[发明专利]船舶用脱硝系统及具备该系统的船舶、以及船舶用脱硝系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如在来自柴油发动机的废气的脱硝中使用而搭载于适合的船舶上的船舶用脱硝系统及具备该系统的船舶、以及船舶用脱硝系统的控制方法。

背景技术

为了将从船舶推进用的柴油发动机(主发动机)产生的氮氧化物(NOx)除去，而在船舶上搭载脱硝装置。

在下述专利文献1中公开了一种在船舶上能够生成作为脱硝催化剂的还原剂而使用的氨的发明。氨由于在船舶上能够生成，因此无需将液体氨向船舶输送并储藏在船舶内。而且，由于液体氨被作为危险物处理，因此需要设置泄漏探测传感器或双重配管这样的特别的储藏设备，但在船舶上无需为了生成必要量的氨而设置特别的储藏设备。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平11-292531号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在船舶上为了生成氨而需要用于电解水或驱动输送泵等的电能。在上述专利文献1中，示出了利用来自作为辅机的柴油发动机驱动型发电机的电力的情况。

然而，通常柴油发动机驱动型发电机比主发动机的热效率低，因此若从柴油发动机驱动型发电机得到电力的话，为了生成氨而更加浪费能量，从节约能量的观点出发不优选。

另外，在船内产生了剩余电力时，希望有效地利用该剩余电力。

发明内容

本发明鉴于这种情况而作出，目的在于提供一种能够节约能量且稳定地供给向生成脱硝用的氨的氨生成器供给的电力的船舶用脱硝系统及具备该系统的船舶以及船舶用脱硝系统的控制方法。

【用于解决课题的手段】

为了解决上述课题，本发明的船舶用脱硝系统及具备该系统的船舶以及船舶用脱硝系统的控制方法采用以下的机构。

即，本发明的第一形态的船舶用脱硝系统具备：氨生成器，其具有由水制造氢的氢制造部及由空气制造氮的氮制造部，由通过所述氢制造部制造出的氢及通过所述氮制造部制造出的氮来生成氨，并且从船内电力系统被供给电力；脱硝催化剂部，其设置在船舶用推进用的主发动机的废气通路上，与通过所述氨生成器生成的氨一起进行废气脱硝；发电机，其使用所述主发动机的废气能量进行发电，向所述船内电力系统供给电力；轴发电机马达，其由所述主发动机驱动而发电，能够进行向所述船内电力系统供给电力的发电运转，并且由从所述船内电力系统供给的电力驱动而对螺旋桨轴加力；发电输出控制部，其控制向所述氨生成器供给的供给电力、所述发电机的发电输出、以及向所述轴发电机马达供给的供给电力及所述轴发电机马达的发电输出。

氨生成器具有由水制造氢的氢制造部和由空气制造氮的氮制造部，利用由氢制造部及氮制造所制造出的氢及氮来生成氨。这样的话，以水及空气为原料而能够在船舶上生成氨，因此在船舶上无需设置储藏液体氨(例如氨水溶液)或尿素等还原剂的空间。因此，不用确保大的空间就能够将船舶用脱硝系统设置在船舶内。

另外，从主发动机的废气能量回收的发电输出经由船内电力系统而使用在氨生成器中。由此，能够以少的消耗能量使氨生成器运转，因此能够避免另行设置的柴油发动机驱动型发电机等的发电用辅机的容量增大或台数增加。

另外，由于设有对螺旋桨轴加力的轴发电机马达，因此能够减少主发动机的燃料消耗率。而且，对螺旋桨轴加力的轴发电机马达由于从船内电力系统接受电力供给，因此使用由发电机排热回收的电力来驱动轴发电机马达，由此能够构筑出热效率高的系统。尤其是在不需要废气脱硝的海域中航行时无需向氨生成器供给电力，因此能够将通过排热回收而得到的电力的剩余部分对于轴发电机马达有效地利用。

而且，所述第一形态的船舶用脱硝系统可以具备与所述船内电力系统连接的蓄电池。

由于具备与船内电力系统连接的蓄电池，因此即使主发动机产生负载变动而发电机的发电输出发生变动，也可以使用蓄电池的电力。尤其是在主发动机的低负载时无法充分得到来自发电机的发电输出的情况下有用。因此，能够经由船内电力系统对氨生成器稳定地供给电力。此外，由于蓄电池与发电机同样地与船内电力系统连接，因此能够蓄积由发电机产生的剩余电力。而且，在主发动机的减速时，可以利用蓄电池进行动力回收。

在船舶上设置发电用发动机时，通过具备蓄电池而能够抑制负载变动，因此能够减少发电用发动机的容量及尺寸。

此外，根据所述第一形态的船舶用脱硝系统，可以在所述船内电力系统上连接太阳能发电装置。

由于将太阳能发电装置与电力系统连接，因此能够将太阳能发电装置的发电输出向蓄电池供给。由此，能够更稳定地进行电力供给。