JP6053658B2 - 船舶用排ガス浄化装置およびその方法 - Google Patents

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Description

本発明は、船舶用スクラバーの循環水を浄化する船舶用排ガス浄化装置およびその方法に関する。
従来、船舶用機関(ディーゼルエンジン)の排ガスのNOおよびSOの排出規制強化に伴い、スクラバーを搭載する船舶について、NO低減対策としてスクラバーにディーゼルエンジンの排気を一部送り込み排気を再利用する、いわゆる排気再循環システム(EGR)における循環排ガスの吸着液の浄化システムがある。
本システムでは、排気に含まれる煤塵等により、スクラバーを循環する水が汚染する。スクラバーの循環水が汚染された場合、循環水による煤塵の吸着が十分行われず煤塵がミスト(霧)と一緒に再度エンジンに入り込むため、エンジン性能の低下およびメンテナンス頻度の増加が懸念される。このため、スクラバーの循環水を清浄化することが必須である。
一方、SOの低減対策として、廃水を規制値以下に浄化することや、廃棄物量の低減が必要であるが、前記の排ガスを浄化するシステムと同様にスクラバーの循環水が汚染されるので、廃水処理の必要がある。
また、船舶においては航行中であること、タンクの容量等から廃水の貯留に限界があり、廃棄物量の低減は必須である。
特開平11−57710号公報(段落0002、0005等)
ところで、従来の廃水処理技術としては多様なものがあるが、一般的なものとして、次の2つの方式がある。
第1の方式として、分離膜自体が静止しているろ過方式がある。このろ過方式は、膜ろ過の障害となる膜表面のケーキ(微粒子)層の形成を抑えるため、処理液の循環流を使い膜表面ケーキ層を剥離するクロスフロー方式(膜表面での処理液(スラリー)の流れ方向とろ過方向が直交する流れ)ろ過方式がある。例えば、特許文献1。
クロスフローの形成には、処理液に循環流を付与する循環ポンプと、処理液を貯留するバッファタンクが必要であり、装置構成が大型化する。さらに、高濃縮処理液の循環には動力消費が大きくなるため、到達濃縮に限界があり、微粒子を含む濃縮液の回収効率も充分ではない。
また、分離膜自体が静止しているろ過方式には、プリコート剤や凝集剤を組み合わせて使用するろ過方式がある。
プリコート剤とは、ろ膜に予めろ過層の一部となる固形部を堆積(コート)して、膜の洗浄時に膜に付着した処理物との混合物とともに剥離し、膜の洗浄を容易にする。凝集剤は、例えば、処理液のろ過に際して、処理液に混ぜて処理液(スラリー)の固形分の細かい粒子を凝集させて大きくして、ろ材で捕捉し易くする。
第2の方式として、処理液を遠心分離して固形物等を分離する遠心分離による方式である。
第1のろ過方式では、プリコート剤は、ろ過の前にプリコート剤を流した後に、ろ過の対象の原液を流すので、プリコート剤及びその分散媒が要る。
船舶には、プリコート剤およびその分散媒や凝集剤を搭載せねばならず、これらの資材費がかさむと共に、プリコート剤およびその分散媒のタンクや、凝集剤のタンクを積載する必要があり、設備が大規模になるという不都合がある。従って、設備コストが高いという問題がある。
また、プリコート剤自身が膜洗浄後に廃棄物となるので、廃棄量が増えるという問題がある。
第2の遠心分離による方式では、微粒子および油分の除去が不充分である。例えば、比重が軽いものに油があり、遠心分離後に分離液が濁っている。比重が軽いものは遠心沈降分離は難しく濁りとなり残るので、さらにフィルタを通す必要がある。そのため、さらに第1のろ過方式と同様な設備を要しコストが高くなり、かつ装置が大きくなり、作業に時間がかかる。
本発明は上記実状に鑑み、廃棄物量を低減でき、小型である船舶用排ガス浄化装置およびその方法の提供を課題とする。
上記課題を達成すべく、独立請求項の第1の本発明に関わる船舶用排ガス浄化装置は、船舶の機関の排ガスを浄化するスクラバーの循環液を配管を介して抜き出すポンプと、前記ポンプから配管を介して送られる前記循環液を、回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置と、前記各回転式膜ろ過装置内のろ過された濃縮液を排出する排出弁と、前記回転式膜ろ過装置の下方に設けられ、前記濃縮液が前記排出弁を介して排出されるスラリータンクと、前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置とを稼働させて、前記ポンプで抜き出される前記循環液を、前記回転式膜ろ過装置でろ過して前記スクラバーに戻し、前記回転式膜ろ過装置を停止させる停止条件が成立した場合に、前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置を停止させ、前記排出弁を開弁して、前記回転式膜ろ過装置内の濃縮液を排出する制御を行う制御装置とを備え、前記回転式膜ろ過装置において、鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転し、ろ過されたろ過液は上方から取り出されている。
独立請求項の第3の本発明に関わる船舶用排ガス浄化装置の方法は、第1の本発明の船舶用排ガス浄化装置を実現する方法である。
第1・第3の本発明によれば、回転する複数のディスクでろ過する回転式膜ろ過装置を交互に用いて、スクラバーの循環液を継続的に(常時)浄化できるので、凝集剤およびプリコート剤などの資材が必要ないため、廃棄物量を増やすことがない。ひいては、船舶用排ガス浄化装置の小型化、低コスト化が可能である。
独立請求項の第2の本発明に関わる船舶用排ガス浄化装置は、船舶の機関の排ガスを浄化するスクラバーの循環液を抜き出す抜き出し弁と、前記抜き出し弁を介して抜き出される前記循環液が貯留される少なくとも2つ以上のタンクと、前記各タンク内の循環液を、回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置と、前記タンク内の貯留物または前記回転式膜ろ過装置のろ過された固形分を汲み上げるポンプと、前記回転式膜ろ過装置内のろ過された固形分、または、該固形分および前記タンク内の貯留物を排出する排出弁と、前記抜き出し弁を閉弁して、前記スクラバーから抜き出され前記タンク内に貯留される前記循環液を、前記ポンプで前記回転式膜ろ過装置に送り、前記回転式膜ろ過装置で、繰り返してろ過してそのろ過液を前記スクラバーに戻すとともにろ過室内の圧力が所定圧以上の場合に前記ろ過室内の濃縮液の一部を前記タンクに戻し、前記回転式膜ろ過装置を停止させる停止条件が成立した場合に、前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置を停止し、前記排出弁を開弁して、前記回転式膜ろ過装置内の固形分、または、該固形分および前記タンク内の貯留物を前記ポンプの稼働により排出する制御を行う制御装置とを備え、前記回転式膜ろ過装置は、鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転し、ろ過されたろ過液は上方から取り出され、前記スクラバーに戻され、かつ、一方側の前記回転式膜ろ過装置で一方側の前記タンク内の循環液のろ過が行われている場合には、他方側の前記回転式膜ろ過装置は停止して他方側の前記抜き出し弁を介して前記循環液を他方側の前記タンクに抜き出している。
独立請求項の第4の本発明に関わる船舶用排ガス浄化装置の方法は、第2の本発明の船舶用排ガス浄化装置を実現する方法である。
第2・第4の本発明によれば、複数のタンクにそれぞれ循環液を一旦抜き出し、抜き出し停止後にタンク内に貯留した循環液を回転する複数のディスクでろ過する回転式膜ろ過装置で浄化するので、タンクとこれに対応する回転式膜ろ過装置のスクラバーに対する独立性が高い。
また、一方の回転式膜ろ過装置の異常が船舶用排ガス浄化装置全体に影響が及ぶのを回避できる。
また、回転式膜ろ過装置を交互に用いて、タンク内に貯留されるスクラバーの循環液を繰り返しろ過して浄化できるので、凝集剤およびプリコート剤などの資材が必要ないため、廃棄物量を増やすことがない。ひいては、船舶用排ガス浄化装置の低コスト化、小型化が可能である。
本発明によれば、廃棄物量を低減でき、小型である船舶用排ガス浄化装置およびその方法を実現できる。
本発明に係わる実施形態1の船舶用排ガス浄化装置の模式図。 実施形態1の回転式膜ろ過装置の構成を示す斜視図。 回転式膜ろ過装置のろ過室の外筒、内筒の一部を破断して内部を示す斜視図。 (a)はディスクを示す平面図、(b)は(a)のA−A断面図であり、(c)のディスクに薄膜層を形成した(a)のA−A断面図、(d)は、(c)のB部拡大断面図。 本発明に係わる実施形態2の船舶用排ガス浄化装置の模式図。 本発明に係わる実施形態3の回転式膜ろ過装置の回転軸に複数のディスク、バッフル部材を配置した構成の一部分を示し、(a)は拡大縦断面図、(b)は(a)に示すC−C断面図。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態の船舶用排ガス浄化装置S1、S2(図1、図5参照)は、船舶のディーゼル機関Dの排ガス中の削減対象物質(SO、NOなど)を除去するものである。
具体的には、船舶用排ガス浄化装置S1、S2は、船舶のディーゼル機関DのEGR(Exhaust Gas Recycle)のスクラバー11を循環する排ガスのSO、NOなどを吸収した循環水を浄化する装置である。
<<実施形態1>>
実施形態1の船舶用排ガス浄化装置S1について説明する。
図1は、本発明に係わる実施形態1の船舶用排ガス浄化装置の模式図である。なお、図1においては、回転式膜ろ過装置10A、10Bの循環水加圧供給口3ma、3mbの各位置は、概念的に示しており、実際の位置を示すものでない。
実施形態1の船舶用排ガス浄化装置S1は、船舶のディーゼル機関Dに接続して用いられる。
船舶に搭載されるディーゼル機関Dには、管路k1を介して、排ガスの一部を取り入れ、排ガスの一部中の削減対象物質(SO、NO等)を吸収し、浄化後の排ガスを、管路k2を介して、ディーゼル機関Dに戻す充填塔スクラバー11が接続されている。
充填塔スクラバー11は、循環水(吸収液)が噴射されるスプレー11aと、循環水(吸収液)w1の液膜に、取り入れた排ガスを接触させる充填材11bと、循環水(吸収液)w1から発生する霧を液化して落下させるエリミネータ11cとを有している。
充填塔スクラバー11内では、スプレー11aから循環水(吸収液)w1が噴霧され、取り入れた排ガスに接触させている。
ディーゼル機関Dから排出される排ガスの一部は、管路k1を介して、充填塔スクラバー11の容器11d内に排気される。排ガスは、ディーゼル機関Dのシリンダ内のピストン圧で、充填塔スクラバー11に送られる。
容器11dの上方からは、アルカリ性の洗浄用液体が散布され、容器11d内に排気される排ガスと接触することにより、排ガスが洗浄される。
その後、アルカリ性の洗浄用液体が散布された排ガスは、上昇して、充填材11b内を上方に通過する間に循環水(吸収液)w1の液膜と接触し、削減対象物質(SO、NO)が循環水(吸収液)w1中に吸収され、容器11d内に落下する。こうして、排ガス中のSO、NOなどの有害物質は、アルカリ性の洗浄用液体、循環水(吸収液)w1により、物理的に捕捉または化学反応で吸収される。
充填材11bで、削減対象物質(SO、NO)が吸収された排ガスは、さらに上昇してエリミネータ11cを通過して、管路k2を通して、ディーゼル機関Dに戻される。
排ガス中に含まれる水蒸気は、エリミネータ11cを通過中に液化され、ディーゼル機関Dに排ガス中の水分が戻されることが抑制されている。
上記過程を経て、充填塔スクラバー11の容器11d低部には、排ガス中の削減対象物質(SO、NO)を吸収した循環水(吸収液)w1が貯留する。
容器11d中の循環水(吸収液)w1は、スクラバー吸収液循環ポンプp1の稼動により汲み上げられ、管路k3を介して、スプレー11aに供給され、スプレー11aで、充填塔スクラバー11の内部上方から、ディーゼル機関Dから排出される排ガスに向けて噴射される。
なお、充填塔スクラバー11の稼動、つまり管路k3(図1参照)を流れる循環水(吸収液)w1の循環は、船舶用排ガス浄化装置S1の制御とは独立して常時、遂行される。
<船舶用排ガス浄化装置S1の構成>
船舶用排ガス浄化装置S1は、回転式膜ろ過装置10A、10B(10)を備え、削減対象物質(SO、NO)を含んだ循環水(吸収液)w1をろ過し浄化する。
回転式膜ろ過装置10Aの濃縮液排出口3naには、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が収容されるスラリータンク12aが、スラリー排出弁13aを介して、接続されている。
同様に、回転式膜ろ過装置10Bの濃縮液排出口3nbには、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が収容されるスラリータンク12bが、スラリー排出弁13bを介して、接続されている。
そして、回転式膜ろ過装置10Aには、容器11d内の循環水(吸収液)w1を汲み上げる浄化用ポンプ14aを介して、汲み上げ管路k4aが、循環水加圧供給口3maに接続されている。
また、回転式膜ろ過装置10Aには、循環水(吸収液)w1をろ過したろ過液(ろ過循環水w2)を戻す戻し管路k5aが、ろ過液排出口4g1に接続されている。そして、戻し管路k5aは、容器11dに接続される戻し集約管路k6に接続されている。
回転式膜ろ過装置10Aの汲み上げ管路k4aの上流側には、圧力調整弁15aが接続されている。回転式膜ろ過装置10Aのろ過室3内の圧力が例えば、約0.2MPaを超える場合、圧力調整弁15aが開弁して、高圧の循環水(吸収液)w1が戻し管路k7に送られ、充填塔スクラバー11の容器11dに戻される構成である。ろ過室3aには、内部の圧力を計測する圧力センサPaが配設されている。
同様に、他方の回転式膜ろ過装置10Bには、汲み上げ管路k4aから分岐し、容器11d内の循環水(吸収液)w1を汲み上げる浄化用ポンプ14bが設けられる汲み上げ管路k4bが、循環水加圧供給口3mbに接続されている。
そして、回転式膜ろ過装置10Bには、循環水(吸収液)w1をろ過したろ過液(ろ過循環水w2)を戻す戻し管路k5bが、ろ過液排出口4g1に接続されている。そして、戻し管路k5bは、容器11dに接続される戻し集約管路k6に接続されている。
汲み上げ管路k4bの回転式膜ろ過装置10Bの上流側には、圧力調整弁15bが接続されている。回転式膜ろ過装置10Bのろ過室3b内の圧力が、例えば約0.2MPaを超える場合には、高圧の循環水(吸収液)w1は、圧力調整弁15bにより、戻し管路k7に送られ、充填塔スクラバー11の容器11dに戻すように構成されている。ろ過室3bには、内部の圧力を計測する圧力センサPbが配設されている。
<コントローラ>
船舶用排ガス浄化装置S1は、不図示の制御装置であるコントローラを備え、回転式膜ろ過装置10(10A、10B)等の機器が制御される。
コントローラは、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリなどの記憶部と、D/A・A/D
変換器、モータ7(図2参照)の駆動回路、各種弁の制御回路、ポンプ(p1、14a、14b)の駆動回路等の周辺回路とを備えている。
コントローラは、ROMに記憶される制御プログラムをCPUが実行することにより、周辺回路を用いて、船舶用排ガス浄化装置S1を統括的に制御する。
図2は、実施形態の回転式膜ろ過装置の構成を示す斜視図である。図3は、実施形態の回転式膜ろ過装置のろ過室の外筒、内筒の一部を破断して内部を示す斜視図である。
次に、船舶用排ガス浄化装置S1、S2に用いられる回転式膜ろ過装置10(10A、10B)について、説明する。
<回転式膜ろ過装置10>
回転式膜ろ過装置10は、円盤状の多孔質セラミック焼成体製のディスク6が複数、回転軸4に固定される円筒形のろ過室3と、ディスク6を回転駆動するモータ7および回転駆動機構8とを具えている。なお、回転駆動機構8は、安全カバー8cによって覆われている。
ディスク6は、ろ過膜が多孔質セラミック焼成体で形成される薄い厚さの中空の円盤状の部材であり、中央部にはろ過液が集液される中空室6k(図4参照)が形成されている。
図4(a)は、ディスクを示す平面図であり、図4(b)は図4(a)のA−A断面図であり、図4(c)は図4(b)のディスクに薄膜層を形成した図4(a)のA−A断面図であり、図4(d)は、図4(c)のB部拡大断面図である。
図3に示すように、回転軸4は、ろ過液が流れる流路である貫通孔4gが中央に設けられる円筒状の軸である。回転軸4の貫通孔4gは、ディスク6の中空室6kに連通されている。
ろ過室3は、排ガス中のSO、NOなどを吸収した循環水(吸収液)w1が加圧して供給される循環水加圧供給口3m(3ma、3mb)と、循環水(吸収液)w1が複数枚のディスク6のろ過膜(多孔質セラミック焼成体)でろ過され濃縮液w9が排出される濃縮液排出口3n(3na、3nb)とが設けられている。
ろ過室3内で、循環水(吸収液)w1が複数枚のディスク6のろ過膜(多孔質セラミック焼成体)でろ過されたろ過液(ろ過循環水w2)は、ディスク6中央部に形成される中空室6kから回転軸4の貫通孔4gを通り、回転軸4端部のろ過液排出口4g1(図1参照)から排出される。
<回転式膜ろ過装置10の動作>
前記のコントローラから、回転式膜ろ過装置10の起動信号が送信されると、モータ7の起動により回転駆動機構8を介して、ろ過室3内の回転軸4が回転し、回転軸4に固定される複数のディスク6が回転を開始する。
循環水加圧供給口3mから加圧した循環水(吸収液)w1が供給されると、循環水(吸収液)w1は、薄膜6hの微細孔6c1(図4(d)参照)、微細孔6cから浸透してディスク6の上ディスク6a、下ディスク6b、外縁部6eでろ過され、ディスク6の中空室6kにろ過液(ろ過循環水w2)が押し出され集液される。
ろ過液(ろ過循環水w2)は、中空室6kから回転軸4の貫通孔4gに流入して、ろ過液排出口4g1から、ろ過室3の外部へ回収される。
一方、ディスク6の上ディスク6a、下ディスク6b、および外縁部6eに付着しかけた固形物は、ディスク6の高速回転により、遠心力により、また、せん断力により、掻き取られる。さらに、固形物を含む循環水(吸収液)w1は、ディスク6の高速回転により、攪拌される。
このようにして、回転式膜ろ過装置10において、循環水(吸収液)w1からろ過液(ろ過循環水w2)が高効率、かつ、エネルギの消費が少なく、回収される。
なお、ろ過膜は、セラミック膜とするが、有機膜、その他の膜であっても構わない。
<船舶用排ガス浄化装置S1の制御>
次に、図1に示す船舶用排ガス浄化装置S1の制御について説明する。
船舶用排ガス浄化装置S1の制御は、前記のコントローラにより遂行される。
まず、船舶用排ガス浄化装置S1の容器11d内に貯留される循環水(吸収液)w1が、浄化用ポンプ14aの稼動により、汲み上げ管路k4aを介して、回転式膜ろ過装置10Aに供給される。ここで、圧力調整弁15aが調整され、回転式膜ろ過装置10Aのろ過室3a内の圧力が約0.2MPaに設定されている。なお、ろ過室3a内の圧力は、ろ過膜の使用条件を考慮すれば他の圧力値を選択してもよい。
回転式膜ろ過装置10Aにおいて、循環水(吸収液)w1は、高速回転するディスク6でろ過され、ろ過液(ろ過循環水w2)は、回転軸4の流路の貫通孔4gを通って、ろ過液排出口4g1から戻し管路k5aに排出される。戻し管路k5aに排出されたろ過液(ろ過循環水w2)は、戻し集約管路k6を経て容器11d内に戻される。
前記したように、ディーゼル機関Dから排出され管路k1を介して充填塔スクラバー11の容器11d内に送られる排ガスは、上方から、アルカリ性の洗浄用液体が散布されるとともに、容器11d内の循環水(吸収液)w1が、スプレー11aから噴射される。
排ガスは、アルカリ性の洗浄用液体と接触し、かつ、循環水(吸収液)w1の液膜と接触し、排ガス中の削減対象物質(SO、NO等)が循環水(吸収液)w1中に吸収され、容器11d下部に落下する。
上述の船舶用排ガス浄化装置S1制御は、継続して行われる。
コントローラのメモリには、回転式膜ろ過装置10A、10Bのうちの何れかから他方に切り替える際に参照される切り替え用パラメータ(モータ7の電流値、ろ過流量、ろ室3(3a、3b)の内部の圧力など)が予め記憶されている。
船舶用排ガス浄化装置S1の運転中に切り替え用パラメータ(モータ7の電流値、ろ過流量、ろ室内圧力など)が予め登録(記憶)しておいた設定値に達すると、浄化用ポンプ14aが停止されるとともに、回転式膜ろ過装置10Aが停止される。そして、スラリー排出弁13aが開弁され、ろ過室3a内に滞留する濃縮液w9がスラリータンク12a内に排出される。
一例として、切り替え用パラメータとして、モータ7の電流値を用いて制御する場合を説明する。
回転式膜ろ過装置10Aのろ過が進行してろ過室3a内の濃縮液w9の濃縮度が上昇すると、複数のディスク6を回転させるモータ7のトルクが上昇する。トルクの上昇により、モータ7の電流値が閾値(切り替え用パラメータの設定値)に到達すると、浄化用ポンプ14aの稼動を停止させるとともに、モータ7を停止させて回転式膜ろ過装置10Aの稼動を停止させる。そして、スラリー排出弁13aを開弁して、ろ過室3a内に滞留する濃縮液w9を、スラリータンク12a内に排出する。
一方、浄化用ポンプ14aの稼動の停止と同時に、他方の浄化用ポンプ14bの稼動を開始し、モータ7を始動して回転式膜ろ過装置10Bの稼動を開始する。これにより、船舶用排ガス浄化装置S1の容器11d内に貯留される循環水(吸収液)w1を、汲み上げ管路k4a、k4bを介して、回転式膜ろ過装置10Bに供給する。ここで、圧力調整弁15bが調整され、回転式膜ろ過装置10Bのろ過室3b内の圧力が約0.2MPaに設定されている。なお、ろ過室3b内の圧力は、ろ過膜の使用条件を考慮すれば他の圧力値を選択してもよい。
回転式膜ろ過装置10Bにおいて、循環水(吸収液)w1は、高速回転するディスク6でろ過され、ろ過液(ろ過循環水w2)は、回転軸4の流路の貫通孔4gを通って、ろ過液排出口4g1から戻し管路k5bに排出される。戻し管路k5bに排出されたろ過液(ろ過循環水w2)は、戻し集約管路k6を経て容器11d内に戻される。
切り替え用パラメータ(モータ7の電流値、ろ過流量、ろ室内圧力など)が予め登録しておいた設定値に達すると、浄化用ポンプ14bの稼動が停止されるとともに、モータ7が停止され回転式膜ろ過装置10Bの稼動が停止される。そして、スラリー排出弁13bが開弁され、ろ過室3b内に滞留する濃縮液w9がスラリータンク12b内に排出される。
上述と同様、一例として、モータ7の電流値により回転式膜ろ過装置10Bを制御する場合を説明する。
回転式膜ろ過装置10Bのろ過が進行してろ過室3b内の濃縮液w9の濃縮度が上昇すると、複数のディスク6を回転させるモータ7のトルクが上昇する。トルクの上昇により、モータ7の電流値が閾値(切り替え用パラメータの設定値)に到達すると、浄化用ポンプ14bの稼動を停止させるとともに、モータ7を停止させて回転式膜ろ過装置10Bの稼動を停止させる。そして、スラリー排出弁13bを開弁して、ろ過室3b内に滞留する濃縮液w9を、スラリータンク12b内に排出する。
浄化用ポンプ14bの稼動の停止および回転式膜ろ過装置10Bの稼動の停止と同時に、他方の浄化用ポンプ14aの稼動を開始し、モータ7を始動して回転式膜ろ過装置10Aの稼動を開始する。
以後、上述と同様な制御が遂行され、回転式膜ろ過装置10Aと回転式膜ろ過装置10Bとが交互に運転される。
<回転式膜ろ過装置10(10A、10B)の制御>
各回転式膜ろ過装置10(10A、10B)は、制御装置のコントローラによりモータ7が制御され、ディスク6の回転が制御される。つまり、モータ7の回転力が減速して回転軸4に伝達され、回転軸4に固定された複数のディスク6の回転が制御される。
モータ7の回転速度は、プーリ8a、8b(図2、図3参照)により減速され、ディスク6は、通常、回転速度1000回転/毎分(rpm)で制御される。
ところで、ろ過室3での循環水(吸収液)w1のろ過が進み、ろ過室3内の濃縮液w9の濃縮度が上昇すると粘度が高くなり、モータ7のトルクが上昇する。そのため、この状態で、回転式膜ろ過装置10のろ過を継続すると、ろ過性能が低下する。
そこで、前記したように、ろ過室3内の濃縮液w9の濃縮の限界のモータ7の電流閾値を、予めメモリに記憶しておき、モータ7の電流を検知してモータ7の電流値と電流閾値とを比較することで、電流閾値に到達したタイミングでモータ7の回転を停止する。
或いは、ろ過室3内の濃縮液w9の圧力値を圧力センサPa、Pbにより検出し、予めメモリに記憶した濃縮液w9の濃縮の限界の圧力閾値に達したタイミングで、モータ7の回転を停止する。
そして、ろ過室3の濃縮液排出口3n(3na、3nb)からそれぞれろ過室3内の濃縮液w9を外部に排出する。
つまり、回転式膜ろ過装置10(10A、10B)の稼動を停止する切り替え用パラメータの閾値を予めメモリに設定し、回転式膜ろ過装置10(10A、10B)の検出値が閾値に達したタイミングで、モータ7を停止して回転式膜ろ過装置10(10A、10B)の稼動を停止する。
或いは、回転式膜ろ過装置10のろ過流量を、不図示の流量計で検出して、ろ過流量が予め設定した閾値に低下したタイミングで、回転式膜ろ過装置10を停止して、スラリー排出弁13a(13b)を開弁して、ろ過室3内の濃縮液w9を排出してもよい。
なお、ディスク6のメンテナンスとして自己ろ過液を使用したパルス逆洗を実行することが好ましい。
上記構成の船舶用排ガス浄化装置S1によれば、次の効果を奏する。
1.凝集剤及びプリコート剤を必要としないため、プリコート剤の分散媒やこれらを入れるタンク、ポンプ、配管などの資材がいらないため、低コスト化が可能である。
2.凝集剤及びプリコート剤、プリコート剤の分散媒を使用しないので、廃棄物量を低減できる。
3.回転式膜ろ過装置10A、10Bは小さいので、船舶用排ガス浄化装置S1の小型化を実現できる。
4.回転式膜ろ過装置10A、10Bのろ過性能が高いため、循環水(吸収液)w1の洗浄度が高い。
5.船舶用排ガス浄化装置S1の浄化性能が高いことから、充填塔スクラバー11の性能向上に繋がる。ひいては、スクラバー11の小型化につながる。
<変形例1>
なお、本実施形態1の船舶用排ガス浄化装置S1では、現実的に洋上での修理が困難な舶用であることから、前記したように、回転式膜ろ過装置10A、10Bは最低2台で、1台、例えば回転式膜ろ過装置10Bは予備機の役割を果たす。
ここで、循環水(吸収液)w1の浄化処理自体は、回転式膜ろ過装置10Aのろ過室3a内に溜まった濃縮液w9を排出できれば、その間は浄化処理を中断しても構わない。
<<実施形態2>>
図5は、本発明に係わる実施形態2の船舶用排ガス浄化装置の模式図である。
次に、実施形態2の船舶用排ガス浄化装置S2について説明する。
なお、図5においては、各回転式膜ろ過装置10(10C、10D)の循環水加圧供給口3mc、3md、濃縮液排出口3nc、濃縮液排出口3ndの各位置は、概念的に示しており、実際の位置を示すものでない。
実施形態2の船舶用排ガス浄化装置S2は、実施形態1の船舶用排ガス浄化装置S1の構成を変更したものであり、ディーゼル機関Dおよび充填塔スクラバー11の構成は、実施形態1と同様であるから、同様な構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
<船舶用排ガス浄化装置S2の構成>
実施形態2の船舶用排ガス浄化装置S2は、前記した図2〜図4の回転式膜ろ過装置10と同様な構成の回転式膜ろ過装置10C、10Dを備え、削減対象物質(SO、NO)を吸収した循環水(吸収液)w1をろ過する。
具体的には、複数のタンク(18c、18d)にそれぞれ充填塔スクラバー11内の循環液w1を一旦抜き出し、抜き出し停止後にタンク(18c、18d)内に貯留した循環液w1をそれぞれ回転する複数のディスク6でろ過する。
回転式膜ろ過装置10Cの濃縮液排出口3ncには、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が収容されるスラリータンク12cが、第1スラリー排出弁13c1、排水・スラリー供給ポンプ14c、第2スラリー排出弁13c2を介して、排管路k10cを通じて接続されている。
同様に、回転式膜ろ過装置10Dの濃縮液排出口3ndには、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が収容される上記のスラリータンク12cが、第1スラリー排出弁13d1、排水・スラリー供給ポンプ14d、第2スラリー排出弁13d2を介して、排管路k10dを通じて接続されている。
回転式膜ろ過装置10Cの上流であって排水・スラリー供給ポンプ14cの下流には、回転式膜ろ過装置10Cに循環水(吸収液)w1を供給する循環水供給弁16c1が接続されている。
回転式膜ろ過装置10Cのさらに上流には、循環水供給弁16c1、排水・スラリー供給ポンプ14cを介して、循環水(吸収液)w1、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が貯留されるスクラバー水タンク18cが配設されている。
スクラバー水タンク18cと上流側の充填塔スクラバー11の容器11dとの間には、循環水(吸収液)w1の浄化に際して容器11d内の循環水(吸収液)w1をスクラバー水タンク18cに抜き出す第1抜き出し弁17cが配設されている。
回転式膜ろ過装置10Cのろ過室3cには、ろ過室3c内の圧力が所定値を超える場合に、ろ過室3c内の循環水(濃縮液w9)をスクラバー水タンク18cに戻す圧力調整弁15cが管路を通じて接続されている。
同様に、回転式膜ろ過装置10Dの上流であって排水・スラリー供給ポンプ14dの下流には、回転式膜ろ過装置10Dに循環水(吸収液)w1を供給する循環水供給弁16d1が接続されている。
回転式膜ろ過装置10Dのさらに上流には、循環水供給弁16d1、排水・スラリー供給ポンプ14dを介して、循環水(吸収液)w1、循環水(吸収液)w1のろ過後の濃縮液w9が貯留されるスクラバー水タンク18dが配設されている。
スクラバー水タンク18dと上流側の充填塔スクラバー11の容器11dとの間には、循環水(吸収液)w1の浄化に際して容器11d内の循環水(吸収液)w1をスクラバー水タンク18dに抜き出す第2抜き出し弁17dが配設されている。
回転式膜ろ過装置10Dのろ過室3dには、ろ過室3d内の圧力が所定値を超える場合に、ろ過室3d内の循環水(濃縮液w9)をスクラバー水タンク18dに戻す圧力調整弁15dが管路を通じて接続されている。
また、回転式膜ろ過装置10C、10Dでそれぞれろ過したろ過液(ろ過循環水w3)を充填塔スクラバー11の容器11dに戻す戻し管路k12には、ろ過液(ろ過循環水w3)の流量を計測する流量計r1が設けられている。
<船舶用排ガス浄化装置S2の制御>
次に、船舶用排ガス浄化装置S2の制御について説明する。
船舶用排ガス浄化装置S2の制御は、前記したコントローラにより遂行される。
図5中、充填塔スクラバー11を循環する管路k3を流れる循環水(吸収液)w1の循環は常時遂行されている。
スクラバー水タンク18d内には、管路k8dを介して循環水(吸収液)w1が貯留されている状態とする。
第2抜き出し弁17d、第1スラリー排出弁13d1、第2スラリー排出弁13d2が閉弁されるとともに、循環水供給弁16d1が開弁され、排水・スラリー供給ポンプ14dが稼動される。
排水・スラリー供給ポンプ14dの稼動により、スクラバー水タンク18d内に貯留される循環水(吸収液)w1が、管路k9dを通じて、排水・スラリー供給ポンプ14d、循環水供給弁16d1を介して、稼動中の回転式膜ろ過装置10Dに供給される。
回転式膜ろ過装置10Dでは、圧力調整弁15dにより、ろ過室3d内の圧力が約0.2MPaに調整されている。ろ過室3d内の圧力は、他の圧力値を選択してもよい。
回転式膜ろ過装置10Dにおいて、スクラバー水タンク18dから供給される循環水(吸収液)w1のろ過が行われ、ろ過液(ろ過循環水w3)は、管路k11d、戻し管路k12を介して、充填塔スクラバー11の容器11d内に戻される。回転式膜ろ過装置10Dでろ過されるろ過液(ろ過循環水w3)の流量は、流量計r1で計測されている。
一方、第1抜き出し弁17cは開弁され、充填塔スクラバー11の容器11dからスクラバー水タンク18cに循環水(吸収液)w1が抜き出されている。
抜き出される循環水(吸収液)w1の流量は、流量計r1で計測される回転式膜ろ過装置10Dのろ過液(ろ過循環水w3)の流量と同等な流量になるように、第1抜き出し弁17cの開度が自動調整される。そして、スクラバー水タンク18c内に抜き出される循環水(吸収液)w1の量は水位センサで計測されている。
時間が経過し、スクラバー水タンク18c内が循環水(吸収液)w1で満タンと水位センサで検出されると、第1抜き出し弁17cが閉弁される。
そして、回転式膜ろ過装置10Dが停止され、循環水供給弁16d1が閉弁され、第1スラリー排出弁13d1、第2スラリー排出弁13d2が開弁される。これにより、排水・スラリー供給ポンプ14dの動力により、回転式膜ろ過装置10Dのろ過室3d内固形分およびスクラバー水タンク18d内の循環水(濃縮液w9)が、第1スラリー排出弁13d1、排水・スラリー供給ポンプ14d、第2スラリー排出弁13d2を介して、管路k9d、排管路k10dを通じて、スラリータンク12c内に排出される。
一方、スクラバー水タンク18c内が循環水(吸収液)w1で満タンであると水位センサで検出された場合、第1抜き出し弁17cが閉弁されるとともに、第1スラリー排出弁13c1、第2スラリー排出弁13c2が閉弁され、回転式膜ろ過装置10Cに係る循環水供給弁16c1が開弁する。
続いて、排水・スラリー供給ポンプ14cが起動し、モータ7の起動により回転式膜ろ過装置10Cが稼働を開始される。回転式膜ろ過装置10Cでは、圧力調整弁15cにより、ろ過室3c内の圧力が約0.2MPaに調整されている。ろ過室3c内の圧力は、他の圧力値を選択してもよい。
これにより、スクラバー水タンク18c内に貯留される循環水(吸収液)w1が、管路k9cを通じて、排水・スラリー供給ポンプ14c、循環水供給弁16c1を介して、回転式膜ろ過装置10Cのろ過室3c内に供給される。循環水(吸収液)w1は、回転式膜ろ過装置10Cでろ過され、ろ過液(ろ過循環水w3)は、管路k11c、戻し管路k12を介して、充填塔スクラバー11の容器11d内に戻される。回転式膜ろ過装置10Cでろ過されたろ過液(ろ過循環水w3)の流量は、流量計r1で計測されている。
一方、回転式膜ろ過装置10D(10)のろ過室3dの固形分とスクラバー水タンク18d内の循環水(濃縮液w9)が空になると、排水・スラリー供給ポンプ14dが停止され、第1スラリー排出弁13d1、第2スラリー排出弁13d2がそれぞれ閉弁される。
そして、回転式膜ろ過装置10Cでろ過されるろ過液(ろ過循環水w3)の流量と同等な流量になるように、第2抜き出し弁17dの開度が自動調整され開弁される。
こうして、充填塔スクラバー11の容器11d内の循環水(吸収液)w1が、第2抜き出し弁17dを介して、管路k8dを通じて、スクラバー水タンク18dに抜き出される。
時間が経過し、スクラバー水タンク18dが循環水(吸収液)w1で満タンと水位センサで検出されると、第2抜き出し弁17dが閉弁される。
すると、回転式膜ろ過装置10Cに係る循環水供給弁16c1が閉弁され回転式膜ろ過装置10Cが停止される。そして、第1スラリー排出弁13c1、第2スラリー排出弁13c2が開弁される。これにより、排水・スラリー供給ポンプ14cの動力により、回転式膜ろ過装置10Cのろ過室3c内の固形分およびスクラバー水タンク18c内の循環水(濃縮液w9)が、第1スラリー排出弁13c1、排水・スラリー供給ポンプ14c、第2スラリー排出弁13c2を介して、管路k9c、排管路k10cを通じて、スラリータンク12c内に排出される。
一方、上記と同様、回転式膜ろ過装置10Dに係る循環水供給弁16d1が開弁し、第1・第2スラリー排出弁13d1、13d2が閉弁し、排水・スラリー供給ポンプ14dが起動し、回転式膜ろ過装置10Dの稼働が開始される。回転式膜ろ過装置10Dでは、圧力調整弁15dにより、ろ過室3d内の圧力が例えば約0.2MPaに調整されている。
これにより、スクラバー水タンク18d内の循環水(吸収液)w1が、管路k9dを通じて、排水・スラリー供給ポンプ14d、循環水供給弁16d1を介して、回転式膜ろ過装置10D(10)のろ過室3d内に供給される。循環水(吸収液)w1は、回転式膜ろ過装置10Dでろ過され、ろ過液(ろ過循環水w3)は、管路k11d、戻し管路k12を介して、充填塔スクラバー11の容器11d内に戻される。
以後、上述と同様にして、回転式膜ろ過装置10Cと回転式膜ろ過装置10Dとの稼働が交互に遂行される。
上記構成の船舶用排ガス浄化装置S2によれば、次の効果を奏する。
1.凝集剤及びプリコート剤の必要がないため、プリコート剤の分散媒やこれらを入れるタンク、ポンプ、配管などの資材がいらないので、低コスト化が可能である。
2.凝集剤及びプリコート剤、プリコート剤の分散媒を使用しないので、廃棄物量を低減できる。
3.回転式膜ろ過装置10C、10D(10)は小さいので、船舶用排ガス浄化装置S2の小型化を実現できる。
4.回転式膜ろ過装置10C、10Dのろ過性能が高いので、循環水(吸収液)w1の洗浄度が高い。
5.船舶用排ガス浄化装置S2の浄化性能が高いことから、充填塔スクラバー11の性能向上に繋がる。ひいては、スクラバー11の小型化につながる。
なお、スクラバー水タンク18c、18dが満タンになった場合にそれぞれ、回転式膜ろ過装置10C、10Dを切り替える場合を例示したが、回転式膜ろ過装置10C、10Dのそれぞれのモータ7の電流値や、ろ過室3内の圧力、ろ過流量などが閾値に達した場合に、回転式膜ろ過装置10C、10Dを切り替えてもよく、回転式膜ろ過装置10C、10D間の切り替え条件は、適宜に設定できる。
<変形例1>
なお、実施形態1と同様、船舶用排ガス浄化装置S2は、現実的に洋上での修理が困難な舶用であることから、回転式膜ろ過装置10C、10Dは最低2台で、1台、例えば回転式膜ろ過装置10Dは予備機の役割をする。
ここで、循環水(吸収液)w1の浄化処理自体は、回転式膜ろ過装置10Cのろ過室3c内に溜まった固形分を排出できれば、その間は浄化処理を中断しても構わない。
<変形例2>
実施形態2では、スクラバー水タンク18c、18d内の貯留物を回転式膜ろ過装置10C、10D内の固形分とともに、濃縮スラリーとしてスラリータンク12c内に排出される構成としたが、スクラバー水タンク18c、18dの下流に開閉弁を追加し、回転式膜ろ過装置10C、10D内の固形分のみを排出する構成としてもよい。
<<実施形態3>>
次に、実施形態3の回転式膜ろ過装置10Hについて説明する。
図6は、実施形態3の回転式膜ろ過装置の回転軸に複数のディスク、バッフル部材を配置した構成の一部分を示し、(a)は回転式膜ろ過装置の拡大縦断面図、(b)は(a)のC−C断面図である。
実施形態3の回転式膜ろ過装置10Hは、前記した実施形態の回転式膜ろ過装置10(図3参照)のディスク6の間にバッフル部材5を設けたものである。
これ以外の構成は、前記した回転式膜ろ過装置10と同様な構成であるから、同様な構成には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
図6(b)に示すように、平面視(回転軸4方向に見て)で回転軸4は、円筒形状の内筒3nの中心から寸法L1だけ偏心して配置されている。内筒3n内の回転軸4が偏心して空いたスペース(図6(b)左側のスペース)には、後記するバッフル部材5を固定する鉛直方向に延びるポスト5pが、ディスク6の外周近傍に配置されている。
<バッフル部材5の構成>
バッフル部材5は、製造上あるいは強度上有利な円板形状が好適であるが、その他の形状でもよい。
バッフル部材5の材質は、金属、プラスチック(例えば、強化プラスチック、高分子のプラスチック)等からなる。
ディスク6の上面側および/または下面側にバッフル部材5が配置され、回転軸4の方向に見て、バッフル部材5が、ディスク6の一部と重なるように配置されている。
バッフル部材5は、図6(b)に示すように、バッフル部材5の約1/2の面積がディスク6と交差するように配置されている。
ポスト5pに固定されるバッフル部材5は、各ディスク6の上・下面に対して配置するため、ディスク6の枚数36枚に対して、1枚多い37枚が固定されている。
図6(a)に示すように、バッフル部材5は各ディスク6の上面および下面に接近して配置されているため、バッフル部材5は、ディスク6に付着しそうになった固形物(ケーキ層の基になる浮遊粒子)の邪魔をし、または衝突し、固形物を払いのけ、かつ、スラリー(循環水(吸収液)w1)を攪拌する。
すなわち、バッフル部材5の第1の働きは、スラリーの固形物が付着しようとする際に邪魔をする邪魔板である。バッフル部材5の第2の働きは、スラリーの濃度が上昇するのに伴い、流動性が下がる(粘性が高まる)スラリーを撹拌する攪拌板である。
これにより、バッフル部材5は、ディスク6のろ過膜の目づまりを抑制し、ろ過性能(効率)を長く維持するという効果を奏する。
前記した実施形態1の船舶用排ガス浄化装置S1の回転式膜ろ過装置10A、10B(図1参照)を、実施形態3のバッフル部材5を配置した構成の回転式膜ろ過装置10H(図6参照)に変更して用いることができる。回転式膜ろ過装置10Hに変更して用いることで、ディスク6のろ過膜の目づまりが抑えられ、ろ過性能(効率)を高くかつ長く維持できる。
これにより、回転式膜ろ過装置10Hを用いる船舶用排ガス浄化装置S1の浄化性能をより向上させ、充填塔スクラバー11の性能を高めることが可能である。
同様に、前記した実施形態2の船舶用排ガス浄化装置S2の回転式膜ろ過装置10C、10D(図5参照)を、実施形態3の回転式膜ろ過装置10H(図6参照)に変更して用いることができる。回転式膜ろ過装置10Hに変更して用いることで、ディスク6のろ過膜の目づまりが抑えられ、ろ過性能(効率)を高くかつ長く維持できる。
これにより、回転式膜ろ過装置10Hを用いる船舶用排ガス浄化装置S2の浄化性能をより向上させ、充填塔スクラバー11の性能を高めることが可能である。
<<その他の実施形態>>
1.前記実施形態1〜3では、ディスク6が中空部を有する円盤形状の場合を説明したが、セラミック焼成体で形成され中空部を有するディスクであれば、ディスクの形状はその他の形状を採用してもよい。
2.前記実施形態1〜3では、回転式膜ろ過装置10(10A、10B、10C、10D、10H)の回転方向を鉛直方向に配置する例を説明したが、配置方向は水平方向など任意の方向でもよい。
3.前記実施形態1〜3では、様々な構成を説明したが、説明した各構成を適宜選択して組み合わせて構成してもよい。
以上、本発明の様々な実施形態を述べたが、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明の具体的形態は、発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。
3、3a、3b、3c、3d ろ過室
6 ディスク
10、10A、10B、10C、10D 回転式膜ろ過装置
11 充填塔スクラバー(スクラバー)
12c スラリータンク(受け槽)
13a、13b スラリー排出弁(排出弁)
13c1、13d1 第1スラリー排出弁(排出弁)
13c2、13d2 第2スラリー排出弁(排出弁)
14a、14b 浄化用ポンプ(ポンプ)
14c、14d 排水・スラリー供給ポンプ(ポンプ)
17c 第1抜き出し弁(抜き出し弁)
17d 第2抜き出し弁(抜き出し弁)
18c、18d スクラバー水タンク(タンク)
D 機関(ディーゼル機関)
S1、S2 船舶用排ガス浄化装置
w1 循環水(循環液)
w2、w3 ろ過循環水(ろ過液)
w9 濃縮液

Claims (5)

  1. 船舶の機関の排ガスを浄化するスクラバーの循環液を配管を介して抜き出すポンプと、
    前記ポンプから配管を介して送られる前記循環液を回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置と、
    前記各回転式膜ろ過装置内のろ過された濃縮液を排出する排出弁と、
    前記回転式膜ろ過装置の下方に設けられ、前記濃縮液が前記排出弁を介して排出されるスラリータンクと、
    前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置とを稼働させて、前記ポンプで抜き出される前記循環液を、前記回転式膜ろ過装置でろ過して前記スクラバーに戻し、前記回転式膜ろ過装置を停止させる停止条件が成立した場合に、前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置を停止させ、前記排出弁を開弁して、前記回転式膜ろ過装置内の濃縮液を排出する制御を行う制御装置とを備え
    前記回転式膜ろ過装置において、
    鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転し、ろ過されたろ過液は上方から取り出される
    ことを特徴とする船舶用排ガス浄化装置。
  2. 船舶の機関の排ガスを浄化するスクラバーの循環液を抜き出す抜き出し弁と、
    前記抜き出し弁を介して抜き出される前記循環液が貯留される少なくとも2つ以上のタンクと、
    前記各タンク内の循環液を、回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置と、
    前記タンク内の貯留物または前記回転式膜ろ過装置のろ過された固形分を汲み上げるポンプと、
    前記回転式膜ろ過装置内のろ過された固形分、または、該固形分および前記タンク内の貯留物を排出する排出弁と、
    前記抜き出し弁を閉弁して、前記スクラバーから抜き出され前記タンク内に貯留される前記循環液を、前記ポンプで前記回転式膜ろ過装置に送り、前記回転式膜ろ過装置で、繰り返してろ過してそのろ過液を前記スクラバーに戻すとともにろ過室内の圧力が所定圧以上の場合に前記ろ過室内の濃縮液の一部を前記タンクに戻し、前記回転式膜ろ過装置を停止させる停止条件が成立した場合に、前記ポンプと前記回転式膜ろ過装置を停止し、前記排出弁を開弁して、前記回転式膜ろ過装置内の固形分、または、該固形分および前記タンク内の貯留物を前記ポンプの稼働により排出する制御を行う制御装置とを備え
    前記回転式膜ろ過装置は、
    鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転し、ろ過されたろ過液は上方から取り出され、前記スクラバーに戻され、
    かつ、
    一方側の前記回転式膜ろ過装置で一方側の前記タンク内の循環液のろ過が行われている場合には、他方側の前記回転式膜ろ過装置は停止して他方側の前記抜き出し弁を介して前記循環液を他方側の前記タンクに抜き出す
    ことを特徴とする船舶用排ガス浄化装置。
  3. 請求項2に記載の船舶用排ガス浄化装置において、
    前記スクラバーに戻される前記ろ過液の流量と他方側の前記タンクに抜き出される前記循環液の流量は同量である
    ことを特徴とする船舶用排ガス浄化装置。
  4. 船舶の機関の排ガスの有害物質を除去するスクラバーの循環液を、回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置を用いて浄化する船舶用排ガス浄化装置の方法であって、
    前記スクラバーの循環液の一部を継続してポンプで引き抜き、
    引き抜いた前記循環液を鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転する前記回転式膜ろ過装置に通してろ過し、
    ろ過後のろ液は、前記スクラバーに循環液として戻し、
    前記回転式膜ろ過装置でろ過分離された濃縮液は、溜まった段階で前記回転式膜ろ過装置のろ過室から下方のスラリータンクに排出する
    ことを特徴とする船舶用排ガス浄化装置の方法。
  5. 船舶の機関の排ガスの有害物質を除去するスクラバーの循環液を、回転する複数のディスクでろ過する少なくとも2つ以上の回転式膜ろ過装置を用いて浄化する船舶用排ガス浄化装置の方法であって、
    鉛直方向に沿った回転軸をもつ一方側の前記回転式膜ろ過装置の系では、前記スクラバーの循環液の一部を一時的にポンプで引き抜いて一方側のタンクに貯留し、
    他方側の前記タンク内の循環液を、鉛直方向に沿った回転軸の周りに前記複数のディスクが回転する他方側の前記回転式膜ろ過装置でろ過してろ過後のろ液は前記スクラバーに循環液として戻すことを、繰り返し、
    前記回転式膜ろ過装置でろ過分離された固形分または該固形分と濃縮液は溜まった段階で受け槽に排出する
    ことを特徴とする船舶用排ガス浄化装置の方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046336B2 (en) 2015-06-10 2018-08-14 Alfa Laval Corporate Ab Scrubber fluid treatment process
KR101706458B1 (ko) * 2015-06-26 2017-02-27 알파 라발 코포레이트 에이비 스크러버 유체 처리 공정
CN104923056A (zh) * 2015-06-26 2015-09-23 大连海事大学 一种船舶废气脱硫装置及方法
EP3339585A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-27 Makarlan Talli Oy Combination of a ship internal combustion engine and a cleaning system for treating impurities contained in exhaust gases of ship internal combustion engine
WO2018170081A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Belco Technologies Corporation System and method for treating ship exaust
KR102038952B1 (ko) * 2018-05-10 2019-11-26 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템 및 그 방법
KR102038950B1 (ko) * 2018-05-10 2019-10-31 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템
KR102038949B1 (ko) * 2018-05-10 2019-10-31 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템
JP7175636B2 (ja) * 2018-06-01 2022-11-21 オルガノ株式会社 スクラバ排水の浄化装置及び方法並びに塩分濃度差発電システム
KR102150866B1 (ko) * 2018-06-28 2020-09-03 주식회사 파나시아 배연가스 세정액 정화 시스템 및 그 방법
JP7270478B2 (ja) * 2019-06-21 2023-05-10 オルガノ株式会社 排水処理設備及び排水処理方法
CN110420551A (zh) * 2019-08-06 2019-11-08 浙江工业大学 一种脱除高浓度nox烟气的装置及方法
JP2022137319A (ja) * 2019-08-13 2022-09-22 富士電機株式会社 船舶用排ガス処理装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5289249A (en) * 1976-01-20 1977-07-26 Kotobuki Kogyo Kk Attached treatment apparatus for supernatant and sludge from reaction sedimentation tank
JPH0698275B2 (ja) * 1986-05-28 1994-12-07 日立プラント建設株式会社 液体の濃縮装置
JP2511685Y2 (ja) * 1990-09-07 1996-09-25 日東電工株式会社 膜分離装置
JP2638361B2 (ja) * 1991-11-11 1997-08-06 日立プラント建設株式会社 生物脱臭装置
US5374356A (en) * 1992-07-28 1994-12-20 Pall Corporation Fluid treatment process using dynamic microfiltration and ultrafiltration
JP2916636B2 (ja) * 1993-01-21 1999-07-05 日立プラント建設株式会社 有機性廃水の処理方法及びその装置
JPH09192447A (ja) * 1996-01-12 1997-07-29 Nobuo Suzuki 気体浄化装置
JPH09239233A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排煙脱硫方法及び装置並びに該装置を搭載した船舶
JP2000246296A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Toshiba Corp 汚泥濃縮システム
JP2001276522A (ja) * 2000-03-30 2001-10-09 Ebara Corp 廃液処理システム
JP2004089770A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Masanori Tashiro 排ガス浄化方法及びその装置
JP4381064B2 (ja) * 2003-08-26 2009-12-09 三菱重工業株式会社 排ガス処理装置および処理方法
JP3777376B2 (ja) * 2003-12-26 2006-05-24 株式会社環境向学 浄水装置及びその制御方法
JP5859463B2 (ja) * 2010-02-25 2016-02-10 アルファ・ラバル・コーポレイト・エービー 排ガス及びガス・スクラバ流体浄化装置及び方法

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