[发明专利]柴油发动机的排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化柴油发动机的排气的柴油发动机的排气净化装置。

背景技术

2008年，在IMO（国际海洋机构）的第57次海洋环境保护委员会（MEPC）上，采纳了有关“限制由船舶引起的环境污染”的第3次限制法案。其规定在2016年以后将NOx（氮氧化物）的排放量削减80%。 另外，对于含有S（硫）成分的燃料，其规定在一般海域中到2020年削减0.5%。

由于船舶的发动机几乎都是柴油发动机，因而柴油发动机的排气对策已经成为了当务之急。

在以重油作为燃料的船舶的柴油发动机与以汽油为燃料的汽油发动机之间，由于沸点、引火点、着火点等的温度不同，以及是否含有S（硫）的差异，因而在排气的性状上当然也有很大的不同。

船舶用的柴油发动机排出NOx（氮氧化物）、SOx（硫氧化物）、PM（颗粒状物质、煤烟）等。

对于由柴油发动机产生的NOx，在燃料燃烧时所产生的热NOx占据了大半。为了抑制NOx的产生量，以控制燃烧温度为目的，已经采用了改善燃烧始点、发动机内水喷雾、向燃料中混入水等措施。另外，已经采用了尾气再循环方式（ＥＧＲ：exhaust gas recirculation），其通过使氧气O₂浓度下降来降低燃烧温度，进而抑制热NOx的产生。

但是，采用这些装置而带来的NOx减少率为20%～50%左右，在这些装置中，还不能够达到所要求的NOx减少率80%。

图10是显示以前的NOx净化装置（SCR：Selective Catalytic Reduction）的示意图。

如图10所示，如果将柴油发动机的排出气体导入至以前的NOx净化装置15，则从尿素喷嘴15b喷射尿素-水15a，尿素被水解为氨。接着，通过填充有钛/钒类催化剂的催化剂层15c，使NOx与氨（NH₃）反应，进而被分解为N₂和H₂O，NOx被净化（例如，参照非专利文献1）。

然而，关于SCR，存在有如下这样的问题：由排出气体的温度引起的NOx除去性能的变化；由对应于排出气体量和排出气体中的NOx浓度的尿素喷雾量的控制不良引起的氨泄漏对策；以及根据燃料不同，由于排气中的SOx而引起催化剂的寿命下降，进而需要定期的更换催化剂，因而维护成本高等。

另外，在以前的NOx净化装置15中，存在有不能够应对SOx和PM的净化这样的问题。

图11是作为以前的SOx净化装置的洗涤塔的立体图。

如图11所示，作为气液接触型的以前的SOx净化装置的洗涤塔16是一种如下这样的装置：从装置的中间部使吸收液喷出，使排出气体在该喷水中通过而捕捉SOx并将其除去（例如，参照非专利文献2）。

然而，洗涤塔16由于相对于排出气体量需要大量的吸收液，例如电解海水，因此设备的体积较大，例如向船内安装的设备是困难的，存在有运转成本尤其是电费变高这样的问题。

另外，在除去其它有害物质时，一般具有从固定在液体最下面或者液体中的网眼状板使气泡产生的，但在气泡的分散中具有问题，气液接触状态也差，为了满足要求事项而必须大型化（多级化 ），并且气体通过阻力也增大，因而存在有设备以及运转成本两者都上升这样的问题。

并且，在作为以前的排气净化装置的洗涤塔16或者气泡塔（图中未显示）中，由于不能够进行排气中的多种有害物质的净化，因而存在有必需2个装置，在一个装置中没有除去NOx、SOx、PM等有害物质的柴油发动机的排气净化装置这样的问题。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1 平田宏一 “机械室设计也变化的排气对应技术的动向”

2008．11海上技术安全研究所报告会（第9次）演讲集 海上技术安全研究所版 2009年．9．11发行 P．61

非专利文献2 三菱重工业株式会社 液中式吸收塔［online］ 2011年3月9日检索网络

（http://www.mhi.co.jp/products/detail/fgdp_dcfs.html）。

发明内容

于是，本发明就是为了解决以前的问题而创造的，将提供一种具有如下构成的柴油发动机的排气净化装置作为课题：不会使柴油发动机的性能下降，能够在一个装置中高效地除去所排出的NOx、SOx、PM等有害物质，同时即使设置场所为船内，也能够节省空间进行设置，将运转成本、维护成本控制到最小限度，并且除了化学吸收液以外，还能够使用水、海水等。