attached, and a double wall structure, and a predetermined range in the container axial direction between the partition base material and the main partition plate and the sub-partition plate. It is equipped with an axial direction slide mechanism that is freely movable at
Further, at the front and rear end portions of the sub partition plate in the exhaust gas flow direction, heat between the sub partition plate and the main partition plate in the container axial direction of the sub partition plate and the main partition plate and in the direction along the cross section of the container. A movable seal portion capable of following displacement due to expansion is provided.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の構成において、
軸心方向スライド機構は、主仕切り板および副仕切り板と、隔壁基材の一方に容器軸方向に形成されたガイド部と、他方に形成されて前記ガイド部にスライド自在に係合される被ガイド部材とを具備したものである。
The invention according to claim 2 is the configuration according to claim 1,
The axial direction slide mechanism includes a main partition plate and a sub-partition plate, a guide portion formed on one side of the partition base material in the container axial direction, and a cover formed on the other and slidably engaged with the guide portion. And a guide member.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の構成において、
可動シール部は、固定端が主仕切り板および副仕切り板の端部の一方に取り付けられて、遊端側が他方に摺接される弾性シール板を設けたものである。
The invention according to claim 3 is the configuration according to claim 1 or 2,
The movable seal portion is provided with an elastic seal plate whose fixed end is attached to one of the end portions of the main partition plate and the sub partition plate and whose free end side is in sliding contact with the other.
請求項4記載の発明は、
請求項1乃至3のいずれかに記載の船舶用排ガス脱硝反応容器と、
反応室から脱硝ガス排出管を介して排ガスを給気口に供給する排ガス過給機と、
当該排ガス過給機の給気口と前記蒸発室の未処理ガス出口とを接続するバイパス管と、
当該バイパス管を開閉可能な排ガス切換弁と、
少なくとも前記脱硝ガス排出管に介在されて脱硝ガス排出管を開閉可能な排ガス開閉弁と、を具備し、
蒸発室を、複数のディーゼルエンジンから排出される排ガスを合流して前記排ガス過給機に排ガスを給気するマニホールドに兼用したものである。
The invention according to claim 4
A marine exhaust gas denitration reaction vessel according to any one of claims 1 to 3,
An exhaust gas supercharger that supplies exhaust gas from the reaction chamber to the intake port via a denitration gas discharge pipe;
A bypass pipe connecting the air supply port of the exhaust gas supercharger and the untreated gas outlet of the evaporation chamber;
An exhaust gas switching valve capable of opening and closing the bypass pipe;
An exhaust gas on-off valve capable of opening and closing the denitration gas discharge pipe interposed at least in the denitration gas discharge pipe,
The evaporating chamber is also used as a manifold for joining exhaust gases discharged from a plurality of diesel engines and supplying the exhaust gas to the exhaust gas supercharger.
請求項1記載の発明によれば、反応容器内に、隔壁により区画された蒸発室と反応室とを一体に設け、隔壁に設けた熱膨張吸収構造に、主仕切り板と副仕切り板とを一定の隙間を開けて配置した二重壁構造を設けて、容器の横断面に沿う方向の伸縮を吸収し、隔壁基材と主仕切り板および副仕切り板の取り付け部に、軸心方向スライド機構を設けて、容器軸方向の伸縮を吸収することができる。したがって、蒸発室の排ガスを未処理排ガス出口から排出し、反応室に排ガスを導入しない非脱硝処理時に、蒸発室が高温で反応室が低温の状態となることがあっても、隔壁の熱膨張吸収構造により伸縮を効果的に吸収することができ、反応容器に熱歪みによる損傷が生じるのを未然に防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the reaction chamber is integrally provided with the evaporation chamber and the reaction chamber partitioned by the partition, and the main partition plate and the sub partition plate are provided in the thermal expansion absorption structure provided in the partition. A double wall structure with a certain gap is provided to absorb expansion and contraction in the direction along the transverse cross section of the container, and an axial direction sliding mechanism is attached to the partition base, the main partition plate and the sub partition plate. Can be provided to absorb expansion and contraction in the container axial direction. Therefore, when the exhaust gas in the evaporation chamber is discharged from the untreated exhaust gas outlet and the exhaust gas is not introduced into the reaction chamber, the thermal expansion of the partition wall even if the evaporation chamber is hot and the reaction chamber is cold Expansion and contraction can be effectively absorbed by the absorption structure, and damage to the reaction vessel due to thermal distortion can be prevented in advance.
請求項2記載の発明によれば、軸心方向スライド機構を、ガイド部とこのガイド部にスライド自在に係合される被ガイド部で構成することにより、主仕切り板と副仕切り板の熱膨張差による軸心方向の伸縮を効果的に吸収することができる。 According to the second aspect of the present invention, the axial direction sliding mechanism is constituted by the guide portion and the guided portion that is slidably engaged with the guide portion, so that the thermal expansion of the main partition plate and the sub partition plate is achieved. The expansion and contraction in the axial direction due to the difference can be effectively absorbed.
請求項3記載の発明によれば、副仕切り板の前後端部で副仕切り板と主仕切り板との間に弾性シール板を設けたので、副仕切り板および主仕切り板における容器軸心方向および容器の横断面に沿う方向の熱膨張による変位に対応して、弾性シール板が変形して追従させることができ、主仕切り板と副仕切り板の隙間を確実にシールすることができて、排ガスの吹き抜けを確実に防止することができる。 According to the invention of claim 3, since the elastic seal plate is provided between the sub partition plate and the main partition plate at the front and rear end portions of the sub partition plate, the container axial direction of the sub partition plate and the main partition plate and Corresponding to displacement due to thermal expansion in the direction along the cross section of the container, the elastic seal plate can be deformed and followed, and the gap between the main partition plate and the sub partition plate can be reliably sealed, and the exhaust gas Can be surely prevented.
請求項4記載の発明によれば、NOx非規制海域などで排ガスを脱硝処理しない時に、排ガス切換弁を開放してバイパス管を連通し、ガス遮断弁を閉鎖して連通部や脱硝ガス排出管を遮断し、複数のディーゼルエンジンから排出されて蒸発室で合流された排ガスを、蒸発室の未処理排ガス口からバイパス管を介して排ガス過給機に導入することができる。この場合、排ガスが導入される蒸発室と、排ガスが導入されない反応室との間に温度差が生じ、隔壁の主仕切り板と副仕切り板とに熱膨張による伸縮差が発生しても、隔壁の熱膨張吸収構造の一部である二重壁構造により、隔壁の容器の横断面に沿う方向の伸縮差を吸収することができ、また隔壁の熱膨張吸収構造の残部である軸心方向スライド機構により容器軸方向の伸縮差を吸収することができる。したがって、蒸発室と反応室との温度差による熱歪みを効果的に吸収できて、反応容器の構成部材が熱歪みにより損傷されるのを未然に防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the exhaust gas is not denitrated in the NOx non-regulated sea area or the like, the exhaust gas switching valve is opened to connect the bypass pipe, and the gas cutoff valve is closed to connect the communication section or the denitration gas exhaust pipe. The exhaust gas discharged from a plurality of diesel engines and joined in the evaporation chamber can be introduced into the exhaust gas supercharger from the untreated exhaust port of the evaporation chamber through the bypass pipe. In this case, even if a temperature difference occurs between the evaporation chamber into which the exhaust gas is introduced and the reaction chamber into which the exhaust gas is not introduced, and expansion and contraction due to thermal expansion occurs between the main partition plate and the sub partition plate of the partition wall, The double wall structure, which is a part of the thermal expansion absorption structure, can absorb the expansion and contraction difference in the direction along the cross section of the partition wall container, and the axial slide that is the remainder of the thermal expansion absorption structure of the partition wall The mechanism can absorb the difference in expansion and contraction in the container axial direction. Therefore, it is possible to effectively absorb the thermal strain due to the temperature difference between the evaporation chamber and the reaction chamber, and to prevent the constituent members of the reaction vessel from being damaged by the thermal strain.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(船舶用排ガス脱硝設備)
図1は、本発明に係る船舶用ディーゼルエンジン13の燃焼室から排出される排ガスを脱硝処理するための船舶用排ガス脱硝設備の構成を示し、11は脱硝反応容器、12はディーゼルエンジン13の排ガスにより駆動される排ガス過給機である。脱硝反応容器11の容器本体20は、容器軸心O方向に沿う隔壁21により、下部に排ガス中に尿素水(又はアンモニア水)を吹き込む蒸発室23と、上部に尿素水が吹き込まれた排ガスを複数の触媒ユニット24に接触させてNOxを還元する反応室25とが区画形成され、蒸発室23と反応室25が一体に収容されている。
[Example]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Ship exhaust gas denitration equipment)
FIG. 1 shows a configuration of a marine exhaust gas denitration facility for denitrating exhaust gas discharged from a combustion chamber of a
脱硝反応容器11の容器本体20は、たとえば円筒状の胴殻体20Bの両端部が湾曲凸状の耐圧用端板20R,20Lにより閉鎖された耐圧容器に形成されている。胴殻体20Bの底部に、ディーゼルエンジン13における複数(図は4室)の燃焼室からそれぞれ蒸発室23に排ガスを導入する複数の排ガス入口26が形成され、この蒸発室23が排ガスを合流させる排ガスマニホールドに兼用されている。また胴殻体20Bの一方の端板20Lの下部近傍に、蒸発室23に臨んで開口される未処理ガス出口27が形成されている。さらに胴殻体20Bの一方の端板20Lの上部近傍に、反応室25に臨んで脱硝排ガスを排出する脱硝ガス出口28が形成されている。
The
排ガス過給機12は、互いに入出力軸で連結されたタービン部12Tとコンプレッサ部12Cとを具備している。タービン部12Tでは、ディーゼルエンジン13の燃焼室から排出された未処理排ガスまたは脱硝排ガスを脱硝反応容器11を介して給気口12iに供給し、排気口12oから放出された排ガスを排気煙突から排出する。コンプレッサ部12Cは、大気を吸気して加圧し、加圧された燃焼用空気をディーゼルエンジン13の燃焼室に供給する。
The
脱硝反応容器11の脱硝ガス出口28とタービン部12Tの給気口12iとの間に脱硝ガス排出管14が接続されている。この脱硝ガス排出管14の給気口12i近傍に、脱硝反応容器11の未処理ガス出口27に接続されたバイパス管16が接続されている。そしてこの接続部の上流側の脱硝ガス排出管14に、バタフライ弁からなる脱硝出口弁(ガス遮断弁)15が設けられて、脱硝ガス排出管14を閉鎖可能に構成している。またバイパス管16には、バタフライ弁からなる排ガス切換弁17が設けられている。
A denitration
(脱硝反応容器)
容器本体20の一方の端板20Lには、蒸発室23の排ガス中に尿素水またはアンモニア水を吹き込むスプレーノズル22が配置されている。また容器本体20の他方の端板20R側に連通部30が形成されている。この連通部30は、隔壁21と蒸発室23の胴殻体20Bとの間に容器の横断面に沿う方向に取り付けられて蒸発室23を閉鎖する区画壁31と、隔壁21(区画壁31)と他方の端板20Rとの間に形成された中間通路32と、この区画壁31に設けられた蒸発室出口弁(ガス遮断弁)33と、蒸発室23と反応室25とを等圧に調整するために区画壁31に形成された単数または複数の調圧口34とで構成されている。なお、ここで蒸発室出口弁33を削除して開口部を形成し、脱硝出口弁15を閉鎖することにより、反応室25や脱硝ガス排出管14の通気抵抗を利用して、すべての排ガスを蒸発室23から排ガス過給機12のタービン部12Tに導入することもできる。この場合、蒸発室23と反応室25との間に圧力差が生じないため、調圧口34を形成する必要がない。
(Denitration reaction vessel)
A
(反応室)
図3,図4に示すように、反応室25には、隔壁21と胴殻体20Bの間に、複数の触媒ユニット24が上下、左右方向に積み重ねて配置され、かつ容器軸心O方向に連結されてユニット集合体41が形成されている。この触媒ユニット24は、たとえば図5に示すように、対抗する側面に切り欠き穴42aが形成された収納枠体42内に、ハニカム状断面の触媒エレメント43が収容されたもので、ユニット集合体41の断面形態として、収納枠体42を、図示した正方形断面以外に、図13に示すように、長方形断面や台形断面のものが採用される。
(Reaction room)
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
このユニット集合体41は、胴殻体20B内で、間隔を調整可能な複数の外周支持具44を介して支持され、一端側(排ガス流の下流側)に、固定具45と、胴殻体20Bとユニット集合体41との空間を閉鎖する外周閉鎖板46が配置され、また他端側(排ガス流の上流側)に押さえ具47が配置されて保持されている。なお、図4に示すA−A断面矢視線は、図3の断面位置を示している。
This
外周支持具44は、図10に示すように、軸心に対して所定角度傾斜する傾斜面で切断されかつ傾斜面で摺動可能な一対のテーパスリーブ44a,44bのうち、一方のテーパスリーブ44aが触媒ユニット24の収納枠体42に取り付けられ、他方のテーパスリーブ44bが連結部材44cを介して胴殻体20Bに取り付けられている。そしてテーパスリーブ44a,44bの軸穴44e,44fに遊嵌された連結ボルト・ナット44dによりスライド限が規制され、連結ボルト・ナット44dによるテーパスリーブ44a,44bのスライド限の範囲で、胴殻体20Bとユニット集合体41の熱膨張による伸縮差を吸収することができる。したがって、胴殻体20Bと隔壁21との間で、これら外周支持具44によりユニット集合体41の外周部分が支持される。
As shown in FIG. 10, the outer
ユニット集合体41の排ガス流の下流端に設置される固定具45は、図11(b)および図12に示すように、触媒ユニット24の配置パターンに対応する略格子状の板状枠体45aを具備し、この板状枠体45aは、面取りされた前端部が、隣接する触媒ユニット24同士の接触線に当接される。そして、板状枠体45aの外周端部が取付部材45bにより胴殻体20Bにそれぞれ連結固定されて、ユニット集合体41の排ガスの下流側への移動を規制している。外周閉鎖板46は、取付部材45bの下流側に設置されて排ガスを遮蔽している。なお、板状枠体45aの外縁部は、半割の断面形状に形成されている。
The
ユニット集合体41の排ガス流の上流端に設置される押さえ具47は、図11(a)に示すように、触媒ユニット24の配置パターンに対応する略格子状の線状枠体47aを具備し、この線状枠体47aは、円形断面のロッド状に形成されて、隣接する触媒ユニット24同士の接触部前面に形成されるテーパ溝に嵌合される。そして、胴殻体20Bに立設されたブラケット47bに、容器軸心O方向の押さえボルト47cが嵌合されて、ロックナット47dにより加圧状態で固定されており、押さえボルト47cの先端部に押さえ板47eを介して線状枠体47aが触媒ユニット24に押し付けられ、この押さえ具47によりユニット集合体41が固定具45との間で容器軸心O方向に位置決め固定されている。なお、線状枠体47aを縦横断面に沿って複数に分割された分割構造とし、組み立て使用してもよい。
The
(容器本体1)
図3に示すように、この容器本体20内で胴殻体20B内に設置される隔壁21が、略容器軸心Oをコーナー部とする鉛直壁部21Vと水平壁部21Hからなり、隔壁21で区画された右下の略1/4が蒸発室23に、残部が反応室25にそれぞれ形成されている。ここで、容器本体20を円筒形に形成しているが、四角筒や五角形以上の多角筒形などの筒形であってもよい。
(Container body 1)
As shown in FIG. 3, the
この隔壁21は、容器軸心Oおよび容器の横断面に沿う方向に伸縮して蒸発室23と反応室25との温度差による構成部材の熱膨張差を吸収できる熱膨張吸収構造に構成されている。
The
すなわち、隔壁21は、胴殻体20Bの内面で容器軸心O方向に沿う隔壁基材51と、この隔壁基材51の蒸発室側に取り付けられた主仕切り板52と、隔壁基材51の反応室25側で、主仕切り板52との間に、容器の横断面に沿う方向の熱膨張を吸収可能な一定の隙間54をあけて取り付けられた副仕切り板53からなる二重壁構造としている。この隔壁基材51により一定の隙間54が保持されていることで、主、副仕切り板52,53の容器の横断面に沿う方向の熱膨張(差)を吸収することができる。そして、隔壁基材51とこれら主仕切り板52および副仕切り板53との間に、容器軸心O方向の熱膨張を所定範囲で吸収可能な軸心方向スライド機構55が設けられている。この軸心方向スライド機構55は、図6に示すように、たとえば隔壁基材51に容器軸心O方向に一定間隔ごとに複数の調整ボルト(被ガイド部)55aを接線方向に貫設し、主、副仕切り板52,53に調整ボルト55aがそれぞれスライド自在に嵌合される長穴(ガイド部)55bが容器軸心Oに平行に形成されて、主、副仕切り板52,53における容器軸心O方向の熱膨張(差)を吸収することができる。そして、これら二重壁構造と軸心方向スライド機構55とで熱膨張吸収構造が構成される。
That is, the
なお、ここで軸心方向スライド機構70を、図7(a)に示すように、調整ボルト(被ガイド部)55aを主、副仕切り板52,53に固定し、長穴(ガイド部)55bを隔壁基材51に設けることもできる。また調整ボルト55aおよび長穴55bに替えて、軸心方向スライド機構71を図7(b)に示すように、突条部(被ガイド部)71aとこれを案内するガイドレール(ガイド部)71bとで構成することができる。すなわち、隔壁基材51に、連結具(ボルト・ナット)や溶接などの連結手段を介して主、副仕切り板52,53が固定されて隙間54を保持させ、さらに隔壁基材51を胴殻体20Bから分離する。そして、隔壁基材51底部両側に一対の突条部(被ガイド部)71aを容器軸心Oに平行に一体形成し、胴殻体20Bに、両突条部71aをそれぞれスライド自在に案内するガイドレール(ガイド部)71bを固定したものである。また図7(c)に示すように、軸心方向スライド機構72を、主、副仕切り板52,53の縁部外面に突条部(被ガイド部)72aを容器軸心Oに平行に一体に取り付け、胴殻体20Bに、両突条部72aをそれぞれスライド自在に案内するガイドレール(ガイド部)72bを固定したものでもよい。このように、図7(a)〜(c)に示す他の実施例の軸心方向スライド機構70〜72も、先の実施例と同様の作用効果を奏することができる。
Here, as shown in FIG. 7 (a), the axial
副仕切り板53は、ユニット集合体41の配置部位に対応して配置されており、触媒ユニット24が取り付けられている。この副仕切り板53の排ガスの上流側(他端側)および下流側(一端側)に、副仕切り板53と主仕切り板52との隙間54における排ガスの吹き抜けを防止する可動シール部56が設けられており、この可動シール部56は、副仕切り板53の容器軸心O方向および容器の横断面に沿う方向の変位に追従して排ガスをシールすることができる。
The
すなわち、この可動シール部56は、図8に示すように、固定端が主仕切り板52に取付ビス56bを介して取り付けられ、遊端側が副仕切り板53の端部に摺接される耐熱性の弾性シール板56aにより構成されている。この弾性シール板56aは遊端側が湾曲状断面となって副仕切り板53の端部に圧接され、主仕切り板52に対して副仕切り板53が容器軸心O方向の変位βおよび容器の横断面に沿う方向に変位γの範囲で移動しても、その弾性により、変位に追従して副仕切り板53の端部に摺接され、隙間54のシール状態を維持することができる。
That is, as shown in FIG. 8, the
もちろん、図9に示すように、弾性シール板57aの固定端を副仕切り板53の端板57cに取付ビス57bを介して取り付け、遊端側を主仕切り板52の表面に摺接させて可動シール部57を形成することもできる。
Of course, as shown in FIG. 9, the fixed end of the
(実施例1の使用方法)
上記構成において、NOx規制海域では、排ガス切換弁17を閉鎖操作してバイパス管16を閉じ、脱硝出口弁15を開放操作して脱硝ガス排出管14を開放し、蒸発室出口弁33を開放操作して蒸発室23と反応室25とを連通する。そして、ディーゼルエンジン13の燃焼室からそれぞれ排出される排ガスを脱硝反応容器11の蒸発室23に導入し混合する。そしてスプレーノズル22から尿素水(又はアンモニア水)を蒸発室23の排ガス中に吹き込む。さらに尿素水が吹き込まれた排ガスを、蒸発室23から蒸発室出口弁33、中間通路32を介して反応室25に導入し、触媒ユニット24を通過させて触媒エレメント43に接触させ、これにより排ガス中のNOxを還元する。次いで脱硝排ガスを脱硝ガス出口28から脱硝ガス排出管14を介して排ガス過給機12のタービン部12Tの給気口12iに導入し、排ガス過給機12を駆動した後、排気口12oから排気煙突を介して排出される。排ガス過給機12のコンプレッサ部12Cでは、燃焼用空気(大気)を吸引して圧縮し、ディーゼルエンジン13の燃焼室に供給する。
(How to use Example 1)
In the above configuration, in the NOx restricted sea area, the exhaust
この排ガス脱硝設備の運転時には、蒸発室23の構成部材も、反応室の構成部材も、それぞれ高温の排ガスに晒されることから同程度に熱膨張し、停止(冷温)時に比較して変化は少ない。
During operation of this exhaust gas denitration facility, both the constituent members of the
次いでNOx非規制海域になると、図2に示すように、スプレーノズル22からの尿素水の噴射を停止するとともに、排ガス切換弁17を開放してバイパス管16を連通し、脱硝出口弁15を閉鎖して脱硝ガス排出管14を閉じ、蒸発室出口弁33を閉鎖して蒸発室23と反応室25とを遮断する。これにより、ディーゼルエンジン13の燃焼室からそれぞれ排出される排ガスが脱硝反応容器11の蒸発室23に導入されて混合された後、バイパス管16からタービン部12Tの給気口12iに導入され、排ガス過給機12を駆動した後、排気口12oから排気煙突を介して排出される。
Next, in the NOx non-regulated sea area, as shown in FIG. 2, the injection of urea water from the
この時、反応室25に高温の排ガスが導入されないため、蒸発室は高温に、反応室25は低温となる。この温度差により、隔壁21の主仕切り板52が熱膨張し、副仕切り板53が主仕切り板52ほど熱膨張しない。しかし、隔壁21が隙間54を有する二重壁構造であるため、脱硝反応容器11の横断面方向の熱膨張差が吸収される。また軸心方向スライド機構により、容器軸心O方向の熱膨張差が吸収され、熱歪みにより脱硝反応容器11が破損されることがない。
At this time, since high temperature exhaust gas is not introduced into the
(実施例の効果)
上記実施例によれば、排ガスを脱硝処理しなくてもよいNOx非規制海域では、排ガス切換弁17を開放してバイパス管16を連通し、蒸発室出口弁33および脱硝出口弁15を閉じて連通部30および脱硝ガス排出管14を閉鎖し、複数のディーゼルエンジン13の燃焼室から排出された排ガスを蒸発室23内で合流させ、尿素水(またはアンモニア水)を吹き込むことなく未処理排ガスをバイパス管16から排ガス過給機12のタービン部12Tに導入することができる。この時、排ガスが導入される蒸発室23と、排ガスが導入されない反応室25との温度差により、隔壁21の主仕切り板52と副仕切り板53とに熱膨張差が発生しても、隔壁21の二重壁構造により、熱膨張による容器の横断面に沿う方向の伸縮差を吸収することができ、また隔壁21の軸心方向スライド機構55により、容器軸心O方向の熱膨張による伸縮差を吸収して、熱歪みによる脱硝反応容器11の隔壁21などの構成部材が損傷されるのを未然に防止することができる。
(Effect of Example)
According to the above embodiment, in the NOx non-regulated sea area where the exhaust gas need not be denitrated, the exhaust
また、軸心方向スライド機構55を、ガイド部である長穴55bと、この長穴55bにスライド自在に係合される被ガイド部である調整ボルト55aにより構成することにより、隔壁の軸心方向の熱膨張差による伸縮を効果的に吸収することができる。
Further, the axial
さらに、隔壁21では、主仕切り板52と副仕切り板53の開口端に、弾性シール板56aからなる可動シール部56を設けたので、主仕切り板52に対して副仕切り板53が変位しても、弾性シール板56aが追従して副仕切り板53に摺接されることにより、主仕切り板52と副仕切り板53との隙間を確実にシールすることができ、隔壁21の隙間54による排ガスの吹き抜けを防止することができる。
Further, in the
(容器本体の他の実施例)
容器本体20の他の実施例を図13を参照して説明する。先の実施例と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
(Another embodiment of the container body)
Another embodiment of the
この容器本体80において、蒸発室83を、排ガスと尿素水(またはアンモニア水)を効率よく混合可能な円形断面に接近させるために、蒸発室83と反応室85とを区画する隔壁81は、隙間54を介して配置された主仕切り板52と副仕切り板53からなる二重壁構造に形成される。さらにこの隔壁81は、胴殻体80Bに垂設された外周鉛直壁部81Voおよび外周水平壁部81Hoの中間端部に、それぞれ反応室25側に傾斜する傾斜壁部81Vg,81Hgを介在させて中間鉛直壁部81Vmと中間水平壁部81Hmを形成し、これにより蒸発室83を反応室85側に拡張している。さらに、中間鉛直壁部81Vmと中間水平壁部81Hmのコーナー部に、隅部を削除する面取り斜壁部81Cを形成している。なお、隔壁81の二重壁構造や軸心方向スライド機構55や可動シール部56も同様に構成される。
In this container
このように断面形状を、ガス溜まりとなる隅部を無くして略円形断面に接近するように拡張して蒸発室83を形成することにより、排ガスの滞留を改善し、尿素水またはアンモニア水と排ガスとの混合状態を改善することができる。
In this manner, the cross-sectional shape is expanded so as to approach a substantially circular cross section without the corner portion that becomes a gas reservoir, thereby forming the
O 容器軸心
11 脱硝反応容器
12 排ガス過給機
12T タービン部
12C コンプレッサ部
13 ディーゼルエンジン
14 脱硝ガス排出管
15 脱硝出口弁(ガス遮断弁)
16 バイパス管
17 排ガス切換弁
20 容器本体
20B 胴殻体
21 隔壁
22 スプレーノズル
23 蒸発室
24 触媒ユニット
25 反応室
26 排ガス入口
27 未処理ガス出口
28 脱硝ガス出口
30 連通部
33 蒸発室出口弁(ガス遮断弁)
41 ユニット集合体
43 触媒エレメント
44 外周支持具
45 固定具
46 外周閉鎖板
47 押さえ具
51 隔壁基材
52 主仕切り板
53 副仕切り板
54 隙間
55 軸心方向スライド機構
55a 調整ボルト(被ガイド部)
55b 長穴(ガイド部)
56 可動シール部
56a 弾性シ―ル板
57 可動シール部
70 軸心方向スライド機構
71 軸心方向スライド機構
72 軸心方向スライド機構
81 隔壁
83 蒸発室
84 隙間
85 反応室
16
41
55b Slot (guide part)
56
Claims (4)
容器本体内に、容器軸心方向に沿う隔壁により区画された蒸発室と反応室とを設けるとともに、前記蒸発器に未処理ガス出口を設け、
前記隔壁を、容器軸心および容器の横断面に沿う方向に伸縮して蒸発室と反応室の構成部材の熱膨張差を吸収できる熱膨張吸収構造とし、
当該熱膨張吸収構造は、
容器本体の胴殻体内面で容器軸心方向に沿う隔壁基材に、蒸発室側に取り付けられた主仕切り板と、反応室側に取り付けられて前記主仕切り板との間に一定隙間をあけて配置されたかつ触媒ユニットが取り付けられた副仕切り板と、からなる二重壁構造とするとともに、隔壁基材とこれら主仕切り板および副仕切り板との間に、容器軸心方向に所定範囲で移動自在な軸心方向スライド機構を具備し、
さらに、副仕切り板の排ガス流送方向の前後端部で、副仕切り板と主仕切り板との間に、副仕切り板および主仕切り板の容器軸心方向および容器の横断面に沿う方向の熱膨張による変位に追従可能な可動シール部を設けた
ことを特徴とする船舶用排ガス脱硝反応容器。 A vessel provided with a reaction chamber provided with an evaporation chamber for blowing urea water or ammonia water into exhaust gas and a catalyst unit for contacting the exhaust gas into which urea water or ammonia water is blown, in a cylindrical reaction vessel An exhaust gas denitration reaction vessel,
In the container body, provided with an evaporation chamber and a reaction chamber partitioned by a partition along the container axial direction, and provided with an untreated gas outlet in the evaporator,
The partition wall is a thermal expansion absorption structure capable of absorbing the difference in thermal expansion between the constituent members of the evaporation chamber and the reaction chamber by expanding and contracting in the direction along the container axis and the cross section of the container,
The thermal expansion absorption structure is
A constant gap is formed between the main partition plate attached to the evaporation chamber side and the main partition plate attached to the reaction chamber side on the partition wall base material along the container axial direction on the inner surface of the shell of the container body. And a sub-partition plate to which the catalyst unit is attached, and a double wall structure, and a predetermined range in the container axial direction between the partition base material and the main partition plate and the sub-partition plate. It is equipped with an axial direction slide mechanism that is freely movable at
Further, at the front and rear end portions of the sub partition plate in the exhaust gas flow direction, heat between the sub partition plate and the main partition plate in the container axial direction of the sub partition plate and the main partition plate and in the direction along the cross section of the container. A marine exhaust gas denitration reaction vessel provided with a movable seal portion capable of following displacement due to expansion.
ことを特徴とする請求項1記載の船舶用排ガス脱硝反応容器。 The axial direction slide mechanism includes a main partition plate and a sub-partition plate, a guide portion formed on one side of the partition base material in the container axial direction, and a cover formed on the other and slidably engaged with the guide portion. The ship exhaust gas denitration reaction vessel according to claim 1, further comprising a guide member.
ことを特徴とする請求項1または2記載の船舶用排ガス脱硝反応容器。 The movable seal portion is provided with an elastic seal plate whose fixed end is attached to one of the end portions of the main partition plate and the sub partition plate and whose free end side is in sliding contact with the other. The vessel exhaust gas denitration reaction vessel as described.
反応室から脱硝ガス排出管を介して排ガスを給気口に供給する排ガス過給機(ターボチャージャ)と、
当該排ガス過給機の給気口と前記蒸発室の未処理ガス出口とを接続するバイパス管と、
当該バイパス管を開閉可能な排ガス切換弁と、
少なくとも前記脱硝ガス排出管に介在されて脱硝ガス排出管を開閉可能な排ガス開閉弁と、を具備し、
蒸発室を、複数のディーゼルエンジンから排出される排ガスを合流して前記排ガス過給機に排ガスを給気するマニホールドに兼用した
ことを特徴とする船舶用排ガス脱硝設備。
A marine exhaust gas denitration reaction vessel according to any one of claims 1 to 3,
An exhaust gas supercharger (turbocharger) that supplies exhaust gas from the reaction chamber to the intake port via a denitration gas discharge pipe;
A bypass pipe connecting the air supply port of the exhaust gas supercharger and the untreated gas outlet of the evaporation chamber;
An exhaust gas switching valve capable of opening and closing the bypass pipe;
An exhaust gas on-off valve capable of opening and closing the denitration gas discharge pipe interposed at least in the denitration gas discharge pipe,
An exhaust gas denitration facility for ships, wherein the evaporating chamber is also used as a manifold for joining exhaust gases discharged from a plurality of diesel engines to supply exhaust gases to the exhaust gas supercharger.
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