气体洗涤器的海水量控制装置、气体洗涤器的海水量控制方法、碱量控制装置及碱量控制方法_2

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[0022] 此外,若式(2)、(3)的反应所需的海水中的碱成分不足,则会因氢离子的增加而 使得海水的氢离子指数(pH)下降,亚硫酸根离子的吸收反应受阻。因此,将利用海水进行 二氧化硫(SO 2)的吸收反应所需的最低海水量决定为满足与式(2)、(3)所示的碱成分进行 反应的量。此外,利用〇8〇)3进行换算,海水具有约105ppm的碱度。
[0023] 由此去除二氧化硫(SO2)之后的废气从气体洗涤器10的上部被排出至大气中。
[0024] 在气体洗涤器10内进行了喷雾的海水沿着气体洗涤器10的内壁面,自由落下,并 储存在气体洗涤器10下方的储存部中。所储存的海水经由海水泵单元30排出至排水箱40 之后,经过过滤器单元50的过滤,被排到海洋中。
[0025] 接着,对气体洗涤器10的结构进行说明。图2是表示气体洗涤器10的一个示例 的剖面示意图。
[0026] 如图2所示,气体洗涤器10具备:在上下方向上形成有内部空间的气体洗涤器主 体11 ;在气体洗涤器主体11的内部空间的上下方向上的规定区域使海水(液体)成为雾 状来进行喷射(喷雾)的喷射装置12 ;从喷射装置12利用海水进行喷雾的区域的下方位 置将发动机废气(气体)导入气体洗涤器主体11的气体提供装置13 ;以及设置于喷射装 置12的下方位置的隔板14。此处,喷射装置12与图1所示的海水泵单元30相连,气体提 供装置13与图1所示的发动机20相连。
[0027] 气体洗涤器主体11由圆筒状的周壁部Ila及圆形的底壁部Ilb构成。周壁部Ila 的所有部分均构成为同直径。周壁部Ila的上端部开口,形成有开口部11c。此外,在本实 施方式中,气体洗涤器主体11具有圆筒状,但气体洗涤器主体11的形状并不限于圆筒状, 例如也可以是方筒状。
[0028] 喷射装置12设置于气体洗涤器主体11的中心轴上。喷射装置12包括:从气体洗 涤器主体11外插入气体洗涤器主体11内,并延伸到气体洗涤器主体11的中心位置为止的 供水管12a ;与该供水管12a的插入端部相连结,延伸到气体洗涤器主体11的内部空间的 上下方向的规定区域的作为主管的导水管12b ;与该导水管12b相连结且朝向气体洗涤器 主体11的周壁部Ila延伸的支管12c ;以及设置于各支管12c的前端,在规定范围内利用 由支管12c提供来的液体进行喷雾的未图示的喷射嘴。支管12c配置成在上下方向上排列 有多级,并且在上下方向上相邻的支管12c相交成互相正交。
[0029] 气体提供装置13设置成其气体喷射方向沿着气体洗涤器主体11的周壁部Ila的 接线方向。因此,从气体提供装置13导入的废气被沿着周壁部Ila的内周面向水平方向喷 射。
[0030] 隔板14包括圆盘部14a、将圆盘部14a与气体洗涤器主体11的周壁部Ila相连结 的脚部14b。圆盘部14a的外周部分与气体洗涤器主体11的周壁部Ila之间,形成有用于 供液滴流过的间隙。隔板14将气体洗涤器主体11的内部分割成利用喷射装置12来将液 体喷雾的区域、以及对用于排出至气体洗涤器主体11外的液体进行储存的区域。隔板14 的下方设有用于将液体排出至气体洗涤器主体11外的排水管15。
[0031] 气体洗涤器主体11的开口部Ilc附近,设有用于将已处理废气的一部分提出至气 体洗涤器主体11外的排气管16。排气管16与用于对已处理废气进行采样的分析仪相连 接。
[0032] 对由此构成的气体洗涤器10中的废气处理进行说明。从发动机排出的废气被气 体提供装置13导入到喷射装置12将液体进行喷雾的区域的下方位置。该废气沿着周壁部 Ila循环,并在气体洗涤器主体11内上升。
[0033] 另一方面,海水经由供水管12a被导入导水管12b。然后,海水从设置于多级的支 管12c的前端的喷射嘴被喷雾至气体洗涤器主体11的周壁部11a。
[0034] 因此,在气体洗涤器主体11内盘旋上升的废气与从喷射嘴喷雾出的海水进行气 液接触,从而吸收并去除废气内的二氧化硫(SO 2),其中所述喷射嘴设置于各级上设置的支 管12c。去除了二氧化硫(SO2)之后的废气从设置于气体洗涤器主体11的上部的开口部 Ilc被排出至大气中。另外,废气的一部分经由排气管16被送往分析仪。
[0035] 成为液滴的海水因盘旋而生成的远心力推到周壁部11a,并因自身重量而落下。落 下的液滴的盘旋被设置于气体洗涤器主体11下方的隔板14阻止,之后,落下的液滴沿着隔 板14及周壁部11a,储存于由气体洗涤器主体11的底壁部Ilb及其周围的周壁部Ila构成 的储存部。所储存的液体经由排水管15被排出至气体洗涤器主体11以外。
[0036] 图3是表示提供给气体洗涤器10的海水量与二氧化硫(SO2)的去除率的关系的 曲线图。图3中,横轴表示海水量(L/min),纵轴表示二氧化硫去除率(% )。
[0037] 如图3所示,越是增加提供给液体洗涤器10的海水量,利用喷射装置12进行喷雾 的海水量越多,则二氧化硫(SO 2)的去除率就越高。这是由于,通过增加进行喷雾的海水量, 从而液滴的表面积增大,废气与海水的接触面积增大。
[0038] 根据图3所示的海水量与二氧化硫(SO2)的去除率之间的关系,在从气体洗涤器 主体11的开口部lie排出至大气中的废气所含有的二氧化硫(SO 2)的浓度(出口 so2& 度)较高的情况下,通过增大由喷射装置12进行喷雾的海水量,从而能降低出口 SO2浓度。
[0039] 接着,对提供给气体洗涤器10的喷射装置12的海水量控制进行说明。图4是表 示本实施方式所涉及的废气处理系统中的海水量控制系统的结构的框图。
[0040] 如图4所示,该海水量控制系统具备:重油硫磺浓度设定器60、最低海水量换算器 61、GPS62、排出比率设定器63、0) 2分析仪64、SO 2分析仪65、SO 2浓度换算器66、PID控制 器67、海水量修正换算器68、加运算单元69、以及泵控制装置70。
[0041] 对上述海水量控制系统的结构及动作进行说明。
[0042] 海水量控制系统包括:计算最低海水量的最低海水量换算器61、计算出修正海水 量的海水量修正换算器68、以及对海水泵单元30 (参照图1)进行控制以将最低海水量与修 正海水量相加后得到的设定海水量提供给气体洗涤器10的泵控制装置70。
[0043] 最低海水量换算器61中输入有发动机20的输出值及重油硫磺浓度设定器60的 设定值。发动机20的输出值为船舶发动机的输出(0%至100%)。重油硫磺浓度设定器 60的设定值为船舶所使用的燃油(重油)的硫成分(0%至5% )。
[0044] 最低海水量换算器61中预先输入有所运用的发动机20的输出与重油消耗量之间 的关系数据,在输入了发动机20的输出值的情况下,将其换算成重油消耗量。然后,最低海 水量换算器61将重油消耗量、重油硫磺浓度设定器60的设定值即重油的硫成分、以及换算 系数相乘,从而计算出最低海水量。此外,所谓的最低海水量是指由上述式(1)至(3)中所 示的利用海水进行二氧化硫(SO 2)的吸收反应所需的最低的海水量。
[0045] GPS62测定船舶的当前位置,将基于该位置的运行海域信息输出至排出比率设定 器63。排出比率设定器63基于来自GPS62的信号或手动输入的运行海域信息,将该海域中 的二氧化硫(SO 2)的排出比率输出至SO2浓度换算器66。
[0046] 此处,所谓的排出比率是指由燃料中的硫成分而定的数值。另外,燃料中的硫成分 通过测定废气中的二氧化碳(CO 2)及二氧化硫(SO2)的排出比率来确认。
[0047] CO2分析仪64测定从气体洗涤器10排出至大气中的已处理废气所含有的CO 2的 浓度(出口 CO2浓度)。CO 2分析仪64的输出值被输入至SO 2浓度换算器66。SO 2浓度换算 器66将出口 CO2浓度(%)乘上排出比率,来计算出要洗净的SO2浓度(ppm),再乘上安全 率0. 8,来计算出出口 SO2浓度的设定值(SV)。该出口 SO 2浓度的设定值(SV)从SO 2浓度 换算器66输出至PID控制器67。
[0048] 例如,在燃料中的硫成分被限制在0. 1%的海域中,规定的排出比率为4.3。
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