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特開2015-200215高濃度に硫黄成分を含有する低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-200215(P2015-200215A)
(43)【公開日】2015年11月12日
(54)【発明の名称】高濃度に硫黄成分を含有する低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
(51)【国際特許分類】
F01N 3/24 20060101AFI20151016BHJP
F01N 3/01 20060101ALI20151016BHJP
F01N 3/02 20060101ALI20151016BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20151016BHJP
F02M 25/07 20060101ALI20151016BHJP
F01N 3/20 20060101ALI20151016BHJP
F01N 3/04 20060101ALI20151016BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20151016BHJP
B01J 23/46 20060101ALI20151016BHJP
B01D 53/50 20060101ALI20151016BHJP
B01D 53/77 20060101ALI20151016BHJP
B03C 3/019 20060101ALI20151016BHJP
B03C 3/017 20060101ALI20151016BHJP
【ＦＩ】
F01N3/24 AZAB
F01N3/02 301F
F01N3/08 B
F01N3/24 S
F02M25/07 580D
F01N3/20 K
F01N3/02 301K
F01N3/04 A
B01D53/36 101A
B01J23/46 311A
B01D53/34 125K
B03C3/019
B03C3/017 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2014-78832(P2014-78832)
(22)【出願日】2014年4月7日
(71)【出願人】
【識別番号】000120249
【氏名又は名称】臼井国際産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123869
【弁理士】
【氏名又は名称】押田 良隆
(72)【発明者】
【氏名】古堅 宗勝
(72)【発明者】
【氏名】牧野 義
(72)【発明者】
【氏名】高橋 輝久
(72)【発明者】
【氏名】滝川 一儀
【テーマコード（参考）】
3G062
3G091
3G190
4D002
4D048
4D054
4G169
【Ｆターム（参考）】
3G062ED01
3G062ED09
3G091AA04
3G091AA18
3G091AB05
3G091AB11
3G091AB15
3G091BA07
3G091BA13
3G091BA14
3G091CA01
3G091CA15
3G091CA16
3G091HA07
3G091HA12
3G091HB05
3G190AA05
3G190AA12
3G190AA16
3G190AA17
3G190BA01
3G190CA01
3G190CA21
3G190CA23
3G190CB03
3G190CB18
3G190CB19
3G190CB23
3G190CB26
3G190DA25
4D002AA02
4D002AC10
4D002BA02
4D002BA12
4D002BA14
4D002CA04
4D002CA13
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4D002EA07
4D048AA06
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4D048CC38
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4G169AA03
4G169BA04B
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4G169BC69B
4G169BC70B
4G169BC71B
4G169BC72B
4G169BC74B
4G169CA02
4G169CA03
4G169CA08
4G169CA13
4G169DA05
(57)【要約】
【課題】特に高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、処理水の特別海域及び特別海域外の航行中であっても廃棄処理水の海洋への排出を可能とならしめる船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の提供。【解決手段】高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管に選択触媒還元脱硝装置（以下、「ＳＣＲ」と称する。）を設け、該ＳＣＲの下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを配設した構成となしたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管に選択触媒還元脱硝装置（以下、「ＳＣＲ」と称する。）を設け、該ＳＣＲの下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるカーボンを主体とする粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称する。）をほとんど除去しないスクラバーを配設した構成となしたことを特徴とする、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項2】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＳＣＲを設け、該ＳＣＲの下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを配設し、さらに前記ＳＣＲもしくは前記スクラバーのいずれかの上流に前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とする高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項3】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＳＣＲを設け、該ＳＣＲの下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを配設し、前記ＳＣＲの上流側排気管、下流側排気管、もしくは前記スクラバーの下流側排気管のいずれかに前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして分流する分岐部を設け、該分岐部に連なるＥＧＲ配管系を介して前記ＥＧＲガスをエンジンの吸気に還流させる構成となしたことを特徴とする高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項4】
前記ＥＧＲ配管系に、ガスと粒子の拡散速度の相違を利用してＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副スクラバーをさらに配設した構成となしたことを特徴とする請求項３に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項5】
前記ＳＣＲの上流側排気管に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とする請求項３〜４のいずれか１項に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項6】
前記副スクラバー上流のＥＧＲ配管系に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とする請求項４に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項7】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを設け、該ＰＭをほとんど除去しないスクラバーの下流にＳＣＲを配設した構成となしたことを特徴とする高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項8】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを設け、該ＰＭをほとんど除去しないスクラバーの下流にＳＣＲを配設し、さらに前記スクラバーの上流に前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とする高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項9】
高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバーを設け、該ＰＭをほとんど除去しないスクラバーの下流にＳＣＲを配設し、さらに前記スクラバーの上流側排気管、下流側排気管、もしくは前記ＳＣＲの上流側排気管のいずれかに前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして分流する分岐部を設け、該分岐部に連なるＥＧＲ配管系を介して前記ＥＧＲガスをエンジンの吸気に還流させる構成となしたことを特徴とする高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項10】
前記ＥＧＲ配管系に、ガスと粒子の拡散速度の相違を利用してＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副スクラバーをさらに配設した構成となしたことを特徴とする請求項９に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項11】
前記副スクラバー上流のＥＧＲ配管系に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とする請求項９に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項12】
前記ＳＣＲの上流に、排気ガスを加熱する昇温機を配置した構成となしたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶用ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる硫黄酸化物等の有害ガスを除去し浄化する、船舶用、発電用、産業用等の特に高濃度に硫黄成分を含有する重油［重油（Fuel Oil）は舶用工業界において、ディーゼル油（Diesel Oil：ＤＯ）、舶用ディーゼル燃料（Marine Diesel Fuel：ＭＤＦ）又は舶用ディーゼル油（Marine Diesel Oil ：ＭＤＯ）、舶用燃料油（Marine Fuel Oil：ＭＦＯ）、重質燃料油（Heavy Fuel Oil：ＨＦＯ）、残差燃料油（Residual Fuel Oil:ＲＦＯ）と標記されるが、本発明においてはこれらの標記を総称して重油（Diesel Oil）と称する。］等の低質燃料を使用する大排気量船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス処理技術に係り、より詳しくは高い温度の排気ガスを排出する大排気量船舶用ディーゼルエンジンにおける選択式還元触媒脱硝装置（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：以下「ＳＣＲ」と称する。）と、ガスと粒子の拡散速度の相違を利用したスクラバーを配設した排気ガスの浄化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
各種船舶や発電機並びに大型建機、さらには各種自動車等の動力源としてディーゼルエンジンが広範囲に採用されているが、このディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるカーボンを主体とする粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：以下「ＰＭ」と称する。）や硫黄酸化物（以下、「ＳＯｘ」と称する。）、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）は、周知の通り大気汚染をきたすのみならず、人体に極めて有害な物質であるため、その排気ガスの浄化は極めて重要である。このため、ディーゼルエンジンの燃焼方式の改善や各種排気ガスフィルタの採用、排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下「ＥＧＲ」と称する。）法、ＳＣＲによる排気ガス浄化方法、そしてコロナ放電を利用して電気的に処理する方法等、既に数多くの提案がなされ、その一部は実用に供されている。
【0003】
ここで、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（粒状物質）の成分は、有機溶剤可溶分（ＳＯＦ：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ、以下「ＳＯＦ」と称す。）と有機溶剤不溶分（ＩＳＦ：Ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ、以下「ＩＳＦ」と称す。）の２つに分けられるが、そのうちＳＯＦ分は、燃料や潤滑油の未燃分が主な成分で、発ガン作用のある多環芳香族等の有害物質が含まれる。一方、ＩＳＦ分は、電気抵抗率の低いカーボン（すす）とサルフェート（Ｓｕｌｆａｔｅ：硫酸塩）成分を主成分とするもので、このＳＯＦ分およびＩＳＦ分は、その人体、環境に与える影響から、極力少ない排気ガスが望まれている。特に、生体におけるＰＭの悪影響の度合いは、その粒子径がｎｍサイズになる場合に特に問題であるとも言われている。
【0004】
コロナ放電を利用して電気的に処理する方法としては、例えば以下に記載する方法及び装置（特許文献１〜２）が提案されている。即ち、本願出願人は特許文献１において、図１５にその概略を示すように、排気ガス通路１２１にコロナ放電部１２２−１と帯電部１２２−２とからなる放電帯電部１２２を設けて、コロナ放電された電子１２９を排気ガスＧ１中のカーボンを主体とするＰＭ１２８に帯電させ、同排気ガス通路１２１に配置した捕集板１２３で前記帯電したＰＭ１２８を捕集する方式であって、放電帯電部１２２における電極針１２４は排気ガス流の流れ方向長さが短く、かつ捕集板１２３は排気ガス流の流れ方向に対し直角方向に配設された構成となしたディーゼルエンジンの排気ガス用電気式処理方法及び装置を提案している。なお図中、１２５はシールガス管、１２６は高圧電源装置、１２７は排気ガス誘導管である。
【0005】
又、本願出願人は特許文献２の第１実施例において、図１６にその概略を示すように、船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１１１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）１１２下流の排気管のターボチャージャー（Ｔ／Ｃ）１１４のタービン（図示せず）下流に排気ガスクーラー（Ｇ／Ｃ）１１５を配設し、更に該排気ガスクーラー（Ｇ／Ｃ）１１５の下流に静電サイクロン排気ガス浄化装置（ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）：以下「ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ」と称する。）１１６を配設し、その下流側配管に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しないスクラバー（以下「ＮＳスクラバー」と称する。）１１３を配設し、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）１１７下流の吸気管にターボチャージャー（Ｔ／Ｃ）１１４のコンプレッサー（図示せず）及びインタークーラー（Ｉ／Ｃ）１１８を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）１１９に外部の空気を吸気させるよう構成される装置を提案している。なお、特許文献２の図１６に示すごとく排気ガスを全く処理せずに排出させている場合もある。
【0006】
一方、非特許文献１には、第３章「すべての船舶の機関区域要件」におけるＰａｒｔＣ「油の排出規制」の第１５規則「油の排出規制」において、特別海域外及び特別海域での希釈しない場合の油性混合物の油分濃度が規定されている。
【0007】
又、非特許文献２には、第２章「ＩＭＯの３次ＮＯｘ規制への対応技術と残された課題」における２−２「ＩＭＯの３次ＮＯｘ規制への対応するエンジン技術」の２−２−２「排気循環」のＰ１４〜１６において、ターボチャージャーのタービンへの排気管から分流したＥＧＲガスをスクラバーにて浄化した後ＥＧＲクーラーで冷却し、更に水滴捕集機を通してからターボチャージャーのコンプレッサーから圧送される吸気の（Ｉ／Ｃ）にＥＧＲブロアーで還流させたディーゼルエンジンをコンテナ船に搭載する技術が示されている。なお、非特許文献２中のＩＭＯとは、国際海事機関；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎの略号である。
【0008】
又、非特許文献３には、アルファ・ラバル社がデンマークのフィカリア・シーウェイズ号搭載の出力２１，０００ｋＷ、ＭＡＮ Ｂ＆Ｗ製２ストロークエンジンを使用してのＳＯｘ対応技術の例として、硫黄含有率２．２パーセントの重油を使用しながら排気ガスを海水と清水の双方を状況に応じて使い分けるスクラバーにて処理することにより、ＩＭＯ（国際海事機関）の２０１５年施行予定要求レベルである排出ガス中の硫黄含有率０．１パーセントの重油使用時と同等のレベルまで洗浄除去する技術が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】ＷＯ２００６／０６４８０５号公報
【特許文献2】特願２０１３−９４３９０
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】１９７３年の船舶による汚染の防止のための国際条約、附属書I「油による汚染の防止のための規則」
【非特許文献2】社団法人日本マリンエンジニアリング学会編：平成２１年度船舶排出大気汚染物質削減技術検討調査報告書
【非特許文献3】２０１１年１１月３０日発行のアルファ・ラバルインターナショナルマガジン「ｈｅｒｅ」Ｎｏ．３０ Ｐ６〜Ｐ１４「クリーン ソリューションの波」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上記した従来のディーゼルエンジン排ガス浄化装置には、以下に記載する課題や問題点がある。前記特許文献１に記載されたコロナ放電等を利用して電気的に排気ガス中のＰＭを処理するディーゼルエンジンの排気ガス処理技術（例えば図１５に示すディーゼルエンジンの排気ガス用電気式処理方法及び装置）においては、以下に記載する課題が生じている。
即ち、船舶用ディーゼルエンジンにあっては、硫黄成分の含有量の少ない軽油を使用する自動車用ディーゼルエンジンと比較して格段に大きな排気量を有しかつ高濃度に硫黄成分を含有する重油［重油は軽油に対し５００〜３５００倍程度の硫黄分を含有：ＪＩＳ Ｋ２２０４：２００７「軽油」；０．００１０質量％以下、Ｋ２２０５−１９９０「重油」；０．５〜３．５質量％以下、による］等の低質燃料を使用する大排気量船舶用ディーゼルエンジンに、例えば先の特許文献１に記載の排気ガス浄化装置を用いた場合には、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料中の硫黄成分が排気ガスやＥＧＲガス中でサルフェートとなりエンジン構成部品、特に排気関係部品を腐食するという課題を克服する必要がある。又、硫黄成分に基づくＳＯｘが全く捕集できない。
【0012】
又、前記特許文献２（本願出願人に係る先の提案のもの）に記載された特に高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する大排気量で高速及び／又は大流量の排気ガスが排出されるディーゼルエンジンの排気ガス用電気式処理方法及び装置（図１６）は、ターボチャージャー（Ｔ／Ｃ）１１４のタービンホイール（図示せず）を駆動し水冷の排気ガスクーラー１１５により冷却された排気ガスは、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ（筒状捕集部：内径φ４００ｍｍ×長さ３０００ｍｍ、静電電圧：ＤＣ−４５０００Ｖ、サイクロン捕集部：胴径φ２６０ｍｍ）１１６で当該排気ガス中のＰＭ（ＳＯＦ、ＩＳＦ）の含有量が減らされ、その後ＰＭをほとんど溶解・除去しないＮＳスクラバーを通過して排気ガス浄化装置からサイレンサ（図示せず）を経由し船外へ排出される排出ガスとなる。この排気ガス浄化装置において、有機溶剤可溶分をほとんど溶解・除去しないＮＳスクラバー１１３では該ＮＳスクラバーを構成する各壁面に存在（一部流下）する処理水の薄膜層により、排気ガス中のＳＯｘは各壁面の処理水の表面付近を流れる間に処理水に吸着され溶解してその濃度を激減させて排出されるが、排気ガス中のＰＭは処理水の表面に沿いながら流れるだけで、スクラバー処理水の表面に対し排気ガスが激しく衝突することがほとんどなく、ＮＳスクラバー処理水の表面付近を滑らかに流れるだけであるから、相互に混合することがない。
【0013】
一方、従来技術の処理水と排気ガス（特に粒子成分）が通常スクラバー即ちジェットスクラバー、ベンチュリースクラバー、スプレー塔等の加圧水式や、充填塔、流動層スクラバー等の充填式のスクラバー（著者；公害防止の技術と法規編集委員会、発行所；社団法人産業環境管理協会、２０１１年１月２０日発行、書名：新・公害防止の技術と法規２０１１〔大気編〕分冊II）II−２７８図４．２．３−８〜II−２８２図４．２．３−１０参照）のごとくスクラバー処理水の表面に対し排気ガスが激しく衝突し、相互に混合する。従って、この排気ガス浄化装置のＰＭをほとんど溶解・除去しないＮＳスクラバー１１３では、処理水には主としてＳＯｘのみが溶解していて粒子であるＰＭを主成分とする油性混合物はごく僅かしか溶解・含有していないので、このＰＭをほとんど溶解・除去しないＮＳスクラバー１１３の廃棄処理水の後処理は、硫黄起源成分は中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、またスクラバー・スルー運転（スクラバタンクの水（海水）が排水規制基準値（ｐＨ，油分，重金属類の規制基準値）に近づいたら、海水を汲み上げタンクの水（海水）を適宜補給し入れ替える。即ち、スクラバー廃水の処理（ｐＨ調整，汚濁物の回収等）は行わない）をすることも可能となる。しかし、この排気ガス浄化装置にあっては、ＥＧＲシステムを有しないため排気ガスには窒素酸化物が含有されている。
なお、特許文献２の図１６に示すように排気ガスが全く処理されずに排出される場合はスクラバー処理水の廃棄処理の問題を有してはいないが、排気ガスに含有される全ての有害成分がそのまま排出されて環境保全に悪影響を与えていることはいうまでもない。
【0014】
一方、非特許文献１の第３章「すべての船舶の機関区域要件」におけるＰａｒｔＣ「油の排出規制」の第１５規則「油の排出規制」においては、Ａ．「特別海域外での排出」条項の２「総トン数４００トン以上の船舶からの油又は油性混合物の海洋への排出は禁止する。ただし、次のすべての条件を満たす場合は除く。」との規定の．３には「希釈をしない場合の油性混合物の油分濃度が１００万分の１５以下であること。」と規定され、Ｂ．「特別海域での排出」条項の３「総トン数４００トン以上の船舶からの油又は油性混合物の海洋への排出は禁止する。ただし、次のすべての条件を満たす場合は除く。」との規定の．３には「希釈をしない場合の油性混合物の油分濃度が１００万分の１５以下であること。」と規定されている。なお、ここで「油」とは、原油、重油及び潤滑油を言い、「油性」とは、この意味に従って解釈するものとし、「油性混合物」とは、油を含有する混合物をいう。
【0015】
また、非特許文献２に記載の舶用ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスから分流したＥＧＲガスを吸気に還流することによって、排気ガスからＮＯｘの８０％低減とＥＧＲガスからの１００％近いＳＯｘ除去が可能であるが、スクラバーを通過する煤塵、ＰＭになお含まれる硫黄分のディーゼル機関本体やシステムへの影響については、長期の実船試験が必要であるのみならず、スクラバーから船外排出される洗浄水については環境や生態系に影響を与えないようにする必要があり、特にこのスクラバーの洗浄水においてはＰＭの溶解・浮遊、ＳＯ２の溶解等に伴うこれら環境汚染成分もしくは生態系影響成分の除去やｐＨ調整等、廃水処理が大きな問題となることが予想される。しかし、大排気量の舶用ディーゼルエンジンの長時間にわたる航海においては、少なくともＥＧＲガス流を、好ましくはＥＧＲガス流を含む排気ガス流の全量の処理は、スクラバーのみでの処理は装置の大きさ（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む。）の点から全く現実的でない。
【0016】
一方、非特許文献３に記載の「クリーン ソリューションの波」においては、「海運業界の環境影響の削減や、海洋汚染に対するより厳格な法律への適合に、クリーンな新技術が貢献する」として、以下のように記載されている。要約（I）技術的背景：
（I）ＩＭＯは船舶による汚染に対する規制を強化します。
（ア）硫黄酸化物（ＳＯｘ）（新造船及び既存船両方に適用）
燃料油の硫黄濃度の上限を定める世界的な規制が適用されます。厳格化された規制が排出規制海域に適用されます。上限値は２０１２年から段階的に変更されます。この規制値に適合するためには、低硫黄燃料の使用や排ガス浄化装置が必要です。
（イ）窒素酸化物（ＮＯｘ）（新造船のみに適用）
既存の規制要求事項は、出力１３０ＫＷ以上の舶用ディーゼル機関に適用されます。船舶の建造日に応じて異なる規制値が適用されます。排出規制海域を航行する新造船に対して、２０１６年より厳格化された規制（ＴｉｅｒIII）が適用されます。
（ウ）ビルジ水（新造船及び既存船両方に適用）
船外に排出するビルジ水の規制値は１５ｐｐｍです。
要約（II）水処理技術：
（II）アルファ・ラバルの水処理技術：
（ア）船舶のビルジタンクの油性廃水のみを処理するＰｕｒｅＢｉｌｇｅソリューションは、一段階の高速遠心分離システムによって、化学物質や吸着フィルタ、膜を使用せずに大量の水を浄化し、水中油分は５ｐｐｍ未満となります。
（イ）ＩＭＯが船舶に要求するＮＯｘ排出の８０パーセント削減を可能にするために、アルファ・ラバルはＭＡＮディーゼル社と協力して大型２ストロークディーゼルエンジン用の排気再循環（ＥＧＲ）システムを開発しました。
（ウ）ＳＯｘ排出については、アルファ・ラバルが完全な排ガス浄化プロセスを開発しました。現在船上での試験が行われているこのシステムでもアルファ・ラバル分離機を使用して、スクラバーからの汚水を海への排水前に浄化しています。
要約（III）ＳＯｘ対応技術：
（III）アルファ・ラバルのＳＯｘ対応技術：
（フィカリア・シーウェイズ号（デンマーク）＝出力２１，０００ｋＷ，ＭＡＮ Ｂ＆Ｗ２ストロークエンジン）に搭載。
（ア）燃料は硫黄含有率２．２パーセントの重油で、排出ガスは、２０１５年に施行されるＩＭＯ（国際海事機関）の要求レベルである硫黄含有率０．１パーセントと同等のレベルまで洗浄除去されています。
（イ）アルファ・ラバルのＰｕｒｅＳＯｘは、海水と清水の双方を状況に応じて使い分ける。
「海水あるいは淡水を苛性ソーダと水溶液を使って主機の排ガスを洗浄します。」
●第一段階では、ガス導入部分で水を噴射する事によって排ガスを冷却し、そして排ガス中の煤塵の大半もここで除去されます。
●第二段階では、スクラバタワー内で排ガス中の硫黄酸化物等をさらに洗浄します。排ガス中の水滴の持ち去りや腐食を防止する為に、煙突から排出される前にガス中の水滴はデミスターで除去されます。
●第三段階では、排ガスに残留している硫黄酸化物をさらに浄化します。船舶の煙突から排出する前に、凝縮や腐食を防ぐために、排ガスから小さな水滴が除去されます（排ガスの硫黄分を９８％以上除去）。
この非特許文献３の１２ページ第２欄１６行〜第３欄１行「スクラバーは、船のファンネルに据え付けられた大きなシャワー室だと言う事ができます。」との記載及び１４ページ掲載の写真中の注記「船の煙突に設置されたスクラバーは、大きなシャワー室に例えることができます。」の記載と、ハイブリッドシステム図（図示せず）のスクラバー上部から水・海水が供給され最下部から共に排水され、排気ガスがバイパスダンパーからスクラバー下部に供給され最上部に直結された煙突に排出されていることから、スクラバーはシャワー充填塔方式のものであることが解る。即ち、スクラバー処理水の表面に対し排気ガスが激しく衝突するタイプであって、排気ガス中の粒子状成分もガス状成分と共に除去可能な機能を有することが解る。従ってスクラバー水の後処理にはハイブリッドシステム図（図示せず）記載の各構成装置を揃えると共にそれらを高度に操作し操業する必要がある。
【0017】
本発明は、上記した従来技術の問題に鑑み、特に高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する大排気量で高速及び／又は大流量の排気ガスが排出される舶用ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭの処理水への混合を阻止しながらＳＯｘを高効率に除去すると共にＮＯｘをも除去して排気ガスを浄化すると共に、スクラバー処理水へのＰＭの混合が阻止されていることにより、ＳＯｘを中和濾過など単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置により処理して、特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となる装置、即ち、スクラバー処理水の、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型の処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む。）で設置自由度の低い設備を必要とせずに、安価で保守が容易な小型で設置自由度の高い設備でありながら処理水の管理が容易であり、又、時にはスクラバー・スルー運転も可能であり、製油業界における大規模な脱硫装置の設置に伴う膨大な設備投資を必要とせず、従って燃料費を安価とすることができる、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第１の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管に選択触媒還元脱硝装置（以下、「ＳＣＲ」と称する。）を設け、該ＳＣＲの下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないスクラバー（以下「ＰＭフリースクラバー」と称する。）を配設した構成となしたことを特徴とするものである。
【0019】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第２の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＳＣＲを設け、該ＳＣＲの下流にＰＭフリークラバーを配設し、さらに前記ＳＣＲもしくは前記ＰＭフリースクラバーのいずれかの上流に前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とするものである。
【0020】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第３の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＳＣＲを設け、該ＳＣＲの下流にＰＭフリークラバーを配設し、前記ＳＣＲの上流側排気管、下流側排気管、もしくは前記ＰＭフリースクラバーの下流側排気管のいずれかに前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして分流する分岐部を設け、該分岐部に連なるＥＧＲ配管系を介して前記ＥＧＲガスをエンジンの吸気に還流させる構成となしたことを特徴とするものである。又、本発明においては、前記ＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバーを配設した構成となすことを好ましい態様とするものである。さらに、前記ＳＣＲの上流側排気管に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成とすることを好ましい態様とするものである。さらに又、前記副ＰＭフリースクラバー上流のＥＧＲ配管系に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成とすることを好ましい態様とするものである。
【0021】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第４の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＰＭフリースクラバーを設け、該スクラバーの下流に前記ＳＣＲを設置した構成となしたことを特徴とするものである。
【0022】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第５の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＰＭフリースクラバーを設け、該スクラバーの下流に前記ＳＣＲを設置し、さらに前記ＰＭフリースクラバーの上流に前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となしたことを特徴とするものである。
【0023】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、第６の発明として、エンジンの排気マニホールドに連なる排気管にＰＭフリースクラバーを設け、該スクラバーの下流に前記ＳＣＲを設置し、さらに前記ＰＭフリースクラバーの上流側排気管、下流側排気管、もしくは前記ＳＣＲの下流側排気管のいずれかに前記排気ガスの一部をＥＧＲガスとして分流する分岐部を設け、該分岐部に連なるＥＧＲ配管系を介して前記ＥＧＲガスをエンジンの吸気に還流させる構成となしたことを特徴とするものである。又、本発明においても、前記ＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバーを配設した構成となすことを好ましい態様とするものである。さらに、前記副ＰＭフリースクラバー上流のＥＧＲ配管系に、前記ＰＭを除去する電気集塵手段を設置した構成となすことを好ましい態様とするものである。
【0024】
さらに又、本発明は、前記第１〜第６の発明において、前記ＳＣＲの上流に、排気ガスを加熱する昇温機を配置した構成とすることを好ましい態様とするものである。
【発明の効果】
【0025】
本発明に係る高濃度に硫黄成分を含有する低質燃料を使用する船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、以下に記載する効果を奏する。１．排気管にＳＣＲが設けられ、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しないＰＭフリースクラバーが設置されているので、
(1).ＳＣＲの設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することが実現し、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
(2).ＰＭフリースクラバーの設置により排気ガス中のＳＯｘは殆どがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、ＳＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することが実現し、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
(3).スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
(4).(3) の作用・効果によりスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ廃棄処理水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバ・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(5).なおこの構成では、排気ガス中のＰＭはほとんど除去されずに大気放出される。
２．ＳＣＲの上流に昇温機を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上（排気ガスの流速が遅くＳＣＲ内の滞留時間が長い場合は昇温機にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が早くＳＣＲ内の滞留時間が短い場合は排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度）に昇温させておくことにより、
(1).エンジン始動時などの排気ガス温度が例え低温であっても、排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの高効率な還元作用を確保することができる。
(2).昇温機には電熱ヒーターを単独で用いると制御が容易であり、燃料噴射装置と点火装置を組み合せて用いると消費電力が少ないので全体としてのエネルギー効率が良くなり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いて酸化反応熱を利用しても良く、また酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去することもできる。
３．排気管のＰＭフリースクラバーの上流又はＳＣＲの上流にＥＳＰ/Ｃ/ＤＰＦを設けると、
(1).排気ガス中のＰＭはＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦにより殆ど除去されて極僅かしか含有されていないので排気ガスの大気放出が可能となると共に、ＰＭフリースクラバー処理水の排水処理負荷が極めて軽くなる（１．(3) 、(4) の効果がさらに大きくなる）。
(2).ＳＣＲの上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦを設置することにより、ＳＣＲに流入する排気ガス中のＰＭはＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦによりほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので、ＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止でき、還元効率の悪化や排気抵抗の増加に伴う燃費の悪化、ＳＣＲ触媒に堆積したＰＭを除去するメンテナンスのための機関停止などを抑制できる。
４．ＳＣＲの上流、ＳＣＲの下流、あるいはＰＭフリースクラバーの下流に分岐部を設けてＥＧＲガスを分岐して吸気に還流すると、
(1).燃焼室に熱容量の大きい炭酸ガスを供給し存在させることにより燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を燃焼段階で抑制して、ＳＣＲに流入する排気ガス中のＮＯｘの含有量を予め低下させておくことができ、この排気ガス中のＮＯｘ含有量の減少に伴いＳＣＲにて還元するＮＯｘの量が減少してＳＣＲ触媒の還元量の負荷が軽くなりＳＣＲが小型・短縮化されて排気抵抗の減少、装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化が図られる。
(2).ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
５．ＰＭフリースクラバーの下流にＥＧＲ分岐部を設けてＰＭフリースクラバーにて浄化されたガスをＥＧＲガスとすると、
(1).ＥＧＲガスは予めＰＭフリースクラバーによりＳＯｘが除去されて殆ど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(2).ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
６．ＥＧＲ配管に、ＥＧＲガスに含まれるＳＯｘを除去しＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバーを設置すると、
(1).ＥＧＲガスに含まれるＳＯｘがさらに減少して前記５．(1) 、(2)の作用効果がより大きくなると共に、副ＰＭフリースクラバーのスクラバー処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されず主ＰＭフリースクラバーと同様にスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は容易である。
７．排気管にＳＣＲを設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない主ＰＭフリースクラバーを設置すると共に、排気管のＳＣＲの上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバーの下流のいずれかに分岐部を設け、該分岐部からＥＧＲ配管系を設けてＥＧＲガスを分岐して吸気に還流して排気ガスからのＮＯｘを予め除去し、さらにＥＧＲ配管にＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバーを設置し、さらに又、好ましくはＥＧＲ配管系の副ＰＭフリースクラバーの上流にＥＧＲガスに含まれるＰＭを除去するＥＳＰ/ Ｃ/ ＤＰＦを設置すると、
(1).ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦによりＥＧＲガス中のＰＭや金属の酸化物などの磨耗を促進する粒子成分はより除去される。
(2).ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘも殆ど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(3).ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘも殆ど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(4).副ＰＭフリースクラバーの処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されずスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は容易である。
８．排気管の上流にＰＭフリースクラバーを設置しＳＣＲを下流に設置すると、
(1).ＳＣＲに流入する排気ガスから予めＳＯｘが除去されているので、ＳＣＲを構成する平板やセラミック担体などに担持された貴金属などの触媒成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化などをはかることができる。
９．ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ上流への冷却機の設置により、
(1).ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦに流入する排気ガスを予め冷却することができ、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦでのＰＭ捕集率を向上させてＰＭフリースクラバーヘ流入するＰＭをさらに減少させることができ、船外へ排出される排気ガス中のＰＭをさらに減少させると共にＰＭフリースクラバーでの処理水をよりクリアーにすることができ、スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は容易である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の第１実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第２実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第３実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第４実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の第５実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第６実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第７実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第８実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第９実施例装置の全体構成を示すブロック図である。
【図10】本発明に係るＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバーの第１実施例を示す概念図である。
【図11】同じくＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバーの第２実施例を示す概念図である。
【図12】同じくＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバーの第３実施例を示す概念図である。
【図13】同じくＰＭをほとんど溶解・除去しない第４実施例を示す概念図である。
【図14】本発明に係るＰＭフリースクラバーの作動原理を示す説明図である。
【図15】従来のディーゼルエンジン排気ガス浄化装置の一例を示す概略図である。
【図16】同じく従来のディーゼルエンジン排気ガス浄化装置の全体構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
先ず、本発明者らが先に提案した特許文献２に記載されているＰＭフリースクラバーの原理について排気ガスを例にして（ＥＧＲガスも同様）説明する。（１）ガス分子と粒子の拡散係数：
・ガス分子（本願技術分野で特に問題となるのはＳＯ２）と粒子（本願技術分野で特に問題となるのはＰＭ＝ＩＳＦ、Ｓｕｌｆａｔｅ、ＳＯＦ）の拡散速度は大きく相違する。ガス分子の方が粒子より格段に拡散し易い。拡散速度の指標は拡散係数Ｄである。
・常温２０℃，１気圧の空気中における拡散係数を比較してみる。
ＳＯ２：Ｄ＝１．５×１０−５（ｍ２/ｓ）
粒子（ＰＭ）の拡散係数（ブラウン拡散）は粒径ｄに依存し、ｄが小さいほど拡散係数は大きい。
粒子の拡散係数（エアロゾル学の基礎：高橋幹二著，森北出版，（２００４年），Ｐ２１５）を下表に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
・なお、ＰＭの粒径範囲は０．０１〜０．５μｍの範囲である。・ＳＯ２ガスの拡散係数はＰＭのそれよりオーダが３〜６桁程度大きい。
（２）ＰＭフリースクラバー：
・ＰＭフリースクラバーはＳＯ２（ガス）とＰＭ（粒子）の拡散速度の差に着目したものである。
・平行板型ＰＭフリースクラバーを図１４に基づいて説明する。
図１４において、２１は平行処理板、２２はスクラバー処理水、２３は硫酸イオン、２４はＰＭ、２５はＳＯ２をそれぞれ示す。即ち、ＰＭフリースクラバーの場合、平行処理板２１の表面は水膜の水流で覆われている。又、ＳＯ２は水への吸収性が良い上、水への溶解度が極めて大きく、さらに拡散係数も極めて大きい。従って、平行処理板２１を通過する際に処理板面を覆って流れる水薄膜層表面付近を流れるＳＯ２は、吸収性が良い水流にその水薄膜層表面から溶解し、この溶解により水薄膜層表面付近を流れる排気ガスはＳＯ２濃度が一瞬低下するが、拡散係数が極めて大きいＳＯ２は排気ガス流内の隣接する濃度の高い流れから濃度の低い水薄膜層表面付近に直ちに高速で拡散・移動してきて水薄膜層表面に供給されることとなり、この水薄膜層表面での溶解と排気ガス流からの水薄膜層表面への高速拡散の連続繰返し現象により、ＳＯ２はほとんどスクラバー処理水２２に吸収されてしまう。一方、ＰＭ２４は粒径が大きく拡散係数が極めて小さい。従って、粒子状であるＰＭは水膜表面での溶解と排気ガス流からの水膜表面への拡散の連続繰返し現象が発生しないので平行処理板２１に達せずに、そのほとんどがスクラバー処理水２２には吸収されずにＰＭフリースクラバーを素通りし排出されてしまう。
（３）ＰＭフリースクラバーの効果：
・ＰＭフリースクラバーではＳＯ２を吸収し、ＰＭは素通りさせるので、スクラバー処理水２２のＰＭによる汚濁を低減できる。ＳＯ２を吸収して亜硫酸水となりその後硫酸水になったスクラバー処理水２２は、苛性ソーダ等で中和処理をして海へ排出することができる。
・それに対し、従来のシャワー方式やベンチュリー方式のスクラバーの場合には、ＳＯ２だけでなくＰＭもスクラバー処理水に吸収してしまうので、スクラバー処理水の汚濁が激しく、ＰＭフリースクラバーに比べて廃水処理の工数が多大になり、処理装置も大型で高価となる。
【0030】
図１に本発明の第１実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を配設し、該ＰＭフリースクラバー４の下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）５を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）６に外部の空気を吸気させる構成となしたものである。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。
【0031】
図１に示す構成の排気ガス浄化装置の場合、ＳＣＲ３設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することが可能となり、また排気ガスはＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を通過してＰＭは含有するがＳＯｘが激減されたガスとして排気ガス浄化装置からサイレンサ（図示せず）を経由し煙突（図示せず）より船外へ排出される。この排気ガス浄化装置において、ＳＣＲ３は酸化チタン等のセラミック担体に貴金属等の触媒成分を担持させた常法により製造したＳＣＲ触媒に、アンモニア水あるいは尿素水をノズルより排気ガス配管内に噴霧したガス状の還元剤をＳＣＲ触媒に作用させて排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏ（尿素を使用するとＣＯ２）に還元させて使用する。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を配置して排気ガスの温度をＳＣＲ触媒の活性化温度以上に昇温しておくことにより、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏ（尿素を使用するとＣＯ２も）に効率よく確実に還元することができる。又、この排気ガス浄化装置において、ＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４では該ＰＭフリースクラバーを構成する各処理板壁面に存在（一部流下）するスクラバー処理水の水薄膜層により、排気ガス中の気体であるＳＯｘは拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きく各壁面に沿って流れる間に処理水表面に吸着され当該スクラバー処理水に溶解してその濃度を激減させて排出されるが、排気ガス中の粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きいＰＭは気体であるＳＯｘと比較して拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さいのでスクラバー処理水の水薄膜層表面付近に沿って流れるだけでは、ジェットスクラバー、ベンチュリースクラバー、スプレー塔等の加圧水式や、充填塔、流動層スクラバー等の充填式のスクラバーのごとくスクラバー処理水の表面に対し排気ガスが激しく衝突することがほとんどなく、ＰＭフリースクラバー処理水の水薄膜層表面には一部が沿いながら滑らかに流れるだけであるから、相互に混合することがない。従って、この排気ガス浄化装置のＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４では、処理水には主としてＳＯｘのみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有していないので、このＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４のスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）による燃料又は潤滑油由来のＰＭ処理機能を極簡素・小型化あるいは必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、スクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0032】
［第１実施例装置の要点］(1) 排気管にＳＣＲ３を設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しないＰＭフリースクラバー４を設置して大気放出排気ガスからＮＯｘとＳＯｘを除去する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ ＰＭフリースクラバー４の設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ廃棄処理水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。しかし、排気ガス中のＰＭはほとんど除去されずに排出される。
(2) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ 排気ガスの流速が遅くＳＣＲ３内の滞留時間が長い場合は昇温機７にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が早くＳＣＲ３内の滞留時間が短い場合は排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度に加熱する。
・ 昇温機７には電熱ヒーターを単独で用いたり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いたり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いても良く、昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
【0033】
図２に本発明の第２実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を配設し、該ＰＭフリースクラバー４の下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）５を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）６に外部の空気を吸気させる構成となし、さらに排気マニホールド２直下の排気管又はＳＣＲ３とＰＭフリースクラバー４との間の排気管にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を配設した構成となすものである。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。
【0034】
上記図２に示す構成の排気ガス浄化装置の場合は、図１に示す第１の実施例装置と同様に、ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することが可能となり、又、排気マニホールド５直下の排気管又はＳＣＲ３とＰＭフリースクラバー４との間の排気管にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を配設したことにより排気ガス中のＰＭも除去され、ＳＯｘが激減されてクリーンなガスとなっている。この排気ガス浄化装置において、排気管にＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を設置することにより、排気ガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されない。即ち、ＰＭは含有するがＳＯｘはＰＭフリースクラバー４で除去されて排気ガスにはほとんど含有されないこととなり、又、排気管にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を配設したことにより排気ガス中のＰＭが除去されて、排気ガスはＳＯｘ及びＰＭの含有量を減少させると共に、燃焼室での燃焼温度が低下して窒素酸化物の発生が抑制されて排気ガスもクリーンになる。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。さらに、ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ/ Ｃ/ ＤＰＦ８を設置することにより、平板や酸化チタン等のセラミック担体に貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等）を担持させたＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
【0035】
さらに、この排気ガス浄化装置においてもＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４では、スクラバー処理水には主としてＳＯｘのみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有していないので、このＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４のスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）による燃料又は潤滑油由来のＰＭ処理機能を極簡素化・小型化あるいは必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても廃棄処理水海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0036】
［第２実施例装置の要点］(1) 排気管にＳＣＲ３とＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しないＰＭフリースクラバー４を設置して大気放出排気ガスからＮＯｘとＳＯｘとＰＭを除去する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ ＰＭフリースクラバー４の設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
(2) ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の設置により、
・ 排気ガス中のＰＭはほとんど除去されて極僅かしか含有されていないので環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となると共に、ＰＭフリースクラバー処理水の排水処理負荷が極めて軽くなる。
・ 又、ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、さらにＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(3) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ 排気ガスの流速が遅くＳＣＲ３内の滞留時間が長い場合は昇温機７にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が早くＳＣＲ内の滞留時間が短い場合は排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度に加熱する。
・ 昇温機７には電熱ヒーターを単独で用いたり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いたり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いても良く、昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0037】
図３に本発明の第３実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、該主ＰＭフリースクラバー４ａの下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に配設したＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａの下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲ配管系を接続し、ＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９により流量制御しながらエンジンの吸気マニホールド６への吸気管系に還流させる構成となすと共に、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）５を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）６に外部の空気を吸気させる構成となし、さらにＥＧＲ配管系に前記同様の副ＰＭフリースクラバー４ｂを設け、該副ＰＭフリースクラバー４ｂを通過したＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成となすものである。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
【0038】
図３に本発明の第３実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、該主ＰＭフリースクラバー４ａの下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に配設したＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａの下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲ配管系を接続し、ＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９により流量制御しながらエンジンの吸気マニホールド６への吸気管系に還流させる構成となすと共に、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）５を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）６に外部の空気を吸気させる構成となし、さらにＥＧＲ配管系に前記同様の副ＰＭフリースクラバー４ｂを設け、該副ＰＭフリースクラバー４ｂを通過したＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成としたことにより、主ＰＭフリースクラバー、副ＰＭフリースクラバー何れにおいても排気ガス又はＥＧＲガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなる。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。
【0039】
［第３実施例装置の要点］(1) 排気管にＳＣＲ３を設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを設置して大気放出排気ガスからＮＯｘとＳＯｘを除去する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。しかし、排気ガス中のＰＭはほとんど除去されずに排出される。
(2) ＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａの下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲガスを分岐して吸気に還流させることにより、燃焼室での燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を抑制してＳＣＲに流入する排気ガス中のＮＯｘの含有量を予め低下させておくことができる。
・ 排気ガス中のＮＯｘの含有量が減少しているためＳＣＲ３にて還元するＮＯｘの量が減少して負荷が軽くなりＳＣＲ３が小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化がはかられる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからのＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(3) 主ＰＭフリースクラバー４ａの下流にＥＧＲ分岐部を設けて主ＰＭフリースクラバー４ａにて浄化されたガスをＥＧＲガスとすることができる。
・ ＥＧＲガスは、予め主ＰＭフリースクラバー４ａによりＳＯｘが除去されてほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(4) ＥＧＲ配管系に、ＥＧＲガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置する。
・ 副ＰＭフリースクラバー４ｂの処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されず、前記主ＰＭフリースクラバー４ａと同様にスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は容易である。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(5) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温度をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ 排気ガスの流速が遅くＳＣＲ３内の滞留時間が長い場合は、昇温機７にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が速くＳＣＲ３内の滞留時間が短い場合は、排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度に加熱する。
・ 昇温機７には、電熱ヒーターを単独で用いたり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いたり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いてもよく、昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
【0040】
図４に本発明の第４実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２直下の排気管に、排気ガスからＰＭを除去するＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設け、このＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の下流に排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、該主ＰＭフリースクラバー４ａの下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８、ＳＣＲ３、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａ各々の下流のいずれかに設けた分岐部からＥＧＲ配管系を分岐させてＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９により流量制御しながらエンジンの吸気マニホールド６への吸気管系に還流させる構成となすと共に、さらにＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバー４ｂを設け、該副ＰＭフリースクラバー４ｂを通過したＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成としたことにより、主ＰＭフリースクラバー、副ＰＭフリースクラバー何れにおいても排気ガス又はＥＧＲガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなる。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成してもよい。
【0041】
［第４実施例装置の要点］(1) 排気管にＳＣＲ３を設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを設置して大気放出排気ガスからＮＯｘとＳＯｘを除去すると共に、排気管のＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８、ＳＣＲ３、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａ各々の下流のいずれかにＥＧＲ配管系を分岐接続してＥＧＲガスを還流してＮＯｘを予め除去し、さらに又、ＥＧＲ配管系にＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(2) ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の設置により、
・ 排気ガス中のＰＭはほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので排気ガスの大気放出が可能となると共に、主ＰＭフリースクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理負荷が極めて軽くなる。
・ ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、さらにＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
(3) ＥＧＲ配管系の設置により、
・ 排気ガス中のＮＯｘの含有量が減少しているためＳＣＲ３にて還元するＮＯｘの量が減少して負荷が軽くなりＳＣＲ３が小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化がはかられる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(4) 主ＰＭフリースクラバー４ａ下流からＥＧＲガスを分岐させると、
・ ＥＧＲガスは、予め主ＰＭフリースクラバー４ａによりＳＯｘが除去されてほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(5) ＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置すると、
・ 副ＰＭフリースクラバー４ｂのスクラバー処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されず、前記主ＰＭフリースクラバー４ａと同様にスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は容易である。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(6) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置すると、
・ 排気ガスの流速が遅くＳＣＲ３内の滞留時間が長い場合は、昇温機７にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が速くＳＣＲ３内の滞留時間が短い場合は、排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度に加熱する。
・ 昇温機７には、電熱ヒーターを単独で用いたり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いたり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いてもよく、昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
【0042】
図５に本発明の第５実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその下流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、該主ＰＭフリースクラバー４ａの下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に配設したＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａの下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲ配管系を接続し、該ＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバー４ｂを設け、該副ＰＭフリースクラバー４ｂを通過したＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成としたことにより、主ＰＭフリースクラバー、副ＰＭフリースクラバー何れにおいても排気ガス又はＥＧＲガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなる。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温度をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成し、さらにＥＧＲ配管系の副ＰＭフリースクラバー４ｂの下流に排気ガスからＰＭを除去するＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設けてもよい。
【0043】
［第５実施例装置の要点］(1) 排気管にＳＣＲ３を設け、その下流にガスと粒子の拡散速度の相違を利用して排気ガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを設置して大気放出排気ガスからＮＯｘとＳＯｘを除去すると共に、排気管のＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａ各々の下流のいずれかにＥＧＲ配管系を分岐接続してＥＧＲガスを還流してＮＯｘを予め除去し、又、ＥＧＲ配管系にＥＧＲガスに含まれるＳＯｘは除去するがＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置し、さらに、好ましくはＥＧＲ配管系の上流にＥＧＲガスに含まれるＰＭをするＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(2) ＳＣＲ３の上流、下流、あるいは主ＰＭフリースクラバー４ａの下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲガスを分岐して吸気に還流することにより燃焼室での燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を抑制してＳＣＲ３に流入する排気ガス中のＮＯｘの含有量を予め低下させておくことができる。
・ 排気ガス中のＮＯｘの含有量が減少しているためＳＣＲ３にて還元するＮＯｘの量が減少して負荷が軽くなりＳＣＲ３が小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化がはかられる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(3) 主ＰＭフリースクラバー４ａの下流にＥＧＲ分岐部を設けて該主ＰＭフリースクラバー４ａにて浄化されたガスをＥＧＲガスとすることができる。
・ ＥＧＲガスは、予め主ＰＭフリースクラバー４ａによりＳＯｘが除去されてほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品を腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(4) ＥＧＲ配管系に副ＰＭフリースクラバー４ｂを設け、該副ＰＭフリースクラバー４ｂの上流に好ましくはＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設け、ＥＧＲガスからＰＭ等をさらに除去する。
・ ＥＧＲガス中のＰＭや金属の酸化物などの磨耗を促進する粒子成分はＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦによりほとんど除去される。
・ ＥＧＲガスにはＳＯｘ（ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦを設置するとＰＭも）がほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲガスにはＳＯｘ（ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦを設置するとＰＭも）がほとんど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ 副ＰＭフリースクラバー４ｂのスクラバー処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されず廃棄処理水としての後処理は容易である。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(5) ＳＣＲの上流に昇温機を設置すると、
・ 排気ガス中のＰＭはほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので排気ガスの大気放出が可能となると共に、主ＰＭフリースクラバー処理水の廃棄処理水としての処理負荷が極めて軽くなる。
・ ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、さらにＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
【0044】
図６に本発明の第６実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその上流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を配設し、前記ＳＣＲの下流に配設したマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、エアーフィルター（Ａ／Ｆ）５を経由してエンジンの吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）６に外部の空気を吸気させる構成となしたことにより、ＰＭフリースクラバーにおいても排気ガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなり、好ましくは排気マニホールド２直下でＰＭフリースクラバー４との間の排気管にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を配設した構成となすものである。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成する。また、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の上流に冷却機１０を設けて該ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８に流入する排気ガスを予め冷却するよう構成してもよい。
【0045】
図６に示す構成の排気ガス浄化装置の場合、排気ガスはＳＯｘを溶解・除去するがＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４を通過してＰＭは含有するがＳＯｘが激減されたガスとなり、ＰＭフリースクラバー４の下流へのＳＣＲ３の設置によりＳＯｘが激減された排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することが可能となって環境保全可能な排気ガスとして排気ガス浄化装置からサイレンサ（図示せず）を経由し煙突（図示せず）より船外へ排出される。この排気ガス浄化装置において、ＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４では該ＰＭフリースクラバーを構成する各壁面に存在（一部流下）するスクラバー処理水の水薄膜層表面により、排気ガス中の気体であるＳＯｘは拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２/ｓ）程度と大きく各壁面に沿って流れる間にスクラバー処理水の水薄膜層表面に吸着され当該スクラバー処理水に溶解してその濃度を激減させて排出されるが、排気ガス中の粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きいＰＭは気体であるＳＯｘと比較して拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２/ｓ）程度と極めて小さいのでスクラバー処理水の水薄膜層表面付近に沿って流れるだけでは、ジェットスクラバー、ベンチュリースクラバー、スプレー塔等の加圧水式や、充填塔、流動層スクラバー等の充填式のスクラバーのごとくスクラバー処理水の水薄膜層表面に対し排気ガスが激しく衝突することがほとんどなく、ＰＭフリースクラバー４処理水の水薄膜層表面には一部が沿いながら滑らかに流れるだけであるから、相互に混合することがない。又、この排気ガス浄化装置において、ＳＣＲは酸化チタンなどのセラミック担体に貴金属などの触媒成分を担持させるなどの常法により製造したＳＣＲ触媒に、アンモニア水あるいは尿素水をノズルより排気ガス配管内に噴霧したガス状・霧状の還元剤をＳＣＲ触媒に作用させて排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏ（尿素を使用するとＣＯ２）に還元させて使用する。なおＳＣＲの上流に昇温機を配置して排気ガスの温度をＳＣＲ触媒の活性化温度以上に昇温しておくことにより、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏ（尿素を使用するとＣＯ２も）に効率よく確実に還元することができる。
【0046】
従って、この排気ガス浄化装置のＳＯｘを溶解・除去するがＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４では、スクラバー処理水には主としてＳＯｘのみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有していないので、このＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバー４のスクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理は、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水を海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）による燃料又は潤滑油由来のＰＭ処理機能を極簡素・小型化あるいは必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。又、この排気ガス浄化装置では、排気ガスはＰＭフリースクラバーを通過してＳＯｘが激減されたガスとなった後にＳＣＲに流入するので、ＳＣＲの平板やセラミック担体などに担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。又、ＰＭフリースクラバー４の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置し、ＰＭフリースクラバー４に流入する排気ガスから予めＰＭを除去しておくことにより、ＰＭフリースクラバー４でのスクラバー処理水へのＰＭの溶解はさらに減少して廃棄処理水の後処理はさらに容易となって処理装置の一層の小型・低廉化、設置性の向上、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。なお、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の上流に冷却機１０を設置することによりＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８に流入する排気ガス温度を低温化することができるので、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８でのＰＭ捕集率を向上させてＰＭフリースクラバー４ヘ流入するＰＭをさらに減少させることができ、船外へ排出される排気ガス中のＰＭをさらに減少させると共にＰＭフリースクラバーでのスクラバー処理水をよりクリアーにすることができる。
【0047】
［第６実施例装置の要点］(1) 排気管の上流にＰＭフリースクラバー４を設置し、その下流にＳＣＲ３を設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ ＰＭフリースクラバー４の設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。しかし、排気ガス中のＰＭはほとんど除去されずに排出される。
・ ＳＣＲ３に流入する排気ガスから予めＳＯｘを除去されているので、ＳＣＲの平板やセラミック担体等に担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。
(2) ＰＭフリースクラバー４の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦを設置することにより、
・ 排気ガス中のＰＭはほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となると共に、ＰＭフリースクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理負荷が極めて軽くなる。
・ ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、さらにＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭは極僅かしか溶解・含有されていない。
・ ＥＧＲガス中のＰＭや金属の酸化物等の摩耗を促進する粒子成分は、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８によりほとんど除去される。
(3) ＰＭフリースクラバー４の上流に冷却機１０を設置することにより、
・ ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８に流入する排気ガスを予め冷却することができ、該ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８でのＰＭ捕集率を向上させてＰＭフリースクラバー４へ流入するＰＭをさらに減少させることができ、船外へ排出される排気ガス中のＰＭをさらに減少させると共にＰＭフリースクラバーでのスクラバー処理水をよりクリアーにすることができる。
(4) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温度をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
【0048】
図７に本発明の第７実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその上流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、該スクラバーの下流にマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、前記ＳＣＲ３の上流又は下流に分岐部を設けてＥＧＲ配管系を分岐接続してＥＧＲガスを分岐し、ＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成となしたことにより、主ＰＭフリースクラバーにおいて排気ガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなる。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温度をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成し、さらにＥＧＲ配管系に前記主ＰＭフリースクラバー４ａと同様の副ＰＭフリースクラバー４ｂを設けてもよい。
【0049】
［第７実施例装置の要点］(1) 排気管の上流に主ＰＭフリースクラバー４ａを設置しＳＣＲ３を下流に設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
・ ＳＣＲ３に流入する排気ガスから予めＳＯｘを除去されているので、ＳＣＲ３の平板やセラミック担体等に担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｂ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。
(2) 主ＰＭフリースクラバー４ａの下流又はＳＣＲ３の下流に分岐部を設け該分岐部からＥＧＲ配管系を設けてＥＧＲガスを分岐し、吸気に還流する。
・ 排気ガス中のＮＯｘの含有量が減少しているためＳＣＲ３にて還元するＮＯｘの量が減少して負荷が軽くなりＳＣＲ３が小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化がはかられる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(3) 主ＰＭフリースクラバー４ａ下流からＥＧＲ配管系を分岐させると、
・ ＥＧＲガスにはＳＯｘがほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲガスにはＳＯｘがほとんど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(4) ＥＧＲ配管系にＥＧＲガスに含まれるＳＯｘを除去するがＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置する。
・ ＥＧＲガスにはＳＯｘがほとんど含有されないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の腐食や摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(5) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ 排気ガスの流速が遅くＳＣＲ３内の滞留時間が長い場合は、昇温機７にて排気ガスを２３０℃〜４５０℃程度に加熱し、流速が速くＳＣＲ３内の滞留時間が短い場合は、排気ガスを３６０℃〜４５０℃程度に加熱する。
・ 昇温機７には、電熱ヒーターを単独で用いたり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いたり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いてもよく、昇温機に酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去できる。
【0050】
図８に本発明の第８実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその上流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、前記ＳＣＲ３の下流にマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、前記主ＰＭフリースクラバー４ａの上流、下流又はＳＣＲ３の下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲ配管系を分岐接続してＥＧＲガスを分岐し、ＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成となしたことにより、主ＰＭフリースクラバーにおいて排気ガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなり、さらに排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２直下で主ＰＭフリースクラバー４ａとの間の排気管にＥＳＰ/ Ｃ/ ＤＰＦ８を配設した構成となす。なお、ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温度をＳＣＲ３に担持されている触媒の活性化温度以上に昇温するよう構成し、さらにＥＧＲ配管系に前記主ＰＭフリースクラバー４ａと同様の副ＰＭフリースクラバー４ｂを設けてもよい。
【0051】
［第８実施例装置の要点］(1) 排気管の上流に主ＰＭフリースクラバー４ａを設置しＳＣＲ３を下流に設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
・ ＳＣＲ３に流入する排気ガスから予めＳＯｘを除去されているので、ＳＣＲ３の平板やセラミック担体等に担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｂ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。
(2) 主ＰＭフリースクラバー４ａの上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦを設置することにより、
・ 排気ガス中のＰＭはＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８によりほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となると共に、主ＰＭフリースクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理負荷が極めて軽くなる。
・ ＳＣＲ３の上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、さらにＳＣＲ触媒のＰＭによる目詰まりを防止できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８によりＥＧＲガス中のＰＭや金属の酸化物等の摩耗を促進する粒子成分はより除去される。
(3) ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８上流に冷却機１０を設置することにより、
・ ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦに流入する排気ガスを予め冷却することができ、ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦでのＰＭ捕集率を向上させて主ＰＭフリースクラバー４ａへ流入するＰＭをさらに減少させることができ、船外へ排出される排気ガス中のＰＭをさらに減少させると共に主ＰＭフリースクラバーでのスクラバー処理水をよりクリアーにすることができる。
(4) 主ＰＭフリースクラバーの上流、下流又はＳＣＲの下流のいずれかに分岐部を設け該分岐部からＥＧＲ配管系を設けてＥＧＲガスを分岐し、吸気に還流する。
・ 燃焼室での燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を燃焼段階で抑制して、ＳＣＲに流入する排気ガス中のＮＯｘの含有量を予め低下させておくことができ、この排気ガス中のＮＯｘの含有量が予め減少していることに伴いＳＣＲにて還元するＮＯｘの量が減少してＳＣＲ触媒の還元量の負荷が軽くなって浄化率の向上、ＳＣＲが小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化が図られる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(5) 主ＰＭフリースクラバー下流からＥＧＲ配管系を分岐させると、
・ ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘもほとんど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘも殆ど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
(6) ＥＧＲ配管にＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバーを設置する。
・ ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘもほとんど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(7) ＳＣＲの上流に昇温機を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ エンジン始動時などの排気ガス温度が例え低温であっても、排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの高効率な還元作用を確保することができる。
・ 昇温機には電熱ヒーターを単独で用いると制御が容易であり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いると消費電力が少ないので全体としてのエネルギー効率が良くなり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いて酸化反応熱を利用してもよく、又、酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去することもできる。
【0052】
図９に本発明の第９実施例装置として示す船舶用ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、高濃度に硫黄成分を含有する重油等の低質燃料を燃料として使用するディーゼルエンジン（Ｅ）１の排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）２下流の排気管に、排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化するＳＣＲ３を設置し、さらにその上流に排気ガス中のＳＯｘをその処理水に溶解するがＰＭは処理水にほとんど溶解・除去しない主ＰＭフリースクラバー４ａを配設し、前記ＳＣＲの下流にマフラー（図示せず）を経由して排気ガスを排出するとともに、前記主ＰＭフリースクラバー４ａの上流、下流又はＳＣＲ３の下流のいずれかに分岐部を設けてＥＧＲ配管系を分岐接続してＥＧＲガスを分岐し、ＥＧＲガスをＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）９を介して吸気管系に還流させる構成となしたことにより、主ＰＭフリースクラバーにおいて排気ガス中の気体であり拡散係数が１．５×１０−５（ｍ２／ｓ）程度と大きいＳＯｘがほとんど除去され、粒径が０．０１〜０．５μｍ程度と大きく拡散係数のオーダが３〜６桁程度小さく１０−８〜１０−１１（ｍ２／ｓ）程度と極めて小さい粒子であるＰＭはほとんど除去されないこととなると共に、ＥＧＲ配管系にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を配設した構成となす。なお、ＥＧＲ配管系のＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８の下流に前記主ＰＭフリースクラバー４ａと同様の副ＰＭフリースクラバー４ｂを設けてもよい。
【0053】
［第９実施例装置の要点］(1) 排気管の上流に主ＰＭフリースクラバー４ａを設置しＳＣＲ３を下流に設置する。
・ ＳＣＲ３の設置により排気ガス中のＮＯｘをＮ２とＨ２Ｏに還元してＮＯｘの含有量を大幅に削減し無害化することとなり、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ 主ＰＭフリースクラバー４ａの設置により排気ガス中のＳＯｘはほとんどがスクラバー処理水に溶解し除去されるので、環境保全可能な排気ガスの大気放出が可能となる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
・ ＳＣＲ３に流入する排気ガスから予めＳＯｘを除去されているので、ＳＣＲ３の平板やセラミック担体等に担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｂ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。
(2) 主ＰＭフリースクラバー４ａの上流又は下流ＳＣＲ３の下流のいずれかに分岐部を設け該分岐部からＥＧＲ配管系を設けてＥＧＲガスを分岐し、吸気に還流する。
・ 燃焼室での燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を燃焼段階での発生を抑制して、ＳＣＲに流入する排気ガス中のＮＯｘの含有量を予め低下させておくことができ、この排気ガス中のＮＯｘの含有量が予め減少しているのに伴いＳＣＲにて還元するＮＯｘの量が減少してＳＣＲ触媒の還元量の負荷が軽くなって浄化率の向上、ＳＣＲが小型化されて装置の設置性や制御性の向上とアンモニア、アンモニア水、尿素水などの還元剤の使用量の削減といったイニシャルコスト、ランニングコスト双方の低廉化がはかられる。
・ ＥＧＲシステムとＳＣＲとを組み合わせた相乗効果により大気放出排気ガスからＮＯｘの含有量をさらに低減化させて環境保全可能な排気ガスとすることができる。
(3) 主ＰＭフリースクラバー４ａ下流からＥＧＲ配管系を分岐させると、
・ 副ＰＭフリースクラバー４ｂのスクラバー処理水も硫黄成分のみが溶解していてＰＭはごく僅かしか溶解・含有されず廃棄処理水としての後処理は容易である。
・ ＳＣＲ３に流入する排気ガスから予めＳＯｘを除去されているので、ＳＣＲ３の平板やセラミック担体等に担持された貴金属等の触媒成分（Ｐｔ、Ｐｂ、Ｒｈ、Ｉｒ等）は硫黄成分による触媒被毒を防止できて浄化率低下の抑制、装置メンテナンスの容易化、長寿命化、操作費用の低廉化等をはかることができる。
(4) ＥＧＲ配管にＥＧＲガスに含まれるＰＭをほとんど除去しない副ＰＭフリースクラバー４ｂを設置する。
・ ＥＧＲガスにはＰＭ及びＳＯｘも殆ど含有されないので、ＥＧＲ配管、ＥＧＲバルブ、ブロアー、ターボチャージャーのコンプレッサーホイール、インタークーラー、吸気管、インテークマニホールド等の給・排気関連部品の腐食を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(5) ＰＭフリー副スクラバー４ｂ上流にＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８を設置することにより、
・ ＥＧＲガス中のＰＭはＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ８によりほとんど除去されてごく僅かしか含有されていないので、ピストン、ピストンリング、シリンダー、シリンダーヘッド、給排気バルブ・バルブステム等のエンジン構成部品の摩耗を減少させて耐久性を損ねる危惧をなくして向上させることができるので安価な材料が使用できると共に、ＰＭフリースクラバー処理水の排水処理負荷が極めて軽くなる。
・ スクラバー処理水にはＳＯｘのみが溶解していて、ＰＭはごく僅かしか溶解・含有されていない。
・ スクラバー処理水の廃棄処理水としての後処理では、ＳＯｘは中和・濾過等単純な工程と少ない工数及び小型で制御が簡易な処理装置で処理ができ、複雑で高度な制御を伴う制御部を備えた高価かつ大型で設置自由度の低い処理装置（油分を含んだ処理排水の海洋へ排出しないための貯蔵設備を含む）によるＰＭの大規模な処理機能を必要とせずに特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への排出が可能となり、又、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
(6) ＳＣＲ３の上流に昇温機７を設置して排気ガス温をＳＣＲに担持されている触媒の活性化温度以上に昇温して排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの還元作用の高効率化を確保する。
・ エンジン始動時などの排気ガス温度が例え低温であっても、排気ガス中のＮＯｘのＮ２とＨ２Ｏへの高効率な還元作用を確保することができる。
・ 昇温機には電熱ヒーターを単独で用いると制御が容易であり、燃料噴射装置と点火装置を組合せて用いると消費電力が少ないので全体としてのエネルギー効率が良くなり、あるいは電気ヒーターと酸化触媒を組合せて用いて酸化反応熱を利用してもよく、又、酸化触媒を組合せて用いると排気ガス中のＰＭを酸化して削減・除去することもできる。
【0054】
又、本発明で使用するＰＭをほとんど溶解・除去しないＰＭフリースクラバーは、上記した通り排気ガス又はＥＧＲガス通路内に設置されるものであるが、そのＰＭスクラバーとしては例えば図１０〜図１３に示すものを採用することができる。
【0055】
図１０に示すＰＭフリースクラバーは、優れた吸水性を有しガラス繊維やカーボン繊維、アラミド繊維などを骨格とした好ましくは多孔質のセラミック製素材よりなる波板と平板を交互に積層して、平板と波板間で構成されるトンネル状の微小流路が斜行しているハニカム構造のハニカムコア（例えば、縦２５０ｍｍ×横２５０ｍｍ×奥行１００ｍｍ（ニチアス株式会社製、商品名；ハニカムウォッシャー））を所望枚数積層してハニカムユニットコア部１２−１として設け、該ハニカムユニットコア部１２−１の全巾・全長さにわたって略均一に給水するよう給水ノズルもしくは給水ダクトからなる給水部１２−２を該ハニカムユニットコア部１２−１の上部に配置して給水し、給水されたスクラバー処理水（洗浄水）Ｗは前記ハニカムユニットコア部１２−１の斜行する各微小流路の表面を湿潤しながら流下し、該ハニカムユニットコア部の下部にほぼ同じ長さ及び幅で設けられたアンダートレイ１２−３に至りその後処理水タンク１２−４に収容（システム水量：２０Ｌ）されるが、スクラバー処理水Ｗはタンクから各微小流路の表面が乾燥せずに湿潤を保てるようポンプＰにて給水部１２−２に送られ（水流速；３５Ｌ/ ｍｉｎ程度）、循環使用される構成となしている。図中、１２−２−１は散水タンク、１２−２−２はノズル孔、矢印Ａは排気ガスもしくはＥＧＲガス、矢印ＢはＳ分が除去された排気ガス（ＰＭはほとんど残留している）、ＭはポンプＰを駆動するモーター、Ｗはスクラバー処理水を示す。
【0056】
このＰＭフリースクラバーの場合、排気ガスもしくはＥＧＲガスはハニカムユニットコア部１２−１を斜行し各微小流路の壁面の湿潤した表面付近に接しかつ沿いながら滑らかに流れるだけであるから、通常スクラバーのように処理水Ｗの表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかに沿い接触しながら流れるために相互に混合することがないので、排気ガス又はＥＧＲガス成分の中で、気体で拡散係数が大きい水との親和性が高く吸収され易いＳＯｘをその処理水に溶解するが、粒径が大きく拡散係数が極めて小さいＰＭはスクラバー処理水へはほとんど溶解しないで流れて通過し、従って排気ガス及びＥＧＲガスはＳＯｘが確実に除去されて、粒子であるＰＭはほとんど残留し含有された状態で排出されることとなる。このスクラバー処理水に、ＳＯｘは含有されているが、ＰＭをほとんど含有していないことにより、特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への処理水の排出が僅かな処理で可能となって特に船中での処理水の排水処理が格段に容易となり処理装置の制御もシンプルとなり装置も小型化してレイアウト性も良くなり安価な設備ともなる。さらに、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0057】
又、上記ＰＭフリースクラバーと同様の構成を有する別のタイプとして、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス製薄板素材あるいはオーステナイト系ステンレス製細線を平織・綾織などにより網目状に編んだステンレス製網板素材よりなる平板やエンボス板を斜行した波板状にコルゲート加工して斜行方向が交互に斜交するように積層して、斜交した波板間で構成される斜交するトンネル状の微小流路が斜行しているハニカム構造のハニカムユニットコア、あるいは前記平板を斜行した波板状にコルゲート加工して斜行方向が交互に斜交するように積層する際、間に前記平板を積層させて、斜交した波板と平板間で構成される斜交するトンネル状の微小流路が斜行しているハニカム構造のハニカムユニットコアを所望枚数積層して構成したハニカムユニットコア部を採用したものがある（図面省略）。このハニカムユニットコア部を採用したＰＭフリースクラバーも前記多孔質セラミック製のハニカムコア構造のものと同様に、排気ガスもしくはＥＧＲガスは該ハニカムユニットコア部を斜行し各微小流路の壁面の湿潤した表面付近に接しかつ沿いながら滑らかに流れるだけであるから、通常スクラバー（ジェットスクラバー、ベンチュリースクラバー、スプレー塔）のようにスクラバー処理水の表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかに沿いながら流れるだけであるから相互に混合することがないので、排気ガス又はＥＧＲガス成分の中で水との親和性が高く吸収され易いＳＯｘをその処理水に溶解するが、水との親和性の無い粒子であるＰＭは処理水へはほとんど溶解しない。この処理水は、ＳＯｘは含有しているがＰＭを含有していないことにより、特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への処理水の排出が可能となって特に船中での処理水の排水処理が格段に容易となり処理装置の制御もシンプルとなり装置も小型化してレイアウト性も良くなり安価な設備ともなる。さらに、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0058】
図１１に示すＰＭフリースクラバーは、排気ガス又はＥＧＲガス通路に設けられたスクラバーハウジング１２−５内に、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス製薄板素材あるいはオーステナイト系ステンレス製細線を平織・綾織などにより網目状に編んだステンレス製網板素材よりなる平板状の処理板１２−６を上下方向鉛直でかつガスの流れと略平行に狭い間隔を保持して多数枚配設したもので、各処理板１２−６の上端には各処理板の両面の全表面を湿潤するよう処理水供給ノズル１２−７を設け、各処理板の下端にはタンク部１２−８を設け、配管（図示せず）及びモーターにて駆動される循環ポンプ（図示せず）によりスクラバー処理水（洗浄水）Ｗを循環させて前記処理板１２−６の表裏の全表面を流下することにより常時湿潤させている。１２−１０は排気ガス又はＥＧＲガス流路である。このＰＭフリースクラバーで処理される排気ガス及びＥＧＲガスは、前記常時湿潤した処理板１２−６の表面を流下する水の表面付近を沿いながら滑らかに流れるだけであるから、通常スクラバーのように処理水の水薄膜層表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかに沿い接触しながら流れるだけであるから相互に混合することがないので、排気ガス又はＥＧＲガス成分の中で気体であり拡散係数が大きく水との親和性が高く吸収され易いＳＯｘをその処理水に溶解するが、粒径が大きく拡散係数が小さくて水との親和性のない粒子であるＰＭは処理水へはほとんど溶解しない。この処理水には、ＳＯｘは含有されているが、ＰＭをほとんど含有していないことにより、特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への処理水の排出が可能となって特に船中での処理水の排水処理が格段に容易となり処理装置の制御もシンプルとなり装置も小型化してレイアウト性も良くなり安価な設備ともなる。さらに、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0059】
図１２に示すＰＭフリースクラバーは、前記図１１に示すＰＭフリースクラバーの変形例で、スクラバーハウジング１２−５内に、平板状の処理板１２−６を上下方向に傾斜させかつガスの流れと略平行に狭い間隔を保持して多数枚配設したもので、各処理板１２−６の傾斜面の上面側上端には各処理板の上面の全表面を湿潤するよう処理水供給ノズル１２−７を設け、各処理板の下端にはタンク部１２−８０設け、配管（図示せず）及びモーターにて駆動される循環ポンプ（図示せず）によりスクラバー処理水（洗浄水）Ｗを循環させて前記傾斜した処理板１２−６の上面の全表面を流下することにより常時湿潤させている。１２−１０は排気ガス又はＥＧＲガスのガス流路である。このＰＭフリースクラバーで処理される排気ガス及びＥＧＲガスは、前記常時湿潤した処理板１２−６の上側表面を流下する水の表面付近を沿いながら滑らかにながれるだけであるから、通常スクラバーのように処理水の表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかに沿い接触しながら流れる岳であるから相互に混合することがないので、排気ガス又はＥＧＲガス成分の中で気体であり拡散係数が大きく水との親和性が高く吸収され易いＳＯｘをその処理水に溶解するが、粒径が大きく拡散係数が小さくて水との親和性のないＰＭは処理水へはほとんど溶解しない。又、処理板１２−６を上下方向に傾斜させかつ各処理板１２−６の傾斜面の上面側上端には各処理板の上面の全表面を湿潤するよう処理水供給ノズル１２−７を上面側のみに設けてあるので、例え船体が揺れて処理水供給ノズル１２−７から流出する処理水流に多少の揺れを生じても処理水の飛散に伴う処理水へのＰＭの交差・衝突等が発生し難く前記処理板１２−６の上面側全表面を確実に湿潤し易くなる。この処理板傾斜型のＰＭフリースクラバーの場合も前記のものと同様に、処理水はＳＯｘを含有するも、粒子であるＰＭをほとんど含有していないため特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への処理水の排出が可能となるのみならず、特に船中での処理水の排水処理が格段に容易となり処理装置の制御もシンプルとなり、処理装置も小型化してレイアウト性も良くなり設備コストも安価につく。さらに、時にはスクラバー・スルー運転が可能となる場合もあり得る。
【0060】
なお、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス製薄板素材あるいはオーステナイト系ステンレス製細線を平織・綾織などにより網目状に編んだステンレス製網板素材よりなる前記処理板１２−６の表面形状は平板状に限定されるものではなく、処理水の流下する方向に波形成形されたコルゲート板（図示せず）、排気ガス又はＥＧＲガスの流れる方向に波形成形されたコルゲート板（図示せず）、あるいは処理水の流下する方向と交差する方向に波形成形されたコルゲート板（図示せず）、処理水の流下方向及び排気ガス・ＥＧＲガスの流れ方向の両方向に凹凸を有したエンボス状の処理板（図示せず）のいずれかを選択して使用することができる。これらの処理板も、通常スクラバーのように処理水の表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかに沿い接触しながら流れるだけであるから相互に混合することがない。
【0061】
図１３に示すＰＭフリースクラバーは、排気ガス又はＥＧＲガス通路に設けられたスクラバーハウジング（図示せず）内に、繊維質で吸水性のあるエンドレスベルト１２−１２を処理水タンク１２−１１内で下部に設けた駆動ロール１２−１３及び上下両部に設けた従動ロール１２−１４間にサーペンタイン状（九十九折り状）に配設し、配管（図示せず）及びモーターにて駆動される循環ポンプ（図示せず）により前記処理タンク１２−１１内の処理水Ｗを供給ノズル（図示せず）より、前記エンドレスベルト１２−１２の表裏両面の上部に設けた従動ロール１２−１４直下より処理水Ｗを流下させて表裏の全表面を常時湿潤させる構成となしたものである。なお、前記駆動ロール１２−１３及び下部に設けた従動ロール１２−１４を処理水タンク１２−１１内の処理水Ｗの水面下に設けると、エンドレスベルト１２−１２の両面が確実に湿潤させることができて好ましい。このＰＭフリースクラバーの場合も、通常スクラバーのようにスクラバー処理水の水薄膜層表面に対し排気ガスが激しく交差・衝突することがほとんどなく、穏やかにエンドレスベルト１２−１２表面の水薄膜層表面付近と沿いながら流れるだけであるから相互に混合することがないので、排気ガス又はＥＧＲガス成分の中で気体であり拡散係数が大きく水との親和性が高く吸収され易いＳＯｘをその処理水に溶解するが、粒径が大きく拡散係数が小さくて水との親和性のないＰＭは処理水へはほとんど溶解しない。したがって、この処理水もＳＯｘは含有しているがＰＭをほとんど含有していないことにより、特別海域及び特別海域外の航行中であっても海洋への処理水の排出が可能となって特に船中での処理水の排水処理が格段に容易となり処理装置の制御もシンプルとなり装置も小型化してレイアウト性も良くなり安価な設備ともなる。さらに、時にはスクラバー・スルー運転が可能な場合もあり得る。
【0062】
又、上記図１３に示すＰＭフリースクラバーと同様の構成を有する別のタイプとして、繊維質吸水性のあるエンドレスベルト１２−１２に替えて、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス製の薄板又は箔状素材や細線で平織・綾織などにより編まれ毛細管現象で網目が水で濡れ広がる細目のオーステナイト系ステンレス鋼製網素材などよりなるエンドレスベルトを採用したものがある（図面省略）。このＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレス製鋼製網素材よりなるエンドレスベルトを採用したＰＭスクラバーも前記繊維質吸水性のあるエンドレスベルト１２−１２を採用したものと同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0063】
１ ディーゼルエンジン（Ｅ）２ 排気マニホールド（Ｅ／Ｍ）
３ ＳＣＲ
４ ＰＭフリースクラバー
４ａ 主ＰＭフリースクラバー
４ｂ 副ＰＭフリースクラバー
５ エアーフィルター（Ａ／Ｆ）
６ 吸気マニホールド（Ｉ／Ｍ）
７ 昇温機
８ ＥＳＰ／Ｃ／ＤＰＦ
９ ＥＧＲバルブ（Ｅ／Ｖ）
１０ 冷却機
１２−１ ハニカムユニットコア部
１２−２ 給水部
１２−２−１ 散水タンク
１２−２−２ ノズル孔
１２−３アンダートレイ
１２−４、１２−１１ 処理水タンク
１２−５ スクラバーハウジング
１２−６ 処理板
１２−７ 処理水供給ノズル
１２−８ タンク部
１２−１０ 廃棄ガス流路
１２−１２ エンドレスベルト
１２−１３ 駆動ロール
１２−１４ 従動ロール
Ｗ （スクラバー）処理水
Ｐ ポンプ
Ｍ モーター
２１ 平行処理板
２２ スクラバー処理水
２３ 硫酸イオン
２４ ＰＭ
２５ ＳＯ２