JP7310920B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents

排ガス処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7310920B2
JP7310920B2 JP2021562598A JP2021562598A JP7310920B2 JP 7310920 B2 JP7310920 B2 JP 7310920B2 JP 2021562598 A JP2021562598 A JP 2021562598A JP 2021562598 A JP2021562598 A JP 2021562598A JP 7310920 B2 JP7310920 B2 JP 7310920B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
liquid
flow rate
reaction tower
supplied
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
Application number
JP2021562598A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021111957A1 (ja
JPWO2021111957A5 (ja
Inventor
邦幸 高橋
直広 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of JPWO2021111957A1 publication Critical patent/JPWO2021111957A1/ja
Publication of JPWO2021111957A5 publication Critical patent/JPWO2021111957A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7310920B2 publication Critical patent/JP7310920B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 by absorption
    • B01D53/18Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B01D53/185Liquid distributors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 by absorption
    • B01D53/18Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346Controlling the process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06Spray cleaning
    • B01D47/063Spray cleaning with two or more jets impinging against each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/14Separation 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 by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1481Removing sulfur dioxide or sulfur trioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/30Controlling by gas-analysis apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/78Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/79Injecting reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/30Alkali metal compounds
    • B01D2251/304Alkali metal compounds of sodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/60Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604Hydroxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10Inorganic absorbents
    • B01D2252/103Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/32Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04Sulfur or sulfur oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

本発明は、排ガス処理装置に関する。
従来、動力装置からの排ガスに対して、化学吸収および物理吸収により排ガスを処理する排ガス処理装置が知られている(例えば、特許文献1~3参照)。また、従来、動力装置からの排ガスを処理した水をガス処理に再利用する排ガス処理装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。
特許文献1 特開平10-314537号公報
特許文献2 特開2010-260894号公報
特許文献3 特開平6-86911号公報
特許文献4 特許第6188033号
解決しようとする課題
排ガス処理装置においては、排ガスを処理する液体の量を低減することが好ましい。
一般的開示
本発明の第1の態様においては、排ガス処理装置を提供する。排ガス処置装置は、排ガスが導入され、排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、反応塔の内部に液体を噴出する第1噴出部と、反応塔に供給される液体の流量を制御する流量制御部と、反応塔に排ガスを導入する排ガス導入管と、排ガスに、排ガスを処理した排液を、排ガス導入管の内部または反応塔の内部における排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、を備える。流量制御部は、排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、反応塔に供給される液体の流量を制御する。
流量制御部は、排液のpHが4以下になるように、反応塔に供給される液体の流量を制御してよい。
流量制御部は、排液の総アルカリ度が5mg/L以下になるように、反応塔に供給される液体の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、反応塔の内部に液体を噴出する第2噴出部をさらに備えてよい。第1噴出部は、反応塔の内部において排ガスの導入側および排出側の一方に設けられてよい。第2噴出部は、反応塔の内部において排ガスの導入側および排出側の他方に設けられてよい。流量制御部は、第1噴出部および第2噴出部の少なくとも一方に供給される液体の流量を制御してよい。
反応塔は、反応塔の内部において排ガスが液体により処理された浄化ガスを生成してよい。流量制御部は、浄化ガスの二酸化硫黄の濃度と二酸化炭素の濃度とに基づいて、第1噴出部および第2噴出部の少なくとも一方に供給される液体の流量を制御してよい。
第1噴出部は、排ガスの導入側に設けられてよい。第2噴出部は、排ガスの排出側に設けられてよい。流量制御部は、第1噴出部に供給される液体の流量に基づいて、第2噴出部に供給される液体の流量を制御してよい。
流量制御部は、第1噴出部に供給される液体の流量を減少させた場合、第2噴出部に供給される液体の流量を増加させてよい。
第1噴出部および第2噴出部の少なくとも一方から噴出される液体は、反応塔の内部において、排ガスの排出側から導入側に進行しながら排ガスを処理してよい。流量制御部は、排ガスの導入側から排出側への方向における、第1噴出部よりも排ガスの導入側の排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、反応塔に供給される液体の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、液体供給部をさらに備えてよい。液体供給部は、第2噴出部から噴出され排ガスを処理した液体を、第1噴出部に供給してよい。
排ガス処理装置は、排液を冷却する第1熱交換器をさらに備えてよい。噴霧部は、第1熱交換器により冷却された排液を、排ガスに噴霧してよい。
排ガス導入管は、予め定められた第1高さに設けられ、排ガスが通過する第1部分と、第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、排ガスが通過する第2部分と、を有してよい。第1部分は、反応塔に接続されてよい。噴霧部は、第1部分を通過する排ガスに、排液を噴霧してよい。
排ガス導入管は、予め定められた第1高さに設けられ、排ガスが通過する第1部分と、第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、排ガスが通過する第2部分と、一端が第1部分に接続され、他端が第2部分に接続され、排ガスが通過する連結部分と、を有してよい。第1部分は、反応塔に接続されてよい。噴霧部は、連結部分を通過する排ガスに、排液を噴霧してよい。
排ガス導入管は、管体と、管体の内側に設けられ、排ガスが通過するガス通過部と、を有してよい。連結部分の一端と他端との間における、排ガスが通過する方向に直交する面内のガス通過部の断面積は、一端における面内のガス通過部の断面積よりも小さく、且つ、他端における面内のガス通過部の断面積よりも小さくてよい。
排ガス処理装置は、噴霧部に供給される排液の流量を制御する排液流量制御部と、噴霧部により噴霧された排液が排ガスを処理した処理液を、排ガス導入管の外部に排出する排出管と、をさらに備えてよい。排液流量制御部は、排出管から排出された処理液と、反応塔から排出され排ガスを処理した排液とが混合された排水のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、噴霧部に供給される排液の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、排ガス導入管から排出管に排出された排液の熱を回収する第2熱交換器をさらに備えてよい。
排ガス処理装置は、噴霧部に供給される排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備えてよい。排液流量制御部は、噴霧部により噴霧された排液が排ガスを処理した処理液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、噴霧部に供給される排液の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、噴霧部に供給される排液の流量を制御する排液流量制御部と、排ガスの温度を計測する温度計と、をさらに備えてよい。排液流量制御部は、温度計により計測された排ガスの温度に基づいて、噴霧部に供給される排液の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、噴霧部に供給される排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備えてよい。排液流量制御部は、流量制御部により制御される液体の流量に基づいて、噴霧部に供給される排液の流量を制御してよい。
排ガス処理装置は、噴霧部に供給される排液の流量を制御する排液流量制御部と、反応塔に供給される液体の流量を測定する流量測定部と、をさらに備えてよい。排液流量制御部は、流量測定部により測定された液体の流量に基づいて、噴霧部に供給される排液の流量を制御してよい。
排ガス導入管の内部には、排液の表面積を拡大させるための充填剤が設けられていてよい。
排ガス導入管は、排ガスが通過する第3部分をさらに有してよい。第3部分は、第1高さおよび第2高さよりも低い、予め定められた第3高さに設けられてよい。第3部分は、排液を滞留させてよい。
排ガス処理装置は、排ガス導入管に設けられ、排ガスを冷却するエコノマイザーをさらに備えてよい。
排ガス処理装置は、排液を、液体の少なくとも一部で希釈する希釈部をさらに備えてよい。
排ガスは、船舶の主機エンジンおよび補機エンジンの少なくとも一方から排出されてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の一例を示す図である。 亜硫酸ガス(SO)が溶けた水(HO)のpHと、当該水に含まれる成分のモル比との関係の一例を、pHが5以下の場合について示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図16に示される連結部分37の上面視における形状の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。 本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の制御フローの一例を示す図である。 図20のステップS120における液体40の流量制御の詳細の一例を示すブロック図である。 図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の一例を示すブロック図である。 図20のステップS120における液体40の流量制御の詳細の一例、および、ステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。 図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。 図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。 図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の一例を示す図である。排ガス処理装置100は、反応塔10、流量制御部70、排ガス導入管32および噴霧部38を備える。排ガス処理装置100は、動力装置50および第1ポンプ60を備えてよい。
動力装置50は、例えばエンジン、ボイラー等である。動力装置50は、排ガス30を排出する。排ガス導入管32は、動力装置50と反応塔10とを接続する。反応塔10には、排ガス30が導入される。本例において、動力装置50から排出された排ガス30は、排ガス導入管32を通った後、反応塔10に導入される。
反応塔10には、排ガス30を処理する液体40が供給される。本例においては、液体40は第1ポンプ60により反応塔10に供給される。反応塔10に供給された液体40は、反応塔10の内部において排ガス30を処理する。排ガス30を処理するとは、排ガス30に含まれる有害物質(後述)を除去することを指す。液体40は、排ガス30を処理した後、排液46(後述)となる。
流量制御部70は、反応塔10に供給される液体40の流量を制御する。反応塔10に供給される液体40の流量とは、反応塔10に単位時間当たり供給される液体40の体積を指す。
流量制御部70は、バルブ72を有してよい。本例においては、流量制御部70は第1ポンプ60から第1噴出部14(後述)および第2噴出部84(後述)に供給される液体40の流量を、バルブ72により制御する。本例の流量制御部70は、3つのバルブ72(バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3)を備える。本例の流量制御部70は、バルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3により、それぞれ幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3に供給される液体40の流量を制御する。幹管12については、後述する。
噴霧部38は、排ガス30に、排ガス30を処理した排液46(後述)を噴霧する。本例においては、噴霧部38は排ガス導入管32の内部に設けられている。本例においては、噴霧部38は排ガス導入管32における、排ガス30の通路に設けられている。本例においては、噴霧部38は排ガス導入管32の内部に排液46(後述)を噴霧する。本例においては、噴霧部38は反応塔10に導入される排ガス30に排液46(後述)を噴霧する。
排ガス導入管32の構造の詳細、および、排ガス導入管32おける噴霧部38の配置の詳細については、後述する。図1においては、排ガス導入管32における、反応塔10のガス導入開口11(後述)と動力装置50との間に、噴霧部38が設けられていることが示されている。
本例の反応塔10は、側壁15、底面16、ガス排出口17およびガス処理部18を有する。本例の反応塔10は、円柱状である。本例において、側壁15および底面16は、それぞれ円柱状の反応塔10の側面および底面である。底面16は、排液46(後述)が落下する面であり、且つ、反応塔10の内部においてガス処理部18に接する面である。側壁15は、反応塔10の内部においてガス処理部18に接する内側面である。
本例において、ガス排出口17は、円柱状の反応塔10の中心軸方向において底面16と対向する位置に配置される。ガス処理部18は、側壁15、底面16およびガス排出口17に囲まれた空間である。ガス処理部18は、反応塔10の内部において排ガス30を処理する空間である。
本明細書においては、X軸、Y軸およびZ軸の直交座標軸を用いて技術的事項を説明する場合がある。本明細書においては、反応塔10の底面16と平行な面をXY面とし、底面16からガス排出口17へ向かう方向(底面16に垂直な方向)をZ軸とする。本明細書において、XY面内における所定の方向をX軸方向とし、XY面内においてX軸に直交する方向をY軸方向とする。
本明細書においては、ガス排出口17の側を「上」、底面16の側を「下」と称する。Z軸方向は重力方向であってよく、XY面は水平面であってよい。本例においてはZ軸方向を重力方向としているが、「上」、「下」の方向は重力方向に限定されない。本明細書において上面視とは、排ガス処理装置100をZ軸方向にガス排出口17から底面16の方向に見た場合を指す。排ガス処理装置100が船舶等に搭載される場合、底面16が船舶に載置されてよい。
本例の反応塔10は、排ガス30を導入するガス導入開口11を有する。本例において、排ガス30は排ガス導入管32からガス導入開口11を通った後、ガス処理部18に導入される。ガス導入開口11は側壁15に設けられてよい。ガス導入開口11は、第1噴出部14(後述)よりも下方(底面16側)に設けられていてよい。
反応塔10に導入された排ガス30は、ガス処理部18において液体40により処理される。ガス処理部18の内壁は、排ガス30、並びに液体40(海水またはアルカリ性の液体)、液体44(後述)および排液46(後述)に対して耐久性を有する材料で形成される。当該材料は、SS400、S-TEN(登録商標)等の鉄材とコーティング剤および塗装剤の少なくとも一方との組合せ、ネバール黄銅等の銅合金、アルミニウムブラス等のアルミニウム合金、キュープロニッケル等のニッケル合金、ハステロイ(登録商標)、SUS316L、SUS329J4LまたはSUS312等のステンレスであってよい。
排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、当該スクラバはサイクロン式であってよい。当該スクラバがサイクロン式である場合、反応塔10に導入された排ガス30は、排ガス30の導入側(底面16側)から排出側(ガス排出口17側)へ、反応塔10の内部を螺旋状に進む。排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、動力装置50は例えば当該船舶のエンジン、ボイラー等であり、排ガス30は例えば当該エンジン、当該ボイラーから排出される排ガスであり、排ガス30を処理する液体40は例えば海水である。液体40は、水酸化ナトリウム(NaOH)および炭酸水素ナトリウム(NaCO)の少なくとも一方を添加したアルカリ性の水であってもよい。
排ガス30には硫黄酸化物(SO)等の有害物質が含まれる。硫黄酸化物(SO)は、例えば亜硫酸ガス(SO)である。本例においては、液体40は、主に化学吸収により排ガス30に含まれる当該有害物質を除去する。
液体40が水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の場合、排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)と水酸化ナトリウム(NaOH)との反応は、下記の化学式1で示される。
[化学式1]
SO+Na+OH→Na+HSO
上述した化学吸収とは、化学式1に示される、亜硫酸ガス(SO)を亜硫酸水素イオン(HSO )とする化学反応を指す。これにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質が除去される。亜硫酸水素イオン(HSO )は、化学式1に示される化学反応後の液体44(後述)および排液46(後述)に含まれる。
物理吸収とは、硫黄酸化物(SO)を硫黄酸化物(SO)のまま、液体中に溶解させることにより硫黄酸化物(SO)を除去する反応を指す。後述するように、本例においては、排液46(後述)を排ガス30に噴霧することにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)を除去する。
本例において、液体40は排ガス30に含まれる有害物質を排ガス30から化学吸収により除去する前の液体である。液体40は、第1噴出部14(後述)および第2噴出部84(後述)から噴出される前の液体である。
液体44は、第1噴出部14(後述)および第2噴出部84(後述)から噴出された液体であって、排液46(後述)となる前の液体である。本例において、液体44はガス処理部18において第1噴出部14(後述)よりも上方(ガス排出口17側)に存在する液体である。Z軸方向における第1噴出部14(後述)と第2噴出部84(後述)との間において、液体40は、排ガス30に含まれる有害物質を化学吸収により除去することにより、液体44となる。液体44は、当該有害物質をさらに除去し得る液体であってよい。
液体44は、第1噴出部14(後述)より下方に存在してもよい。第1噴出部14(後述)より下方に液体44が存在する場合、当該液体44は、排水管20、回収管23および導入管25を通過している間に、排ガス30に含まれる有害物質をさらに化学吸収する場合がある。当該液体44が当該有害物質をさらに化学吸収した場合、当該液体44による当該有害物質の化学吸収が飽和状態に達する場合がある。当該液体44による当該有害物質の化学吸収が飽和状態に達した場合、当該液体44は排液46(後述)となる。噴霧部38は、当該排液46を噴霧してよい。
本例において、排液46はガス処理部18において第1噴出部14(後述)よりも下方(底面16側)に存在する液体である。Z軸方向における底面16と第1噴出部14(後述)との間において、第1噴出部14から噴出される液体40、および、第1噴出部14よりも上方から落下する液体44は、排ガス30に含まれる有害物質の少なくとも一部を、排ガス30から化学吸収によりさらに除去する。これにより、液体40および液体44は排液46となる。
排液46は、化学吸収により排ガス30に含まれる有害物質をさらに除去することが困難な液体であってよい。排液46は、液体40および液体44の少なくとも一方による当該有害物質の化学吸収が飽和状態に達した液体であってよい。排液46は、化学吸収により当該有害物質をさらに除去し得ない液体であってもよい。後述するように、排液46は噴霧部38により排ガス30に噴霧されることにより、当該有害物質は排液46に物理吸収される。排液46が化学吸収により当該有害物質をさらに除去可能な場合、噴霧部38により噴霧された排液46は当該物質を化学吸収しやすい。このため、排液46は化学吸収により当該有害物質をさらに除去することが困難な液体であることが好ましい。
反応塔10は、反応塔10の内部において排ガス30が液体40および液体44の少なくとも一方により処理された浄化ガス34を生成する。浄化ガス34は、ガス処理部18において液体40および液体44により排ガス30から硫黄酸化物(SO)等の有害物質が除去されたガスである。浄化ガス34は、ガス排出口17から排出される。
本例の反応塔10は、液体排出口19および排水管20を有する。排水管20の内部とガス処理部18とは、液体排出口19により連通している。本例において、排ガス30を処理した液体40(即ち排液46)は、液体排出口19を通り、排水管20に排出される。
液体排出口19は、底面16に設けられていてよい。液体排出口19は、底面16と側壁15とに跨るように設けられていてもよい。液体排出口19は、側壁15におけるガス導入開口11と底面16との間(即ちガス導入開口11よりも下方)に設けられていてもよい。
排ガス処理装置100は、回収管23、導入管25および第2ポンプ62を備えてよい。回収管23の一端および他端は、それぞれ排水管20および第2ポンプ62に接続されている。回収管23は、排水管20に排出された排液46の一部を回収する。排水管20に排出された排液46の他の一部は、排ガス処理装置100の外部に排出されてよい。
回収管23は、回収した排液46を第2ポンプ62に導入する。導入管25の一端および他端は、それぞれ第2ポンプ62および噴霧部38に接続されている。導入管25は、第2ポンプ62から送られた排液46を噴霧部38に導入する。
排水管20、回収管23、導入管25および排ガス導入管32は、排ガス30、並びに液体40(海水またはアルカリ性の液体)、液体44および排液46に対して耐久性を有する材料で形成される。当該材料は、例えばSS400、S-TEN(登録商標)等の鉄材とコーティング剤および塗装剤の少なくとも一方との組合せ、ネバール黄銅等の銅合金、アルミニウムブラス等のアルミニウム合金、キュープロニッケル等のニッケル合金、ハステロイ(登録商標)、SUS316L、SUS329J4LまたはSUS312等のステンレスであってよい。
噴霧部38は、排ガス30に排液46を噴霧する。排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される。噴霧部38は、液体40により化学吸収される前の排ガス30に排液46を噴霧してよい。本例においては、噴霧部38は反応塔10に導入される前の排ガス30に排液46を噴霧する。反応塔10に導入された排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)は、第1噴出部14(後述)よりも上方(ガス排出口17側)において、液体40により化学吸収されやすい。このため、反応塔10の内部における排ガス導入管32の近傍に、排液46を噴霧してもよい。反応塔10の内部における排ガス導入管32の近傍とは、ガス導入開口11の近傍である。反応塔10の内部におけるガス導入開口11の近傍の排ガス30とは、反応塔10の内部、且つ、第1噴出部14(後述)よりも下方(底面16側)における排ガス30を指す。当該排ガス30は、反応塔10の内部に導入された直後の排ガス30である。
噴霧部38は、反応塔10の外部から内部への方向に排液46を噴霧してよい。噴霧部38は、排ガス導入管32における排ガス30の進行方向に、排液46を噴霧してよい。噴霧部38が排液46を排ガス30の進行方向に噴霧することにより、排液46が動力装置50に逆流しにくくなる。
排ガス30に排液46が噴霧されることにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部は、排液46に物理吸収される。反応塔10に導入される前の排ガス30に排液46が噴霧されることにより、排ガス処理装置100は、当該排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部を除去できる。これにより、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量を減少させることができる。
反応塔10の内部に導入された排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の量が減少した場合、硫黄酸化物(SO)の当該量を中和するために必要な、液体40の化学当量は減少する。このため、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部に供給される液体40の流量を減少させることができる。これにより、排ガス処理装置100は第1ポンプ60を小型化できる。これにより、排ガス処理装置100を船舶に設置する場合、排ガス処理装置100は、当該船舶における第1ポンプ60の設置の自由度を向上できる。
船舶で使用できる燃料中の硫黄(S)濃度、および、排ガス浄化装置による浄化後の排ガス中の二酸化硫黄(SO)濃度[ppm]と二酸化炭素(CO)濃度[%]との比(SO/CO)の規制値は、海洋汚染防止条約により定められている。当該規制値は海域によって異なるが、最も厳しい海域においては、硫黄(S)濃度の規制値は例えば0.1重量%以下(2019年現在)であり、比(SO/CO)の規制値は例えば4.3以下である。本例の排ガス処理装置100は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等を化学吸収および物理吸収により除去する。このため、本例の排ガス処理装置100は、海域によっては、当該規制値を満たす範囲内で、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等を物理吸収により除去する割合を増加させつつ、液体40の流量を減少させることができる。
排ガス処理装置100は、pH計42および総アルカリ度計53の少なくとも一方を備えてよい。排ガス処理装置100は、pH計42および総アルカリ度計53の一方を備え、他方を備えていなくてもよい。図1に示される例においては、排ガス処理装置100はpH計42および総アルカリ度計53の両方を備えている。
本例において、pH計42および総アルカリ度計53は排水管20に設けられている。排液46のpHおよび総アルカリ度は、それぞれpH計42および総アルカリ度計53により計測されてよい。本例において、pH計42により計測された排液46のpH、および、総アルカリ度計53により計測された排液46の総アルカリ度の少なくとも一方は、流量制御部70に入力される。
流量制御部70は、排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、反応塔10に供給される液体40の流量を制御する。流量制御部70は、排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が所定値より大きい場合、反応塔10に供給される液体40の流量を減少させてよい。当該所定値については、後述する。
総アルカリ度とは、液体中に含まれる炭酸水素塩、炭酸塩または水酸化物等のアルカリ成分の量を、炭酸カルシウム(CaCO)の濃度に換算した値である。後述するように、液体40および液体44が硫黄酸化物(SO)を化学吸収により除去すると、液体40および液体44のpHは減少する。液体40および液体44が硫黄酸化物(SO)を化学吸収により除去すると、液体40および液体44の総アルカリ度は減少する。
流量制御部70は、排液46のpHおよび総アルカリ度の両方に基づいて、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してもよい。この場合、流量制御部70は、排液46のpHおよび総アルカリ度の一方に基づいて液体40の流量を制御する場合よりも、液体40の流量、および、流量を変化させるタイミングを、より精密に制御できる。
本例の排ガス処理装置100は、幹管12、第1枝管13および第2枝管83をさらに備える。排ガス処理装置100は、複数の幹管12、複数の第1枝管13および複数の第2枝管83をさらに備えてよい。本例において、第1枝管13および第2枝管83は幹管12と接続されている。
排ガス処理装置100は、第1噴出部14を備える。排ガス処理装置100は、第2噴出部84をさらに備えてよい。第1噴出部14および第2噴出部84は、反応塔10の内部に液体40を噴出する。第1噴出部14は、反応塔10の内部において排ガス30の導入側(底面16側)および排出側(ガス排出口17側)の一方に設けられていてよい。本例の第1噴出部14は、排ガス30の導入側(底面16側)に設けられている。第2噴出部84は、反応塔10の内部において排ガス30の導入側(底面16側)および排出側(ガス排出口17側)の他方に設けられていてよい。本例の第2噴出部84は、排ガス30の排出側(ガス排出口17側)に設けられている。本例において、第1噴出部14は第1枝管13と接続され、第2噴出部84は第2枝管83と接続されている。
幹管12、第1枝管13および第2枝管83は、排ガス30、並びに液体40(海水またはアルカリ性の液体)、液体44および排液46に対して耐久性を有する材料で形成される。当該材料は、例えばSS400、S-TEN(登録商標)等の鉄材とコーティング剤および塗装剤の少なくとも一方との組合せ、ネバール黄銅等の銅合金、アルミニウムブラス等のアルミニウム合金、キュープロニッケル等のニッケル合金、ハステロイ(登録商標)、SUS316L、SUS329J4L、SUS312等のステンレスであってよい。
本例の排ガス処理装置100は、幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3を備える。本例において、幹管12-1および幹管12-3は、それぞれZ軸方向における最も底面16側および最もガス排出口17側に設けられている幹管12である。本例において、幹管12-2は、幹管12-1と幹管12-3とのZ軸方向における間に設けられている幹管12である。
本例の排ガス処理装置100は、第1枝管13-1~第1枝管13-4を備える。本例において、第1枝管13-1および第1枝管13-4は、それぞれZ軸方向における最も底面16側および最もガス排出口17側に設けられている第1枝管13である。本例において、第1枝管13-1および第1枝管13-3はY軸方向に延伸し、第1枝管13-2および第1枝管13-4はX軸方向に延伸している。
第1枝管13-1および第1枝管13-3は、幹管12-1のY軸方向における両側に配置されてよい。第1枝管13-2および第1枝管13-4は、幹管12-1のX軸方向における両側に配置されてよい。第1枝管13-1を例に説明すると、第1枝管13-1Aおよび第1枝管13-1Bは、それぞれ幹管12-1のY軸方向における一方側および他方側の第1枝管13-1である。Y軸方向において、第1枝管13-1Aおよび第1枝管13-1Bは、幹管12-1を挟むように設けられてよい。なお、図1において第1枝管13-1Aおよび第1枝管13-3Aは、幹管12-1と重なる位置に配置されているので図示されていない。
本例の排ガス処理装置100は、第2枝管83-1~第2枝管83-8を備える。本例において、第2枝管83-1および第2枝管83-8は、それぞれZ軸方向における最も底面16側および最もガス排出口17側に設けられている第2枝管83である。本例において、第2枝管83-1、第2枝管83-3、第2枝管83-5および第2枝管83-7はY軸方向に延伸し、第2枝管83-2、第2枝管83-4、第2枝管83-6および第2枝管83-8はX軸方向に延伸している。
第2枝管83-1および第2枝管83-3は、幹管12-2のY軸方向における両側に配置されてよい。第2枝管83-5および第2枝管83-7は、幹管12-3のY軸方向における両側に配置されてよい。第2枝管83-1を例に説明すると、第2枝管83-1Aおよび第2枝管83-1Bは、それぞれ幹管12-2のY軸方向における一方側および他方側の第2枝管83-1である。Y軸方向において、第2枝管83-1Aおよび第2枝管83-1Bは、幹管12-2を挟むように設けられてよい。なお、図1において、第2枝管83-1Aおよび第2枝管83-3Aは幹管12-2と重なる位置に配置されているので、図示されていない。図1において、第2枝管83-5Aおよび第2枝管83-7Aは幹管12-3と重なる位置に配置されているので、図示されていない。
第2枝管83-2および第2枝管83-4は、幹管12-2のX軸方向における両側に配置されてよい。第2枝管83-6および第2枝管83-8は、幹管12-3のX軸方向における両側に配置されてよい。第2枝管83-2を例に説明すると、第2枝管83-2Aおよび第2枝管83-2Bは、それぞれ幹管12-2のX軸方向における一方側および他方側の第2枝管83-2である。X軸方向において、第2枝管83-2Aおよび第2枝管83-2Bは、幹管12-2を挟むように設けられてよい。
本例の排ガス処理装置100は、第1噴出部14-1~第1噴出部14-4を備える。本例の第1噴出部14-1~第1噴出部14-4は、それぞれ第1枝管13-1~第1枝管13-4に接続されている。Y軸方向に延伸する1つの第1枝管13において、幹管12-1のY軸方向における両側に、複数の第1噴出部14がそれぞれ設けられてよい。X軸方向に延伸する1つの第1枝管13において、幹管12-1のX軸方向における両側に、複数の第1噴出部14がそれぞれ設けられてよい。なお、図1において第1噴出部14-1Aおよび第1噴出部14-3Aは、幹管12-1と重なる位置に配置されているので、図示されていない。
本例の排ガス処理装置100は、第2噴出部84-1~第2噴出部84-8を備える。本例の第2噴出部84-1~第2噴出部84-4は、それぞれ第2枝管83-1~第2枝管83-8に接続されている。Y軸方向に延伸する1つの第2枝管83において、幹管12-2のY軸方向における両側に複数の第2噴出部84がそれぞれ設けられてよく、幹管12-3のY軸方向における両側に複数の第2噴出部84がそれぞれ設けられてよい。X軸方向に延伸する1つの第2枝管83において、幹管12-2のX軸方向における両側に複数の第2噴出部84がそれぞれ設けられてよく、幹管12-3のX軸方向における両側に複数の第2噴出部84がそれぞれ設けられてよい。
なお、図1において、第2噴出部84-1Aおよび第2噴出部84-3Aは、幹管12-2と重なる位置に配置されているので、図示されていない。図1において、第2噴出部84-5Aおよび第2噴出部84-7Aは、幹管12-3と重なる位置に配置されているので、図示されていない。
本例の第1噴出部14および第2噴出部84は、液体40を噴出する開口面を有する。図1において、当該開口面は「×」印にて示されている。1つの第1枝管13において、幹管12-1の一方側および他方側に配置される第1噴出部14のそれぞれの開口面は、第1枝管13の延伸方向と所定の角度をなす一方の方向および他方の方向を指してよい。当該所定の角度は、30度以上90度以下であってよい。当該開口面が指す方向とは、第1噴出部14から液体40が噴出される方向における中心軸方向を指す。
1つの第2枝管83において、幹管12-2の一方側および他方側に配置される第2噴出部84のそれぞれの開口面は、第2枝管83の延伸方向と所定の角度をなす一方の方向および他方の方向を指してよい。1つの第2枝管83において、幹管12-3の一方側および他方側に配置される第2噴出部84のそれぞれの開口面は、第2枝管83の延伸方向と所定の角度(上述)をなす一方の方向および他方の方向を指してよい。
図2は、亜硫酸ガス(SO)が溶けた水(HO)のpHと、当該水に含まれる亜硫酸ガス(SO)成分のモル比および亜硫酸水素イオン(HSO )のモル比との関係の一例を、pHが5以下の場合について示す図である。図2において、当該水のpHと亜硫酸ガス(SO)のモル比との関係が実線で示され、当該水のpHと亜硫酸水素イオン(HSO )のモル比との関係が一点鎖線で示されている。実線および一点鎖線は、それぞれ亜硫酸ガス(SO)のモル比が100%の場合および亜硫酸水素イオン(HSO )のモル比が100%の場合で、それぞれ規格化されている。
上述した化学式1に示されるように、液体40が水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液の場合、排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)は水酸化ナトリウム(NaOH)と反応して亜硫酸水素イオン(HSO )を生成する。この反応に伴い、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に含まれる水酸化イオン(OH)の量は減少するので、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液のpHは低下する。
図2に示されるように、pH4以下において、亜硫酸ガス(SO)のモル比はpHが低下するほど大きくなり、亜硫酸水素イオン(HSO )のモル比はpHが低下するほど小さくなる。即ち、pH4以下においては、上述した化学式1の反応が起こりにくくなる。pH4以下においては、液体40(本例においては水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液)への硫黄酸化物(SO)の化学吸収が起こりにくくなる。
流量制御部70は、pH計42により計測された排液46のpHに基づいて、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してよい。流量制御部70は、排液46のpHが4以下になるように、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してよい。
排液46のpHが4より大きい場合、排液46は硫黄酸化物(SO)を化学吸収によりさらに除去し得る。排液46のpHが4より大きく、反応塔10には硫黄酸化物(SO)を化学吸収するために必要な化学当量より多い量の液体40が供給されている場合がある。この場合、流量制御部70は排液46のpHが4以下になるように、反応塔10に供給される液体40の流量を減少させてよい。
排液46のpHが4以下である場合、排液46は硫黄酸化物(SO)を化学吸収によりさらに除去することが困難である。排液46のpHが4以下で、反応塔10には硫黄酸化物(SO)を化学吸収するために必要な化学当量以下の量の液体40が供給されている場合がある。この場合、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の一部が液体40に化学吸収されずに、ガス排出口17から排出されてしまう場合がある。この場合、流量制御部70は排液46のpHが4より大きくならない範囲で、反応塔10に供給される液体40の流量を増加させてよい。
以上より、流量制御部70は排液46のpHが4以下、且つ、浄化ガス34に含まれる硫黄酸化物(SO)の濃度が規制値を満たすように、液体40の流量を制御してよい。これにより、反応塔10には、硫黄酸化物(SO)を化学吸収するために最適な量(多すぎず且つ少なすぎない量)の液体40が供給されやすくなる。
流量制御部70は、総アルカリ度計53により計測された排液46の総アルカリ度に基づいて、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してもよい。流量制御部70は、排液46の総アルカリ度が5mg/L(リットル)以下になるように、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してよい。亜硫酸ガス(SO)が溶けた水(HO)の総アルカリ度と、当該水に含まれる成分のモル比との関係は、図2と同様の振る舞いを示す。即ち、総アルカリ度5mg/L(リットル)以下において、亜硫酸ガス(SO)のモル比は総アルカリ度が低下するほど大きくなり、亜硫酸水素イオン(HSO )のモル比は総アルカリ度が低下するほど小さくなる。
排液46の総アルカリ度が5mg/L(リットル)より大きい場合、流量制御部70は排液46の総アルカリ度が5mg/L(リットル)になるように、反応塔10に供給される液体40の流量を減少させてよい。排液46の総アルカリ度が5mg/L(リットル)以上である場合、流量制御部70は排液46の総アルカリ度が5mg/L(リットル)より大きくならない範囲で、反応塔10に供給される液体40の流量を増加させてよい。
図1に戻り説明すると、本例において、幹管12には反応塔10の外部から第1ポンプ60により液体40が供給される。本例において、幹管12に供給された液体40は、Z軸方向に底面16からガス排出口17側に向けて幹管12の内部を流れる。本例において、幹管12の内部を流れた液体40は第1枝管13および第2枝管83に流れ、第1枝管13および第2枝管83を流れた液体40は、それぞれ第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方からガス処理部18に噴出される。
第1噴出部14および第2噴出部84からガス処理部18に噴出された液体44は、反応塔10の内部において、排ガス30の排出側(ガス排出口17側)から導入側(底面16側)に進行しながら排ガス30を処理する。本例においては、当該液体40は、反応塔10の内部をガス排出口17側から底面16側に落下しながら排ガス30を処理する。
流量制御部70は、排ガス30の導入側(底面16側)から排出側(ガス排出口17側)への方向における、第1噴出部14よりも排ガス30の導入側(底面16側)の排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、反応塔10に供給される液体40の流量を制御してよい。本例において、ガス導入開口11はZ軸方向において底面16と第1噴出部14との間に設けられ、且つ、液体40は、反応塔10の内部をZ軸方向に落下しながら排ガス30を処理する。このため、排液46は排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質を化学吸収しにくい液体になりやすい。このため、噴霧部38が当該排液46を、硫黄酸化物(SO)等が化学吸収される前の排ガス30に噴霧することで、排ガス処理装置100は排液46を硫黄酸化物(SO)等の物理吸収に有効に再利用できる。
流量制御部70は、第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を制御してよい。流量制御部70は、幹管12-1に供給される液体40の流量が幹管12-2に供給される液体40の流量よりも多くなるように、液体40の流量を制御してよい。流量制御部70は、幹管12-2に供給される液体40の流量が幹管12-3に供給される液体40の流量よりも多くなるように、液体40の流量を制御してよい。幹管12-1に供給される液体40の流量と、幹管12-2に供給される液体40の流量と、幹管12-3に供給される液体40の流量との比は、例えば9:2:1である。
流量制御部70は、液体40の流量を制御することにより、液体44の流量を制御してよい。上述したとおり、液体44は、液体40が排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等を化学吸収することにより生じる。このため、流量制御部70は、液体40の流量を制御することにより、液体44の流量を制御できる。
1つの第1噴出部14から噴出される単位時間当たりの液体40の量は、1つの第2噴出部84から噴出される単位時間当たりの液体40の量よりも多くてよい。第2噴出部84-1~第2噴出部84-4のうちの1つの第2噴出部84から噴出される単位時間当たりの液体40の量は、第2噴出部84-5~第2噴出部84-8のうちの1つの第2噴出部84から噴出される単位時間当たりの液体40の量よりも多くてよい。1つの第1噴出部14から噴出される単位時間当たりの液体40の量と、第2噴出部84-1~第2噴出部84-4のうちの1つの第2噴出部84から噴出される単位時間当たりの液体40の量と、第2噴出部84-5~第2噴出部84-7のうちの1つの第2噴出部84から噴出される単位時間当たりの液体40の量との比は、幹管12-1に供給される液体40の流量と、幹管12-2に供給される液体40の流量と、幹管12-3に供給される液体40の流量との比に等しくてよい。
本例において、ガス導入開口11は第1噴出部14よりも下方に設けられているので、Z軸方向における底面16側の排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)の濃度は、ガス排出口17側の排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)の濃度よりも高くなりやすい。このため、排ガス処理装置100は、底面16側の幹管12に供給される液体40の量をガス排出口17側の幹管12に供給される液体40の量よりも多くすることで、排ガス30に含まれる亜硫酸ガス(SO)を除去しやすくなる。
流量制御部70は、第1噴出部14に供給される液体40の流量に基づいて、第2噴出部84に供給される液体40の流量を制御してよい。流量制御部70は、第1噴出部14に供給される液体40の流量を減少させた場合、第2噴出部84に供給される液体40の流量を増加させてよい。幹管12-1に供給される液体40の流量が幹管12-2に供給される液体40の流量がよりも多く、且つ、幹管12-3に供給される液体40の流量よりも多い場合、流量制御部70が幹管12-1に供給される液体40の流量を減少させると、浄化ガス34(図1参照)に含まれる硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値を満たさなくなりやすい。当該硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値を満たさない場合、流量制御部70が第2噴出部84に供給される液体40の流量を増加させることで、排ガス処理装置100は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の化学吸収による除去を促進できる。このため、排ガス処理装置100は浄化ガス34に含まれる硫黄酸化物(SO)の濃度を、所定の規制値未満にしやすくなる。
流量制御部70は、第1噴出部14に供給される液体40の流量を増加させた場合、第2噴出部84に供給される液体40の流量を減少させてよい。幹管12-1に供給される液体40の流量が幹管12-2に供給される液体40の流量がよりも多く、且つ、幹管12-3に供給される液体40の流量よりも多い場合、流量制御部70が幹管12-1に供給される液体40の流量を増加させると、浄化ガス34(図1参照)に含まれる硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値を満たしやすくなる。当該硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値を満たしている場合、流量制御部70は第2噴出部84に供給される液体40の流量を減少させてよい。これにより、排ガス処理装置100は第1ポンプ60が第2噴出部84に液体40を供給する負荷を低減できる。流量制御部70は、第1噴出部14に供給される液体40の流量、および、第2噴出部84に供給される液体40の流量を、それぞれ独立に制御してもよい。
図3は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。図3に示される排ガス処理装置100は、第1熱交換器80をさらに備える点で図1に示される排ガス処理装置100と異なる。本例において、第1熱交換器80は回収管23に設けられている。第1熱交換器80は、導入管25に設けられていてもよい。
第1熱交換器80は、熱交換により排液46を冷却する。第1熱交換器80には、熱交換のための冷却水が供給される。本例においては、噴霧部38は第1熱交換器80により冷却された排液46を排ガス30に噴霧する。
上述したように、噴霧部38が排ガス30に排液46を噴霧することにより、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の少なくとも一部は、排液46に物理吸収される。排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収は、排液46の温度が低いほど促進される。本例の排ガス処理装置100においては、噴霧部38が第1熱交換器80により冷却された排液46を排ガス30に噴霧するので、噴霧部38が第1熱交換器80により冷却されていない排液46を排ガス30に噴霧する場合よりも、排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。このため、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量を減少させることができる。これにより、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部に供給される液体40の流量を減少させることができる。
図4は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。図4に示される排ガス処理装置100は、濃度測定部73をさらに備える点で図3に示される排ガス処理装置100と異なる。濃度測定部73は、浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)の濃度および二酸化炭素(CO)の濃度を測定する。濃度測定部73は、二酸化硫黄(SO)濃度と二酸化炭素(CO)濃度との比(二酸化硫黄(SO)濃度/二酸化炭素(CO)濃度)を算出してよい。濃度測定部73は、例えばレーザー式ガス分析計である。
流量制御部70は、浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度に基づいて、第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を制御してよい。浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度は、濃度測定部73により測定されてよい。
上述したとおり、排ガス処理装置100は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の少なくとも一部を排液46に物理吸収させるので、反応塔10の内部に供給される液体40の流量を減少させることができる。しかしながら、排ガス処理装置100が当該液体40の流量を減少させた場合、当該液体40に化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量は減少する。このため、浄化ガス34に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質の濃度は上昇しやすい。
本例においては、流量制御部70は、浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度に基づいて、第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を制御する。このため、例えば浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度が上昇して所定の規制値を超えた場合、流量制御部70は第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を増加させてよい。これにより、排ガス処理装置100は浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度を低減できる。
反対に、例えば浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値未満である場合、流量制御部70は第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を減少させてよい。第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量が減少した場合、浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度は増加しやすい。この場合、流量制御部70は浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度が所定の規制値を超えない範囲内で、第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40の流量を減少させてよい。
本例においては、幹管12-3または幹管12-2に供給される液体40の流量は、幹管12-1に供給される液体40の流量よりも少ない。このため、流量制御部70が第1噴出部14に供給される液体40の流量を制御するよりも、第2噴出部84に供給される液体40の流量を制御する方が、浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度を微少に調整しやすい。浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度の規制値との乖離幅が所定幅よりも小さい場合、流量制御部70は、第2噴出部84に供給される液体40の流量のみを制御してよい。反対に、浄化ガス34の硫黄酸化物(SO)の濃度の規制値との乖離幅が所定幅以上である場合、流量制御部70は、第1噴出部14に供給される液体40の流量のみを制御してよい。
図5は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。図5に示される排ガス処理装置100は、導入部22、液体供給部74、回収管27、供給管29およびバルブ72-4をさらに備える点で、図4に示される排ガス処理装置100と異なる。導入部22は、反応塔10の内部に設けられる。回収管27は、導入部22と液体供給部74とを接続する。供給管29は、液体供給部74と幹管12-1とを接続する。液体供給部74は、反応塔10の外部に配置されてよい。
導入部22は、液体44の一部を回収管27に導入する。液体44は、第2噴出部84から噴出された液体40が排ガス30を処理した液体である。本例においては、導入部22は、液体44-2の一部を回収管27に導入する。本例において液体44-2は、第2噴出部84-5~第2噴出部84-8から噴出された液体40が排ガス30を処理した液体である。
液体供給部74は、回収管27に導入された液体44を、第1噴出部14に供給する。液体供給部74は、ポンプであってよい。本例においては、液体供給部74は回収管27に導入された液体44を、供給管29および幹管12-1を通じて第1噴出部14に供給する。
本例において、流量制御部70はバルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3により、それぞれ幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3に供給される液体40の流量を制御し、且つ、バルブ72-4により第1噴出部14に供給される液体44の流量を制御する。流量制御部70は、液体40の流量および液体44の流量のいずれか一方を制御してもよい。
本例において、幹管12-1に供給された液体44は、幹管12-1の内部において第1ポンプ60により供給される液体40と混合される。本例において、液体44と液体40とが混合された液体は、第1噴出部14からガス処理部18に噴出される。
上述したように、液体44は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質を、化学吸収によりさらに除去し得る場合がある。このため、排ガス処理装置100は液体44を幹管12-1に供給することにより、液体44に当該有害物質をさらに除去させることができる。このため、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部に供給される液体40の流量を減少させることができる。
導入部22は、底面24および側面26を有してよい。底面24は、XY面と平行であってよい。XZ面内において、側面26はZ軸方向に対して所定の角度を有する方向に延伸していてよく、Z軸方向に延伸していてもよい。本例の側面26は、XZ面内においてZ軸方向に対して所定の角度を有する方向に延伸している。側面26が、XZ面内においてZ軸方向に対して所定の角度を有する方向に延伸していることで、導入部22の上方から落下した液体44は側面26上に落下しやすくなる。このため、側面26上に落下した液体40が、回収管27に導入されやすくなる。
導入部22は、反応塔10の内部において、上面視で、回収管27への液体44の入口を含む、側壁15の少なくとも一部に設けられていてよい。導入部22は、反応塔10の内部において、上面視で、回収管27への液体44の入口を含む、側壁15の全面に設けられていてもよい。導入部22は、反応塔10の内部において、上面視で側壁15を一周するように設けられていてもよい。導入部22が上面視で側壁15を一周するように設けられていることで、導入部22は、反応塔10の内部における側壁15の全面において、導入部22の上方から落下した液体44を回収しやすくなる。このため、導入部22は、当該液体44を効率的に回収しやすくなる。
図6は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の一例を示す図である。図6においては、ガス導入開口11および液体排出口19を含む反応塔10の一部、排ガス導入管32、並びに排水管20が示されている。図6において、図5における第1熱交換器80の図示は省略されている。なお、本例において、排ガス処理装置100は第1熱交換器80を備えてよく、備えなくてもよい。
本例の排ガス導入管32は、第1部分33、第2部分35、連結部分37および導出部分39を有する。本例において、連結部分37の一端52および他端54は、それぞれ第1部分33および第2部分35に接続されている。連結部分37は、重力方向(本例においてはZ軸方向)に延伸していてよい。第1部分33、第2部分35、連結部分37および導出部分39は、一体に形成されていてよい。
本例の第1部分33は、反応塔10と連結部分37とを接続する。本例の第2部分35は、連結部分37と導出部分39とを接続する。本例の導出部分39は、第2部分35と動力装置50とを接続する。本例において、動力装置50から排出された排ガス30は、導出部分39、第2部分35、連結部分37および第1部分33をこの順に通過し、反応塔10のガス処理部18に導入される。
本例の第1部分33および第2部分35は、それぞれ予め定められた第1高さおよび第2高さに設けられる。本例において、当該第1高さは、反応塔10の底面16から第1部分33の底面までの第1高さh1である。本例において、当該第2高さは、反応塔10の底面16から第2部分35の底面までの第2高さh2である。第2高さh2は、第1高さh1よりも高くてよい。
本例において、噴霧部38は第1部分33を通過する排ガス30に、排液46を噴霧する。噴霧部38は、第1部分33のガス通過部(後述)に設けられてよい。本例においては、上述したように第2高さh2が第1高さh1よりも高いので、第1部分33に噴霧された排液46が動力装置50に逆流しにくくなる。噴霧部38は、第1部分33における排ガス30の進行方向に、排液46を噴霧してよい。
図7は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例においては、噴霧部38は連結部分37を通過する排ガス30に、排液46を噴霧する。また、本例の排ガス処理装置100は、温度測定部41、排液流量制御部75および排出管58をさらに備える。本例の排ガス処理装置100は、これらの点で図6に示される例と異なる。排出管58の内部と排ガス導入管32の内部(即ちガス通過部(後述))とは、排液排出口56により連通している。
本例の噴霧部38は、排液46をZ軸方向且つ第2部分35から第1部分33への方向に噴霧する。本例の噴霧部38は、連結部分37の上方から下方に、連結部分37の内部に排液46を噴霧する。このため、噴霧部38により噴出された排液46が動力装置50に逆流しにくくなる。
噴霧部38により噴霧された排液46は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の少なくとも一部を処理(物理吸収)する。硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部を処理(物理吸収)した排液46を、処理液47とする。本例の排出管58は、処理液47を排ガス導入管32の外部に排出する。処理液47は、排ガス処理装置100の外部に排出されてよい。
本例の排ガス処理装置100においては、排出管58が処理液47を排ガス導入管32の外部に排出するので、処理液47が排ガス導入管32の内部に滞留しにくい。このため、本例の排ガス処理装置100は、排ガス導入管32が処理液47により腐食しにくい。
温度測定部41は、噴霧部38により排ガス30に排液46が噴霧された後の排ガス30の温度を測定する。本例の温度測定部41は、第1部分33に設けられている。温度測定部41は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質の少なくとも一部が排液46により処理(物理吸収)された排ガス30の温度を測定する。温度測定部41は、反応塔10に導入される前の排ガス30の温度を測定してよい。
本例の排液流量制御部75は、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。本例の排液流量制御部75は、バルブ77を有する。本例のバルブ77は、導入管25に設けられている。本例の排液流量制御部75は、第2ポンプ62から噴霧部38に供給される排液46の流量を、バルブ77により制御する。本例の排液流量制御部75は、バルブ77により、導入管25に供給される排液46の流量を制御する。本例の排液流量制御部75は、これにより噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。
排液流量制御部75は、バルブ77に代えて、第2ポンプ62の回転数を制御するインバーターを有してもよい。排液流量制御部75は、第2ポンプ62の回転数を制御することにより、排液46の流量を制御してもよい。
排液流量制御部75は、温度測定部41により測定された排ガス30の温度に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してよい。排液流量制御部75は、温度測定部41により測定された排ガス30の温度と、排ガス30の予め設定された温度との差分に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してよい。噴霧部38に供給される排液46の流量が多いほど、排ガス30の温度は低下しやすい。排ガス30の温度低下するほど、排液46への硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。
排液流量制御部75は、排ガス30の温度が予め設定された温度よりも高い場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を増加させてよい。これにより、排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。排液流量制御部75は、排ガス30の温度が予め設定された温度以下である場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を減少させてもよい。
温度測定部41により測定される、排ガス30の予め設定された温度は、30℃以上95℃以下であってよい。排ガス30の予め設定された温度は、例えば40℃である。
図8は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、温度測定部41に代えてpH計48および総アルカリ度計49を備える点で、図7に示される排ガス処理装置100と異なる。
排ガス処理装置100は、pH計48および総アルカリ度計49の少なくとも一方を備えてよい。排ガス処理装置100は、pH計48および総アルカリ度計49の一方を備え、他方を備えていなくてもよい。図8に示される例においては、排ガス処理装置100はpH計48および総アルカリ度計49の両方を備えている。
本例において、pH計48および総アルカリ度計49は排出管58に設けられている。本例において、処理液47のpHおよび総アルカリ度は、それぞれpH計48および総アルカリ度計49により計測される。pH計48により計測された処理液47のpH、および、総アルカリ度計49により計測された処理液47の総アルカリ度の少なくとも一方は、排液流量制御部75に入力される。
排液流量制御部75は、処理液47のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してよい。排液46が排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等を物理吸収するほど、処理液47のpHおよび総アルカリ度は低下しやすい。
排液流量制御部75は、処理液47のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が予め定められた値よりも高い場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を増加させてよい。これにより、排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。排液流量制御部75は、処理液47のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が予め定められた値以下である場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を減少させてもよい。
処理液47のpHの当該予め定められた値は、1.0以上4.0以下であってよい。処理液47のpHの当該予め定められた値は、例えば2.5である。処理液47の総アルカリ度の当該予め定められた値は、0.0mg/L以上5.0mg/L以下であってよい。処理液47の総アルカリ度の当該予め定められた値は、例えば2.5mg/Lである。
排液流量制御部75は、処理液47のpHおよび総アルカリ度の両方に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してもよい。この場合、排液流量制御部75は、処理液47のpHおよび総アルカリ度の一方に基づいて排液46の流量を制御する場合よりも、排液46の流量、および、流量を変化させるタイミングを、より精密に制御できる。
図9は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、温度測定部41を備えない点で図7に示される排ガス処理装置100と異なる。また、本例の排ガス処理装置100においては、排液流量制御部75が、流量制御部70により制御される液体40の流量に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。
単位体積の液体40が化学吸収可能な硫黄酸化物(SO)の量は、単位体積の排液46が物理吸収可能な硫黄酸化物(SO)の量よりも多くなりやすい。このため、排液流量制御部75により制御される排液46の流量は、流量制御部70により制御される液体40の流量よりも少なくてよい。これにより、排ガス処理装置100は、液体40および排液46による、排ガス処理装置100全体としての硫黄酸化物(SO)の処理効率を向上させやすくなる。
排液流量制御部75は、噴霧部38に供給される排液46の流量を、流量制御部70により制御される液体40の流量に対して予め定められた割合に制御してよい。排液流量制御部75は、当該排液46の流量を当該液体40の流量の1/10以上5/10以下に制御してよい。排液流量制御部75は、例えば、当該排液46の流量を当該液体40の流量の1/5に制御する。
図10は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、流量測定部65をさらに備える点で図7に示される排ガス処理装置100と異なる。本例の排ガス処理装置100は、温度測定部41を備えない点で図7に示される排ガス処理装置100と異なる。
流量測定部65は、反応塔10に供給される液体40の流量を測定する。流量測定部65は、液体40の流路における第1ポンプ60とバルブ72との間において、液体40の流量を測定してよい。本例において、排液流量制御部75は、流量測定部65により測定された液体40の流量に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。
排液流量制御部75は、噴霧部38に供給される排液46の流量を、流量測定部65により測定された液体40の流量に対して予め定められた割合に制御してよい。排液流量制御部75は、当該排液46の流量を当該液体40の流量の1/10以上5/10以下に制御してよい。排液流量制御部75は、例えば、当該排液46の流量を当該液体40の流量の1/5に制御する。
図11は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、温度測定部41、排液流量制御部75およびバルブ77を備えない点で図7に示される例と異なる。また、本例の排ガス処理装置100は、エコノマイザー130をさらに備える点で図7に示される例と異なる。本例のエコノマイザー130は、排ガス導入管32に設けられる。エコノマイザー130は、第2部分35および導出部分39に跨るように設けられてよい。
本例のエコノマイザー130は、動力装置50から排出された排ガス30を冷却する。本例において、噴霧部38はエコノマイザー130により冷却された排ガス30に排液46を噴霧する。排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収は、排ガス30の温度が低いほど促進される。本例においては、エコノマイザー130により冷却された排ガス30に排液46が噴霧されるので、エコノマイザー130により冷却されていない排ガス30に排液46が噴霧される場合よりも、排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。このため、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部において液体40により化学吸収される硫黄酸化物(SO)の量を減少させることができる。これにより、排ガス処理装置100は、反応塔10の内部に供給される液体40の流量を減少させることができる。
図12は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、補助動力装置51をさらに備える点で図11に示される例と異なる。排ガス処理装置100は、複数の補助動力装置51を備えてよい。本例の排ガス処理装置100は、3つの補助動力装置51(補助動力装置51-1、補助動力装置51-2および補助動力装置51-3)を備える。
排ガス30は、動力装置50および補助動力装置51の少なくとも一方から排出されてよい。本例においては、排ガス30は動力装置50および補助動力装置51の両方から排出される。
本例において、動力装置50から排出される排ガス30を排ガス30-1、補助動力装置51から排出される排ガス30を排ガス30-2とする。本例の排ガス導入管32は、排ガス30-2が通過する導出部分59をさらに備える。本例において、導出部分59は導出部分39に接続される。導出部分39において排ガス30-1と排ガス30-2とが混合されて排ガス30となる。
排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、動力装置50および補助動力装置51は、それぞれ当該船舶の主機エンジンおよび補機エンジンであってよい。本例においては、補助動力装置51から排出される排ガス30-2は、導出部分39において動力装置50から排出される排ガス30-1と混合される。排ガス30-2は、反応塔10に直接導入されてもよい。図12において、排ガス30-2が反応塔10に直接導入される場合の経路が太い破線矢印にて示されている。
図13は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、希釈部90、管67およびバルブ72-5をさらに備える点で図12に示される排ガス処理装置100と異なる。希釈部90は、排液46を液体40の少なくとも一部で希釈する。本例の希釈部90は、排水管20に設けられている。本例において、管67の一端は希釈部90に接続されている。バルブ72-5は、管67に設けられてよい。
本例においては、第1ポンプ60から供給される液体40の一部は管67を通り、希釈部90に供給される。本例において、希釈部90は、反応塔10から排水管20を通り希釈部90に導入された排液46と、液体40の当該一部を混合することにより、排液46を希釈する。第1ポンプ60から供給される液体40の他の一部は、バルブ72(図5参照)に供給される。本例においては、排水43は、液体40、排液46および処理液47が混合された液体である。
本例において、流量制御部70はバルブ72-1、バルブ72-2およびバルブ72-3により、それぞれ幹管12-1、幹管12-2および幹管12-3に供給される液体40の流量を制御し、且つ、バルブ72-4により第1噴出部14に供給される液体44の流量を制御し、且つ、バルブ72-5により管67を通る液体40の流量を制御する。流量制御部70は、pH計42により計測された排液46のpH、および、総アルカリ度計53により計測された排液46の総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、希釈部90に供給される液体40の流量を制御してよい。
流量制御部70は、pH計42により計測された排液46のpH、および、総アルカリ度計53により計測された排液46の総アルカリ度の少なくとも一方が所定値未満である場合、希釈部90に供給される液体40の流量を増加させてよい。流量制御部70は、排液46の当該pH、および、排液46の当該総アルカリ度の少なくとも一方が所定値以上である場合、希釈部90に供給される液体40の流量を減少させてよい。排液46のpHの当該所定値は、例えば3.0である。排液46の総アルカリ度の当該所定値は、例えば4.0mg/Lである。
排ガス処理装置100が船舶向けスクラバであり、且つ、排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が所定値未満である場合、排水43が排水管20から当該船舶の外部に排出されるまでの経路上に設けられる部材であって排水43と接触する当該部材が腐食しやすくなる。当該部材は、例えばディスタンスピースである。ディスタンスピースが船舶の外壁と同じ金属材料(例えば鉄(Fe))で形成される場合、ディスタンスピースの耐食性は、ガス処理部18の内壁を形成するステンレス等の部材の耐食性よりも低い。
本例においては、排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が所定値未満である場合、流量制御部70は希釈部90に供給される液体40の流量を増加させるので、排液46のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方を所定値以上にしやすくなる。このため、本例の排ガス処理装置100は、排液46と接触する上記部材の腐食を抑制しやすくなる。
排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、排水43は当該船舶の外部に排出される。船舶向けスクラバから船舶の外部に排出される排水43のpH等には、所定の規制値が定められている。例えば、米国環境省から発表されている、船舶の排水に関する規制(VGP(Vessel General Permit)規制)がされている海域を船舶が航行する場合、当該船舶の排水43のpHは6.0以上である必要がある。本例の排ガス処理装置100における排水43は、排液46および処理液47が液体40で希釈されているので、排水43のpHは所定の規制値を満たしやすくなる。
図14は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100においては、排出管58が排水管20と接続されている。また、本例の排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の少なくとも一方、並びに排液流量制御部75、バルブ77をさらに備える。本例の排ガス処理装置100は、これらの点で図12に示される排ガス処理装置100と異なる。
本例において、排出管58の内部と排水管20の内部とは、処理液排出口57により連通している。本例において、処理液47は排液排出口56を通り排出管58に排出される。本例において、排出管58に排出された当該処理液47は、処理液排出口57を通り排水管20に排出される。本例において、排水管20に排出された処理液47は、反応塔10のガス処理部18から排出された排液46と混合されて排水43となる。
処理液排出口57は、排水管20における排液46の流路において、回収管23よりも下流に配置されてよい。処理液排出口57が当該排液46の流路において回収管23よりも下流に配置されることで、排出管58を通過した処理液47が回収管23から回収されにくくなる。このため、処理液47は噴霧部38から噴霧されにくくなる。
排ガス導入管32の内部において排ガス30を物理吸収した処理液47が回収管23から回収された場合、排ガス30の物理吸収効率が低下しやすい。本例の排ガス処理装置100においては、処理液排出口57が上述したとおり回収管23よりも下流に配置されているので、本例の排ガス処理装置100は、排ガス30の物理吸収効率の低下を抑制しやすい。
排液排出口56は、連結部分37の下方に設けられてよい。排液排出口56は、第1部分33の底面に設けられてよい。排液排出口56が連結部分37の下方に設けられることで、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の少なくとも一部を物理吸収した処理液47が排ガス導入管32の内部に滞留しにくくなる。
排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の少なくとも一方を備えてよい。排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の一方を備え、他方を備えていなくてもよい。図14に示される例においては、排ガス処理装置100はpH計45および総アルカリ度計55の両方を備えている。
本例において、排水43のpHおよび総アルカリ度は、それぞれpH計45および総アルカリ度計55により計測される。本例において、pH計45および総アルカリ度計55は、排水管20において排水43が通過する位置に設けられている。pH計45により計測された排水43のpH、および、総アルカリ度計55により計測された排水43の総アルカリ度の少なくとも一方は、排液流量制御部75に入力される。
排液流量制御部75は、排水43のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してよい。排液46が排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)を化学吸収および物理吸収するほど、排水43のpHおよび総アルカリ度は低下しやすい。
排液流量制御部75は、排水43のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が予め定められた値よりも高い場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を増加させてよい。これにより、排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収が促進される。排液流量制御部75は、排水43のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方が予め定められた値以下である場合、噴霧部38に供給される排液46の流量を減少させてもよい。排水43のpHの当該予め定められた値は、1.0以上5.0以下であってよく、1.0以上4.0以下であってもよい。排水43のpHの当該予め定められた値は、例えば3.0である。処理液47の総アルカリ度の当該予め定められた値は、0.0mg/L(リットル)以上5.0mg/L(リットル)以下であってよい。処理液47の総アルカリ度の当該予め定められた値は、例えば2.5mg/L(リットル)である。
排液流量制御部75は、排水43のpHおよび総アルカリ度の両方に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御してもよい。この場合、排液流量制御部75は、排水43のpHおよび総アルカリ度の一方に基づいて排液46の流量を制御する場合よりも、排液46の流量、および、流量を変化させるタイミングを、より精密に制御できる。
本例においても、図13に示される例と同様に、排ガス処理装置100は希釈部90、管67およびバルブ72-5をさらに備えてよい。本例の排ガス処理装置100が、希釈部90、管67およびバルブ72-5をさらに備える場合、流量制御部70は、pH計45により計測された排水43のpH、および、総アルカリ度計55により計測された排水43の総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、希釈部90に供給される液体40の流量を制御してよい。
流量制御部70は、pH計45により計測された排水43のpH、および、総アルカリ度計55により計測された排水43の総アルカリ度の少なくとも一方が所定値未満である場合、希釈部90に供給される液体40の流量を増加させてよい。流量制御部70は、排水43の当該pH、および、排水43の当該総アルカリ度の少なくとも一方が所定値以上である場合、希釈部90に供給される液体40の流量を減少させてよい。当該所定値は、図13の説明において上述した所定値と等しくてよい。
図15は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、第2熱交換器82をさらに備える点で図14に示される例と異なる。第2熱交換器82は、排ガス導入管32から排出管58に排出された処理液47の熱を回収する。本例において、第2熱交換器82により冷却された処理液47は、処理液排出口57を通り排水管20に排出される。
第2熱交換器82により回収された、処理液47の熱は、再利用されてよい。排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合、処理液47の当該熱は、当該船舶に備えられた排熱利用機器等に再利用されてよい。当該排熱利用機器は、例えば空調装置等である。これにより、当該船舶の消費エネルギーが低減される。
図16は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例においては、連結部分37の形状が図15に示される例と異なる。また、本例の排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の少なくとも一方、並びに排液流量制御部75、バルブ77を備えない。本例の排ガス処理装置100は、これらの点において図15に示される例と異なる。
本例の連結部分37は、XY面内において、排ガス30の進行方向における中央部の断面積が、連結部分37の一端52の断面積より小さく、且つ連結部分37の他端54の断面積よりも小さい。本例の連結部分37は、XZ断面においてZ軸方向中央部がくびれた形状を有している。連結部分37は、Z軸に平行な断面(図16においてはXZ断面)において、Z軸方向に一端52から中央部にかけて、および、他端54から当該中央部にかけて、曲線状であってよくテーパー形状であってもよい。
図17は、図16に示される連結部分37の上面視における形状の一例を示す図である。図17は、連結部分37を他端54のZ軸方向における位置から一端52の方向に見た一例である。排ガス導入管32は、管体110およびガス通過部116を有する。ガス通過部116は、管体110の内側に設けられている。外側面112および内側面114は、それぞれ管体110の外側および内側の側面である。内側面114は、ガス通過部116に接する面である。
本例において、排ガス30が通過する方向はZ軸方向且つ他端54から一端52への方向である。本例において、排ガス30が通過する方向に直交する面は、XY面である。連結部分の一端52と他端54との間におけるガス通過部116のXY面内の面積を、面積S1とする。面積S1は、Z軸方向において連結部分37が最もくびれた部分におけるXY面内の断面積であってよい。一端52および他端54におけるガス通過部116のXY面内の面積を、面積S2とする。
本例において、面積S1は面積S2よりも小さい。連結部分37における面積S2の部分を通過する排ガス30の圧力は、面積S1の部分を通過する排ガス30の圧力よりも大きくなりやすい。排液46による硫黄酸化物(SO)等の物理吸収は、排ガス30の圧力が大きいほど促進される傾向にある。本例の排ガス処理装置100においては、この連結部分37に、噴霧部38が排液46を噴霧する。このため、本例の排ガス処理装置100においては、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質の物理吸収が、連結部分37において促進される。
なお、連結部分37における面積S1の部分に噴霧される排液46の速さが所定値以上である場合、面積S1の部分は、排ガス30を吸引するエジェクタの機能を有し得る。面積S1の部分が当該エジェクタの機能を有する場合、排ガス30の圧力損失が低減されやすくなる。
図18は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100においては、排ガス導入管32が第3部分61をさらに有する。また、本例の排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の少なくとも一方、並びに排液流量制御部75、バルブ77を備えない。本例の排ガス処理装置100は、これらの点において図15に示される例と異なる。
本例の第3部分61は、予め定められた第3高さに設けられる。本例において、当該第3高さは、反応塔10の底面16から第3部分61の底面までの第3高さh3である。第3高さh3は、第1高さh1および第2高さh2よりも低くてよい。
本例において、第3部分61は処理液47を滞留させる。本例において、第3部分61は第1高さh1および第2高さh2よりも低い第3高さh3に設けられるので、連結部分37を通過しながら硫黄酸化物(SO)等を物理吸収した処理液47は、第3部分61に滞留しやすい。図18において、第3部分61に滞留している処理液47がハッチングにて示されている。
第3部分61に処理液47が滞留している場合、排ガス導入管32を通過する排ガス30は、第3部分61において処理液47と接触しやすい。このため、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等が、処理液47にさらに物理吸収されやすくなる。
図19は、図5に示される排ガス処理装置100における排ガス導入管32の詳細の他の一例を示す図である。本例の排ガス処理装置100は、排ガス導入管32の内部に排液46の表面積を拡大させる充填剤63が設けられている。また、本例の排ガス処理装置100は、pH計45および総アルカリ度計55の少なくとも一方、並びに排液流量制御部75、バルブ77を備えない。本例の排ガス処理装置100は、これらの点において図15に示される例と異なる。本例においては、連結部分37の内部に充填剤63が設けられている。
充填剤63は、排液46を微粒化させることにより、排液46の表面積を拡大させる。充填剤63は、SUS329J4L等の耐食性ステンレスであってよい。充填剤63は、例えばラシヒリング、ポールリング、クロスリングおよびインターロックサドルの少なくともいずれかであってよい。充填剤63は、微粒子の集合体であってもよい。充填剤63は、セルロース((C10)等の有機化合物であってよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体であってもよい。
本例の排ガス処理装置100は、排ガス導入管32の内部に充填剤63が設けられているので、排液46が充填剤63に吸収されて排ガス導入管32の内部に滞留しやすくなるとともに排液46の表面積が拡大する。本例においては、連結部分37に排液46が滞留しやすくなる。連結部分37に排液46が滞留し、且つ、排液46の表面積が拡大している場合、排ガス30は連結部分37において排液46と接触しやすく、且つ、排ガス30と接触する排液46の表面積が増加しやすくなる。このため、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等が、排液46にさらに物理吸収されやすくなる。
図20は、本発明の一つの実施形態に係る排ガス処理装置100の制御フローの一例を示す図である。ステップS100において、排ガス処理装置100は第1ポンプ60(図1参照)および第2ポンプ62(図1参照)の運転を、それぞれの初期設定水量で開始する。
ステップS110において、排ガス処理装置100は動力装置50(図1参照)を始動する。ステップS110において、排ガス処理装置100は動力装置50と補助動力装置51(図12参照)とを始動してもよい。なお、ステップS110はステップS100の後に実施されてよく、ステップS100と同時に実施されてもよい。
ステップS120において、排ガス処理装置100は流量制御部70(図1参照)による液体40の流量制御を開始する。続くステップS130において、排ガス処理装置100は排液流量制御部75(図7参照)による排液46の流量制御を開始する。以上のステップにより、排ガス処理装置100は定常運転に至る。以下、本例の排ガス処理装置100が船舶向けスクラバである場合について、液体40および排液46の流量制御を説明する。
図21は、図20のステップS120における液体40の流量制御の詳細の一例を示すブロック図である。出力測定部202は、動力装置50の出力を測定する。出力測定部202は、動力装置50の出力と補助動力装置51の出力との合計を測定してもよい。動力装置50は、重油を燃焼することにより排ガス30を発生してよい。硫黄濃度設定部204は、使用する燃料中の硫黄(S)の濃度を設定する。当該設定値は、0.0重量%以上5.0重量%以下であってよい。当該設定値は、例えば3.5重量%である。当該設定値は、排ガス処理装置100のユーザーにより設定されてよい。
位置情報取得部206は、排ガス処理装置100が搭載された船舶の、海洋上における位置を取得する。位置情報取得部206は、例えば全地球測位システム(GPS(Global Positioning System))である。規制値設定部212は、位置情報取得部206により取得された海洋上の位置に応じて、排ガス30の規制値を設定する。当該規制値は、例えばその海域において使用できる燃料中の硫黄(S)の濃度の上限値である。当該規制値は、例えば0.5重量%であり、より厳しい海域においては例えば0.1重量%である。当該規制値は、排ガス処理装置100のユーザーにより設定されてもよい。
最低液体流量算出部214は、出力測定部202により測定された動力装置50の出力と、硫黄濃度設定部204により設定された硫黄(S)の濃度の設定値と、規制値設定部212により設定された、使用する燃料中の硫黄(S)の濃度の規制値とに基づいて、液体40の流量を算出する。液体40の当該流量は、排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等を化学吸収するために最低限必要な液体40の流量である。
二酸化炭素濃度測定部208は、浄化ガス34(図5参照)に含まれる二酸化炭素(CO)の濃度を測定する。二酸化硫黄濃度測定部210は、浄化ガス34(図5参照)に含まれる二酸化硫黄(SO)の濃度を測定する。二酸化炭素濃度測定部208および二酸化硫黄濃度測定部210は、濃度測定部73(図5参照)に含まれてよい。
(二酸化硫黄濃度/二酸化炭素濃度)比算出部216は、二酸化硫黄濃度測定部210により測定された、浄化ガス34の二酸化硫黄(SO)の濃度を、二酸化炭素濃度測定部208により測定された、浄化ガス34の二酸化炭素(CO)の濃度で除算する。
制御部218は、浄化ガス34の二酸化硫黄の濃度と二酸化炭素の濃度とに基づいて、第1噴出部14および第2噴出部84の少なくとも一方に供給される液体40および液体44の少なくとも一方の流量を制御してよい。本例においては、制御部218は、(二酸化硫黄濃度/二酸化炭素濃度)比算出部216により算出された(二酸化硫黄濃度/二酸化炭素濃度)比と、規制値設定部212により設定された硫黄(S)の濃度の規制値とに基づいて、制御出力MVcを出力する。制御部218は、PID制御により制御出力MVcを出力してよい。
補正液体流量算出部220は、最低液体流量算出部214により算出された液体40の流量と、制御部218により出力された制御出力MVcとに基づいて、液体40の補正流量を算出する。加算部222は、最低液体流量算出部214により算出された液体40の流量に、補正液体流量算出部220により算出された液体40の補正流量を加算する。加算部222は、当該補正流量が加算された液体40の流量を、比較部224に出力する。当該補正流量が加算された液体40の流量を、液体流量Mcとする。液体流量Mcは、後述する通り流量制御部70により制御される。
液体40の予め定められた流量の上限値および下限値を、それぞれ上限流量Mc1および下限流量Mc2とする。上限流量Mc1および下限流量Mc2は、それぞれ流量制御部70(図5参照)が制御可能な液体40の流量の上限値および下限値であってよい。
比較部224は、液体流量Mcと上限流量Mc1とを比較する。また、比較部224は液体流量Mcと下限流量Mc2とを比較する。液体流量Mcが上限流量Mc1以下且つ下限流量Mc2以上である場合(Mc2≦Mc≦Mc1である場合)、比較部224は液体流量Mcを流量制御部70に出力する。液体流量Mcが上限流量Mc1より大きい場合(Mc>Mc1である場合)、比較部224は上限流量Mc1を流量制御部70に出力する。液体流量Mcが下限流量Mc2未満である場合(Mc<Mc2である場合)、比較部224は下限流量Mc2を流量制御部70に出力する。流量制御部70は、反応塔10に供給される液体40の流量が、比較部224により出力された液体40の流量になるように、液体40の流量を制御する。なお、上限流量Mc1および下限流量Mc2は、比較部224に記憶されていてよい。
図22は、図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の一例を示すブロック図である。図22は、図7に示される排ガス処理装置100における排液46の流量制御の一例である。本例において、排液流量制御部75は温度測定部41により測定された排ガス30の温度に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。
温度測定部41(図7参照)は、排ガス30の温度を測定する。本例において、温度測定部41は排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)等の有害物質の少なくとも一部が、噴霧部38から噴霧された排液46により処理(物理吸収)された排ガス30の温度を測定する。
温度設定部302は、排液46により処理(物理吸収)された排ガス30の目標温度Ttを設定する。目標温度Ttは、排ガス処理装置100のユーザーにより設定されてよい。排ガス30の目標温度Ttは、30℃以上95℃以下であってよい。排ガス30の目標温度Ttは、例えば40℃である。
制御部304は、温度測定部41により測定された排ガス30の温度と、温度設定部302により設定された目標温度Ttとに基づいて、制御出力MVpを出力する。制御部304は、PID制御により制御出力MVpを出力してよい。
排液流量算出部306は、制御出力MVpに基づいて排液46の流量を算出する。当該流量を、排液流量Mpとする。排液流量Mpは、温度測定部41により測定された排ガス30の温度を目標温度Ttに近付けるために必要な流量であってよい。
排液46の予め定められた流量の上限値および下限値を、それぞれ上限流量Mp1および下限流量Mp2とする。上限流量Mp1および下限流量Mp2は、それぞれ排液流量制御部75(図7参照)が制御可能な排液46の流量の上限値および下限値であってよい。
比較部308は、排液流量Mpと上限流量Mp1とを比較する。また、比較部308は排液流量Mpと下限流量Mp2とを比較する。排液流量Mpが上限流量Mp1以下且つ下限流量Mp2以上である場合(Mp2≦Mp≦Mp1である場合)、比較部308は排液流量Mpを排液流量制御部75に出力する。排液流量Mpが上限流量Mp1より大きい場合(Mp>Mp1である場合)、比較部308は上限流量Mp1を排液流量制御部75に出力する。排液流量Mpが下限流量Mp2未満である場合(Mp≦Mp2である場合)、比較部308は下限流量Mp2を排液流量制御部75に出力する。排液流量制御部75は、噴霧部38から噴出される排液46の流量が、比較部308により出力された排液46の流量になるように、排液46の流量を制御する。なお、上限流量Mp1および下限流量Mp2は、比較部308に記憶されていてよい。
図23は、図20のステップS120における液体40の流量制御の詳細の一例、および、ステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。図23は、図9に示される排ガス処理装置100における液体40および排液46の流量制御の一例である。本例のブロック図は、排液流量算出部226および比較部228をさらに備える点で図21に示されるブロック図と異なる。本例において、排液流量制御部75は流量制御部70により制御される液体40の流量(液体流量Mc)に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。本例において、流量制御部70は図21に示される例と同様に液体40の流量を制御する。
排液流量算出部226は、加算部222により補正流量が加算された液体40の流量に基づいて排液46の流量を算出する。排液46の当該流量を、排液流量Mp'とする。排液流量算出部226は、排液流量Mp'が液体流量Mcに対して予め定められた割合になるように、排液流量Mp'を算出してよい。排液流量算出部226は、排液流量Mp'を液体流量Mcの1/10以上4/10以下に算出してよい。排液流量算出部226は、例えば排液流量Mp'を液体流量Mcの1/5に制御する。
比較部228は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp'と上限流量Mp1とを比較する。比較部228は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp'と下限流量Mp2とを比較する。比較部228は、比較した結果を排液流量制御部75に出力する。排液流量制御部75は、噴霧部38から噴出される排液46の流量が、比較部228により出力された排液46の流量になるように、排液46の流量を制御する。なお、上限流量Mp1および下限流量Mp2は、比較部228に記憶されていてよい。
図24は、図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。図24は、図10に示される排ガス処理装置100における排液46の流量制御の一例である。本例のブロック図は、図22のブロック図における排液流量算出部306および比較部308に代えて、それぞれ排液流量算出部310および比較部312を備える点で、図22に示されるブロック図と異なる。
本例において、排液流量制御部75は流量測定部65により測定された液体40の流量に基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。液体40の当該流量を液体流量Mc'とする。排液46の当該流量を排液流量Mp''とする。排液流量算出部310は、排液流量Mp''が液体流量Mc'に対して予め定められた割合になるように、排液流量Mp''を算出してよい。排液流量算出部310は、排液流量Mp''を液体流量Mc'の1/10以上4/10以下に制御してよい。排液流量算出部310は、例えば排液流量Mp''を液体流量Mc'の1/5に制御する。
比較部312は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp''と上限流量Mp1とを比較する。比較部312は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp''と下限流量Mp2とを比較する。比較部312は、比較した結果を排液流量制御部75に出力する。排液流量制御部75は、噴霧部38から噴出される排液46の流量が、比較部312により出力された排液46の流量になるように、排液46の流量を制御する。なお、上限流量Mp1および下限流量Mp2は、比較部312に記憶されていてよい。
図25は、図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。図25は、図8に示される排ガス処理装置100における排液46の流量制御の一例である。本例のブロック図は、図22のブロック図における温度設定部302および温度測定部41に代えて、それぞれpH設定部320およびpH計48を備える点で図22に示されるブロック図と異なる。また、本例のブロック図は、図22のブロック図における制御部304、排液流量算出部306および比較部308に代えて、それぞれ制御部322、排液流量算出部324および比較部326を備える点で図22に示されるブロック図と異なる。
pH計48(図8参照)は、処理液47(図8参照)のpHを計測する。処理液47は、図8の説明において述べたとおり、噴霧部38により噴霧された排液46が排ガス30に含まれる硫黄酸化物(SO)の少なくとも一部を処理(物理吸収)した排液46である。
本例において、排液流量制御部75は、噴霧部38により噴霧された排液46が排ガス30を処理した処理液のpHに基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。pH設定部320は、処理液47の目標pHを設定する。目標pHは、排ガス処理装置100のユーザーにより設定されてよい。処理液47の目標pHは、1.0以上4.0以下であってよい。処理液47の目標pHは、例えば2.5である。
制御部322は、pH計48により計測された処理液47のpHと、pH設定部320により設定された目標pHとに基づいて、制御出力MVp'を出力する。制御部322は、PID制御により制御出力MVp'を出力してよい。
排液流量算出部324は、制御出力MVp'に基づいて排液46の流量を算出する。当該流量を、排液流量Mp'''とする。排液流量Mp'''は、pH計48により計測された処理液47のpHを目標pHに近付けるために必要な流量であってよい。
比較部326は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp'''と上限流量Mp1とを比較する。比較部326は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mp'''と下限流量Mp2とを比較する。比較部326は、比較した結果を排液流量制御部75に出力する。排液流量制御部75は、噴霧部38から噴出される排液46の流量が、比較部326により出力された排液46の流量になるように、排液46の流量を制御する。なお、上限流量Mp1および下限流量Mp2は、比較部326に記憶されていてよい。
図26は、図20のステップS130における排液46の流量制御の詳細の他の一例を示すブロック図である。図26は、図14に示される排ガス処理装置100における排液46の流量制御の一例である。本例のブロック図は、図25のブロック図におけるpH設定部320、制御部322、排液流量算出部324および比較部326に代えて、それぞれpH設定部330、制御部332、排液流量算出部334および比較部336を備える点で図25に示されるブロック図と異なる。
pH計45(図14参照)は、排水43(図14参照)のpHを計測する。排水43は、図14の説明において述べたとおり、排出管58から排出された処理液47と、反応塔10から排出され排ガス30を処理した排液46とが混合された液体である。
本例において、排液流量制御部75は排水43のpHに基づいて、噴霧部38に供給される排液46の流量を制御する。pH設定部330は、排水43の目標pH'を設定する。目標pH'は、排ガス処理装置100のユーザーにより設定されてよい。排水43の目標pH'は、1.0以上5.0以下であってよい。排水43の目標pH'は、例えば3.0である。
制御部332は、pH計45により計測された排水43のpHと、pH設定部330により設定された目標pH'とに基づいて、制御出力MVp''を出力する。制御部332は、PID制御により制御出力MVp''を出力してよい。
排液流量算出部334は、制御出力MVp''に基づいて排液46の流量を算出する。当該流量を、排液流量Mppとする。排液流量Mppは、pH計45により計測された排水43のpHを目標pH'に近付けるための流量であってよい。
比較部336は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mppと上限流量Mp1とを比較する。比較部336は、図22の例における比較部308と同様に、排液流量Mppと下限流量Mp2とを比較する。比較部336は、比較した結果を排液流量制御部75に出力する。排液流量制御部75は、噴霧部38から噴出される排液46の流量が、比較部336により出力された排液46の流量になるように、排液46の流量を制御する。なお、上限流量Mp1および下限流量Mp2は、比較部336に記憶されていてよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
[項目1]
排ガスが導入され、上記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
上記反応塔の内部に上記液体を噴出する第1噴出部と、
上記反応塔に供給される上記液体の流量を制御する流量制御部と、
上記反応塔に上記排ガスを導入する排ガス導入管と、
上記排ガスに、上記排ガスを処理した排液を、上記排ガス導入管の内部または上記反応塔の内部における上記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
を備え、
上記流量制御部は、上記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、上記反応塔に供給される上記液体の流量を制御する、
排ガス処理装置。
[項目2]
上記流量制御部は、上記排液のpHが4以下になるように、上記反応塔に供給される上記液体の流量を制御する、項目1に記載の排ガス処理装置。
[項目3]
上記流量制御部は、上記排液の総アルカリ度が5mg/L以下になるように、上記反応塔に供給される上記液体の流量を制御する、項目1に記載の排ガス処理装置。
[項目4]
上記反応塔の内部に上記液体を噴出する第2噴出部をさらに備え、
上記第1噴出部は、上記反応塔の内部において上記排ガスの導入側および排出側の一方に設けられ、
上記第2噴出部は、上記反応塔の内部において上記排ガスの導入側および排出側の他方に設けられ、
上記流量制御部は、上記第1噴出部および上記第2噴出部の少なくとも一方に供給される上記液体の流量を制御する、
項目1から3のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目5]
上記反応塔は、上記反応塔の内部において上記排ガスが上記液体により処理された浄化ガスを生成し、
上記流量制御部は、上記浄化ガスの二酸化硫黄の濃度と二酸化炭素の濃度とに基づいて、上記第1噴出部および上記第2噴出部の少なくとも一方に供給される上記液体の流量を制御する、
項目4に記載の排ガス処理装置。
[項目6]
上記第1噴出部は、上記排ガスの導入側に設けられ、
上記第2噴出部は、上記排ガスの排出側に設けられ、
上記流量制御部は、上記第1噴出部に供給される上記液体の流量に基づいて、上記第2噴出部に供給される上記液体の流量を制御する、
項目4または5に記載の排ガス処理装置。
[項目7]
上記流量制御部は、上記第1噴出部に供給される上記液体の流量を減少させた場合、上記第2噴出部に供給される上記液体の流量を増加させる、項目6に記載の排ガス処理装置。
[項目8]
上記第1噴出部および上記第2噴出部の少なくとも一方から噴出される上記液体は、上記反応塔の内部において、上記排ガスの排出側から導入側に進行しながら上記排ガスを処理し、
上記流量制御部は、上記排ガスの導入側から排出側への方向における、上記第1噴出部よりも上記排ガスの導入側の上記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、上記反応塔に供給される上記液体の流量を制御する、
項目6または7に記載の排ガス処理装置。
[項目9]
液体供給部をさらに備え、
上記液体供給部は、上記第2噴出部から噴出され上記排ガスを処理した上記液体を、上記第1噴出部に供給する、
項目6から8のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目10]
上記排液を冷却する第1熱交換器をさらに備え、
上記噴霧部は、上記第1熱交換器により冷却された上記排液を、上記排ガスに噴霧する、
項目1から9のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目11]
上記排ガス導入管は、予め定められた第1高さに設けられ、上記排ガスが通過する第1部分と、上記第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、上記排ガスが通過する第2部分と、を有し、
上記第1部分は、上記反応塔に接続され、
上記噴霧部は、上記第1部分を通過する上記排ガスに、上記排液を噴霧する、
項目1から10のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目12]
上記排ガス導入管は、予め定められた第1高さに設けられ、上記排ガスが通過する第1部分と、上記第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、上記排ガスが通過する第2部分と、一端が上記第1部分に接続され、他端が上記第2部分に接続され、上記排ガスが通過する連結部分と、を有し、
上記第1部分は、上記反応塔に接続され、
上記噴霧部は、上記連結部分を通過する上記排ガスに、上記排液を噴霧する、
項目1から10のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目13]
上記排ガス導入管は、管体と、上記管体の内側に設けられ、上記排ガスが通過するガス通過部と、を有し、
上記連結部分の上記一端と上記他端との間における、上記排ガスが通過する方向に直交する面内の上記ガス通過部の断面積は、上記一端における上記面内の上記ガス通過部の断面積よりも小さく、且つ、上記他端における上記面内の上記ガス通過部の断面積よりも小さい、
項目12に記載の排ガス処理装置。
[項目14]
上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
上記噴霧部により噴霧された上記排液が上記排ガスを処理した処理液を、上記排ガス導入管の外部に排出する排出管と、
をさらに備え、
上記排液流量制御部は、上記排出管から排出された上記処理液と、上記反応塔から排出され上記排ガスを処理した上記排液とが混合された排水のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する、
項目11から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目15]
上記排ガス導入管から上記排出管に排出された上記排液の熱を回収する第2熱交換器をさらに備える、項目14に記載の排ガス処理装置。
[項目16]
上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備え、
上記排液流量制御部は、上記噴霧部により噴霧された上記排液が上記排ガスを処理した処理液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する、
項目11から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目17]
上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
上記排ガスの温度を測定する温度測定部と、
をさらに備え、
上記排液流量制御部は、上記温度測定部により測定された上記排ガスの温度に基づいて、上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する、
項目11から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目18]
上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備え、
上記排液流量制御部は、上記流量制御部により制御される上記液体の流量に基づいて、上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する、
項目11から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目19]
上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
上記反応塔に供給される上記液体の流量を測定する流量測定部と、
をさらに備え、
上記排液流量制御部は、上記流量測定部により測定された上記液体の流量に基づいて、上記噴霧部に供給される上記排液の流量を制御する、
項目11から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目20]
上記排ガス導入管の内部に、上記排液の表面積を拡大させるための充填剤が設けられている、項目11から19のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目21]
上記排ガス導入管は、上記排ガスが通過する第3部分をさらに有し、
上記第3部分は、上記第1高さおよび上記第2高さよりも低い、予め定められた第3高さに設けられ、
上記第3部分は、上記排液を滞留させる、
項目11から20いずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目22]
上記排ガス導入管に設けられ、上記排ガスを冷却するエコノマイザーをさらに備える、項目11から21のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目23]
上記排液を、上記液体の少なくとも一部で希釈する希釈部をさらに備える、項目1から22のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
[項目24]
上記排ガスは、船舶の主機エンジンおよび補機エンジンの少なくとも一方から排出される、項目1から23のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
10・・・反応塔、11・・・ガス導入開口、12・・・幹管、13・・・第1枝管、14・・・第1噴出部、15・・・側壁、16・・・底面、17・・・ガス排出口、18・・・ガス処理部、19・・・液体排出口、20・・・排水管、22・・・導入部、23・・・回収管、24・・・底面、25・・・導入管、26・・・側面、27・・・回収管、29・・・供給管、30・・・排ガス、32・・・排ガス導入管、33・・・第1部分、34・・・浄化ガス、35・・・第2部分、37・・・連結部分、38・・・噴霧部、39・・・導出部分、40・・・液体、41・・・温度測定部、42・・・pH計、43・・・排水、44・・・液体、45・・・pH計、46・・・排液、47・・・処理液、48・・・pH計、49・・・総アルカリ度計、50・・・動力装置、51・・・補助動力装置、52・・・一端、53・・・総アルカリ度計、54・・・他端、55・・・総アルカリ度計、56・・・排液排出口、57・・・処理液排出口、58・・・排出管、59・・・導出部分、60・・・第1ポンプ、61・・・第3部分、62・・・第2ポンプ、63・・・充填剤、65・・・流量測定部、67・・・管、70・・・流量制御部、72・・・バルブ、73・・・濃度測定部、74・・・液体供給部、75・・・排液流量制御部、77・・・バルブ、80・・・第1熱交換器、82・・・第2熱交換器、83・・・第2枝管、84・・・第2噴出部、90・・・希釈部、100・・・排ガス処理装置、110・・・管体、112・・・外側面、114・・・内側面、116・・・ガス通過部、130・・・エコノマイザー、202・・・出力測定部、204・・・硫黄濃度設定部、206・・・位置情報取得部、208・・・二酸化炭素濃度測定部、210・・・二酸化硫黄濃度測定部、212・・・規制値設定部、214・・・最低液体流量算出部、216・・・(二酸化硫黄濃度/二酸化炭素濃度)比算出部、218・・・制御部、220・・・補正液体流量算出部、222・・・加算部、224・・・比較部、226・・・排液流量算出部、228・・・比較部、302・・・温度設定部、304・・・制御部、306・・・排液流量算出部、308・・・比較部、310・・・排液流量算出部、312・・・比較部、320・・・pH設定部、322・・・制御部、324・・・排液流量算出部、326・・・比較部、330・・・pH設定部、332・・・制御部、334・・・排液流量算出部、336・・・比較部

Claims (26)

  1. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御
    前記排ガスは動力装置により排出され、前記排ガス導入管の内部を前記動力装置から前記反応塔への方向に進行し、
    前記噴霧部は、前記排ガスに前記排液を、前記排ガス導入管の内部において、前記動力装置から前記反応塔への方向に噴霧する、
    排ガス処理装置。
  2. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記排ガス導入管は、
    予め定められた第1高さに設けられ、前記排ガスが通過する第1部分と、
    前記第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、前記排ガスが通過する第2部分と、
    前記排ガスが通過する第3部分と、
    一端が前記第2部分に接続され、他端が前記第3部分に接続され、前記排ガスが通過する連結部分と、
    を有し、
    前記第1部分は、前記反応塔に接続され、
    前記第3部分の一端および他端は、それぞれ前記第1部分および前記連結部分に接続され、
    前記噴霧部は、前記連結部分を通過する前記排ガスに、前記排液を噴霧し、
    前記第3部分は、前記第1高さおよび前記第2高さよりも低い、予め定められた第3高さに設けられ、前記排液を滞留させる、
    排ガス処理装置。
  3. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
    前記噴霧部により噴霧された前記排液が前記排ガスを処理した処理液を、前記排ガス導入管の外部に排出する排出管と、
    をさらに備え、
    前記排液流量制御部は、前記排出管から排出された前記処理液と、前記反応塔から排出され前記排ガスを処理した前記排液とが混合された排水のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する、
    排ガス処理装置。
  4. 前記排ガス導入管から前記排出管に排出された前記排液の熱を回収する第2熱交換器をさらに備える、請求項3に記載の排ガス処理装置。
  5. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備え、
    前記排液流量制御部は、前記噴霧部により噴霧された前記排液が前記排ガスを処理した処理液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する、
    排ガス処理装置。
  6. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
    前記排ガスの温度を測定する温度測定部と、
    をさらに備え、
    前記排液流量制御部は、前記温度測定部により測定された前記排ガスの温度に基づいて、前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する、
    排ガス処理装置。
  7. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する排液流量制御部をさらに備え、
    前記排液流量制御部は、前記流量制御部により制御される前記液体の流量に基づいて、前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する、
    排ガス処理装置。
  8. 排ガスが導入され、前記排ガスを処理する液体が供給される反応塔と、
    前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第1噴出部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する流量制御部と、
    前記反応塔に前記排ガスを導入する排ガス導入管と、
    前記排ガスに、前記排ガスを処理した排液を、前記排ガス導入管の内部または前記反応塔の内部における前記排ガス導入管の近傍に噴霧する噴霧部と、
    を備え、
    前記流量制御部は、前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御し、
    前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する排液流量制御部と、
    前記反応塔に供給される前記液体の流量を測定する流量測定部と、
    をさらに備え、
    前記排液流量制御部は、前記流量測定部により測定された前記液体の流量に基づいて、前記噴霧部に供給される前記排液の流量を制御する、
    排ガス処理装置。
  9. 前記排ガス導入管は、
    予め定められた第1高さに設けられ、前記排ガスが通過する第1部分と、
    前記第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、前記排ガスが通過する第2部分と、
    を有し、
    前記第1部分は、前記反応塔に接続され、
    前記噴霧部は、前記第1部分を通過する前記排ガスに、前記排液を噴霧する、
    請求項1および3からのいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  10. 前記排ガス導入管は、前記排ガスが通過する第3部分をさらに有し、
    前記第3部分は、前記第1高さおよび前記第2高さよりも低い、予め定められた第3高さに設けられ、
    前記第3部分は、前記排液を滞留させる、
    請求項に記載の排ガス処理装置。
  11. 前記排ガス導入管は、
    予め定められた第1高さに設けられ、前記排ガスが通過する第1部分と、
    前記第1高さよりも高い、予め定められた第2高さに設けられ、前記排ガスが通過する第2部分と、
    一端が前記第1部分に接続され、他端が前記第2部分に接続され、前記排ガスが通過する連結部分と、
    を有し、
    前記第1部分は、前記反応塔に接続され、
    前記噴霧部は、前記連結部分を通過する前記排ガスに、前記排液を噴霧する、
    請求項1および3からのいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  12. 前記排ガス導入管は、
    管体と、
    前記管体の内側に設けられ、前記排ガスが通過するガス通過部と、
    を有し、
    前記連結部分の前記一端と前記他端との間における、前記排ガスが通過する方向に直交する面内の前記ガス通過部の断面積は、前記一端における前記面内の前記ガス通過部の断面積よりも小さく、且つ、前記他端における前記面内の前記ガス通過部の断面積よりも小さい、
    請求項11に記載の排ガス処理装置。
  13. 前記噴霧部は、前記排ガスに前記排液を、前記排ガス導入管の内部における前記排ガスの進行方向に噴霧する、請求項2から12のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  14. 前記流量制御部は、前記排液のpHが4以下になるように、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する、請求項1から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  15. 前記流量制御部は、前記排液の総アルカリ度が5mg/L以下になるように、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する、請求項1から13のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  16. 前記反応塔の内部に前記液体を噴出する第2噴出部をさらに備え、
    前記第1噴出部は、前記反応塔の内部において前記排ガスの導入側および排出側の一方に設けられ、
    前記第2噴出部は、前記反応塔の内部において前記排ガスの導入側および排出側の他方に設けられ、
    前記流量制御部は、前記第1噴出部および前記第2噴出部の少なくとも一方に供給される前記液体の流量を制御する、
    請求項1から15のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  17. 前記反応塔は、前記反応塔の内部において前記排ガスが前記液体により処理された浄化ガスを生成し、
    前記流量制御部は、前記浄化ガスの二酸化硫黄の濃度と二酸化炭素の濃度とに基づいて、前記第1噴出部および前記第2噴出部の少なくとも一方に供給される前記液体の流量を制御する、
    請求項16に記載の排ガス処理装置。
  18. 前記第1噴出部は、前記排ガスの導入側に設けられ、
    前記第2噴出部は、前記排ガスの排出側に設けられ、
    前記流量制御部は、前記第1噴出部に供給される前記液体の流量に基づいて、前記第2噴出部に供給される前記液体の流量を制御する、
    請求項16または17に記載の排ガス処理装置。
  19. 前記流量制御部は、前記第1噴出部に供給される前記液体の流量を減少させた場合、前記第2噴出部に供給される前記液体の流量を増加させる、請求項18に記載の排ガス処理装置。
  20. 前記第1噴出部および前記第2噴出部の少なくとも一方から噴出される前記液体は、前記反応塔の内部において、前記排ガスの排出側から導入側に進行しながら前記排ガスを処理し、
    前記流量制御部は、前記排ガスの導入側から排出側への方向における、前記第1噴出部よりも前記排ガスの導入側の前記排液のpHおよび総アルカリ度の少なくとも一方に基づいて、前記反応塔に供給される前記液体の流量を制御する、
    請求項18または19に記載の排ガス処理装置。
  21. 液体供給部をさらに備え、
    前記液体供給部は、前記第2噴出部から噴出され前記排ガスを処理した前記液体を、前記第1噴出部に供給する、
    請求項18から20のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  22. 前記排液を冷却する第1熱交換器をさらに備え、
    前記噴霧部は、前記第1熱交換器により冷却された前記排液を、前記排ガスに噴霧する、
    請求項1から21のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  23. 前記排ガス導入管の内部に、前記排液の表面積を拡大させるための充填剤が設けられ、
    前記液体により処理される前の前記排ガスが、前記充填剤を通過する、
    請求項1から22のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  24. 前記排ガス導入管に設けられ、前記排ガスを冷却するエコノマイザーをさらに備える、請求項1から23のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  25. 前記排液を、前記液体の少なくとも一部で希釈する希釈部をさらに備える、請求項1から24のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
  26. 前記排ガスは、船舶の主機エンジンおよび補機エンジンの少なくとも一方から排出される、請求項1から25のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
JP2021562598A 2019-12-04 2020-11-25 排ガス処理装置 Active JP7310920B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019219564 2019-12-04
JP2019219564 2019-12-04
PCT/JP2020/043907 WO2021111957A1 (ja) 2019-12-04 2020-11-25 排ガス処理装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2021111957A1 JPWO2021111957A1 (ja) 2021-06-10
JPWO2021111957A5 JPWO2021111957A5 (ja) 2022-02-22
JP7310920B2 true JP7310920B2 (ja) 2023-07-19

Family

ID=76222368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021562598A Active JP7310920B2 (ja) 2019-12-04 2020-11-25 排ガス処理装置

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3964278A4 (ja)
JP (1) JP7310920B2 (ja)
KR (1) KR20220002566A (ja)
CN (1) CN113905803A (ja)
WO (1) WO2021111957A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023219373A1 (ko) * 2022-05-09 2023-11-16 보평그린(주) 대형 선박 엔진으로부터 배출되는 카본 수트를 포함하는 분진 저감 시스템

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317241A (ja) 1999-05-07 2000-11-21 Daido Steel Co Ltd スプレー冷却塔の制御装置
JP2010115602A (ja) 2008-11-13 2010-05-27 Babcock Hitachi Kk 湿式二段脱硫方法と装置
WO2010116482A1 (ja) 2009-04-06 2010-10-14 三菱重工業株式会社 海水脱硫酸化処理装置、脱硫海水の処理方法及びこれを適用した発電システム
JP5465940B2 (ja) 2003-12-04 2014-04-09 ノヴァレッド・アクチエンゲゼルシャフト 有機メソメリー化合物の使用、有機半導体物質、及び、電子素子
WO2016009549A1 (ja) 2014-07-18 2016-01-21 富士電機株式会社 スクラバの海水量制御装置、スクラバの海水量制御方法及びアルカリ量制御装置
WO2017002537A1 (ja) 2015-07-01 2017-01-05 富士電機株式会社 排ガス処理装置
JP2017504476A (ja) 2014-01-17 2017-02-09 マリン イグゾースト ソリューションズ インク.Marine Exhaust Solutions Inc. 海洋排気ガス浄化処理システム
JP2018507779A (ja) 2015-03-04 2018-03-22 サムスン・ヘヴィー・インダストリーズ・カンパニー・リミテッド 汚染物質低減装置及び方法
JP2019130461A (ja) 2018-01-30 2019-08-08 オルガノ株式会社 ガス除害システム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5624523Y2 (ja) * 1977-10-17 1981-06-09
JPS56136617A (en) * 1980-03-25 1981-10-26 Babcock Hitachi Kk Gas absorption tower
JPS6188033A (ja) 1984-10-04 1986-05-06 Kyocera Corp セラミツク製弾条体
JPS6271516A (ja) * 1985-09-24 1987-04-02 Oji Koei Kk 紙パルプ工場における排ガス脱硫装置
JPS63242322A (ja) * 1987-03-31 1988-10-07 Takuma Co Ltd 排ガスの洗浄方法
JPH0686911B2 (ja) 1989-06-30 1994-11-02 株式会社東京興業貿易商会 エンド・シール一体型軸封装置
JPH0686911A (ja) 1992-09-09 1994-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硫・脱炭同時処理方法
JPH06285326A (ja) * 1993-04-05 1994-10-11 Chiyoda Corp 排煙脱硫方法と排煙脱硫装置
RU2140809C1 (ru) * 1995-02-28 1999-11-10 Бабкок-Хитачи Кабусики Кайса Установка мокрого типа для обессеривания топочных газов и способ использования твердого обессеривающего вещества
JPH09166315A (ja) * 1995-12-14 1997-06-24 Kawasaki Heavy Ind Ltd 排煙の冷却,排熱回収システム
JPH10314537A (ja) 1997-05-16 1998-12-02 Babcock Hitachi Kk 被処理ガス中のガス成分処理方法
JP5412171B2 (ja) 2009-04-30 2014-02-12 三菱重工業株式会社 合成ガスから酸性ガスを分離する方法および装置
EP2578292B1 (en) * 2011-10-07 2018-12-26 General Electric Technology GmbH A method of controlling a wet scrubber useful for removing sulphur dioxide from a process gas
JP6188033B2 (ja) 2015-03-13 2017-08-30 三菱重工業株式会社 スクラバ、排ガス処理装置、船舶
JP5979269B1 (ja) * 2015-03-16 2016-08-24 富士電機株式会社 排ガス処理装置
JP5999226B1 (ja) * 2015-06-26 2016-09-28 富士電機株式会社 排ガス処理装置
CN106076066A (zh) * 2016-06-11 2016-11-09 彭斯干 海水式碳捕集封存方法及装置
CN106474895A (zh) * 2016-12-29 2017-03-08 苏跃进 一种深度脱除烟气中硫氧化物的方法及装置
EP3401003B1 (en) * 2017-05-11 2020-03-11 General Electric Technology GmbH Wet scrubber tower with plates between nozzles for wet flue gas desulphurisation and particulate matter removal
CN206996233U (zh) * 2017-07-07 2018-02-13 金川集团股份有限公司 一种塔囱一体的烟气处理装置
JP7161294B2 (ja) * 2018-03-06 2022-10-26 三菱重工業株式会社 脱硫装置の運転支援システム及び運転支援方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000317241A (ja) 1999-05-07 2000-11-21 Daido Steel Co Ltd スプレー冷却塔の制御装置
JP5465940B2 (ja) 2003-12-04 2014-04-09 ノヴァレッド・アクチエンゲゼルシャフト 有機メソメリー化合物の使用、有機半導体物質、及び、電子素子
JP2010115602A (ja) 2008-11-13 2010-05-27 Babcock Hitachi Kk 湿式二段脱硫方法と装置
WO2010116482A1 (ja) 2009-04-06 2010-10-14 三菱重工業株式会社 海水脱硫酸化処理装置、脱硫海水の処理方法及びこれを適用した発電システム
JP2017504476A (ja) 2014-01-17 2017-02-09 マリン イグゾースト ソリューションズ インク.Marine Exhaust Solutions Inc. 海洋排気ガス浄化処理システム
WO2016009549A1 (ja) 2014-07-18 2016-01-21 富士電機株式会社 スクラバの海水量制御装置、スクラバの海水量制御方法及びアルカリ量制御装置
JP2018507779A (ja) 2015-03-04 2018-03-22 サムスン・ヘヴィー・インダストリーズ・カンパニー・リミテッド 汚染物質低減装置及び方法
WO2017002537A1 (ja) 2015-07-01 2017-01-05 富士電機株式会社 排ガス処理装置
JP2019130461A (ja) 2018-01-30 2019-08-08 オルガノ株式会社 ガス除害システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP3964278A4 (en) 2022-07-20
EP3964278A1 (en) 2022-03-09
CN113905803A (zh) 2022-01-07
WO2021111957A1 (ja) 2021-06-10
JPWO2021111957A1 (ja) 2021-06-10
KR20220002566A (ko) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101530499B1 (ko) 스크러버 시스템 및 방법
US20190083924A1 (en) Amount of seawater control device for scrubber, amount of seawater control method for scrubber, and amount of alkali control device and amount of alkali control method
US9550145B2 (en) Exhaust gas treatment apparatus, ship, and exhaust gas treatment method
JP5939366B1 (ja) スクラバの海水量制御装置、スクラバの海水量制御方法及びアルカリ量制御装置
EP3187245B1 (en) Exhaust gas treatment apparatus
WO2014156985A1 (ja) 海水排煙脱硫装置とその運用方法
US8496742B2 (en) Wet flue-gas desulfurization equipment
EP3189883B1 (en) Exhaust gas treatment device and waste water treatment method for exhaust gas treatment device
JP2013086054A (ja) 海水利用の湿式石灰石−石膏法脱硫装置
PL190656B1 (pl) Sposób obróbki gazu spalinowego
JP7310920B2 (ja) 排ガス処理装置
JP5731291B2 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理方法
CN104324597A (zh) 一种组合式烟气净化系统及其净化方法
KR20140073280A (ko) 선박용 배기 가스 정화장치
KR102378554B1 (ko) 선박용 배기가스 처리장치 및 이를 포함하는 선박
KR101908561B1 (ko) 다중 리액터와 선형 커넥터를 구비한 scr 시스템
JP7323052B2 (ja) 排ガス処理装置および液体排出ユニット
JP2006320828A (ja) 湿式排煙脱硫装置
JP2018130672A (ja) 排ガス処理方法及び排ガス処理装置
WO2022137770A1 (ja) 排ガス処理装置
JP7375929B2 (ja) 船舶用排ガス処理装置
US20230372867A1 (en) Apparatus for reducing greenhouse gas emission in vessel and vessel including the same
US11852062B2 (en) Apparatus for reducing greenhouse gas emission in vessel and vessel including the same
KR20050068672A (ko) 산성가스를 처리하기 위한 스크러버 시스템
KR20230016692A (ko) 사이클론식의 배기가스 정화 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A527

Effective date: 20211126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230217

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: 20230606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7310920

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150