JP6940727B1 - Excess ammonia treatment equipment and treatment method - Google Patents
Excess ammonia treatment equipment and treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6940727B1 JP6940727B1 JP2021538972A JP2021538972A JP6940727B1 JP 6940727 B1 JP6940727 B1 JP 6940727B1 JP 2021538972 A JP2021538972 A JP 2021538972A JP 2021538972 A JP2021538972 A JP 2021538972A JP 6940727 B1 JP6940727 B1 JP 6940727B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonia
- unit
- component
- separated
- treating excess
- 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.)
- Active
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 337
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 156
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 20
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 32
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 29
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 18
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 21
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 ammonia compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
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
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9413—Processes characterised by a specific catalyst
-
- 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
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
-
- 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
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
-
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
Abstract
余剰アンモニアを有効利用できる余剰アンモニアの処理装置および処理方法を提供する。アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニット61と接続される舶用ディーゼルエンジン23における余剰アンモニアの処理装置は、舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、油分とアンモニア成分とを分離する分離容器2と、分離容器2で分離されたアンモニア成分を選択式還元触媒ユニット61に供給する輸送部6と、を有する。Provided are a treatment apparatus and a treatment method for surplus ammonia that can effectively utilize surplus ammonia. The surplus ammonia treatment device in the marine diesel engine 23, which uses ammonia as a part of the fuel and is connected to the selective reduction catalyst unit 61, contains the waste liquid from the marine diesel engine and separates the oil and the ammonia component. 2 and a transport unit 6 for supplying the ammonia component separated in the separation container 2 to the selective reduction catalyst unit 61.
Description
本発明は、余剰アンモニアの処理に関する。 The present invention relates to the treatment of excess ammonia.
アンモニアを燃料の一部とする舶用ディーゼルエンジンでは、液化アンモニア(LNH3)が用いられる。エンジン停止時及び緊急停止時においては、安全のため、液化アンモニアを減圧させて大気へ放出する必要がある。アンモニアは、人体に影響があるため、そのまま大気放出することはできない。そのため、除害装置によりアンモニアを除去する必要がある。
一方、ディーゼルエンジンでは、重油に代表される原料の燃焼により発生する窒素酸化物を除去するために、選択式還元触媒ユニットが用いられる。還元剤材料として、尿素、アンモニア、アンモニア化合物が大量に必要となり、タンクに備蓄される。Liquefied ammonia (LNH3) is used in marine diesel engines that use ammonia as part of their fuel. For safety reasons, it is necessary to reduce the pressure of liquefied ammonia and release it to the atmosphere when the engine is stopped or when the engine is stopped in an emergency. Ammonia has an effect on the human body and cannot be released into the atmosphere as it is. Therefore, it is necessary to remove ammonia with an abatement device.
On the other hand, in a diesel engine, a selective reduction catalyst unit is used in order to remove nitrogen oxides generated by combustion of a raw material typified by heavy oil. As a reducing agent material, a large amount of urea, ammonia, and an ammonia compound are required and are stored in a tank.
特表2020−515764号公報(以下、「特許文献1」)には、排気ガス流の処理のための排出制御システム及び関連する方法が開示されている。特許文献1は、選択式還元触媒の還元剤として排気ガス流中に注入するアンモニアを提供するためのアンモニア生成システムの使用を含む。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-515764 (hereinafter, “Patent Document 1”) discloses an exhaust control system and related methods for treating an exhaust gas flow. Patent Document 1 includes the use of an ammonia production system to provide ammonia to be injected into an exhaust gas stream as a reducing agent for a selective reduction catalyst.
特許文献1に開示される技術は、選択式還元触媒の還元剤としてアンモニアを生成するための原料であるアンモニウムヒドロキシドを備蓄する必要がある。特許文献1に開示される技術は、エンジン等から発生する余剰アンモニアを有効利用するものではなない。 The technique disclosed in Patent Document 1 requires that ammonium hydroxide, which is a raw material for producing ammonia, is stockpiled as a reducing agent for a selective reduction catalyst. The technique disclosed in Patent Document 1 does not effectively utilize excess ammonia generated from an engine or the like.
本発明は、余剰アンモニアを有効利用できる余剰アンモニアの処理装置および処理方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a treatment apparatus and a treatment method for excess ammonia that can effectively utilize the surplus ammonia.
本発明の第1の観点は、
アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理装置であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、油分とアンモニア成分とを分離する分離容器と、
前記分離容器で分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する余剰アンモニアの処理装置である。The first aspect of the present invention is
A device for treating excess ammonia in a marine diesel engine that uses ammonia as part of its fuel and is connected to a selective reduction catalyst unit.
A separation container that stores the waste liquid from the marine diesel engine and separates the oil and ammonia components.
A transport unit that supplies the ammonia component separated in the separation container to the selective reduction catalyst unit, and
It is a treatment device for excess ammonia having.
本発明の第2の観点は、
アンモニアを燃料の一部とし、選択式還元触媒ユニットと接続される舶用ディーゼルエンジンにおける余剰アンモニアの処理方法であって、
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、
前記廃液を油分とアンモニア成分とに分離し、
分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
余剰アンモニアの処理方法である。The second aspect of the present invention is
A method of treating excess ammonia in a marine diesel engine that uses ammonia as part of the fuel and is connected to a selective reduction catalyst unit.
Containing the waste liquid from the marine diesel engine,
The waste liquid is separated into an oil component and an ammonia component.
The separated ammonia component is supplied to the selective reduction catalyst unit.
This is a method for treating excess ammonia.
本発明の余剰アンモニアの処理装置および処理方法によれば、余剰アンモニアを有効利用できる。 According to the surplus ammonia treatment apparatus and treatment method of the present invention, the surplus ammonia can be effectively used.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
まず、本実施形態の余剰アンモニア処理ユニットの構成について説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.
First, the configuration of the surplus ammonia treatment unit of the present embodiment will be described.
図1は、本実施形態の余剰アンモニア処理ユニット1の概略図である。余剰アンモニア処理ユニット1は、分離容器2と、輸送部6とを有する。分離容器2は、分離部3を有してもよい。また、分離容器2に抽出部4が取り付けられてもよい。なお、分離容器2で抽出される油分は、分離容器2の下部に貯められ、後述するビルジタンク30に送られる。そのため、抽出部4は、分離容器2の上部に設置されることが望ましい。
FIG. 1 is a schematic view of the surplus ammonia treatment unit 1 of the present embodiment. The surplus ammonia treatment unit 1 has a
分離容器2は、アンモニアを燃料の一部とする舶用ディーゼルエンジンの各ユニットからの廃液を収容する。具体的には、図4および図5に示されるように、燃料供給ユニット21、選択式還元触媒の還元剤供給ユニット22、舶用ディーゼルエンジンユニット23からの廃液が分離容器2に収容される。船上に設置されたアンモニア燃料タンク20から、燃料供給ユニット21、還元剤供給ユニット22、舶用ディーゼルエンジンユニット23に、アンモニアが供給される。そのため、廃液は余剰アンモニアを含む。なお、分離容器2が比重分離の原理を用いている場合、分離容器2の上部から廃液が流入することが望ましい。
なお、図4、図5において、実線の矢印は、アンモニア成分の流れを示し、破線の矢印は、ドレインの流れを示す。The
In FIGS. 4 and 5, the solid line arrow indicates the flow of the ammonia component, and the broken line arrow indicates the drain flow.
分離容器2は、廃液を油分とアンモニア成分に分離する。例えば、比重分離の原理を用いる場合、分離容器2に流入した廃液は、比重の違いにより油分とアンモニア成分に分離する。分離容器2は、分離部3を有してもよい。分離部3は、例えば、フィルター分離、サイクロン分離、遠心分離の原理を用いて、分離容器2に流入した廃液を油分とアンモニア成分に分離する。分離された油分は、ビルジタンク30に供給される。一方、分離されたアンモニア成分は、図2や図3に記載されるように、抽出部4や貯蔵部5を経由して、輸送部6へ供給される。
The
図2および図3に示すように、抽出部4は、分離容器2で分離された液化アンモニアに含まれうる不純物を除去する。よって、分離されたアンモニア成分が、アンモニアガスである場合、舶用ディーゼルエンジンユニット23などから排出される廃液の状態によっては、抽出部4および貯蔵部5を経由することなく、輸送部6にアンモニア成分が供給されてもよい。
また、図3に示すように、分離されたアンモニア成分が、アンモニア水の場合も同様に、抽出部4を経由することなく、貯蔵部5にアンモニア成分が供給されてもよい。As shown in FIGS. 2 and 3, the extraction unit 4 removes impurities that may be contained in the liquefied ammonia separated in the
Further, as shown in FIG. 3, when the separated ammonia component is ammonia water, the ammonia component may be supplied to the storage unit 5 without passing through the extraction unit 4.
なお、抽出部4は、おもにカルシウム化合物、金属片等の無機物をフィルターによって除去するが、除去方法はフィルター等に限られるものではない。特にフィルターを用いる場合は、ピッチが10マイクロメートル程度のものが、除去率の観点から好ましい。 The extraction unit 4 mainly removes inorganic substances such as calcium compounds and metal pieces with a filter, but the removal method is not limited to the filter and the like. In particular, when a filter is used, a filter having a pitch of about 10 micrometers is preferable from the viewpoint of removal rate.
図2に示すように、貯蔵部5は、分離容器2から直接、または抽出部4を経て供給される液化アンモニアを貯蔵する。選択式還元触媒ユニット61等にアンモニアガスが供給される場合、貯蔵部5と輸送部6の間に気化器8が取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the storage unit 5 stores liquefied ammonia supplied directly from the
なお、貯蔵部5の上部にアンモニアガスが気相として存在する場合には、気化器8を経由せず、ブロワーによってアンモニアガスを選択式還元触媒ユニット61に直接供給してもよい。
一方、選択式還元触媒ユニット61等にアンモニア水が供給される場合、図3に示すように、貯蔵部5に水または中和剤が上部から注入される。また、所定の濃度のアンモニア水を供給できるように、貯蔵部5の出口付近に濃度調整部9が設置され、輸送部6に連結されてもよい。When ammonia gas is present as a gas phase in the upper part of the storage unit 5, the ammonia gas may be directly supplied to the selective
On the other hand, when ammonia water is supplied to the selective
図2に示すように、還元剤としてアンモニアガスを供給する場合、輸送部6は、気化器8から送られてきたアンモニアガスを選択式還元触媒ユニット61に供給する。
一方、図3に示すように、還元剤としてアンモニア水を供給する場合、輸送部6は、アンモニア水を選択式還元触媒ユニット61に供給する。なお、図5に示すように、輸送部6から選択式還元触媒ユニット61ではなく、燃料供給ユニット21に備え付けられたポンプユニット62に供給されても良い。さらには、輸送部6からの供給先として、選択式還元触媒ユニット61またはポンプユニット62が選択でき、またはその組み合わせを選択しても良い。
選択式還元触媒ユニット61は、舶用ディーゼルエンジンユニット23に直接的または間接的に接続される。As shown in FIG. 2, when supplying ammonia gas as a reducing agent, the
On the other hand, as shown in FIG. 3, when supplying ammonia water as a reducing agent, the
The selective
図2に示すように、分離容器2で分離された油分は、ビルジタンク30に供給される。抽出部4において抽出された油分や不純物にも少量の液化アンモニアが混入及び溶存しているため、同様にビルジタンク30に供給される。ビルジタンク30により得られたアンモニアガスは、このままでは大気放出できないため、除害装置7が用いられる。アンモニアを大気放出するため、除害装置7は、人体に影響がない濃度にアンモニアガスを調整する。例えば、除害装置7は、アンモニア濃度を約25PPM以下に調整する。
As shown in FIG. 2, the oil content separated in the
一方、図3に示すように、アンモニア水を選択式還元触媒ユニット61に供給する場合には、除害装置7は不要である。このとき、貯蔵部5がスクラバ水を一次的に貯留する。アンモニアは、毒性の高い物質であるが、水に非常に溶けやすい。そのため、貯蔵部5を経由して輸送部6に供給されたアンモニア水に、液化アンモニアから揮発したアンモニアガスが混入する可能性は極めて低い。なお、水にアンモニアガスを吸収させる方法はスクラバと呼ばれる。スクラバは、低コストで操作が安易である。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the ammonia water is supplied to the selective
図2に示すように、気化器8は、貯蔵部5と輸送部6の間に取り付けられる。ただし、応力腐食割れを防ぐため、輸送部6の直前に気化器8が取り付けられることが好ましい。なお、気化器8の熱源として、電気による熱以外にも、舶用ディーゼルエンジンユニット23の冷却水や排ガスの熱を使用できる。これにより、余剰アンモニア処理ユニット1と相まって、環境調和性が高くなる。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、濃度調整部9は、貯蔵部5に取り付けられる。濃度調整部9は、アンモニア水を所定の濃度にて輸送部6に供給する。具体的には、濃度調整部9は、密度計や濃度計である。好ましくは、濃度調整部9は、濃度計よりも容易に計測できる密度計である。密度計の計測値と濃度との関係を予め取得しておくことがより好ましい。例えば、光計測での密度計で0.912という数値になっている場合、アンモニア水濃度は約15%程度となる。なお、アンモニア水濃度は、飽和状態で最大で40%程度である。選択式還元触媒ユニット61に供給される場合、アンモニア水濃度が高いことが好ましい。
As shown in FIG. 3, the concentration adjusting unit 9 is attached to the storage unit 5. The concentration adjusting unit 9 supplies ammonia water to the
<第1の実施形態>
図2は、本実施形態の一態様であって、アンモニアガスが供給される場合の余剰アンモニア処理ユニットの全体図である。図4および図5に記載される燃料供給ユニット21、選択式還元触媒の還元剤供給ユニット22、舶用ディーゼルエンジンユニット23から出た廃液が、分離容器2に収容される。分離容器2は、廃液に含まれる余剰アンモニアである液化アンモニアを回収する。<First Embodiment>
FIG. 2 is an overall view of the surplus ammonia treatment unit when ammonia gas is supplied, which is one aspect of the present embodiment. The waste liquid discharged from the
分離容器2が比重分離の原理を用いる場合、分離された油分は、分離容器2の下部に貯められる。一方、液化アンモニアは、分離容器2の上部に貯められる。下部に蓄えられた油分は、ビルジタンク30へと供給される。また、抽出部4において抽出された油分や不純物に混入している液化アンモニアも、ビルジタンク30に供給される。ビルジタンク30により得られたアンモニアガスは、除害装置7で処理された後、大気放出される。
When the
なお、廃液に含まれる油分は、例えば、燃料供給ユニット21や舶用ディーゼルエンジンユニット23の燃料噴射弁に使用されるシール油である。液化石油ガスを燃料とする場合、主成分であるプロパンガス分子自体が極性を持たない。そのため、プロパンガス分子がシール油とも混ざり合い、燃料として処理することも可能である。しかし、液化アンモニアを燃料とする場合、アンモニア分子自体が極性を有する。そのため、アンモニア分子がシール油と混ざらず、燃料として処理することは難しい。そのため、分離容器2において、油分と液化アンモニアが分離される。
The oil contained in the waste liquid is, for example, seal oil used for the fuel injection valve of the
分離容器2で分離された液化アンモニアは、抽出部4を経由して、又は直接、貯蔵部5に供給される。抽出部4は、液化アンモニアに含まれうる不純物を除去する。不純物は、主に気化しやすい油分である。選択式還元触媒ユニット61に不純物が供給されると、触媒に油が付着し、性能が劣化する。そのため、分離容器2における比重分離等によって分離できなかった油分を除去できるように、貯蔵部5の前段に、抽出部4が設置されることが望ましい。不要な油分等の不純物を取り除くことで、選択式還元触媒ユニット61の効率が高くなる。
The liquefied ammonia separated in the
なお、分離容器2で比重分離させるための時間が十分に確保される、または分離部3が遠心分離の原理を用いる場合には、得られた液化アンモニアに不純物が含まれる可能性は低くなる。そのため、抽出部4を経由させずに、分離容器2から貯蔵部5に直接、液化アンモニアを供給してもよい。
When sufficient time for specific gravity separation is secured in the
貯蔵部5に供給された液化アンモニアは、気化器8によりアンモニアガスとして輸送部6に供給される。さらに、アンモニアガスが選択式還元触媒ユニット61に供給され、還元剤として使用される。なお、液化アンモニアではなく、アンモニアガスとして選択式還元触媒ユニット61に供給するのは、液化アンモニアでは選択式還元触媒ユニット61の作用する温度よりもかなり低いからである。選択式還元触媒ユニット61の触媒作用が高まるよう、アンモニアをガス化しておくと効率的である。また、蒸気圧で供給することにより、ポンプや冷却も不要になり、システム全体のエネルギー効率も高まる。
The liquefied ammonia supplied to the storage unit 5 is supplied to the
気化器8は各機関、パイプ等の応力腐食割れを防止すべく、輸送部6の直前に設置されることが好ましい。
さらに、気化器8の熱源として、電気による熱以外に舶用ディーゼルエンジンユニット23の冷却水や、舶用ディーゼルエンジンユニット23の排気ガスの熱を利用できる。これにより、環境調和性が向上する。The
Further, as the heat source of the
なお、気化器8から得られたアンモニアガスは、例えば、6バール程度に昇圧されることが好ましく、より好ましくは7バール程度、さらに好ましくは8バール程度である。具体的には、例えば、2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12バールであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。これにより、輸送部6に昇圧器を設置しなくてもよく、余剰アンモニア処理ユニット1の装置構成を簡易にできる。
The ammonia gas obtained from the
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と略同様の機能や構成については、その説明を省略する。
図3は、本実施形態の一態様であって、アンモニア水が供給される場合の余剰アンモニア処理ユニットの全体図である。分離容器2、分離部3、抽出部4の機能や構成は、第1の実施形態と同様である。<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described. The description of the functions and configurations substantially the same as those of the first embodiment will be omitted.
FIG. 3 is an overall view of the surplus ammonia treatment unit when ammonia water is supplied, which is one aspect of the present embodiment. The functions and configurations of the
貯蔵部5は、分離容器2から直接、又は抽出部4を経由して、分離されたアンモニア成分をストックする。貯蔵部5に水を注入することにより、アンモニア成分をアンモニア水とする。第1の実施形態と同様、輸送部6を通して、選択式還元触媒ユニット61にアンモニア水が供給される。
液化アンモニアは、応力腐食割れの原因にもなりうる。導入するアンモニア成分をアンモニア水とすることで、選択式還元触媒ユニット61全体の寿命を延ばすことができ、除害装置7への負荷も軽くなる。The storage unit 5 stocks the separated ammonia component directly from the
Liquefied ammonia can also cause stress corrosion cracking. By using ammonia water as the ammonia component to be introduced, the life of the entire selective
なお、貯蔵部5に希硫酸などの中和剤が注入されることがより好ましい。分離容器2から貯蔵部5へ供給されなかった液化アンモニアが存在する場合、余剰アンモニアを大気へ排出するために、除害装置7を通す必要がある。中和剤を予め用いることで、水を用いる場合よりも除害装置7への負荷が軽くなる。
It is more preferable that a neutralizing agent such as dilute sulfuric acid is injected into the storage unit 5. If there is liquefied ammonia that has not been supplied from the
貯蔵部5に、濃度調整部9が設置されていることが更に好ましい。輸送部6から供給されるアンモニアは、選択式還元触媒ユニット61に使用するアンモニアのごく一部であり、補助的に使用されるものである。そのため、アンモニア水の濃度が一定であれば、エンジンの運転が定常・非定常に関わらず、効率的に窒素酸化物の除去が進む。なお、濃度調整部9でのアンモニア濃度は、高いほど好ましいが、濃度の下限の制約はない。
It is more preferable that the storage unit 5 is provided with the concentration adjusting unit 9. The ammonia supplied from the
濃度調整部9でのアンモニア濃度、選択式還元触媒ユニット61での脱硝率、大気放出前のリークしたアンモニア濃度の関係を調べるために行ったリアクターでの模擬試験結果を、表1に示す。
表1に記載のアンモニア水流量比率は、アンモニア水濃度14w%での流量を1とした場合の数値であって、排気ガス全体に対するアンモニア濃度は気化時に500PPM程度となるように調整された数値である。なお、この数値は、窒素酸化物全体の濃度とほぼ1:1になるか、少しアンモニアが少なくなるように調整した流量である。Table 1 shows the results of a simulated test in a reactor conducted to investigate the relationship between the ammonia concentration in the concentration adjusting unit 9, the denitration rate in the selective
The ammonia water flow rate ratio shown in Table 1 is a value when the flow rate at an ammonia water concentration of 14 w% is 1, and the ammonia concentration with respect to the entire exhaust gas is a value adjusted to be about 500 PPM at the time of vaporization. be. This value is a flow rate adjusted so that the concentration is approximately 1: 1 with the total concentration of nitrogen oxides, or the amount of ammonia is slightly reduced.
表1からわかるとおり、アンモニア水濃度に依存することなく、脱硝が効率よく進んでいる。 As can be seen from Table 1, denitration proceeds efficiently without depending on the concentration of aqueous ammonia.
<その他の実施形態>
貯蔵部5が除害装置7の一部となっていると、より一層好ましい。上述のとおり、アンモニアは、人体に影響があるため、そのまま大気放出することはできない。除害装置7にてアンモニアを除去する必要がある。除害方法には、窒素などのガスによりアンモニアを希釈する方法や、上述のとおりスクラバといった水にアンモニアを吸収させる方法がある。<Other Embodiments>
It is even more preferable that the storage unit 5 is a part of the abatement device 7. As mentioned above, ammonia cannot be released into the atmosphere as it is because it affects the human body. It is necessary to remove ammonia with the abatement device 7. As a detoxification method, there are a method of diluting ammonia with a gas such as nitrogen and a method of absorbing ammonia in water such as scrubber as described above.
舶用ディーゼルエンジンでは、コストが掛からず操作が容易という利点から、スクラバが多く用いられるが、アンモニアを吸収させた水の設置スペースが問題となる。
しかし、選択式還元触媒ユニット61にアンモニア水を供給する場合、貯蔵部5と除害装置7を一体化させることで、船内スペースを有効利用できるだけでなく、処理水の問題も合わせて解決できる。
特に、アンモニア水が低濃度であっても効率的に脱硝が進むため、さらに好ましい実施形態である。In marine diesel engines, scrubbers are often used because they are inexpensive and easy to operate, but the space for installing water that has absorbed ammonia becomes a problem.
However, when supplying ammonia water to the selective
In particular, it is a more preferable embodiment because denitration proceeds efficiently even if the concentration of aqueous ammonia is low.
なお、第1実施形態および第2実施形態の余剰アンモニア処理ユニット1で得られた余剰アンモニアは、選択式還元触媒ユニット61に供給されるが、図5のようにポンプユニット62を経由して、燃料供給ユニット21に供給されてもよい。また、ポンプユニット62を経由して、舶用ディーゼルエンジンユニット23に直接、余剰アンモニアが供給されてもよい。
アンモニア水が燃料供給ユニットに送付されることで、燃費が向上し、また、排気ガス中の窒素酸化物の濃度が下がる。The surplus ammonia obtained in the surplus ammonia treatment unit 1 of the first embodiment and the second embodiment is supplied to the selective
By sending ammonia water to the fuel supply unit, fuel efficiency is improved and the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is reduced.
さらに、選択式還元触媒ユニット61またはポンプユニット62のどちらかを選択してもよいし、両方を併用してもよい。併用する場合の余剰アンモニアの分量比は、ユーザが適時決定してよい。
エンジンの運転状況によって、いずれかに供給することで、アンモニア全体での燃料効率が向上する。また、両方を併用することにより、より一層、効率が向上する。Further, either the selective
Depending on the operating conditions of the engine, supplying either one will improve the fuel efficiency of ammonia as a whole. Moreover, by using both in combination, the efficiency is further improved.
以上、種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although various embodiments have been described above, these are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 余剰アンモニア処理ユニット
2 分離容器
20 アンモニア燃料タンク
21 燃料供給ユニット
22 還元剤供給ユニット
23 舶用ディーゼルエンジンユニット
3 分離部
4 抽出部
5 貯蔵部
6 輸送部
61 選択式還元触媒ユニット
62 ポンプユニット
7 除害装置
8 気化器
9 濃度調整部1 Excess
Claims (21)
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、油分とアンモニア成分とを分離する分離容器と、
前記分離容器で分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部と、
を有する余剰アンモニアの処理装置。A device for treating excess ammonia in a marine diesel engine that uses ammonia as part of its fuel and is connected to a selective reduction catalyst unit.
A separation container that stores the waste liquid from the marine diesel engine and separates the oil and ammonia components.
A transport unit that supplies the ammonia component separated in the separation container to the selective reduction catalyst unit, and
Excess ammonia processing equipment with.
請求項1に記載の余剰アンモニアの処理装置。The separation container has a separation portion that separates the waste liquid into the oil component and the ammonia component.
The device for treating excess ammonia according to claim 1.
請求項2に記載の余剰アンモニアの処理装置。The separation unit separates the waste liquid into the oil component and the ammonia component by filter separation, cyclone separation, or centrifugation.
The device for treating excess ammonia according to claim 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。Further having an extraction unit for removing impurities contained in the ammonia component separated in the separation container.
The device for treating excess ammonia according to any one of claims 1 to 3.
前記輸送部は、前記気化器で気化した前記アンモニアガスを、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項1〜4のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。It further has a vaporizer that vaporizes the ammonia component separated in the separation container into ammonia gas.
The transport unit supplies the ammonia gas vaporized by the vaporizer to the selective reduction catalyst unit.
The device for treating excess ammonia according to any one of claims 1 to 4.
前記輸送部は、前記貯蔵部に貯蔵される前記アンモニア水を、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項1〜4のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。Further having a storage unit for injecting water into the ammonia component separated in the separation container and storing it as ammonia water.
The transport unit supplies the ammonia water stored in the storage unit to the selective reduction catalyst unit.
The device for treating excess ammonia according to any one of claims 1 to 4.
請求項6に記載の余剰アンモニアの処理装置。The storage unit injects a neutralizing agent into the ammonia component separated in the separation container and stores it as ammonia water.
The device for treating excess ammonia according to claim 6.
請求項6又は7に記載の余剰アンモニアの処理装置。The storage unit has a concentration adjusting unit that adjusts the concentration of the ammonia water.
The device for treating excess ammonia according to claim 6 or 7.
請求項1〜8のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。It further has an abatement device that dilutes the ammonia component to a concentration that does not affect the human body.
The device for treating excess ammonia according to any one of claims 1 to 8.
請求項9に記載の余剰アンモニアの処理装置。The storage unit has the abatement device.
The device for treating excess ammonia according to claim 9.
請求項6〜10のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理装置。The transport unit supplies the ammonia component separated in the separation container to the ammonia fuel supply unit.
The device for treating excess ammonia according to any one of claims 6 to 10.
請求項11に記載の余剰アンモニアの処理装置。The transport unit can select the supply destination of the ammonia component separated in the separation container to either the selective reduction catalyst unit or the ammonia fuel supply unit.
The device for treating excess ammonia according to claim 11.
前記舶用ディーゼルエンジンからの廃液を収容し、
前記廃液を油分とアンモニア成分とに分離し、
分離された前記アンモニア成分を前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
余剰アンモニアの処理方法。A method of treating excess ammonia in a marine diesel engine that uses ammonia as part of the fuel and is connected to a selective reduction catalyst unit.
Containing the waste liquid from the marine diesel engine,
The waste liquid is separated into an oil component and an ammonia component.
The separated ammonia component is supplied to the selective reduction catalyst unit.
How to treat excess ammonia.
請求項13に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, impurities contained in the separated ammonia component are removed.
The method for treating excess ammonia according to claim 13.
気化した前記アンモニアガスを、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項13又は14に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, the separated ammonia component is vaporized into ammonia gas, and the separated ammonia component is vaporized.
The vaporized ammonia gas is supplied to the selective reduction catalyst unit.
The method for treating excess ammonia according to claim 13 or 14.
貯蔵された前記アンモニア水を、前記選択式還元触媒ユニットに供給する、
請求項13又は14に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, water is injected into the separated ammonia component and stored as ammonia water.
The stored ammonia water is supplied to the selective reduction catalyst unit.
The method for treating excess ammonia according to claim 13 or 14.
請求項16に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, a neutralizing agent is injected into the separated ammonia component and stored as ammonia water.
The method for treating excess ammonia according to claim 16.
請求項16又は17に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, the concentration of the ammonia water is adjusted.
The method for treating excess ammonia according to claim 16 or 17.
請求項16〜18のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, the ammonia component is diluted to a concentration that does not affect the human body.
The method for treating excess ammonia according to any one of claims 16 to 18.
請求項16〜19のいずれかに記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, the separated ammonia component is supplied to the ammonia fuel supply unit.
The method for treating excess ammonia according to any one of claims 16 to 19.
請求項20に記載の余剰アンモニアの処理方法。Further, the separated ammonia component is selectively supplied to either the selective reduction catalyst unit or the ammonia fuel supply unit.
The method for treating excess ammonia according to claim 20.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021093873 | 2021-06-03 | ||
JP2021093873 | 2021-06-03 | ||
PCT/JP2021/024702 WO2022254735A1 (en) | 2021-06-03 | 2021-06-30 | Apparatus and method for processing excess ammonia |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6940727B1 true JP6940727B1 (en) | 2021-09-29 |
JPWO2022254735A1 JPWO2022254735A1 (en) | 2022-12-08 |
Family
ID=77846996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021538972A Active JP6940727B1 (en) | 2021-06-03 | 2021-06-30 | Excess ammonia treatment equipment and treatment method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6940727B1 (en) |
KR (1) | KR20230158084A (en) |
CN (1) | CN117425768A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023181512A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 株式会社Ihi | Combustion system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR112019020432A2 (en) | 2017-04-04 | 2020-04-28 | Basf Corp | emission control and emission treatment systems and method for treating an exhaust gas stream |
-
2021
- 2021-06-30 KR KR1020237035482A patent/KR20230158084A/en unknown
- 2021-06-30 JP JP2021538972A patent/JP6940727B1/en active Active
- 2021-06-30 CN CN202180096900.9A patent/CN117425768A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023181512A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 株式会社Ihi | Combustion system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117425768A (en) | 2024-01-19 |
KR20230158084A (en) | 2023-11-17 |
JPWO2022254735A1 (en) | 2022-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2333262B1 (en) | Method for processing pollutants contained in exhaust gases, in particular of an internal combustion engine, and facility using such a method | |
KR101519173B1 (en) | Urea atomization system with catalytic converter for SCR system | |
US9289715B2 (en) | Flue gas scrubbing apparatus and methods thereof | |
GR2003175Y (en) | System for generating power onboard a ship | |
KR101910880B1 (en) | Process for the reduction of nitrogen oxides and sulphur oxides in the exhaust gas from internal combustion engine | |
JP6940727B1 (en) | Excess ammonia treatment equipment and treatment method | |
WO2014148048A1 (en) | Cleaning/cooling device, egr unit and engine system | |
KR101672430B1 (en) | Vessel engine reduction device using fuel cell system | |
JP2006122878A (en) | Exhaust gas denitrification system and method | |
KR102290477B1 (en) | Carbon dioxide Reduction System for Ship | |
WO2022254735A1 (en) | Apparatus and method for processing excess ammonia | |
KR102415706B1 (en) | Apparatus for reducing greenhouse gas emission in vessel and vessel including the same | |
KR20150056104A (en) | Apparatus for simultaneously reduce nox, sox and co_2of exhaust gas | |
KR20230104363A (en) | System for reducing greenhouse gas emission combined with system for generating inert gas in vessel and vessel having the same | |
KR102300724B1 (en) | Apparatus and method for purifying exhaust gas of ship | |
WO2022236186A1 (en) | Chemical compositions and methods of using same for remediating sulfur-containing compositions and other contaminants in fluids | |
KR102509277B1 (en) | Ammonia managemant system | |
JP7128382B1 (en) | Volatile ammonia gas treatment device and treatment method | |
WO2023021719A1 (en) | Volatile ammonia gas treatment device and treatment method | |
KR102446545B1 (en) | Apparatus for reducing greenhouse gas emission in ammonia carrier | |
JP2023168655A (en) | Selective reduction catalyst system and reductant spray method | |
KR102634382B1 (en) | ammonia treatment system and ship having the same | |
JP7009450B2 (en) | Exhaust gas decontamination equipment, especially in internal combustion engines, and how to use that equipment | |
Zinyakin | HYDROGEN SULPHIDE SCAVENGER VORTEX INJECTOR | |
KR20240032523A (en) | fuel treatment system and ship having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210702 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210702 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210831 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210902 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6940727 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |