KR102156504B1 - Ship - Google Patents

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아키노리 하소메
츠요시 마에다
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

적절히 세정된 배기 가스에 의해 EGR 을 실시하는 내연 기관을 구비한 선박을 제공한다.
선박 추진용의 엔진 본체 (3) 와, 엔진 본체 (3) 로부터의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈 (5a) 및 컴프레서 (5b) 를 갖는 과급기 (5) 와, 터빈 (5a) 으로부터의 배기 가스가 유도되는 제 2 배기 경로 (L2) 와, 이코노마이저 (21) 의 상류측의 제 2 배기 경로 (L2) 의 분기점 (17) 에서부터 분기되고, 배기 가스의 일부를 컴프레서 (5a) 의 상류측으로 유도하는 EGR 경로 (L3) 와, EGR 경로 (L3) 에 설치된 벤투리 스크러버 (25) 를 구비하고 있다.A ship equipped with an internal combustion engine that performs EGR with appropriately cleaned exhaust gas is provided.
An engine body 3 for propulsion of a ship, a turbocharger 5 having a turbine 5a and a compressor 5b driven by exhaust gas from the engine body 3, and exhaust gas from the turbine 5a EGR branching from the branch point 17 of the guided second exhaust path L2 and the second exhaust path L2 on the upstream side of the economizer 21, and guiding a part of the exhaust gas to the upstream side of the compressor 5a It is provided with a path L3 and a venturi scrubber 25 provided in the EGR path L3.

Figure R1020197016152
Figure R1020197016152

Description

선박{SHIP}Ship{SHIP}

본 발명은, 배기 가스를 세정하는 배기 가스 세정 장치를 구비함과 함께 EGR 을 실시하는 내연 기관을 구비한 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship including an exhaust gas cleaning device for cleaning exhaust gas and an internal combustion engine that performs EGR.

최근에는 환경에 대한 배려로부터, 선박의 추진용으로서 탑재된 엔진 (내연 기관) 으로부터 배출되는 배기 가스에 대한 규제가 강화되고 있다.In recent years, from consideration for the environment, regulations on exhaust gases emitted from engines (internal combustion engines) mounted for propulsion of ships have been strengthened.

배기 가스 중에 함유되는 질소 산화물 (NOx) 을 저감시키기 위해서, 배기 가스의 일부를 엔진 본체의 급기측으로 되돌리는 EGR (배기 재순환；Exhaust Gas Recirculation) 이 실시되고 있다 (하기 특허문헌 1 참조). 동 문헌에 개시된 EGR 은, 과급기의 터빈에 유입되기 전의 고압으로 된 배기 가스를 재순환하는 방식의 것으로, 고압 EGR 로 칭해지고 있다.In order to reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas, EGR (Exhaust Gas Recirculation) in which a part of the exhaust gas is returned to the air supply side of the engine body is implemented (refer to Patent Document 1 below). The EGR disclosed in this document is a method of recirculating exhaust gas that has become high pressure before flowing into the turbine of a turbocharger, and is referred to as high pressure EGR.

이에 대해, 특허문헌 2 에 개시된 EGR 은, 과급기 터빈을 통과하여 감압된 후의 배기 가스를 재순환하는 방식의 것으로, 저압 EGR 로 칭해지고 있다. 동 문헌에서는, 배기 가스 중의 SOx (질소 산화물) 나 PM (입자상 물질) 을 제거하기 위해서 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있다. 배기 가스 중의 SOx 에 대한 규제에 대해서도 향후에는 더욱 강화될 것이 예상되고, 동 문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 스크러버 등의 배기 가스 세정 장치를 설치하는 것이 검토되고 있다. On the other hand, the EGR disclosed in Patent Document 2 is a method of recirculating exhaust gas after passing through a supercharger turbine and depressurized, and is referred to as low pressure EGR. In this document, an exhaust gas cleaning device is provided to remove SOx (nitrogen oxide) and PM (particulate matter) in exhaust gas. It is expected that the regulation on SOx in exhaust gas will be further strengthened in the future, and as described in the document, it is being considered to provide an exhaust gas cleaning device such as a scrubber.

또, 특허문헌 3 에 기재되어 있는 바와 같이, SOx 뿐만 아니라 PM 도 제거하는 배기 가스 세정 장치로서, 벤투리 스크러버 및 탈황 흡수탑을 구비한 습식 2 단 배연 탈황 장치가 알려져 있다.Further, as described in Patent Document 3, as an exhaust gas cleaning device that removes not only SOx but also PM, a wet two-stage flue gas desulfurization device including a venturi scrubber and a desulfurization absorption tower is known.

또, 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 배기 가스를 세정하는 습식 포집 장치로서 다양한 형식의 것이 알려져 있다.Further, as described in Non-Patent Literature 1, various types of wet-collecting devices are known for cleaning exhaust gas.

일본 공개특허공보 2012-172647호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-172647 일본 공개특허공보 2012-047056호Japanese Patent Application Publication No. 2012-047056 일본 공개특허공보 2009-240908호Japanese Patent Application Publication No. 2009-240908

카노 타케시, 「분체 입자의 거동 -이론과 실제-」, 산업 기술 센터, 1977년, p.371-376 Takeshi Kano, 「Powder Particle Behavior -Theory and Practice-」, Industrial Technology Center, 1977, p.371-376

특허문헌 2 에서는, 과급기 터빈의 출구 직후의 배기 가스가 아니라, 과급기 터빈으로부터 추가로 이코노마이저 및 배기 가스 세정 장치를 통과한 후의 배기 가스를 재순환시키고 있다. 이로써, EGR 을 실시하는지 여부에 상관없이 이코노마이저 및 배기 가스 세정 장치를 통과하므로, 이코노마이저에 의한 배열 회수가 낭비 없이 실시되며, 또한 EGR 률에 따라 배기 가스 세정 장치를 제어할 필요가 없다는 점에서 우수하다.In Patent Document 2, not the exhaust gas immediately after the outlet of the supercharger turbine, but the exhaust gas after further passing through the economizer and the exhaust gas cleaning device from the supercharger turbine is recirculated. As a result, it is excellent in that it passes through the economizer and the exhaust gas cleaning device regardless of whether or not EGR is performed, so that heat recovery by the economizer is performed without waste, and there is no need to control the exhaust gas cleaning device according to the EGR rate. .

그리고, 특허문헌 2 에 기재된 구성은, 배기 가스 세정 장치에 의해 SOx 나 PM 이 충분히 제거되고 있으므로, EGR 을 실시하는 배기 가스의 성상으로서는 문제가 없고, 배기 가스를 재순환시킬 때에 추가로 세정 장치를 설치할 필요는 없는 것으로 생각되고 있었다.In the configuration described in Patent Document 2, since SOx and PM are sufficiently removed by the exhaust gas cleaning device, there is no problem with the properties of the exhaust gas for performing EGR, and an additional cleaning device is installed when the exhaust gas is recycled. It was thought that there was no need.

또, 특허문헌 3 의 습식 2 단 배연 탈황 장치에서는, 벤투리 스크러버가 주로 PM 의 주성분인 매진의 제거를 실시하고, 탈황 흡수탑이 주로 SOx 의 제거를 실시한다. 그러나, 습식 2 단 배연 탈황 장치는, 벤투리의 스로트부에서 가스 유속을 크게 할 필요가 있기 때문에 압력 손실이 커서, 내연 기관의 과급기 터빈 출구의 하류와 같은 저압 라인에 설치하는 경우에는 탈황 장치 후에 배출용의 블로어가 필수가 되어 버린다. 따라서, 만일, 특허문헌 3 의 습식 2 단 배연 탈황 장치를 특허문헌 2 에 적용한 경우, 내연 기관으로부터 배출되는 모든 배기 가스 (습식 2 단 배연 탈황 장치를 통과한 후에 EGR 경로로 유입되는 배기 가스를 포함한다) 가 벤투리 스크러버를 지나기 때문에, 전체 배기 가스를 흘리기 위한 대용량의 블로어가 필요해져 버린다는 문제가 발생한다.In addition, in the wet two-stage flue gas desulfurization apparatus of Patent Document 3, the venturi scrubber mainly removes the dust, which is the main component of PM, and the desulfurization absorption tower mainly removes SOx. However, the wet two-stage flue gas desulfurization device has a large pressure loss because it is necessary to increase the gas flow rate at the throat portion of the venturi, and when it is installed in a low pressure line such as downstream of the outlet of the turbocharger turbine of an internal combustion engine Later, a blower for discharge becomes essential. Therefore, if the wet two-stage flue gas desulfurization device of Patent Literature 3 is applied to Patent Literature 2, all exhaust gases emitted from the internal combustion engine (including exhaust gas flowing into the EGR path after passing through the wet two-stage flue gas desulfurization device) ) Passes through the Venturi scrubber, a problem arises that a large-capacity blower is required to flow the entire exhaust gas.

또, 탈황 흡수탑에 더하여 벤투리 스크러버를 설치하기 때문에, 장치 사이즈도 크고, 선박의 굴뚝 사이즈가 커진다는 문제도 발생하고, 나아가 선박으로서의 설계를 변경할 수 밖에 없다는 문제도 발생한다.In addition, since the venturi scrubber is installed in addition to the desulfurization absorption tower, the device size is large, the chimney size of the ship is increased, and furthermore, there is a problem that the design as a ship is inevitably changed.

또, 비특허문헌 1 에 나타내어져 있는 바와 같이 각종 습식 포집 장치 (배기 가스 세정 장치) 가 다양하게 알려져 있지만, 이론적으로도 현실적으로도 SOx 와 PM 을 함께 제거할 수 있는 장치의 존재는 알려져 있지 않았다. In addition, as shown in Non-Patent Document 1, various types of wet collecting devices (exhaust gas cleaning devices) are known, but the existence of a device capable of removing SOx and PM together is not known both theoretically and practically.

특히, 예를 들어 SOx 제거율 [배기 가스 세정 장치의 입구에 있어서의 배기 가스 중의 SOx 량에 대한 출구에 있어서의 배기 가스 중의 SOx 량의 백분율] 이 95 ％ 이상과 같이 SOx 의 충분한 제거가 요구되는 경우에는, 배기 가스 세정 장치를 흐르는 흡수액 (예를 들어, 물, 해수 등이나 이들의 수용액) 과 SOx 를 함유하는 배기 가스의 접촉 시간을 길게 함으로써 SOx 가 액체에 용해되는 시간을 확보할 필요가 있는 것으로 생각되고 있었기 때문에, 충전탑식 스크러버 (특허문헌 3 의 탈황 흡수탑) 가 필요한 것으로 일반적으로 생각되고 있었다.In particular, for example, when the SOx removal rate [the percentage of the amount of SOx in the exhaust gas at the outlet to the amount of SOx in the exhaust gas at the inlet of the exhaust gas cleaning device] is 95% or more, and sufficient removal of SOx is required In this regard, it is necessary to secure a time for SOx to dissolve in the liquid by increasing the contact time between the absorbent liquid flowing through the exhaust gas cleaning device (for example, water, seawater, or an aqueous solution thereof) and the exhaust gas containing SOx. Since it was thought, it was generally thought that a packed tower type scrubber (desulfurization absorption tower of Patent Document 3) was necessary.

한편, 벤투리 스크러버는, 벤투리에 의해 배기 가스의 유속을 증가시키는 방식이기 때문에, 액체와 SOx 의 접촉 시간을 충분히 확보할 수 없어, SOx 를 효율적으로 제거할 수 없는 것으로 생각되고 있었다.On the other hand, since the venturi scrubber is a method of increasing the flow velocity of the exhaust gas by the venturi, it was considered that the contact time between the liquid and SOx could not be sufficiently secured, and the SOx could not be removed efficiently.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, SOx 뿐만 아니라 PM 등의 불순물도 확실하게 제거된 배기 가스에 의해 EGR 을 실시할 수 있는 내연 기관을 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a ship equipped with an internal combustion engine capable of performing EGR by using exhaust gas from which impurities such as PM as well as SOx are reliably removed.

또, 배기 가스 세정 장치의 설치 스페이스를 가급적 삭감할 수 있는 내연 기관을 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a ship equipped with an internal combustion engine capable of reducing the installation space of an exhaust gas cleaning device as much as possible.

또, 배기 가스를 강제 송풍하기 위한 블로어 용량을 가급적 저감시킬 수 있는 내연 기관을 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a ship equipped with an internal combustion engine capable of reducing the blower capacity for forcibly blowing exhaust gas as much as possible.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 선박은 이하의 수단을 채용한다. In order to solve the above problems, the ship of the present invention employs the following means.

즉, 본 발명에 관련된 선박은, 선박 추진용의 내연 기관 본체와, 그 내연 기관 본체로부터의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈, 및, 그 터빈에 연결됨과 함께 흡기를 압축하는 컴프레서를 갖는 과급기와, 상기 내연 기관 본체로부터의 배기 가스가 유도되는 배기 가스 경로와, 상기 배기 가스 경로의 분기점에서부터 분기되고, 배기 가스의 일부를 상기 내연 기관 본체의 흡기 경로로 유도하는 EGR 경로와, 그 EGR 경로에 설치되고, 벤투리 스크러버로 된 EGR 배기 가스 세정 장치를 구비하고 있다.That is, the ship according to the present invention includes a supercharger having an internal combustion engine body for propulsion of a ship, a turbine driven by exhaust gas from the internal combustion engine body, and a compressor connected to the turbine and compressing intake air, An exhaust gas path through which exhaust gas from the internal combustion engine body is guided, an EGR path branching from a branch point of the exhaust gas path and guiding a part of the exhaust gas to the intake path of the internal combustion engine body, and installed in the EGR path It is equipped with an EGR exhaust gas cleaning device made of a venturi scrubber.

발명자들이 예의 검토한 결과, 벤투리 스크러버는 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 를 제거하는 성능을 갖고 있음을 알아냈다. 그래서, EGR 경로에 설치되는 EGR 배기 가스 세정 장치로서 벤투리 스크러버를 채용하는 것으로 하였다. 이로써, EGR 운전시에 EGR 경로에서 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 도 제거할 수 있다. As a result of careful examination by the inventors, it was found that the Venturi scrubber has the ability to remove not only impurities such as PM, but also SOx. Therefore, it was decided to employ a venturi scrubber as an EGR exhaust gas cleaning device installed in the EGR path. Accordingly, during the EGR operation, not only impurities such as PM, but also SOx can be removed from the EGR path.

EGR 경로에 벤투리 스크러버를 설치하는 것으로 하였으므로, 벤투리 스크러버에 의해 발생하는 압력 손실을 보충하는 경우라 하더라도 EGR 경로를 흐르는 배기 가스량에 따른 용량의 EGR 블로어를 설치하면 되어, 내연 기관 본체로부터 배출되는 배기 가스의 전체량에 대해 블로어를 설치하는 경우에 비해 블로어 용량을 저감시킬 수 있다.Since the venturi scrubber is installed in the EGR path, even if the pressure loss caused by the venturi scrubber is compensated, an EGR blower with a capacity corresponding to the amount of exhaust gas flowing through the EGR path can be installed. The blower capacity can be reduced compared to the case where a blower is provided for the total amount of exhaust gas.

또, 벤투리 스크러버는, 탈황 흡수탑과 같은 일반적인 스크러버에 비해 사이즈가 작기 때문에, 설치 스페이스를 가급적 삭감할 수 있다. 또, 벤투리 스크러버를 내연 기관 본체의 부속 설비로서 내연 기관 본체 상에 설치할 수 있어, 보다 더 콤팩트하게 할 수 있음과 함께, 선박으로서의 내연 기관 본체의 설치 장소의 설계를 변경하지 않아도 된다는 장점이 있다. Moreover, since the venturi scrubber is smaller in size than a general scrubber such as a desulfurization absorption tower, the installation space can be reduced as much as possible. In addition, the venturi scrubber can be installed on the internal combustion engine body as an accessory to the internal combustion engine body, making it more compact, and there is an advantage that the design of the installation location of the internal combustion engine body as a ship is not required to be changed. .

또한, EGR 경로는, 과급기의 터빈의 상류측에서부터 분기되어도 되고 (고압 EGR), 과급기의 터빈의 하류측에서부터 분기되어도 된다 (저압 EGR).In addition, the EGR path may branch from the upstream side of the turbine of the supercharger (high pressure EGR), or may branch from the downstream side of the turbine of the supercharger (low pressure EGR).

또한, 본 발명의 선박에서는, 상기 터빈과 상기 분기점 사이, 및, 상기 분기점과 상기 EGR 배기 가스 세정 장치 사이에는, 배기 가스 중의 황 산화물을 제거하기 위한 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있지 않은 것으로 해도 된다.Further, in the ship of the present invention, an exhaust gas cleaning device for removing sulfur oxides in exhaust gas may not be provided between the turbine and the branch point, and between the branch point and the EGR exhaust gas cleaning device. .

상기 터빈과 분기점 사이, 및, 분기점과 EGR 배기 가스 세정 장치 사이, 즉 EGR 배기 가스 세정 장치의 상류측에, 황 산화물을 제거하기 위한 탈황 흡수탑과 같은 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있지 않기 때문에, 설치 스페이스를 삭감할 수 있다.Since an exhaust gas cleaning device such as a desulfurization absorption tower for removing sulfur oxides is not installed between the turbine and the branch point, and between the branch point and the EGR exhaust gas cleaning device, that is, on the upstream side of the EGR exhaust gas cleaning device, Installation space can be reduced.

또, EGR 배기 가스 세정 장치의 상류측에 한정되지 않고, 분기점보다 하류측의 배기 가스 경로에도 배기 가스 세정 장치를 설치하지 않는 것으로 해도 된다. 분기점보다 하류측의 배기 가스 경로에 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있지 않아도, EGR 경로에 설치한 벤투리 스크러버로 SOx 를 제거할 수 있으므로, 재순환되는 배기 가스에 의해 내연 기관 본체의 흡기 경로에 있어서, 저온부에서 황산이 되어 응축되는 것으로 인한, 이른바 황산 노점 부식을 발생시키는 경우가 없다.In addition, it is not limited to the upstream side of the EGR exhaust gas cleaning device, and the exhaust gas cleaning device may not be provided in the exhaust gas path downstream from the branch point. Even if the exhaust gas cleaning device is not installed in the exhaust gas path downstream of the branch point, SOx can be removed by the venturi scrubber installed in the EGR path, so in the intake path of the internal combustion engine body by the recirculated exhaust gas, There is no case of causing so-called sulfuric acid dew point corrosion due to condensation as sulfuric acid in the low temperature part.

또한, 본 발명의 선박에서는, 상기 배기 가스 경로에는, 배기 가스로부터 열을 회수하는 배열 회수 장치가 설치되고, 상기 EGR 경로는, 그 배열 회수 장치의 상류측에서부터 분기되어 있다.In the ship of the present invention, a heat recovery device for recovering heat from the exhaust gas is provided in the exhaust gas path, and the EGR path is branched from the upstream side of the heat recovery device.

배열 회수 장치의 상류측에서부터 EGR 경로를 분기하는 것으로 하였으므로, 선박의 굴뚝 근방에 배치되어 있는 배열 회수 장치의 하류측에서부터 분기되는 경우에 비해, 배관의 압손을 저감시킬 수 있기 때문에, 배기 가스의 압력을 높게 유지한 채로 벤투리 스크러버로 된 EGR 배기 가스 세정 장치로 배기 가스를 유도할 수 있다. 이로써, EGR 블로어의 부하를 저감시킬 수 있고, 벤투리 스크러버를 효율적으로 작동시킬 수 있다. 또, 내연 기관 본체 부근에서부터 분기할 수 있기 때문에, EGR 경로의 배관 길이를 대폭 짧게 할 수 있어, 보다 더 콤팩트하게 할 수 있다.Since the EGR path is branched from the upstream side of the heat recovery device, the pressure of the exhaust gas can be reduced compared to the case where it is branched from the downstream side of the heat recovery device disposed near the chimney of the ship. The exhaust gas can be guided by the EGR exhaust gas cleaning device made of a venturi scrubber while maintaining the high level. Thereby, the load of the EGR blower can be reduced, and the venturi scrubber can be operated efficiently. Moreover, since it can branch from the vicinity of the internal combustion engine main body, the piping length of the EGR path can be shortened considerably, and it can be made more compact.

또한, 본 발명의 선박에서는, 상기 배기 가스 경로에 설치되고, 배기 가스로부터 열을 회수하는 배열 회수 장치와, 상기 배기 가스 경로이며 또한 상기 배열 회수 장치의 하류에 설치되고, 배기 가스 중의 황 산화물을 제거하기 위한 배기 가스 세정 장치를 구비하고, 상기 EGR 경로는, 상기 배열 회수 장치 및 상기 배기 가스 세정 장치의 하류측에서부터 분기된다.Further, in the ship of the present invention, a heat recovery device installed in the exhaust gas path to recover heat from the exhaust gas, and a heat recovery device installed in the exhaust gas path and downstream of the heat recovery device, An exhaust gas cleaning device for removal is provided, and the EGR path is branched from a downstream side of the heat recovery device and the exhaust gas cleaning device.

배기 가스 경로에 설치된 배기 가스 세정 장치에 더하여, 추가로 EGR 경로에 EGR 배기 가스 세정 장치를 설치하는 것으로 하였다. 이로써, 배기 가스 세정 장치에서 충분히 제거되지 않은 매진을 주성분으로 한 PM 등의 불순물 및 SOx 를 EGR 배기 가스 세정 장치에서 확실하게 제거할 수 있다. 본 구성에 있어서는 배기 가스 세정 장치에서 SOx 가 제거된 후에 EGR 배기 가스 세정 장치를 통과하기 때문에, SOx 제거 효과를 더욱 높일 수 있다. In addition to the exhaust gas cleaning device installed in the exhaust gas path, it was decided to provide an EGR exhaust gas cleaning device in the EGR path. Accordingly, it is possible to reliably remove SOx and impurities such as PM, which are mainly composed of particulate matter not sufficiently removed by the exhaust gas cleaning device, by the EGR exhaust gas cleaning device. In this configuration, after SOx is removed from the exhaust gas cleaning device, it passes through the EGR exhaust gas cleaning device, so that the SOx removal effect can be further improved.

또, EGR 배기 가스 세정 장치는, 대부분의 SOx 가 제거된 후의 배기 가스 중의 PM 등의 불순물을 제거하는 것을 주목적으로 하고 있으므로, 더욱 소형화가 가능해져 내연 기관 본체 상에 설치할 수 있고, 또 장치에 부수되는 유틸리티의 저감이 가능해진다. In addition, since the EGR exhaust gas cleaning device has its primary purpose to remove impurities such as PM in the exhaust gas after most of the SOx has been removed, further miniaturization is possible and can be installed on the main body of the internal combustion engine, and it is also attached to the device. It becomes possible to reduce the number of utilities.

또한, 배기 가스 세정 장치로는, 전형적으로는 탈황 흡수탑을 들 수 있다.Further, as an exhaust gas cleaning device, a desulfurization absorption tower is typically mentioned.

또한, 본 발명의 선박에서는, 상기 배기 가스 세정 장치는, 물을 산포하는 스크러버로 되고, 상기 배기 가스 세정 장치 및 상기 EGR 배기 가스 세정 장치로부터의 배수를 처리하는 공통의 배수 처리 장치를 구비하고 있다.In addition, in the ship of the present invention, the exhaust gas cleaning device is a scrubber that disperses water, and includes a common wastewater treatment device that processes drainage from the exhaust gas cleaning device and the EGR exhaust gas cleaning device. .

스크러버로 된 배기 가스 처리 장치 및 벤투리 스크러버로 된 EGR 배기 가스 처리 장치로부터의 배수를 공통의 배수 처리 장치에서 처리하는 것으로 하였다. 이로써, 배수 처리 장치의 설치 스페이스를 생략할 수 있어 효율적으로 배수 처리를 실시할 수 있다.It is assumed that wastewater from the exhaust gas treatment device made of a scrubber and the EGR exhaust gas treatment device made of a venturi scrubber is treated by a common wastewater treatment device. Thereby, it is possible to omit the installation space of the drainage treatment device, and the drainage treatment can be efficiently performed.

또한, 본 발명의 선박에서는, 상기 EGR 경로는, 상기 컴프레서의 상류측으로 유도되는 것으로 해도 된다. 또는, 상기 EGR 경로는, 상기 컴프레서의 하류측이며 또한 상기 공기 냉각기의 상류측으로 유도되는 것으로 해도 된다. 또는, 상기 EGR 경로는, 상기 공기 냉각기의 하류측으로 유도되는 것으로 해도 된다.Further, in the ship of the present invention, the EGR path may be guided to the upstream side of the compressor. Alternatively, the EGR path may be a downstream side of the compressor and may be guided to an upstream side of the air cooler. Alternatively, the EGR path may be guided to the downstream side of the air cooler.

EGR 경로에 설치되는 EGR 배기 가스 세정 장치로서 벤투리 스크러버를 채용하는 것으로 하였으므로, EGR 운전시에 EGR 경로에서 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 도 충분히 제거할 수 있다. 이로써, 과급기의 컴프레서나 내연 기관 본체에 악영향을 미치는 경우가 없다.Since the venturi scrubber is adopted as an EGR exhaust gas cleaning device installed in the EGR path, not only impurities such as PM, but also SOx can be sufficiently removed from the EGR path during the EGR operation. Accordingly, there is no case of adversely affecting the compressor of the supercharger or the main body of the internal combustion engine.

도 1 은, 본 발명의 선박의 제 1 실시형태를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2 는, 본 발명의 선박의 제 2 실시형태를 나타낸 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a ship of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the ship of the present invention.

[제 1 실시형태] [First Embodiment]

이하에, 본 발명에 관련된 제 1 실시형태에 대해, 도 1 을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1 에는, 선박에 설치된 디젤 엔진 (내연 기관) (1) 주변의 개략 구성이 나타내어져 있다.In Fig. 1, a schematic configuration around a diesel engine (internal combustion engine) 1 installed on a ship is shown.

디젤 엔진 (1) 은, 선박 추진용의 주기로 된 디젤 엔진 본체 (이하, 간단히 「엔진 본체」라고 한다) (3) 와, 엔진 본체 (3) 로부터의 배기 가스에 의해 구동되는 과급기 (5) 와, 과급기 (5) 로부터 유도된 배기 가스의 일부가 엔진 본체 (3) 로 재순환되어 저압 EGR 을 실시하는 EGR 시스템 (7) 을 구비하고 있다.The diesel engine 1 includes a diesel engine main body (hereinafter, simply referred to as "engine main body") 3, which is a cycle for propulsion of a ship, a supercharger 5 driven by exhaust gas from the engine main body 3, and And an EGR system 7 in which a part of the exhaust gas induced from the supercharger 5 is recirculated to the engine body 3 to perform low pressure EGR.

엔진 본체 (3) 는, 선박용 2 사이클 디젤 엔진으로 되어 있고, 예를 들어 하방으로부터 급기하여 상방으로 배기하도록 1 방향으로 소기 (掃氣) 되는 유니플로형이 채용되어 있다. 엔진 본체 (3) 로부터의 출력은, 도시되지 않은 프로펠러축을 개재하여 스크루 프로펠러에 직접적으로 접속되어 있다.The engine body 3 is a marine two-cycle diesel engine, for example, a uniflow type that is evacuated in one direction so as to supply air from the lower side and exhaust air upwardly is adopted. The output from the engine body 3 is directly connected to the screw propeller via a propeller shaft (not shown).

엔진 본체 (3) 의 각 기통의 실린더부 (9) (도 1 에서는 예시로서 4 기통만을 나타내고 있다) 의 배기 포트는 배기 가스 집합관으로서의 배기 정압관 (11) 에 접속되어 있다. 배기 정압관 (11) 은, 제 1 배기 경로 (L1) 를 통해, 과급기 (5) 의 터빈 (5a) 의 입구측과 접속되어 있다.An exhaust port of the cylinder portion 9 of each cylinder of the engine body 3 (only four cylinders are shown as an example in Fig. 1) is connected to an exhaust constant pressure pipe 11 as an exhaust gas collecting pipe. The exhaust constant pressure pipe 11 is connected to the inlet side of the turbine 5a of the supercharger 5 via the first exhaust path L1.

한편, 각 실린더부 (9) 의 소기 포트는 소기 트렁크 (13) 에 접속되어 있고, 소기 트렁크 (13) 는, 소기 경로 (K1) 를 통해, 과급기 (5) 의 컴프레서 (5b) 와 접속되어 있다. 또, 소기 경로 (K1) 에는 인터쿨러로서의 공기 냉각기 (15) 가 설치되어 있다.On the other hand, the scavenging port of each cylinder part 9 is connected to the scavenging trunk 13, and the scavenging trunk 13 is connected to the compressor 5b of the supercharger 5 through the scavenging path K1. . Moreover, the air cooler 15 as an intercooler is provided in the scavenging path K1.

과급기 (5) 는, 터빈 (5a) 과 컴프레서 (5b) 를 구비하고 있다. 터빈 (5a) 및 컴프레서 (5b) 는, 회전축 (5c) 에 의해 동축으로 연결되어 있다. 터빈 (5a) 은, 엔진 본체 (3) 로부터의 배기 가스에 의해 구동되고, 터빈 (5a) 에서 얻어진 터빈 작업은 회전축 (5c) 을 개재하여 컴프레서 (5b) 에 전달된다. 컴프레서 (5b) 는, 외기 (공기) 나 외기와 재순환 가스의 혼합기를 흡입하여 소정의 소기압까지 승압시킨다. 터빈 (5a) 에서 터빈 작업을 부여한 후의 배기 가스는, 제 2 배기 경로 (L2) 로 유출된다. 제 2 배기 경로 (L2) 에는, 이코노마이저 (배열 회수 장치) (21) 가 접속되어 있다. 이코노마이저 (21) 는, 엔진 본체 (3) 로부터의 배기 가스에 의해 증기를 생성한다. 생성된 증기는, 선내의 각처에서 이용된다. The supercharger 5 is equipped with the turbine 5a and the compressor 5b. The turbine 5a and the compressor 5b are connected coaxially by a rotating shaft 5c. The turbine 5a is driven by the exhaust gas from the engine body 3, and the turbine work obtained by the turbine 5a is transmitted to the compressor 5b via the rotation shaft 5c. The compressor 5b sucks in outside air (air) or a mixture of outside air and recycle gas, and raises the pressure to a predetermined scavenging pressure. The exhaust gas after applying the turbine operation in the turbine 5a flows out to the second exhaust path L2. An economizer (heat arrangement recovery device) 21 is connected to the second exhaust path L2. The economizer 21 generates steam by the exhaust gas from the engine body 3. The generated steam is used in various places on the ship.

이코노마이저 (21) 의 상류측에는 분기점 (17) 이 형성되어 있고, 이 분기점 (17) 으로부터 EGR 경로 (L3) 가 분기된다. EGR 경로 (L3) 에는, EGR 을 실시하기 위한 EGR 밸브 (19) 가 설치되어 있다. EGR 밸브 (19) 는, 도시되지 않은 제어부에 의해 개도가 조정되도록 되어 있어, 엔진 본체 (3) 가 EGR 을 실시하는 운전시에는 전체 열림으로 되고, EGR 을 실시하지 않을 때는 전체 닫힘으로 된다. 단, 본 실시형태에 한정되지 않고, 운전 상태에 따라 EGR 밸브 (19) 의 밸브 개도를 적절히 조정하는 구성으로 할 수도 있다.A branch point 17 is formed on the upstream side of the economizer 21, and the EGR path L3 branches from the branch point 17. An EGR valve 19 for performing EGR is provided in the EGR path L3. The opening degree of the EGR valve 19 is adjusted by a control unit (not shown), and is fully open when the engine main body 3 performs EGR operation, and is fully closed when EGR is not performed. However, it is not limited to the present embodiment, and the valve opening degree of the EGR valve 19 may be appropriately adjusted according to the operating state.

EGR 경로 (L3) 에 설치된 EGR 밸브 (19) 의 하류측에는, 벤투리 스크러버 (EGR 배기 가스 세정 장치) (25) 가 접속되어 있다.A venturi scrubber (EGR exhaust gas cleaning device) 25 is connected to the downstream side of the EGR valve 19 provided in the EGR path L3.

벤투리 스크러버 (25) 는, EGR 경로 (L3) 를 흐르는 배기 가스에 대해 물 등의 액체를 분무함으로써 배기 가스 중에 함유되어 있는 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 도 제거한다. 벤투리 스크러버 (25) 는, 엔진 본체 (3) 의 근방 혹은 엔진 본체 (3) 상에 설치되어 있다. 이와 같은 배치는, 탈황 흡수탑과 같은 일반적인 스크러버에 비해 벤투리 스크러버 (25) 는 사이즈가 작으므로 (예를 들어, 벤투리 스크러버는 일반적인 스크러버와 비교하여 직경이 대략 5 분의 1 ∼ 2 분의 1, 높이가 대략 3 분의 1 ∼ 2 분의 1 로 되고, 엔진 본체 (3) 에 재치 (載置) 가능한 사이즈로 구성되므로) 가능하게 되어 있다.The venturi scrubber 25 removes not only impurities such as PM contained in the exhaust gas but also SOx by spraying a liquid such as water onto the exhaust gas flowing through the EGR path L3. The venturi scrubber 25 is installed in the vicinity of the engine body 3 or on the engine body 3. In such an arrangement, since the venturi scrubber 25 is smaller in size than a general scrubber such as a desulfurization absorption tower (for example, the venturi scrubber has a diameter of about 1 to 2 minutes compared to a general scrubber. 1, the height is approximately one-third to one-half, and it is configured in a size that can be mounted on the engine body 3).

벤투리 스크러버 (25) 는, 벤투리 스크러버 본체 (25a) 와, 벤투리 스크러버 본체 (25a) 에 접속된 기액 분리기 (25b) 를 구비하고 있다.The venturi scrubber 25 includes a venturi scrubber main body 25a and a gas-liquid separator 25b connected to the venturi scrubber main body 25a.

벤투리 스크러버 본체 (25a) 는, 연직 상방에 형성된 상부 대경부 (25c) 와, 상부 대경부 (25c) 의 하방에 형성되고 흐름 방향으로 유로 단면적이 점차 감소하는 축소 테이퍼부 (25d) 와, 축소 테이퍼부 (25d) 의 하방에 형성된 스로트부 (25e) 와, 스로트부 (25e) 의 하방에 형성되고 흐름 방향으로 유로 단면적이 점차 증대하는 확대 테이퍼부 (25f) 와, 확대 테이퍼부 (25f) 의 하방에 형성된 하부 대경부 (25g) 를 구비하고 있다.The venturi scrubber main body 25a includes an upper large-diameter portion 25c formed vertically above, a reduced tapered portion 25d formed below the upper large-diameter portion 25c and gradually decreases in flow direction in the flow direction, The throat portion 25e formed below the taper portion 25d, the enlarged taper portion 25f formed below the throat portion 25e and gradually increases the flow path cross-sectional area in the flow direction, and the enlarged taper portion 25f ) Is provided with a lower large diameter portion (25g) formed below it.

상부 대경부 (25c) 에는, 스프레이 노즐 (25h) 이 설치되어 있고, 스프레이 노즐 (25h) 로부터 물이나 수용액 등의 흡수액이 축소 테이퍼부 (25d) 와 스로트부 (25e) 의 접속 위치를 향해 분무된다. 스프레이 노즐 (25h) 로부터 분무된 흡수액은, 벤투리 스크러버 본체 (25a) 의 스로트부 (25e) 에서 배기 가스의 유속이 증대됨으로써 효과적으로 확산 및 혼합되어, PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 도 제거한다.In the upper large-diameter portion 25c, a spray nozzle 25h is provided, and an absorbent liquid such as water or an aqueous solution is sprayed from the spray nozzle 25h toward the connection position between the shrinking tapered portion 25d and the throat portion 25e. do. The absorbent liquid sprayed from the spray nozzle 25h is effectively diffused and mixed by increasing the flow velocity of the exhaust gas in the throat portion 25e of the venturi scrubber body 25a, thereby removing not only impurities such as PM but also SOx.

기액 분리기 (25b) 에서는, 벤투리 스크러버 본체 (25a) 로부터 유도된 배기 가스 중에 함유되는 수분이 제거된다. 기액 분리기 (25b) 의 출구에는, 배기 가스 중에 잔존하는 미스트를 제거하는 미스트 세퍼레이터 (25i) 가 설치되고, 분리된 미스트는 기액 분리기 (25b) 내에 모아진다. In the gas-liquid separator 25b, moisture contained in the exhaust gas guided from the venturi scrubber body 25a is removed. At the outlet of the gas-liquid separator 25b, a mist separator 25i for removing mist remaining in the exhaust gas is provided, and the separated mist is collected in the gas-liquid separator 25b.

또한 기액 분리기 (25b) 로는, 미스트 세퍼레이터를 사용한 방식 대신에, 배기 가스를 선회시켜 기액을 분리시키는 사이클론 방식으로 해도 된다.In addition, as the gas-liquid separator 25b, instead of a system using a mist separator, a cyclone system in which the exhaust gas is rotated to separate gas and liquid may be used.

기액 분리기 (25b) 의 하류측에는, EGR 블로어 (27) 가 설치되어 있다. EGR 블로어 (27) 는, 인버터에 의해 주파수 가변으로 된 전동 모터 (29) 에 의해 회전 구동된다. EGR 블로어 (27) 는, EGR 밸브 (19) 및 벤투리 스크러버 (25) 를 지나 EGR 경로 (L3) 를 구성하는 배관을 흐를 때에 발생하는 배기 가스의 압력 손실을 보충하도록 사용된다.An EGR blower 27 is provided on the downstream side of the gas-liquid separator 25b. The EGR blower 27 is rotationally driven by an electric motor 29 that has a variable frequency by an inverter. The EGR blower 27 is used to compensate for the pressure loss of the exhaust gas generated when flowing through the pipe constituting the EGR path L3 through the EGR valve 19 and the venturi scrubber 25.

EGR 블로어 (27) 의 하류측에는, 믹서 (39) 가 설치되어 있다. 믹서 (39) 에서, 재순환하는 배기 가스와 공기가 혼합된다. 믹서 (39) 에서 혼합된 혼합 가스 (EGR 이 실시되지 않는 경우에는 공기만) 는, 급기 경로 (K2) 를 지나 컴프레서 (5b) 의 흡입구로 유도된다. 또한, 도시되지 않은 EGR 냉각기를 EGR 경로 상에 설치해도 된다. 이 경우, 예를 들어 EGR 냉각기는 EGR 블로어의 하류측에 설치된다.A mixer 39 is installed on the downstream side of the EGR blower 27. In the mixer 39, the recirculating exhaust gas and air are mixed. The mixed gas (only air when EGR is not performed) mixed in the mixer 39 passes through the air supply path K2 and is guided to the inlet of the compressor 5b. Further, an EGR cooler (not shown) may be installed on the EGR path. In this case, for example, the EGR cooler is installed on the downstream side of the EGR blower.

다음으로, 상기 구성의 디젤 엔진 (1) 을 구비한 선박의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the ship equipped with the diesel engine 1 of the said structure is demonstrated.

선박이 배기 가스의 NOx 규제가 엄격하게 되어 있는 해역 (배기 가스 규제 해역 (Emission Control Area；ECA)) 을 항행할 때와 같이 EGR 을 사용하는 경우에는, EGR 밸브 (19) 를 열림으로 한다. 이로써, 엔진 본체 (3) 로부터 제 1 배기 경로 (L1) 를 지나 터빈 (5a) 으로 유도된 배기 가스가 이코노마이저 (21) 를 통과하기 전에, 분기점 (17) 에서 분기되어 EGR 시스템 (7) 측으로 흐른다. 잔부의 배기 가스는, 제 2 배기 경로 (L2) 를 흘러 이코노마이저 (21) 를 통과한 후에 도시되지 않은 굴뚝으로부터 대기로 방출된다.When a ship uses EGR as when navigating a sea area where NOx regulation of exhaust gas is strict (Emission Control Area (ECA)), the EGR valve 19 is opened. Thereby, the exhaust gas guided from the engine body 3 to the turbine 5a through the first exhaust path L1 is branched at the branch point 17 and flows to the EGR system 7 before passing through the economizer 21. . The remaining exhaust gas flows through the second exhaust path L2 and passes through the economizer 21 and is then discharged from a chimney (not shown) to the atmosphere.

EGR 시스템 (7) 을 흐르는 배기 가스는 재순환 가스로서, EGR 밸브 (19) 를 지나 벤투리 스크러버 (25) 를 흐른다. 벤투리 스크러버 (25) 에서 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 가 제거된 배기 가스가 EGR 블로어 (27) 로 유도되고, EGR 블로어 (27) 에서 소정압까지 가압된 배기 가스가 믹서 (39) 로 유도된다. 믹서 (39) 에서는, 공기와 배기 가스가 혼합되고, 흡기 경로 (K2) 를 지나 컴프레서 (5b) 의 흡입구로 유도된다. 컴프레서 (5b) 에서 가압된 공기와 배기 가스의 혼합기는, 소기 경로 (K1) 를 지나 공기 냉각기 (15) 로 유도되고, 공기 냉각기 (15) 에서 냉각된 후에 소기 트렁크 (13) 로 유도된다.The exhaust gas flowing through the EGR system 7 is a recycle gas and flows through the venturi scrubber 25 through the EGR valve 19. Exhaust gas from which SOx as well as impurities such as PM has been removed from the venturi scrubber 25 is guided to the EGR blower 27, and the exhaust gas pressurized to a predetermined pressure by the EGR blower 27 is guided to the mixer 39. . In the mixer 39, air and exhaust gas are mixed and guided to the intake port of the compressor 5b through the intake path K2. The mixture of air and exhaust gas pressurized by the compressor 5b passes through the scavenging path K1 and is guided to the air cooler 15, and after being cooled in the air cooler 15, is guided to the scavenging trunk 13.

이하에, 벤투리 스크러버에 의해 SOx 가 제거되는 것을 확인한 시험 결과에 대해 설명한다. 상기 서술한 바와 같이, 벤투리 스크러버는, 일반적으로, 유속을 증대시켜 흡수액의 확산을 높이는 것에 의해 PM 등의 불순물을 효과적으로 제거하는 것으로서 알려져 있지만, SOx 의 제거에 대해서도 효과가 있음을 새롭게 알아냈다.Hereinafter, the test result confirming that SOx is removed by the Venturi scrubber will be described. As described above, the venturi scrubber is generally known to effectively remove impurities such as PM by increasing the flow rate to increase the diffusion of the absorbent liquid, but it was newly found that it is also effective in removing SOx.

하기의 표 1 에는, 벤투리 스크러버 입구에 있어서의 배기 가스의 조성이 나타내어져 있고, 표 2 에는, 벤투리 스크러버 출구에 있어서의 배기 가스의 조성이 나타내어져 있다. 각 표에 있어서, No.1 내지 No.8 은, 각 샘플링의 시험 번호를 나타내고, 전수로 8 회의 샘플링을 실시하였다.Table 1 below shows the composition of the exhaust gas at the inlet of the venturi scrubber, and Table 2 shows the composition of the exhaust gas at the outlet of the Venturi scrubber. In each table, No. 1 to No. 8 indicates the test number of each sampling, and eight times of sampling were performed in total.

시험에 사용한 벤투리 스크러버는, 스로트부에 있어서의 최대 가스 유속 50 ∼ 80 m/s, 액가스비 (흡수액의 분무량 [㎏]/표준 상태 환산의 가스 유량 [Nm3]) 0.5 ∼ 2.0 ㎏/Nm3 의 사양의 것을 사용하였다. 벤투리 스크러버의 노즐은 1 유체 노즐을 사용하고, 분무 각도는 80 ∼ 100°로 하였다.The Venturi scrubber used in the test was a maximum gas flow rate of 50 to 80 m/s in the throat portion, and a liquid gas ratio (amount of absorbent liquid [kg]/gas flow rate in terms of standard state [Nm3]) 0.5 to 2.0 kg/Nm3 The specifications of were used. One fluid nozzle was used as the nozzle of the Venturi scrubber, and the spray angle was 80 to 100°.

시험에 사용한 배기 가스는, 선박용 2 사이클 디젤 엔진의 실제의 배기 가스를 사용하였다. 연료는 A 중유를 사용하고, A 중유 중의 황분은 0.71 wt％ 였다. 엔진 회전수는 정격 회전수인 105 rpm 으로 하였다. 가스의 성상 분석은, (주) 호리바 제작소의 가스 분석계 PG-250 을 사용하고, NOx 는 상압 화학 발광법으로, SOx 와 CO2 는 비분산형 적외선 흡수법으로, 또 O2 는 지르코니아 산소 분석계로 계측을 실시하였다.As the exhaust gas used in the test, the actual exhaust gas of a marine two-cycle diesel engine was used. Heavy oil A was used as the fuel, and the sulfur content in heavy oil A was 0.71 wt%. The engine rotation speed was set to 105 rpm, which is the rated rotation speed. For the analysis of gas properties, the gas analyzer PG-250 of Horiba Co., Ltd. was used, NOx was measured by atmospheric pressure chemiluminescence, SOx and CO2 by non-dispersive infrared absorption method, and O2 by zirconia oxygen analyzer. I did.

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상기 시험 결과로부터, 벤투리 스크러버는, SOx 를 대폭 제거할 수 있는 것을 알 수 있다. 특히, NOx, CO2 및 O2 에 대해서는 유의적인 제거를 할 수 없음에도 불구하고, SOx 에 대해서만 제거할 수 있다는 점은, 종래에는 알려져 있지 않은 새로운 지견이다.From the above test results, it can be seen that the Venturi scrubber can significantly remove SOx. In particular, the fact that NOx, CO2 and O2 can not be significantly removed, but can only be removed for SOx, is a new knowledge not known in the art.

이상과 같이, 본 실시형태의 디젤 엔진 (1) 을 구비한 선박에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다.As described above, according to the ship equipped with the diesel engine 1 of this embodiment, the following effects are exhibited.

EGR 경로에 설치되는 EGR 배기 가스 세정 장치로서 벤투리 스크러버 (25) 를 채용하는 것으로 하였으므로, EGR 운전시에 EGR 경로 (L3) 에서 PM 등의 불순물뿐만 아니라 SOx 도 제거할 수 있다. 이로써, 컴프레서 (5b) 나 엔진 본체 (3) 에 악영향을 미치는 경우가 없다. Since the venturi scrubber 25 is adopted as the EGR exhaust gas cleaning device installed in the EGR path, not only impurities such as PM but also SOx can be removed from the EGR path L3 during the EGR operation. Thereby, there is no case of adversely affecting the compressor 5b or the engine body 3.

EGR 경로 (L3) 에 벤투리 스크러버 (25) 를 설치하는 것으로 하였으므로, 벤투리 스크러버 (25) 에 의해 발생하는 압력 손실을 보충하는 경우라 하더라도 EGR 경로 (L3) 를 흐르는 배기 가스량에 따른 용량의 EGR 블로어 (27) 를 설치하면 되어, 엔진 본체 (3) 로부터 배출되는 배기 가스의 전체량에 대해 블로어를 설치하는 경우에 비해 블로어 용량을 저감시킬 수 있다.Since it is assumed that the venturi scrubber 25 is installed in the EGR path L3, the EGR of the capacity according to the amount of exhaust gas flowing through the EGR path L3 even if the pressure loss generated by the venturi scrubber 25 is compensated. If the blower 27 is provided, the blower capacity can be reduced with respect to the total amount of the exhaust gas discharged from the engine body 3 compared to the case where the blower is provided.

또, 벤투리 스크러버 (25) 는, 탈황 흡수탑과 같은 일반적인 스크러버에 비해 사이즈가 작기 때문에, 설치 스페이스를 삭감할 수 있다. 또, 벤투리 스크러버 (25) 를 엔진 본체 (3) 의 부속 설비로서 엔진 본체 (3) 상에 설치할 수 있어, 보다 더 콤팩트하게 할 수 있음과 함께, 선박으로서의 엔진 본체 (3) 의 설치 장소의 설계를 변경하지 않아도 되는 장점이 있다.Moreover, since the venturi scrubber 25 is smaller in size than a general scrubber such as a desulfurization absorption tower, the installation space can be reduced. In addition, the venturi scrubber 25 can be installed on the engine body 3 as an accessory to the engine body 3, making it more compact, and the installation site of the engine body 3 as a ship. It has the advantage of not having to change the design.

배기 가스 경로인 제 2 배기 경로 (L2) 에, 황 산화물을 제거하기 위한 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있지 않기 때문에, 설치 스페이스를 삭감할 수 있다.Since the exhaust gas cleaning device for removing sulfur oxide is not provided in the second exhaust path L2 which is the exhaust gas path, the installation space can be reduced.

또, 제 2 배기 경로 (L2) 에 배기 가스 세정 장치가 설치되어 있지 않아도, EGR 경로 (L3) 에 설치한 벤투리 스크러버 (25) 에서 SOx 를 제거할 수 있으므로, 재순환되는 배기 가스에 의해 엔진 본체 (3) 의 흡기 경로에 있어서, 저온부에서 황산으로 되어 응축되는 것으로 인한, 이른바 황산 노점 부식을 발생시키는 경우가 없다.In addition, even if the exhaust gas cleaning device is not installed in the second exhaust path L2, SOx can be removed from the venturi scrubber 25 installed in the EGR path L3, so that the engine body is recirculated by the exhaust gas. In the intake path of (3), so-called sulfuric acid dew point corrosion does not occur due to condensation as sulfuric acid at a low temperature portion.

이코노마이저 (21) 의 상류측에서부터 EGR 경로 (L3) 를 분기하는 것으로 하였으므로, 선박의 굴뚝 근방에 배치되어 있는 이코노마이저 (21) 의 하류측에서부터 분기되는 경우에 비해, 배관의 압손을 저감시킬 수 있기 때문에, 배기 가스의 압력을 높게 유지한 채로 벤투리 스크러버 (25) 로 배기 가스를 유도할 수 있다. 이로써, EGR 블로어 (27) 의 부하를 저감시킬 수 있어, 벤투리 스크러버 (25) 를 효율적으로 작동시킬 수 있다. 또, 엔진 본체 (3) 부근에서부터 분기할 수 있기 때문에, EGR 경로 (L3) 의 배관 길이를 대폭 짧게 할 수 있어, 보다 더 콤팩트하게 할 수 있다.Since the EGR path L3 is branched from the upstream side of the economizer 21, the pressure loss of the piping can be reduced compared to the case where it branches from the downstream side of the economizer 21 arranged near the chimney of the ship. , Exhaust gas can be guided to the venturi scrubber 25 while maintaining the pressure of the exhaust gas high. Thereby, the load of the EGR blower 27 can be reduced, and the venturi scrubber 25 can be operated efficiently. Moreover, since it can branch from the engine main body 3 vicinity, the piping length of the EGR path L3 can be shortened significantly, and it can make it more compact.

[제 2 실시형태] [Second Embodiment]

다음으로, 본 발명의 선박에 관련된 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 제 1 실시형태에 대해, 제 2 배기 경로 (L2) 에 탈황 흡수탑 (23) 을 구비하고 있는 점에서 상이하다. 그 밖의 공통되는 구성에 대해서는, 동일 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.Next, a second embodiment related to the ship of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the desulfurization absorption tower 23 is provided in the second exhaust path L2. Other common configurations are omitted by using the same reference numerals.

제 2 배기 경로 (L2) 에는, 이코노마이저 (배열 회수 장치) (21) 와 탈황 흡수탑 (배기 가스 세정 장치) (23) 이 순서대로 접속되어 있다.To the second exhaust path L2, an economizer (heat recovery device) 21 and a desulfurization absorption tower (exhaust gas cleaning device) 23 are sequentially connected.

탈황 흡수탑 (23) 은, 예를 들어 충전탑식 스크러버로 되고, 배기 가스에 대해 물이나 수용액 등의 흡수액을 분무함으로써 배기 가스 중에 함유되어 있는 SOx 를 제거한다. 또한, 후술하겠지만, EGR 경로 (L3) 로 유도되는 배기 가스는, 탈황 흡수탑 (23) 을 통과한 후에 유도되므로, SOx 에 대해서는 충분히 제거되어 있고, 벤투리 스크러버 (25) 에서는 주로 PM 등의 불순물과 잔존하는 SOx 의 제거가 실시된다. The desulfurization absorption tower 23 is, for example, a packed tower scrubber, and removes SOx contained in the exhaust gas by spraying an absorption liquid such as water or an aqueous solution to the exhaust gas. In addition, as will be described later, since the exhaust gas guided to the EGR path L3 is guided after passing through the desulfurization absorption tower 23, it is sufficiently removed for SOx, and impurities such as PM are mainly used in the venturi scrubber 25. And the residual SOx is removed.

또한, 탈황 흡수탑 (23) 은, 엔진 본체 (3) 의 연료로서 SOx 규제 해역에 있어서의 규제치 이상의 S 분 (예를 들어 1.0 ％ 이상) 의 황분을 함유하는 연료가 사용될 때에 적용된다.In addition, the desulfurization absorption tower 23 is applied when a fuel containing sulfur content of S minutes (for example, 1.0% or more) equal to or higher than the regulated value in the SOx regulated sea is used as the fuel of the engine body 3.

탈황 흡수탑 (23) 의 하류측에는 분기점 (17') 이 형성되어 있고, 이 분기점 (17') 으로부터 EGR 경로 (L3) 가 분기된다. EGR 경로 (L3) 에, EGR 밸브 (19), 벤투리 스크러버 (25), EGR 블로어 (27) 가 설치되어 있는 점은 제 1 실시형태와 동일하다. A branch point 17' is formed on the downstream side of the desulfurization absorption tower 23, and the EGR path L3 branches from this branch point 17'. The point where the EGR valve 19, the venturi scrubber 25, and the EGR blower 27 are provided in the EGR path L3 is the same as in the first embodiment.

벤투리 스크러버 (25) 로부터의 배수는, 상기 서술한 탈황 흡수탑 (23) 과 동일한 배수 처리 장치 (도시 생략) 에서 처리되도록 되어 있다. 즉, 탈황 흡수탑 (23) 및 벤투리 스크러버 (25) 로부터의 배수를 공통의 배수 처리 장치에서 처리한다.The wastewater from the venturi scrubber 25 is treated in the same wastewater treatment device (not shown) as the desulfurization absorption tower 23 described above. That is, the wastewater from the desulfurization absorption tower 23 and the venturi scrubber 25 is treated by a common wastewater treatment device.

다음으로, 상기 구성의 디젤 엔진 (1) 을 구비한 선박의 동작에 대해 설명한다.Next, the operation of the ship equipped with the diesel engine 1 of the said structure is demonstrated.

선박이 배기 가스의 NOx 규제가 엄격하게 되어 있는 해역 (배기 가스 규제 해역 (Emission Control Area；ECA)) 을 항행할 때와 같이 EGR 을 사용하는 경우에는, EGR 밸브 (19) 를 열림으로 한다. 이로써, 엔진 본체 (3) 로부터 제 1 배기 경로 (L1) 를 지나 터빈 (5a) 으로 유도된 배기 가스가 이코노마이저 (21) 및 탈황 흡수탑 (23) 을 통과한 후에, 분기점 (17') 에서 분기되어 EGR 시스템 (7) 측으로 흐른다. 잔부의 배기 가스는, 제 2 배기 경로 (L2) 를 흘러 도시되지 않은 굴뚝으로부터 대기로 방출된다.When a ship uses EGR as when navigating a sea area where NOx regulation of exhaust gas is strict (Emission Control Area (ECA)), the EGR valve 19 is opened. Thereby, after the exhaust gas guided from the engine body 3 to the turbine 5a through the first exhaust path L1 passes through the economizer 21 and the desulfurization absorption tower 23, it branches at the branch point 17'. And flows to the EGR system (7) side. The remaining exhaust gas flows through the second exhaust path L2 and is discharged from a chimney (not shown) to the atmosphere.

EGR 시스템 (7) 을 흐르는 배기 가스는 재순환 가스로서 EGR 밸브 (19) 를 지나 벤투리 스크러버 (25) 를 흐른다. 벤투리 스크러버 (25) 에서, PM 등의 불순물과 탈황 흡수탑 (23) 에서 제거되지 않았던 SOx 가 제거된다. 벤투리 스크러버 (25) 를 통과한 배기 가스가 EGR 블로어 (27) 로 유도되고, EGR 블로어 (27) 에서 소정압까지 가압된 배기 가스가 믹서 (39) 로 유도된다. 믹서 (39) 에서는, 공기와 배기 가스가 혼합되고, 흡기 경로 (K2) 를 지나 컴프레서 (5b) 의 흡입구로 유도된다. 컴프레서 (5b) 에서 가압된 공기와 배기 가스의 혼합기는, 소기 경로 (K1) 를 지나 공기 냉각기 (15) 로 유도되고, 공기 냉각기 (15) 에서 냉각된 후에 소기 트렁크 (13) 로 유도된다.The exhaust gas flowing through the EGR system 7 flows through the venturi scrubber 25 through the EGR valve 19 as a recirculating gas. In the venturi scrubber 25, impurities such as PM and SOx that have not been removed by the desulfurization absorption tower 23 are removed. The exhaust gas that has passed through the venturi scrubber 25 is guided to the EGR blower 27, and the exhaust gas pressurized to a predetermined pressure in the EGR blower 27 is guided to the mixer 39. In the mixer 39, air and exhaust gas are mixed and guided to the intake port of the compressor 5b through the intake path K2. The mixture of air and exhaust gas pressurized by the compressor 5b passes through the scavenging path K1 and is guided to the air cooler 15, and after being cooled in the air cooler 15, is guided to the scavenging trunk 13.

이상과 같이, 본 실시형태의 디젤 엔진 (1) 을 구비한 선박에 의하면, 이하의 작용 효과를 발휘한다. As described above, according to the ship equipped with the diesel engine 1 of this embodiment, the following effects are exhibited.

제 2 배기 경로 (L2) 에 설치된 탈황 흡수탑 (23) 에 더하여, 추가로 EGR 경로 (L3) 에 벤투리 스크러버 (25) 를 설치하는 것으로 하였다. 이로써, 탈황 흡수탑 (23) 에서 충분히 제거되지 않은 PM 등의 불순물 및 잔존하는 SOx 를 벤투리 스크러버 (25) 에서 확실하게 제거할 수 있다. 이로써, 컴프레서 (5b) 나 엔진 본체 (3) 에 악영향을 미치는 경우가 없다. In addition to the desulfurization absorption tower 23 provided in the 2nd exhaust path L2, it was decided to provide the venturi scrubber 25 in the EGR path L3 further. Thereby, impurities such as PM that have not been sufficiently removed by the desulfurization absorption tower 23 and remaining SOx can be reliably removed by the venturi scrubber 25. Thereby, there is no case of adversely affecting the compressor 5b or the engine body 3.

또, 벤투리 스크러버 (25) 는, 탈황 흡수탑 (23) 을 통과한 후의 배기 가스 중의 PM 등의 불순물과 잔존하는 SOx 의 제거를 주목적으로 하고 있으므로, 제 1 실시형태의 벤투리 스크러버에 비해 더욱 소형화가 가능해지고, 또 장치에 부수되는 유틸리티의 저감이 가능해진다.Further, since the venturi scrubber 25 is primarily aimed at removing impurities such as PM and remaining SOx in the exhaust gas after passing through the desulfurization absorption tower 23, it is further compared to the venturi scrubber of the first embodiment. It is possible to downsize and reduce the utility associated with the device.

탈황 흡수탑 (23) 및 벤투리 스크러버 (25) 로부터의 배수를 공통의 배수 처리 장치에서 처리하는 것으로 하였다. 이로써, 배수 처리 장치의 설치 스페이스를 생략할 수 있어 효율적으로 배수 처리를 실시할 수 있다.The wastewater from the desulfurization absorption tower 23 and the venturi scrubber 25 was treated with a common wastewater treatment device. Thereby, it is possible to omit the installation space of the drainage treatment device, and the drainage treatment can be efficiently performed.

이코노마이저 (21) 의 하류측의 분기점 (17') 에서부터 분기되어 EGR 을 실시하는 것으로 하고, EGR 을 실시하는지 여부에 상관없이 이코노마이저 (21) 를 전체량의 배기 가스가 통과하는 것으로 하였으므로, 이코노마이저 (21) 에 의한 배열 회수가 낭비 없이 유효하게 실시된다.EGR is performed by branching from the branch point 17' on the downstream side of the economizer 21, and the entire amount of exhaust gas passes through the economizer 21 regardless of whether or not EGR is performed, so the economizer 21 ), the heat recovery is effectively carried out without waste.

또, 탈황 흡수탑 (23) 의 하류측의 분기점 (17') 에서부터 분기되어 EGR 을 실시하는 것으로 하였으므로, EGR 을 실시하는지 여부에 상관없이 탈황 흡수탑 (23) 을 통과하므로, EGR 률에 따라 탈황 흡수탑 (23) 을 제어할 필요가 없다. In addition, since it is supposed to perform EGR by branching from the branch point 17' on the downstream side of the desulfurization absorption tower 23, it passes through the desulfurization absorption tower 23 regardless of whether or not EGR is performed. There is no need to control the absorption tower 23.

또, 전체량의 배기 가스가 탈황 흡수탑 (23) 을 통과하므로, SOx 규제 해역을 선박이 항행하는 경우에도 비교적 고가의 저 S 분 연료 (예를 들어 황분이 1.0 ％ 이하) 를 사용할 필요가 없다.In addition, since the entire amount of exhaust gas passes through the desulfurization absorption tower 23, it is not necessary to use a relatively expensive low S fuel (for example, sulfur content of 1.0% or less) even when a ship navigates in the SOx regulated sea area .

탈황 흡수탑 (23) 을 통과하여 냉각된 후의 배기 가스를 EGR 밸브 (19) 및 벤투리 스크러버 (25) 로 유도하는 것으로 하였으므로, EGR 밸브 (19) 및 벤투리 스크러버 (25) 의 구성 부품으로서 내고온 부재를 사용하지 않아도 된다. 나아가서는, 배기 가스 온도가 낮기 때문에 배기 가스 중에 함유되는 수증기를 줄일 수 있음과 함께, 미스트 직경을 크게 할 수 있어, 미스트 세퍼레이터 (25i) 에서의 미스트 회수율을 증대시킬 수 있다. 이로써, EGR 블로어 (27) 의 날개나 컴프레서 (5b) 의 날개를 보호할 수 있어, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.Since it was supposed to guide the exhaust gas after passing through the desulfurization absorption tower 23 and cooled down to the EGR valve 19 and the venturi scrubber 25, the components of the EGR valve 19 and the venturi scrubber 25 There is no need to use high temperature members. Furthermore, since the exhaust gas temperature is low, the water vapor contained in the exhaust gas can be reduced, the mist diameter can be increased, and the mist recovery rate in the mist separator 25i can be increased. Thereby, the blades of the EGR blower 27 and the blades of the compressor 5b can be protected, and the maintenance cycle can be lengthened.

또, 과급기 (5) 의 터빈 (5a) 의 직후에서부터 분기되어 배기 가스를 재순환하는 것이 아니라, 탈황 흡수탑 (23) 의 하류측의 분기점 (17') 에서부터 배기 가스의 재순환을 실시하는 것으로 하여, EGR 경로를 길게 하는 것으로 하였다. 이로써, EGR 경로 (L3) 를 배기 가스가 유통하는 동안에 탈황 흡수탑 (23) 으로부터 수반되는 미스트나 증기를 제거할 수 있고, EGR 블로어 (27) 의 날개나 컴프레서 (5b) 의 날개를 보호할 수 있어, 메인터넌스 주기를 더욱 길게 할 수 있다.In addition, it is assumed that the exhaust gas is not branched from immediately after the turbine 5a of the supercharger 5 to recirculate the exhaust gas, but is recirculated from the branch point 17' on the downstream side of the desulfurization absorption tower 23, It was decided to lengthen the EGR path. Thereby, mist and steam accompanying the desulfurization absorption tower 23 can be removed while the exhaust gas flows through the EGR path L3, and the blades of the EGR blower 27 and the blades of the compressor 5b can be protected. Yes, the maintenance cycle can be further lengthened.

또한, 상기 서술한 각 실시형태에서는, EGR 경로 (L3) 를 터빈 (5a) 의 하류측에서부터 분기되는 저압 EGR 을 전제로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 터빈 (5a) 의 상류측의 제 1 배기 경로 (L1) 에서부터 분기되는 고압 EGR 로 해도 된다.In addition, in each of the above-described embodiments, the EGR path L3 was described on the premise of a low pressure EGR branching from the downstream side of the turbine 5a, but the present invention is not limited to this, for example, a turbine The high-pressure EGR branching from the first exhaust path L1 on the upstream side of (5a) may be used.

또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, EGR 경로 (L3) 의 하류측의 접속처를 컴프레서 (5b) 의 상류측으로 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 컴프레서 (5b) 의 하류측이며 또한 공기 냉각기 (15) 의 상류측에 EGR 경로 (L3) 의 하류측을 접속해도 되고, 또는, 공기 냉각기 (15) 의 하류측에 EGR 경로 (L3) 의 하류측을 접속해도 된다.In addition, in each of the above-described embodiments, the connection destination on the downstream side of the EGR path L3 is set to the upstream side of the compressor 5b, but the present invention is not limited to this, for example, of the compressor 5b. The downstream side of the EGR path L3 may be connected to the downstream side and the upstream side of the air cooler 15, or the downstream side of the EGR path L3 may be connected to the downstream side of the air cooler 15.

또, 도 2 에 나타낸 제 2 실시형태에서는, 분기점 (17') 을 탈황 흡수탑 (23) 의 하류측의 위치로 하였지만, 이코노마이저 (21) 의 상류측으로 해도 되고, 또, 이코노마이저 (21) 와 탈황 흡수탑 (23) 사이로 해도 된다.In addition, in the second embodiment shown in Fig. 2, the branch point 17' is a position on the downstream side of the desulfurization absorption tower 23, but it may be an upstream side of the economizer 21, and the economizer 21 and the desulfurization It may be between the absorption towers 23.

1 : 디젤 엔진 (내연 기관)
3 : 엔진 본체 (내연 기관 본체)
5 : 과급기
5a : 터빈
5b : 컴프레서
7 : EGR 시스템
11 : 배기 정압관
13 : 소기 트렁크
15 : 공기 냉각기
19 : EGR 밸브
21 : 이코노마이저 (배열 회수 장치)
23 : 탈황 흡수탑 (배기 가스 세정 장치)
25 : 벤투리 스크러버 (EGR 배기 가스 세정 장치)
27 : EGR 블로어
L1 : 제 1 배기 경로
L2 : 제 2 배기 경로
L3 : EGR 경로
K1 : 소기 경로1: diesel engine (internal combustion engine)
3: engine body (internal combustion engine body)
5: supercharger
5a: turbine
5b: compressor
7: EGR system
11: exhaust static pressure pipe
13: scavenging trunk
15: air cooler
19: EGR valve
21: economizer (array recovery device)
23: desulfurization absorption tower (exhaust gas cleaning device)
25: Venturi scrubber (EGR exhaust gas cleaning device)
27: EGR blower
L1: first exhaust path
L2: second exhaust path
L3: EGR path
K1: desired route

Claims (6)

선박 추진용의 내연 기관 본체와,
그 내연 기관 본체로부터의 배기 가스에 의해 구동되는 터빈, 및, 그 터빈에 연결됨과 함께 흡기를 압축하는 컴프레서를 갖는 과급기와,
상기 내연 기관 본체로부터의 배기 가스를 대기로 방출하는 배기 가스 경로와,
상기 배기 가스 경로의 분기점에서부터 분기되고, 배기 가스의 일부를 상기 내연 기관 본체의 흡기 경로로 유도하는 EGR 경로와,
그 EGR 경로에 설치됨과 함께 상기 컴프레서의 상류에 설치되고, 벤투리 스크러버로 된 EGR 배기 가스 세정 장치를 구비하고,
상기 EGR 배기 가스 세정 장치는, 상기 내연 기관 본체 상에 설치되고,
상기 배기 가스 경로에 설치되고, 배기 가스로부터 열을 회수하는 배열 회수 장치와,
상기 배기 가스 경로에 설치되고, 배기 가스 중의 황 산화물을 제거하기 위한 배기 가스 세정 장치를 구비하고,
상기 EGR 경로는, 상기 배열 회수 장치 및 상기 배기 가스 세정 장치의 하류측의 상기 배기 가스 경로에서부터 분기되고,
상기 배기 가스 세정 장치는, 물을 산포하는 스크러버로 되고,
상기 배기 가스 세정 장치 및 상기 EGR 배기 가스 세정 장치로부터의 배수를 처리하는 공통의 배수 처리 장치를 구비하고 있는 내연 기관.An internal combustion engine body for propulsion of ships,
A turbocharger having a turbine driven by exhaust gas from the main body of the internal combustion engine, and a compressor connected to the turbine and compressing intake air,
An exhaust gas path for discharging exhaust gas from the main body of the internal combustion engine to the atmosphere,
An EGR path branching from a branch point of the exhaust gas path and guiding a part of the exhaust gas to the intake path of the internal combustion engine body;
It is installed in the EGR path and is installed upstream of the compressor, and includes an EGR exhaust gas cleaning device made of a venturi scrubber,
The EGR exhaust gas cleaning device is installed on the main body of the internal combustion engine,
A heat recovery device installed in the exhaust gas path and recovering heat from the exhaust gas;
An exhaust gas cleaning device installed in the exhaust gas path and for removing sulfur oxides in the exhaust gas,
The EGR path branches from the exhaust gas path on the downstream side of the heat recovery device and the exhaust gas cleaning device,
The exhaust gas cleaning device is a scrubber for dispersing water,
An internal combustion engine comprising a common waste water treatment device that processes waste water from the exhaust gas cleaning device and the EGR exhaust gas cleaning device. 제 1 항에 있어서,
상기 배기 가스 세정 장치는, 상기 배열 회수 장치의 하류에 설치되고,
상기 EGR 경로는, 상기 배기 가스 세정 장치의 하류측에서부터 분기되는 내연 기관.The method of claim 1,
The exhaust gas cleaning device is installed downstream of the exhaust heat recovery device,
The EGR path is an internal combustion engine branched from a downstream side of the exhaust gas cleaning device. 제 1 항에 있어서,
상기 EGR 경로는, 상기 컴프레서의 상류측으로 유도되는 내연 기관.The method of claim 1,
The EGR path is an internal combustion engine that is guided to an upstream side of the compressor. 제 1 항에 있어서,
상기 컴프레서의 하류에는, 그 컴프레서에 의해 압축된 압축 공기를 냉각시키는 공기 냉각기가 설치되고,
상기 EGR 경로는, 상기 컴프레서의 하류측이며 또한 상기 공기 냉각기의 상류측으로 유도되는 내연 기관.The method of claim 1,
An air cooler for cooling the compressed air compressed by the compressor is installed downstream of the compressor,
The EGR path is a downstream side of the compressor and is guided to an upstream side of the air cooler. 제 1 항에 있어서,
상기 컴프레서의 하류에는, 그 컴프레서에 의해 압축된 압축 공기를 냉각시키는 공기 냉각기가 설치되고,
상기 EGR 경로는, 상기 공기 냉각기의 하류측으로 유도되는 내연 기관.The method of claim 1,
An air cooler for cooling the compressed air compressed by the compressor is installed downstream of the compressor,
The EGR path is an internal combustion engine that is guided to a downstream side of the air cooler. 삭제delete
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