JPS6391401A - 排ガスエコノマイザ煤付着防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶推進用ディーゼル機関等の主機関からの
排気ガスの熱を利用して蒸気を作る。

いわゆる主機関からの排気ガスの熱を回収する排ガスエ
コノマイザにおける煤付着防止法に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼル機関で推進する船舶の省エネ対策の一つに主
機関の排気ガス利用ボイラすなわち排ガスエコノマイザ
の設置がある。航海中この排ガスエコノマイザによって
発生した蒸気で発電機を駆動して船内の所要電力を賄い
、また蒸気の一部は船内における厨房用、その他の雑用
に供されるので、別にディーゼル発電機を運転したり、
補助ボイラによる汽醸の必要がなく。

その分の燃料と人的労力を節約できる。従ってこの排ガ
スエコノマイザが常時計画通りに機能するか否かが省エ
ネ効果を大きく左右する。その効果に最も影響を与える
ものが伝熱管への煤付着である。

特に近年は、船舶用ディーゼル機関の燃ワト油としては
、接触加熱分解残渣油等の劣質油が使用されるため硫黄
分やバナジウムが多い。また残留炭素分や灰分も多いの
で燃焼によって発生する煤（未燃分及び灰分）も多い。

燃焼により硫黄は二酸化硫黄（ＳＯ２）になり、その数
％が酸化されて三酸化硫黄（ＳＯ３）になる。この場合
バナジウムは触媒としてこの酸化を促進する。このＳ０
３は水分と反応して硫酸を生成する。船舶用ディーゼル
機関の通常の運転状態での排ガス中で生成される硫酸の
露点は燃料油中硫黄分濃度や過剰空気率によって異なる
が１３０〜１４０℃程度である。従って伝熱管の管壁温
度がこの硫酸の露点以下では硫酸が管壁北に結露し、煤
を固着させる。またガス中の硫酸は浮遊している煤の表
面に吸収されて、これが結合材となって煤は大きな粒子
に凝集し管壁やケーシング等に衝突し、粘着性の堆積物
となって伝熱阻害を起こすだけでなく鋼の腐食を惹き起
こす。

これを防ぐために、特願昭６０−２６１９２８号では排
ガス中にアンモニアガスを注入して、排ガス中のＳＯｘ
の２〜３％のＳ０３ヲアンモニアガスと反応させて硫酸
アンモニウムを生成し、硫酸を中和することで、煤の付
着を防いでいる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

煤の伝熱管への付着を防止するために、・排ガス中にア
ンモニアガスを注入するのは、有効な手段ではあるが、
単にＳ０３を中和させるのに見合う量のアンモニアガス
を供給すると、その供給量は少く１本体の径が３〜４ｍ
もある排ガスエコノマイザ内に供給することとなると、
ガス噴射器等の点から供給個所が少なくせざるをえず、
このため排ガス中に均一に供給できず、未反応流域もで
きることとなる欠点がある。

又、Ｓ０３量に関係なく、均一に混合するようにアンモ
ニアガスの供給量を増すと、多量のアンモニアガスを使
用することとなり、又、未反応アンモニアガスが外部に
排出されることとなって環境り問題となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、）、記の点を考慮し、排ガスエコノマイザ内
を流れる排ガス中に、アンモニアガスと空気とを混合し
て形成したアンモニア濃度が１５％以下、又は、２８％
以との混合ガスを注入する点を特徴としている。

〔作用〕

アンモニアガスを空気で混合して混合ガスを形成し、こ
の混合ガスを排ガス中に注入するもので、注入されるガ
ス量は増加し、これによる注入個所が多数とすることが
できて、排ガス中にアンモニアガスを均一に攪散・混合
させる。

又、単にアンモニアガスと空気とを混合して排ガス中に
供給すると、アンモニアガス濃度が１５〜２８％になる
と排ガスの１？１５ＱＯ’ｃの熱あるいは排ガス中に混
入している８００〜１０００℃の火粉により着火・爆発
が起るが、この爆発濃度域を避けてアンモニアガスと空
気とを混合して供給する。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図により説明する。

ディーゼル主機１３の排ガスは、主機ターボチャージャ
ー１２を駆動し、排ガスエコノマイザ８に送られる。排
ガスエコノマイザ８に送られた排ガスは、伝熱管内を流
れる流体を加熱し、自からは低温となって排出される。

液体アンモニアボンベ１内の液体アンモニアは気化器２
に送られ、気化器２で気化されアンモニアカスとなる。

アンモニアガスは、流量制御弁３によシ、流量がコント
ロールされて流量計４に送うれる。アンモニアガスの流
量は、排ガスエコノマイザ８に流入する排ガス中の８０
３量に見合うだけのものであシ、排ガス中のＳ０３濃度
はほぼ一定で、排ガス量は負荷に比例するため、負荷を
検出し、それに基づいて演算すればよい。このため、負
荷と主機ターボチャージャー１２の圧力は比例するので
、主機ターボチャージャー１２に設けた圧力計１４で圧
力を検出し。

この検出圧力に基づいてアンモニアガス流量を求め、流
量制御弁３の開度を調整する。流量が調整されたアンモ
ニアガスは、流量計４を通り。

流量計４でアンモニアガス流量を見はる。流量計４を通
ったアンモニアガスは、遮所弁１１を通り、混合器５内
に送られる。圧幻空気源１５からの空気は、流量制御弁
６を通り、主機ディーゼル１３が最大負荷のとき、すな
わち、ＳＯ３量が最大のとき、必要アンモニアガス量と
空気との混合気のアンモニアガスの濃度が１５％以下、
好ましくは５係となる空気流量に調整される。この空気
流量は変わらないように流量制御弁の開度は一定Ｋ　、
Ｈたれている。空気は流量計７に入り。

流量が見はられている。流量計７から空気は混合器５内
に入り、アンモニアガスと混合し、アンモニアガス濃度
が１５％以下、好ましくは５％以下の混合気が形成され
、この混合気は排ガスエコノマイザ８内に配置され、多
数のノズルをもつ噴出器９から排ガス中に噴出され、排
ガス中に均一に拡散・混合する。

排ガス中のＳ０３と混合気中のアンモニアガスとが反応
しＳ０３を中和させて硫酸アンモニウムを生成し、排ガ
スの露点を下げて伝熱管への煤の付着、伝熱管の腐食を
防ぐ。

なお安全のため、混合気５のＬ流側で空気流量検出器１
０で空気流量全計測し、何らかの原因で空気流量が少な
くなり計測値が所定値より下まわると遮断弁１１に信号
を出し遮断弁１１を閉じ。

アンモニアガスの流れを止める。

本例では、アンモニアガスと空気とを混合して混合気を
形成し、混合気を排ガスエコノマイザ８内の排ガス中に
噴出するので、噴出ガス量が多く、多数のノズルからの
噴出が可能となって、均一に拡散・混合できる。

又、１５％以下、好ましくは５％以下のアンモニア濃度
の混合ガスを形成しているので、混合気を排ガス中に噴
出しても９着火・爆発することがない。

本例では、アンモニアガス濃度が１５％以下。

好ましくは５％以下となるように空気を常に一定流量と
しているが、アンモニアガス流量の変化に基づいて、１
５％以下の所定値２例えば１０％。

５％となるように、あるいは、２８％以上の所定値１例
えば、４０％、４５％、５０係となるように。

流量制御弁６の開度を調整して空気流量を調整すること
もできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アンモニアガスを排ガス中に均一に拡
散・混合することができ、煤の付着を防ぐことができる
。又、アンモニアガスの供給による着火・爆発の回避も
可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための系統図である。 １・・・液体アンモニアボンベ、２・・・気化器、３゜
６・・・流量制御弁、４，７・・・流量計、５・・・混
合器。 ８・・・排ガスエコノマイザ、９・・・噴出器、１０・
・・空気流量検出器、１１・・・遮断弁、１２・・・主
機ターボチャージャー、１３・・・ディーゼル主機、１
４・・・圧力計、１５・・・圧縮空気源 第ｉ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主機関からの排ガスの熱を回収する排ガスエコノマイザ
   内を流れる排ガス中に、アンモニアガスと空気とを混合
   しアンモニアガス濃度が１５％以下又は２８％以上の混
   合ガスを注入することを特徴とする排ガスエコノマイザ
   煤付着防止方法。