具备主要进行将空气富氮化的第一膜组件9、和主要进行 将空气加湿的第二膜组件10。与图8装置符号和箭头符号相同的情况下与图8的说明相 同。利用第一膜组件9进行了富氮化的空气被第二膜组件10加湿，进而空气被低氧化，导 入至柴油发动机41中。
[0217] 关于图12也同样。
[0218] 图13中，101为真空泵或吸引鼓风机。除此以外与图6的说明相同。
[0219] 图14中，101为真空泵或吸引鼓风机。102为设置于增压器的吸入侧的膜装置。 F16为空气，根据需要进行导入。F8为废气，FlOl为空气。F102为富氮化空气。除此以外 与图6的说明相同。
[0220] 图15中，101为真空泵或吸引鼓风机。除此之外与图8的说明相同。
[0221] 图16中，101为真空泵或吸引鼓风机。102为设置于增压器的吸入侧的膜装置。 F16为空气，根据需要进行导入。F8为废气，FlOl为空气。F102为富氮化空气。除此以外 与图8的说明相同。
[0222] 需要说明的是，在任一种装置的连接的情况下，在实施例1~17、比较例1~21 中乳液燃料对发动机的供给均是在发动机跟前使燃料和水分别通过计量器并注入混合器 (七年工YBF/DND-300HC-ST)，从而进行混合、乳液化。在乳液化时，相对于燃料添加了乳 化剂七年工Y一;PSA0? 3容量％、七年工Y-;I/LK0? 2容量％。
[0223] 另外，对于实施例18~27、比较例22~28,使用了同样利用乳化剂进行了乳液化 的燃料。
[0224] 另外，对于实施例28~37、比较例29~32,不利用乳化剂而利用NANOX社制造的 静态混合器（Ramondnanomixer(注册商标）），在无乳化剂的条件下将轻油和水混合，使用 由此制备的乳液燃料。
[0225] 各实施例、比较例的图8、11、12的内燃机装置的第一膜组件、第二膜组件使用了 下述所示的平膜型膜组件、中空纤维型膜组件（表中示出了使用哪种和根数）。平膜型膜组 件使用聚乙烯微多孔膜（由水银孔隙率计测得的众数径为90nm)作为支撑层，将聚乙烯微 多孔膜剪裁成宽300mm后，利用微型凹版涂布机（康井精机制造）仅在聚乙烯微多孔膜的 一个表面涂布"特氟龙（注册商标）AF1600"（杜邦社制造），使厚度为Iym以下，得到气体 透过膜。
[0226] 接着，准备2片隔板，将上述气体透过膜夹在其中间，使用褶皱机，以褶皱高度 为60mm的条件进行褶皱加工后，剪裁为宽120mm，从而得到褶部的片数为550片（长度约 380mm)的褶皱层积体。利用环氧树脂对其端部进行粘合，得到膜元件。隔板使用线的交点 通过热融合固定的厚度为183ym、开口（线间距离）为1mm、宽度为300mm的平纹织物，该平 纹织物是利用由直径约126ym的多条线构成的聚酯制捻线制作得到的平纹织物。对该膜 元件进行装填，按照膜的一侧（一次侧）和另一侧（二次侧）除了膜的透过以外无气体移 动的方式保持气密，得到平膜型膜组件。每一根的膜面积为7. 5m2 (称为平膜A)。同样地， 还制成了每一根的膜面积为15m2的平膜型膜组件（称为平膜B)。装填到膜组件中的膜元 件如下制作：以内径为〇,7mmq)、外径为l.Ommq)的聚醚砜制中空纤维超滤膜（UF膜）作为 支撑层，在其外侧以厚度为IUm以下的方式涂布作为气体透过膜的氟树脂"特氟龙（注册 商标）AF1600"（商品名、杜邦社制造），将其在芯棒周围制成络筒（綾卷）状，由此来进行 制作。该膜元件是每一根的膜面积为10m2、外径为IMmmqK长度为430mm的圆筒形状。同 样地对该膜元件进行装填，得到中空纤维型膜组件。需要说明的是，上述气体透过膜的吸水 率为0.01%以下、与水的接触角为104°。吸水率是基于ASTMD570在将样品浸渍在23°C 的水中24小时的条件下进行测定的。与水的接触角如下测定：在样品的表面放置去离子水 的水滴、在23°C放置1分钟后，使用接触角测定装置（协和界面科学社制造，"CA-X150型接 触角计"）进行测定。
[0227] 实施例1~17、比较例1~21中使用2冲程低速柴油发动机，其规格如下：额定 177rpm(100%负荷时）、输出功率857kW、缸径400_、冲程1360mm、PmeL7MPa、使用A重油 作为燃料。发动机的运转基于"关于船用柴油发动机NOx排放限制的技术规范（2008)"（日 本海事协会）中规定的E3型检验循环来进行。
[0228] 通过变化喷射泵的容量来进行喷射时期调整，延迟4°。
[0229] 将实施例的运转条件和结果示于表1，将比较例的运转条件和结果示于表2。使用 自来水作为水。氧浓度使用横河电机制造的氧化锆型氧浓度计YEWZR202G+ZR20H进行测 定。湿度使用Testo制造的6681型温湿度计进行测定。
[0230] 在实施例18~27、比较例22~28中使用4-冲程高速柴油发动机，其规格如下： 额定2400rpm(100%负荷时）、输出功率103kW、缸径110mm、冲程125mm、净平均有效压力 PmeL08MPa、使用轻油燃料作为燃料（称为发动机4A)。实施例28~37、比较例29~32 中使用其他的4-冲程高速柴油发动机，其规格如下：额定3101rpm(100%负荷时）、输出功 率214kW、缸径100mm、冲程110mm、PmeL59MPa、使用轻油燃料作为燃料（称为发动机4B) 〇 将实施例、比较例的运转条件和结果示于表1~5。
[0231] 需要说明的是，在使用空气压缩机（特别是空气压缩机（49))的情况下，根据需要 排出来自增压器和空气压缩机的一部分供气，进行压力调整、防止喘振。
[0232] [表 1]
[0233]
【主权项】
1. 一种内燃机的运转方法，其为使姪类燃料和空气在燃烧室内燃烧的内燃机的运转方 法，其中， 所述空气不包含所述内燃机的废气， 所述方法具有W下工序： 降低导入至所述燃烧室的所述空气的氧浓度的氧浓度降低工序；和 将所述姪类燃料和水喷射至所述燃烧室的工序。
2. 如权利要求1所述的内燃机的运转方法，其中，将所述姪类燃料和水喷射至所述燃 烧室的工序为W下工序；在所述姪类燃料中混合水，W乳液的形式喷射至所述燃烧室。
3. 如权利要求1或2所述的内燃机的运转方法，其中，在所述氧浓度降低工序中包括W 下工序： 将所述空气加压而制成加压空气的空气加压工序；和 使所述加压空气与气体透过膜的一个面接触，降低该加压空气的氧浓度的工序。
4. 如权利要求3所述的内燃机的运转方法，其中，在所述氧浓度降低工序中包括W下 工序： 水蒸气添加工序，使加湿所述加压空气的加湿用水与所述气体透过膜的另一个面接 触，向该加压空气中添加水蒸气。
5. 如权利要求1或2所述的内燃机的运转方法，其中，在所述氧浓度降低工序中包括W 下工序： 水蒸气添加工序，将水蒸气添加至所述空气中，降低该空气的氧浓度。
6. 如权利要求5所述的内燃机的运转方法，其中，在所述水蒸气添加工序中包括W下 工序： 将所述空气加压而制成加压空气的空气加压工序；和 使所述加压空气与水蒸气透过膜的一个面接触，使加湿用水与该水蒸气透过膜的另一 个面接触，向该加压空气中添加水蒸气的工序。
7. 如权利要求3或4所述的内燃机的运转方法，其中，所述气体透过膜是基于气体的溶 解扩散而显示出气体分离性能的气体透过膜。
8. 如权利要求6所述的内燃机的运转方法，其中，所述水蒸气透过膜是基于气体的溶 解扩散而显示出气体分离性能的气体透过膜。
9. 如权利要求6所述的内燃机的运转方法，其中，所述水蒸气透过膜是疏水性微多孔 膜。
10. 如权利要求1~9中任一项所述的内燃机的运转方法，其中，在所述氧浓度降低工 序中，所述空气的氧浓度为l〇mol%W上20. 5mol%W下。
11. 如权利要求4或6所述的内燃机的运转方法，其中，所述加湿用水包含电解质。
12. 如权利要求4或6所述的内燃机的运转方法，其中，所述加湿用水包含氯化钢。
13. 如权利要求4或6所述的内燃机的运转方法，其中，所述加湿用水的温度为20°C W 上95°CW下。
14. 如权利要求4或6所述的内燃机的运转方法，其中，使所述加湿用水循环使用。
15. 如权利要求4~6中任一项所述的内燃机的运转方法，其中，经加湿的所述空气的 水的含量为Imol % W上，且经加湿的所述空气的湿度小于100% RH。
16. 如权利要求3、4或6所述的内燃机的运转方法，其中，在所述空气加压工序中， 所述空气被所述内燃机附带的增压器加压，进而被与该增压器串联配置的压缩机加 压。
17. 如权利要求3、4或6所述的内燃机的运转方法，其中，在所述空气加压工序中， 所述空气是将利用所述内燃机附带的增压器而加压的空气、和利用与该增压器并联配 置的压缩机而加压的空气加在一起的空气。
18. -种内燃机的运转方法，其为使姪类燃料和空气在燃烧室内燃烧的内燃机的运转 方法，其中，该方法包括W下步骤： 利用所述内燃机附带的增压器对所述空气进行加压， 利用与该增压器串联配置的压缩机对利用所述增压器所加压的空气进行压缩；或者， 在该利用增压器所加压的空气中加入利用与该增压器并联配置的压缩机所加压的空气， 使经加压的所述空气与气体透过膜的一个面接触，从该空气中除去特定量的氧，将所 得到的低氧浓度空气导入至所述内燃机。
19. 一种空气供给装置，其是具备增压器、空气压缩机和氧浓度降低组件的内燃机的空 气供给装置，其特征在于， 所述氧浓度降低组件具备气体透过膜和收纳该气体透过膜的外壳， 将所述增压器、所述空气压缩机和所述氧浓度降低组件串联连接。
20. -种空气供给装置，其是具备增压器、空气压缩机和氧浓度降低组件的内燃机的空 气供给装置，其特征在于， 所述氧浓度降低组件具备气体透过膜和收纳该气体透过膜的外壳， 所述增压器和所述氧浓度降低组件串联连接，所述空气压缩机在所述增压器与所述氧 浓度降低组件之间与所述增压器并联连接。
21. -种空气供给装置，其是具备增压器和氧浓度降低组件的内燃机的空气供给装置， 其特征在于， 所述氧浓度降低组件具备气体透过膜和收纳该气体透过膜的外壳， 所述氧浓度降低组件和所述增压器串联连接。
22. 如权利要求19~21中任一项所述的空气供给装置，其中，所述气体透过膜为水蒸 气透过膜。
23. 如权利要求19~22中任一项所述的空气供给装置，其中，所述气体透过膜为中空 纤维或平膜。
24. 如权利要求1或2所述的内燃机的运转方法，其特征在于，将通过所述氧浓度降低 工序而降低了氧浓度的所述空气供给至所述内燃机的增压器。
25. 如权利要求1或2所述的内燃机的运转方法，其特征在于，在所述氧浓度降低工序 中， 利用减压单元进行减压，使得气体透过膜的一个面侧的总压低于另一个面侧。
26. 如权利要求3、4、7、18或25所述的内燃机的运转方法，其特征在于，对于通过所述 气体透过膜而富氧化的一侧，流入气体进行吹扫。
27. 如权利要求21所述的空气供给装置，其特征在于，在所述氧浓度降低组件的上游 侧具备升压单元。
28. 如权利要求19~21中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，其具备减压单元， 该减压单元按照使所述气体透过膜的富氧化侧的总压低于富氮化侧的总压的方式进行减 压。
29. 如权利要求19~21中任一项所述的空气供给装置，其特征在于，对于所述气体透 过膜的富氧化侧，流入气体进行吹扫。
30. 如权利要求2所述的内燃机的运转方法，其特征在于，所述乳液不包含乳化剂。
【专利摘要】本发明涉及一种内燃机的运转方法，其为降低内燃机的废气中的氮氧化物的方法，该方法具有以下工序：将不包含废气的低氧浓度空气导入内燃机的工序；和在烃类燃料中混合加湿用水，以乳液燃料的形式喷射至内燃机的燃烧室的工序。
【IPC分类】F02D23-02, F02M25-022, F02M27-00, F02M33-00, F02D23-00
【公开号】CN104685198
【申请号】CN201380049849
【发明人】清水敦, 大野裕一, 新滨智广, 塚本雅弘
【申请人】旭化成化学株式会社
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年9月26日
【公告号】EP2902612A1, EP2902612A4, WO2014050986A1