(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、
前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、
前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を有した脱硝ユニットを複数備え、
複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、
それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満であり、
前記脱硝システム全体として必要とされる前記窒素酸化物の還元率に相当する値より小さい値の当量比の通常注入量に制限し、
前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることを特徴とする脱硝システム。
【請求項２】
燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、
前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、
前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を有した脱硝ユニットを複数備え、
複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、
それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満の通常注入量に制限し、
前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、
再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることを特徴とする脱硝システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の脱硝システムであって、
前記脱硝ユニットを３個以上備え、
前記脱硝ユニットのうちの少なくとも２個を並列に配置したことを特徴とする脱硝システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の脱硝システムであって、
複数の前記脱硝ユニットをそれぞれつなぐ配管と、
それぞれの前記配管の接続を切り替える配管切替手段を備え、
前記配管切替手段により前記排気ガスの通路を変更することを特徴とする脱硝システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の脱硝システムであって、
前記脱硝ユニットが前記窒素酸化物の濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段を有し、
前記通常注入量を前記窒素酸化物濃度検出手段の検出結果に基づいて決めることを特徴とする脱硝システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の脱硝システムであって、
前記燃焼機関が内燃機関であり、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記通常注入量を前記回転数検出手段の検出結果に基づいて決めることを特徴とする脱硝システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の脱硝システムであって、
前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、
前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて前記通常注入量を変更することを特徴とする脱硝システム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の脱硝システムであって、
前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、
前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて複数の前記脱硝ユニットの使用する組み合わせを変更することを特徴とする脱硝システム。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の脱硝システムであって、
前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件が緩和される位置において前記再生を行うことを特徴とする脱硝システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硝システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際海事機関（ＩＭＯ）による船舶機関への窒素酸化物（ＮＯｘ）三次規制に対応するための手段の１つとして選択触媒還元（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）の研究開発が盛んになっている。
【０００３】
脱硝方法として、排気ガス通路に設けたチタン・バナジウム系の触媒に還元剤となるアンモニアを供給することによって窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応させ、化学式（１）のように、水と窒素に分解するアンモニア選択接触還元法が知られている。また、排気ガス通路に尿素を噴射し、化学式（２）のように尿素を分解することによってアンモニアを触媒へ供給する方法が採られている。
［化１］
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ
［化２］
（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２
【０００４】
乾式アンモニア選択接触還元法において、第１脱硝装置と第２脱硝装置との間に第１脱硝装置から排出された燃焼ガスを撹拌してその窒素酸化物濃度分布を均一にするミキシング装置を配置した構成が開示されている（特許文献１）。また、複数段の触媒充填部を直列方向に配置し、各段の上流側に還元剤添加管を設けると共に冷却器を設けて触媒充填部の温度上昇を防ぐ構成が開示されている（特許文献２）。また、当該構成において、触媒充填部の触媒を再生するために、触媒充填部の上流段にいくほど還元剤の添加量を多くすると共に排気ガス温度を一時的に３００〜４００℃に上昇させる構成が開示されている（特許文献３）。また、５００℃以上の窒素酸化物を含む排ガスに対し、第１段触媒層と第２段触媒層を直列に接続し、各段に対して還元剤であるアンモニアを分割して注入しながら処理する構成が開示されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３００２４５２号公報
【特許文献２】特開平１０−３２３５３８号公報
【特許文献３】特許第３２４８１６６号公報
【特許文献４】特開２００３−１４４８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ディーゼル燃料、特に船舶等で使用されるＣ重油等においては燃料中の硫黄成分が高く、排気ガス中に二酸化硫黄（ＳＯ２）が生成され、排気温度が低いと触媒中に酸性硫安を析出させて劣化させてしまうことが知られている。そこで、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元効果をできるだけ低下させることなく、酸性硫安の析出による触媒の劣化を抑制できる脱硝システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に対応した脱硝システムは、燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を有した脱硝ユニットを複数備え、複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満であり、前記脱硝システム全体として必要とされる前記窒素酸化物の還元率に相当する値より小さい値の当量比の通常注入量に制限する。これにより、各脱硝ユニットにおいて触媒への酸性硫安の析出速度を低下させることができ、触媒の劣化を大幅に抑制し、前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることができる。
【０００９】
例えば、通常注入量が当量比で０．８未満である場合に、再生時における注入量を当量比で０．８以上とする。
また、請求項２に対応した脱硝システムは、燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を有した脱硝ユニットを複数備え、複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満の通常注入量に制限し、前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にする。
【００１０】
また、前記脱硝ユニットを３個以上備え、前記脱硝ユニットのうちの少なくとも２個を並列に配置することが好適である。
【００１１】
また、複数の前記脱硝ユニットをそれぞれつなぐ配管と、それぞれの前記配管の接続を切り替える配管切替手段を備え、前記配管切替手段により前記排気ガスの通路を変更することが好適である。例えば、３つの脱硝ユニットをタンデムに接続した状態、２つの脱硝ユニットを並列に接続したうえで１つの脱硝ユニットをさらにタンデムに接続した状態、２つの脱硝ユニットをタンデムに接続したうえで１つの脱硝ユニットを接続から外した状態を切り替えられる構成とする。
【００１２】
また、前記脱硝ユニットが前記窒素酸化物の濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段を有し、前記通常注入量を前記窒素酸化物濃度検出手段の検出結果に基づいて決めることが好適である。また、前記燃焼機関が内燃機関であり、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記通常注入量を前記回転数検出手段の検出結果に基づいて決めることが好適である。
【００１３】
また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて前記通常注入量を変更することが好適である。また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて複数の前記脱硝ユニットの使用する組み合わせを変更することが好適である。また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件が緩和される位置において、前記再生を行うことが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に対応した脱硝システムによれば、燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を、有した脱硝ユニットを複数備え、複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満であり、前記脱硝システム全体として必要とされる前記窒素酸化物の還元率に相当する値より小さい値の当量比の通常注入量に制限し、前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることによって、触媒への酸性硫安の析出速度を低下させて触媒の劣化を大幅に抑制することができる。
【００１５】
ここで、前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行うことによって、複数の脱硝ユニットのうち少なくとも１つによって脱硝処理を継続すると共に、残りの脱硝ユニットに対して再生処理を施すことができる。また、再生に排気ガスの温度を利用するため、余計に加熱装置を持たなくてもすむ。
【００１６】
また、前記再生時に、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることによって、脱硝触媒の再生処理時において通常時の脱硝率を維持した状態において再生処理を同時に行うことができる。
また、請求項２に対応した脱硝システムによれば、燃料中の硫黄分が０．１％を超える重油を燃焼させる燃焼機関の排気ガスの窒素酸化物を処理する脱硝システムであって、前記窒素酸化物と還元剤を反応させる脱硝触媒と、前記脱硝触媒の上流に配置され、前記還元剤を前記排気ガスに注入する還元剤注入手段を有した脱硝ユニットを複数備え、複数の前記脱硝ユニットを直列に配置すると共に、それぞれの前記還元剤注入手段から注入する前記還元剤の注入量をそれぞれの前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスの前記窒素酸化物に対する当量比で０．８未満の通常注入量に制限し、前記脱硝触媒の再生時は再生対象の前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入を止め、前記脱硝触媒を通過する前記排気ガスにより前記脱硝触媒の再生を行い、再生対象以外の前記脱硝ユニットのうち少なくとも一つの前記脱硝ユニットにおける前記還元剤注入手段による前記還元剤の注入量を前記通常注入量を超える当量比にすることによって脱硝触媒の再生処理時において通常時の脱硝率を維持した状態において再生処理を同時に行うことができる。
【００１７】
また、前記脱硝ユニットを３個以上備え、前記脱硝ユニットのうちの少なくとも２個を並列に配置することによって、脱硝システム全体として通気抵抗を低下させると共に、脱硝触媒の劣化を抑制することができる。
【００１８】
また、複数の前記脱硝ユニットをそれぞれつなぐ配管と、それぞれの前記配管の接続を切り替える配管切替手段を備え、前記配管切替手段により前記排気ガスの通路を変更することによって、様々な状況に応じて脱硝システムの構成を変更しつつ、脱硝処理、再生処理、メンテナンス等を行うことが可能となる。
【００１９】
また、前記脱硝ユニットが前記窒素酸化物の濃度を検出する窒素酸化物濃度検出手段を有し、前記通常注入量を前記窒素酸化物濃度検出手段の検出結果に基づいて決めることによって、排気ガス中の窒素酸化物の濃度に応じて適応的に適切な還元剤の通常注入量を設定し、適切な脱硝処理を行うことができる。また、前記燃焼機関が内燃機関であって、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記通常注入量を前記回転数検出手段の検出結果に基づいて決めることによって、内燃機関の排気ガスの排気状態に応じて適応的に適切な還元剤の通常注入量を設定し、適切な脱硝処理を行うことができる。
【００２０】
また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて前記通常注入量を変更することによって、地理的な環境規制に応じて適応的に適切な還元剤の通常注入量を設定し、適切な脱硝処理を行うことができる。また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件に応じて複数の前記脱硝ユニットの使用する組み合わせを変更することによって、地理的な環境規制に応じて適応的に複数の脱硝ユニットの接続状態を変更して、適切な脱硝処理を行うことができる。また、前記脱硝システムが前記燃焼機関とともに移動体に搭載され、前記移動体の地理的位置の環境規制条件が緩和される位置において前記再生を行うことによって、再生を行わない他の脱硝ユニットだけで環境規制に対応でき、脱硝触媒の再生を時間をかけて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態における脱硝システムの構成を示す図である。
【図２】窒素酸化物と還元剤との反応系を示す図である。
【図３】硫黄酸化物と還元剤との反応系を示す図である。
【図４】変形例１における脱硝システムの構成を示す図である。
【図５】変形例１における脱硝システムの構成の別例を示す図である。
【図６（ａ）】変形例２における脱硝システムの接続状態その１を示す図である。
【図６（ｂ）】変形例２における脱硝システムの接続状態その２を示す図である。
【図６（ｃ）】変形例２における脱硝システムの接続状態その３を示す図である。
【図６（ｄ）】変形例２における脱硝システムの接続状態その４を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面に従って説明する。図１は、本発明の実施の形態における排気ガスの脱硝システム１００の主要構成を示す。脱硝システム１００は、図１に示すように、燃焼機関１０２、第１ガス通路１０３、第１脱硝触媒１０４、第１還元剤供給部１０５、第２ガス通路１０６、第２脱硝触媒１０７、第２還元剤供給部１０８及び制御部１０９を含んで構成される。ここで、第１脱硝触媒１０４と第１還元剤供給部１０５の組、及び、第２脱硝触媒１０７と第２還元剤供給部１０８の組がそれぞれ第１脱硝ユニット１００ａ，第２脱硝ユニット１００ｂを構成する。
【００２３】
燃焼機関１０２は、エンジンやガスタービン等の内燃機関、例えば船舶用ディーゼル機関等である。脱硝システム１００は、燃焼機関１０２から排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物を除去するために用いられる。なお、船舶用の燃焼機関１０２は熱効率が高いので、排気ガスの温度は２００℃以上２８０℃以下の温度範囲となる。
【００２４】
第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）をアンモニアと反応させて分解するための触媒である。第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７は、チタン・バナジウム系の金属とすればよい。例えば、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）を活性成分にした酸化チタンＴｉＯ２系触媒が使用される。特に、本実施の形態では、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７は、ニオブ（Ｎｂ）を添加物として含むことが好適である。ニオブ（Ｎｂ）の含有量は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７に対して０．００１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とすることが好適である。この範囲の含有量とすることによって、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の耐熱性を向上させることができ、より高温での再生処理及びより速い昇温速度を適用することができる。すなわち、ニオブ（Ｎｂ）の添加によって第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７に含まれるチタニア粒子同士や他の成分の焼結（シンタリング）が抑制され、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の細孔の微小構造が維持され、耐蝕性、耐熱性、耐衝撃性を高めることができると推考される。特に、ニオブ（Ｎｂ）を０．０１ｗｔ％以上含有させることによって、より高い耐熱性を発揮させることができる。一方、ニオブ（Ｎｂ）の含有量が５ｗｔ％を超えると耐熱性の向上効果が飽和し、経済的な不利を招くおそれがある。ニオブ（Ｎｂ）を添加物として含む脱硝触媒は、特に３００℃を越える温度で有効であるので、通常の排気ガスの温度の２００℃以上２８０℃以下の温度範囲を越えて、３００℃以上で急速再生をする場合等で効果が発揮できる。
【００２５】
第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７は、それぞれ第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６内に直列に接続されて配置される。第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７は、その反応面積を広くするために平板や触媒の細管を束ねた構造とすることが好ましい。例えば、ハニカム構造とすることが好適である。
【００２６】
第１脱硝触媒１０４は、図２に示す化学反応系で表されるアンモニア等の還元剤と排気ガス中の窒化化合物（ＮＯｘ）との反応を促進する。排気ガスには、一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素（ＮＯ２）等の窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれ、第１還元剤供給部１０５から供給される尿素及び水との反応によって生成されたアンモニアと反応して、化学式（１）で示される反応によって水と窒素に還元される。第２脱硝触媒１０７における反応も同様である。
【００２７】
また、排気ガスにＳＯ２等の硫黄酸化物が含まれる場合、第１脱硝触媒１０４は、図３に示す化学反応系で表される反応を促進する。排気ガスに含まれる二酸化硫黄（ＳＯ２）は、第１還元剤供給部１０５から供給される尿素及び水との反応によって生成されたアンモニアと反応して、化学式（３）及び（４）で示される反応によって三酸化硫黄（ＳＯ３）や酸性硫安（（ＮＨ４）ＨＳＯ４）が生成される。なお、化学式（４）の反応は、温度が低くなるにつれて左から右への反応が進行し易く、温度が高くなるにつれて右から左への反応が進行し易くなる平衡反応である。第２脱硝触媒１０７における反応も同様である。
［化３］
２ＳＯ２＋Ｏ２→２ＳＯ３
［化４］
ＳＯ３＋ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ←→（ＮＨ４）ＨＳＯ４
【００２８】
第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８は、それぞれ尿素タンク、ポンプ、尿素バルブ、コンプレッサ、空気バルブ、噴射ノズル及び配管を含んで構成することができる。これらの構成要素のうち共通化できるものは第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８において兼用してもよい。第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８は、噴射ノズルを介して尿素（尿素水）と空気とをそれぞれ第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６へ供給するために設けられる。例えば、尿素（尿素水）を還元剤として第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６内へ噴射し、化学式（２）で表される分解反応により生ずるアンモニアを第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の表面に供給する構成としている。尿素タンクは、尿素水（（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ）を蓄えるタンクである。ポンプは、尿素タンクと噴射ノズルとを接続する配管の途中に設けられる。ポンプは、尿素タンクに蓄えられている尿素水に圧力を与え、配管及び噴射ノズルを介して第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６へ尿素水を供給する。尿素バルブは、配管のポンプの下流に設けられ、ポンプによって加圧された尿素水の噴射ノズルへの供給・遮断を行う。コンプレッサは、噴射ノズルに繋がる配管の途中に設けられる。コンプレッサは、空気を加圧して配管を介して噴射ノズルへ供給する。なお、脱硝システム１００を船舶に搭載する場合には、コンプレッサの代わりに船舶に設けられている空気配管の空気を利用してもよい。空気バルブは、配管のコンプレッサの下流に設けられ、コンプレッサによって加圧された空気の噴射ノズルへの供給・遮断を行う。噴射ノズルは、第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６へ尿素水を噴射するためのノズルである。噴射ノズルは、配管の先端部を加工して形成され、又は配管の先端部に他部材を接続して構成される。噴射ノズルは、それぞれ第１ガス通路１０３内の第１脱硝触媒１０４よりも上流側及び第２ガス通路１０６内の第２脱硝触媒１０７よりも上流側に配設される。噴射ノズルは、尿素水と空気とを混合させて、適切な供給圧力によって第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６へ予め空気と混合された尿素水を噴射する。ただし、還元剤は尿素（尿素水）に限定されるものではない。
【００２９】
制御部１０９は、脱硝システム１００を統合的に制御する。制御部１０９は、ＣＰＵ、メモリ、入力装置、出力装置、外部インターフェース等を含む一般的なコンピュータで構成することができる。制御部１０９は、ＣＰＵにてメモリに予め記憶させた制御プログラムを読み出して実行することによって脱硝システム１００における還元剤の注入タイミングや注入量を制御する。また、制御部１０９は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の再生開始タイミングや再生処理時間を計測するための時計（タイマ）を内蔵する。
【００３０】
第１ガス通路１０３には窒素酸化物センサ１０が設けられており、第１ガス通路１０３を流れる排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が制御部１０９へ入力される。また、第２ガス通路１０６にも窒素酸化物センサ１２が設けられており、第２ガス通路１０６を流れる排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が制御部１０９へ入力される。窒素酸化物センサ１０，１２としては、化学発光式ＮＯｘ計や定電圧電解式ＮＯｘ計、ジルコニア固体電解質を利用した一般的なセンサ等を利用することができる。
【００３１】
また、燃焼機関１０２には回転数センサ１４が設けられており、燃焼機関１０２の回転数が制御部１０９へ入力される。
【００３２】
制御部１０９は、回転数センサ１４で測定された燃焼機関１０２の回転数から排気ガスの排出量を推定する。例えば、制御部１０９は、予め測定した回転数と排気ガスの排出量との排出量データベースを記憶しておき、当該排出量データベースを参照して回転数センサ１４で測定された回転数に相当する排出量を推定する。そして、制御部１０９は、推定された排気ガスの排出量と窒素酸化物センサ１０，１２で測定された第１ガス通路１０３及び第２ガス通路１０６での窒素酸化物（ＮＯｘ）の量に応じて第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から注入する還元剤（尿素）の量を制御する。
【００３３】
本実施の形態では、制御部１０９は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれの段における還元剤の噴射当量比を脱硝システム１００全体として必要とされる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元率に相当する値よりも小さく設定する。例えば、脱硝システム１００全体として必要とされる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元率が８０％（当量比換算で０．８）である場合、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれの段における還元剤の噴射当量比を０．８未満に設定される。
【００３４】
ここで、当量比とは、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれにおいて、流入する排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が１００％還元されるために丁度必要な還元剤の噴射量に対する実際に注入される還元剤の噴射量の比を意味する。すなわち、第１還元剤供給部１０５から噴射される還元剤の当量比が１である場合には、第１脱硝触媒１０４に流入する排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）は第１脱硝触媒１０４にて理想的には１００％還元される。したがって、この場合には第２脱硝触媒１０７に流入する排気ガスには理想的には窒素酸化物（ＮＯｘ）は含まれない状態となる。また、第１還元剤供給部１０５から噴射される還元剤の当量比が０．６である場合には、第１脱硝触媒１０４に流入する排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）は第１脱硝触媒１０４にて６０％還元される。したがって、この場合には第２脱硝触媒１０７に流入する排気ガスには第１脱硝触媒１０４へ流入する前の４０％の窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれる状態となる。
【００３５】
本実施の形態では、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれの段における還元剤の噴射当量比を脱硝システム１００全体として必要とされる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元率に相当する値よりも小さく設定することによって、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への酸性硫安の析出速度を低下させ、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の劣化の進行を遅らせることができる。例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）に対して８０％以上の還元率が要求される排出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area）においても、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれの段における還元剤の噴射当量比を０．８未満に設定することができ、これにより第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の劣化の進行を遅らせることができる。
【００３６】
第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の各段における還元剤の噴射量の当量比が低いと、噴射される還元剤の絶対量の比以上に酸性硫安の第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への析出速度が低下する。例えば、当量比が０．８のときに比べて当量比が０．２のときでは、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の各段における酸性硫安の析出速度は１／４にならずにほぼ０に近くなる。また、当量比が０．８のときに比べて当量比が０．６のときでは、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の各段における酸性硫安の析出速度は３／４にならずに１／６程度になる。
【００３７】
この理由は以下の通りである。酸性硫安は、排気ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ２）が第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７上で三酸化硫黄（ＳＯ３）に酸化した後、その三酸化硫黄（ＳＯ３）がアンモニアと反応して生じるが、この際の二酸化硫黄（ＳＯ２）の酸化反応は脱硝反応に比べて遅い。還元剤の当量比が小さい場合、生成した少量のアンモニアが先に脱硝反応に費やされ、二酸化硫黄（ＳＯ２）が酸化して三酸化硫黄（ＳＯ３）になる前にアンモニアがほぼ全て脱硝反応に費やされてしまい、酸性硫安がほとんど生じない。還元剤の当量比が大きい場合、生成したアンモニアの全てが脱硝反応に費やされるまでに時間がかかるようになり、アンモニアの一部が三酸化硫黄（ＳＯ３）と反応して酸性硫安が生じるようになる。このため、還元剤の当量比が小さい場合、還元剤の噴霧量の絶対量の比以上に、酸性硫安の第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７への析出速度が低下する。
【００３８】
特に、当量比０．８未満の場合に酸性硫安の析出速度は急激に低下するので、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の各段における還元剤の噴射当量比を０．８未満とすることによって、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への酸性硫安の析出速度を低下させることができる。
【００３９】
一方、還元剤の当量比を低くし過ぎると脱硝システム１００における窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元が不十分となるので、脱硝システム１００において実現されるべき窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出濃度に応じて当量比を決定することが好適である。例えば、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を８０％以上除去して排出するという規制を満足するためには第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から噴射する還元剤の当量比を０．５６以上とすることが好適である。これにより、第１脱硝触媒１０４にて当初の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の５６％が還元され、第２脱硝触媒１０７には残りの４４％の窒素酸化物（ＮＯｘ）が流入し、第２脱硝触媒１０７にてその排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の５６％がさらに還元されることによって、当初の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の８０．６４％を除去することができる。同様に、例えば、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を６０％以上除去して排出するという規制を満足するためには第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から噴射する還元剤の当量比を０．３７以上とすることが好適である。これにより、第１脱硝触媒１０４にて当初の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の３７％が還元され、第２脱硝触媒１０７には残りの６３％の窒素酸化物（ＮＯｘ）が流入し、第２脱硝触媒１０７にてその排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の３７％がさらに還元されることによって、当初の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の６０．３１％を除去することができる。
【００４０】
また、当量比をあまり小さくしすぎると、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を確保するには、第１脱硝触媒１０４や第２脱硝触媒１０７の面積を大きくする必要があるため、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の２段の構成の場合、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の６０％〜８０％を取り除くためには、それぞれの段において噴射する還元剤の当量比を０．４〜０．７程度にすることが好適である。
【００４１】
例えば、排出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area）では８０％以上の脱硝が必要であり、一般海域では８０％未満の脱硝でよいので、海域に応じて第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から供給される還元剤の当量比を変更したり、還元剤の供給を停止したりするようにしてもよい。
【００４２】
なお、排出規制海域の判断は、衛星系の全世界的測位システムＧＰＳやＧＬＯＮＡＳＳ、地上系のロランＣ等を利用して船舶の地理的位置を検出し、それを排出規制海域情報と照合して排出規制海域か一般海域かを判断する。
【００４３】
なお、本実施の形態では、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７のそれぞれの上流に噴射する還元剤の当量比を等しくする態様について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、第１還元剤供給部１０５及び第２還元剤供給部１０８から噴射される還元剤の当量比は、脱硝システム１００から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度が脱硝触媒を１段で使用する場合と同じ程度となり、そのときに１段の脱硝触媒の上流において噴射しなければならない還元剤の当量比よりも少なければよい。
【００４４】
以上のように、本実施の形態における脱硝システム１００によれば、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続して使用することによって、脱硝システム１００全体としての窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去率を維持しつつ、酸性硫安の析出速度を低下させて第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の劣化を抑制することができる。
【００４５】
特に、脱硝システム１００を船舶用の燃焼機関１０２に適用した場合、排気ガスの温度が２００℃〜２８０℃程度と車両等に搭載される燃焼機関１０２に比べて低温になり、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への酸性硫安の析出がし易いので本発明の適用効果が顕著である。
【００４６】
また、船舶用の燃焼機関１０２では硫黄成分が０．１％を超える重油、特に０．５％を超えるＣ重油を使用することが多いので、他の燃料を使用する場合に比べて第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への酸性硫安の析出がし易いので本発明の適用効果が顕著である。
【００４７】
［触媒再生処理］
脱硝システム１００では第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への酸性硫安の析出速度を低下させることができるが、それでも使用に伴って第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７へ酸性硫安が堆積して劣化する。そこで、脱硝システム１００では、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の再生処理が可能である。
【００４８】
制御部１０９は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の再生処理を開始するか否かを判断する。例えば、制御部１０９は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の前回の再生処理からの経過時間が所定時間を超えると再生処理を開始するようにすればよい。また、排出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area）では高率での脱硝が必要であるので再生処理を行わず、一般海域では低率での脱硝でよいので当該海域にて再生処理を開始するようにしてもよい。具体的には、先ず船舶の地理的位置をＧＰＳ等で検出し、検出した位置を排出規制海域情報と照合して排出規制海域か一般海域かを判断する。一般海域に船舶が位置することを検出した場合は、例えば、第２脱硝触媒１０７で排気ガスの脱硝を行いつつ、第１脱硝触媒１０４の再生を排気ガスで行う。一般海域では低率での脱硝でよいので再生を行わない第２脱硝触媒１０７だけで環境規制に対応でき、排気ガスが中温であっても船舶の航行時間は長いため第１脱硝触媒１０４の再生を時間をかけて行うことができる。また、第１脱硝触媒１０４の再生が完了した場合は、第１脱硝触媒１０４で脱硝を行い第２脱硝触媒１０７の再生を行うように切り替える。または、次の排出規制海域に入る場合に備えて、スタンバイをさせておいてもよい。
【００４９】
このように再生を必要とする場合は、脱硝システム１００は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７を同時に再生処理せず、一方に再生処理を施している間は他方で窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元処理を続けることが好適である。
【００５０】
具体的には、第１脱硝触媒１０４の再生時には、第１還元剤供給部１０５からの還元剤の噴射を止め、第１脱硝触媒１０４へ排気ガスを供給し続けることによって、排気ガスの熱によって第１脱硝触媒１０４を再生させる。すなわち、中温（船舶であれば２２０℃〜２８０℃程度）の排気ガスを第１脱硝触媒１０４へ供給することにより、第１脱硝触媒１０４の温度を上昇させ、平衡式（４）を右辺から左辺へ進行するようにさせ、第１脱硝触媒１０４に析出した酸性硫安（（ＮＨ４）ＨＳＯ４）を三酸化硫黄（ＳＯ３）のガスとして排出させる。三酸化硫黄（ＳＯ３）のガスは、排気ガスと共に第１脱硝触媒１０４から効果的に排出される。
【００５１】
通常、酸性硫安の付着した触媒を再生させるには、３００℃以上の高温をかけ再生することが多いが、中温（２２０℃〜２８０℃程度）でも時間をかければ再生が可能である。酸性硫安にも、例えば室内の水（Ｈ２Ｏ）と同様に温度が低くても蒸気圧が存在するため、酸性硫安の存在しない排気ガス、すなわち、還元剤が噴射されていない中温の排気ガスを長時間流すことにより、酸性硫安を除去することができる。
【００５２】
このとき、第２還元剤供給部１０８からは通常運転時の当量比より多くの還元剤を噴射させる。例えば、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を８０％以上除去して排出するという規制を満足するためには、通常運転時は当量比０．５６で還元剤を噴射させればよいが、第１脱硝触媒１０４の再生時には当量比０．８以上で還元剤を噴射させる。これにより、第２脱硝触媒１０７によって通常運転時と同様の窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去率を維持しつつ、第１脱硝触媒１０４を再生させることができる。
【００５３】
また、第２脱硝触媒１０７の再生時には、第２還元剤供給部１０８からの還元剤の噴射を止め、第２脱硝触媒１０７へ排気ガスを供給し続けることによって、排気ガスの熱によって第２脱硝触媒１０７を再生させる。このとき、第１還元剤供給部１０５からは通常運転時の当量比より多くの還元剤を噴射させる。例えば、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を８０％以上除去して排出するという規制を満足するためには、通常運転時は当量比０．５６で還元剤を噴射させればよいが、第２脱硝触媒１０７の再生時には当量比０．８以上で還元剤を噴射させる。これにより、第１脱硝触媒１０４によって通常運転時と同様の窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去率を維持しつつ、第２脱硝触媒１０７を再生させることができる。
【００５４】
なお、燃焼機関１０２の下流側に排気ガス加熱手段（図示しない）を設けて排気ガスを加熱できるようにしてもよい。排気ガス加熱手段は、再加熱バーナや電気式再加熱器を含んで構成することができる。排気ガス加熱手段は、制御部１０９からの制御信号を受けて、第１ガス通路１０３を流れる排気ガスを加熱するために設けられる。再加熱バーナは、燃料を気体中に拡散させることにより混合して高温で燃焼させ排気ガスの温度を上昇させる。また、電気式再加熱器は、抵抗加熱ヒータ等に電気を通電することによって排気ガスの温度を上昇させる。
【００５５】
また、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７に加熱ヒータ（図示しない）を設けてもよい。加熱ヒータは、制御部１０９からの制御信号を受けて、再生時に第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７を直接的に加熱するために設けられる。加熱ヒータとしては、例えば、電気誘導加熱ヒータ等とすることが好適である。
【００５６】
また、制御部１０９は、地理的位置の環境規制条件に応じて、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への還元剤の注入量を制御するようにしてもよい。排出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area）では高率での脱硝が必要であるので第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への還元剤の注入量を増加させ、一般海域では低率での脱硝でよいので第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への還元剤の注入量を減少させてもよい。具体的には、船舶の地理的位置をＧＰＳ等で検出し、検出した位置を排出規制海域情報と照合して排出規制海域か一般海域かを判断する。一般海域に船舶が位置することを検出した場合は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への還元剤の注入量を減少させる。排出規制海域（ＥＣＡ：Emission Control Area）に船舶が位置することを検出した場合は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７への還元剤の注入量を増加させる。
【００５７】
また、制御部１０９は、地理的位置の環境規制条件に応じて、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７の接続状態を変更してもよい。例えば、排出規制海域では、第１脱硝触媒１０４と第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続して、高い窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元率を維持しつつ、触媒の劣化を抑制することが好適である。一方、一般海域では、第１脱硝触媒１０４と第２脱硝触媒１０７をパラレルに接続して、脱硝システム全体としての通気抵抗を低く維持しつつ、触媒の劣化を抑制することが好適である。また、上記のように、第１脱硝触媒１０４と第２脱硝触媒１０７の一方のみを使用し、他方を再生させてもよい。
【００５８】
［変形例１］
上記実施の形態では、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続した構成としたが、複数の脱硝触媒をタンデムに接続できる構成を含むものであればこれに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、図４に示すように、第２脱硝触媒１０７に並列に第３脱硝触媒１１１を接続した構成としてもよい。ここで、第１脱硝触媒１０４と第１還元剤供給部１０５の組、第２脱硝触媒１０７と第２還元剤供給部１０８の組、及び第３脱硝触媒１１１と第３還元剤供給部１１２の組がそれぞれ第１脱硝ユニット１００ａ，第２脱硝ユニット１００ｂ及び第３脱硝ユニット１００ｃを構成する。
【００６０】
第１脱硝触媒１０４から第２ガス通路１０６及び第３ガス通路１１０を分岐させ、第２ガス通路１０６には第２脱硝触媒１０７を設け、第３ガス通路１１０には第３脱硝触媒１１１を設ける。また、第２ガス通路１０６における第２脱硝触媒１０７の上流側には第２還元剤供給部１０８を設け、第３ガス通路１１０における第３脱硝触媒１１１の上流側には第３還元剤供給部１１２を設ける。
【００６１】
この構成では、例えば、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を８０％以上除去して排出するという規制を満足するためには第１還元剤供給部１０５、第２還元剤供給部１０８及び第３還元剤供給部１１２から噴射する還元剤の当量比を０．５６以上とすることが好適である。これにより、第１脱硝触媒１０４にて当初の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の５６％が還元され、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１にはそれぞれ残りの４４％の窒素酸化物（ＮＯｘ）の半分ずつが流入し、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１にてその排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の５６％がさらに還元されることによって、当初の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の８０．６４％を除去することができる。
【００６２】
当該構成によれば、図１の構成に比べて、脱硝システム全体の通気抵抗を３／４にすることができる。また、第２還元剤供給部１０８及び第３還元剤供給部１１２において交互に還元剤の噴射を止めることで第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１の再生を交互に実施することができる。また、第１脱硝触媒１０４の再生時には第１還元剤供給部１０５からの還元剤の噴射を止め、第２還元剤供給部１０８及び第３還元剤供給部１１２から当量比０．８以上の還元剤を噴射させればよい。
【００６３】
なお、図５に示すように、第１脱硝触媒１０４と第３脱硝触媒１１１を並列に接続した構成としてもよい。この構成においても図４の構成と同様の作用を得ることができる。
【００６４】
［変形例２］
また、複数の脱硝触媒の相互接続を切り替えられる構成としてもよい。例えば、第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１の間の配管を切り替える弁等の配管切替手段を設けた構成にすればよい。
【００６５】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、３つの第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１の接続を切り替えられる構成の例を示す。図６（ａ）は、第１脱硝触媒１０４及び第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続し、第３脱硝触媒１１１は接続から外した状態である。図６（ｂ）は、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１を並列に接続したうえで、第１脱硝触媒１０４をタンデムに接続した状態である。図６（ｃ）は、第１脱硝触媒１０４及び第３脱硝触媒１１１を並列に接続したうえで、第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続した状態である。図６（ｄ）は、第１脱硝触媒１０４、第３脱硝触媒１１１及び第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続した状態である。これら４つの状態を満足する配管と、配管切替手段を適宜設けることにより切り替えが実現できる。図６（ａ）〜（ｄ）においてこれらは省略されているが、例えば、図６（ｄ）において、燃焼機関１０２と第１還元剤供給部１０５の間から分岐し第３還元剤供給部１１２に接続される配管、及び第３脱硝触媒１１１から導出され第２脱硝触媒１０７の下流側に接続される配管を付加し、各分岐部や合流部に適宜、切替弁を設けることにより４つの状態の切り替えが実現できる。
【００６６】
第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１の接続状態は、状況に応じて変更することが好適である。例えば、排出規制海域では、図６（ｄ）のように３つの第１脱硝触媒１０４、第３脱硝触媒１１１及び第２脱硝触媒１０７をタンデムに接続して、高い窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元率を維持しつつ、触媒の劣化を抑制することが好適である。例えば３段の触媒をタンデムに接続して使用する場合、各段における還元剤の当量比は、０．４２以上に設定しても全体で８０％以上の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することができる。できるだけ低い当量比に設定できることは、触媒の劣化を大幅に抑制するのに好適である。一方、排出規制海域以外の一般海域では、図６（ｂ）及び図（ｃ）のように２つの触媒を並列に接続し、残りの１つの触媒とタンデムに接続した状態とすることによって、脱硝システム全体としての通気抵抗を低く維持しつつ、触媒の劣化を抑制することが好適である。また、触媒の掃除等のメンテナンスが必要な場合には、図６（ａ）に示すように、２つの触媒をタンデムに接続して窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を行いつつ、１つの触媒をメンテナンスすることが好適である。
【００６７】
なお、本変形例では３つの第１脱硝触媒１０４、第２脱硝触媒１０７及び第３脱硝触媒１１１の接続状態を切り替える態様としたが、４つ以上の触媒の接続状態を切り替える態様としてもよい。また、複数の脱硝ユニットの使用する組み合わせを変更することは、配管と配管切替手段を適宜設けること以外にも、制御的に使用する脱硝ユニットを選択することや、一部の脱硝ユニットを取外したり付加したりすることによっても実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上の実施形態は、船舶用のディーゼル機関の排気ガスの処理に適用することができるがこれに限定されるものではなく、他の移動体、例えば鉄道車両、自動車等についても適用することができる。また、ディーゼル機関以外の燃焼を行う機関（ボイラー、ガスタービン等）についても適用することができる。さらに、ゴミ焼却器や火力発電設備等の一般の燃焼機関にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０，１２  窒素酸化物センサ、１４  回転数センサ、１００  脱硝システム、１００ａ  第１脱硝ユニット、１００ｂ  第２脱硝ユニット、１００ｃ  第３脱硝ユニット、１０２  燃焼機関、１０３  第１ガス通路、１０４  第１脱硝触媒、１０５  第１還元剤供給部、１０６  第２ガス通路、１０７  第２脱硝触媒、１０８  第２還元剤供給部、１０９  制御部、１１０  第３ガス通路、１１１  第３脱硝触媒、１１２  第３還元剤供給部。
【図１】
0006797390.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図６（ｄ）】
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