WO2015136867A1 - スクラバ及びエンジンシステム - Google Patents

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WO2015136867A1
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neutralizing agent
cleaning liquid
scrubber
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PCT/JP2015/000960
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隼太 秋山
橋本　大
哲男 野上
繁一 兼田
隆道 細野
克浩 吉澤
正憲 東田
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川崎重工業株式会社
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor

Definitions

  • the present invention relates to a scrubber (wet gas cleaning device) that cleans exhaust gas discharged from an engine, and an engine system including the scrubber.
  • exhaust gas recirculation for returning a part of the exhaust gas to the engine.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the exhaust gas may contain a large amount of particulate matter (PM) or sulfur oxide (SOx).
  • PM or SOx is removed from the exhaust gas to be recirculated. It needs to be removed.
  • a scrubber using a cleaning liquid is effective (see reference numeral 15 in FIG. 2 of Patent Document 1).
  • a scrubber using a cleaning liquid is effective for removing PM and SOx from the exhaust gas.
  • a neutralizing agent for desulfurization an alkaline solvent such as caustic soda
  • SOx sulfurization
  • the pH value of the cleaning liquid is adjusted to a certain level or more.
  • a neutralizing agent for desulfurization an alkaline solvent such as caustic soda
  • the pH value decreases when the cleaning liquid comes into contact with the exhaust gas
  • the cleaning liquid is discharged to the outside, if there is a pH value discharge restriction, it is necessary to adjust the pH value of the cleaning liquid so that the discharge restriction can be cleared.
  • it is safe to add more neutralizing agent but there is also a demand to reduce the amount of neutralizing agent used.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and while maintaining a sufficient desulfurization performance while suppressing the amount of the neutralizing agent introduced into the cleaning liquid, it is also possible to clear the discharge regulation of the cleaning liquid. It aims to provide a scrubber that can be used.
  • a scrubber is a scrubber that cleans exhaust gas discharged from an engine, and collects and collects an injection nozzle that injects a cleaning liquid into the exhaust gas, and a cleaning liquid injected from the injection nozzle.
  • a reservoir portion for discharging a part of the collected cleaning liquid to the outside, a circulation pipe for supplying the cleaning liquid stored in the reservoir section to the injection nozzle, and a neutralizing agent are introduced into the flow path of the circulation pipe
  • a control device for determining an amount of the neutralizing agent to be charged from the neutralizing agent charging device, wherein the control device has a predetermined pH value of the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle and a predetermined value.
  • the neutralizing agent to be charged from the neutralizing agent charging device based on the deviation from the target injection pH value and the deviation between the pH value of the cleaning liquid stored in the water reservoir and the predetermined target water pH value To determine the amount of input It is configured.
  • the amount of the neutralizing agent to be charged is determined by the deviation between the pH value of the cleaning liquid jetted from the jet nozzle and the predetermined target jetting pH value, the pH value of the cleaning liquid stored in the reservoir is unnecessarily increased.
  • the amount of neutralizing agent input can be suppressed.
  • the amount of the neutralizing agent to be introduced is determined by the deviation between the pH value of the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle and the predetermined target injection pH value, and the pH value of the cleaning liquid stored in the water reservoir and the predetermined target stored water pH. Since it is determined based on the deviation from the value, it is possible to maintain sufficient desulfurization performance (target injection pH value) and clear the cleaning liquid discharge regulation (target stored water pH value).
  • the exhaust gas may be EGR gas returned to the engine. According to such a configuration, since the purified EGR gas is returned to the engine, the risk of corroding the engine can be reduced.
  • control device is configured to set the target injection pH value based on a sulfur content of fuel used for the engine and a flow rate of exhaust gas passing through the scrubber. May be.
  • the target injection pH value can be set to an appropriate value, so that the target injection pH value can be prevented from becoming excessively large, and as a result, the amount of neutralizing agent introduced into the cleaning liquid is suppressed. be able to.
  • control device may be configured to set a predetermined fixed value as the target stored water pH value.
  • the discharge restriction of the cleaning liquid can be surely cleared by setting the pH value determined by the discharge restriction as the target stored water pH value.
  • the control device is predicted to be necessary for maintaining the desulfurization performance based on the sulfur content of the fuel used in the engine and the flow rate of the exhaust gas passing through the scrubber.
  • the amount of basic neutralizing agent input which is the amount of summing agent, is calculated, the difference between the pH value of the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle and the predetermined target spray pH value, the pH value of the cleaning liquid stored in the water reservoir
  • the amount of the neutralizing agent to be charged by the neutralizing agent charging device may be determined based on the deviation between the pH value and the predetermined target stored water pH value and the basic neutralizing agent charging amount. Good.
  • so-called feedforward control using the basic neutralizing agent input amount can be performed for the input amount of the neutralizing agent input by the neutralizing agent input device. Therefore, even if the operating condition of the engine changes, the amount of neutralizing agent can be quickly adjusted to an appropriate value.
  • an engine system according to an embodiment of the present invention includes the above-described scrubber.
  • FIG. 1 is a block diagram of an engine system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the scrubber according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a scrubber control system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for controlling the amount of neutralizing agent input.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the EGR gas flow rate and the basic neutralizing agent input amount.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the EGR gas flow rate and the target injection pH value.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method for controlling the amount of neutralizing agent input according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of the engine system 100.
  • the engine system 100 includes an engine 10, a supercharger 20, an EGR blower 30, a scrubber 40, and a wastewater treatment device 60.
  • the engine 10 in this embodiment is a main propulsion unit for a ship and is a large two-stroke diesel engine.
  • the engine 10 is supplied with scavenging gas (“charged gas” in the case of a four-stroke engine) from the supercharger 20 through the scavenging flow path 11. Further, the exhaust gas discharged from the engine 10 is supplied to the supercharger 20 through the exhaust passage 12.
  • the engine 10 may be a 4-stroke engine, a gas engine, or a gasoline engine. Further, the engine 10 is not limited to that used for ships, but may be used for power generation equipment.
  • the supercharger 20 is a device that boosts air and supplies it to the engine 10.
  • the supercharger 20 has a turbine part 21 and a compressor part 22. Exhaust gas discharged from the engine 10 is supplied to the turbine unit 21, and the turbine unit 21 is rotated by the energy of the exhaust gas.
  • the turbine part 21 and the compressor part 22 are connected by a connecting shaft 23, and the compressor part 22 also rotates as the turbine part 21 rotates.
  • the compressor unit 22 rotates, the air (atmosphere) taken from the outside is pressurized, and the pressurized air is supplied to the engine 10 via the scavenging flow path 11.
  • the EGR blower 30 is provided in an EGR flow path 31 that connects the exhaust flow path 12 and the scavenging flow path 11, and extracts a part of the exhaust gas in the exhaust flow path 12 (hereinafter referred to as exhaust gas extracted from the exhaust flow path 12).
  • the gas is referred to as “EGR gas”), and the EGR gas is pressurized and sent to the scavenging flow path 11.
  • the EGR gas sent to the scavenging flow path 11 is mixed with the atmosphere pressurized by the supercharger 20 and supplied to the engine 10 as the scavenging gas. Thereby, the oxygen concentration of the scavenging gas supplied to the engine 10 is reduced, and the amount of NOx emission can be reduced.
  • the structure of the EGR blower 30 is not particularly limited, but a positive displacement type is adopted in this embodiment.
  • the scrubber 40 is a device that is provided in the EGR flow path 31 and removes SOx and PM from the EGR gas using a cleaning liquid.
  • exhaust gas from a large diesel engine contains a large amount of SOx and PM, it is very effective to install a scrubber in the engine system when performing EGR in a large diesel engine.
  • the scrubber 40 of this embodiment has a cooling function for cooling EGR gas as will be described later, a cooling device is not provided in the EGR flow path 31, but a cooling device is provided in the EGR flow path 31. It may be provided.
  • the detailed configuration of the scrubber 40 will be described later.
  • the wastewater treatment device 60 is a device that purifies the cleaning liquid used in the scrubber 40. All or part of the cleaning liquid purified by the wastewater treatment apparatus 60 is discharged to the sea.
  • the problem with the discharge of cleaning liquid into the sea is the regulation of wastewater (cleaning liquid) discharge.
  • the emission regulation includes turbidity emission regulation and pH value emission regulation.
  • the waste water treatment apparatus 60 is for clearing the turbidity discharge regulation among them.
  • the cleaning liquid used in the scrubber 40 contains a large amount of particulate matter formed by solidifying PM, and the turbidity is very high. Therefore, for example, using a centrifuge as the wastewater treatment apparatus 60, the dust is separated from the cleaning liquid to reduce the turbidity of the cleaning liquid.
  • a wastewater pH sensor 61 (see FIG. 2) for confirming the final pH value of the cleaning liquid may be provided downstream of the wastewater treatment apparatus 60.
  • FIG. 2 is a schematic view of the scrubber 40 according to the present embodiment.
  • the thick arrows in the figure indicate the flow of EGR gas.
  • the scrubber 40 according to this embodiment is an integrated scrubber having all of a cleaning function for cleaning EGR gas, a water storage function for storing a cleaning liquid, and a cooling function for cooling the EGR gas.
  • the scrubber 40 includes an injection nozzle 41, a water reservoir 42, a circulation pipe 43, and a neutralizing agent charging device 44.
  • the injection nozzle 41 is a part that injects the cleaning liquid into the EGR gas.
  • the injection nozzle 41 is provided in the vicinity of the inlet of the scrubber 40 and injects the cleaning liquid into the EGR gas that has just flowed into the scrubber 40.
  • the scrubber 40 according to the present embodiment employs an injection type, it is possible to introduce a neutralizing agent into the flow path of the circulation pipe 43.
  • the water reservoir 42 is a part for collecting and storing the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle 41.
  • the water reservoir 42 is located in the lower part of the scrubber 40, and the cleaning liquid sprayed from the spray nozzle 41 falls to the water reservoir 42 by its own weight.
  • the EGR gas injected with the cleaning liquid passes through the cooling unit 45 and is cooled by heat exchange, and the mist cleaning liquid contained in the EGR gas is removed by the mist catcher 46.
  • the condensed water generated in the cooling unit 45 and the cleaning liquid captured by the mist catcher 46 fall to the water storage unit 42 by its own weight.
  • the EGR gas that has passed through the cooling unit 45 and the mist catcher 46 exits the scrubber 40 and flows toward the EGR blower 30 (see FIG. 1).
  • the circulation pipe 43 is a member that supplies the cleaning liquid stored in the water reservoir 42 to the injection nozzle 41.
  • a circulation pump 47 is provided in the circulation pipe 43.
  • the circulation pipe 43 has a neutralizing agent charging part 48 for taking in the neutralizing agent charged from the neutralizing agent charging device 44.
  • a stored water pH sensor 49 is provided at a portion upstream of the neutralizing agent charging portion 48 of the circulation pipe 43, and an injection pH sensor 50 is disposed at a portion downstream of the neutralizing agent charging portion 48. Is provided.
  • the stored water pH sensor 49 can measure the pH value of the cleaning liquid stored in the stored water portion 42 (hereinafter referred to as “reserved water pH value”), and the injection pH sensor 50 is injected from the injection nozzle 41.
  • the pH value of the cleaning liquid (hereinafter referred to as “jetting pH value”) can be measured.
  • the neutralizing agent feeding device 44 is a device that feeds the neutralizing agent into the flow path of the circulation pipe 43 via the neutralizing agent feeding section 48 of the circulation pipe 43.
  • caustic soda is used as a neutralizing agent.
  • the neutralizing agent feeding device 44 of this embodiment feeds the neutralizing agent into the cleaning liquid flowing through the circulation pipe 43 instead of the cleaning liquid stored in the water reservoir 42. By comprising in this way, it becomes unnecessary to increase the whole washing
  • FIG. 3 is a block diagram of the configuration of the control system.
  • the scrubber according to the present embodiment has a control device 70.
  • the control device 70 is constituted by a CPU, a ROM, a RAM, and the like. As shown in FIG. 3, the control device 70 is electrically connected to the stored water pH sensor 49, the injection pH sensor 50, and the EGR blower 30.
  • the control device 70 acquires the stored water pH value, the injection pH value, and the EGR gas flow rate (which can be obtained from the number of revolutions of the EGR blower 30) based on signals transmitted from these instruments and devices.
  • the EGR gas flow rate may be acquired based on a signal transmitted from the flow meter provided in the EGR flow path 31.
  • the control device 70 is also electrically connected to a driving operation unit 71 provided in the cab of the hull in which the engine system 100 is mounted.
  • the driving operation unit 71 is configured such that the driver can input the sulfur content (mass%) of the fuel used for the engine 10 and can store the value.
  • the control device 70 acquires the sulfur content of the fuel used for the engine 10 based on the signal transmitted from the driving operation unit 71.
  • the operation unit 71 may be configured to be able to select an oil type of fuel used in the engine 10 and to store and transmit a sulfur content corresponding to the oil type.
  • control device 70 is electrically connected to the neutralizing agent charging device 44.
  • the control device 70 performs various calculations based on the acquired stored water pH value, injection pH value, EGR gas flow rate, and sulfur content, and transmits a control signal to the neutralizing agent charging device 44.
  • control device 70 controls the amount of neutralizing agent introduced into the flow path of the circulation pipe 43 by the neutralizing agent introduction device 44 (hereinafter referred to as “neutralizing agent input amount”).
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method of controlling the amount of neutralizing agent input.
  • the calculation and control described below are performed by the control device 70.
  • the control device 70 reads signals transmitted from the accumulated water pH sensor 49, the injection pH sensor 50, the EGR blower 30, and the operation operation unit 71, and the accumulated water is based on these signals.
  • Various information such as pH value, injection pH value, EGR gas flow rate, and sulfur content is acquired (step S1).
  • the control device 70 calculates the basic neutralizing agent input amount based on the EGR gas flow rate and the sulfur content (step S2).
  • the basic neutralizing agent input is a neutralizing agent input predicted to be necessary to maintain the desulfurization performance.
  • the control device 70 has map data corresponding to the graph as shown in FIG. 5, and calculates the basic neutralizing agent input amount from this map data.
  • FIG. 5 shows the relationship between the EGR gas flow rate and the basic neutralizing agent input amount for each sulfur content. For example, in FIG. 5, a sulfur content of 2.0%, EGR gas flow rate if Q 1, the basic neutralizing charged amount is W 1. The amount of basic neutralizing agent input increases as the sulfur content increases and as the EGR gas flow rate increases. Note that FIG. 5 is a conceptual diagram and does not necessarily match an actual value (the same applies to FIG. 6).
  • the control device 70 sets a target injection pH value based on the EGR gas flow rate and the sulfur content (step S3).
  • the control device 70 has map data corresponding to the graph as shown in FIG. 6, and acquires the target injection pH value from this map data.
  • FIG. 6 shows the relationship between the EGR gas flow rate and the target injection pH value for each sulfur content. For example, in FIG. 6, a sulfur content of 2.0%, EGR gas flow rate if Q 1, target injection pH value is PH 1. The target injection pH value increases as the sulfur content increases and as the EGR gas flow rate increases.
  • the control device 70 sets a target stored water pH value (step S4).
  • the target stored water pH value is a predetermined fixed value. From the viewpoint of environmental protection, wastewater (cleaning solution) cannot be discharged to the outside (the sea) unless the pH value is within a specified range.
  • a value slightly larger than the lower limit value of the specified range is set as the target stored water pH value. For example, when the lower limit value of the specified range is 6.5, the control device 70 sets the target stored water pH value to “6.8”.
  • step S5 the control device 70 calculates an injection side correction value based on the deviation between the injection pH value and the target injection pH value (step S5). Specifically, the injection side correction value is calculated so that the difference (deviation) between the injection pH value and the target injection pH value is eliminated.
  • step S5 corresponds to feedback control for the injection pH value. PID control can be adopted as this feedback control.
  • the injection side correction value is for correcting the basic neutralizing agent input amount described above.
  • Step S6 corresponds to feedback control for the stored water pH value.
  • PID control can be adopted as this feedback control.
  • the stored water side correction value is for correcting the basic neutralizing agent input amount described above.
  • the control device 70 determines the neutralizing agent input amount based on the basic neutralizing agent input amount, the injection side correction value, and the stored water side correction value (step S7). Specifically, the larger value (which may be negative) of the injection side correction value and the stored water side correction value (which may be negative) is added to the basic neutralizer input amount, The value is taken as the amount of neutralizing agent input.
  • the basic neutralizing agent input amount is determined by the foot forward control, and the neutralizing agent input amount is finely adjusted by the feedback control so as to satisfy the target pH value. is doing.
  • control device 70 transmits a control signal to the neutralizing agent charging device 44 so that the neutralizing agent charging amount from the neutralizing agent charging device 44 becomes the neutralizing agent charging amount calculated in step S7. (Step S8). As a result, an appropriate amount of neutralizing agent is added to the cleaning liquid.
  • control device 70 returns to step S1 and repeats steps S1 to S8.
  • the neutralizing agent input amount (hereinafter referred to as “necessary desulfurization input amount”) necessary for maintaining the desulfurization ability of the cleaning liquid injected from the injection nozzle 41, and the stored water Of the neutralizing agent input amount (hereinafter referred to as “necessary discharge input amount”) required for the cleaning liquid stored in the section 42 to clear the discharge regulation, the larger amount of the neutralizing agent is added to the circulation pipe 43. It is thrown into the flow path.
  • the scrubber 40 according to the present embodiment by introducing a neutralizing agent into the circulation pipe 43, only the cleaning liquid injected from the injection nozzle 41 can have a pH value for maintaining the desulfurization performance. Therefore, the scrubber 40 according to the present embodiment can suppress the amount of the neutralizing agent input compared to the scrubber in which the neutralizing agent is input to the water reservoir 42.
  • the neutralizer of the required discharge amount is flown through the circulation pipe 43. Will be thrown into. Thereby, the cleaning liquid stored in the water storage section 42 does not fall below the specified discharge value (out of the specified range).
  • step S15 the control device 70 calculates the injection side required input amount based on the deviation between the injection pH value and the target injection pH value. Specifically, the injection side required input amount is calculated such that the difference (deviation) between the injection pH value and the target injection pH value is eliminated.
  • the “necessary injection amount on the injection side” is the amount of neutralizing agent that is predicted to be necessary for the injection pH value to become the target injection pH value.
  • step S15 corresponds to feedback control for the injection pH value. PID control can be adopted as this feedback control.
  • the control device 70 calculates the required input amount on the stored water side based on the stored water pH value and the target stored water pH value (step S16). Specifically, the required input amount on the water storage side is calculated so that the difference (deviation) between the water storage pH value and the target water storage regulation pH value is eliminated.
  • the “reserved water-side required input amount” here is an input amount of the neutralizing agent that is predicted to be necessary for the stored water pH value to become the target stored water pH value. As described above, the target stored water pH value is 6.8.
  • Step S16 corresponds to feedback control for the stored water pH value. PID control can be adopted as this feedback control.
  • the control device 70 determines the neutralizing agent input amount based on the basic neutralizing agent input amount, the injection side required input amount, and the stored water side required input amount (step S17). Specifically, among the basic neutralizer input amount, the injection side required input amount, and the stored water side required input amount, the largest value is set as the neutralizer input amount. Since the neutralizing agent input amount is thus determined, the neutralizing agent input amount does not fall below the basic neutralizing agent input amount. As described above, in the control of the neutralizing agent input amount of the present embodiment, the injection amount required on the injection side or the water storage side required determined by the feedback control while setting the basic neutralizing agent input amount determined by the feedforward control as the lower limit value. If the input amount exceeds the lower limit, this is determined as the neutralizer input amount.
  • control device 70 transmits a control signal to the neutralizing agent charging device 44 so that the charging amount of the neutralizing agent from the neutralizing agent charging device 44 becomes the neutralizing agent charging amount calculated in step S17. (Step S18). As a result, an appropriate amount of neutralizing agent is added to the cleaning liquid. When step S18 ends, the control device 70 returns to step S11 and repeats steps S11 to S18.
  • the method for controlling the amount of neutralizing agent input is not limited to the method described in the first embodiment, and may be the method described in the present embodiment. Although this embodiment is partially different from the first embodiment in the method of controlling the amount of neutralizing agent input, while maintaining the sufficient desulfurization performance while suppressing the amount of neutralizing agent input to the cleaning liquid, the discharge restriction of the cleaning liquid Can still be cleared.
  • the scrubber 40 is an integrated type having all of the cleaning function, the cooling function, and the water storage function has been described above, a structure in which each function is realized by an independent device may be used.
  • the scrubber may be configured to have only a cleaning function, and a cooling device having a cooling function and a stored water tank having a stored water function may be provided separately from the scrubber.
  • the neutralizing agent input amount is controlled by combining feedback control and feedforward control.
  • the neutralizing agent input amount may be controlled only by feedback control.
  • the engine system is for marine use and the cleaning liquid is discharged to the sea where there is a discharge restriction.
  • the “gas purification system” referred to here is a system that cleans the exhaust gas discharged from the engine before being released to the atmosphere. That is, the scrubber described in the embodiment may be installed, for example, in an exhaust gas passage downstream of the engine system.
  • the scrubber according to the present invention it is possible to maintain sufficient desulfurization performance while suppressing the amount of the neutralizing agent introduced into the cleaning liquid, and to clear the cleaning liquid discharge regulation. Therefore, it is useful in the technical field of scrubbers.

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Abstract

　本発明に係るスクラバ４０は、噴射ノズル４１から噴射された洗浄液を回収して溜めるとともに、溜めた洗浄液の一部を外部へ排出する溜水部４２と、循環配管４３の流路に中和剤を投入する中和剤投入装置４４と、制御装置７０と、を備えている。制御装置７０は、噴射ノズル４１から噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、及び、溜水部４２に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差に基づいて、中和剤投入装置４４から投入する中和剤の投入量を決定する。

Description

スクラバ及びエンジンシステム
　本発明は、エンジンから排出された排気ガスを洗浄するスクラバ（湿式ガス洗浄装置）、及び、このスクラバを備えたエンジンシステムに関する。
　エンジンから排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減させる手法として、排気ガスの一部をエンジンに戻す排気再循環（ＥＧＲ；Exhaust Gas Recirculation）が知られている。排気ガスの一部をエンジンに戻すことにより、酸素濃度が低い状態で燃焼が行われ、その結果、燃焼温度が低下してＮＯｘの生成が抑制される。ただし、使用する燃料によっては、排気ガスに粒子状物質（ＰＭ；Particulate Matter）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）が大量に含まれる場合があり、この場合には再循環させる排気ガスからＰＭやＳＯｘを取り除く必要がある。排気ガスからＰＭやＳＯｘを取り除くには、洗浄液を用いるスクラバが有効である（特許文献１の図２の符号１５参照）。
　また、環境保護の観点から、エンジンに戻す排気ガス（ＥＧＲガス）のみならず、大気に排出される排気ガスについてもＰＭやＳＯｘを取り除くのが望ましい。この場合も、排気ガスからＰＭやＳＯｘを取り除くには、洗浄液を用いるスクラバが有効である。
　スクラバで使用する洗浄液には、ＳＯｘを取り除く（脱硫を行う）ために脱硫用の中和剤（苛性ソーダなどのアルカリ溶剤）を投入し、洗浄液のｐＨ値が一定以上となるように調整する。ただし、洗浄液が排気ガスと接触するとｐＨ値が下がるため、洗浄液を繰り返し使用する場合には、中和剤を連続的に投入して洗浄液のｐＨ値を維持する必要がある。また、洗浄液を外部に排出する場合、ｐＨ値の排出規制があれば、その排出規制をクリアできるように洗浄液のｐＨ値を調整する必要がある。このような脱硫性能の維持と排出規制の適合を考慮すれば、中和剤を多めに投入するのが安全であるが、中和剤の使用量を抑えたいという要望もある。
特開２０１１－１５７９５９号公報
　本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、洗浄液への中和剤の投入量を抑えつつ、十分な脱硫性能を維持するとともに、洗浄液の排出規制をクリアすることができるスクラバを提供することを目的としている。
　本発明のある形態に係るスクラバは、エンジンから排出される排気ガスを洗浄するスクラバであって、前記排気ガスに洗浄液を噴射する噴射ノズルと、前記噴射ノズルから噴射された洗浄液を回収して溜めるとともに、溜めた洗浄液の一部を外部へ排出する溜水部と、前記溜水部に溜められた洗浄液を前記噴射ノズルに供給する循環配管と、前記循環配管の流路に中和剤を投入する中和剤投入装置と、前記中和剤投入装置から投入する中和剤の投入量を決定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、及び、前記溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差に基づいて、前記中和剤投入装置から投入する中和剤の投入量を決定するように構成されている。
　かかる構成では、噴射ノズルから噴射される洗浄液に中和剤を直接投入して噴射ノズルから噴射される洗浄液のｐＨ値を調整することができる。そのため、実質的に噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差によって中和剤の投入量が決まる場合、溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値を不要に上昇させなくてもよく、中和剤の投入量を抑えることができる。さらに、中和剤の投入量は、噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、及び、溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差に基づいて決定されるため、十分な脱硫性能（目標噴射ｐＨ値）を維持するとともに、洗浄液の排出規制（目標溜水ｐＨ値）をクリアすることが可能である。
　また、上記のスクラバにおいて、前記排気ガスは前記エンジンに戻されるＥＧＲガスであってもよい。かかる構成によれば、エンジンには浄化されたＥＧＲガスが戻されるため、エンジンを腐食するリスクを低減することができる。
　また、上記のスクラバにおいて、前記制御装置は、前記エンジンに使用する燃料の硫黄分と、当該スクラバを通過する排気ガスの流量とに基づいて、前記目標噴射ｐＨ値を設定するように構成されていてもよい。
　かかる構成によれば、目標噴射ｐＨ値を適正な値に設定できるため、目標噴射ｐＨ値が過度に大きくなるのを防止することができ、その結果、洗浄液への中和剤の投入量を抑えることができる。
　また、上記のスクラバにおいて、前記制御装置は、予め定められた固定値を前記目標溜水ｐＨ値として設定するように構成されていてもよい。
　かかる構成によれば、目標溜水ｐＨ値として排出規制で定められたｐＨ値に設定することで、洗浄液の排出規制を確実にクリアすることができる。
　また、上記のスクラバにおいて、前記制御装置は、前記エンジンに使用する燃料の硫黄分と、当該スクラバを通過する排気ガスの流量とに基づいて、脱硫性能の維持に必要であると予測される中和剤の投入量である基本中和剤投入量を算出し、前記噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、前記溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差、及び、前記基本中和剤投入量に基づいて、前記中和剤投入装置が投入する中和剤の投入量を決定するように構成されていてもよい。
　かかる構成によれば、中和剤投入装置が投入する中和剤の投入量について、基本中和剤投入量を用いた、いわゆるフィードフォワード制御を行うことができる。そのため、エンジンの運転状況等が変化しても、中和剤の投入量を速やかに適切な値に調整することができる。
　また、本発明のある形態に係るエンジンシステムは、上記のスクラバを備えている。
　以上のとおり、上記のスクラバによれば、洗浄液への中和剤の投入量を抑えつつ、十分な脱硫性能を維持するとともに、洗浄液の排出規制をクリアすることができる。
図１は、第１実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。 図２は、第１実施形態に係るスクラバの概略図である。 図３は、第１実施形態に係るスクラバの制御系のブロック図である。 図４は、中和剤投入量の制御方法を示したフロー図である。 図５は、ＥＧＲガス流量と基本中和剤投入量の関係を示したグラフである。 図６は、ＥＧＲガス流量と目標噴射ｐＨ値の関係を示したグラフである。 図７は、第２実施形態の中和剤投入量の制御方法を示したフロー図である。
　以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
　（第１実施形態）
　はじめに、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下では、排気ガスのうちエンジンに戻されるＥＧＲガスを洗浄する場合について説明するが、大気に排出する排気ガスを洗浄する場合も同じように考えることができる。
　＜エンジンシステムの全体構成＞
　まず、本実施形態に係るエンジンシステム１００の全体構成について説明する。図１は、エンジンシステム１００のブロック図である。図１に示すように、エンジンシステム１００は、エンジン１０と、過給機２０と、ＥＧＲブロワ３０と、スクラバ４０と、廃水処理装置６０と、を備えている。
　本実施形態におけるエンジン１０は、船舶の推進用主機であり、大型の２ストロークディーゼルエンジンである。エンジン１０には、過給機２０から掃気流路１１を介して掃気ガス（４ストロークエンジンの場合には「給気ガス」）が供給される。また、エンジン１０から排出された排気ガスは排気流路１２を介して過給機２０に供給される。なお、エンジン１０は、４ストロークエンジンであってもよく、ガスエンジンやガソリンエンジンであってもよい。また、エンジン１０は船舶に用いられるものに限らず、発電設備に用いられるものであってもよい。
　過給機２０は、空気を昇圧してエンジン１０に供給する装置である。過給機２０は、タービン部２１と、コンプレッサ部２２とを有している。タービン部２１にはエンジン１０から排出された排気ガスが供給され、排気ガスのエネルギによりタービン部２１が回転する。タービン部２１とコンプレッサ部２２は連結シャフト２３により連結されており、タービン部２１の回転に伴ってコンプレッサ部２２も回転する。コンプレッサ部２２が回転すると、外部から取り込んだ空気（大気）が昇圧され、昇圧された空気は掃気流路１１を介してエンジン１０へ供給される。
　ＥＧＲブロワ３０は、排気流路１２と掃気流路１１をつなぐＥＧＲ流路３１に設けられており、排気流路１２の排気ガスの一部を抽出し（以下、排気流路１２から抽出した排気ガスを「ＥＧＲガス」と称す）、そのＥＧＲガスを昇圧して掃気流路１１へ送り出す装置である。掃気流路１１へ送り出されたＥＧＲガスは、過給機２０で昇圧された大気と混合され、掃気ガスとしてエンジン１０へ供給される。これにより、エンジン１０に供給される掃気ガスの酸素濃度が低下し、ＮＯｘの排出量を低減することができる。なお、ＥＧＲブロワ３０の構造は特に限定されないが、本実施形態では容積型を採用している。
　スクラバ４０は、ＥＧＲ流路３１に設けられており、洗浄液を用いてＥＧＲガスからＳＯｘ及びＰＭを取り除く装置である。特に、大型のディーゼルエンジンの排気ガスには多量のＳＯｘ及びＰＭが含まれるため、大型のディーゼルエンジンにおいてＥＧＲを行う場合、そのエンジンシステムにスクラバを設置することは非常に有効である。なお、本実施形態のスクラバ４０は、後述するようにＥＧＲガスを冷却する冷却機能を有しているため、ＥＧＲ流路３１に冷却装置は設けられていないが、ＥＧＲ流路３１に冷却装置を設けてもよい。その他、スクラバ４０の詳細構成については後述する。
　廃水処理装置６０は、スクラバ４０で使用した洗浄液を浄化処理する装置である。廃水処理装置６０で浄化処理された洗浄液の全部または一部は海へ排出される。洗浄液を海へ排出する際に問題となるのが、廃水（洗浄液）の排出規制である。排出規制には、濁度の排出規制と、ｐＨ値の排出規制が含まれる。廃水処理装置６０は、このうちの濁度の排出規制をクリアするためのものである。具体的には、スクラバ４０で使用した洗浄液にはＰＭが固まって形成されたばいじんが多く含まれており、濁度が非常に高い。そこで、廃水処理装置６０として例えば遠心分離機を用いて、洗浄液からばいじんを分離して洗浄液の濁度を下げる。これにより、廃水（洗浄液）の濁度の排出規制をクリアすることができる。一方、ｐＨ値の排出規制については、後述するようにスクラバ４０で対応することになる。なお、洗浄液の最終的なｐＨ値を確認するための廃水ｐＨセンサ６１（図２参照）を廃水処理装置６０の下流に設けてもよい。
　＜スクラバの構成＞
　続いて、スクラバ４０の詳細構成について説明する。図２は、本実施形態に係るスクラバ４０の概略図である。図中の太い矢印は、ＥＧＲガスの流れを示している。本実施形態に係るスクラバ４０は、ＥＧＲガスを洗浄する洗浄機能、洗浄液を溜めておく溜水機能、及び、ＥＧＲガスを冷却する冷却機能を全て有する一体型のスクラバである。図２に示すように、スクラバ４０は、噴射ノズル４１と、溜水部４２と、循環配管４３と、中和剤投入装置４４と、を備えている。
　噴射ノズル４１は、ＥＧＲガスに洗浄液を噴射する部分である。噴射ノズル４１は、スクラバ４０の入口付近に設けられており、スクラバ４０に流入したばかりのＥＧＲガスに洗浄液を噴射する。このように、本実施形態に係るスクラバ４０は噴射式を採用しているため、循環配管４３の流路に中和剤を投入することが可能となる。
　溜水部４２は、噴射ノズル４１から噴射された洗浄液を回収して溜める部分である。溜水部４２は、スクラバ４０の下方部分に位置しており、噴射ノズル４１から噴射された洗浄液は自重によって溜水部４２へ落下する。また、洗浄液が噴射されたＥＧＲガスは、冷却部４５を通過して熱交換により冷却されるとともに、ミストキャッチャ４６によってＥＧＲガスに含まれる霧状の洗浄液が取り除かれる。冷却部４５で発生した凝縮水、及びミストキャッチャ４６によって捕獲された洗浄液は、自重によって溜水部４２へ落下する。なお、冷却部４５及びミストキャチャ４６を通過したＥＧＲガスは、スクラバ４０を出てＥＧＲブロワ３０（図１参照）に向かって流れる。
　循環配管４３は、溜水部４２に溜められた洗浄液を噴射ノズル４１に供給する部材である。循環配管４３には、循環ポンプ４７が設けられている。また、循環配管４３は、中和剤投入装置４４から投入される中和剤を取り込むための中和剤投入部４８を有している。さらに、循環配管４３の中和剤投入部４８よりも上流側の部分には溜水ｐＨセンサ４９が設けられているとともに、中和剤投入部４８よりも下流側の部分には噴射ｐＨセンサ５０が設けられている。溜水ｐＨセンサ４９は、溜水部４２に溜められた洗浄液のｐＨ値（以下、「溜水ｐＨ値」と称す）を測定することができ、噴射ｐＨセンサ５０は、噴射ノズル４１から噴射される洗浄液のｐＨ値（以下、「噴射ｐＨ値」と称す）を測定することができる。
　中和剤投入装置４４は、循環配管４３の中和剤投入部４８を介して、循環配管４３の流路に中和剤を投入する装置である。本実施形態では、中和剤として苛性ソーダを使用している。本実施形態の中和剤投入装置４４は、溜水部４２に溜められた洗浄液ではなく、循環配管４３を流れる洗浄液に中和剤を投入することになる。このように構成することで、溜水部４２に溜められた洗浄液全体を必ずしも脱硫に必要なｐＨ値にまで増加させる必要がなくなる。そのため、中和剤の使用量を抑えることができる。
　＜制御系の構成＞
　次に、スクラバの制御系の構成について説明する。図３は制御系の構成のブロック図である。本実施形態に係るスクラバは制御装置７０を有している。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。図３に示すように、制御装置７０は、溜水ｐＨセンサ４９、噴射ｐＨセンサ５０、及びＥＧＲブロワ３０と電気的に接続されている。制御装置７０は、これらの計器及び装置から送信される信号に基づいて、溜水ｐＨ値、噴射ｐＨ値、及びＥＧＲガス流量（ＥＧＲブロワ３０の回転数から求めることができる）を取得する。なお、ＥＧＲガス流量は、ＥＧＲ流路３１に流量計を設け、その流量計が送信する信号に基づいて取得するようにしてもよい。
　また、制御装置７０は、エンジンシステム１００が搭載されている船体の運転室に設けられた運転操作部７１とも電気的に接続されている。運転操作部７１は、運転者によってエンジン１０に使用する燃料の硫黄分（質量％）を入力することができ、その値を保存できるように構成されている。制御装置７０は、この運転操作部７１から送信される信号に基づいて、エンジン１０に使用する燃料の硫黄分を取得する。なお、運転操作部７１は、エンジン１０に使用する燃料の油種を選択できるようにし、その油種に対応する硫黄分を保存して送信するように構成されていてもよい。
　さらに、制御装置７０は、中和剤投入装置４４と電気的に接続されている。制御装置７０は、取得した溜水ｐＨ値、噴射ｐＨ値、ＥＧＲガス流量、及び硫黄分に基づいて、種々の演算を行って、中和剤投入装置４４に制御信号を送信する。これにより、制御装置７０は、中和剤投入装置４４が循環配管４３の流路に投入する中和剤の投入量（以下、「中和剤投入量」と称す）を制御する。
　＜中和剤投入量の制御方法＞
　次に、中和剤投入量の制御方法について説明する。図４は、中和剤投入量の制御の方法を示したフローチャートである。以下で説明する演算及び制御は、制御装置７０によって遂行される。まず、処理が開始されると、制御装置７０は、溜水ｐＨセンサ４９、噴射ｐＨセンサ５０、ＥＧＲブロワ３０、及び運転操作部７１から送信される信号を読み込み、これらの信号に基づいて溜水ｐＨ値、噴射ｐＨ値、ＥＧＲガス流量、及び硫黄分などの各種情報を取得する（ステップＳ１）。
　続いて、制御装置７０は、ＥＧＲガス流量及び硫黄分に基づいて基本中和剤投入量を算出する（ステップＳ２）。基本中和剤投入量は、脱硫性能を維持するために必要であると予測される中和剤投入量である。制御装置７０は、図５に示すようなグラフに対応するマップデータを有しており、このマップデータから基本中和剤投入量を算出する。図５は、各硫黄分におけるＥＧＲガス流量と基本中和剤投入量の関係を示している。例えば、図５において、硫黄分が２.０％であって、ＥＧＲガス流量がＱ１であれば、基本中和投入量はＷ１となる。基本中和剤投入量は、硫黄分が大きくなるに従って、そしてＥＧＲガス流量が大きくなるに従って大きくなる。なお、図５は概念図であって、実際の値とは必ずしも一致しない（図６も同様）。
　続いて、制御装置７０は、ＥＧＲガス流量及び硫黄分に基づいて目標噴射ｐＨ値を設定する（ステップＳ３）。制御装置７０は、図６に示すようなグラフに対応するマップデータを有しており、このマップデータから目標噴射ｐＨ値を取得する。図６は、各硫黄分におけるＥＧＲガス流量と目標噴射ｐＨ値との関係を示している。例えば、図６において、硫黄分が２.０％であって、ＥＧＲガス流量がＱ１であれば、目標噴射ｐＨ値はＰＨ１となる。目標噴射ｐＨ値は、硫黄分が大きくなるに従って、そしてＥＧＲガス流量が大きくなるに従って大きくなる。
　続いて、制御装置７０は、目標溜水ｐＨ値を設定する（ステップＳ４）。目標溜水ｐＨ値は、予め定められた固定値である。環境保護の観点から、廃水（洗浄液）は規定範囲のｐＨ値でなければ外部（海）へ排出することができない。本実施形態では、この規定範囲の下限値よりも少しだけ大きな値を目標溜水ｐＨ値として設定する。例えば、制御装置７０は、規定範囲の下限値が６.５である場合、目標溜水ｐＨ値を「６.８」に設定する。
　続いて、制御装置７０は、噴射ｐＨ値と目標噴射ｐＨ値の偏差に基づいて、噴射側補正値を算出する（ステップＳ５）。具体的には、噴射ｐＨ値と目標噴射ｐＨ値の差（偏差）がなくなるような噴射側補正値を算出する。このように、ステップＳ５は、噴射ｐＨ値についてのフィードバック制御に相当する。このフィードバック制御としては、ＰＩＤ制御を採用することができる。なお、噴射側補正値は、前述した基本中和剤投入量を補正するためのものである。
　続いて、制御装置７０は、溜水ｐＨ値と目標溜水ｐＨ値の偏差に基づいて、溜水側補正値を算出する（ステップＳ６）。具体的には、溜水ｐＨ値と目標溜水ｐＨ値の差（偏差）がなくなるような溜水側補正値を算出する。このように、ステップＳ６は、溜水ｐＨ値についてのフィードバック制御に相当する。このフィードバック制御としては、ＰＩＤ制御を採用することができる。なお、溜水側補正値は、前述した基本中和剤投入量を補正するためのものである。
　続いて、制御装置７０は、基本中和剤投入量、噴射側補正値、及び溜水側補正値に基づいて、中和剤投入量を決定する（ステップＳ７）。具体的には、噴射側補正値及び溜水側補正値のうち大きい方（中和剤投入量が大きくなる方）の値（マイナスの場合もある）を基本中和剤投入量に加えて、その値を中和剤投入量とする。このように、本実施形態の中和剤投入量の制御では、フィートフォワード制御により基本中和剤投入量を決定し、目標ｐH値を満たすように、フィードバック制御で中和剤投入量を微調整している。
　続いて、制御装置７０は、中和剤投入装置４４からの中和剤の投入量が、ステップＳ７で算出した中和剤投入量となるように、中和剤投入装置４４へ制御信号を送信する（ステップＳ８）。これにより、洗浄液には適切な量の中和剤が投入される。制御装置７０は、ステップＳ８が終わると、ステップＳ１に戻ってステップＳ１～Ｓ８を繰り返し行う。
　以上が本実施形態の中和剤投入量の制御方法である。以上のような制御を行うことにより、噴射ノズル４１から噴射される洗浄液が脱硫能力を維持するために必要である中和剤投入量（以下、「脱硫必要投入量」と称す）と、溜水部４２に溜められた洗浄液が排出規制をクリアするために必要である中和剤投入量（以下、「排出必要投入量」と称す）のうち、多い方の量の中和剤が循環配管４３の流路に投入されることになる。
　ただし、通常は、脱硫必要投入量の方が排出必要投入量よりも大きい。これは、噴射ノズル４１から噴射する洗浄液のｐＨ値を脱硫性能が維持できる程度の値にすると、噴射ノズル４１から噴射した洗浄液はＥＧＲガスによってｐＨ値が下げられるものの、通常、その値は排水規定のｐＨ値（目標溜水ｐＨ値＝６.８）よりも大きいからである。この場合、脱硫性能を維持するためのｐＨ値にする必要があるのは噴射ノズル４１から噴射される洗浄液だけでよく、溜水部４２に溜められた洗浄液は脱硫性能を維持するためのｐＨ値に合わせる必要がない。本実施形態に係るスクラバ４０では、循環配管４３に中和剤を投入することにより、噴射ノズル４１から噴射される洗浄液のみが脱硫性能を維持するためのｐＨ値となるようにすることができる。よって、本実施形態に係るスクラバ４０は、溜水部４２に中和剤を投入するスクラバに比べて、中和剤の投入量を抑えることができる。
　ただし、本実施形態では、ＥＧＲガス流量等の条件によって、排出必要投入量の方が脱硫必要投入量よりも大きくなった場合には、排出必要投入量の中和剤が循環配管４３の流路に投入されることになる。これにより、溜水部４２に溜められた洗浄液が排出規定値を下回る（規定範囲外となる）こともない。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態では中和剤投入量は図４に示すような方法で制御しているのに対し、本実施形態では図７に示すような方法で制御する点で両実施形態は異なる。ただし、その他の構成については、両実施形態は基本的に同じである。以下、本実施形態の中和剤投入量の制御方法について説明する。
　図７に示す制御方法のうちステップＳ１１～Ｓ１４は、第１実施形態のステップＳ１～Ｓ４と同じであるであるため、ここでは説明を省略する。ステップＳ１５では、制御装置７０は、噴射ｐＨ値と目標噴射ｐＨ値の偏差に基づいて、噴射側必要投入量を算出する。具体的には、噴射ｐＨ値と目標噴射ｐＨ値の差（偏差）がなくなるような噴射側必要投入量を算出する。ここでいう「噴射側必要投入量」とは、噴射ｐＨ値が目標噴射ｐＨ値となるために必要になると予測される中和剤の投入量である。このように、ステップＳ１５は、噴射ｐＨ値についてのフィードバック制御に相当する。このフィードバック制御としては、ＰＩＤ制御を採用することができる。
　続いて、制御装置７０は、溜水ｐＨ値及び目標溜水ｐＨ値に基づいて、溜水側必要投入量を算出する（ステップＳ１６）。具体的には、溜水ｐＨ値と目標溜水規制ｐＨ値の差（偏差）がなくなるような溜水側必要投入量を算出する。ここでいう「溜水側必要投入量」とは、溜水ｐＨ値が目標溜水ｐＨ値となるために必要になると予測される中和剤の投入量である。なお、前述のとおり、目標溜水ｐＨ値＝６.８である。ステップＳ１６は、溜水ｐＨ値についてのフィードバック制御に相当する。このフィードバック制御としては、ＰＩＤ制御を採用することができる。
　続いて、制御装置７０は、基本中和剤投入量、噴射側必要投入量、及び溜水側必要投入量に基づいて、中和剤投入量を決定する（ステップＳ１７）。具体的には、基本中和剤投入量、噴射側必要投入量、及び溜水側必要投入量のうち最も値の大きいものを中和剤投入量とする。このようにして中和剤投入量は決定されるため、中和剤投入量が基本中和剤投入量を下回ることはない。以上のとおり、本実施形態の中和剤投入量の制御では、フィードフォワード制御により決定する基本中和剤投入量を下限値としつつ、フィードバック制御により決定する噴射側必要投入量又は溜水側必要投入量が前記下限値を上回れば、これを中和剤投入量として決定している。
　続いて、制御装置７０は、中和剤投入装置４４からの中和剤の投入量が、ステップＳ１７で算出した中和剤投入量となるように、中和剤投入装置４４へ制御信号を送信する（ステップＳ１８）。これにより、洗浄液には適切な量の中和剤が投入される。制御装置７０は、ステップＳ１８が終わると、ステップＳ１１に戻ってステップＳ１１～Ｓ１８を繰り返し行う。
　以上のとおり、中和剤投入量の制御方法は、第１実施形態で説明した方法に限られず、本実施形態で説明した方法であってもよい。本実施形態は、第１実施形態と中和剤投入量の制御方法が一部異なるが、洗浄液への中和剤の投入量を抑えつつ、十分な脱硫性能を維持するとともに、洗浄液の排出規制をクリアすることができることに変わりない。
　以上が、第１実施形態及び第２実施形態の説明である。以上では、スクラバ４０が洗浄機能、冷却機能、溜水機能を全て有する一体型である場合について説明したが、各機能を独立した装置で実現する構造であってもよい。例えば、スクラバは洗浄機能のみを有するように構成し、冷却機能を有する冷却装置、及び溜水機能を有する溜水タンクをスクラバとは別に設けてもよい。
　また、以上では、フィードバック制御とフィードフォワード制御を組み合わせて中和剤投入量を制御する場合について説明したが、フィードバック制御のみで中和剤投入量を制御してもよい。
　また、以上では、エンジンシステムが舶用のものであって排出規制のある海へ洗浄液を排出する場合について説明したが、陸上に設置するエンジンシステムあるいはガス浄化システムであっても、洗浄液の排出規制がある場合は本発明の適用が可能である。なお、ここでいう「ガス浄化システム」とは、エンジンから排出された排気ガスを、大気に放出される前に洗浄するシステムである。つまり、実施形態で説明したスクラバは、例えばエンジンシステムよりも下流の排気ガス流路に設置されていてもよい。
　本発明に係るスクラバによれば、洗浄液への中和剤の投入量を抑えつつ、十分な脱硫性能を維持するとともに、洗浄液の排出規制をクリアすることができる。よって、スクラバの技術分野において有益である。
１０　エンジン
４０　スクラバ
４１　噴射ノズル
４２　溜水部
４３　循環配管
４４　中和剤投入装置
７０　制御装置
１００　エンジンシステム

Claims (6)

  1. 　エンジンから排出される排気ガスを洗浄するスクラバであって、
    　前記排気ガスに洗浄液を噴射する噴射ノズルと、
    　前記噴射ノズルから噴射された洗浄液を回収して溜めるとともに、溜めた洗浄液の一部を外部へ排出する溜水部と、
    　前記溜水部に溜められた洗浄液を前記噴射ノズルに供給する循環配管と、
    　前記循環配管の流路に中和剤を投入する中和剤投入装置と、
    　前記中和剤投入装置から投入する中和剤の投入量を決定する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、前記噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、及び、前記溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差に基づいて、前記中和剤投入装置から投入する中和剤の投入量を決定するように構成されている、スクラバ。
  2. 　前記排気ガスは前記エンジンに戻されるＥＧＲガスである、請求項１に記載のスクラバ。
  3. 　前記制御装置は、前記エンジンに使用する燃料の硫黄分と、当該スクラバを通過する排気ガスの流量とに基づいて、前記目標噴射ｐＨ値を設定するように構成されている、請求項１又は２に記載のスクラバ。
  4. 　前記制御装置は、予め定められた固定値を前記目標溜水ｐＨ値として設定するように構成されている、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のスクラバ。
  5. 　前記制御装置は、
    　前記エンジンに使用する燃料の硫黄分と、当該スクラバを通過する排気ガスの流量とに基づいて、脱硫性能の維持に必要であると予測される中和剤の投入量である基本中和剤投入量を算出し、
    　前記噴射ノズルから噴射する洗浄液のｐＨ値と所定の目標噴射ｐＨ値との偏差、前記溜水部に溜められた洗浄液のｐＨ値と所定の目標溜水ｐＨ値との偏差、及び、前記基本中和剤投入量に基づいて、前記中和剤投入装置が投入する中和剤の投入量を決定するように構成されている、請求項１乃至４のうちいずれか一の項に記載のスクラバ。
  6. 　請求項１乃至５のうちいずれか一の項に記載のスクラバを備えたエンジンシステム。
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