WO2024166914A1 - アンモニアガスの処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for treating ammonia gas on ships carrying liquefied ammonia as cargo or engine fuel, and more specifically to an ammonia gas treatment device and treatment method that uses a neutralizing agent that is easier and safer to handle than sulfuric acid, etc.
- liquefied ammonia will be used as fuel for marine propulsion engines.
- liquefied ammonia it may be necessary to empty the fuel supply system in order to purge the residual gas in the fuel pipes after combustion has stopped, and to keep the fuel within the flammable range in the event of an abnormality.
- ammonia gas known as boil-off gas is generated due to natural heat input, etc. If ammonia gas is allowed to generate, the pressure inside the tank will rise and exceed the design pressure, and so it must be disposed of by releasing it into the atmosphere, etc.
- ammonia gas is flammable and toxic, and if it is released directly into the atmosphere, it will have an adverse effect on the human body. Therefore, ammonia gas must be removed from the exhaust gas released into the atmosphere using an abatement device.
- ammonia gas is sometimes re-liquefied and returned to the tank.
- re-liquefaction requires a large amount of electricity, which is problematic from the standpoint of energy efficiency.
- Patent Document 1 describes a method of absorbing ammonia gas into water and recovering it as ammonia water as a detoxification device. The recovered ammonia water is then diluted or neutralized using an acidic neutralizing agent.
- neutralizers for strong acids such as sulfuric acid and nitric acid are dangerous substances, so extreme care must be taken when using and storing them on board.
- the objective of the present invention is to provide an ammonia gas treatment device and treatment method that uses a neutralizing agent that is easier and safer to handle than sulfuric acid, etc.
- An apparatus for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising: ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine and/or a detoxification device for storing ammonia gas; ammonia gas produced by vaporizing the liquefied ammonia and/or the ammonia gas is absorbed in fresh water and neutralized with an organic acid in the ammonia removal device, and neutralized water is sent to a neutralized water storage tank. 2.
- the ammonia gas treatment device further comprising a neutralization liquid production device which produces a neutralization liquid, which is an aqueous solution of an organic acid, from fresh water and an organic acid, and supplies the fresh water and the organic acid, which are components of the neutralization liquid, to the ammonia gas removal device.
- a neutralization liquid production device which produces a neutralization liquid, which is an aqueous solution of an organic acid, from fresh water and an organic acid, and supplies the fresh water and the organic acid, which are components of the neutralization liquid, to the ammonia gas removal device.
- a neutralizing liquid tank for storing a neutralizing liquid which is an aqueous organic acid solution comprising fresh water and an organic acid, and supplying the fresh water and the organic acid which are components of the neutralizing liquid to the ammonia gas treatment device.
- the abatement device is supplied with the fresh water, 2.
- the ammonia gas treatment device further comprising a neutralizing agent tank for storing a solid organic acid and supplying the solid organic acid to the ammonia gas treatment device as the organic acid.
- An apparatus for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising: A detoxification device that stores ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine, absorbs the ammonia gas in fresh water to produce ammonia water, and sends the ammonia water to a neutralization treatment device; a neutralizing agent tank for storing an organic acid and supplying the organic acid to the neutralization treatment device; the ammonia water is neutralized by the organic acid in the neutralization treatment device, and the neutralized water is sent to a neutralized water storage tank.
- An apparatus for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising: A decontamination device that collects ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine, absorbs the ammonia gas in fresh water to produce ammonia water, and sends the ammonia water to a neutralization water storage tank; a neutralizing agent tank for storing an organic acid and supplying the organic acid to the neutralization water storage tank; The ammonia gas treatment device, wherein the ammonia water is neutralized by the organic acid in the neutralization water storage tank.
- An apparatus for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising: A decontamination device that collects ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine, absorbs the ammonia gas in fresh water to produce ammonia water, and sends the ammonia water to a neutralization water storage tank; a neutralizing agent tank for storing an organic acid and supplying the organic acid to a neutralization treatment device; The ammonia water is circulated between the neutralization treatment device and the neutralized water storage tank, and the circulated ammonia water is neutralized by the organic acid. 9.
- the ammonia gas treatment device according to claim 8, wherein the ammonia water is supplied from the detoxification device to the neutralized water storage tank via the neutralization treatment device.
- a reducing agent supplying device that generates ammonia gas from the neutralized water in which the ammonia is neutralized;
- the ammonia gas treatment device according to any one of 1 to 9, further comprising a transport section that supplies the ammonia gas generated by the reducing agent supply device to a selective catalytic reduction unit connected to the engine.
- 11. The ammonia gas treatment device according to claim 10, wherein a neutralizing agent residue remaining after the ammonia gas is generated in the reducing agent supply device is stored as a neutralizing agent to be reused. 12.
- a method for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising the steps of:
- the ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from the liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine is stored in a detoxification device, ammonia gas generated by vaporizing the liquefied ammonia and/or ammonia gas is absorbed in fresh water in the ammonia removal device, neutralized with an organic acid, and the neutralized water is sent to a neutralized water storage tank.
- a detoxification device ammonia gas generated by vaporizing the liquefied ammonia and/or ammonia gas is absorbed in fresh water in the ammonia removal device, neutralized with an organic acid, and the neutralized water is sent to a neutralized water storage tank.
- a neutralizing liquid which is an aqueous organic acid solution comprising fresh water and an organic acid, in a neutralizing liquid tank, and supplying the fresh water and the organic acid, which are components of the neutralizing liquid, to the ammonia removal device. 15. Supplying the clean water to the detoxification device; 13.
- a method for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising the steps of: Ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine is stored in a detoxification device, the ammonia gas is absorbed in fresh water to produce ammonia water, and the ammonia water is sent to a neutralization treatment device, An organic acid is stored in a neutralizer tank, and the organic acid is supplied to the neutralization treatment device; ammonia water is neutralized with the organic acid in the neutralization treatment device, and the neutralized water is sent to a neutralized water storage tank.
- a method for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising the steps of: Ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine is stored in a detoxification device, the ammonia gas is absorbed in fresh water to produce ammonia water, and the ammonia water is sent to a neutralization water storage tank, storing an organic acid in a neutralizing agent tank and supplying the organic acid to the neutralizing water storage tank;
- the method for treating ammonia gas comprising: neutralizing the ammonia water with the organic acid in the neutralization water storage tank.
- a method for treating ammonia gas in a ship carrying liquefied ammonia as cargo or ship engine fuel comprising the steps of: Ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia volatilized from the cargo or remaining in the fuel supply line of the engine is stored in a detoxification device, the ammonia gas is absorbed in fresh water to produce ammonia water, and the ammonia water is sent to a neutralization water storage tank, The organic acid is stored in a neutralizer tank and the organic acid is supplied to a neutralization treatment device; ammonia water is circulated between the neutralization treatment device and the neutralized water storage tank, and the circulated ammonia water is neutralized with the organic acid. 20. 20.
- the present invention provides an ammonia gas treatment device and treatment method that uses a neutralizing agent that is easier and safer to handle than sulfuric acid, etc.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to a first embodiment of the present invention.
- Graph confirming the ammonia reduction rate in the reducing agent supply device FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to an improved embodiment (1) of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to an improved embodiment (2) of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an improved ammonia gas treatment device according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to an improved embodiment (1) of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an improved ammonia gas treatment device according to the fourth embodiment of the present invention.
- the present invention relates to an ammonia gas treatment device for a ship carrying liquefied ammonia as cargo or fuel for the ship's engine, and an ammonia gas treatment method carried out in the ammonia gas treatment device.
- the present invention aims to neutralize ammonia water using a neutralizing agent that is easier and safer to handle than strong acids such as sulfuric acid, etc.
- an organic acid for example, citric acid (C 6 H 8 O 7.H 2 O), can be used as the neutralizing agent that is easier and safer to handle than sulfuric acid, etc.
- citric acid is used as the organic acid, but this is not limited thereto, and examples of the organic acid that can be used include formic acid, acetic acid, malic acid, oxalic acid, lactic acid, succinic acid, tartaric acid, butyric acid, fumaric acid, and propionic acid.
- neutralization is performed in an abatement device 6.
- neutralization is performed in a neutralization treatment device 23.
- neutralization is carried out in a neutralization water storage tank 15 as shown in FIG.
- neutralization is performed in a circulation process between a neutralization water storage tank 15 and a neutralization treatment device 23.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment method according to the first embodiment of the present invention is carried out by this ammonia gas treatment apparatus.
- the liquid flow path is shown by a solid line, and the gas flow path is shown by a dotted line. This is the same in other drawings described later.
- the ammonia gas treatment device of this embodiment treats ammonia gas (residual gas) and/or ammonia gas vaporized from liquefied ammonia introduced from a fuel supply line that supplies liquefied ammonia fuel from a liquefied ammonia tank 1 to an engine 3, which is the engine of a ship, or ammonia gas (boil-off gas) introduced from a cargo ammonia tank (not shown).
- the fuel supply line is made up of the fuel supply device 2 and the fuel pipe 4, and is a path for supplying liquefied ammonia fuel to the engine 3 via the fuel pipe 4 by the compressor, pump, heat exchanger, etc. of the fuel supply device 2.
- the fuel supply device 2 does not have to be provided if it is not necessary.
- the fuel pipe 4 may also be made up of a supply pipe that supplies ammonia gas from the fuel supply device 2 to the engine 3, and a return pipe that returns excess ammonia gas from the engine 3 to the fuel supply device 2.
- an opening and closing valve that can close the section between the liquefied ammonia tank 1 side of the fuel supply device 2 and the engine 3 side of the fuel pipe 4 may be provided on the liquefied ammonia tank 1 side of the fuel supply device 2 and the engine 3 side of the fuel pipe 4.
- Liquefied ammonia tank 1 stores ammonia, which is part of the fuel used for engine 3, etc.
- Ammonia is stored as liquefied ammonia inside liquefied ammonia tank 1.
- the inside of liquefied ammonia tank 1 is kept at high pressure or low temperature.
- the liquefied ammonia tank 1 is mainly of the full-refractory type (atmospheric pressure type) or semi-refractory type (semi-pressurized type) which are thin and easy to process.
- a suction pump which sends the stored liquefied ammonia out to the piping to the fuel supply device 2.
- Cargo ammonia tanks store liquefied ammonia as cargo, rather than as fuel for use in engines 3, etc.
- the interior of the cargo ammonia tank is kept at high pressure or low temperature to maintain the liquid state of the liquefied ammonia inside the cargo ammonia tank.
- the cargo ammonia tanks that are primarily of the fully refrigerated (atmospheric pressure) or semi-refrigerated (semi-pressurized) type, which are thin and easy to process, are used.
- Liquefied ammonia fuel is supplied to engine 3 from liquefied ammonia tank 1 by fuel supply device 2. Pilot fuel may also be supplied to engine 3 from heavy oil tank 12 by heavy oil fuel supply device 13. A suction pump is provided in heavy oil tank 12, and this suction pump sends the stored pilot fuel to a pipe leading to heavy oil fuel supply device 13.
- the pilot fuel is burned together with the ammonia fuel when the ammonia fuel starts to burn, raising the temperature inside the combustion chamber and allowing the ammonia fuel to burn well.
- the supply of pilot fuel may be stopped. Furthermore, if the engine 3 is capable of burning only ammonia fuel from the time of start-up, pilot fuel is not necessary.
- Nitrogen gas is supplied to the fuel pipe 4 from a nitrogen gas supply device 11 via an on-off valve 10. This nitrogen gas is also supplied to the fuel supply device 2 via the fuel pipe 4. This nitrogen gas purges ammonia gas and/or ammonia gas that has evaporated from liquefied ammonia remaining in the fuel pipe 4 and the fuel supply device 2 when the engine 3 is started, stopped, or in an emergency stop.
- Ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from residual liquefied ammonia is introduced from the fuel pipe 4 to the detoxification device 6 via a gas-liquid separator 4a and an on-off valve 5 when the engine 3 is started, stopped or stopped in an emergency.
- Ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from residual liquefied ammonia is also introduced from the fuel supply device 2 to the detoxification device 6 via an on-off valve 2a when the engine 3 is started, stopped or stopped in an emergency and during maintenance.
- a gas-liquid separator is provided in the fuel supply device 2 at an outlet for the ammonia gas and/or ammonia gas vaporized from residual liquefied ammonia, together with a pump, etc.
- the gas introduced from the fuel pipe 4 and the fuel supply device 2 to the detoxification device 6 is a mixture of ammonia gas and a purge gas such as nitrogen.
- the treatment in this embodiment is performed on the ammonia component in the mixed gas.
- ammonia gas is introduced into the abatement device 6, the section between the liquefied ammonia tank 1 side of the fuel supply device 2 and the engine 3 side of the fuel pipe 4 is closed by an on-off valve.
- Ammonia gas (boil-off gas) is also introduced into the abatement device 6 from the cargo ammonia tank. Nitrogen gas for purging is released into the atmosphere via the abatement device 6.
- neutralizing liquid which is an aqueous solution of organic acid (e.g., an aqueous citric acid solution)
- a neutralizing liquid manufacturing device 14 e.g., a pump from a neutralizing liquid manufacturing device 14, and clean water and a neutralizing agent (organic acid) are supplied as components of this neutralizing liquid.
- the neutralizing agent which is a component of the neutralizing liquid, is citric acid, which is a solid (powder) organic acid.
- the solid (powder) citric acid is produced on land. At room temperature, citric acid is a colorless or white solid.
- the neutralizing agent is supplied to the neutralizing liquid production device 14.
- the fresh water which is a component of the neutralizing liquid, is generated, for example, by a water maker on board the ship and supplied to the neutralizing liquid production device 14, but fresh water stored in advance may also be supplied to the neutralizing liquid production device 14.
- the neutralizing liquid production device 14 is supplied with clean water and a neutralizing agent (citric acid powder), produces a liquid neutralizing liquid (aqueous citric acid solution), and sends it to the detoxification device 6 by a pump.
- a neutralizing agent citric acid powder
- a liquid neutralizing liquid aqueous citric acid solution
- the detoxification device 6 the ammonia gas and/or ammonia gas that is vaporized from the remaining liquefied ammonia introduced from the supply line is absorbed by the neutralizing liquid sent from the neutralizing liquid production device 14 and neutralized.
- a liquid neutralizing liquid in the detoxification device 6 for example, a predetermined amount of neutralizing liquid is added to the piping of a stirring tank or static mixer, etc., and neutralization is carried out while checking the pH value inside the detoxification device 6. Neutralization can be confirmed by a pH meter installed in the detoxification device 6.
- the neutralized water (ammonium citrate salt solution (HOC(COOH)(CH 2 COONH 4 ) 2 )) that has absorbed and neutralized ammonia gas is sent to and stored in the neutralized water storage tank 15.
- the liquid may be sent from the detoxification device 6 to the neutralized water storage tank 15 by overflow, gravity, or by using a pump.
- the stored neutralized water can be discharged overboard if the area is not subject to discharge regulations.
- an organic acid such as citric acid is used as a neutralizing agent in the ammonia gas treatment device and ammonia gas treatment method for a ship, which makes handling easier and safer than using sulfuric acid, etc.
- the neutralized water stored in the neutralized water storage tank 15 is sent to the reducing agent supply device 19 by the transport pump 18a, where it is heated to a temperature in the range of 100°C to 150°C to generate ammonia gas, which may be used as a reducing agent in the selective catalytic reduction (SCR) unit 17.
- the neutralized water may be heated by a heater or by using the exhaust heat of the engine 3.
- FIG. 2 is a graph confirming the reduction rate of ammonia in the reducing agent supply device.
- the present inventor heated neutralized water in which 5% ammonia was absorbed in a 10% aqueous citric acid solution, and confirmed the reduction rate of the aqueous ammonia solution as shown in FIG. 2. It was confirmed that the ammonia aqueous solution content decreases with heating, with approximately 90% of the content decreasing at 100° C. or higher, and more than 90% decreasing at around 150° C. This confirmed that at temperatures above 100° C., especially above 150° C., the change in the rate of decrease in the ammonia aqueous solution content is small, and that citric acid remains. Therefore, it was confirmed that the neutralization liquid can generate ammonia gas that can be used as a reducing agent by heating it to 100° C. or higher, particularly to about 150° C. or higher.
- the ammonia gas generated by the reducing agent supply device 19 is supplied to the selective catalytic reduction unit 17 connected to the engine 3 by a ventilation fan 20 via a transport unit 18.
- the ventilation fan 20 may be provided separately.
- the ammonia gas reacts with NOx in the exhaust gas of the pilot fuel to perform denitration treatment by selective catalytic reduction (SCR).
- SCR selective catalytic reduction
- the denitrified exhaust gas is exhausted into the atmosphere. This is the same in other embodiments described later.
- the neutralized water can be reduced in volume by generating ammonia gas from the neutralized water and using it in the selective reduction catalyst unit 17. In addition, there is no need to land the neutralized water, and there is no need to discharge it into the sea.
- the reducing agent supply device 19 discharges a neutralizing agent residue (organic acid component).
- This neutralizing agent residue can be collected and stored, and can be dissolved in water to be reused as a neutralizing agent.
- the neutralizing agent residue may be incinerated or released into the atmosphere.
- the neutralizing agent residue discharged from the reducing agent supply device 19 is a carbon content, and no additional processing equipment is required for recovering the neutralizing agent residue.
- sulfuric acid an inorganic acid
- sulfur precipitates which may cause a dust explosion.
- ammonium sulfate is generated in the catalyst, which may cause clogging in the catalyst.
- harmful gases such as NO2 are generated after neutralization, which requires additional treatment equipment.
- FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to the improved embodiment (1) of the first embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment device of this improved embodiment (1) is provided with a neutralizing liquid tank 9 instead of the neutralizing liquid production device 14 in the first embodiment.
- the neutralizing liquid tank 9 stores neutralizing liquid (aqueous citric acid solution) produced on land, and supplies the neutralizing liquid to the detoxification device 6 via a pump.
- neutralizing liquid aqueous citric acid solution
- ammonia gas is absorbed by the clean water, which is a component of the neutralizing liquid sent from the neutralizing liquid tank 9, and is neutralized by the organic acid, which is also a component of the neutralizing liquid.
- FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment device according to the improved embodiment (2) of the first embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment device of this improved embodiment (2) is configured to supply the neutralizing agent and clean water to the detoxification device 6, instead of to the neutralizing liquid production device 14 in the first embodiment.
- the neutralizing agent is citric acid, which is a solid (powdered) organic acid.
- the fresh water which is a component of the neutralizing liquid
- the fresh water may be generated, for example, by a water maker on board the ship and stored in the fresh water tank 22, or the fresh water may be stored in a tank in advance.
- the fresh water stored in the fresh water tank 22 is supplied to the detoxification device 6 by a water supply pump 22a.
- the detoxification device 6 ammonia gas is absorbed and recovered by the fresh water supplied from the fresh water tank 22, and ammonia water is generated.
- the pH of the generated ammonia water can be confirmed by a pH meter.
- a neutralizing agent is supplied to the detoxification device 6.
- the ammonia water is neutralized by the neutralizing agent.
- a predetermined amount of neutralizing agent is added to the stirring tank using a solid supply device, and neutralization is performed while checking the pH value inside the detoxification device 6. Neutralization (pH 8 or less) can be confirmed by a pH meter installed in the detoxification device 6.
- the amount (volume) of neutralization water required can be reduced by using a solid neutralizing agent compared to using a liquid neutralizing liquid, the capacity of the neutralization water storage tank 15 can be reduced. In this case, it is preferable to install a heat exchanger in the detoxification device 6 to suppress the heat of reaction and lower the liquid temperature.
- Second Embodiment Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment method according to the second embodiment of the present invention is carried out by this ammonia gas treatment apparatus.
- the same reference numerals as in Figs. 1, 3, and 4 denote the same configurations, and unless otherwise specified, the explanations in Figs. 1, 3, and 4 are used and will not be repeated here.
- the ammonia gas treatment device of this embodiment supplies fresh water from a fresh water tank 22 to a detoxification device 6 by a water supply pump 22a, similar to the improved form (2) of the first embodiment.
- a neutralizing agent or neutralizing liquid is stored in a neutralizing agent tank 21, and the neutralizing agent or neutralizing liquid from the neutralizing agent tank 21 is supplied to the neutralization treatment device 23.
- the neutralizing agent tank 21 stores a solid (powdered) neutralizing agent (citric acid) produced on land, or a liquid neutralizing liquid (aqueous citric acid solution) produced on land.
- a solid neutralizing agent citric acid
- a liquid neutralizing liquid aqueous citric acid solution
- ammonia gas is absorbed and recovered by the fresh water supplied from the fresh water tank 22, and ammonia water is produced.
- the pH of the produced ammonia water can be confirmed by a pH meter.
- This ammonia water is supplied to the neutralization treatment device 23.
- the liquid can be sent from the detoxification device 6 to the neutralization treatment device 23 by overflow, gravity, or by using a pump.
- the ammonia water is neutralized by the neutralizing agent or neutralizing liquid supplied from the neutralizing agent tank 21.
- Neutralization pH 8 or less
- a pH meter provided in the neutralization treatment device 23.
- the neutralized water which is the ammonia water neutralized by the neutralizing agent or neutralizing liquid, is temporarily stored in the neutralized water storage tank 15 to prevent the ammonia gas from volatilizing.
- the neutralized water stored in the neutralized water storage tank 15 can be discharged overboard in sea areas with no emission regulations, or it can be sent to the reducing agent supply device 19 by the transport pump 18a to generate ammonia gas, which can be used as a reducing agent in the selective reduction catalyst unit 17.
- a predetermined amount of neutralizing agent is added to the stirring tank using a solid supply device, and neutralization is performed while checking the pH value in the neutralization treatment device 23.
- a solid neutralizing agent is used, the amount (volume) of neutralization water can be reduced compared to when a liquid neutralizing liquid is used, so the capacity of the neutralization water storage tank 15 can be reduced.
- the neutralization water storage tank 15 may be provided with a return pipe that uses a circulation pump to pump out a portion of the liquid contained in the neutralization water storage tank 15 from the neutralization water storage tank 15 and return this liquid to the neutralization treatment device 23. If neutralization is not sufficient and liquid containing ammonia components is sent to the neutralization water storage tank 15, this return pipe allows this liquid to be returned to the neutralization treatment device 23 for further neutralization. Also, if the pH value of the liquid sent to the neutralization water storage tank 15 is lower than 7 (acidic), the return pipe allows this liquid to be returned to the neutralization treatment device 23 and neutralized by mixing it with a liquid with a higher pH value (basic) before neutralization.
- an organic acid such as citric acid is used as a neutralizing agent in the ammonia gas treatment device and ammonia gas treatment method for a ship, making handling easier and safer than using sulfuric acid or the like.
- an organic acid is used as the neutralizing agent. Therefore, when the reducing agent supply device 19 and the selective reduction catalyst unit 17 are provided, the neutralizing agent residue discharged from the reducing agent supply device 19 is carbon, and no additional processing equipment is required to recover the neutralizing agent residue.
- FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an improved ammonia gas treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- this improved embodiment is the second embodiment with a return pipe 23a provided from downstream of the neutralization treatment device 23 to upstream of the neutralization treatment device 23.
- the return pipe 23a pumps a portion of the liquid contained in the neutralization treatment device 23 out of the neutralization treatment device 23 using a circulation pump 23b, and allows this liquid to flow back into the neutralization treatment device 23.
- the return pipe 23a allows this liquid to flow back into the neutralization treatment device 23 for further neutralization. Also, if the pH value of the liquid sent to the neutralized water storage tank 15 via the return pipe 23a is lower than 7 (acidic), this liquid can be returned to the neutralization treatment device 23 and neutralized by mixing it with the liquid with a higher pH value (basic) before neutralization.
- FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment method according to the third embodiment of the present invention is carried out by this ammonia gas treatment apparatus.
- the same reference numerals as in Figs. 1 and 3 to 6 denote the same configurations, and unless otherwise specified, the explanations in Figs. 1 and 3 to 6 are used and will not be repeated here.
- the ammonia gas treatment device of this embodiment supplies fresh water from the fresh water tank 22 to the detoxification device 6 by the water supply pump 22a, as in the second embodiment, but unlike the first and second embodiments, the neutralizing agent or neutralizing liquid from the neutralizing agent tank 21 is supplied to the neutralizing water storage tank 15.
- ammonia gas is absorbed and recovered by the fresh water supplied from the fresh water tank 22, and ammonia water is produced.
- the pH of the produced ammonia water can be checked using a pH meter.
- This ammonia water is supplied to and stored in the neutralization water storage tank 15 so that the ammonia gas does not volatilize.
- the liquid can be transferred from the detoxification device 6 to the neutralization water storage tank 15 by overflow, gravity, or by using a pump.
- the neutralization water storage tank 15 the ammonia water is neutralized by the neutralizing agent or neutralizing liquid supplied from the neutralizing agent tank 21.
- the water is stored in the neutralization water storage tank 15 until the ammonia water components are sufficiently neutralized.
- Neutralization pH 8 or less
- the neutralized water stored in the neutralized water storage tank 15 can be discharged overboard in sea areas where there are no emission regulations, or it can be sent to the reducing agent supply device 19 by the transport pump 18a to generate ammonia gas, which can be used as a reducing agent in the selective reduction catalyst unit 17.
- the amount (volume) of neutralization water is reduced compared to when a liquid neutralizing liquid is used, and the capacity of the neutralization water storage tank 15 can be reduced.
- an organic acid such as citric acid is used as a neutralizing agent in the ammonia gas treatment device and ammonia gas treatment method for a ship, making handling easier and safer than using sulfuric acid or the like.
- an organic acid is used as the neutralizing agent. Therefore, when the reducing agent supply device 19 and the selective reduction catalyst unit 17 are provided, the neutralizing agent residue discharged from the reducing agent supply device 19 is carbon, and no additional processing equipment is required to recover the neutralizing agent residue.
- FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an ammonia gas treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
- the ammonia gas treatment method according to the fourth embodiment of the present invention is carried out by this ammonia gas treatment apparatus.
- the same reference numerals as in Figs. 1 and 3 to 7 denote the same configurations, and unless otherwise specified, the explanations in Figs. 1 and 3 to 7 are used and will not be repeated here.
- the ammonia gas treatment device of this embodiment circulates neutralization water stored in a neutralization water storage tank 15 between the tank and the neutralization treatment device 23.
- the fresh water stored in the fresh water tank 22 is also supplied to the detoxification device 6 by the water supply pump 22a.
- the detoxification device 6 ammonia gas is absorbed and recovered by the fresh water sent from the fresh water tank 22, and ammonia water is produced.
- the pH of the produced ammonia water can be confirmed by a pH meter.
- This ammonia water is supplied to the neutralization water storage tank 15, and a portion of it is supplied from the neutralization water storage tank 15 to the neutralization treatment device 23 by the circulation pump 23b.
- the liquid can be sent from the detoxification device 6 to the neutralization water storage tank 15 by overflow, gravity, or using a pump.
- the neutralization treatment device 23 is supplied with the neutralizing agent or neutralizing liquid stored in the neutralizing agent tank 21.
- the ammonia water is neutralized by the neutralizing agent or neutralizing liquid supplied from the neutralizing agent tank 21.
- Neutralization pH 8 or less
- the neutralized water which is the ammonia water neutralized by the neutralizing agent or neutralizing liquid, is returned to and stored in the neutralization water storage tank 15 to prevent the ammonia gas from volatilizing. In other words, the ammonia water and neutralization water circulate between the neutralization water storage tank 15 and the neutralization treatment device 23.
- the ammonia water and neutralization water are circulated between the neutralization water storage tank 15 and the neutralization treatment device 23 until the ammonia water components are sufficiently neutralized.
- the neutralization water stored in the neutralization water storage tank 15 can be discharged overboard in sea areas where there are no emission regulations, or it can be sent to the reducing agent supply device 19 by the transport pump 18a to generate ammonia gas, which can be used as a reducing agent in the selective reduction catalyst unit 17.
- a portion of the ammonia water is extracted from the neutralization water storage tank 15 and supplied to the neutralization treatment device 23, which has the advantage of reducing the capacity of the neutralization treatment device 23 compared to the second embodiment, in which the entire amount of ammonia water from the detoxification device 6 is neutralized all at once.
- the amount (volume) of neutralization water is reduced compared to when a liquid neutralizing liquid is used, and the capacity of the neutralization water storage tank 15 can be reduced.
- an organic acid such as citric acid is used as a neutralizing agent in the ammonia gas treatment device and ammonia gas treatment method for a ship, making handling easier and safer than using sulfuric acid or the like.
- an organic acid is used as the neutralizing agent. Therefore, when the reducing agent supply device 19 and the selective reduction catalyst unit 17 are provided, the neutralizing agent residue discharged from the reducing agent supply device 19 is carbon, and no additional processing equipment is required to recover the neutralizing agent residue.
- FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an improved ammonia gas treatment apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
- this improved ammonia gas treatment device is the fourth embodiment (FIG. 8) in which the supply of ammonia water from the detoxification device 6 to the neutralization water storage tank 15 is performed via the neutralization treatment device 23.
- the rest is the same as the fourth embodiment (FIG. 8).
- the neutralization treatment device 23 starts neutralization by supplying a neutralizing agent or neutralizing liquid from the neutralizing agent tank 21 to the ammonia water supplied from the detoxification device 6, and supplies the ammonia water and neutralized water to the neutralized water storage tank 15.
- the liquid can be transferred from the neutralization treatment device 23 to the neutralized water storage tank 15 by overflow, gravity, or by using a pump.
- neutralization begins earlier than in the fourth embodiment, so the risk of ammonia gas volatilizing from the ammonia water is further reduced.
- a portion of the liquid contained in the neutralization water storage tank 15 is supplied again to the neutralization treatment device 23 by the circulation pump 23b from the neutralization water storage tank 15.
- the ammonia water and neutralization water circulate between the neutralization water storage tank 15 and the neutralization treatment device 23.
- the circulation of the ammonia water and neutralization water between the neutralization water storage tank 15 and the neutralization treatment device 23 continues until the ammonia water components are sufficiently neutralized.
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Abstract
本発明は、硫酸等に比べて取扱が容易で安全な中和剤を使用するアンモニアガスの処理装置及び処理方法を提供することを課題とし、当該課題は、貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、貨物から揮発し又は機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容する除害装置６を備え、除害装置６内において、液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスが清水に吸収され、有機酸により中和され、中和された中和水が中和水保管タンク１５に送られることを特徴とするアンモニアガスの処理装置により解決される。
Description
本発明は、貨物又はエンジン燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法に関し、詳しくは、硫酸等に比べて取扱が容易で安全な中和剤を使用する、アンモニアガスの処理装置及び処理方法に関する。
近年の地球温暖化問題に伴い、船舶推進用エンジンの燃料として、液化アンモニアの利用が想定されている。液化アンモニアを燃料として利用した場合には、燃焼停止後の燃料配管内の残留ガスのパージや、異常時に燃焼範囲以内に収めるため、燃料供給系内を空にする必要が生ずることがある。また、アンモニアを貯留するタンクにおいては、自然入熱等によりボイルオフガスと呼ばれるアンモニアガスが発生する。アンモニアガスが生じるままにしておくとタンク内の圧力が上昇し設計圧力以上になるため、大気放出等により処理する必要がある。
しかし、アンモニアガスは、可燃性及び毒性を有するので、アンモニアガスをそのまま大気放出すると、人体に影響を与える。そのため、大気中に放出する排気からは、アンモニアガスを除害装置によって除去する必要がある。
なお、アンモニアガスを再液化してタンクに戻すことも行われている。しかし、再液化には大量の電力が必要であるので、エネルギー効率の観点から問題がある。
特許文献１には、除害装置として、アンモニアガスを水に吸収させてアンモニア水として回収する方式が記載されている。回収したアンモニア水は、希釈するか、酸性の中和剤を使って中和するとしている。
アンモニア水を中和する酸性の中和剤として、硫酸や硝酸などの強酸を用いることが知られている。
なお、アンモニア水を中和したとしても、海洋環境への影響を考慮し、海域によっては排出規制により、船外に排出できない場合もあり、その場合には、中和水の船内での保管または処理が必要である。
ところで、硫酸や硝酸といった強酸の中和剤は危険物質でもあるので、船内での使用及び保管には、極めて注意を要する。
そこで、本発明の課題は、硫酸等に比べて取扱が容易で安全な中和剤を使用する、アンモニアガスの処理装置及び処理方法を提供することにある。
さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
上記課題は以下の各発明によって解決される。
１．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容する除害装置
を備え、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスが清水に吸収され、有機酸により中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
２．
清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液製造装置を備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
３．
清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液タンクを備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
４．
前記除害装置は、前記清水を供給され、
固体有機酸を貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する中和剤タンクを備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
５．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和処理装置内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
６．
前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を備えた
ことを特徴とする前記５記載のアンモニアガスの処理装置。
７．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
８．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記アンモニア水は、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環され、循環される前記アンモニア水が、前記有機酸により中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
９．
前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給は、前記中和処理装置を経由して行われる
ことを特徴とする前記８記載のアンモニアガスの処理装置。
１０．
前記アンモニアが中和された中和水からアンモニアガスを発生させる還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部を備える
ことを特徴とする前記１～９の何れかに記載のアンモニアガスの処理装置。
１１．
前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を、再利用される中和剤として保管する
ことを特徴とする前記１０記載のアンモニアガスの処理装置。
１２．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスを清水に吸収させ、有機酸により中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１３．
清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を中和液製造装置により製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１４．
清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を中和液タンクに貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１５．
前記除害装置に、前記清水を供給し、
固体有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１６．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給し、
前記中和処理装置内において、前記アンモニア水に前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１７．
前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を設けた
ことを特徴とする前記１６記載のアンモニアガスの処理方法。
１８．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給し、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１９．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給し、
前記アンモニア水を、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環させ、循環される前記アンモニア水を、前記有機酸により中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
２０．
前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給を、前記中和処理装置を経由して行う
ことを特徴とする前記１９記載のアンモニアガスの処理方法。
２１．
前記アンモニアが中和された中和水から還元剤供給装置によってアンモニアガスを発生させ、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する
ことを特徴とする前記１２～２０の何れかに記載のアンモニアガスの処理方法。
２２．
前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を保管し、中和剤として再利用する
ことを特徴とする前記２１記載のアンモニアガスの処理方法。
１．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容する除害装置
を備え、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスが清水に吸収され、有機酸により中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
２．
清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液製造装置を備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
３．
清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液タンクを備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
４．
前記除害装置は、前記清水を供給され、
固体有機酸を貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する中和剤タンクを備えた
ことを特徴とする前記１記載のアンモニアガスの処理装置。
５．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和処理装置内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
６．
前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を備えた
ことを特徴とする前記５記載のアンモニアガスの処理装置。
７．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
８．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記アンモニア水は、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環され、循環される前記アンモニア水が、前記有機酸により中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。
９．
前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給は、前記中和処理装置を経由して行われる
ことを特徴とする前記８記載のアンモニアガスの処理装置。
１０．
前記アンモニアが中和された中和水からアンモニアガスを発生させる還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部を備える
ことを特徴とする前記１～９の何れかに記載のアンモニアガスの処理装置。
１１．
前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を、再利用される中和剤として保管する
ことを特徴とする前記１０記載のアンモニアガスの処理装置。
１２．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスを清水に吸収させ、有機酸により中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１３．
清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を中和液製造装置により製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１４．
清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を中和液タンクに貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１５．
前記除害装置に、前記清水を供給し、
固体有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する
ことを特徴とする前記１２記載のアンモニアガスの処理方法。
１６．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給し、
前記中和処理装置内において、前記アンモニア水に前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１７．
前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を設けた
ことを特徴とする前記１６記載のアンモニアガスの処理方法。
１８．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給し、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
１９．
貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給し、
前記アンモニア水を、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環させ、循環される前記アンモニア水を、前記有機酸により中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。
２０．
前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給を、前記中和処理装置を経由して行う
ことを特徴とする前記１９記載のアンモニアガスの処理方法。
２１．
前記アンモニアが中和された中和水から還元剤供給装置によってアンモニアガスを発生させ、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する
ことを特徴とする前記１２～２０の何れかに記載のアンモニアガスの処理方法。
２２．
前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を保管し、中和剤として再利用する
ことを特徴とする前記２１記載のアンモニアガスの処理方法。
本発明によれば、硫酸等に比べて取扱が容易で安全な中和剤を使用する、アンモニアガスの処理装置及び処理方法を提供することができる。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す各実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
本発明は、貨物又は船舶の機関の燃料として、液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置、及び、このアンモニアガスの処理装置において実行されるアンモニアガスの処理方法である。
本発明は、貨物又は船舶の機関の燃料として、液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置、及び、このアンモニアガスの処理装置において実行されるアンモニアガスの処理方法である。
本発明は、アンモニア水の中和を、硫酸等の強酸に比べて取扱が容易で安全な中和剤を使用して行おうとするものである。本発明では、硫酸等に比べて取扱が容易で安全な中和剤として、有機酸、例えば、クエン酸（Ｃ６Ｈ８Ｏ７・Ｈ２Ｏ）を使用することができる。
以下の各実施形態では、有機酸としてクエン酸を用いているが、これに限られず、有機酸としては、ギ酸、酢酸、リンゴ酸、シュウ酸、乳酸、コハク酸、酒石酸、酪酸、フマル酸、プロピオン酸などを用いることができる。
以下の各実施形態では、有機酸としてクエン酸を用いているが、これに限られず、有機酸としては、ギ酸、酢酸、リンゴ酸、シュウ酸、乳酸、コハク酸、酒石酸、酪酸、フマル酸、プロピオン酸などを用いることができる。
以下、本発明の実施形態を、アンモニア水の中和が行われる場所によって分類し、図面を参照して説明する。
第１の実施形態では、図１、図３、図４に示すように、除害装置６において中和が行われる。
第２の実施形態では、図５、図６に示すように、中和処理装置２３において中和が行われる。
第３の実施形態では、図７に示すように、中和水保管タンク１５において中和が行われる。
第４の実施形態では、図８、図９に示すように、中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間の循環過程において中和が行われる。
第１の実施形態では、図１、図３、図４に示すように、除害装置６において中和が行われる。
第２の実施形態では、図５、図６に示すように、中和処理装置２３において中和が行われる。
第３の実施形態では、図７に示すように、中和水保管タンク１５において中和が行われる。
第４の実施形態では、図８、図９に示すように、中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間の循環過程において中和が行われる。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１においては、液体の流路を実線で示し、気体の流路を点線で示している。後述する他の図面においても同様である。
図１は、本発明の第１の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１においては、液体の流路を実線で示し、気体の流路を点線で示している。後述する他の図面においても同様である。
本実施形態のアンモニアガスの処理装置は、図１に示すように、液化アンモニアタンク１から、船舶の機関であるエンジン３に液化アンモニア燃料を供給する燃料の供給ラインから導入される液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガス（残留ガス）、または、図示しない貨物用アンモニアタンクから導入されるアンモニアガス（ボイルオフガス）を処理する。
燃料の供給ラインは、燃料供給装置２と燃料配管４とからなり、燃料供給装置２が有する圧縮機やポンプ、熱交換器等により、燃料配管４を経て、エンジン３に液化アンモニア燃料を供給する経路である。なお、燃料供給装置２は、不要であれば設けなくともよい。また、燃料配管４は、燃料供給装置２からエンジン３にアンモニアガスを供給する供給配管と、エンジン３から燃料供給装置２に余剰のアンモニアガスを戻す戻り配管とからなっていてもよい。燃料供給装置２の液化アンモニアタンク１側及び燃料配管４のエンジン３側には、図示はしないが、燃料供給装置２の液化アンモニアタンク１側と燃料配管４のエンジン３側との間の区間を閉鎖できる開閉弁が設けられていてもよい。
液化アンモニアタンク１は、エンジン３等に使用される燃料の一部であるアンモニアを備蓄する。アンモニアは、液化アンモニアタンク１の中においては液化アンモニアとして保管される。液化アンモニアの液体状態を維持するため、液化アンモニアタンク１は、内部を高圧、または低温に保持される。長期航海等により大量の液化アンモニアを船舶に搭載する場合、液化アンモニアタンク１としては、肉厚が薄く、かつ、加工しやすいフルレフ式（大気圧式）やセミレフ式（半加圧式）が主として用いられる。液化アンモニアタンク１内には、吸出しポンプがあり、この吸出しポンプにより、備蓄している液化アンモニアを燃料供給装置２への配管に送り出す。
貨物用アンモニアタンクは、エンジン３等に使用される燃料ではなく、貨物としての液化アンモニアを備蓄する。液化アンモニアタンク１と同様に、貨物用アンモニアタンクの中において、液化アンモニアの液体状態を維持するため、貨物用アンモニアタンクは内部を高圧、または低温に保持される。大量の液化アンモニアを船舶に搭載する場合、貨物用アンモニアタンクとしては、肉厚が薄く、かつ、加工しやすいフルレフ式（大気圧式）やセミレフ式（半加圧式）が主として用いられる。
エンジン３には、液化アンモニアタンク１から燃料供給装置２により、液化アンモニア燃料が供給される。また、エンジン３には、重油タンク１２から重油燃料供給装置１３により、パイロット燃料が供給されてもよい。重油タンク１２内には、吸出しポンプがあり、この吸出しポンプにより、備蓄しているパイロット燃料を重油燃料供給装置１３への配管に送り出す。
パイロット燃料は、アンモニア燃料の燃焼開始時に、アンモニア燃料とともに燃焼され、燃焼室内を昇温して、アンモニア燃料を良好に燃焼させるものである。パイロット燃料は、燃焼室内が昇温してアンモニア燃料のみでの燃焼が可能な状態となったときには、供給を中止してよい。また、エンジン３が、始動時からアンモニア燃料のみでの燃焼が可能なものである場合には、パイロット燃料は不要である。
燃料配管４には、開閉弁１０を経て、窒素ガス供給装置１１から窒素ガスが供給される。この窒素ガスは、燃料配管４を経て、燃料供給装置２にも供給される。この窒素ガスは、エンジン３の起動時、停止時及び緊急停止時に、燃料配管４内及び燃料供給装置２内に残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスをパージするものである。
燃料配管４からは、エンジン３の起動時、停止時又は緊急停止時に、気液分離器４ａ及び開閉弁５を経て、残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスが除害装置６に導入される。また、燃料供給装置２からも、エンジン３の起動時、停止時又は緊急停止時及びメンテナンス時などに、開閉弁２ａを経て、残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスが除害装置６に導入される。なお、燃料供給装置２内には、ポンプなどとともに、残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスの排出口に気液分離器が設けられている。
なお、燃料配管４及び燃料供給装置２から除害装置６に導入されるガスは、アンモニアガス及びパージガスである例えば窒素などとの混合気体である。本実施形態における処理は、混合気体中のアンモニア成分に対して行うことになる。
アンモニアガスが除害装置６に導入されるとき、燃料供給装置２の液化アンモニアタンク１側と燃料配管４のエンジン３側との間の区間は、開閉弁によって閉鎖される。また、貨物用アンモニアタンクからも、アンモニアガス（ボイルオフガス）が除害装置６に導入される。なお、パージのための窒素ガスは、除害装置６を経て、大気中に放出される。
なお、燃料配管４及び燃料供給装置２から除害装置６に導入されるガスは、アンモニアガス及びパージガスである例えば窒素などとの混合気体である。本実施形態における処理は、混合気体中のアンモニア成分に対して行うことになる。
アンモニアガスが除害装置６に導入されるとき、燃料供給装置２の液化アンモニアタンク１側と燃料配管４のエンジン３側との間の区間は、開閉弁によって閉鎖される。また、貨物用アンモニアタンクからも、アンモニアガス（ボイルオフガス）が除害装置６に導入される。なお、パージのための窒素ガスは、除害装置６を経て、大気中に放出される。
除害装置６では、アンモニアガスが清水に吸収されるとともに、有機酸により中和される。本実施形態では、除害装置６には、有機酸水溶液である中和液（例えば、クエン酸水溶液）製造装置１４から、ポンプにより中和液が供給され、この中和液の成分として清水及び中和剤（有機酸）が供給される。
中和液の成分である中和剤は、本実施形態では、固体（粉体）有機酸であるクエン酸である。固体（粉体）のクエン酸は、陸上で製造されたものである。なお、クエン酸は、常温では無色又は白色の固体である。中和剤は、中和液製造装置１４に供給される。
中和液の成分である清水は、例えば、船内の造水器によって生成され、中和液製造装置１４に供給されるが、あらかじめ保管された清水を中和液製造装置１４に供給してもよい。
中和液製造装置１４は、清水を供給され、中和剤（クエン酸粉体）を供給され、液体である中和液（クエン酸水溶液）を製造し、ポンプにより除害装置６に送る。除害装置６では、供給ラインから導入された残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスが、中和液製造装置１４から送られた中和液に吸収され、中和される。
除害装置６において液体である中和液を用いるには、例えば、攪拌槽またはスタティックミキサー等の配管中に、所定量の中和液を添加し、除害装置６内のｐＨ値を確認しながら中和する。中和されたことは、除害装置６に設けられたｐＨ計によって確認することができる。
アンモニアガスを吸収し中和した中和水（クエン酸アンモニウム塩水溶液（ＨＯＣ(ＣＯＯＨ)(ＣＨ２ＣＯＯＮＨ４)２））は、中和水保管タンク１５に送られて保管される。除害装置６から中和水保管タンク１５への送液は、オーバーフロー、重力による送液、または、ポンプを用いた送液の何れであってもよい。
保管された中和水は、排出規制のない海域であれば、船外に排出することができる。
保管された中和水は、排出規制のない海域であれば、船外に排出することができる。
本実施形態においては、船舶におけるアンモニアガスの処理装置及びアンモニアガスの処理方法において、クエン酸などの有機酸を中和剤として使用するので、硫酸等を使用する場合に比べて取扱が容易で安全である。
中和水保管タンク１５に保管された中和水は、輸送ポンプ１８ａにより還元剤供給装置１９に送り、この還元剤供給装置１９において１００℃～１５０℃の範囲で加熱し、アンモニアガスを発生させ、選択式還元触媒（ＳＣＲ）ユニット１７における還元剤として利用するようにしてもよい。中和水の加熱は、ヒータによってもよいし、エンジン３の排熱を利用してもよい。
図２は、還元剤供給装置におけるアンモニアの減少率を確認したグラフである。
本発明者は、還元剤供給装置１９においてアンモニアガスが発生することを確認するため、１０％のクエン酸水溶液に５％のアンモニアを吸収させた中和水を加熱し、図２に示すように、アンモニア水溶液分の減少率を確認した。
加熱によりアンモニア水溶液分が減少してゆき、１００℃以上で約９０％分が減少し、１５０℃付近では９０％を超える分が減少していることを確認した。これにより、１００℃以上、特に１５０℃以上ではアンモニア水溶液分の減少率の変化が少なくなってクエン酸分が残っていることを確認した。
したがって、中和液は、１００℃以上、特に１５０℃以上付近まで加熱することによって、還元剤として利用できるアンモニアガスを発生させることができることが確認された。
本発明者は、還元剤供給装置１９においてアンモニアガスが発生することを確認するため、１０％のクエン酸水溶液に５％のアンモニアを吸収させた中和水を加熱し、図２に示すように、アンモニア水溶液分の減少率を確認した。
加熱によりアンモニア水溶液分が減少してゆき、１００℃以上で約９０％分が減少し、１５０℃付近では９０％を超える分が減少していることを確認した。これにより、１００℃以上、特に１５０℃以上ではアンモニア水溶液分の減少率の変化が少なくなってクエン酸分が残っていることを確認した。
したがって、中和液は、１００℃以上、特に１５０℃以上付近まで加熱することによって、還元剤として利用できるアンモニアガスを発生させることができることが確認された。
還元剤供給装置１９により発生されたアンモニアガスは、輸送部１８を経て、換気ファン２０により、エンジン３に接続された選択式還元触媒ユニット１７に供給される。なお、換気ファン２０は、別置きにしてもよい。選択式還元触媒ユニット１７では、アンモニアガスは、パイロット燃料の排ガス中のＮＯＸと反応して、選択接触還元法（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）による脱硝処理を行う。脱硝処理された排ガスは、大気中に排気される。後述する他の実施形態においても同様である。
このように、中和水からアンモニアガスを発生させ、選択式還元触媒ユニット１７において利用することにより、中和水を減容化することができる。また、中和水を陸揚げする操作が不要となり、海上への放流も不要となる。
還元剤供給装置１９からは、アンモニアガスが発生した後、中和剤残渣（有機酸成分）が排出される。この中和剤残渣は、回収して保管し、水に溶かして再度中和剤として利用することができる。なお、中和剤残渣は、焼却し、または、大気中に放出してもよい。
本実施形態においては、中和剤に有機酸を用いているので、還元剤供給装置１９から排出される中和剤残渣は炭素分であり、中和剤残渣の回収における追加処理設備等は不要である。
中和剤に無機酸である硫酸を用いた場合には、硫黄が析出物となるので、粉塵爆発等の虞がある。また、触媒内で硫安が発生し、触媒内での目詰まりも懸念される。また、中和剤に無機酸である硝酸を用いた場合には、中和後にＮＯ２などの有害なガスが発生するため、その処理設備の追加が必要になる。
本実施形態においては、中和剤に有機酸を用いているので、還元剤供給装置１９から排出される中和剤残渣は炭素分であり、中和剤残渣の回収における追加処理設備等は不要である。
中和剤に無機酸である硫酸を用いた場合には、硫黄が析出物となるので、粉塵爆発等の虞がある。また、触媒内で硫安が発生し、触媒内での目詰まりも懸念される。また、中和剤に無機酸である硝酸を用いた場合には、中和後にＮＯ２などの有害なガスが発生するため、その処理設備の追加が必要になる。
〔第１の実施形態の改良形態（１）〕
図３は、本発明の第１の実施形態の改良形態（１）のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の第１の実施形態の改良形態（１）のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
本改良形態（１）のアンモニアガスの処理装置は、図３に示すように、第１の実施形態における中和液製造装置１４に代えて、中和液タンク９を設けた。
中和液タンク９は、陸上で製造された中和液（クエン酸水溶液）を貯蔵しており、ポンプにより、除害装置６に中和液を供給する。除害装置６では、アンモニアガスが、中和液タンク９から送られた中和液の成分である清水に吸収され、中和液の成分である有機酸により中和される。
〔第１の実施形態の改良形態（２）〕
図４は、本発明の第１の実施形態の改良形態（２）のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
図４は、本発明の第１の実施形態の改良形態（２）のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
本改良形態（２）のアンモニアガスの処理装置は、図４に示すように、中和剤及び清水を、第１の実施形態における中和液製造装置１４にではなく、除害装置６に供給するようにしたものである。中和剤は、本改良形態（２）では、固体（粉体）有機酸であるクエン酸である。
本改良形態（２）では、中和液の成分である清水は、例えば、船内の造水器によって生成され、清水タンク２２に貯蔵してもよいし、あらかじめ清水をタンクに貯蔵しておいてもよい。清水タンク２２からは、給水ポンプ２２ａにより、貯蔵している清水が除害装置６に供給される。除害装置６では、アンモニアガスが、清水タンク２２から供給された清水に吸収、回収され、アンモニア水が生成される。除害装置６では、ｐＨ計によって、生成されたアンモニア水のｐＨを確認することができる。
除害装置６においてアンモニア水が生成された後、中和剤が、除害装置６に供給される。除害装置６では、アンモニア水が、中和剤によって中和される。固体である中和剤を用いるには、攪拌槽へ固体供給装置で所定量の中和剤を添加し、除害装置６内のｐＨ値を確認しながら、中和する。中和されたこと（ｐＨ８以下）は、除害装置６に設けられたｐＨ計によって確認することができる。
なお、固体である中和剤を用いたほうが、液体である中和液を用いる場合よりも、中和水の量（体積）が抑えられるので、中和水保管タンク１５の容量を小さくすることができる。この場合には、除害装置６内に、反応熱を抑制するため熱交換器を設置し、液温度をさげることが好ましい。
〔第２の実施形態〕
図５は、本発明の第２の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３、図４と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３、図４における説明を援用しここではその説明を省略する。
図５は、本発明の第２の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３、図４と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３、図４における説明を援用しここではその説明を省略する。
本実施形態のアンモニアガスの処理装置は、図５に示すように、清水タンク２２からの清水を、第１の実施形態の改良形態（２）と同様に、給水ポンプ２２ａにより除害装置６に供給するが、第１の実施形態の改良形態（２）と異なり、中和剤又は中和液を中和剤タンク２１に貯蔵し、中和剤タンク２１からの中和剤又は中和液を中和処理装置２３に供給するようにしたものである。
中和剤タンク２１は、陸上で製造された固体（粉体）の中和剤（クエン酸）、または、陸上で製造された液体の中和液（クエン酸水溶液）を貯蔵している。固体の中和剤を貯蔵する場合には、中和剤タンク２１からは、図示しないスクリューコンベアなどの移送機器によって中和剤を送り出す。また、液体の中和液を貯蔵する場合には、中和剤タンク２１からは、図示しないポンプによって中和液を送り出す。以降の実施形態及び改良形態における中和剤タンク２１も同様である。
除害装置６では、アンモニアガスが、清水タンク２２から供給された清水に吸収、回収され、アンモニア水が生成される。除害装置６では、ｐＨ計によって、生成されたアンモニア水のｐＨを確認することができる。このアンモニア水は、中和処理装置２３に供給される。除害装置６から中和処理装置２３への送液は、オーバーフロー、重力による送液、または、ポンプを用いた送液の何れであってもよい。
中和処理装置２３では、アンモニア水が、中和剤タンク２１から供給された中和剤又は中和液によって中和される。中和されたこと（ｐＨ８以下）は、中和処理装置２３に設けられたｐＨ計によって確認することができる。
アンモニア水が中和剤又は中和液によって中和された中和水は、アンモニアガスが揮発しないように、中和水保管タンク１５によって一次保管する。中和水保管タンク１５に保管された中和水は、第１の実施形態と同様に、排出規制のない海域であれば、船外に排出することができ、または、輸送ポンプ１８ａにより還元剤供給装置１９に送り、アンモニアガスを発生させ、選択式還元触媒ユニット１７における還元剤として利用してもよい。
固体である中和剤を用いる場合には、前述したように、攪拌槽へ固体供給装置で所定量の中和剤を添加し、中和処理装置２３内のｐＨ値を確認しながら、中和する。固体である中和剤を用いたほうが、液体である中和液を用いる場合よりも、中和水の量（体積）が抑えられるので、中和水保管タンク１５の容量を小さくすることができる。この場合には、中和処理装置２３内に、反応熱を抑制するため熱交換器を設置し、液温度をさげることが好ましい。
なお、中和水保管タンク１５には、中和水保管タンク１５に収容された液体の一部を中和水保管タンク１５から循環ポンプにより送り出し、この液体を中和処理装置２３に戻す戻り配管を設けてもよい。この戻り配管により、中和が十分になされずアンモニア成分を含む液体が中和水保管タンク１５に送られてしまった場合に、この液体を中和処理装置２３に戻し、さらに中和を行うことができる。また、戻り配管により、中和水保管タンク１５に送られる液体のｐＨ値が７より低く（酸性に）なってしまっている場合には、この液体を中和処理装置２３に戻し、中和前のｐＨ値の高い（塩基性の）液体に混ぜて中和することができる。
本実施形態においても、船舶におけるアンモニアガスの処理装置及びアンモニアガスの処理方法において、クエン酸などの有機酸を中和剤として使用するので、硫酸等を使用する場合に比べて取扱が容易で安全である。
本実施形態においても、中和剤に有機酸を用いているので、還元剤供給装置１９及び選択式還元触媒ユニット１７を設けた場合において、還元剤供給装置１９から排出される中和剤残渣は炭素分であり、中和剤残渣の回収における追加処理設備等は不要である。
〔第２の実施形態の改良形態〕
図６は、本発明の第２の実施形態の改良形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
図６は、本発明の第２の実施形態の改良形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
本改良形態は、図６に示すように、第２の実施形態において、中和処理装置２３の下流から、中和処理装置２３の上流への戻り配管２３ａを設けたものである。戻り配管２３ａは、中和処理装置２３に収容された液体の一部を中和処理装置２３から循環ポンプ２３ｂにより送り出し、この液体を再び中和処理装置２３に流入させる。
本改良形態では、戻り配管２３ａにより、中和処理装置２３内に中和が十分になされずアンモニア成分を含む液体が残留している場合に、この液体を中和処理装置２３に再び流入させ、さらに中和を行うことができる。また、戻り配管２３ａにより、中和水保管タンク１５に送られる液体のｐＨ値が７より低く（酸性に）なってしまっている場合には、この液体を中和処理装置２３に戻し、中和前のｐＨ値の高い（塩基性の）液体に混ぜて中和することができる。
〔第３の実施形態〕
図７は、本発明の第３の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３～図６と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３～図６における説明を援用しここではその説明を省略する。
図７は、本発明の第３の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３～図６と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３～図６における説明を援用しここではその説明を省略する。
本実施形態のアンモニアガスの処理装置は、図７に示すように、清水タンク２２からの清水を、第２の実施形態と同様に、給水ポンプ２２ａにより除害装置６に供給するが、第１及び第２の実施形態と異なり、中和剤タンク２１からの中和剤又は中和液を、中和水保管タンク１５に供給するようにしたものである。
除害装置６では、アンモニアガスが、清水タンク２２から供給された清水に吸収、回収され、アンモニア水が生成される。除害装置６では、ｐＨ計によって、生成されたアンモニア水のｐＨを確認することができる。このアンモニア水は、アンモニアガスが揮発しないように、中和水保管タンク１５に供給されて保管される。除害装置６から中和水保管タンク１５への送液は、オーバーフロー、重力による送液、または、ポンプを用いた送液の何れであってもよい。
中和水保管タンク１５では、アンモニア水が、中和剤タンク２１から供給された中和剤又は中和液によって中和される。中和水保管タンク１５における保管は、アンモニア水成分が十分に中和されるまで行う。中和されたこと（ｐＨ８以下）は、中和水保管タンク１５に設けられたｐＨ計によって確認することができる。
中和水保管タンク１５に保管された中和水は、第１の実施形態と同様に、排出規制のない海域であれば、船外に排出することができ、または、輸送ポンプ１８ａにより還元剤供給装置１９に送り、アンモニアガスを発生させ、選択式還元触媒ユニット１７における還元剤として利用してもよい。
本実施形態でも、固体である中和剤を用いることにより、液体である中和液を用いる場合よりも、中和水の量（体積）が抑えられ、中和水保管タンク１５の容量を小さくすることができる。この場合には、中和水保管タンク１５内に、反応熱を抑制するため熱交換器を設置し、液温度をさげることが好ましい。
本実施形態においても、船舶におけるアンモニアガスの処理装置及びアンモニアガスの処理方法において、クエン酸などの有機酸を中和剤として使用するので、硫酸等を使用する場合に比べて取扱が容易で安全である。
本実施形態においても、中和剤に有機酸を用いているので、還元剤供給装置１９及び選択式還元触媒ユニット１７を設けた場合において、還元剤供給装置１９から排出される中和剤残渣は炭素分であり、中和剤残渣の回収における追加処理設備等は不要である。
〔第４の実施形態〕
図８は、本発明の第４の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３～図７と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３～図７における説明を援用しここではその説明を省略する。
図８は、本発明の第４の実施形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態のアンモニアガスの処理方法は、このアンモニアガスの処理装置により実行される。図１、図３～図７と同一の符号は同一の構成であり、特に説明がない限り、図１、図３～図７における説明を援用しここではその説明を省略する。
本実施形態のアンモニアガスの処理装置は、図８に示すように、中和水保管タンク１５に保管された中和水を、中和処理装置２３との間で循環させるようにしたものである。
本実施形態においても、清水タンク２２に貯蔵された清水は、給水ポンプ２２ａにより除害装置６に供給される。除害装置６では、アンモニアガスが、清水タンク２２から送られた清水に吸収、回収され、アンモニア水が生成される。除害装置６では、ｐＨ計によって、生成されたアンモニア水のｐＨを確認することができる。このアンモニア水は、中和水保管タンク１５に供給され、その一部が中和水保管タンク１５から循環ポンプ２３ｂにより中和処理装置２３に供給される。除害装置６から中和水保管タンク１５への送液は、オーバーフロー、重力による送液、または、ポンプを用いた送液の何れであってもよい。
中和処理装置２３には、中和剤タンク２１に貯蔵された中和剤又は中和液が供給される。中和処理装置２３では、アンモニア水が、中和剤タンク２１から供給された中和剤又は中和液によって中和される。中和されたこと（ｐＨ８以下）は、中和処理装置２３に設けられたｐＨ計によって確認することができる。アンモニア水が中和剤又は中和液によって中和された中和水は、アンモニアガスが揮発しないように、中和水保管タンク１５に戻されて保管される。つまり、アンモニア水及び中和水は、中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間を循環する。
中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間のアンモニア水及び中和水の循環は、アンモニア水成分が十分に中和されるまで行う。中和水保管タンク１５に保管された中和水は、第１の実施形態と同様に、排出規制のない海域であれば、船外に排出することができ、または、輸送ポンプ１８ａにより還元剤供給装置１９に送り、アンモニアガスを発生させ、選択式還元触媒ユニット１７における還元剤として利用してもよい。
本実施形態では、中和水保管タンク１５からアンモニア水の一部を抜き出して中和処理装置２３に供給するので、除害装置６からのアンモニア水の全量を一括して中和処理する第２の実施形態よりも、中和処理装置２３の容量を低減できる利点がある。
本実施形態でも、固体である中和剤を用いることにより、液体である中和液を用いる場合よりも、中和水の量（体積）が抑えられ、中和水保管タンク１５の容量を小さくすることができる。この場合には、中和処理装置２３内には、反応熱を抑制するため熱交換器を設置し、液温度をさげることが好ましい。
本実施形態においても、船舶におけるアンモニアガスの処理装置及びアンモニアガスの処理方法において、クエン酸などの有機酸を中和剤として使用するので、硫酸等を使用する場合に比べて取扱が容易で安全である。
本実施形態においても、中和剤に有機酸を用いているので、還元剤供給装置１９及び選択式還元触媒ユニット１７を設けた場合において、還元剤供給装置１９から排出される中和剤残渣は炭素分であり、中和剤残渣の回収における追加処理設備等は不要である。
〔第４の実施形態の改良形態〕
図９は、本発明の第４の実施形態の改良形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
図９は、本発明の第４の実施形態の改良形態のアンモニアガスの処理装置の構成を示すブロック図である。
本改良形態のアンモニアガスの処理装置は、図９に示すように、第４の実施形態（図８）において、除害装置６から中和水保管タンク１５へのアンモニア水の供給を、中和処理装置２３を経由して行うようにしたものである。その他は第４の実施形態（図８）と同様である。
本実施形態では、中和処理装置２３では、除害装置６から供給されたアンモニア水に、中和剤タンク２１から中和剤又は中和液を供給して中和を開始し、アンモニア水及び中和水を中和水保管タンク１５に供給する。中和処理装置２３から中和水保管タンク１５への送液は、オーバーフロー、重力による送液、または、ポンプを用いた送液の何れであってもよい。
本実施形態では、第４の実施形態よりも早く中和が開始されるので、アンモニア水からのアンモニアガスの揮発のリスクがより抑えられる。
中和水保管タンク１５からは、第４の実施形態と同様に、収容した液体の一部が循環ポンプ２３ｂにより中和処理装置２３に再び供給される。つまり、アンモニア水及び中和水は、中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間を循環する。中和水保管タンク１５と中和処理装置２３との間のアンモニア水及び中和水の循環は、アンモニア水成分が十分に中和されるまで行う。
１ 液化アンモニアタンク
２ 燃料供給装置
２ａ 開閉弁
３ エンジン
４ 燃料配管
４ａ 気液分離器
５ 開閉弁
６ 除害装置
９ 中和液（クエン酸水溶液）タンク
１０ 開閉弁
１１ 窒素ガス供給装置
１２ 重油タンク
１３ 重油燃料供給装置
１４ 中和液（クエン酸水溶液）製造装置
１５ 中和水保管タンク
１７ 選択式還元触媒（ＳＣＲ）ユニット
１８ 輸送部
１８ａ 輸送ポンプ
１９ 還元剤供給装置
２０ 換気ファン
２１ 中和剤タンク
２２ 清水タンク
２２ａ 給水ポンプ
２３ 中和処理装置
２３ａ 戻り配管
２３ｂ 循環ポンプ
２ 燃料供給装置
２ａ 開閉弁
３ エンジン
４ 燃料配管
４ａ 気液分離器
５ 開閉弁
６ 除害装置
９ 中和液（クエン酸水溶液）タンク
１０ 開閉弁
１１ 窒素ガス供給装置
１２ 重油タンク
１３ 重油燃料供給装置
１４ 中和液（クエン酸水溶液）製造装置
１５ 中和水保管タンク
１７ 選択式還元触媒（ＳＣＲ）ユニット
１８ 輸送部
１８ａ 輸送ポンプ
１９ 還元剤供給装置
２０ 換気ファン
２１ 中和剤タンク
２２ 清水タンク
２２ａ 給水ポンプ
２３ 中和処理装置
２３ａ 戻り配管
２３ｂ 循環ポンプ
Claims (22)
- 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容する除害装置
を備え、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスが清水に吸収され、有機酸により中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。 - 清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液製造装置を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンモニアガスの処理装置。 - 清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する中和液タンクを備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンモニアガスの処理装置。 - 前記除害装置は、前記清水を供給され、
固体有機酸を貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する中和剤タンクを備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンモニアガスの処理装置。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和処理装置内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和され、中和された中和水が中和水保管タンクに送られる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。 - 前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を備えた
ことを特徴とする請求項５記載のアンモニアガスの処理装置。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給する中和剤タンクと
を備え、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水が中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理装置であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを収容し、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送る除害装置と、
有機酸を貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給する中和剤タンクと
を備え、
前記アンモニア水は、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環され、循環される前記アンモニア水が、前記有機酸により中和される
ことを特徴とするアンモニアガスの処理装置。 - 前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給は、前記中和処理装置を経由して行われる
ことを特徴とする請求項８記載のアンモニアガスの処理装置。 - 前記アンモニアが中和された中和水からアンモニアガスを発生させる還元剤供給装置と、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する輸送部を備える
ことを特徴とする請求項１～９の何れかに記載のアンモニアガスの処理装置。 - 前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を、再利用される中和剤として保管する
ことを特徴とする請求項１０記載のアンモニアガスの処理装置。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、
前記除害装置内において、前記液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又は前記アンモニアガスを清水に吸収させ、有機酸により中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。 - 清水及び有機酸から有機酸水溶液である中和液を中和液製造装置により製造し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする請求項１２記載のアンモニアガスの処理方法。 - 清水及び有機酸からなる有機酸水溶液である中和液を中和液タンクに貯蔵し、この中和液の成分である前記清水及び前記有機酸を前記除害装置に供給する
ことを特徴とする請求項１２記載のアンモニアガスの処理方法。 - 前記除害装置に、前記清水を供給し、
固体有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この固体有機酸を前記有機酸として前記除害装置に供給する
ことを特徴とする請求項１２記載のアンモニアガスの処理方法。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和処理装置に送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和処理装置に供給し、
前記中和処理装置内において、前記アンモニア水に前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させ、中和された中和水を中和水保管タンクに送る
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。 - 前記中和処理装置の下流から、前記中和処理装置の上流への戻り配管を設けた
ことを特徴とする請求項１６記載のアンモニアガスの処理方法。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を前記中和水保管タンクに供給し、
前記中和水保管タンク内において、前記有機酸により、前記アンモニア水を中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。 - 貨物又は船舶の機関の燃料として液化アンモニアを搭載する船舶におけるアンモニアガスの処理方法であって、
前記貨物から揮発し又は前記機関の燃料の供給ラインに残留した液化アンモニアが気化したアンモニアガス及び／又はアンモニアガスを除害装置に収容させ、このアンモニアガスを清水に吸収させてアンモニア水とし、このアンモニア水を、中和水保管タンクに送り、
有機酸を中和剤タンクに貯蔵し、この有機酸を中和処理装置に供給し、
前記アンモニア水を、前記中和処理装置と前記中和水保管タンクとの間を循環させ、循環される前記アンモニア水を、前記有機酸により中和させる
ことを特徴とするアンモニアガスの処理方法。 - 前記除害装置から前記中和水保管タンクへの前記アンモニア水の供給を、前記中和処理装置を経由して行う
ことを特徴とする請求項１９記載のアンモニアガスの処理方法。 - 前記アンモニアが中和された中和水から還元剤供給装置によってアンモニアガスを発生させ、
前記還元剤供給装置により発生されたアンモニアガスを、前記機関に接続される選択式還元触媒ユニットに供給する
ことを特徴とする請求項１２～２０の何れかに記載のアンモニアガスの処理方法。 - 前記還元剤供給装置においてアンモニアガスが発生した後の中和剤残渣を保管し、中和剤として再利用する
ことを特徴とする請求項２１記載のアンモニアガスの処理方法。
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