(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶からの排ガス用のスクラバ（１）であって、該スクラバ（１）は下側及び上側スクラブチャンバ（３、１３）を備え、これらスクラブチャンバ（３、１３）は実質的に縦方向に配置される共通の長軸に対して実質的に軸対称であり、前記下側スクラブチャンバ（３）の最上部に、これと同軸的にかつその排出口が狭窄するように下側チャンバ排ガス排出体（１２）が設けられ、前記下側スクラブチャンバから浄化不充分の排ガスを排出させて前記上側スクラブチャンバ（１３）へ導入する、スクラバ（１）において、
前記下側スクラブチャンバ（３）の底部にはこれに連通する排ガス管（２）が実質的に同軸上に配置され、この排ガス管（２）は前記下側スクラブチャンバ（３）内に開口し、前記上側スクラブチャンバの最上部にはこれに連通する排ガス排出体（２０）が同軸的に配置され、
前記排ガス管（２）の開口部の上に下側スクラブチャンバ偏向体（４）が配置され、前記排ガスの流方向を前記スクラバの壁側へ偏向してガス乱流を形成し、ここにおいて前記下側スクラブチャンバ偏向体（４）は反対方向を向いた二つの直錐体であって、共通の底面と前記スクラバの長軸に一致する共通の軸とを備え、
前記下側スクラバチャンバ偏向体（４）の上に一又は複数の下側チャンバ水噴射装置（６、６’）が配置されて前記排ガスの流れに洗浄水が導入され、前記下側チャンバ水噴射装置の少なくとも一つ（６）は前記下側チャンバ排ガス排出体（１２）に向かって上向きに配置される、ことを特徴とするスクラバ。
【請求項２】
前記下側スクラブチャンバ（３）の底部に集められた洗浄水を排出するために一又は複数の下側チャンバ水排出体（８）が設けられる、請求項１に記載のスクラバ。
【請求項３】
前記下側チャンバ水噴射装置（６、６’）は実質的に前記下側スクラブチャンバの長軸に沿って設けられる、請求項１又は２に記載のスクラバ。
【請求項４】
前記下側スクラブチャンバ内に二又はそれ以上の前記下側チャンバ水噴射装置が設けられ、該下側チャンバ水噴射装置の少なくとも一つ（６’）は前記下側スクラブチャンバ偏向体（４）に向かって下向きに配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項５】
前記スクラバの壁にリング状下側チャンバ壁偏向器（５）が設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項６】
下向きの前記直錐体の頂角（α）は８０〜１００°であり、上向きの前記直錐体の頂角（α’）は７０〜９０°である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項７】
前記下側スクラブチャンバ（３）内であって前記下側スクラブチャンバ偏向体（４）の下に一又は複数の水ミストノズルが設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項８】
前記上側スクラブチャンバ（１３）内であって前記下側チャンバ排ガス排出体（１２）の上に上側スクラブチャンバ偏向体（１４）が設けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項９】
前記上側スクラブチャンバ内に一又は複数の上側チャンバ水噴射装置（１６）が設けられる、請求項６に記載のスクラバ。
【請求項１０】
前記上側スクラブチャンバの最上部にデミスタが設けられ、洗浄された前記排ガス中の水ミストを減少させる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のスクラバ。
【請求項１１】
排ガスを洗浄するための方法において、該排ガスをスクラバに導入し該スクラバにおいて該排ガスを海水と接触させて洗浄し該排ガス中のＳＯＸ及び粒子を減少させる方法であって、該方法は、
ａ  二又はそれ以上の連続的に結合されたスクラブチャンバからなるチューブ状のスクラバの下側スクラブチャンバ（第一番目のスクラブチャンバ）内へこれと同軸上に配置された排ガス管を介して洗浄用の前記排ガスを導入するステップ、
ｂ  ガス乱流を形成するために前記排ガス管の開口部の上に配置された偏向体によって前記排ガスの流れを偏向するステップ、ここにおいて前記偏向体は反対方向を向いた二つの直錐体であって、共通の底面と前記スクラバの軸に一致する共通の軸とを備え、
ｃ  前記排ガスを洗浄するために該排ガス中に水滴を導入するステップ、
ｄ  同軸的かつその排出口が狭窄するように設けられた下側チャンバ排ガス排出体を介して前記第一番目のスクラブチャンバから洗浄済みの前記排ガスを排出するステップ、
ｅ  第二番目のスクラブチャンバ内へ洗浄済みの前記排ガスを導入するステップであって、該排ガスをさらに洗浄するステップ、
ｆ  前記洗浄済みの排ガスを周辺へ放出するステップ、を含み、
ステップ（ｃ）で導入される前記水滴の少なくとも一部は下側チャンバ水噴射装置によって導入され、該下側チャンバ水噴射装置は前記下側チャンバ偏向体の上に配置され該下側チャンバ水噴射装置の少なくとも一つは前記下側チャンバ排ガス排出体に向かって上向きに水を噴霧する、方法。
【請求項１２】
ステップ（ａ）と（ｂ）の間で、入ってくる前記排ガスに水ミストを導入して該排ガスを冷却し加湿する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記スクラバから排出される使用済み前記洗浄水は前記周辺の海へ放出される、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記使用済み洗浄水を放出する前に該使用済み洗浄水から前記粒子を除去する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記使用済み洗浄水は前記スクラバへリサイクルされる、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記使用済み洗浄水は前記スクラバへリサイクルされる前に前記粒子の量を減少させるために処理される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記スクラバ内へ前記使用済み洗浄水をリサイクルする前に該使用済み洗浄水にアルカリを添加する、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アルカリは、ＭｇＯ又はＭｇ（ＯＨ）２の水溶液である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶からの排ガスを浄化するために改良された方法及びプラントに関する。より具体的には、本発明は、排ガス中の環境汚染物質の含有量を減少させるために、船舶からの排ガスの湿式洗浄を利用する方法及びプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境有害成分の排出を低減するための燃焼後処理を、ほとんどあるいはまったく行うことなく、船舶から大気中へ排ガスを放出することが許されてきた。国際海事機関（ＩＭＯ）及びいくつかの政府は、排出に関する最小限の要件を満たさない船舶が運航することを防止する規制を実施している。これらの法律によって、船舶所有者は、造船される船のためだけでなく、何より重要な現在の船団のために、当該要件を満たすための解決策を探さざるを得なくなっている。
【０００３】
特に関心が高いのは、燃料によって形成され、大気中に放出された、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）と粒子の排出である。典型的に、船舶では、リーンバーン燃焼エンジンと低質燃料が用いられており、この両方により、排ガス中に高レベルのＳＯｘと粒子を生じさせる。ＳＯｘは、低質燃料中に特に多く含まれる硫黄含有化合物の燃焼の結果生じる。
【０００４】
ＳＯｘの含有量は、多くの周知技術のうちの一以上の技術によって、あるいは、上質燃料を用いることによって、減少させることも可能である。しかしながら、上質燃料は、一般的な低質燃料に比べはるかに高価である。
【０００５】
海水スクラバ又はより一般的な湿式ガススクラバは、ＳＯｘ及び粒子を低減することで知られている。国内外の要求に合致するようＳＯｘ及び粒子の十分な低減を得るため、充填層スクラバがこのような装置のサプライヤの大半により提案／市販されている。ガスと液体との間の接触面積を増加させるための充填を省略した湿式スクラバで、充填層スクラバと同じくらい効率的なものは現在のところ見出されていない。
【０００６】
上記要求を満たすような処理された排ガスを得るのに十分に効率的であり、ＳＯｘ及び粒子を除去するのに効率的である既知の方法の場合、必要とされる装置は、エンジン出力の効率性を実質的に低下させ、それにより船舶のランニングコストを増加させることに加え、重量があり広いスペースを要するのが通常である。
【０００７】
船舶において、スペースと重量は常に問題である。スペースをとり重量がある装置は、船上の貴重なスペースをとり、収入源である乗客のスペースを減らすことになるからである。
【０００８】
ＳＯｘ及び粒子を許容レベルにまで減少させるための湿式洗浄での従来方式の解決策である装置は大きいため、当該装置の設置には、船舶内部部品の実質的な改造を要し、かなりの期間、船舶を運航休止にすることを要することもある。
【０００９】
上述のように、最先端の充填層スクラバには、仮に水流が停止した場合に、充填層スクラバが乾燥状態で運転されることのないように、排気用のバイパスが提供されなければならない。
【００１０】
したがって、既知の解決策は、新しいプロジェクトに最適ではなく、また、既存の船舶内に設置するのには非常に費用がかかる。
【００１１】
本発明の目的は、新しいプロジェクトに対して、本発明による有利な点がある優れた選択肢としての解決策を提供するととともに、既存の船舶に設置することが容易であるため、仮に船舶を運航休止にするとしても長期間の運航休止を要することのない解決策を提供することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
船舶からの排ガス用のスクラバに関する本発明の第一の局面によれば、
該スクラバは下側及び上側スクラブチャンバを備え、これらスクラブチャンバは実質的に縦方向に配置される共通の長軸に対して実質的に軸対称であり、下側スクラブチャンバの底部にはこれに連通する排ガス管（２）が実質的に同軸上に配置され、この排ガス管は前記下側スクラブチャンバ内に開口し、前記上側スクラブチャンバの最上部にはこれに連通する排ガス排出体が同軸的に配置され、
前記排ガス管の開口部の上に下側スクラブチャンバ偏向体が配置され、前記排ガスの流方向を前記スクラバの壁側へ偏向してガス乱流を形成し、
前記下側スクラブチャンバ偏向体の上に一又は複数の下側チャンバ水噴射装置が配置されて前記排ガスの流れに洗浄水が導入され、
前記下側スクラブチャンバの最上部に、これと同軸的にかつその排出口が狭窄するように下側チャンバ排ガス排出体が設けられ、前記下側スクラブチャンバ（the first scrubbing chamber）から浄化不充分の排ガスを排出させて前記上側スクラブチャンバへ導入する。
【００１３】
長軸に対して実質的に軸対称であるスクラブチャンバ内へ、実質的に同軸上に配置された排ガス管を通って上記排ガスを導入することは、建造を容易にすることを可能とし、また、上記スクラブチャンバ内において上記排ガス流の均一な分布を得ることを比較的容易にする。排ガス入口の上に配置される上記偏向体によって、確実に乱流が生成される。この乱流は、排ガスと水噴霧とを均質に混合し、ＳＯｘが洗浄液によって効率的に溶解される温度にまで、排ガスを効率的に冷却しかつ洗浄する。水噴射装置を介して導入される洗浄水滴／飛沫は、流入する排ガスを洗浄し、冷却する。二番目のスクラブチャンバは、上記排ガスをさらに洗浄し、該排ガスからＮＯｘ及び粒子をさらに除去するために設けられる。
【００１４】
一の実施態様によれば、上記下側スクラブチャンバの底部に集められた洗浄水を排出するために一又は複数の下側チャンバ水排出体が設けられる。
【００１５】
一の実施態様によれば、上記下側チャンバ水噴射装置は実質的に下側スクラブチャンバの長軸に沿って設けられる。
【００１６】
一の実施態様によれば、下側スクラブチャンバ内に二又はそれ以上の水噴射装置が配置され、少なくとも一の水噴射装置は、下側チャンバ排ガス排出体に向かって上向きに配置される。注入された水は、スクラバ内のガス流に影響を与える。注入された水の少なくとも一部を、ガス流の主方向、すなわち、上方向に向けることによって、該注入された水が、排ガスが上方へ送られるのを促進し、ひいては、全ての水が下方向に噴射される状況と比較して、スクラバ内の圧力損失を低減することができる。
【００１７】
一の実施態様によれば、下側スクラブチャンバ内に二又はそれ以上の水噴射装置が配置され、少なくとも一の水噴射装置は、下向きに、すなわち、下側スクラブチャンバ偏向体に向かって配置される。下向きの水噴射装置は、スクラバ内の洗浄水の均一な分布に役立つ。
【００１８】
スクラバの壁にリング状下側チャンバ壁偏向器が任意に設けられる。該下側チャンバ壁偏向器は、スクラバの長軸に向かって上向きの排ガス流となるように直接に偏向体と協働し、洗浄水／洗浄液と排ガスとを混合するのに最適な乱流を生成する。
【００１９】
一の実施態様によれば、上記下側スクラブチャンバ偏向体は反対方向を向いた二つの直錐体であって、共通の底面と前記スクラバの長軸に一致する共通の軸とを備える。
【００２０】
下側スクラブチャンバ内であって下側スクラブチャンバ偏向体の下方に一又は複数の水ミストノズルが任意に設けられる。流入する排ガスは、ＳＯｘを効率的に吸収する前に冷却されることを要する。水噴射装置から大量に降り、落下する洗浄水及び該水の一部は、偏向体の上面で反射してスクラバの壁に向けられ、その冷却を十分なものとすることができる。偏向体の下方の水ミストの導入は、水噴射装置から導入された洗浄水との接触によるものにさらに加湿及び冷却を加えるであろう。
【００２１】
一の実施態様によれば、上側スクラブチャンバ内であって下側スクラブチャンバ排ガス排出体の上方に上側スクラブチャンバ偏向体が設けられる。当該上側チャンバ偏向体は、上述した下側チャンバ偏向体と実質的に同一の効果、すなわち、最適な洗浄条件をもたらすためにガス流を偏向し、上側スクラブチャンバ内で排ガスと洗浄液とを混合するという効果を有する。さらに、上側スクラブチャンバ偏向体は、また、上側スクラブチャンバから下側スクラブチャンバへの洗浄液の流れを妨げ／減少させる。
【００２２】
好ましくは上側スクラブチャンバ内に一又は複数の上側スクラブチャンバ水噴射装置が設けられる。上側スクラブチャンバ水噴射装置は、上側スクラブチャンバ内での効率的な洗浄を確実なものとする。
【００２３】
一の実施態様によれば、洗浄された排ガス中の水ミストを減少させるために、上側スクラブチャンバの最上部にデミスタが配置される。
【００２４】
第二の局面によれば、本発明は排ガスを洗浄するための方法に関し、該排ガスをスクラバに導入し該スクラバにおいて該排ガスを海水と接触させて洗浄し該排ガス中のＳＯＸ及び粒子を減少させる方法であって、該方法は：
ａ）二又はそれ以上の連続的に結合されたスクラブチャンバからなるチューブ状のスクラバの下側スクラブチャンバ（第一番目のスクラブチャンバ）内へこれと同軸上に配置された排ガス管を介して洗浄用の前記排ガスを導入するステップ、
ｂ）ガス乱流を形成するために偏向体によって前記排ガスの流れを偏向するステップ、
ｃ）前記排ガスを洗浄するために該排ガス中に水滴を導入するステップ、
ｄ）前記第一番目のスクラブチャンバから洗浄済みの前記排ガスを排出し、第二番目のスクラブチャンバ内へ洗浄済みの該排ガスを導入するステップであって、該排ガスをさらに洗浄するステップ、
ｅ）該洗浄済みの排ガスを周辺へ放出するステップ、を含む。
【００２５】
一の実施態様によれば、ステップ（ａ）と（ｂ）の間で、入ってくる前記排ガスに水ミストを導入して該排ガスを冷却し加湿する。
【００２６】
一の実施態様によれば、前記スクラバから排出される使用済み前記洗浄水は前記周辺の海へ放出される。該使用済み洗浄水を海に放出することで、洗浄水をさらに処理したり、船上に洗浄水や沈殿物を保管したりする必要性を減少あるいは回避させることができる。
【００２７】
前記使用済み洗浄水を放出する前に前記使用済み洗浄水から前記粒子を任意に除去する。粒子を除去することで、洗浄水を海に放出する際の環境側面を減少させる。
【００２８】
代替的な実施態様によれば、前記使用済み洗浄水は前記スクラバへリサイクルされる。リサイクルは、排ガススクラバから洗浄水を放出することが禁止されているエリアにおいて、必要とされるであろう。
【００２９】
洗浄液をリサイクルモードで稼働する場合、前記使用済み洗浄水は前記スクラバへリサイクルされる前に前記粒子の量を減少させるために処理されても良い。洗浄液をリサイクルする際に、リサイクルされる洗浄液中の粒子を減らすための処理を行うことで、より効率的な洗浄を可能とすることができる。
【００３０】
前記スクラバ内へ前記使用済み洗浄水をリサイクルする前に該使用済み洗浄水にアルカリを添加しても良い。ＭｇＯやＭｇ（ＯＨ）２の水溶液などのアルカリの添加は、ＳＯｘを吸収するための洗浄液の能力を高める。洗浄液をリサイクルする際、このような能力の向上は特に重要である。なぜなら、ＳＯｘの吸収は、洗浄液のｐＨを低下させ、ひいては、ＳＯｘのような酸性ガスを吸収する能力を減少させるからである。
【００３１】
本願で用いられる「洗浄水」及び「洗浄液」の表現は、ともに、スクラバ内で洗浄するために用いられる液体として使用される。洗浄水又は洗浄液は、海水、アルカリが添加された海水、あるいは、アルカリが添加された真水等の水性液体である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明のスクラバの縦断面図である。
【図２】図２は、排ガス処理プラントの基本的な実施態様の原理略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明による二段スクラバ１を示している。エンジンからの排ガスが、排気管２を介して、スクラバ１の下側スクラブチャンバ３へ導入される。スクラバの断面又は流路面積は、排気管の断面又は流路面積より実質的に大きいことが好ましい。排気管に比べてスクラバ内のガス速度を低減させ、スクラバ内での排ガス滞留時間を充分にとることができるためである。スクラバ内のガス速度を低くすることは、また、スクラバの上の圧力損失を可能な限り低く維持するために不可欠である。流入する排ガスの高い逆圧にエンジン出力が失われることを避けるためである。スクラバ１の流路面積は、排気管２の流路面積の約１．５〜２０倍、例えば、２〜１０倍、２．５〜５倍とすることができる。例として、直径１．３ｍを有する排気管に対して、スクラバの直径は約２．４ｍとすることができ、これは排気管の流路面積の約４倍の流路面積を与えることを可能とする。
【００３４】
排気管及びスクラバはともに、実質的に円形の断面を有するチューブ状の要素であることが好ましく、流入する排ガスが共通の長軸に対して主に平行方向に流れるように、共通の長軸を有するよう配置される。したがって、排ガス管は、実質的に円形の断面を有することが好ましく、図１に示すように、本スクラバの底部に、これと実質的に同軸上になるように配置される。当業者は、他の形状が可能であること、そして、排気管及び／又はスクラバの断面が非円形である場合、下記の構成要素を変更する方法を理解するであろう。
【００３５】
本スクラバは、稼働中に長軸が実質的に垂直になるように配置されることが好ましい。排気管はスクラバの底部に連通して挿入され、洗浄された排ガスは、スクラバ最上部のスクラバ排出体２０を介して放出される。本スクラバは、好ましくは、船舶の図示しない排出パイプ内に配置される。典型的には、二又はそれ以上の排気管が排出パイプ内に配置される。エンジンノイズを低減させるため、排気管より大きい直径を有するチューブ状の要素であるサイレンサが、排気管ごとに排気パイプ内に配置される。本スクラバの直径は、サイレンサと実質的に同一である一方、本スクラバの長さは、サイレンサに比べ長くても良く、典型的には、サイレンサより約２０〜４０、例えば、約３０％長くすることができる。仮にスクラバがサイレンサより長い場合でも、既存の船舶の排出パイプに存在するサイレンサを置換すること、あるいは、新しい船舶にサイレンサ（単数又は複数）の代わりに本スクラバを設置することは、たいていの場合に可能である。しかしながら、当業者は、既存の船舶のスクラバのために十分なスペースを得るべく、マイナーな改造をしなければならないことを理解するであろう。
【００３６】
例示されるスクラバは、下側スクラブチャンバ３と、上側又は仕上げスクラブチャンバ１３の、二つのスクラブチャンバから構成され、これらは下側チャンバ排ガス排出体１２によって区切られている。下側チャンバ排ガス排出体１２はスクラブチャンバと同軸的にかつその排出口が狭窄するように設けられ、下側スクラブチャンバ３からの出口であり、上側スクラブチャンバ１３への入口として定義される。以下、さらに詳細に説明するように、スクラブチャンバ３、１３は同様の構成を有している。
【００３７】
偏向体４は、排気管２の開口端の近くに配置され、流入する排ガスの流れ方向をスクラバの外壁側へ偏向する。偏向体４は、共通の円形底部から反対の方向に向く最もシンプルな形の二つの直円錐からなる。偏向体は、下向きの下側錐体及び上向きの上側錐体の両頂点を結ぶ偏向体の長軸がスクラバの長軸に一致するように、軸方向に配置される。偏向体は、図示しない接続具によってスクラバの壁に固定され、排ガスの流れの乱れが最小限になるように形成される。偏向体と排ガス管２の開口端との間の距離は、排ガス管２から本スクラバに入ってくる排ガス流の狭窄を避けるために十分な距離である必要がある。
【００３８】
図１において、αとして特定される、偏向体の下側錐体の角度は、約８０〜１００°、通常、約９０°である。排ガスのガス流は、とりわけ、偏向体４の形状に依存する。偏向体４の角度αがより鋭角である場合には、ガス流の乱流を引き起こしにくく、ひいては、ミストと流入する排ガスの混合度合が低くなり得る。一方、それほど鋭角でない場合には、スクラバの上に高い圧力損失を引き起こし得るため好ましくない。角度αが８０と１００°の間であることが、錐体によって引き起こされる圧力損失の低減と、スクラバ内の空気流の効率的な均一拡散との間において、最適な妥協点であることが見出された。
【００３９】
スクラバ１に挿入された排気管２の上に同軸上に配置された偏向体４の直径は、排気管２の直径より大きくなければならない。排気管２への洗浄流体の落下を防止するためである。同時に、偏向体の直径は、狭窄物体とスクラバ壁との間における排気流の過度の狭窄により、スクラバの上の圧力損失が非常に大きく上昇するのを避けるのに十分なほど小さくなければならない。当業者は、また、偏向体４の外側のリム４’には、通常、偏向体の上部の水が偏向体の下面に沿って排ガス管２に滴るのを避けるために、水が落下するエッジを有するであろうことを理解するであろう。排ガス管に入る水は、排ガス管に接続された船舶用エンジンにとって有害となりうる。
【００４０】
水管１０上に配置される任意のミストノズル９が、偏向体の最も広い部分の下の空間の中に配置され、備えられても良い。図示しない水スプレーノズルが、また、任意のミストノズル９に加えて、あるいは、これらに代えて、排ガス管２の内部に備えられても良い。任意のミストノズル９及び排ガス管２内の図示しないスプレーノズルの役割は、ノズルから噴霧される水の蒸発により排ガスを冷却し加湿するために、水飛沫を排ガスに導入することである。
【００４１】
リング状壁偏向器５は、偏向体４の下流の壁、すなわち、スクラバ内において偏向体４の最大幅より高い位置に配置されることが好ましい。壁偏向器の役割は、流入してくる排ガスを壁から離して、スクラバの長軸に向かうように誘導することである。壁偏向器及び偏向体は協働して、スクラバ内の壁偏向器５上方において、実質的に均一なガス分布とガスの流れを付与し、偏向体の下流の水噴射装置６、６’に向かって、すなわち、スクラバ内における偏向体より高い位置に向かってガス流を導く。
【００４２】
水噴射装置６、６’は、排ガス用の洗浄水を導入するため、すなわち、主にＳＯｘを吸収し、排ガス中の粒子を低減させるために配置される。水噴射装置６（単数又は複数）は、主に上向きに水を噴射するために配置され、一方、水噴射装置６’（単数又は複数）は、主に下向きに水を噴射するために配置される。当業者は、また、水噴射装置６、６’を介して導入された洗浄液と水が、洗浄液、洗浄水として機能するためには、噴射された水滴／飛沫は下側スクラブチャンバ３内に良好に分布されるべきであることを理解するであろう。水噴射装置６、６’を介して噴射された一部の洗浄水は蒸発する一方、大部分の洗浄水は下側スクラブチャンバの底に向かって落下し、下側スクラブチャンバ水排出体８（単数又は複数）を介して排出されるであろう。当業者は、上向きに噴射された液滴／飛沫のかなりの部分は、遅れて、重力により下方への落下を開始することを理解するであろう。落下する飛沫及び液滴は、排ガスを洗浄するために排ガスに対向するように流れるであろう。落下する液滴の一部は、偏向体の上部に衝突して、スクラバの外壁に向かって導かれるであろう。水噴射装置６、６’は好ましくは、実質的にスクラバの長軸に沿って、偏向体と下側チャンバ排ガス排出体１２によって定義される狭窄部との間に配置される。
【００４３】
ガスの乱流と、偏向体の上部及び壁偏向器５の設計によって、ガスの最適な分布及び水噴射装置６、６’によって導入された水飛沫とガスとの間の最適な接触の両方が得られる。
【００４４】
壁偏向器５は、好ましくは、スクラバ１において下向き、すなわち、スクラバの底部に向かって、鋭角βを有するくさび形の断面を備える。角度βは、好ましくは、約５°〜約３０°であることが見出された。計算によると、スクラバ１内において、上記最適な水／ガスの接触と、同時に均一なガス分布及びガス流とを得るために最も好ましい角度βは、約２０°である。
【００４５】
偏向体４、すなわち、上向きの錐体の上部の形状は、また、スクラバの設計の最適化にとって重要である。偏向体の上部は、偏向体の上のガス流パターンに影響を及ぼし、壁偏向器５と協働するであろう。上側錐体の頂点によって定義される角度α’は、偏向体４の上部錐体が壁偏向器５と相互に作用するように、そして、偏向体４の上部に落下する落下水が、排気管２に入り得るバックスプラッシュを最小限に抑える方向に、スクラバの外壁の方へ誘導されるように、調整される。この結果を得るためには当該角度α’は、通常、≦９０°、例えば、９０〜７０°、あるいは、約９３°になるであろう。
【００４６】
排気管２内の排ガスは、一般的に、約２２０〜約３８５℃の温度を有しているが、温度は排ガスを生成するエンジンの負荷に依存し、またスチームの生成のための排ガス中の熱を利用するために通常用意されるエコノマイザが使用されるか否かにもよる。さらに以下に開示されるように、流入してくる排ガスは、該排ガスへ水飛沫又はミストが導入することにより冷却され、水飛沫又はミストは蒸発によって排ガスを冷却する。流入する排ガスは、比較的乾燥しており、上述の通り、流入する排ガスと混合される水ミスト及び水飛沫の蒸発によって効果的に冷却される。洗浄水中の排ガスからＳＯｘを効率的に吸収するためには、スクラブチャンバ内において４０℃以下の温度が必要とされる。
【００４７】
水噴射装置によって導入された水が、流入する排ガスを十分に冷却しても良い。水噴射装置６、６’によって導入された水は、上述の通り、下側スクラブチャンバ３内の下方へ落下する。以下にさらに詳細に説明する。
【００４８】
水ミストの形での追加の水は、ミストライン１０からの水を受け、任意のミストノズル９（単数又は複数）を介して導入されても良い。ミストノズル９は、排ガスが偏向体４によってスクラバ壁の外側に向かって導かれる領域内のスクラバ１の壁の内側に配置される。スクラバ壁と偏向体との間の領域における偏向された排ガス流の乱流は、水飛沫、水ミスト及び排ガスの緊密な混合を確実なものとする。
【００４９】
当業者は、また、流入する排ガスを冷却するための水ミストが他の位置に配置されても良いことを理解するであろう。したがって、ノズル９は、図１に示すように、排ガス管２と偏向体の下部との間の領域に配置されても良く、又は、スクラバ壁に、もしくは、スクラバ壁の近くに配置されても良い。ノズル９に代替して、あるいは、追加して、図示しないノズルが排ガス管２の内部に配置されても良い。水流及び排ガス管の内側に配置されたノズルによって形成された飛沫の大きさは、落下して、最後に船舶のエンジンに行き着いてしまう液滴の形成を避けるために制御されなければならない。
【００５０】
排ガス、水飛沫及び水の緊密な混合を得るために、任意のミストノズル９は鈍角、一般的に１００と１５０°の間、例えば、約１３０°で噴霧する。任意のスプレーノズル９から噴霧される平均飛沫サイズは、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍであり、例えば、排ガスを冷却するために急速に蒸発可能なように約０．２５ｍｍとすることができる。同じ噴霧角度及び飛沫サイズは、排ガス管２内の図示しないいかなるノズルにも適用される。排ガス中における水飛沫の均一な分布を得るために、当業者は、複数のミストノズルが好ましいことを理解するであろう。
【００５１】
偏向体の最も広い部分の下方、すなわち、偏向体とスクラバの壁との間の最も狭い排ガス通路の下方に配置されたミストノズルの使用により、偏向体の最も広い部分とそれに続く上向きに開く流路の下方部で生成された乱流の排ガス流のおかげで、ミストが排ガスと緊密に混合される。
【００５２】
水噴射装置６、６’から降り注がれる水滴は、偏向体とスクラバの壁との間の開口部に落下し、あるいは、偏向体４の上向きの錐体に衝突するであろう。偏向体４の上向きの錐体、あるいは、偏向体４の上部は、また、排気管２に水が滴ることを避けるための「傘」としての機能を有する。偏向体４の上部の上に向かって下方へ落下する水は、スクラバ壁に向かって外側に跳ねるであろう。異なる大きさの水滴及び飛沫からからなる、得られた水流は、主に下方へ、そして、偏向体とスクラバ壁との間のスペースにおいて排ガスに対し反対方向に流れるであろう。
【００５３】
水噴射装置６、６’は、スクラバ１の外側の水供給管に接続されたインジェクタチューブ７上に配置される。図１に示されるスクラバは、スクラバ１内の異なる高さレベルに配置された各インジェクタチューブ７上に配置された二つの水噴射装置６、６’を備える。下側スクラブチャンバ内の水噴射装置６、６’の数は、問題となるスクラバの実際の設計や設計基準に依存して異なっていても良い。
【００５４】
図１は、一の実施態様であって、一方は主に上向きに噴霧するように配置され、他方は主に下向きに噴霧するよう配置された二の水噴射装置６、６’が、各インジェクタチューブ７に配置されている。図示された実施態様によれば、二の噴射装置６、６’を夫々備えた二のインジェクタチューブ７が、下側スクラブチャンバ３に備えられている。当業者は、上向き及び下向きの両方に噴霧するためのノズル、一の上向きの６’、そして、一又は複数の下向きの６を有することを理解するであろう。任意に、上側インジェクタチューブ７の一の水噴射装置６は上向きに、一方、下側インジェクタチューブ７の一の水噴射装置６’は下向きに向けられている。上向き水噴霧装置６からの水噴霧は、狭窄部でベンチュリ効果を生成することにより、下側スクラブチャンバ３からの排ガスを、下側チャンバ排ガス排出体１２で定義される狭窄部を通って、上側スクラブチャンバへ送る手助けをする。
【００５５】
下向きの水噴射装置６’は、スクラバ１内を上向きに流れる排ガスの主方向に対して下方に向いている。水噴射装置６、６’は、水滴が排ガスの流れに対してスクラバの底部へ落下可能なよう十分大きく、同時に、ＳＯｘを吸収し、そして、排ガス中に存在する粒子を捕捉するために十分な接触面積を提供できるよう十分小さい平均サイズを有する液滴の流れが広範囲に広がるように設計された一又は複数のノズルで構成される。
【００５６】
一般的には、水噴射装置６、６’からの噴霧円錐角は、スクラバ内の液滴の十分な分布を得るために、９０〜１５０°、例えば、約１２０°である。飛沫サイズは、スクラバの容積内部の排ガスの一般的な平均速度に依存して異なっていても良い。一般的には、平均ガス速度は、６〜１２ｍ／ｓ、例えば、８〜１０ｍ／ｓである。平均飛沫サイズ（直径）は、上向きに流れる排ガスに対して、スクラバ内を水が下向きに落下可能であると同時に、十分な接触面積を得るために、約２ｍｍ〜約３．５ｍｍ、例えば、約２．５〜３ｍｍである。
【００５７】
水噴射装置６、６’は、上記平均直径の水飛沫を生成することができる任意の種類のものとすることができる。各水噴射装置６、６’は、一又は複数のスプレーオリフィスを含み、そのすべてが、排ガス入口に向かう角度の方向を向いており、かつ上述の噴霧円錐角をカバーするための異なる角度をしている。
【００５８】
任意のスプレーノズル９及び水噴射装置６、６’を介して導入される水は、好ましくは海水である。任意のスプレーノズル９からの水噴霧は、水で排ガスを冷却し、飽和する。一方、水噴射装置６、６’からの水噴霧は、排ガスの冷却に加えて、排ガス中に存在するＳＯｘや、ススや他の粒子状物質などの粉塵の除去／低減のための排ガス用洗浄溶液としての両機能を有する。水噴射装置６、６’から噴出された水飛沫は、水への溶解性に基づいてＳＯｘを溶解する。加えて、ＳＯｘは、水中において溶質と反応して、水の捕捉能力を増加させることがある。排ガス中の粒子は水によって捕捉される。スクラバ内を下方に落下する飛沫は、下側スクラブチャンバの底部に収集され、収集された水は、一又は複数の下側スクラブチャンバ排出体８を介して排出され、以下に、より詳細に説明されるようにさらに処理される。
【００５９】
上述のように、下側スクラブチャンバ３内の洗浄されたガスは、下側チャンバ排ガス排出体１２を通って排出される。上述したように、下側チャンバ排ガス排出体１２は、下側スクラブチャンバ３と同軸上に配置され、下側スクラブチャンバ３を実質的に軸方向に狭める狭窄部を形成する。また一方、下側スクラブチャンバの軸方向の狭窄の設計は、スクラバについての圧力損失を低減させるために重要である。狭窄は、実質的に瓶の首状に設計され、排ガスの流れを乱し、流体抵抗を増加させる鋭い縁を避けることによって、狭窄部にわたって圧力損失を低減させるように設計されるのが好ましい。
【００６０】
上記した、下側チャンバ排ガス排出体１２の狭窄部より下の上向き水噴射装置６は、下側チャンバ排ガス排出体１２においてベンチュリ効果の要因となり、圧力損失を低減するとともに、排ガスと上向き水噴射装置６から噴射された水との間の緊密な接触の両方を引き起こす。
【００６１】
下側チャンバ排ガス排出体１２を通って排出されたガスは、主に下側スクラブチャンバ３と同様に構成された上側スクラブチャンバ１３に導入される。
【００６２】
流入する排ガスは、上側チャンバ偏向体１４、上側チャンバ壁偏向器１８によって偏向され、水ミストは、インジェクタチューブ１７に配置された水噴射装置１６を介してスクラブチャンバ１３へ噴霧される。上側スクラブチャンバ１３内のすべての水噴射装置は、下方に向いている。水は上側スクラブチャンバ１３の底部に収集され、一又は複数の上側チャンバ水排出体１８を通って排出される。
【００６３】
洗浄されたガスはスクラバ排出体２０を介して上側スクラブチャンバ１３から排出され、洗浄された排ガスは、そこから直接あるいは図示しない清浄排ガス排出パイプを介して大気中に放出される。スクラバ排出体２０は、圧力損失等の低減に関して同様に考慮されるべきであり、実質的に、下側チャンバ排ガス排出体１２に対応して上側スクラブチャンバ１３の軸方向の狭窄を形成していても良い。
【００６４】
デミスタ１９は、上側スクラブチャンバ１３の最上部、あるいは、スクラブチャンバとスクラバ排出体２０との間の変わり目に配置され、洗浄された排ガスとともにスクラバから放出される水飛沫の量を除去あるいは、実質的に低減する。デミスタ１９は、フレームワークによってサポートされた、編むか織るかあるいは不織のワイヤのパッドからなり、大気中に放出されるガス中の飛沫をなくし、あるいは、実質的に低減するために、ガスに同伴した飛沫を捕捉する。パッドのワイヤは、耐久性があり、ストリッパ内の条件によって浸食されない限りにおいて、任意の適した材料とすることができる。現在のところ、ワイヤとしてステンレス鋼が最も好ましい材料である。好ましくは、デミスタ水供給ライン２２からの水を受ける水分配器２１は、デミスタメッシュに堆積した固形物を除去し、デミスタによるミストの捕捉を向上させるために、デミスタの上に水を分配するために備えられる。固形物は、水飛沫及び／又は捕捉された飛沫から沈殿した塩中に含まれる固形物によるものであり得る。捕捉された飛沫及び洗浄水は、上側スクラブチャンバ１３内に下向きに落下するより大きい液滴を形成し、ライン１８内の洗浄液とともに除去される。
【００６５】
図２は、上述のスクラバ１を含む排気浄化システムの簡略化した原理略図である。海水は、船上のいくつかの海水を消費するもののために共通して、図示しない海水取水口を介してシーチェストから取り込まれる。共通の海水取水口からの海水は、固形物等を低減し、ライン及びタンクでの汚染物を防止し、あるいは、低減させるために処理される。このように既に処理された海水は、海水取水パイプ９９を介し、所要圧力を付与する海水取水ポンプ１００を介して、本プラントへ導入される。ポンプ１００により活発化された水は、加圧海水パイプ１０１を通り、冷却水パイプ１０２とプロセス水ライン１０３に分けられるが、それらはバルブ１０４、１０５によって夫々制御される。
【００６６】
冷却水パイプ１０２内の冷却水は、後述するように、閉モード運転でスクラバ１内に噴霧するために用いられるプロセス水の冷却のために、冷却器１０６に導入される。冷却器１０６を出る冷却水は、冷却水排出ライン１０７を通って導かれ、共通の船外水排出ライン１０８を通って、船舶周囲の海に放出される。
【００６７】
本排ガス浄化システムは、開モード又は閉モードで稼働され得る。まず開モードについて、以下に説明する。
【００６８】
上述のように、プロセス水ライン１０３内の水は、プロセス水バルブ１０４によって制御される。開モードにおいて、バルブ１０４は、海水がライン１０３に入ることができるよう開放されている。プロセス水ポンプ１１２は、スクラバ１に導入するのに必要な圧力まで水圧を上昇させるために、ライン１０３に配置されている。プロセスタンク１５２に接続されたプロセスタンクパイプ１１３のプロセスタンクバルブ１１４は、開運転モードでは閉じられている。
【００６９】
上記のように、冷却器１０６は、その中の水を冷却するためにパイプ１０３に配置されている。開モードでは、冷却水及びライン１０３内の水は同じ温度である。したがって、冷却は、冷却水ライン１０２の冷却水バルブ１０３を閉じることにより閉鎖されても良い。開モードで冷却を閉鎖することで、消費電力、ひいては、より少ない水を圧送することでランニングコストを低減する。
【００７０】
ライン１０３内のプロセス水は、ノズルチューブ７、１７及びスプレーミストライン１０に分けられる。ノズルに入るノズルチューブ内の水流は、バルブ７’、１７’によって制御される。各スクラブチャンバの底部に収集された水は、水排出パイプ８、１８を介して排出される。バルブ8’、１８’は、流れを制御するためにパイプ８、１８に配置される。ライン８、１８内の水は取水パイプ１５０へ導入され、プロセスタンク１５２へ導入される。制御バルブ１５４はパイプ１５０内の流れ中に配置しても良い。当業者は、また、必要に応じて、パイプ１５０内の水を送り出すために、図示しないポンプが設けられても良いことを理解するであろう。
【００７１】
投与ポンプ１１０に接続された化学添加物タンク１０９は、ライン１０３内の水に化学物質を加えｐＨを調整するため及び／又は水に必要な化学物質、イオン等を加えるために設けられる。閉モードで運転しているときには、それ自体環境的に許容できない化学物質、あるいは、海水及び／又は排ガス中の成分と反応して環境的に許容できない化合物を形成し得る化学物質を添加することを避ける措置を講ずるべく注意しなければならない。ｐＨを調整して、水のＳＯｘ等の酸性ガスと結合するキャパシティを増やすため、流入する水へ、例えばＭｇ（ＯＨ）２のような化学物質を添加する方法を用いても良いが、放出される水が濁るため、美的観点から、多くの海域で許容され得ないであろう。
【００７２】
環境規制により許可された場合には、プロセスタンク１５２内の水は、プロセスタンク排出パイプ１６０、バルブ１６１、１６２を介し、船外水排出ライン１０８を通って放出されても良い。
【００７３】
より厳格な環境規制が適用された場合、バルブ１６１は閉じられ、水から粒子状物質を除去するために、ポンプ１５４はタンク１５２から液体遠心分離機１６６へ水を送り出すよう駆動される。洗浄された水は、液体遠心分離機清浄水ライン１７０を介して液体遠心分離機１６６から排出され、船外水排出ライン１０８を通って海へ放出される。少量の水は、廃棄ライン１６８を通って、粒子状物質とともに液体遠心分離機から排出され、フィルタバックユニット１６７へ導入される。フィルタバックユニット内のフィルタは、必要に応じて交換され、固形廃棄物は廃棄処分のために管理される。フィルタバックユニットを通って濾過された水は、プロセス水タンク１５２へ戻される。
【００７４】
例えば、沿岸海域、港湾、又は、バトル海等の環境的に保護された領域におけるように、最も厳格な環境規制が適用された場合、本システムは閉モードで運転される。
【００７５】
閉モードでは、プロセスタンク１５１からの水が船外水排出ライン１０８を通って放出することを許容するバルブ１６２は閉じられる。加えて、プロセスタンク１５２を循環水用のライン１０３に接続するライン１１３内のバルブ１１４は、プロセス水がプロセス水タンク１５２から取り出され、水が再循環されるように、開放される。
【００７６】
閉モードでは、Ｍｇ（ＯＨ）２などのアルカリが、ｐＨを上昇させるためにプロセスタンク１５２に添加され、ひいては、ＳＯｘの吸収／結合の能力を向上させる。アルカリは、アルカリパイプ１８１を介してアルカリタンク１８０からタンク１５２に添加される。投与ポンプ１８２は、タンク１５２へ必要量のアルカリを導入するためにライン１８１に設けられる。
【００７７】
排ガス中のＳＯｘの大部分は、ＳＯ２の形をとっている。スクラバ内部において、ＳＯ２は水に溶解している。洗浄水に添加されるＭｇ（ＯＨ）２は、その後、下式にしたがってＳＯ２と反応する。
【数１】
0006329971.tif 000002
【００７８】
Ｍｇ（ＯＨ）２は、船上などに積み込まれ、プロセスに導入され得る。代替的に、ＭｇＯが供給されても良い。ＭｇＯは、その反応性を高めるべく、船上のプロセス設備でＭｇ（ＯＨ）２を生成するために水と反応させることができる。
【００７９】
酸素が、エアレーションによりプロセスタンク１５２内の水に添加される、すなわち、散気装置１４９に接続された送気管１４８を介した酸素、空気又は酸素富化空気であるガスの導入により、導入されたガスが水を通ってバブル化することができるようにする。タンクへの酸素の導入は、下式に従って、ＭｇＳＯ３のさらなる酸化を可能にする。
【数２】
0006329971.tif 000003
【００８０】
循環水の冷却は、閉モードでのシステムの運転のために特に重要である。上述の通り、循環水の冷却は冷却器１０６によって得られる。取水１００から導入された使用済み冷却水は、船上の内部プロセスによって汚染されず、船外水排出１０８を通って放出され得る。
【００８１】
閉モードの間、流入する海水を制御するライン１０３のバルブ１０５は、プロセスにおけるスクラバ内での蒸発に起因する水の減少を追加するためにのみ制御される。
【００８２】
図２を参照して説明されたシステムは、循環水に溶質等が堆積し、また、本明細書に記載の浄化システムが長期間の連続運転用に開発されたものでもないため、閉モードでの運転において制限時間を有する。図２を参照して説明されたシステムは、例えば、クルーズ船がバルト海の防護地域の関心のある港湾に入るために要する時間に対応する、約７２時間運転されるように設計され得る。港湾において、循環洗浄水は廃液のための工場で処分され、新しい水に置き換えられても良い。
【００８３】
当業者は、図２を参照して説明された水処理システムのクリティカルな部品について余剰物が導入されても良いことを理解するであろう。このようなクリティカルな部品として、例えば、液体遠心分離機１６６及びフィルタバッグユニット１６７が挙げられる。
【００８４】
本システムは、スクラバがＳＯｘと同様粒子状物質の排ガスを浄化するだけでなくサイレンサとしての機能も備えるため、従来の解決策を超える重要な利点を有する。さらに、水循環の機能停止時に、本スクラバは水なしでもサイレンサとして運転することができる一方、周知の他の解決策では乾燥状態で運転することができず、水循環が停止した場合に備えてバイパス排気ラインの存在を必要とする。また、本システムは従来知られている解決策より少ないスペースですみ、既存の船舶の船上に変更を要しないか、あるいは少ない変更ですむ。ほとんどの状況下、既存の船舶は、本システムを設置する間、フル稼働であっても良い。
【００８５】
当業者は、仮に、上述のスクラバが連続的に接続された二つのスクラブチャンバを含んでいるとしても、スクラバは連続的に接続された二を超えるスクラブチャンバを含んでも良いことを理解するであろう。
【００８６】
クルーズ船のような船舶の設計のほとんどにおいて、大抵の場合、本スクラバは船舶の運転中に設置することができる。排ガスが周囲に放出される前に、排ガスはエンジンから、該エンジンからのノイズを減衰させるために排気管ごとに一のサイレンサが配置された排気管内の排気パイプへ導かれる。本明細書に記載され、クレームされたスクラバはサイレンサの代替になる。スクラバは、代替されるサイレンサと実質的に同じ直径を有し、上述のように、一般的にサイレンサより約３０％長いからである。通常、本スクラバによるサイレンサの置換は、船舶上のいかなる主要な改造をも必要としない。煙突の内側に、サイレンサと比べこの長さの増加を許容する十分なスペースがあるからである。
【００８７】
サイレンサを本発明のスクラバに置き換える間、関連する排気管への排ガスは、船舶の運転に影響することなく、船舶のエンジンの一つを停止することによって遮断される。本スクラバは、サイレンサに代替し、煙突内部において排気管にしっかりと固定され次第、本スクラバは乾燥状態で運転する場合であっても、サイレンサとして機能し、損傷しないため、エンジンが再始動でき、通常どおり運転することができる。その結果、スクラバの設置は、船舶の運転に影響を及ぼすことなく続けることができる。水噴射装置及び水処理システムが船上に設置され次第、洗浄を開始することができる。
【００８８】
水を処理し、スクラバへ注入するための残りのシステムは、スクラバ自体から独立して設置することができる。プロセスタンク１５２、液体遠心分離機１６６、ポンプ、パイプ、熱交換器１０６等もまたスペースを消費するが、エンジン室の中あるいは近くに配置し得るので、船舶の収入減少に繋がる、乗客用の利用可能なスペースの減少となる、船上の改装の必要性は最小限となるであろう。
【００８９】
本スクラバの具体的な利点は、スクラバが乾燥状態、すなわち、スプレーノズルや水噴射装置を介した水の導入なしに運転できることである。水圧は、機械的な故障を原因として降下し、あるいはなくなることがある。乾燥運転の間、本スクラバは、スクラバが長期間にわたって乾燥状態で運転されている場合でさえ、スクラバへのいかなる損傷の結果もなくサイレンサとして機能する。乾燥運転は、水の消音効果を有するスクラバの通常運転と比較してノイズの増加を伴うことがあるが、元のサイレンサによるノイズ減少の状況に比べ、ノイズは悪くない。水が戻って来次第、スクラバは上述のように機能する。
【００９０】
一方、充填塔スクラバは、水なしに運転すると、廃棄ガス中に存在する粒子によって充填層が目詰まりするため、長時間十分な量の水なしに運転することはできない。ストリッピング水の圧力がなくなる場合に、エンジンが停止せざるを得ない状況を回避するために、充填塔スクラバへの水の供給が、上記のように所定時間以上停止している場合には、排ガス流は元のサイレンサへ偏向されることが必要である。これは、元の排気管及びサイレンサは煙突の内側に保持されなければならないこと、そして、場所をとるスクラバを、通常乗客のために利用される船上の領域へ移動させなければならないことを意味する。
【実施例】
【００９１】
演算は、１００％負荷で約７１，０００ｍ３／ｈの排ガス流量を有する、１２．６ＭＷの船舶のエンジンからの排ガスの処理のために行われた。エンジンからの排ガス流は、約１４，０００ｍ３／ｈ〜約７１，０００ｍ３／ｈの間で変化しても良い。演算は、約１．２ｍの直径を有する排ガスパイプに流入してくるガス速度３８ｍ／ｓに対応して、約５３，２００ｍ３／ｈのガス流となるように、最大負荷の約７５％の常用負荷で行われる。上記のように、排気管２内の排ガスは、一般的に、排ガスを生成するエンジンの負荷に依存して、約２２０〜約３７５℃の温度を有し、スチームを生成するために排ガス中の熱を利用すべく通常用意されるエコノマイザが加えられる場合もある。
【００９２】
演算に使用されたスクラバ１は、約２．３ｍの直径を有し、約１５．５ｍの全高を有する。常用負荷、２４０℃の排ガス温度、２２．４ｋｇ／ｓの排ガス質量流を発端とし、導入された冷却水の温度に近い温度である約４０℃にまで排ガスを冷却するために、約３ｋｇ／ｓの水がミストノズル９を介して導入される。すべての冷却が蒸発の結果であることが確認される。スプレーノズルは、平均飛沫サイズ０．２５ｍｍのミストを生成した。上述の通り、ミストノズル９の利用は任意であり、排ガス入口温度が低い場合、すなわち、エコノマイザが本スクラバの上流で運転される場合には、省略されても良い。
【００９３】
粒子及びＳＯｘの十分な除去を得るための演算モデルでは、１秒当たり約３６ｋｇの水、あるいは、１秒当たり合計約１４４ｋｇの水が、スクラブチャンバごとに、二の水噴射装置６、６’夫々を介して導入される。水噴射装置６、６’を介して導入された飛沫の平均飛沫サイズは、粒子及びＳＯｘの必要な捕捉を得るために十分に大きい表面積を得、そして、飛沫が排ガスの流れに対向して下方へ落下することができるように、０．５〜３ｍｍの間、例えば、２．５〜２．８ｍｍ、あるいは、２．７ｍｍである。
【００９４】
シミュレーションでは、第一又は下側偏向体４の真上において、スクラブチャンバ内のガス速度分布の均一性は非常に良好であることが示された、そのことはスクラバの良い効率を約束している。シミュレーションでは、また、第一の偏向体４のちょうど真上において、温度が均質であることが確認された。効率的な洗浄のために必要な水量は、既知の排ガス洗浄システムの場合に比べて少ない。スクラバへ導入するための水の汲み上げは、電力を消費する。一秒当たりの水量の低減は、所要電力を低減させるために重要であり、ひいては、スクラバのランニングコストを減らす結果となる。
【００９５】
スクラバが水なしで、すなわち、サイレンサのみとして運転されたときの約０．９ｋＰＡから、スクラバ運転中のスクラバの圧力損失は、≦１．４７ｋＰＡまで上昇した。飛沫に起因して上昇したこの圧力損失は、従来から提案されている充填層スクラバの場合に比べて小さい、しかも、従来の充填層スクラバは、上述した他の欠点がある上に、より大きな場所をとるのである。
【００９６】
シミュレーションの調査結果は、運転中の船舶で、プロトタイプの設置によって確認されている。プロトタイプでは、船舶の運転を妨げることなく設置され、操作された。プロトタイプでは、レーザによる測定によれば、排ガス中の粒子の＞８５％を除去した。加えて、スクラバが開モードで運転された場合、ＳＯｘの約９９％が排ガスから除去された。
【図１】
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【図２】
0006329971.tif 000005