(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流動する排ガス経路と、
前記排ガス経路に設けられる乾式脱硫装置と、
前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の下流側に設けられる煙突と、
前記煙突の出口直前での排ガスの圧力が予め設定された規定圧力以上となるように排ガスを昇圧する昇圧装置と、
を備えることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記昇圧装置は、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側に設けられる送風機であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置と前記煙突との間に脱硝装置が設けられることを特徴とする請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記昇圧装置は、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置と前記煙突との間に設けられる送風機であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記排ガス経路に排ガスと熱交換して蒸気を生成する熱交換器が設けられ、前記送風機は、前記熱交換器で生成された蒸気により駆動することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
前記乾式脱硫装置は、内部に導入された排ガスにより脱硫性能を有する多数の粒子を流動させることで、排ガス中の硫黄酸化物を除去する流動式脱硫装置であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
前記排ガス経路は、前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側が舶用エンジンの排気マニホールドに連結されると共に、前記排気マニホールドと前記乾式脱硫装置との間に過給機のタービンが設けられ、前記昇圧装置として、前記排気マニホールドの排ガスを前記タービンを迂回して前記乾式脱硫装置に導入する迂回経路と、前記迂回経路を開閉する開閉弁とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項８】
前記排ガス経路は、前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側が舶用エンジンの排気マニホールドに連結されると共に、前記排気マニホールドと前記乾式脱硫装置との間に複数の過給機の各タービンが並列に設けられ、前記昇圧装置として、前記排気マニホールドの排ガスを前記各タービンを迂回して前記乾式脱硫装置に導入する複数の迂回経路と、前記複数の迂回経路をそれぞれ開閉する複数の開閉弁とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶などに搭載されて排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載されるエンジンから排出される排ガスは、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、煤塵などの有害物質を含んでいる。これらの有害物質は、大気汚染の原因となることから、その規制が強化されている。排ガス中の硫黄酸化物を低減するためには、燃料中の硫黄分を低減すること、または、排ガス処理装置を設けることが考えられる。しかし、含有する硫黄分の少ない燃料は、価格が高く、燃料コストが増加してしまう。従来の排ガス処理装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
排ガス処理装置としては、湿式の脱硫装置と乾式の脱硫装置があるが、湿式の脱硫装置は、硫黄酸化物を含んだ排水処理が必要となり、また、排ガス温度が低下することから装置下流側への脱硝装置の適用が困難となる。乾式の脱硫装置としては、循環流動式の脱硫装置などがあり、例えば、下記特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０２６３０２号
【特許文献２】特開２００８−２７５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の循環流動式の脱硫装置は、分散板の下方から装置本体内に排ガスを導入し、この排ガスにより分散板上に配置された脱硫性能を有する固体粒子を流動化させることで、固体粒子と排ガス中の硫黄酸化物の反応を促進させることにより排気ガス中の硫黄酸化物を除去するものである。この場合、装置本体の下部から排ガスを導入することで、この排ガスにより分散板上の固体粒子を流動させている。そのため、排ガスは、固体粒子を流動させるときに圧力が奪われることから、ここで圧力損失が発生し、その後、煙突から適正に排出させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、排ガスを処理する経路内で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に処理可能とする排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の排ガス処理装置は、排ガスが流動する排ガス経路と、前記排ガス経路に設けられる乾式脱硫装置と、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の下流側に設けられる煙突と、前記煙突の出口直前での排ガスの圧力が予め設定された規定圧力以上となるように排ガスを昇圧する昇圧装置と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、排ガス経路を流動する排ガスは、乾式脱硫装置により含有する硫黄酸化物が減少または除去された後、煙突から大気に放出される。このとき、排ガスは、昇圧装置により煙突の出口直前での圧力が規定圧力以上まで昇圧されることで、煙突から大気に適正に放出することができる。即ち、排ガスを処理する経路内で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。
【０００９】
本発明の排ガス処理装置では、前記昇圧装置は、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側に設けられる送風機であることを特徴としている。
【００１０】
従って、排ガス経路を流動する排ガスは、送風機、例えば、昇圧ブロアにより昇圧されてから乾式脱硫装置に導入され、含有する硫黄酸化物が減少または除去された後、煙突から適正に大気に放出される。この場合、排ガスを事前に昇圧して乾式脱硫装置に導入することで、乾式脱硫装置より下流側の排ガス経路を流れる排ガスの圧力が高くなるため、他の機器を配置するなど設計の自由度を向上することができる。
【００１１】
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置と前記煙突との間に脱硝装置が設けられることを特徴としている。
【００１２】
従って、排ガスを事前に昇圧して乾式脱硫装置に導入することで、乾式脱硫装置より下流側の排ガス経路を流れる排ガスの圧力が高くなることで、ここに脱硝装置を設けることができ、この脱硝装置により含有する窒素酸化物を減少または除去することができる。
【００１３】
本発明の排ガス処理装置では、前記昇圧装置は、前記排ガス経路における前記乾式脱硫装置と前記煙突との間に設けられる送風機であることを特徴としている。
【００１４】
従って、排ガス経路を流動する排ガスは、乾式脱硫装置で含有する硫黄酸化物が減少または除去された後、送風機、例えば、誘因ファンにより昇圧されてから煙突から適正に大気に放出される。この場合、乾式脱硫装置から出た低圧の排ガスを昇圧することで、送風機を小型化することができ、構造の簡素化低コスト化を可能とすることができる。
【００１５】
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス経路に排ガスと熱交換して蒸気を生成する熱交換器が設けられ、前記送風機は、前記熱交換器で生成された蒸気により駆動することを特徴としている。
【００１６】
従って、熱交換器は、水を乾式脱硫装置から排出された排ガスにより加熱して蒸気を生成し、この蒸気を送風機に送ってこの送風機を駆動することとなり、送風機を駆動するための電力が不要となり、電気モータ駆動式の送風機に比較して高い運転効率となることから、無駄なエネルギ消費を抑制することができると共に、構造の簡素化低コスト化を可能とすることができる。
【００１７】
本発明の排ガス処理装置では、前記乾式脱硫装置は、内部に導入された排ガスにより脱硫性能を有する多数の粒子を流動させることで、排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置であることを特徴としている。
【００１８】
従って、乾式脱硫装置を脱硫装置とすることで、湿式の脱硫装置に比較して、硫黄酸化物を含んだ排水処理が不要となり、また、排ガス温度の低下を抑制することができる。
【００１９】
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス経路は、前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側が舶用エンジンの排気マニホールドに連結されると共に、前記排気マニホールドと前記乾式脱硫装置との間に過給機のタービンが設けられ、前記昇圧装置として、前記排気マニホールドの排ガスを前記タービンを迂回して前記乾式脱硫装置に導入する迂回経路と、前記迂回経路を開閉する開閉弁とが設けられることを特徴としている。
【００２０】
従って、開閉弁を開放すると、排気マニホールドの排ガスが迂回経路によりタービンを迂回して乾式脱硫装置に導入されることとなり、乾式脱硫装置に導入される排ガスの圧力が高くなり、排ガスを煙突から適正に放出することができる。
【００２１】
本発明の排ガス処理装置では、前記排ガス経路は、前記乾式脱硫装置より排ガスの流動方向の上流側が舶用エンジンの排気マニホールドに連結されると共に、前記排気マニホールドと前記乾式脱硫装置との間に複数の過給機の各タービンが並列に設けられ、前記昇圧装置として、前記排気マニホールドの排ガスを前記各タービンを迂回して前記乾式脱硫装置に導入する複数の迂回経路と、前記複数の迂回経路をそれぞれ開閉する複数の開閉弁とが設けられることを特徴としている。
【００２２】
従って、いずれかの開閉弁を開放すると、排気マニホールドの排ガスが開放された迂回経路によりタービンを迂回して乾式脱硫装置に導入されることとなり、乾式脱硫装置に導入される排ガスの圧力が高くなり、排ガスを煙突から適正に放出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の排ガス処理装置によれば、排ガスを処理する経路内で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、第１実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、流動式脱硫装置を表す概略図である。
【図３】図３は、流動式脱硫装置の変形例を表す概略図である。
【図４】図４は、排ガス処理経路内での排気ガスの圧力を表すグラフである。
【図５】図５は、第２実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。
【図６】図６は、第３実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。
【図７】図７は、排ガス処理経路内での排気ガスの圧力を表すグラフである。
【図８】図８は、第４実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。
【図９】図９は、第５実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る排ガス処理装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図、図２は、流動式脱硫装置を表す概略図、図３は、流動式脱硫装置の変形例を表す概略図である。
【００２７】
第１実施形態において、図１に示すように、排ガス処理装置１０は、船舶に搭載されて使用されるディーゼルエンジン１１から排出される排ガスを処理するものであり、排ガス中の有害物質として、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、未燃成分、煤塵などを低減したり、除去したりするものである。この場合、ディーゼルエンジン１１は、船舶の主機関や発電装置などとして使用されるものである。
【００２８】
ディーゼルエンジン１１は、シリンダ部１２の一方側に吸気マニホールド１３が配置され、他方側に排気マニホールド１４が配置されて構成されている。シリンダ部１２は、複数（本実施形態では、６個）のシリンダ２１が直列に配置されている。この各シリンダ２１は、図示しないが、内部にピストンがそれぞれ上下に往復動自在に設けられることで、燃焼室が形成される。そして、各ピストンは、下部がクランク軸に連結されている。
【００２９】
吸気マニホールド１３は、シリンダ部１２の各シリンダ２１と吸気ポート２２を介して連結されている。排気マニホールド１４は、シリンダ部１２の各シリンダ２１と排気ポート２３を介して連結されており、各排気ポート２３に排気弁（図示略）が設けられている。そして、吸気マニホールド１３は、吸気経路Ｌ１が連結され、排気マニホールド１４は、排気経路Ｌ２が連結されている。また、シリンダ部１２は、各シリンダ２１の内部に燃料（例えば、重油など）を噴射するインジェクタ２４がそれぞれ設けられており、各インジェクタ２４は、図示しない燃料タンクに連結されている。
【００３０】
そのため、シリンダ部１２は、燃焼室に各インジェクタ２４から供給された燃料と、吸気マニホールド１３から各吸気ポート２２を介して供給された燃焼用ガス（例えば、空気）が供給され、混合して圧縮されることで燃焼する。そして、この燃焼で発生したエネルギにより各ピストンが上下動し、各ピストンの下端部が連結されたクランク軸を回転させる。一方、燃焼によって生じた排ガスは、排気ポート２３を介して排気マニホールド１４に排出される。
【００３１】
ディーゼルエンジン１１は、排気タービン過給機３１が設けられている。排気タービン過給機３１は、コンプレッサ３２とタービン３３が回転軸３４を介して同軸上に連結されて構成されており、コンプレッサ３２とタービン３３は、回転軸３４により一体回転することができる。コンプレッサ３２は、外部から吸気する吸気経路Ｌ３が連結されると共に、吸気マニホールド１３に至る吸気経路Ｌ１が連結されている。タービン３３は、排気マニホールド１４に至る排気経路Ｌ２が連結されると共に、外部に排気する排気経路Ｌ４が連結されている。なお、吸気経路Ｌ１は、コンプレッサ３２により圧縮された空気を冷却する空気冷却器３５が設けられている。
【００３２】
そのため、タービン３３は、排気マニホールド１４から排気経路Ｌ２を通して導かれた排ガス（燃焼ガス）によって駆動し、コンプレッサ３２を駆動した後、排ガスを排気経路Ｌ４から外部に排出する。一方、コンプレッサ３２は、タービン３３により駆動し、吸気経路Ｌ３から吸気した空気を圧縮した後、圧縮空気を吸気経路Ｌ１から吸気マニホールド１３に圧送する。
【００３３】
排気経路Ｌ４は、排気マニホールド１４から排出されてタービン３３を駆動した排ガスを外部に排出するものであり、排ガスが流動する本発明の排ガス経路として機能する。排ガス処理装置１０は、この排気経路Ｌ４に、排気ガスの流動方向の下流側に向けて、昇圧ブロア（昇圧装置、送風機）４１、流動式脱硫装置（乾式脱硫装置）４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７が順に設けられて構成されている。
【００３４】
昇圧ブロア４１は、駆動モータ（電動機）４８により駆動し、排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力を昇圧するものである。流動式脱硫装置４２は、後に詳細に説明するが、内部に導入された排ガスにより脱硫性能を有する多数の粒子を流動させることで、排ガス中の硫黄酸化物を減少または除去するものである。第１熱交換器４３と第２熱交換器４６は、水を排ガスと熱交換することで蒸気を生成するものである。バグフィルタ４４は、排ガス中の未燃成分や煤塵などを低減または除去するものである。脱硝装置４５は、排ガス中の窒素酸化物を減少または除去するものである。煙突４７は、浄化処理された排ガスを上昇させて上端部から大気に放出するものである。
【００３５】
ここで、流動式脱硫装置４２について詳細に説明する。図２に示すように、容器５１は、中空箱型形状をなし、端部に脱硫性能を有する粒子（流動材）Ａを投入する投入口５２が設けられている。また、容器５１は、下部に多数の粒子Ａを支持すると共にチャンバ５３を形成する多孔形状をなす分散板５４が設けられており、下端部に排ガス入口５５がチャンバ５３に連通して設けられている。容器５１は、上部通路５６を介して分離装置５７の上部が連通されている。分離装置５７は、サイクロンであって、上端部に排ガス出口５８が形成され、下側部に粒子（流動材）Ａを排出する排出口５９が設けられている。また、容器５１の下部と分離装置５７の下部がシールポッド６０を介して連結されている。
【００３６】
そのため、容器５１は、投入口５２から粒子が供給されると共に、排ガス入口５５から分散板５４を通して排ガスが供給されることで、この分散板５４の上方に所定厚さの流動層が形成される。ここで、排ガスが多数の粒子に接触することで、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。硫黄酸化物を吸着した粒子は、容器５１内を流動することで、シールポッド６０を介して分離装置５７の下部に移動し、排出口５９から排出される。一方、硫黄酸化物が減少または除去された排ガスは、容器５１内を上昇し、分離装置５７により微粒子が除去された後、排ガス出口５８から排出される。
【００３７】
なお、流動式脱硫装置は、上述した流動式脱硫装置４２に限定されるものではない。図３に示すように、流動式脱硫装置４２Ａにおいて、容器６１は、中空箱型形状をなし、上端部に脱硫性能を有する粒子（流動材）Ａを投入する投入口６２が設けられ、下端部に粒子（流動材）Ａを排出する排出口６３が設けられている。また、容器６１は、一側部にチャンバ６４を形成する多孔形状をなす分散板６５が設けられ、他側部にチャンバ６６を形成する多孔板６７が設けられている。そして、容器６１は、一側部に排ガス入口６８がチャンバ６４に連通して設けられ、他側部に排ガス出口６９がチャンバ６６に連通して設けられている。また、排出口６３から排出された粒子を投入口６２に戻す循環経路７０が設けられている。
【００３８】
そのため、容器６１は、粒子が投入口６２から供給されると共に排出口６３から排出され、また、排ガスが排ガス入口６８から分散板６５を通して供給されると共に多孔板６７を介して排ガス出口６９から排出されることで、流動層が形成される。ここで、排ガスが多数の粒子に接触することで、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。硫黄酸化物を吸着した粒子は、循環経路７０により循環されるか、または、使用済として廃棄される。一方、硫黄酸化物が減少または除去された排ガスは、容器６１内を横行し、排ガス出口６９から排出される。
【００３９】
また、図１に示すように、排ガス処理装置１０は、排ガスを吸気マニホールド１３に戻す排ガス再循環経路Ｌ５が設けられている。排ガス再循環経路Ｌ５は、基端部が排気経路Ｌ４における第２熱交換器４６と煙突４７の間に接続され、先端部が給気経路Ｌ３に接続されている。そして、排ガス再循環経路Ｌ５は、排気ガス（排気再循環ガス）の導入量を調整する流量調整弁４９が設けられている。そのため、コンプレッサ３２は、吸気経路Ｌ３から吸気した空気と排ガス再循環経路Ｌ５から導入された排気再循環ガスの混合ガスを圧縮する。
【００４０】
ところで、流動式脱硫装置４２（４２Ａ）は、内部に導入された排ガスにより脱硫性能を有する粒子を流動することで、粒子により排気ガス中の硫黄酸化物を除去するものである。そのため、流動式脱硫装置４２に導入された排ガスは、粒子を流動させることで圧力損失が発生してしまう。そのため、本実施形態では、流動式脱硫装置４２より上流側に昇圧ブロア４１を設け、この昇圧ブロア４１により煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が予め設定された規定圧力以上となるようにこの排ガスを昇圧する。
【００４１】
即ち、煙突４７は、下部から導入された排ガスを上方に移動し、上部から大気に放出するものであり、出口直前、つまり、上端で、排ガスの圧力を少なくとも大気圧以上に維持する必要がある。排気タービン過給機３１のタービン３３から排出された排ガスの圧力は、流動式脱硫装置４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７を通過するごとに損失を受けて低下する。本実施形態では、この流動式脱硫装置（乾式脱硫装置）４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７で受ける排ガスの圧力損失を考慮し、昇圧ブロア４１により流動式脱硫装置４２に導入される排ガスを昇圧し、流動式脱硫装置４２の入口における
排ガスの圧力を所定の圧力まで昇圧する。
【００４２】
以下、第１実施形態の排ガス処理装置１０の作動について説明する。
【００４３】
第１実施形態の排ガス処理装置１０において、図１に示すように、ディーゼルエンジン１１は、各シリンダ２１に対して、吸気マニホールド１３から吸気ポート２２を介して燃焼用ガスが供給されると共に、インジェクタ２４から燃料が供給されて燃焼する。燃焼によって生じた排ガスは、排気ポート２３を介して排気マニホールド１４に排出され、排気経路Ｌ２に排出される。排気タービン過給機３１は、排気経路Ｌ２から導かれた排ガスによってタービン３３及びコンプレッサ３２を駆動した後に排気経路Ｌ４に排出される。コンプレッサ３２は、吸気経路Ｌ３から吸気した空気を圧縮し、圧縮した燃焼用ガスとして吸気経路Ｌ１から吸気マニホールド１３に圧送する。
【００４４】
排気経路Ｌ４に排出された排ガスは、まず、昇圧ブロア４１により昇圧されて流動式脱硫装置４２に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。流動式脱硫装置４２から排出された排ガスは、第１熱交換器４３により熱回収された後、バグフィルタ４４により排ガス中の未燃成分や煤塵などが低減または除去され、脱硝装置４５により排ガス中の窒素酸化物が減少または除去される。脱硝装置４５から排出された排ガスは、第２熱交換器４６により熱回収された後、煙突４７から大気に放出される。
【００４５】
ここで、排気タービン過給機３１から排出されてから煙突４７により大気に放出されるまでの排ガスの圧力変化について説明する。図４は、排ガス処理経路内での排気ガスの圧力を表すグラフである。
【００４６】
図４に示すように、タービン３３を駆動した排ガスは、まず、経路位置Ｒ１にて、昇圧ブロア４１により昇圧されることで圧力が上昇する。次に、昇圧された排ガスは、経路位置Ｒ２にて、流動式脱硫装置４２に導入され、処理中に圧損が発生して圧力が低下する。続いて、排ガスは、経路位置Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７にて、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７を通過することで圧損が発生して圧力が低下する。そして、排ガスは、煙突４７の出口直前の経路位置Ｒ８にて、大気圧に対して所定の差圧ΔＰだけ高い圧力に維持され、適正に放出される。
【００４７】
このように第１実施形態の排ガス処理装置にあっては、排ガスが流動する排気経路Ｌ４と、排気経路Ｌ４に設けられる流動式脱硫装置４２と、排気経路Ｌ４における流動式脱硫装置４２より排ガスの流動方向の下流側に設けられる煙突４７と、煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が予め設定された規定圧力以上となるように排ガスを昇圧する昇圧ブロア４１を設けている。
【００４８】
従って、排ガスは、流動式脱硫装置４２により含有する硫黄酸化物が減少または除去された後、煙突４７から大気に放出される。このとき、排ガスは、昇圧ブロア４１により煙突４７の出口直前での圧力が大気圧より所定値だけ高い規定圧力まで昇圧されるため、煙突４７から大気に適正に放出することができる。即ち、排ガスを処理する排気経路Ｌ４で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。
【００４９】
第１実施形態の排ガス処理装置では、昇圧ブロア４１を排気経路Ｌ４における流動式脱硫装置４２より排ガスの流動方向の上流側に設けている。従って、排ガスは、昇圧ブロア４１により昇圧されてから流動式脱硫装置４２に導入され、含有する硫黄酸化物が減少または除去された後、煙突４７から適正に大気に放出される。この場合、排ガスを事前に昇圧して流動式脱硫装置４２に導入することで、流動式脱硫装置４２より下流側の排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力が高くなるため、他の機器を配置するなど設計の自由度を向上することができる。また、昇圧ブロア４１が排ガスを昇圧することで、断熱圧縮熱により排ガスの温度が上昇するため、流動式脱硫装置４２における反応を高められる可能性がある。
【００５０】
第１実施形態の排ガス処理装置では、排気経路Ｌ４における流動式脱硫装置４２と煙突４７との間にバグフィルタ４４と脱硝装置４５を設けている。昇圧ブロア４１により排ガスが昇圧されることで、流動式脱硫装置４２より下流側の排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力が高くなる。そのため、この排気経路Ｌ４にバグフィルタ４４や脱硝装置４５を配置することができ、バグフィルタ４４により排ガス中の未燃成分や煤塵を除去し、脱硝装置４５により排ガス中の窒素酸化物を除去することで、浄化能力を向上することができる。
【００５１】
第１実施形態の排ガス処理装置では、排気経路Ｌ４における流動式脱硫装置４２と煙突４７との間に熱交換器４３，４６を設けている。昇圧ブロア４１により排ガスが昇圧及び昇温されることで、流動式脱硫装置４２より下流側の排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力と温度が高くなる。そのため、この排気経路Ｌ４に熱交換器４３，４６を配置することで、排ガスの熱を効率良く回収し、排ガス熱の有効利用により、昇圧ブロア４１の駆動損失を抑制することができる。
【００５２】
第１実施形態の排ガス処理装置では、昇圧ブロア４１を駆動モータ４８により駆動している。従って、駆動モータ４８により昇圧ブロア４１を駆動することとなり、排ガス処理装置１０の起動時から昇圧ブロア４１を駆動して適正に排ガスを昇圧し、排ガスを浄化処理することができる。
【００５３】
第１実施形態の排ガス処理装置では、内部に導入された排ガスにより脱硫性能を有する多数の粒子を流動させることで、排ガス中の硫黄酸化物を除去する流動式脱硫装置４２を適用している。従って、湿式の脱硫装置に比較して、硫黄酸化物を含んだ排水処理が不要となり、また、排ガス温度の低下を抑制することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５５】
第２実施形態において、図５に示すように、排ガス処理装置１００は、排気経路Ｌ４に、排気ガスの流動方向の下流側に向けて、昇圧ブロア４１、流動式脱硫装置４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７が順に設けられて構成されている。
【００５６】
昇圧ブロア４１は、駆動モータ４８により駆動すると共に、蒸気タービン１０１により駆動することで、排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力を昇圧するものである。第１熱交換器４３は、排気経路Ｌ４を流れる排ガスと、熱交換経路１０２を流れる水とを熱交換するものであり、排気経路Ｌ４の排ガスにより熱交換経路１０２の水を加熱することで、蒸気を生成する。熱交換経路１０２は、基端部がポンプ１０３に連結され、先端部が蒸気タービン１０１に連結されている。
【００５７】
そのため、昇圧ブロア４１は、排ガス処理装置１００の起動時、駆動モータ４８により駆動する。そして、排気経路Ｌ４の排ガスの温度が高温となって第１熱交換器４３が排ガスの熱により蒸気を生成することができるようになると、生成した蒸気を熱交換経路１０２から蒸気タービン１０１に送り、排ガス処理装置１００の通常運転時、蒸気タービン１０１により駆動する。
【００５８】
なお、この第２実施形態の排ガス処理装置１００は、昇圧ブロア４１の駆動構成以外は、第１実施形態の排ガス処理装置１０とほぼ同様の構成及び作用であることから、排ガス処理装置１００の作動については、説明を省略する。
【００５９】
このように第２実施形態の排ガス処理装置にあっては、排気経路Ｌ４に昇圧ブロア４１と流動式脱硫装置４２と第１熱交換器４３と煙突４７とを設け、昇圧ブロア４１により煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が規定圧力以上となるように排ガスを昇圧すると共に、第１熱交換器４３で生成された蒸気により昇圧ブロア４１を駆動する。
【００６０】
従って、第１熱交換器４３は、排気経路Ｌ４を流れる排ガスにより熱交換経路１０２を流れる水を加熱して蒸気を生成し、この蒸気を蒸気タービン１０１に送って駆動し、蒸気タービン１０１は、昇圧ブロア４１を駆動することで排ガスを昇圧する。そのため、昇圧ブロア４１を駆動するための電力が不要となり、電気モータ駆動式の送風機に比較して高い運転効率となることから、無駄なエネルギ消費を抑制することができると共に、構造の簡素化低コスト化を可能とすることができる。
【００６１】
なお、この第２実施形態では、第１熱交換器４３で生成した蒸気を蒸気タービン１０１に供給して駆動し、蒸気タービン１０１により昇圧ブロア４１を駆動するように構成したが、第２熱交換器４６で生成した蒸気を蒸気タービン１０１に送り駆動し、蒸気タービン１０１により昇圧ブロア４１を駆動するように構成してもよい。
【００６２】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図、図７は、排ガス処理経路内での排気ガスの圧力を表すグラフである。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
第３実施形態において、図６に示すように、排ガス処理装置１１０は、排気経路Ｌ４に、排気ガスの流動方向の下流側に向けて、流動式脱硫装置４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、第２熱交換器４６、誘因ファン（昇圧装置、送風機）１１１、煙突４７が順に設けられて構成されている。
【００６４】
誘因ファン１１１は、第１実施形態の昇圧ブロア４１（図１参照）と同様に、駆動モータ（電動機）により駆動し、排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力を昇圧するものである。また、誘因ファン１１１は、第２実施形態の昇圧ブロア４１（図５参照）と同様に、駆動モータ（電動機）及び蒸気タービンにより駆動し、排気経路Ｌ４を流れる排ガスの圧力を昇圧するものとしてもよい。
【００６５】
そのため、排気経路Ｌ４に排出された排ガスは、まず、流動式脱硫装置４２に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。流動式脱硫装置４２から排出された排ガスは、第１熱交換器４３により熱回収された後、バグフィルタ４４により排ガス中の未燃成分や煤塵などが低減または除去され、第２熱交換器４６により熱回収される。第２熱交換器４６により熱回収された排ガスは、誘因ファン１１１により昇圧された後、煙突４７から大気に放出される。
【００６６】
図７に示すように、タービン３３を駆動した排ガスは、まず、経路位置Ｒ１１にて、流動式脱硫装置４２に導入され、処理中に圧損が発生して圧力が低下する。続いて、排ガスは、経路位置Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４にて、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、第２熱交換器４６を通過することで圧損が発生して圧力が低下する。そして、排ガスは、経路位置Ｒ１５にて、誘因ファン１１１により昇圧されて圧力が上昇した後、経路位置Ｒ１６にて、煙突４７を通過することで圧損が発生して圧力が低下する。そして、煙突４７の出口直前の経路位置Ｒ１７にて、大気圧に対して所定の差圧ΔＰだけ高い圧力に維持され、適正に放出される。
【００６７】
このように第３実施形態の排ガス処理装置にあっては、排ガスが流動する排気経路Ｌ４と、排気経路Ｌ４に設けられる流動式脱硫装置４２と、排気経路Ｌ４における流動式脱硫装置４２より排ガスの流動方向の下流側に設けられる煙突４７と、流動式脱硫装置４２と煙突４７との間で煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が規定圧力以上となるように排ガスを昇圧する誘因ファン１１１を設けている。
【００６８】
従って、排ガスは、誘因ファン１１１により煙突４７の出口直前での圧力が大気圧より所定値だけ高い規定圧力まで昇圧されるため、煙突４７から大気に適正に放出することができる。即ち、排ガスを処理する排気経路Ｌ４で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。また、煙突４７に入る直前の低圧排ガスを昇圧することで、誘因ファン１１１を小型化することができ、構造の簡素化低コスト化を可能とすることができる。
【００６９】
［第４実施形態］
図８は、第４実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
第４実施形態において、図８に示すように、排気タービン過給機３１は、コンプレッサ３２とタービン３３が回転軸３４を介して同軸上に連結されて構成されている。コンプレッサ３２は、外部から吸気する吸気経路Ｌ３が連結されると共に、吸気マニホールド１３に至る吸気経路Ｌ１が連結されている。タービン３３は、排気マニホールド１４に至る排気経路Ｌ２が連結されると共に、外部に排気する排気経路Ｌ４が連結されている。また、排気タービン過給機３１は、排気マニホールド１４の排ガスをタービン３３を迂回して排気経路Ｌ４に流す迂回経路Ｌ６が設けられ、迂回経路Ｌ６に通路を開閉する開閉弁１２１が設けられている。
【００７１】
そのため、タービン３３は、排気マニホールド１４から排気経路Ｌ２を通して導かれた排ガス（燃焼ガス）によって駆動し、コンプレッサ３２を駆動した後、排ガスを排気経路Ｌ４に排出する。このとき、開閉弁１２１を開放すると、排気マニホールド１４の排ガスによりタービン３３を駆動させずに、排ガスを迂回経路Ｌ６から直接排気経路Ｌ４に流すことができる。一方、コンプレッサ３２は、タービン３３により駆動し、吸気経路Ｌ３から吸気した空気を圧縮した後、圧縮空気を吸気経路Ｌ１から吸気マニホールド１３に圧送する。
【００７２】
排ガス処理装置１２０は、排気経路Ｌ４に、排気ガスの流動方向の下流側に向けて、流動式脱硫装置４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７が順に設けられて構成されている。また、排ガス処理装置１２０は、本発明の昇圧装置として、排気タービン過給機３１における迂回経路Ｌ６と開閉弁１２１が設けられている。
【００７３】
そのため、開閉弁１２１を開放し、排気マニホールド１４の排ガスを迂回経路Ｌ６から直接排気経路Ｌ４に流すと、排気経路Ｌ４に排出された排ガスは、タービン３３の駆動時に比べて高圧となっている。即ち、排ガスによりタービンを駆動させずに排気経路Ｌ４に排出することで、この排ガスを昇圧することができる。この昇圧された排ガスは、流動式脱硫装置４２に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。流動式脱硫装置４２から排出された排ガスは、第１熱交換器４３により熱回収された後、バグフィルタ４４により排ガス中の未燃成分や煤塵などが低減または除去され、脱硝装置４５により排ガス中の窒素酸化物が減少または除去される。脱硝装置４５から排出された排ガスは、第２熱交換器４６により熱回収された後、煙突４７から大気に放出される。このとき、排ガスは、煙突４７の出口直前にて、大気圧に対して所定の差圧だけ高い圧力に維持されることで、適正に放出される。
【００７４】
このように第４実施形態の排ガス処理装置にあっては、煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が規定圧力となるように排ガスを昇圧する昇圧装置として、排気マニホールド１４の排ガスをタービン３３を迂回して流動式脱硫装置４２に導入する迂回経路Ｌ６と、迂回経路Ｌ６を開閉する開閉弁１２１とを設けている。
【００７５】
従って、排ガスは、タービンを駆動せずに迂回経路Ｌ６から排気経路Ｌ４に排出されることで昇圧されることとなり、煙突４７から大気に適正に放出することができる。即ち、排ガスを処理する排気経路Ｌ４で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。
【００７６】
［第５実施形態］
図９は、第５実施形態の排ガス処理装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
第５実施形態において、図９に示すように、ディーゼルエンジン１１は、複数（本実施形態では、３個）の排気タービン過給機１３１，１３２，１３３が設けられている。この排気タービン過給機１３１，１３２，１３３は、並列に配置されており、２個のシリンダ２１に対して１個の排気タービン過給機１３１，１３２，１３３が対応して配置されている。
【００７８】
吸気経路Ｌ１は、３個の分岐した各分岐吸気経路Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３が排気タービン過給機１３１，１３２，１３３の各コンプレッサ（図示略）に接続され、吸気経路Ｌ３は、３個の分岐した各分岐吸気経路Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３がこの各コンプレッサに接続されている。排気経路Ｌ２は、３個の分岐した各分岐排気経路Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３が排気タービン過給機１３１，１３２，１３３の各タービン（図示略）に接続され、排気経路Ｌ４は、３個の分岐した各分岐排気経路Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３がこの各タービンに接続されている。
【００７９】
また、排気タービン過給機１３１，１３２，１３３は、排気マニホールド１４の排ガスをタービンを迂回して排気経路Ｌ４に流す迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３が設けられ、迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３に経路を開閉する開閉弁１３４，１３５，１３６が設けられている。迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３は、タービンを迂回して分岐排気経路Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３と分岐排気経路Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３を直接接続している。
【００８０】
そのため、排気タービン過給機１３１，１３２，１３３は、各タービンが排気マニホールド１４から排気経路Ｌ２（分岐排気経路Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３）を通して導かれた排ガスによって駆動し、コンプレッサを駆動した後、排ガスを排気経路Ｌ４（分岐排気経路Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３）に排出する。このとき、例えば、開閉弁１３４を開放すると、排気マニホールド１４の排ガスは、排気タービン過給機１３１のタービン３３を駆動することなく、排ガスを迂回経路Ｌ６１から直接排気経路Ｌ４に流すことができる。
【００８１】
排ガス処理装置１３０は、排気経路Ｌ４に、排気ガスの流動方向の下流側に向けて、流動式脱硫装置４２、第１熱交換器４３、バグフィルタ４４、脱硝装置４５、第２熱交換器４６、煙突４７が順に設けられて構成されている。また、排ガス処理装置１３０は、本発明の昇圧装置として、排気タービン過給機１３１，１３２，１３３における迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３と開閉弁１３４，１３５，１３６が設けられている。
【００８２】
そのため、開閉弁１３４を開放し、排気マニホールド１４の一部の排ガスを迂回経路Ｌ６１から直接排気経路Ｌ４に流すと、排気経路Ｌ４に排出された排ガスは、タービンの駆動時に比べて高圧となっている。即ち、一部排ガスによりタービンを駆動させずに排気経路Ｌ４に排出することで、この排ガスを昇圧することができる。この昇圧された排ガスは、流動式脱硫装置４２に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が減少または除去される。流動式脱硫装置４２から排出された排ガスは、第１熱交換器４３により熱回収された後、バグフィルタ４４により排ガス中の未燃成分や煤塵などが低減または除去され、脱硝装置４５により排ガス中の窒素酸化物が減少または除去される。脱硝装置４５から排出された排ガスは、第２熱交換器４６により熱回収された後、煙突４７から大気に放出される。このとき、排ガスは、煙突４７の出口直前にて、大気圧に対して所定の差圧だけ高い圧力に維持されることで、適正に放出される。
【００８３】
このように第５実施形態の排ガス処理装置にあっては、複数の排気タービン過給機１３１，１３２，１３３を設け、煙突４７の出口直前での排ガスの圧力が規定圧力となるように排ガスを昇圧する昇圧装置として、排気マニホールド１４の排ガスをタービンを迂回して流動式脱硫装置４２に導入する迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３と、迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３を開閉する開閉弁１３４，１３５，１３６とを設けている。
【００８４】
従って、排ガスは、タービンを駆動せずに迂回経路Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３から排気経路Ｌ４に排出されることで昇圧されることとなり、煙突４７から大気に適正に放出することができる。即ち、排ガスを処理する排気経路Ｌ４で必要な圧力を確保してこの排ガスを適正に浄化処理することができる。
【００８５】
なお、上述した実施形態では、本発明の乾式脱硫装置を流動式脱硫装置４２，４２Ａとしたが、この構成に限らず、例えば、バグフィルタとしてもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明の送風機としての昇圧ブロア４１を流動式脱硫装置４２の上流側、本発明の送風機としての誘因ファン１１１を第２熱交換器４６と煙突４７の間に配置したが、この位置に限定されるものではなく、送風機は、煙突４７より上流側に配置されていれば、いずれの位置であってもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態では、主機関として用いるディーゼルエンジン１１からの排ガスを処理する排ガス処理装置としたが、発電用のディーゼルエンジンでもよく、または、ガスエンジンであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０，１００，１１０，１２０，１３０  排ガス処理装置
１１  ディーゼルエンジン
１２  シリンダ部
１３  吸気マニホールド
１４  排気マニホールド
３１，１３１，１３２，１３３  排気タービン過給機（過給機）
３２  コンプレッサ
３３  タービン
４１  昇圧ブロア（昇圧装置、送風機）
４２，４２Ａ  流動式脱硫装置（乾式脱硫装置）
４３  第１熱交換器
４４  バグフィルタ
４５  脱硝装置
４６  第２熱交換器
４７  煙突
４８  駆動モータ（電動機）
１０１  蒸気タービン
１０２  熱交換経路
１０３  ポンプ
１１１  誘因ファン（昇圧装置、送風機）
１２１，１３４，１３５，１３６  開閉弁
Ｌ１，Ｌ３  吸気経路
Ｌ２  排気経路
Ｌ４  排気経路（排ガス経路）
Ｌ６，Ｌ６１，Ｌ６２，Ｌ６３  迂回経路
【図１】
0006349240.tif 000002
【図２】
0006349240.tif 000003
【図３】
0006349240.tif 000004
【図４】
0006349240.tif 000005
【図５】
0006349240.tif 000006
【図６】
0006349240.tif 000007
【図７】
0006349240.tif 000008
【図８】
0006349240.tif 000009
【図９】
0006349240.tif 000010