JP6410202B2 - 船舶用燃焼システム - Google Patents

Description

本発明は、船舶用燃焼システムに関する。より詳しくは、本発明は、船舶推進用に用いられ、内燃機関と、排ガスが流通する排気路と、排ガスから排熱を回収する排熱回収装置と、排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置と、を備える船舶用燃焼システムに関する。

従来、内燃機関を備える船舶においては、内燃機関において石油等の燃料を燃焼させることによって熱エネルギーを得た後、この熱エネルギーを船舶の推進力に変換している。この際、内燃機関において燃料を燃焼させると、窒素酸化物を含む排ガスが発生する。

内燃機関において発生する排ガスは、排気路を通して内燃機関から外部に排出されるが、この排ガスには元来窒素酸化物が含まれるため、環境面に配慮する必要がある。この点、例えば特許文献１は、船舶の内燃機関から外部に排出される排ガスから、脱硝装置によって窒素酸化物を除去する技術を開示している。

特開２０１２−０４７０９６号公報

しかし、特許文献１に開示される技術においては、脱硝触媒における排ガス温度が低温にあるほど被毒のおそれがあるため、排熱回収システムから排出された排ガスを、脱硝触媒部に導入される前の段階で、電気ヒータを用いて加熱している。すなわち、脱硝触媒が高温環境下に置かれることとなるため、脱硝触媒の劣化が進行し、脱硝触媒の交換頻度が高くなることから、燃焼システムの稼働のコストも高くなる傾向にある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、稼働のコストが低い燃焼システムを提供することを目的とする。

本発明は、燃料を燃焼させる内燃機関と、前記内燃機関において前記燃料が燃焼することによって発生する排ガスが流通する排気路と、前記排気路に配置され且つ前記内燃機関から排出される排ガスから排熱を回収する排熱回収装置と、前記排気路に配置され且つ脱硝触媒によって排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備える燃焼システムであって、前記脱硝装置は、前記排気路における前記排熱回収装置の下流側に配置され、前記脱硝触媒は、五酸化バナジウムが４３ｗｔ％以上存在し、ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である船舶用燃焼システムに関する。

また、前記排熱回収装置は、タービン装置と排ガスエコノマイザとを備え、前記排ガスエコノマイザは、前記内燃機関から排出される排ガスと前記タービン装置から供給される排ガスとを熱源として蒸気を発生させ、前記タービン装置は、前記内燃機関から排出される排ガスと、前記排ガスエコノマイザから供給される蒸気とを用いて発電をすることが好ましい。

また、前記排熱回収装置によって発電された電力は、前記内燃機関により生成される動力を加勢するために用いられることが好ましい。

また、前記燃焼システムは、前記排気路に配置され且つ前記排ガス中の煤塵を収集する集塵装置を更に備え、前記集塵装置は、前記排気路において前記脱硝装置よりも上流側に備わることが好ましい。

また、前記脱硝触媒は、ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）によるＮＨ_３脱離量が、１０．０μｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。

脱硝装置に用いられる脱硝触媒の劣化が進行し難いことから、稼働のコストが低い燃焼システムを提供できる。

本発明の実施形態に係る燃焼システムの構成を示す図である。 実施例１、参考例１〜２、比較例１により調製された五酸化バナジウム触媒の粉末Ｘ線回折の結果である。 実施例１〜２、参考例３〜６、比較例２〜３により調製された五酸化バナジウム触媒の粉末Ｘ線回折の結果である。 実施例１、参考例１〜２、比較例１、比較例４により調製された五酸化バナジウム触媒のＮＨ_３−ＳＣＲ活性を示す図である。 参考例１、及び比較例１により調製された五酸化バナジウム触媒を用いた選択的触媒還元反応における、反応温度とＮ_２選択率との関係を示す図である。 参考例１により調製された五酸化バナジウム触媒をＮＨ_３−ＳＣＲ反応に用いた場合の、空間速度依存性を示す図である。 参考例１により調製された五酸化バナジウム触媒を、水分共存下の選択的触媒還元反応に用いた場合の、ＮＯ転化率の時間経過を示す図である。 参考例１により調製された五酸化バナジウム触媒を、Ｓ分共存下の選択的触媒還元反応に用いた場合の、ＮＨ_３、ＮＯ、ＳＯ_２濃度の時間経過を示す図である。 各実施例により調製された五酸化バナジウム触媒の、五酸化バナジウム担持量とＮＯ転化率との関係を、反応温度毎に示した図である。 各実施例、各参考例、及び各比較例により調製された五酸化バナジウム触媒のＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率の関係を示す図である。 実施例４〜６、参考例７〜８により調製された五酸化バナジウム触媒の粉末Ｘ線回折の結果である。 実施例４〜６、参考例７〜８により調製された五酸化バナジウム触媒のＮＨ３−ＳＣＲ活性を示す図である。 実施例４〜６、参考例１〜２、参考例７、比較例１により調製された五酸化バナジウム触媒の比表面積とＮＯ転化率の関係を示す図である。 実施例４〜５、参考例１〜２、比較例１により調製された五酸化バナジウム触媒のＢＥＴ比表面積とＮＨ３脱離量の関係を示す図である。 実施例４〜５、参考例１〜２、比較例１により調製された五酸化バナジウム触媒のＮＨ_３脱離量とＮＯ転化率の関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る船舶用燃焼システム１の構成を示す図である。図１に示すように、燃焼システム１は、船舶の推進のために用いられる燃焼システムであり、燃料供給装置１０と、燃焼装置としての内燃機関２０と、集塵装置３０と、排熱回収装置４０と、脱硝装置５０と、煙突６０と、加勢モータ７０と、燃料路Ｌ１、排気路Ｌ２及びＬ３、蒸気路Ｌ４、電力路Ｌ５とを備える。

燃料供給装置１０は、内燃機関２０に対し、燃料路Ｌ１を用いて燃料を供給する。燃料としては、例えば、軽油・重油等の石油系燃料を用いることができる。

燃料路Ｌ１は、上流側が燃料供給装置１０に接続され、下流側が内燃機関２０に接続される。燃料路Ｌ１は、燃料供給装置１０から内燃機関２０に向けて燃料が運搬される流路である。

内燃機関２０は、石油系燃料を空気と共に燃焼させる。内燃機関２０において、石油系燃料が燃焼することにより排ガスが発生する。発生した排ガスは、排気路Ｌ２を経由して、集塵装置３０に排出される。なお、内燃機関２０は、例えば、大型船舶で用いられる２ストローク低速ディーゼル機関であってもよく、フェリー等で用いられる４ストローク中速ディーゼル機関であってもよく、高速船艇や小型船で用いられる４ストローク高速ディーゼル機関であってもよい。

排気路Ｌ２は、上流側が内燃機関２０に接続される。排気路Ｌ２は、内燃機関２０で発生する排ガスが流通する流路である。

集塵装置３０は、排気路Ｌ２における内燃機関２０の下流側に配置され、内燃機関２０から排出された排ガスが供給される。集塵装置３０は、排ガス中の煤塵を収集する装置である。煤塵の収集方法としては、例えば、電極に電圧を印加して煤塵を帯電させ、クーロン力を用いて収集する方法を用いてもよい。あるいは、ベンチュリスクラバが実施する方法のように、ベンチュリ部に煤塵吸収液を供給し、このベンチュリ部で高速になった排ガスによって煤塵吸収液を微細化させて、気液接触により煤塵を収集する方法を用いてもよい。

排熱回収装置４０は、排気路における集塵装置３０の下流側に配置され、集塵装置３０で煤塵が除去された排ガスが供給される。排熱回収装置４０は、集塵装置３０から供給される排ガスから排熱を回収する。より具体的には、排熱回収装置４０は、タービン装置４１と排ガスエコノマイザ４５とを備える。

タービン装置４１は、ガスタービン４２と、蒸気タービン４３と、発電機４４とを備える。ガスタービン４２と発電機４４、及び、蒸気タービン４３と発電機４４とは互いに接続される。ガスタービン４２は、集塵装置３０から排気路Ｌ３を経由して供給される排ガスによって駆動する。ガスタービン４２が駆動されると、ガスタービン４２に接続する発電機４４も連動して駆動し発電を行う。また、蒸気タービン４３は、後述の排ガスエコノマイザ４５から蒸気路Ｌ４を経由して供給される蒸気によって駆動する。蒸気タービン４３が駆動されると、蒸気タービン４３に接続する発電機４４も連動して発電を行う。発電機４４によって生成される電力は、電力路Ｌ５を経由して加勢モータ７０に供給される。

排ガスエコノマイザ４５は、集塵装置３０から排気路Ｌ２を経由して供給される排ガスと、ガスタービン４２から排気路Ｌ３を経由して供給される排ガスとを熱源として、給水タンク（図示せず）等に貯蓄された水から蒸気を発生させる。排ガスエコノマイザ４５により生成された蒸気は、蒸気路Ｌ４を経由して、蒸気タービン４３に供給される。

排気路Ｌ３は、排気路Ｌ２とは異なる排気路であり、上流側が集塵装置３０に、下流側が排ガスエコノマイザ４５に接続されると共に、その途中で、ガスタービン４２を経由する。排気路Ｌ３は、集塵装置３０から供給される排ガスを、ガスタービン４２を経由して、排ガスエコノマイザ４５に流通する流路である。

蒸気路Ｌ４は、上流側が排ガスエコノマイザ４５に、下流側が蒸気タービン４３に接続される。蒸気路Ｌ４は、排ガスエコノマイザ４５で発生する蒸気が流通する流路である。

電力路Ｌ５は、上流側が発電機４４に、下流側が加勢モータ７０に接続される。電力路は、発電機４４で生成される電力が流通する流路である。

脱硝装置５０は、排気路Ｌ２における排熱回収装置４０の下流側に配置され、排熱が回収された排ガスが供給される。脱硝装置５０は、脱硝触媒によって排ガスから窒素酸化物を除去する。脱硝装置５０において用いられる脱硝触媒については、後段で詳述する。脱硝装置５０は、排熱回収装置４０の下流側に設置されているため、脱硝装置５０における排ガスの温度は、例えば１３０〜２００℃である。

脱硝装置５０では、選択接触還元法によって排ガスから窒素酸化物を除去する。選択接触還元法によれば、還元剤及び脱硝触媒によって窒素酸化物から窒素及び水を生成することで、排ガスから効率的に窒素酸化物を除去することができる。選択接触還元法において用いられる還元剤は、アンモニア及び尿素の少なくとも一方を含む。還元剤としてアンモニアを用いる場合、アンモニアガス、液体アンモニア及びアンモニア水溶液のいずれの状態のアンモニアを用いてもよい。

より具体的には、脱硝装置５０は、導入された排ガスに対してアンモニアガスを注入してから、その混合ガスを脱硝触媒に接触させる構成とすることができる。

煙突６０は、排気路Ｌ２の下流側が接続される。煙突６０には、脱硝装置５０において窒素酸化物を除去した排ガスが導入される。煙突６０に導入された排ガスは、脱硝装置５０における排ガスの温度が、例えば１３０〜２００℃であることから、煙突効果によって煙突６０の上部から効果的に排出される。また、煙突６０の上方において水蒸気が凝縮して白煙が生じるのを防ぐことができる。煙突６０の出口付近における排ガスの温度は、例えば１１０℃である。

加勢モータ７０は、電力路Ｌ５における発電機４４の下流側に設置され、内燃機関２０のプロペラシャフト周りの回転を加勢するように駆動する。加勢モータ７０には、発電機４４から電力路Ｌ５を経由して電力が供給され、この電力を用いることにより、内燃機関２０により生成される動力を加勢するように駆動する。

続いて、脱硝装置５０において用いられる脱硝触媒について説明する。
本発明の脱硝触媒は、五酸化バナジウムが４３ｗｔ％以上存在し、前記触媒成分のＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である。このような脱硝触媒は、従来用いられているバナジウム／チタン触媒等の脱硝触媒に比べて、低温環境下でも高い脱硝効果を発揮できる。

具体的には、酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で３．３ｗｔ％以上存在する脱硝触媒を用いた、アンモニアを還元剤とする選択的触媒還元反応（ＮＨ_３−ＳＣＲ）においては、概ね、反応温度１２０℃の場合で約３５％以上、反応温度１５０℃の場合で約６０％以上のＮＯ転化率を示す。反応温度１００℃の場合においてすら、２０％を超えるＮＯ転化率を示す。一方で、脱硝触媒中に酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で３．３ｗｔ％未満しか存在しない場合は、反応温度１２０℃の場合でも反応温度１５０℃の場合でも、２０％未満のＮＯ転化率しか示されない。

上記のように、本発明に係る脱硝触媒においては、酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で４３ｗｔ％以上存在するが、その他の含有物として、酸化バナジウム以外に、酸化チタンを含んでもよい。その他、貴金属及び卑金属，典型金属を含んでも良い。好ましくは酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン等を含むことも可能である。

また、上述の記載では、脱硝触媒中に、酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で４３ｗｔ％以上存在するとしたが、なお好ましくは、脱硝触媒中に、酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で８０ｗｔ％以上存在してもよい。更に好ましくは、脱硝触媒中１００％が、酸化バナジウムであってもよい。

上記の酸化バナジウムは、酸化バナジウム（ＩＩ）（ＶＯ）、三酸化バナジウム（ＩＩＩ）（Ｖ_２Ｏ_３）、二酸化バナジウム（ＩＶ）（Ｖ_２Ｏ_４）、五酸化バナジウム（Ｖ）（Ｖ_２Ｏ_５）を含み、脱硝反応中、五酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）のＶ元素は、５価、４価、３価、２価の形態を取ってもよい。

また、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積に関して、例えば、五酸化バナジウムを含み、ＢＥＴ比表面積が１３．５ｍ^２／ｇの脱硝触媒を用いた、反応温度１２０℃のＮＨ_３-ＳＣＲでは、ＮＯ転化率が２０％を超える。また、五酸化バナジウムを含み、ＢＥＴ比表面積が１６．６ｍ^２／ｇの脱硝触媒を用いた、反応温度１２０℃のＮＨ_３-ＳＣＲでも、ＮＯ転化率が２０％を超える。一方、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ^２／ｇに満たない脱硝触媒として、例えばＢＥＴ比表面積４．６８ｍ^２／ｇの脱硝触媒を用いた、反応温度１２０℃のＮＨ_３−ＳＣＲでは、ＮＯ転化率が２０％を下回る。

また、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積は、１０ｍ^２／ｇ以上であるが、好ましくは、１５ｍ^２／ｇ以上であってもよい。更に好ましくは、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積が、３０ｍ^２／ｇであってもよい。更に好ましくは、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積が４０ｍ^２／ｇ以上であってもよい。更に好ましくは、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積が５０ｍ^２／ｇ以上であってもよい。更に好ましくは、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積が６０ｍ^２／ｇ以上であってもよい。

なお、脱硝触媒のＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３に規定された条件に準拠して測定することが好ましい。具体的には、以下の実施例記載の方法により、ＢＥＴ比表面積を測定することが可能である。

本発明の脱硝触媒は、２００℃以下での脱硝に用いられる。好ましくは１６０℃以上２００℃以下での脱硝に用いられる。これにより、ＮＨ_３−ＳＣＲ反応時には、ＳＯ_２のＳＯ_３への酸化が伴わない。

ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）によるＮＨ_３脱離量に関して、ＮＨ_３脱離量が１０．０μｍｏｌ／ｇを超える脱硝触媒は、反応温度１２０℃でのＮＨ_３−ＳＣＲにおけるＮＯ転化率が、２０％以上の値を示す。一方で、ＮＨ_３脱離量が１０．０μｍｏｌ／ｇを下回る脱硝触媒は、反応温度１２０℃でのＮＨ_３−ＳＣＲにおけるＮＯ転化率が、２０％を下回る。

本発明の脱硝触媒は、ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）によるＮＨ_３脱離量が、１０．０μｍｏｌ／ｇ以上であるが、好ましくは、ＮＨ_３−ＴＰＤによるＮＨ_３脱離量が、２０．０μｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。更に好ましくは、ＮＨ_３−ＴＰＤによるＮＨ_３脱離量が、５０．０μｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。更に好ましくは、ＮＨ_３−ＴＰＤによるＮＨ_３脱離量が、７０．０μｍｏｌ／ｇ以上であってもよい。

酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で３．３ｗｔ％以上存在し、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ^２／ｇ以上である脱硝触媒は、熱分解法、ゾルゲル法、及び含浸法のいずれかによって作製できる。以下、熱分解法、ゾルゲル法、及び含浸法により、五酸化バナジウムが３．３ｗｔ％以上存在し、比表面積が１０ｍ^２／ｇ以上である脱硝触媒を作製する方法を示す。

熱分解法は、バナジン酸塩を熱分解する工程を備える。バナジン酸塩としては、例えば、バナジン酸アンモニウム、バナジン酸マグネシウム、バナジン酸ストロンチウム、バナジン酸バリウム、バナジン酸亜鉛、バナジン酸鉛、バナジン酸リチウム等を用いてもよい。

なお、上記の熱分解法は、バナジン酸塩を３００℃〜４００℃で熱分解することが好ましい。

ゾルゲル法は、バナジン酸塩をキレート化合物に溶解して乾燥した後に焼成する工程を備える。キレート化合物としては、例えば、シュウ酸やクエン酸等の複数のカルボキシル基を有するもの、アセチルアセトナート、エチレンジアミン等の複数のアミノ基を有するもの、エチレングリコール等の複数のヒドロキシル基を有するもの等を用いてもよい。

なお、上記のゾルゲル法は、キレート化合物によるが、例えば、バナジウムとキレート化合物のモル比が１：１〜１：５となるように、バナジン酸塩をキレート化合物に溶解する工程を備えることが好ましい。なお好ましくは、バナジン酸塩とキレート化合物のモル比が１：２〜１：４であってもよい。

含浸法は、バナジン酸塩をキレート化合物に溶解した後、担体を加えてから乾燥した後に焼成する工程を備える。担体としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、シリカ等を用いてもよい。上記と同様に、キレート化合物としては、例えば、シュウ酸やクエン酸等の複数のカルボキシル基を有するもの、アセチルアセトナート、エチレンジアミン等の複数のアミノ基を有するもの、エチレングリコール等の複数のヒドロキシル基を有するもの等を用いてもよい。

なお、上記の含浸法においては、例えば、バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に溶解し、更に、担体である酸化チタン（ＴｉＯ_２）を加えた後、乾燥した後、焼成することにより、本発明の実施形態に係る脱硝触媒として、ｘｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２（ｘ≧４３）を得てもよい。

このようにして調製される脱硝触媒においては、通常、五酸化バナジウムが３．３ｗｔ％以上含まれ、比表面積が１０ｍ^２／ｇ以上である。

なお、燃焼システム１の脱硝装置５０で用いられる脱硝触媒の形態としては、ハニカム形状の基盤に上記の脱硝触媒の粉末をコーティングしたハニカムタイプの触媒や、上記の脱硝触媒を触媒成分としてブロック状に焼き固めた触媒とすることが好ましい。
触媒ブロックは任意の形状を取ることが可能であり、ハニカム形状以外では、例えば、板状、ペレット状、流体状、円柱状、星型状、リング状、押出し型、球状、フレーク状、パスティル状、リブ押出し型、リブリング状とすることが可能である。また、例えば、ハニカム状の触媒ブロックは、ハニカム面が三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であったり、円形であったりしてもよい。

上記実施形態に係る燃焼システム１によれば、以下の効果が奏される。
（１）上記実施形態に係る燃焼システム１は、内燃機関において燃料が燃焼することによって発生する排ガスが流通する排気路と、排気路に配置され且つ内燃機関から排出される排ガスから排熱を回収する排熱回収装置と、排気路に配置され且つ脱硝触媒によって排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備える燃焼システムであって、脱硝装置は、前記排気路における前記排熱回収装置の下流側に配置され、脱硝触媒は、五酸化バナジウムが４３ｗｔ％以上存在し、ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である。
上記の実施形態における脱硝触媒は、２００℃以下での脱硝に用いることが可能であるため、脱硝装置を排熱回収装置の下流側に配置することが可能となる。更に、脱硝装置に排ガスを導入する直前で、排ガスを加熱することは必須ではない。これにより、脱硝触媒が高温に晒されることがなくなるため、脱硝触媒の劣化が低減され、燃焼システムの稼働のコストは低くなる。
また、上記の実施形態の燃焼システムは、排ガスを加熱する加熱ヒータが必須ではない分、コンパクトな構成とすることが可能である。これにより、船舶のような狭いスペースにも、脱硝装置付きの燃焼システムを設置することが可能となる。

（２）上記のように、排熱回収装置は、タービン装置と排ガスエコノマイザとを備え、排ガスエコノマイザは、内燃機関から排出される排ガスとタービン装置から供給される排ガスとを熱源として蒸気を発生させ、タービン装置は、内燃機関から排出される排ガスと、排ガスエコノマイザから供給される蒸気とを用いて発電をすることが好ましい。
上記の実施形態における排熱回収装置は、タービン装置と排ガスエコノマイザとを備えることにより、内燃機関における燃料の燃焼により生成される熱エネルギーを、より有効に活用することが可能となる。

（３）上記のように、排熱回収装置によって発電された電力は、内燃機関により生成される動力を加勢するために用いられることが好ましい。
これにより、排熱回収により生成された電力で、内燃機関により生成される動力を加勢することにより、内燃機関で用いられる燃料の量を節約することが可能となる。

（４）上記のように、燃焼システムは、排気路に配置され且つ排ガス中の煤塵を収集する集塵装置を更に備え、集塵装置は、排気路において脱硝装置よりも上流側に備わることが好ましい。
上記の実施形態における脱硝触媒は、２００℃以下での脱硝に用いることが可能であるため、脱硝装置を集塵装置の下流側に配置することが可能となる。灰分の少ない、比較的クリーンな排ガスが脱硝装置に導入されることにより、脱硝触媒の劣化は低減され、燃焼システムの稼働のコストは低くなる。

（５）上記のように、脱硝触媒は、ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）によるＮＨ_３脱離量が、１０．０μｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましい。
これにより、反応温度が１２０℃でのＮＨ３−ＳＣＲに、この脱硝触媒を用いると、２０％を超えるＮＯ転化率を示す。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

上記実施形態では、脱硝装置５０において、選択接触還元法によって排ガスから窒素酸化物を除去するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明においては、脱硝装置５０において、非選択接触還元法によって排ガスから窒素酸化物を除去する構成としてもよい。

上記実施形態では、排熱回収装置４０が、タービン装置４１と排ガスエコノマイザ４５とを備える構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、排熱回収装置４０が、排ガスエコノマイザ４５を備えないと共に、タービン装置４１が蒸気タービン４３を備えず、ガスタービン４２が集塵装置３０からの排ガスによって駆動されるのみの構成としてもよい。あるいは、タービン装置４１がガスタービン４２を備えず、蒸気タービン４３が排ガスエコノマイザ４５から供給される蒸気によって駆動されるのみの構成としてもよい。

上記実施形態では、内燃機関２０と排熱回収装置４０との間に、集塵装置３０が備わるが、本発明はこれに限定されない。例えば、燃焼システム１の構成をコンパクトなものとするため、この集塵装置３０を省略した構成としてもよい。

上記実施形態では、タービン装置４１の発電機４４で生成された電力は、加勢モータ７０を駆動するのに用いられる構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、この電力を、船内の各種機器類、例えば、通信装置、照明装置、電熱装置、航海計器、居住区設備等に供給してもよい。

以下、本発明の脱硝触媒の実施例を、参考例及び比較例と共に、具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。

１．酸化バナジウム含有量及び比表面積とＮＨ _３ −ＳＣＲ活性との関係
１．１ 各実施例と比較例
［参考例１］
バナジン酸アンモニウム（ＮＨ_４ＶＯ_３）を、空気中において３００℃で４時間熱分解することにより得られた五酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）を、参考例１の脱硝触媒とした。なお、この参考例１の脱硝触媒のサンプル名を、“Ｖ_２Ｏ_５＿３００”とした。

［参考例２］
バナジン酸アンモニウムを、空気中において４００℃で４時間熱分解することにより得られた五酸化バナジウムを、参考例２の脱硝触媒とした。なお、この参考例２の脱硝触媒のサンプル名を、“Ｖ_２Ｏ_５＿４００”とした。

［比較例１］
バナジン酸アンモニウムを、空気中において５００℃で４時間熱分解することにより得られた五酸化バナジウムを、比較例１の脱硝触媒とした。なお、この比較例１の脱硝触媒のサンプル名を、“Ｖ_２Ｏ_５＿５００”とした。

［実施例１］
バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に溶解させた（バナジウム：シュウ酸のモル比＝１：３）。全て溶かしきった後、ホットスターラー上で溶液中の水分を蒸発させ、乾燥機中において、１２０℃で一晩乾燥させた。その後、乾燥後の粉末を空気中において３００℃で４時間焼成した。焼成後の五酸化バナジウムを、実施例１の脱硝触媒とした。なお、このゾルゲル法によって得られた実施例１の脱硝触媒のサンプル名を、“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００”とした。また、バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に溶解する際の、バナジウムとシュウ酸のモル比が異なる脱硝触媒については、後述する。

［比較例２］
バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に加え、１０分間撹拌し、担体である酸化チタンをゆっくりと加えた。その後、ホットスターラー上で溶液中の水分を蒸発させ、乾燥機中において、１２０℃で一晩乾燥させた。その後、乾燥後の粉末を空気中において３００℃で４時間焼成した。その結果として、五酸化バナジウムの質量パーセントが、０．３ｗｔ％となった焼成後の脱硝触媒を、比較例２の脱硝触媒とした。なお、この比較例２の脱硝触媒のサンプル名を、“０．３ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［比較例３］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、０．９ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、比較例３の脱硝触媒とした。なお、この比較例３の脱硝触媒のサンプル名を、“０．９ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［参考例３］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、３．３ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、参考例３の脱硝触媒とした。なお、この参考例３の脱硝触媒のサンプル名を、“３．３ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［参考例４］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、９ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、参考例４の脱硝触媒とした。なお、この参考例４の脱硝触媒のサンプル名を、“９ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［参考例５］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、２０ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、参考例５の脱硝触媒とした。なお、この参考例５の脱硝触媒のサンプル名を、“２０ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［参考例６］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、３３ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、参考例６の脱硝触媒とした。なお、この参考例６の脱硝触媒のサンプル名を、“３３ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［実施例２］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、４３ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、実施例２の脱硝触媒とした。なお、この実施例２の脱硝触媒のサンプル名を、“４３ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［実施例３］
比較例２と同様の手法によって得られると共に、五酸化バナジウムの質量パーセントが、８０ｗｔ％である焼成後の脱硝触媒を、実施例３の脱硝触媒とした。なお、この実施例３の脱硝触媒のサンプル名を、“８０ｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２”とした。

［比較例４］
既存触媒を比較例４とした。なお、既存触媒とは、酸化チタン（ＴｉＯ_２）（含有率：７９．６７ｗｔ％）に、酸化タングステン（ＷＯ_３）（含有率：１０．７２ｗｔ％）及びシリカ（ＳｉＯ_２）（含有率：６．２５ｗｔ％）等が担持され、バナジウムが０．５％前後含まれた触媒である。

１．２ 評価
１．２．１ 粉末Ｘ線回折
（回折方法）
粉末Ｘ線回折としては、Ｒｉｇａｋｕ ｓｍａｒｔ ｌａｂにより、Ｃｕ−Ｋａを用いて測定を行った。

（回折結果）
実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００），参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００），参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００），及び比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００）の粉末ＸＲＤパターンを図２に、実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００），実施例２、参考例３〜６，及び比較例２〜３（ｘｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２）の粉末ＸＲＤパターンを図３に示す。実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００），参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００），参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００），比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００）の粉末ＸＲＤパターンでは、熱分解温度、調製法に関わらず、Ｖ_２Ｏ_５のみのピークが観察された。実施例２，参考例３〜６，及び比較例２〜３（ｘｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２）の粉末ＸＲＤパターンに関しては、９ｗｔ％までＶ_２Ｏ_５ピークが見られず、ＴｉＯ_２に高分散していると考えられる。Ｖ_２Ｏ_５担持量が２０ｗｔ％まで増加すると、２２．２°、２７．４°にＶ_２Ｏ_５のピークが観察されるようになり、担持量が増す毎にＶ_２Ｏ_５ピーク強度が大きくなっていった。一方、ＴｉＯ_２ピークは減少していく傾向にあった。

１．２．２ ＢＥＴ比表面積測定
（測定方法）
ＢＥＴ比表面積の測定には、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＢＥＬ ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍａｘを用いた。Ａｒ雰囲気下、２００℃で２時間前処理をした後、１９６℃で測定した。

（測定結果）

参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００），参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００），比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００），実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００）と、比較例２〜３、参考例３〜６、及び実施例２〜３（ｘｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２触媒）、及び比較例４（既存触媒）のＢＥＴ比表面積を表１に示す。バナジン酸アンモニウムを熱分解することにより調製した五酸化バナジウム触媒は、熱分解温度の上昇に伴い、ＢＥＴ比表面積は減少した。すなわち、最大のＢＥＴ比表面積を示す五酸化バナジウムは、３００℃で熱分解した参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００）の五酸化バナジウムにおいて、最大のＢＥＴ比表面積１６．６ｍ^２ｇ^−１が示された。また、ゾルゲル法を用い、３００℃で調製した五酸化バナジウムのＢＥＴ比表面積は更に大きく、６２．９ｍ^２ｇ^−１であった。
参考例３〜６、及び実施例２〜３、及び比較例２〜３（ｘｗｔ％Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２）に関しては、五酸化バナジウムの担持量が増加するにつれ、ＴｉＯ_２の細孔が埋められていき、ＢＥＴ比表面積が低下していった。

１．２．３ 触媒活性測定
（測定方法）
以下の表２の条件の下、固定床流通式触媒反応装置を用いてＮＨ_３−ＳＣＲ反応を行った。触媒層を通過したガスのうち、ＮＯ、ＮＨ_３、ＮＯ_２、Ｎ_２ＯをＪａｓｃｏ ＦＴ−ＩＲ−４７００で分析した。

また、ＮＯ転化率、Ｎ_２選択率を、下記の式により算出した。なお、ＮＯ_ｉｎは反応管入口のＮＯ濃度、ＮＯ_ｏｕｔは反応管出口のＮＯ濃度、Ｎ_２ｏｕｔは反応管出口のＮ_２濃度、ＮＨ_３ｉｎは反応管入口のＮＨ_３濃度、ＮＨ_３ｏｕｔは反応管出口のＮＨ_３濃度である。

（測定結果）
図４に五酸化バナジウム触媒のＮＨ_３−ＳＣＲ活性を示す。バナジン酸アンモニウムを熱分解して得られた触媒の場合、熱分解温度が低くなるにつれてＮＯ転化率は大きくなっていき、熱分解温度３００℃の触媒である参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００℃）で最も高い活性を示した。また、反応温度２００℃においては、参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００℃）、参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００℃）、実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００℃）のいずれかを触媒として用いた場合、８０％以上のＮＯ転化率があった。更に、いずれの実施例も、比較例１及び比較例４に比較して高いＮＯ転化率を示した。

熱分解温度が低いほど、五酸化バナジウムの比表面積が大きくなっていることから、バルクの五酸化バナジウム触媒を使用した低温ＮＨ_３−ＳＣＲ活性にはＢＥＴ比表面積の大きさが起因していると考えられる。そのため、上記のように、実施例１として、ＢＥＴ比表面積を大きくするためにシュウ酸を用いたゾルゲル法により五酸化バナジウムを調製した次第である。この方法で調製した五酸化バナジウムのＢＥＴ比表面積は、表１に記載のように６２．９ｍ^２ｇ^−１であり、熱分解法で調製した五酸化バナジウムの約４倍近い大きさを有している。実施例１（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００℃）のＮＯ転化率は、熱分解法で調製した五酸化バナジウムに比べて、１００−１５０℃間で８０−２００％上昇した。

なお、いずれの温度においてもＮ_２選択率は、ほぼ１００％であった。図５に、例として、参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００℃）と比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００℃）のＮ_２選択率を示す。

（空間速度依存性）
以下の表３の条件の下、選択的触媒還元反応を行うことにより、参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００℃）を触媒として用いた場合の、空間速度（ガス処理用）依存性を測定した。測定結果を、図６に示す。図６（ａ）は、反応温度１２０℃におけるＮＯ転化率を示し、図６（ｂ）は、反応温度１００℃におけるＮＯ転化率を示す。
８０％のＮＯ無害化達成は、１２０℃において約１５Ｌｈ^−１ｇ_ｃａｔ ^−１であり、１００℃において約１１Ｌｈ^−１ｇ_ｃａｔ ^−１であった。
空間速度を変化させた実験においても、Ｎ_２への選択率は、ほぼ１００％であった。

（水分共存下における反応）
参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００℃）を触媒とし、以下の表４の条件の下、反応温度１５０℃、空間速度２０Ｌｈ^−１ｇ_ｃａｔ ^−１にてＮＨ_３−ＳＣＲ反応の実験を行った際の、時間経過に伴うＮＯ転化率を、図７に示す。反応開始１．５ｈ経過後に、２．３％Ｈ_２Ｏを添加した所、ＮＯ転化率は６４％から５０％へと低下した。Ｈ_２Ｏを添加してもＮ_２への選択性は変化がなく、１００％であった。反応開始から３．５ｈ経過後に水の導入を止めた所、ＮＯ転化率は増加し、６７％となった。

（Ｓ分共存下における反応）
上記の水分共存下における反応に係る実験と同様の条件下で、ＳＯ_２１００ｐｐｍを反応ガスに流通させた。実験結果を、図８に示す。ＮＯの触媒活性には変化がなく、１５０℃までの温度上昇完了後から、常にＨ_２ＯとＯ_２が存在するものの、ＳＯ_２の濃度が下がることはなく、ＳＯ_２は反応しなかった。したがって、実施例の脱硝触媒は、耐Ｓ性も有することが分かった。

（五酸化バナジウム担持量とＮＯ転化率との関係）
図９に、反応温度毎の、五酸化バナジウム担持量とＮＯ転化率との関係を示す。図９（ａ）は、反応温度１２０℃における五酸化バナジウム担持量とＮＯ転化率の関係を示す。同様に、図９（ｂ）は、反応温度１５０℃、図９（ｃ）は、反応温度１００℃における五酸化バナジウム担持量とＮＯ転化率の関係を示す。なお、各グラフにおいて、五酸化バナジウム担持量が１００ｗｔ％となっている触媒は、上記の実施例１により調製された脱硝触媒Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００である。四角を用いてプロットされた点は、比較例４である既存触媒のＮＯ転化率を示す。
全てのグラフにおいて、概ね、五酸化バナジウム担持量が増えるほど、ＮＯ転化率が高くなることが示された。ただし、いずれのグラフにおいても、五酸化バナジウム担持量が３．３ｗｔ％の触媒が、五酸化バナジウム担持量が９．０ｗｔ％の触媒よりも高いＮＯ転化率を示した。
具体的には、図９（ａ）に見られるように、反応温度１２０℃のＮＨ_３−ＳＣＲ反応においては、五酸化バナジウム担持量が８０ｗｔ％となった段階で、ＮＯ転化率が８０％となった。また、図９（ｂ）に見られるように、反応温度１５０℃のＮＨ_３−ＳＣＲ反応においては、五酸化バナジウム担持量が３．３ｗｔ％となった段階で、ＮＯ転化率は大きく上昇することが示された。更に、図９（ｃ）に見られるように、反応温度１００℃の選択的触媒還元反応においては、五酸化バナジウム担持量が４３ｗｔ％までの脱硝触媒に比較して、五酸化バナジウム担持量が８０ｗｔ％の脱硝触媒で、ＮＯ転化率が大きく上昇することが示された。

（ＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率との関係）
図１０（ａ）に、五酸化バナジウムを酸化チタンに担持させた脱硝触媒における、ＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率との関係を示す。五酸化バナジウムを酸化チタンに担持させた脱硝触媒においては、担持量を増やしていくと、概して、ＢＥＴ比表面積は減る一方で、活性は上がっていくことが示された。
また、図１０（ｂ）に、五酸化バナジウムを酸化チタンに担持させた脱硝触媒と、酸化チタンに担持させない脱硝触媒双方の、ＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率の関係を示す。五酸化バナジウムを酸化チタンに担持させない触媒においては、ＢＥＴ比表面積を増やすほど、活性が上がっていくことが示された。

２．ゾルゲル法を用いて製造したＶ _２ Ｏ _５ 触媒
２．１ 各実施例（実施例４〜６、参考例７〜８）
上記の「１．１ 各実施例と比較例」においては、「実施例１」として、バナジウムとシュウ酸のモル比が１：３となるように、バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に溶解させた後、水分を蒸発させ、乾燥させ、乾燥粉末を焼成した脱硝触媒を作製した。このバナジウムとシュウ酸のモル比を、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５とした脱硝触媒を、参考例７、実施例４〜６、参考例８とする。
具体的には、上記の繰り返しとなるが、バナジン酸アンモニウムをシュウ酸溶液に溶解させた（バナジウム：シュウ酸のモル比＝１：１〜１：５）。全て溶かしきった後、ホットスターラー上で溶液中の水分を蒸発させ、乾燥機中において、１２０℃で一晩乾燥させた。その後、乾燥後の粉末を空気中において３００℃で４時間焼成した。
それらのサンプル名を、各々、“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：１”（参考例７），“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：２”（実施例４），“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３”（実施例５），“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：４”（実施例６），“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：５”（参考例８）とした。
なお、「１．１ 各実施例と比較例」における「実施例１」である、“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿３００”と、実施例５の“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３”とは、実質的に同一物であるが、説明の便宜上、ここでは、サンプル名が“Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３”の「実施例５」とした。
なお、ＢＥＴ比表面積を高めるため、シュウ酸溶液に界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤としては、例えば、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ヘキサデシルアミン等の陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が例示できる。

２．２ 評価
２．２．１ 粉末Ｘ線回折
（回折方法）
上記の１．２．１と同様、粉末Ｘ線回折は、Ｒｉｇａｋｕ ｓｍａｒｔ ｌａｂにより、Ｃｕ−Ｋａを用いて測定を行った。

（回折結果）
参考例７、実施例４〜６、参考例８（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ）の粉末ＸＲＤパターンを、図１１に示す。バナジウム：シュウ酸比が１：１，１：２，１：５となる溶液を用いて作製した五酸化バナジウム（参考例７、７、及び１０）は、斜包晶Ｖ_２Ｏ_５ピークのみ検出されたが、バナジウム：シュウ酸比が１：３，１：４となる溶液を用いて作製した五酸化バナジウム（実施例５及び６）では、斜包晶Ｖ_２Ｏ_５ピークの他に、１１°に未確認ピークが検出された。しかしながら、現時点で同定はできていない。

２．２．２ ＢＥＴ比表面積測定
（測定方法）
上記の１．２．３と同様、ＢＥＴ比表面積の測定には、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＢＥＬ ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍａｘを用いた。Ａｒ雰囲気下、２００℃で２時間前処理をした後、１９６℃で測定した。

（測定結果）

参考例７（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：１），実施例４（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：２），実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３），実施例６（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：４），参考例８（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：５）のＢＥＴ比表面積を表５に示す。シュウ酸の比率が高まるに従って、バナジウム：シュウ酸比が１：３まで比表面積が増加し、それ以上では減少した。また、以下の触媒活性試験後の実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）の比表面積は、触媒活性試験前に比較して大きく減少し、４３．４ｍ^２ｇ^−１であった。

２．２．３ 触媒活性測定
（測定方法）
上記の１．２．４と同一の測定方法で、各Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ触媒のＮＨ_３−ＳＣＲ活性を測定し、ＮＯ転化率を算出した。

（測定結果）
図１２に、Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ触媒のＮＨ_３−ＳＣＲ活性を示す。図１２（ａ）は、各触媒を用いたＮＨ_３−ＳＣＲ反応における、反応温度毎のＮＯ転化率を示す。また、図１２（ｂ）は、反応温度１２０℃におけるバナジウム：シュウ酸の比率とＮＯ転化率の関係を示す。バナジウム：シュウ酸の比率が１：３の触媒である実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）において、ＮＯ転化率が最も高くなり、それ以上シュウ酸を加えると、ＮＯ転化率は減少した。実施例６（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：４）は、実施例４（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：２）よりも比表面積が大きいにもかかわらず、ＮＯ転化率が低かった。

（比表面積とＮＯ転化率との関係）
図１３に、実施例４〜６、参考例７の各Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ、及び、上記の参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００），参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００），比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００）における、ＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率との関係を示す。なお、四角の点で示されるプロットは、実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）の、選択的触媒還元反応後におけるＢＥＴ比表面積とＮＯ転化率との関係を示す。上記の繰り返しとなるが、バナジウム：シュウ酸の比率が１：３の触媒である実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）において、ＮＯ転化率が最も高くなることが示された。

２．２．４ ＮＨ _３ −ＴＰＤによるキャラクタリゼーション
（測定方法）
ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）により、触媒表面の酸点の量を見積もることが出来る。そこで、マイクロトラックベル社製のベルキャットを用い、装置中で、参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００）、参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００）、比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００）、実施例４（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：２）、実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）の各触媒０．１ｇを、Ｈｅ（５０ｍｌ／ｍｉｎ）流通下３００℃にて１時間前処理した。その後、１００℃に下げ、５％アンモニア／Ｈｅ（５０ｍｌ／ｍｉｎ）を３０分流通させ、アンモニアを吸着した。流通ガスをＨｅ（５０ｍｌ／ｍｉｎ）に切り替え、３０分の安定化の後、１０℃／ｍｉｎで昇温し、質量数１６のアンモニアを質量分析計にてモニターした。

（測定結果）

参考例１（Ｖ_２Ｏ_５＿３００）、参考例２（Ｖ_２Ｏ_５＿４００）、比較例１（Ｖ_２Ｏ_５＿５００）、実施例４（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：２）、実施例５（Ｖ_２Ｏ_５＿ＳＧ＿１：３）各々を用いた場合の、ＮＨ_３脱離量の測定結果を表６に示す。
これらのＮＨ_３脱離量の値と、各々の触媒のＢＥＴ比表面積とをプロットすると、図１４のグラフが得られる。この図１４のグラフからも分かるように、Ｖ_２Ｏ_５のＢＥＴ比表面積にほぼ比例して、ＮＨ_３脱離量が大きくなることが示された。また、各触媒のＮＨ_３脱離量とＮＯ転化率との対応関係をプロットすると、図１５のグラフが得られた。すなわち、ＮＨ_３脱離量＝触媒表面の酸点の量が大きい触媒ほど、ＮＯ転化率が高くなることが示された。

以上のように、酸化バナジウムが五酸化バナジウム換算で３．３ｗｔ％以上存在し、比表面積が１０ｍ^２／ｇ以上である本発明の脱硝触媒を用いた、アンモニアを還元剤とする選択的触媒還元反応においては、２００℃以下の低温での脱硝効率が高い。一方で、ＳＯ_２の酸化は認められない。

１ 船舶用燃焼システム
１０ 燃料供給装置
２０ 内燃機関
３０ 集塵装置
４０ 排熱回収装置
４１ タービン装置
４５ 排ガスエコノマイザ
５０ 脱硝装置
６０ 煙突
７０ 加勢モータ

Claims (5)

1. 燃料を燃焼させる内燃機関と、
   前記内燃機関において前記燃料が燃焼することによって発生する排ガスが流通する排気路と、
   前記排気路に配置され且つ前記内燃機関から排出される排ガスから排熱を回収する排熱回収装置と、
   前記排気路に配置され且つ脱硝触媒によって前記排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備える船舶用燃焼システムであって、
   前記脱硝装置は、前記排気路における前記排熱回収装置の下流側に配置され、
   前記脱硝触媒は、五酸化バナジウムが４３ｗｔ％以上存在し、ＢＥＴ比表面積が３０ｍ^２／ｇ以上である船舶用燃焼システム。
2. 前記排熱回収装置は、タービン装置と排ガスエコノマイザとを備え、
   前記排ガスエコノマイザは、前記内燃機関から排出される排ガスと前記タービン装置から供給される排ガスとを熱源として蒸気を発生させ、
   前記タービン装置は、前記内燃機関から排出される排ガスと、前記排ガスエコノマイザから供給される蒸気とを用いて発電をする、請求項１に記載の船舶用燃焼システム。
3. 前記排熱回収装置によって発電された電力は、前記内燃機関により生成される動力を加勢するために用いられる、請求項２に記載の船舶用燃焼システム。
4. 前記燃焼システムは、前記排気路に配置され且つ前記排ガス中の煤塵を収集する集塵装置を更に備え、
   前記集塵装置は、前記排気路において前記脱硝装置よりも上流側に備わる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶用燃焼システム。
5. 前記脱硝触媒は、ＮＨ_３−ＴＰＤ（ＴＰＤ：昇温脱離プログラム）によるＮＨ_３脱離量が、１０．０μｍｏｌ／ｇ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶用燃焼システム。

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