KR20230173167A

KR20230173167A - 선박

Info

Publication number: KR20230173167A
Application number: KR1020237039788A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 야마다
Original assignee: 미츠비시 조우센 가부시키가이샤
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2022-04-18
Publication date: 2023-12-26
Also published as: WO2022249792A1; EP4335741A1; CN117355461A; JP2022179983A

Abstract

선박은, 연료를 연소시킴으로써 배기가스를 배출하는 연소 장치와, 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 암모니아 회수부와, 상기 암모니아 회수부에서 회수된 회수 암모니아수를 저류하는 회수 암모니아수 탱크와, 상기 연소 장치로부터 배출되는 배기가스에 탈질 처리를 실시하는 탈질 장치와, 상기 탈질 장치의 촉매로서의 탈질용 암모니아수를 저류하는 탈질용 암모니아수 탱크와, 상기 회수 암모니아수 탱크의 상기 회수 암모니아수를 상기 탈질용 암모니아수 탱크에 공급하는 회수 암모니아수 공급 라인을 구비하고 있다.

Description

선박

본 개시는, 선박에 관한 것이다.

본원은, 2021년 5월 24일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-086837호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

선박 추진용의 연료나, 화물로서 가연성 가스를 탑재하는 선박에는, 가연성 가스를 선외의 대기 중에 배출하기 위한 벤트 포스트가 형성되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 에는, 가연성 가스 (가스 연료) 에 의해 구동되는 가스 엔진의 배관 내 등에 남는 가연성 가스를 질소 가스 등으로 퍼지하고, 벤트 포스트를 통해서 대기 개방하는 구성이 개시되어 있다.

상기 선박에 있어서는, 가스 연료로서 암모니아를 탑재하는 것이 검토되고 있다. 암모니아는, 불활성 가스에 의해 퍼지하여 벤트 포스트를 통해서 대기에 방출해도 충분히 확산되지 않을 가능성이 있다. 이와 같이 암모니아가 대기 중에 확산되기 어려운 이유의 하나로는, 암모니아가, 메탄 가스, 부탄 가스 등의 다른 가연성 가스와 비교하면, 공기 중의 수분과 반응하기 쉽고, 공기 중의 수분과 반응하여 안개상 (액적상) 의 암모니아수가 되어, 대기보다 비중이 커지는 것을 들 수 있다.

한편, 특허문헌 2 에는, 배출 가스로부터 암모니아를 회수하는 회수 장치가 개시되어 있다. 이 특허문헌 2 에 개시된 회수 장치는, 배출 가스를 물에 용해시키는 용해조와, 용해조에서 형성한 암모니아수를 저류하는 암모니아수 탱크를 구비하고 있다. 그리고, 이 특허문헌 2 의 회수 장치에서는, 암모니아수 탱크에 저류된 암모니아수를 증류하고, 이 증류에 의해 얻어진 암모니아 가스를 제습하여 액화시킴으로써 고순도의 암모니아를 생성하고 있다.

일본 공개특허공보 2013-11332호 일본 공개특허공보 2008-7378호

그러나, 특허문헌 2 와 같은 회수 장치를 선박에 적용하기 위해서는, 선체 내에 설치 스페이스를 별도 확보하지 않으면 안되어, 선체의 대형화로 이어진다는 과제가 있다.

또한, 상기 특허문헌 2 의 용해 장치로 되돌려지는 물에는 소량의 암모니아가 함유되어 있기 때문에, 이 암모니아를 분리한 물도, 해양 오염 방지 등의 이유에 의해 선외로 방출할 수 없다. 예를 들어, 암모니아수 탱크 내의 암모니아수량이 상한을 초과하거나 했을 경우에, 물에 함유되는 암모니아를 중화나 희석시키고 나서 선외로 배출할 필요가 발생하여, 중화나 희석용 장치가 별도로 필요하게 된다는 과제가 있다.

본 개시는 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 암모니아를 암모니아수로서 회수 가능하게 하면서, 회수 암모니아를 재이용함으로써 회수 암모니아의 선외로의 배출을 억제하고, 선체의 대형화를 억제할 수 있는 선박을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시의 선박은, 연료를 연소시킴으로써 배기가스를 배출하는 연소 장치와, 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 암모니아 회수부와, 상기 암모니아 회수부에서 회수된 회수 암모니아수를 저류하는 회수 암모니아수 탱크와, 상기 연소 장치로부터 배출되는 배기가스에 탈질 처리를 실시하는 탈질 장치와, 상기 탈질 장치의 환원제로서 사용하는 탈질용 암모니아수를 저류하는 탈질용 암모니아수 탱크와, 상기 회수 암모니아수 탱크의 상기 회수 암모니아수를 상기 탈질용 암모니아수 탱크에 공급하는 회수 암모니아수 공급 라인을 구비하고 있다.

본 개시의 선박에 의하면, 암모니아를 암모니아수로서 회수하면서, 회수 암모니아를 재이용함으로써 회수 암모니아의 선외로의 배출을 억제하고, 선체의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 개시의 실시형태에 관련된 선박의 측면도이다.
도 2 는, 본 개시의 실시형태에 관련된 선박의 연료 퍼지를 실시하는 배관 계통을 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 개시의 실시형태에 관련된 탈질 장치의 탈질용 암모니아수 탱크 주위의 배관 계통을 나타내는 도면이다.

이하, 본 개시의 실시형태에 관련된 선박에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 본 개시의 실시형태에 관련된 선박의 측면도이다.

(선박의 구성)

도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태의 선박 (1) 은, 선체 (2) 와, 상부 구조 (4) 와, 연소 장치 (8) 와, 암모니아 탱크 (10) 와, 배관 계통 (20) 과, 벤트 포스트 (30) 와, 암모니아 회수부 (60) 와, 회수 암모니아수 탱크 (70) 를 구비하고 있다. 선박 (1) 의 선종은, 특정한 것에 한정되지 않는다. 선박 (1) 의 선종은, 예를 들면 액화 가스 운반선, 페리, RORO 선, 자동차 운반선, 여객선 등을 예시할 수 있다.

선체 (2) 는, 그 외각 (外殼) 을 이루는, 한 쌍의 현측 (5A, 5B) 과, 선저 (6) 를 갖고 있다. 현측 (5A, 5B) 은, 좌우 현측을 각각 형성하는 한 쌍의 현측 외판을 구비한다. 선저 (6) 는, 이들 현측 (5A, 5B) 을 접속하는 선저 외판을 구비한다. 이들 한 쌍의 현측 (5A, 5B) 및 선저 (6) 에 의해, 선체 (2) 의 외각은, 선수미 방향 (FA) 과 직교하는 단면에 있어서, U 자 형상을 이루고 있다.

선체 (2) 는, 가장 상층에 배치되는 전통 (全通) 갑판인 상갑판 (7) 을 추가로 구비하고 있다. 상부 구조 (4) 는, 이 상갑판 (7) 상에 형성되어 있다. 상부 구조 (4) 내에는, 거주구 등이 형성되어 있다. 본 실시형태의 선박 (1) 에서는, 예를 들어, 상부 구조 (4) 보다 선수미 방향 (FA) 의 선수 (3a) 측이면서 또한 상갑판 (7) 보다 하방의 선체 (2) 내에, 화물을 탑재하는 카고 스페이스 (도시 생략) 가 형성되어 있다.

연소 장치 (8) 는, 연료를 연소시킴으로써 열에너지를 발생시키는 장치이며, 상기 선체 (2) 내에 형성되어 있다. 연소 장치 (8) 로는, 선박 (1) 을 추진시키기 위한 주기에 사용되는 내연 기관, 선내에 전기를 공급하는 발전기 등에 사용되는 내연 기관, 작동 유체로서의 증기를 발생시키는 보일러 등을 예시할 수 있다. 본 실시형태의 연소 장치 (8) 는, 연료로서 암모니아 (이하, 연료 암모니아라고 부른다) 를 사용하고 있다.

암모니아 탱크 (10) 는, 연료 암모니아로서 액화 암모니아를 저류하고 있다. 본 실시형태에서 예시하는 암모니아 탱크 (10) 는, 상부 구조 (4) 보다 선미 (3b) 측의 상갑판 (7) 상에 설치되어 있지만, 암모니아 탱크 (10) 의 배치는, 상부 구조 (4) 보다 선미 (3b) 측의 상갑판 (7) 상으로 한정되지 않는다.

배관 계통 (20) 은, 연소 장치 (8) 와 암모니아 탱크 (10) 를 접속하고 있다. 배관 계통 (20) 은, 암모니아 탱크 (10) 에 저류된 연료 암모니아를 연소 장치 (8) 에 공급하고 있다.

벤트 포스트 (30) 는, 예를 들면, 카고 탱크로부터 배출된 벤트 가스 등의 가스를, 상갑판 (7) 으로부터 상방으로 유도하여 대기 중으로 방출한다. 본 실시형태의 벤트 포스트 (30) 는, 상갑판 (7) 상에 형성되고, 상갑판 (7) 으로부터 상방을 향해 연장되어 있다. 벤트 포스트 (30) 는, 상하 방향 (Dv) 으로 연장되는 통 형상을 이루고 있으며, 그 상부가 개구되어 있다.

암모니아 회수부 (60) 는, 회수 대상의 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수한다. 본 실시형태의 암모니아 회수부 (60) 는, 암모니아 탱크 (10) 보다 선미 (3b) 측의 상갑판 (7) 상에 배치되어 있다. 암모니아 회수부 (60) 로는, 예를 들어, 암모니아를 함유하는 기체에 대해 물을 분사함으로써 암모니아를 물에 흡수시키는, 소위 스크러버를 사용할 수 있다. 이 암모니아 회수부 (60) 에는, 선체 (2) 내에 형성된 물 탱크 (도시 생략) 에 저류된 물 (예를 들면, 맑은 물) 이 공급된다. 또한, 암모니아 회수부 (60) 는, 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수할 수 있는 구성이면 되며, 상기 구성이나 배치에 한정되지 않는다.

회수 암모니아수 탱크 (70) 는, 암모니아 회수부 (60) 에서 회수된 회수 암모니아수를 저류한다. 본 실시형태에 있어서의 회수 암모니아수 탱크 (70) 는, 암모니아 회수부 (60) 가 설치된 상갑판 (7) 보다 하방의 선체 (2) 내에 배치되어 있다. 또한, 회수 암모니아수 탱크 (70) 는, 암모니아 회수부 (60) 에서 회수한 암모니아를 회수 암모니아수로서 회수할 수 있는 구성이면 되고, 상기 배치에 한정되지 않는다.

(퍼지에 관한 배관 계통의 구성)

도 2 는, 본 개시의 실시형태에 관련된 선박의 연료 퍼지를 실시하는 배관 계통을 나타내는 도면이다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 선박 (1) 은, 암모니아 탱크 (10) 로부터 공급된 연료 암모니아를 일시적으로 저류하는 암모니아 버퍼 탱크 (40) 를 구비하고 있다. 암모니아 버퍼 탱크 (40) 는, 암모니아 탱크 (10) 와 연소 장치 (8) 사이의 배관 계통 (20) 의 도중에 설치되어 있다. 배관 계통 (20) 은, 후술하는 연료 암모니아 연료 공급 라인 (85) (도 3 참조) 과, 공급관 (21) 과, 리턴관 (22) 과, 개폐 밸브 (23, 24) 를 각각 구비하고 있다. 배관 계통 (20) 에는, 불활성 가스 공급 장치 (50) 와, 암모니아 회수부 (60) 가 각각 접속되어 있다.

공급관 (21) 및 리턴관 (22) 은, 각각, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 와 연소 장치 (8) 를 접속하고 있다. 공급관 (21) 은, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로부터 연소 장치 (8) 에 연료 암모니아를 공급한다. 리턴관 (22) 은, 연소 장치 (8) 에서 연료로서 사용되지 않고 남은 잉여의 연료 암모니아를 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로 되돌린다. 또한, 공급관 (21) 에는, 후술하는 암모니아 가압 펌프 (93) 및 암모니아 열교환기 (94) (도 3 참조) 가 형성되어 있지만, 도 2 에 있어서는 도시를 생략하고 있다.

개폐 밸브 (23) 는, 공급관 (21) 에 형성되어 있다. 개폐 밸브 (24) 는, 리턴관 (22) 에 형성되어 있다. 이들 개폐 밸브 (23, 24) 는, 연소 장치 (8) 의 가동시에 상시 개방 상태로 된다. 한편, 개폐 밸브 (23, 24) 는, 연소 장치 (8) 의 정지시 등에 폐색 상태로 된다. 이들 개폐 밸브 (23, 24) 가 폐색 상태로 됨으로써, 공급관 (21) 및 리턴관 (22) 의 내부에 형성된 유로가 차단된다.

불활성 가스 공급 장치 (50) 는, 연소 장치 (8) 의 연료로서의 연료 암모니아가 유통되는 유통 경로 (R) 의 연료 암모니아를 건조 질소 등의 불활성 가스로 치환하는, 소위 퍼지를 실시한다. 불활성 가스 공급 장치 (50) 는, 불활성 가스 공급부 (51) 와, 불활성 가스 공급관 (52) 과, 불활성 가스 공급 밸브 (53) 를 구비하고 있다. 불활성 가스로는, 예를 들어, 불활성 가스 생성 장치 (도시 생략) 에 의해 선체 (2) 의 내부에서 생성된 불활성 가스나, 선체 (2) 에 형성된 불활성 가스 탱크 (도시 생략) 에 미리 저류된 불활성 가스를 사용할 수 있다. 또한, 불활성 가스는, 연료 암모니아에 접촉했을 때에 화학 반응하지 않는 기체이면 된다.

불활성 가스 공급부 (51) 는, 불활성 가스를 불활성 가스 공급관 (52) 으로 공급한다.

불활성 가스 공급관 (52) 은, 불활성 가스 공급부 (51) 와 유통 경로 (R) 를 접속하고 있다. 보다 구체적으로는, 불활성 가스 공급관 (52) 은, 불활성 가스 공급부 (51) 와 유통 경로 (R) 의 퍼지 대상 영역 (20p) 을 접속하고 있다. 본 실시형태에 있어서의 퍼지 대상 영역 (20p) 은, 개폐 밸브 (23) 보다 연소 장치 (8) 측의 공급관 (21), 개폐 밸브 (24) 보다 연소 장치 (8) 측의 리턴관 (22), 및 연소 장치 (8) 내에 형성되는 유통 경로 (R) 이다. 본 실시형태에서 예시하는 불활성 가스 공급관 (52) 은, 퍼지 대상 영역 (20p) 중 공급관 (21) 의 퍼지 대상 영역 (20p) 에 접속되어 있다.

불활성 가스 공급 밸브 (53) 는, 불활성 가스 공급관 (52) 에 형성되어 있다. 불활성 가스 공급 밸브 (53) 는, 통상시에 폐색 상태가 되어, 불활성 가스 공급부 (51) 로부터 퍼지 대상 영역 (20p) 으로의 불활성 가스의 공급을 차단하고 있다. 여기서 통상시란, 연소 장치 (8) 를 가동하고 있을 때 등, 연료 암모니아를 연소 장치 (8) 에 공급 가능하게 하고 있을 때이다. 이 통상시에 있어서, 개폐 밸브 (23, 24) 는 개방 상태가 되어, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로부터 공급관 (21) 을 통하여 연소 장치 (8) 에 연료 암모니아가 공급 가능하게 되고, 잉여의 연료 암모니아가 연소 장치 (8) 로부터 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로 되돌려진다.

불활성 가스 공급 밸브 (53) 는, 연소 장치 (8) 의 연료 전환시나 긴급 정지시 등에, 폐색 상태에서 개방 상태로 된다. 바꿔 말하면, 퍼지 대상 영역 (20p) 에 잔류하는 연료 암모니아를 퍼지할 때에 폐색 상태로부터 개방 상태로 조작된다. 이러한 퍼지를 실시할 때에는, 먼저 개폐 밸브 (23) 가 폐색 상태가 되어, 공급관 (21) 이 차단된다. 이로써, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로부터 연소 장치 (8) 로의 연료 암모니아의 공급이 정지된 상태가 된다. 이어서, 불활성 가스 공급 밸브 (53) 가 폐색 상태로부터 개방 상태로 되면, 이것에 의해 불활성 가스 공급부 (51) 로부터 퍼지 대상 영역 (20p) 에 불활성 가스가 공급 가능한 상태가 된다. 그리고, 불활성 가스 공급부 (51) 로부터 불활성 가스가 공급되면, 퍼지 대상 영역 (20p) 의 관 내의 연료 암모니아가 불활성 가스에 의해 암모니아 버퍼 탱크 (40) 측으로 밀려 나와, 액체의 연료 암모니아가 암모니아 버퍼 탱크 (40) 에 회수된다. 그 후, 개폐 밸브 (24) 가 폐색 상태가 되어, 리턴관 (22) 이 차단된다. 이로써, 불활성 가스와 유통 경로 (R) 내에 잔류하고 있던 연료 암모니아가, 벤트관 (38) 으로 유도되는 상태가 된다. 여기서, 개폐 밸브 (24) 가 폐색 상태로 되는 것은, 잔류하고 있던 연료 암모니아의 대부분이 암모니아 버퍼 탱크 (40) 에 회수된 상태가 되었을 때이다. 이러한 상태가 된 것은, 예를 들면, 다양한 센서나 타이머 등을 사용하여 검출할 수 있다. 또한, 잔류하고 있던 연료 암모니아를 암모니아 버퍼 탱크 (40) 에 회수하는 경우에 대해 설명했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 개폐 밸브 (23, 24) 를 동시에 폐색 상태로 하여, 공급관 (21), 리턴관 (22) 을 동시에 차단하고 나서, 불활성 가스 공급부 (51) 에 의해 불활성 가스를 공급하도록 해도 된다.

벤트관 (38) 은, 불활성 가스 공급 장치 (50) 에 의해 공급된 불활성 가스와 함께, 유통 경로 (R) 내에 잔류하고 있던 연료 암모니아를 외부로 유도한다. 불활성 가스와 함께 연료 암모니아가 벤트관 (38) 에 유출됨으로써, 퍼지 대상 영역 (20p) (유통 경로 (R)) 내의 연료 암모니아가 불활성 가스로 치환된다.

본 실시형태의 벤트관 (38) 은, 상류측 벤트관 (38A) 과 하류측 벤트관 (38B) 을 구비하고 있다. 상류측 벤트관 (38A) 은, 회수관 (71) (유통 경로 (R)) 의 퍼지 대상 영역 (20p) 과 암모니아 회수부 (60) 를 접속하고 있다. 본 실시형태에서 예시하는 상류측 벤트관 (38A) 은, 리턴관 (22) 에 접속되어 있다. 하류측 벤트관 (38B) 은, 암모니아 회수부 (60) 와 벤트 포스트 (30) 를 접속하고 있다. 즉, 상류측 벤트관 (38A) 에는, 불활성 가스와 연료 암모니아의 혼합 유체가 유통되고, 하류측 벤트관 (38B) 에는, 암모니아 회수부 (60) 에 의해서 연료 암모니아가 회수된 나머지의 유체가 유통되게 된다.

본 실시형태에 있어서의 암모니아 회수부 (60) 는, 회수관 (71) 을 개재하여 회수 암모니아수 탱크 (70) 에 접속되어 있다. 이 회수관 (71) 에는, 회수관 개폐 밸브 (72) 가 형성되어 있다. 암모니아 회수부 (60) 에서 생성된 암모니아수는, 이 회수관 개폐 밸브 (72) 가 개방 상태로 되어 있을 때, 회수관 (71) 을 통해서 회수 암모니아수 탱크 (70) 로 이동한다. 본 실시형태에서는, 암모니아 회수부 (60) 보다 회수 암모니아수 탱크 (70) 가 하방에 배치되어 있기 때문에, 암모니아 회수부 (60) 에 의해 생성된 암모니아수는, 그 자중에 의해 회수 암모니아수 탱크 (70) 로 유하 가능하게 되어 있다.

(탈질 장치 주위의 구성)

도 3 은, 본 개시의 실시형태에 관련된 탈질 장치의 탈질용 암모니아수 탱크 주위의 배관 계통을 나타내는 도면이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 선박 (1) 은, 배기관 (80) 과, 탈질 장치 (81) 와, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 와, 탈질용 암모니아수 공급 라인 (83) 과, 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 과, 연료 암모니아 공급 라인 (85) 을 추가로 구비하고 있다.

배기관 (80) 은, 연소 장치 (8) 로부터 배출되는 배기가스 (G) 를, 선체 (2) 의 외부로 유도하고 있다. 이 배기관 (80) 을 흐르는 연소 장치 (8) 로부터 배출된 직후의 배기가스 (G) 에는, 질소산화물이 포함되어 있다.

탈질 장치 (81) 는, 연소 장치 (8) 로부터 배출된 배기가스 (G) 에 탈질 처리를 실시한다. 이 탈질 장치 (81) 는, 선택 촉매 환원 탈질 장치 (SCR) 로서, 촉매에 의해 질소산화물을 질소와 물로 전환한다. 이 탈질 장치 (81) 는, 배기관 (80) 의 도중에 형성되어, 탈질용 암모니아수를 분무한 배기가스 (G) 를, 촉매 (도시 생략) 에 접촉시키고 있다. 또한, 탈질 처리를 실시한 배기가스 (G) 는, 예를 들어, 선체 (2) 에 형성된 펀넬 (도시 생략) 을 통하여 대기 방출된다.

탈질용 암모니아수 탱크 (82) 는, 탈질 장치 (81) 에서 사용하는 탈질용 암모니아수를 저류하고 있다. 여기서, 탈질용 암모니아수는, 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 사용하는 데에 필요한 소정의 암모니아 농도 (예를 들면, 수 십 ％) 로 조정된 암모니아수이다. 본 실시형태의 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 는, 탈질용 암모니아수를 교반하기 위한 순환 배관 (86) 과, 교반 펌프 (87) 를 구비하고 있다. 또한, 순환 배관 (86) 에는, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 저류되어 있는 탈질용 암모니아수의 암모니아 농도를 측정하기 위한 농도계 (88) 가 형성되어 있다. 또한, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에는, 탈질용 암모니아수의 저류량을 측정할 수 있도록, 수위계 등을 형성하도록 해도 된다. 또한, 순환 배관 (86) 과 교반 펌프 (87) 는 설치하지 않고, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 다른 수법의 교반기를 설치해도 된다. 또한, 상기와 같은 탈질용 암모니아수를 교반하는 구성은 필요에 따라서 형성하면 되며, 예를 들어, 생략하는 것도 가능하다. 그 경우, 탈질용 암모니아수의 암모니아 농도를 측정하기 위한 농도계 (88) 는, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 형성해도 된다.

탈질용 암모니아수 공급 라인 (83) 은, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 저류되어 있는 탈질용 암모니아수를, 탈질 장치 (81) 로 공급하는 유로를 형성하고 있다. 이 탈질용 암모니아수 공급 라인 (83) 에는, 탈질용 암모니아수 펌프 (89) 가 형성되어 있다.

회수 암모니아수 공급 라인 (84) 은, 회수 암모니아수 탱크 (70) 의 회수 암모니아수를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 유로를 형성하고 있다. 이 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 에는, 회수 암모니아수 펌프 (90) 가 형성되어 있다. 여기서, 회수 암모니아수 탱크 (70) 에 저류되어 있는 회수 암모니아수의 암모니아 농도는, 상기 서술한 탈질용 암모니아수의 암모니아 농도보다 낮은 농도 (예를 들면, 수 ppm ∼ 수 ％ 정도) 로 되어 있다.

연료 암모니아 공급 라인 (85) 은, 암모니아 탱크 (10) 에 저류되어 있는 연료 암모니아를 암모니아 버퍼 탱크 (40) 에 공급하는 제 1 라인 (85A) 과, 암모니아 탱크 (10) 에 저류되어 있는 연료 암모니아를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 제 2 라인 (85B) 을 구비하고 있다. 상기 서술한 바와 같이, 연료 암모니아는, 액화 암모니아이다. 그 때문에, 연료 암모니아의 암모니아 농도는, 회수 암모니아수의 암모니아 농도보다 높다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 제 2 라인 (85B) 은, 제 1 라인 (85A) 에 분기 접속되어 있는 경우를 예시하고 있지만, 제 2 라인 (85B) 은, 연료 암모니아를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급할 수 있으면 되고, 예를 들면, 암모니아 탱크 (10) 와 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 를 접속하도록 해도 된다.

본 실시형태에 있어서의 제 2 라인 (85B) 에는, 제 1 라인 (85A) 으로부터 제 2 라인 (85B) 으로 유입되는 연료 암모니아의 유량을 조정 가능한 유량 조정 밸브 (91) 가 형성되어 있다. 이 유량 조정 밸브 (91) 는, 완전 폐색 상태에서 완전 개방 상태까지 점차로 밸브 개도를 조정 가능하게 되어 있다. 유량 조정 밸브 (91) 의 밸브 개도는, 작업원에 의해 수동으로 조작하도록 해도 되지만, 예를 들면, 농도계 (88) 에 의한 암모니아 농도의 측정 결과에 기초하여 제어 장치 (도시 생략) 에 의해 자동적으로 조정하도록 해도 된다.

본 실시형태에 있어서의 제 1 라인 (85A) 에는, 제 2 라인 (85B) 의 분기점 (P1) 보다 암모니아 탱크 (10) 에 가까운 측에, 연료 암모니아를 연소 장치 (8) 를 향해 송급하는 송급 펌프 (92) 가 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 본 실시형태에서 예시하는 제 2 라인 (85B) 은, 송급 펌프 (92) 와 암모니아 버퍼 탱크 (40) 의 사이의 제 1 라인 (85A) 으로부터 분기되어 있다. 또한, 제 2 라인 (85B) 에, 연료 암모니아를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 를 향해 송급하는 펌프를 형성하도록 해도 된다.

또한, 본 실시형태의 공급관 (21) 에는, 도 2 에 있어서 도시 생략한, 암모니아 가압 펌프 (93) 와, 암모니아 열교환기 (94) 가 형성되어 있다. 암모니아 가압 펌프 (93) 는, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 로부터 연소 장치 (8) 에 공급되는 연료 암모니아를 가압한다. 암모니아 열교환기 (94) 는, 이 암모니아 가압 펌프 (93) 에 의해 가압된 연료 암모니아의 온도를 조절한다. 또, 본 실시형태의 암모니아 버퍼 탱크 (40) 와 암모니아 회수부 (60) 는, 버퍼 탱크용 벤트관 (95) 에 의해 접속되어, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 의 벤트 가스를 암모니아 회수부 (60) 로 공급 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 암모니아 버퍼 탱크 (40) 의 벤트 가스에 포함되는 암모니아도 암모니아 회수부 (60) 에서 회수 가능하게 되어 있다.

(작용 효과)

상기 실시형태의 선박 (1) 은, 연료를 연소시킴으로써 배기가스 (G) 를 배출하는 연소 장치 (8) 와, 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 암모니아 회수부 (60) 와, 암모니아 회수부 (60) 에서 회수된 회수 암모니아수를 저류하는 회수 암모니아수 탱크 (70) 와, 연소 장치 (8) 로부터 배출되는 배기가스 (G) 에 탈질 처리를 실시하는 탈질 장치 (81) 와, 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 사용하는 탈질용 암모니아수를 저류하는 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 와, 회수 암모니아수 탱크 (70) 의 회수 암모니아수를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 을 구비하고 있다.

이와 같은 선박 (1) 에 의하면, 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수된 회수 암모니아수를, 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 에 의해 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급할 수 있다. 그 때문에, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 있어서 회수 암모니아수를 사용하여 탈질용 암모니아수를 생성하고, 이 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 의 탈질용 암모니아수를 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 사용할 수 있다. 이로써, 회수 암모니아수를 유효 이용할 수 있기 때문에, 회수 암모니아수를 처리하기 위한 설비가 불필요해져, 암모니아를 암모니아수로서 회수 가능하게 하면서 선체 (2) 의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

상기 실시형태의 선박 (1) 은, 추가로, 연소 장치 (8) 의 연료인 연료 암모니아가 저류된 암모니아 탱크 (10) 와, 암모니아 탱크 (10) 의 연료 암모니아를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 연료 암모니아 공급 라인 (85) 을 구비하고 있다.

따라서, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급된 회수 암모니아수에 대해, 탈질용 암모니아수보다 암모니아 농도가 높은 연료 암모니아를 혼합하여, 회수 암모니아수보다 암모니아 농도가 높은 탈질용 암모니아수를 생성할 수 있다.

상기 실시형태의 선박 (1) 의 연소 장치 (8) 는, 선체 (2) 를 추진하는 주기이며, 상기 선박 (1) 은, 주기의 연료가 유통되는 유통 경로에 불활성 가스를 공급하여 유통 경로에 잔류하는 연료 암모니아를 퍼지하는 불활성 가스 공급 장치 (50) 를 구비하고 있다. 그리고, 암모니아 회수부 (60) 는, 퍼지된 연료 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하고 있다.

즉, 선박 (1) 이 암모니아를 연료로 하여 항행하는 소위 암모니아 연료선인 경우에, 유통 경로 (R) 에 잔류하는 연료 암모니아를 퍼지하여 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수 암모니아수로서 회수할 수 있다. 그리고, 이 회수 암모니아수를 주기의 배기가스 (G) 에 탈질 처리를 실시하기 위한 탈질용 암모니아수의 일부로서 사용하고 있기 때문에, 퍼지한 주기용의 연료 암모니아를, 주기용의 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 유효 이용하는 것이 가능해진다. 따라서, 탈질용 암모니아수를 생성하기 위한 암모니아를 별도 준비하는 경우와 비교하여, 탈질용 암모니아수를 생성하는 비용을 저감할 수 있다.

또한, 상기 선박 (1) 에서는, 회수 암모니아수에 의해 연료 암모니아를 희석할 수 있기 때문에, 탈질용 암모니아수를 생성할 때에, 선체 (2) 에 형성된 청수 탱크 내의 물의 사용량을 저감할 수 있으므로, 청수 사용량을 구비하는 것이 가능해진다. 따라서, 청수 탱크의 용적이나, 조수 장치의 용량을 억제하는 것이 가능해져, 선체 (2) 의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

(다른 실시형태)

이상, 본 개시의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세히 서술했지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.

상기 실시형태에 있어서는, 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수하는 암모니아가, 연소 장치 (8) 의 유통 경로 (R) 로부터 퍼지된 연료 암모니아인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수되는 암모니아는, 유통 경로 (R) 로부터 퍼지된 연료 암모니아에 한정되지 않는다. 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수되는 암모니아는, 선박 (1) 에서 이용되고 있는 암모니아이면 된다.

상기 실시형태에 있어서는, 연소 장치 (8) 가 암모니아를 연료로 하는 주기인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 연소 장치 (8) 는, 연료를 연소시켜 배기가스 (G) 를 배출하는 장치이면 되고, 예를 들면, 암모니아 이외의 연료를 연소시켜 배기가스 (G) 를 배출하는 연소 장치나, 암모니아와, 암모니아 이외의 연료를 전환 가능한 연소 장치여도 된다.

상기 실시형태에 있어서는, 암모니아 탱크 (10) 의 연료 암모니아를 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에는, 암모니아 탱크 (10) 와는 별도로 형성된 탱크로부터 액화 암모니아를 공급하도록 해도 된다.

<부기>

실시형태에 기재된 선박 (1) 은, 예를 들면 이하와 같이 파악된다.

(1) 제 1 양태에 관련된 선박 (1) 은, 연료를 연소시킴으로써 배기가스 (G) 를 배출하는 연소 장치 (8) 와, 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 암모니아 회수부 (60) 와, 상기 암모니아 회수부 (60) 에서 회수된 회수 암모니아수를 저류하는 회수 암모니아수 탱크 (70) 와, 상기 연소 장치 (8) 로부터 배출되는 배기가스 (G) 에 탈질 처리를 실시하는 탈질 장치 (81) 와, 상기 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 사용하는 탈질용 암모니아수를 저류하는 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 와, 상기 회수 암모니아수 탱크 (70) 의 상기 회수 암모니아수를 상기 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 을 구비한다.

연소 장치 (8) 로는, 예를 들면, 주기 및 발전기에 각각 사용되는 내연 기관, 보일러를 들 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수된 회수 암모니아수를, 회수 암모니아수 공급 라인 (84) 에 의해 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급할 수 있다. 그 때문에, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 있어서 회수 암모니아수를 사용하여 탈질용 암모니아수를 생성하고, 이 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 의 탈질용 암모니아수를 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 사용할 수 있다. 이로써, 회수 암모니아수를 유효 이용할 수 있기 때문에, 회수 암모니아수를 처리하기 위한 설비가 불필요해져, 암모니아를 암모니아수로서 회수 가능하게 하면서 선체 (2) 의 대형화를 억제하는 것이 가능해진다.

(2) 제 2 양태에 관련된 선박 (1) 은, (1) 의 선박 (1) 으로서, 상기 연소 장치 (8) 의 연료인 연료 암모니아가 저류된 암모니아 탱크 (10) 와, 상기 암모니아 탱크 (10) 의 상기 연료 암모니아를 상기 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급하는 연료 암모니아 공급 라인 (85) 을 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 탈질용 암모니아수 탱크 (82) 에 공급된 회수 암모니아수에 대해, 탈질용 암모니아수보다 암모니아 농도가 높은 연료 암모니아를 혼합하여, 회수 암모니아수보다 암모니아 농도가 높은 탈질용 암모니아수를 생성할 수 있다.

(3) 제 3 양태에 관련된 선박 (1) 은, (1) 또는 (2) 의 선박 (1) 으로서, 상기 연소 장치 (8) 는, 선체 (2) 를 추진하는 주기이며, 상기 주기의 연료가 유통되는 유통 경로 (R) 에 불활성 가스를 공급하여 상기 유통 경로 (R) 에 잔류하는 상기 연료 암모니아를 퍼지하는 불활성 가스 공급 장치 (50) 를 구비하고, 상기 암모니아 회수부 (60) 는, 퍼지된 상기 연료 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수한다.

이로써, 선박 (1) 이 암모니아를 연료로 하여 항행하는 소위 암모니아 연료선인 경우에, 유통 경로 (R) 에 잔류하는 연료 암모니아를 퍼지하여 암모니아 회수부 (60) 에 의해 회수 암모니아수로서 회수할 수 있다. 그리고, 이 회수 암모니아수를 주기의 배기가스 (G) 에 탈질 처리를 실시하기 위한 탈질용 암모니아수의 일부로서 사용하고 있기 때문에, 퍼지한 주기용의 연료 암모니아를, 주기용의 탈질 장치 (81) 의 환원제로서 유효 이용하는 것이 가능해진다. 따라서, 탈질용 암모니아수를 생성하기 위한 암모니아를 별도 준비하는 경우와 비교하여, 탈질용 암모니아수를 생성하는 비용을 저감할 수 있다.

1 : 선박, 2 : 선체, 4 : 상부 구조, 5A, 5B : 현측, 6 : 선저, 7 : 상갑판, 8 : 연소 장치, 10 : 암모니아 탱크, 20 : 배관 계통, 20p : 퍼지 대상 영역, 21 : 공급관, 22 : 리턴관, 23, 24 : 개폐 밸브, 30 : 벤트 포스트, 38 : 벤트관, 38A : 상류측 벤트관, 38B : 하류측 벤트관, 40 : 암모니아 버퍼 탱크, 50 : 불활성 가스 공급 장치, 51 : 불활성 가스 공급부, 52 : 불활성 가스 공급관, 53 : 불활성 가스 공급 밸브, 60 : 암모니아 회수부, 70 : 회수 암모니아수 탱크, 71 : 회수관, 72 : 회수관 개폐 밸브, 80 : 배기관, 81 : 탈질 장치, 82 : 탈질용 암모니아수 탱크, 83 : 탈질용 암모니아수 공급 라인, 84 : 회수 암모니아수 공급 라인, 85 : 연료 암모니아 공급 라인, 85A : 제 1 라인, 85B : 제 2 라인, 86 : 순환 배관, 87 : 교반 펌프, 88 : 농도계, 89 : 탈질용 암모니아수 펌프, 90 : 회수 암모니아수 펌프, 91 : 유량 조정 밸브, 92 : 송급 펌프, 93 : 암모니아 가압 펌프, 94 : 암모니아 열교환기, 95 : 버퍼 탱크용 벤트관, G : 배기가스, R : 유통 경로

Claims

연료를 연소시킴으로써 배기가스를 배출하는 연소 장치와,
암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 암모니아 회수부와,
상기 암모니아 회수부에서 회수된 회수 암모니아수를 저류하는 회수 암모니아수 탱크와,
상기 연소 장치로부터 배출되는 배기가스에 탈질 처리를 실시하는 탈질 장치와,
상기 탈질 장치의 환원제로서 사용하는 탈질용 암모니아수를 저류하는 탈질용 암모니아수 탱크와,
상기 회수 암모니아수 탱크의 상기 회수 암모니아수를 상기 탈질용 암모니아수 탱크에 공급하는 회수 암모니아수 공급 라인을 구비하는 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 연소 장치의 연료인 연료 암모니아가 저류된 암모니아 탱크와,
상기 암모니아 탱크의 상기 연료 암모니아를 상기 탈질용 암모니아수 탱크에 공급하는 연료 암모니아 공급 라인을 구비하는 선박.
제 2 항에 있어서,
상기 연소 장치는, 선체를 추진하는 주기이며,
상기 주기의 연료가 유통되는 유통 경로에 불활성 가스를 공급하여 상기 유통 경로에 잔류하는 상기 연료 암모니아를 퍼지하는 불활성 가스 공급 장치를 구비하고,
상기 암모니아 회수부는, 퍼지된 상기 연료 암모니아를 물에 흡수시켜 회수 암모니아수로서 회수하는 선박.