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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-15
(45)【発行日】2024-03-26
(54)【発明の名称】船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶
(51)【国際特許分類】
B63H 21/32 20060101AFI20240318BHJP
B01D 53/56 20060101ALI20240318BHJP
B01D 53/50 20060101ALI20240318BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20240318BHJP
B01D 53/78 20060101ALI20240318BHJP
B01D 53/96 20060101ALI20240318BHJP
B01D 53/14 20060101ALI20240318BHJP
F01N 3/04 20060101ALI20240318BHJP
F01N 3/08 20060101ALI20240318BHJP
【ＦＩ】
B63H21/32 Z
B01D53/56 200
B01D53/50 270
B01D53/62 ZAB
B01D53/78
B01D53/96
B01D53/14 210
B01D53/14 220
F01N3/04 A
F01N3/08 B
【請求項の数】
26
(21)【出願番号】P 2022565847
(86)(22)【出願日】2020-12-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-05
(86)【国際出願番号】 KR2020018600
(87)【国際公開番号】W WO2021261691
(87)【国際公開日】2021-12-30
【審査請求日】2022-10-27
(31)【優先権主張番号】10-2020-0077213
(32)【優先日】2020-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0132184
(32)【優先日】2020-10-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】522213971
【氏名又は名称】ハンファ オーシャン カンパニー リミテッド
【住所又は居所原語表記】３３７０，Ｇｅｏｊｅ－ｄａｅｒｏ，Ｇｅｏｊｅ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｓａｎｇｎａｍ－ｄｏ ５３３０２，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100130111
【弁理士】
【氏名又は名称】新保 斉
(72)【発明者】
【氏名】ナム、ビョン タク
【審査官】宇佐美 琴
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－０１１３４８６（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１７０４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１７８２７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１８９９３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５１４０３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００１０１９２（ＫＲ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５２４８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００７５６６３（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００７８３０８（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６３Ｈ ２１／３２
Ｂ０１Ｄ ５３／１４－５３／１８，５３／３４－５３／７３，
５３／７４－５３／８５，５３／９２，５３／９６
Ｆ０１Ｎ ３／０４，３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
海水を供給する海水供給部と、清水とＮＨ３を反応させてアンモニア水を製造して供給するアンモニア水製造部と、
船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、
前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）をＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２と反応させてＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部に回帰させて供給する、アンモニア再生部と、を含み、
前記アンモニア水製造部は、
清水を貯蔵する清水タンク；
前記清水タンクから清水をポンピングして供給する清水ポンプ；
タワータンクと、前記タワータンク下段に形成されてＮＨ ３ を上向きに噴射するＮＨ ３ 噴射ノズルと、前記タワータンク上段に形成されて前記清水ポンプからの清水を下向きに噴射する清水噴射ノズルと、前記ＮＨ ３ 噴射ノズルと前記清水噴射ノズルの間に形成されて清水とＮＨ ３ を接触させてＮＨ ３ を溶解してアンモニア水を生成する第１充填材と、溶解反応による前記タワータンクの発熱を冷却するクーリングジャケットと、で構成されるアンモニア水製造タワー；及び、
前記アンモニア水製造タワーの下段に排液されたアンモニア水を貯蔵するアンモニア水貯蔵タンクから前記ＣＯ ２ 除去部の上段にアンモニア水を供給するアンモニア水ポンプ；を含む
ことを特徴とする船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項2】
前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去し、
前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部及び前記ＮＯＸ吸収部に回帰させて供給する
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項3】
前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去する
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項4】
前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部と、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部と、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去する前記ＣＯ２除去部と、が積層形成され、前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部及び前記ＮＯＸ吸収部に回帰させて供給する
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項5】
前記海水供給部は、船外からシーチェストを介して海水を供給されて前記ＳＯＸ吸収部にポンピングする海水ポンプと、
排気ガスの量に応じて前記海水ポンプから供給される海水の流量を調節する調節弁と、を含むことを特徴とする
請求項３または４に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項6】
前記アンモニア水製造タワーは、前記タワータンクの上部に屈曲する多板形で形成されて清水から飛散されるミストを前記第１充填材方向に回帰させるミスト除去板をさらに含む
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項7】
前記アンモニア水製造タワーの上段から排気されるＮＨ３を前記ＣＯ２除去部の下段に供給するＮＨ３供給パイプをさらに含む請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項8】
前記第１充填材は、単位体積あたり接触面的が大きく設計された、蒸留カラムパッキングが多段で構成される
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項9】
多段で構成された前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器がさらに形成される請求項８に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項10】
前記タワータンクの直径及び高さは、清水の流速及びＮＨ３の流速がフラッディング速度の１／２になるように設計される
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項11】
前記アンモニア再生部からＮＨ３を前記アンモニア水製造部のＮＨ３噴射ノズルを通して供給するか、又はＮＨ３の損失及び不足時には別途のＮＨ３貯蔵タンクからＮＨ３を供給して損失及び不足分を補償させる請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項12】
前記ＮＯＸ吸収部は、前記アンモニア再生部からブロア又は圧縮機を通してＮＨ３を直接供給されて第１ＮＨ３噴射ノズルに噴射するか、又はＮＨ３の不足時には尿素水貯蔵タンクの尿素水を尿素水供給ポンプを通して供給されて第２ＮＨ３噴射ノズルに噴射してＮＨ３の不足分を補償させる
請求項２または４に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項13】
前記ＳＯＸ吸収部は、前記調節弁と連結されて海水を下向きに噴射する多段の海水噴射ノズルを含む
請求項５に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項14】
前記海水噴射ノズル下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板が多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスを接触させる請求項１３に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項15】
前記海水噴射ノズル下部に、海水と排気ガスを接触させる第３充填材が詰められた吸収塔がそれぞれ形成されて、海水がＳＯＸを溶解させるようにする請求項１４に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項16】
前記ＳＯＸ吸収部は、洗浄水が逆流しないように排気ガス流入管をカバーする傘形状の隔壁を含む
請求項１３に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項17】
前記ＣＯ２除去部は、前記アンモニア水ポンプと連結されてアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、
ＣＯ２とアンモニア水を接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる第２充填材と、
前記第２充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、
ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、
屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記第２充填材方向に回帰させるミスト除去板と、
アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、
前記隔壁の排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含む
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項18】
前記吸収タワーは、前記ＮＯＸ吸収部と前記ＳＯＸ吸収部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含む
請求項４に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項19】
熱交換された蒸気と飽和水形態の混合水を供給されて蒸気を分離して蒸気消耗先に供給する補助ボイラと、前記補助ボイラから前記ＥＧＥにボイラ水を循環供給するボイラ水循環水ポンプと、前記蒸気消耗先から凝縮された凝縮水を回収するカスケードタンクと、前記カスケードタンクから前記補助ボイラにボイラ水の量を調節して供給する供給ポンプ及び調節弁と、を含む、蒸気生成部をさらに含む請求項１８に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項20】
前記アンモニア再生部は、Ｃａ（ＯＨ）２を貯蔵するＣａ（ＯＨ）２貯蔵タンクと、
前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）とＣａ（ＯＨ）２を攪拌機によって攪拌してＣａＣＯ３（ｓ）とＨ２Ｏを生成しＮＨ３（ｇ）を再生する混合タンクと、
前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入してＣａＣＯ３（ｓ）を分離するフィルタと、
前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、
スラリー又は固体状態のＣａＣＯ３（ｓ）を貯蔵するＣａＣＯ３（ｓ）貯蔵タンクと、を含む
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項21】
前記アンモニア再生部は、Ｍｇ（ＯＨ）２を貯蔵するＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンクと、
前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）とＭｇ（ＯＨ）２を攪拌機によって攪拌してＭｇＣＯ３（ｓ）とＨ２Ｏを生成しＮＨ３（ｇ）を再生する混合タンクと、
前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入してＭｇＣＯ３（ｓ）を分離するフィルタと、
前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、
スラリー又は固体状態のＭｇＣＯ３（ｓ）を貯蔵するＭｇＣＯ３（ｓ）貯蔵タンクと、を含む
請求項１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項22】
前記フィルタによって分離されたアンモニア水若しくは清水を前記アンモニア水製造部に供給するか、又は総循環清水に対して前記混合タンクによって追加的に生成された余剰のアンモニア水又は余剰の清水を前記清水タンクに貯蔵する請求項２０または２１に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項23】
前記Ｃａ（ＯＨ）２貯蔵タンクで、前記清水タンクから供給される清水とＣａＯを反応させてＣａ（ＯＨ）２を生成する請求項２２に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項24】
前記Ｍｇ（ＯＨ）２貯蔵タンクで、前記清水タンクから供給される清水とＭｇＯを反応させてＭｇ（ＯＨ）２を生成する請求項２２に記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項25】
前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含む請求項１ないし４のいずれかに記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置。
【請求項26】
請求項１ないし４のいずれかに記載の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備したことを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶エンジンから排気される排気ガスからＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２を分離排出してＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足し、ＳＯＸを除去した後にＣＯ２を除去することで、ＣＯ２溶解度とＣＯ２除去効率性を上げることができる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、無分別な化石燃料使用による温室効果ガス排出の影響で地球温暖化現象とそれに関連する環境災害が発生している。
【0003】
これによって、代表的な温室効果ガスである二酸化炭素を放出せず捕集して貯蔵することに関連する一連の技術がＣＣＳ（Ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ Ｃａｐｔｕｒｅ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）技術と呼ばれ最近非常に大きな注目を浴びているが、ＣＣＳ技術のうち化学吸収法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）は大規模処理が可能という面からその中でも最も多く商用化された技術である。
【0004】
また、二酸化炭素排出規制はＩＭＯのＥＥＤＩによって規制するが、２０５０年には２００８年の排出量の５０％以上の低減を目標とし、２０３０年にも２００８年の排出量の４０％を低減しなければならず、ＣＯ２を排出しない、又は排出されたＣＯ２を捕集する技術が注目を浴びている。
【0005】
ちなみに、二酸化炭素を直接的に捕集及び貯蔵するＣＣＳ技術のうち、ＣＯ２捕集技術は対象工程のＣＯ２発生条件に応じて多様なアプローチができるが、現在、代表的な技術は吸収法、吸着法、膜分離法があって、そのうち湿式吸収法は陸上プラントにおいて技術成熟度レベルが高く、ＣＯ２の大量処理が容易でＣＣＳ技術の商用化に最も近接した捕集技術とされ吸収剤としてはアミン系とアンモニアを主に使用する。
【0006】
一方、前述した二酸化炭素の排出を低減、又は生成された二酸化炭素を捕集する技術は、船舶では商用化された事例がないというのが現状であり、水素やアンモニアを燃料として使用する方法も現在開発中で商業化の段階には至っていないのが現状である。
【0007】
特に、高硫黄油を使用するためにスクラバ（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）を具備した船舶では、ＳＯＸの溶解度が大きいため、ＮａＳＯ３の化合物に先に変化することにより、ＳＯＸの溶解がすべて行われるまではＣＯ２の除去が難しい短所がある。
【0008】
よって、化石燃料を使用する船舶に対して船舶のエンジンから排出される排出ガスの中のＣＯ２を環境に影響を与えない物質に転換して排出したり、有用な物質に転換して貯蔵するための技術を船舶に適用する必要性が提起される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】大韓民国登録特許公報第２０３１２１０号（船舶用排気ガス低減装置及び汚染物質除去方法、２０１９．１０．１１）
【文献】大韓民国登録特許公報第１２０１４２６号（船舶用温室効果ガス低減装置、２０１２．１１．１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の思想が成し遂げようとする技術的課題は、排気ガスからＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２を分離排出してＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足し、ＳＯＸを除去した後にＣＯ２を除去することで、ＣＯ２溶解度とＣＯ２除去効率性を上げ、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を使用してＮＨ３再生費用を節減し、フィルタ後段部の容量の大きさを減らし、ＣＯ２の除去時、ＮＨ３と、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２のみを消耗して除去費用を節減させる、船舶の温室効果ガス排出低減装置及びそれを具備した船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述の目的を達成するために、本発明は、海水を供給する海水供給部と、清水とＮＨ３を反応させてアンモニア水を製造して供給するアンモニア水製造部と、船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）をＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２と反応させてＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部に回帰させて供給する、アンモニア再生部と、を含む。
【0012】
また、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、前記冷却された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去し、前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部及び前記ＮＯＸ吸収部に回帰させて供給できる。
【0013】
また、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部をさらに含み、前記ＣＯ２除去部は、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去できる。
【0014】
また、前記吸収タワーは、前記船舶エンジンから排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部と、前記ＮＯＸが除去された排気ガスを前記海水供給部から供給された海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部と、前記ＳＯＸが除去された排気ガスと前記アンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去する前記ＣＯ２除去部と、が積層形成され、前記アンモニア再生部はＮＨ３を再生して前記アンモニア水製造部及び前記ＮＯＸ吸収部に回帰させて供給できる。
【0015】
また、前記海水供給部は、船外からシーチェストを介して海水を供給されて前記ＳＯＸ吸収部にポンピングする海水ポンプと、排気ガスの量に応じて前記海水ポンプから供給される海水の流量を調節する調節弁と、を含むことができる。
【0016】
また、前記アンモニア水製造部は、清水を貯蔵する清水タンク；前記清水タンクから清水をポンピングして供給する清水ポンプ；タワータンクと、前記タワータンク下段に形成されてＮＨ３を上向きに噴射するＮＨ３噴射ノズルと、前記タワータンク上段に形成されて前記清水ポンプからの清水を下向きに噴射する清水噴射ノズルと、前記ＮＨ３噴射ノズルと前記清水噴射ノズルの間に形成されて清水とＮＨ３を接触させてＮＨ３を溶解してアンモニア水を生成する第１充填材と、溶解反応による前記タワータンクの発熱を冷却するクーリングジャケットと、で構成されるアンモニア水製造タワー；及び前記アンモニア水製造タワーの下段に排液されたアンモニア水を貯蔵するアンモニア水貯蔵タンクから前記ＣＯ２除去部の上段にアンモニア水を供給するアンモニア水ポンプ；を含むことができる。
【0017】
また、前記アンモニア水製造タワーは、前記タワータンクの上部に屈曲する多板形で形成されて清水から飛散されるミストを前記第１充填材方向に回帰させるミスト除去板をさらに含むことができる。
【0018】
また、前記アンモニア水製造タワーの上段から排気されるＮＨ３を前記ＣＯ２除去部の下段に供給するＮＨ３供給パイプをさらに含むことができる。
【0019】
また、前記第１充填材は、単位体積あたり接触面的が大きく設計された、蒸留カラムパッキングが多段で構成されることができる。
【0020】
また、多段で構成された前記蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器がさらに形成され得る。
【0021】
また、前記タワータンクの直径及び高さは、清水の流速及びＮＨ３の流速がフラッディング速度の１／２になるように設計されることができる。
【0022】
また、前記アンモニア再生部からＮＨ３を前記アンモニア水製造部のＮＨ３噴射ノズルを通して供給するか、又はＮＨ３の損失及び不足時には別途のＮＨ３貯蔵タンクからＮＨ３を供給して損失及び不足分を補償できる。
【0023】
また、前記ＮＯＸ吸収部は、前記アンモニア再生部からブロア又は圧縮機を通して第１ＮＨ３噴射ノズルにＮＨ３を直接供給されるか、又はＮＨ３の不足時には尿素水貯蔵タンクの尿素水を尿素水供給ポンプを通して第２ＮＨ３噴射ノズルに供給されて不足分を補償できる。
【0024】
また、前記ＳＯＸ吸収部は、前記調節弁と連結されて海水を下向きに噴射する多段の海水噴射ノズルを含むことができる。
【0025】
また、前記海水噴射ノズル下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板が多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスが接触できる。
【0026】
また、前記海水噴射ノズル下部に、海水と排気ガスを接触させる第３充填材が詰められた吸収塔がそれぞれ形成されて、海水がＳＯＸを溶解させることができる。
【0027】
また、前記ＳＯＸ吸収部は、洗浄水が逆流しないように排気ガス流入管をカバーする傘形状の隔壁を含むことができる。
【0028】
また、前記ＣＯ２除去部は、前記アンモニア水ポンプと連結されてアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズルと、ＣＯ２とアンモニア水を接触させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる第２充填材と、前記第２充填材が詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却するクーリングジャケットと、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレーと、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を前記第２充填材方向に回帰させるミスト除去板と、アンモニア水が逆流しないように形成された隔壁と、前記隔壁の排気ガス流入孔をカバーする傘形状の遮断板と、を含むことができる。
【0029】
また、前記吸収タワーは、前記ＮＯＸ吸収部と前記ＳＯＸ吸収部の間に形成されて前記船舶エンジンの廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥをさらに含むことができる。
【0030】
また、熱交換された蒸気と飽和水形態の混合水を供給されて蒸気を分離して蒸気消耗先に供給する補助ボイラと、前記補助ボイラから前記ＥＧＥにボイラ水を循環供給するボイラ水循環水ポンプと、前記蒸気消耗先から凝縮された凝縮水を回収するカスケードタンクと、前記カスケードタンクから前記補助ボイラにボイラ水の量を調節して供給する供給ポンプ及び調節弁と、を含む、蒸気生成部をさらに含むことができる。
【0031】
また、前記アンモニア再生部は、Ｃａ（ＯＨ）２を貯蔵するＣａ（ＯＨ）２貯蔵タンクと、前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）とＣａ（ＯＨ）２を攪拌機によって攪拌してＣａＣＯ３（ｓ）とＨ２Ｏを生成しＮＨ３（ｇ）を再生する混合タンクと、前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入してＣａＣＯ３（ｓ）を分離するフィルタと、前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、スラリー又は固体状態のＣａＣＯ３（ｓ）を貯蔵するＣａＣＯ３（ｓ）貯蔵タンクと、を含むことができる。
【0032】
また、前記アンモニア再生部は、Ｍｇ（ＯＨ）２を貯蔵するＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンクと、前記吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）とＭｇ（ＯＨ）２を攪拌機によって攪拌してＭｇＣＯ３（ｓ）とＨ２Ｏを生成しＮＨ３（ｇ）を再生する混合タンクと、前記混合タンクから溶液及び沈殿物を吸入してＭｇＣＯ３（ｓ）を分離するフィルタと、前記溶液及び沈殿物を前記フィルタに高圧で移送する高圧ポンプと、スラリー又は固体状態のＭｇＣＯ３（ｓ）を貯蔵するＭｇＣＯ３（ｓ）貯蔵タンクと、を含むことができる。
【0033】
また、前記フィルタによって分離されたアンモニア水若しくは清水を前記アンモニア水製造部に供給するか、又は総循環清水に対して前記混合タンクによって追加的に生成された余剰のアンモニア水又は余剰の清水を前記清水タンクに貯蔵することができる。
【0034】
また、前記Ｃａ（ＯＨ）２貯蔵タンクで、前記清水タンクから供給される清水とＣａＯを反応させてＣａ（ＯＨ）２を生成できる。
【0035】
また、前記Ｍｇ（ＯＨ）２貯蔵タンクで、前記清水タンクから供給される清水とＭｇＯを反応させてＭｇ（ＯＨ）２を生成できる。
【0036】
また、前記吸収タワーから排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク、前記洗浄水タンクに移送ポンプによって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置、及び固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンクで構成される、排出部をさらに含むことができる。
【0037】
一方、本発明は、以上で述べた温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、船舶エンジンから排気される排気ガスからＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２をＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、ＳＯＸを除去した後にＣＯ２を除去することで、ＣＯ２溶解反応速度とＣＯ２溶解度とＣＯ２除去効率性を上げ、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を使用してＮＨ３再生費用を節減でき、フィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、ＣＯ２の除去時、比較的安価のＮＨ３損失分と、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２（ＣａＯ又はＭｇＯ）のみを消耗して除去費用を節減でき、ＮＨ３の再生時、残存するＳＯＸによる副反応を除去してＮＨ３の損失を最小化し、アンモニア回収時に不純物が含まれないようにすることができ、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２（ＣａＯ又はＭｇＯ）のみを投入してアンモニア水の濃度変化がなく、フィルタの容量の大きさを減らすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、様々な異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【0041】
本発明の一実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置は、海水を供給する海水供給部と、清水とＮＨ３を反応させてアンモニア水を製造して供給するアンモニア水製造部と、船舶エンジンから排出される排気ガスを海水供給部から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスとアンモニア水製造部からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部が形成された、吸収タワーと、吸収タワーから排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）をＭｇ（ＯＨ）２と反応させてＮＨ３を再生してアンモニア水製造部に回帰させて供給する、アンモニア再生部と、を含む。
【0042】
この時、エンジンの種類及び仕様（低圧エンジン又は高圧エンジン）、エンジンに供給される燃料の種類（ＨＦＯ、ＭＤＯ、ＭＧＯ、ＬＮＧ、アンモニア等）によって吸収タワーはＮＯＸ吸収部又はＳＯＸ吸収部を選択的に含むか、又はすべてを含むように構成できる。
【0043】
特に、ＳＯＸ吸収部に関しては後述のように、海水と反応させてＳＯＸを溶解できるので、排気ガスの冷却とＳＯＸ吸収を一度に行うことができる。
【0044】
一方、本発明の他の実施例による船舶は、上記の船舶の温室効果ガス排出低減装置を具備した船舶を提供できる。
【0045】
以下、吸収タワーにＮＯＸ吸収部、ＳＯＸ吸収部、ＣＯ２除去部が積層形成された実施例を記述するが、これに限定されず、前述のようにＮＯＸ吸収部及び／又はＳＯＸ吸収部はエンジンと燃料の種類によって具備するか否かを決定できる。
【0046】
本発明の実施例による船舶の温室効果ガス排出低減装置は、全体として、海水を供給する海水供給部１１０と、清水とＮＨ３を反応させてアンモニア水を製造して供給するアンモニア水製造部１２０と、船舶エンジン１０から排出される排気ガスを海水供給部１１０から供給された海水と反応させて冷却し、冷却された排気ガスとアンモニア水製造部１２０からのアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３３が形成された、吸収タワー１３０と、吸収タワー１３０から排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）をＣａ（ＯＨ）２（ａｑ）又はＭｇ（ＯＨ）２（ａｑ）と反応させてＮＨ３（ｇ）を再生してアンモニア水製造部１２０に回帰させて供給する、アンモニア再生部１４０と、を含むことで、排気ガスからＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２を分離排出してＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足し、ＳＯＸを除去した後にＣＯ２を除去することで、ＣＯ２除去効率性を上げ、ＮＨ３の再生時、残存するＳＯＸによる副反応を除去してアンモニア回収時に不純物が含まれないようにすることを要旨とする。
【0047】
【0048】
まず、海水供給部１１０は海水を吸収タワー１３０のＳＯＸ吸収部１３２に供給するが、具体的には、図２及び図３に示すように、船外からシーチェスト（ｓｅａ ｃｈｅｓｔ）（図示せず）を介して海水を吸入して供給されてＳＯＸ吸収部１３２にポンピングする海水ポンプ１１１ａ，ｂと、排気ガスの量に応じて海水ポンプ１１１ａ，ｂから供給される海水の流量を調節する調節弁１１２と、で構成されることができる。ここで、海水ポンプ１１１ａ，ｂは船外から海水を吸入する吸引ポンプ（ｓｕｃｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）１１１ａと海水をＳＯＸ吸収部１３２にポンピングして移送する海水移送ポンプ１１１ｂで構成されることができる。
【0049】
ちなみに、船舶の接岸時又は航海時によって、水深に応じて上部の海水を吸入するハイシーチェスト又は下部の海水を吸入するローシーチェストから海水ポンプ１１１ａ，ｂに選択的に供給できる。すなわち、船舶の接岸時には下部の海水に比べて上部の海水の方が清潔なのでハイシーチェストを使用し、船舶の航海時には上部の海水に比べて下部の海水の方が清潔なのでローシーチェストを使用することができる。
【0050】
ここで、調節弁１１２は海水の流量を調節する手動操作型ダイヤフラム弁又はソレノイド型弁であり得るが、これに限定されず、排気ガスの量に応じて海水噴射ノズル１３２ａを通して海水噴射量を調節できるものであれば、いかなる形態の弁でも適用可能である。
【0051】
次に、アンモニア水製造部１２０は清水と、再生又は不足時に補充されたＮＨ３を反応させてアンモニア水（ＮＨ４ＯＨ（ａｑ））を製造して供給する。
【0052】
具体的には、図２及び図４に示すように、アンモニア水製造部１２０は、清水（ｆｒｅｓｈ ｗａｔｅｒ）を貯蔵する清水タンク１２１、清水タンク１２１から清水をポンピングして供給する清水ポンプ１２２、タワータンク１２３ａと、タワータンク１２３ａ下段に形成されてＮＨ３を上向きに噴射するＮＨ３噴射ノズル１２３ｂと、タワータンク１２３ａ上段に形成されて清水ポンプ１２２からの清水を下向きに噴射する清水噴射ノズル１２３ｃと、ＮＨ３噴射ノズル１２３ｂと清水噴射ノズル１２３ｃの間に形成されて清水とＮＨ３を接触させてＮＨ３を溶解してアンモニア水を生成する充填材１２３ｄと、下記の化学式１による溶解反応によるタワータンク１２３ａの発熱を冷却するクーリングジャケット（ｃｏｏｌｉｎｇ ｊａｃｋｅｔ）１２３ｅと、で構成されるアンモニア水製造タワー１２３、及びアンモニア水製造タワー１２３の下段に排液された（ｄｒａｉｎ）アンモニア水を貯蔵するアンモニア水貯蔵タンク１２４ａからＣＯ２除去部１３３の上段に形成されたアンモニア水噴射ノズル１３３ａにアンモニア水を供給するアンモニア水ポンプ１２４からなることができる。
【0053】
【化1】
【0054】
ここで、清水タンク１２１は船内で生産された蒸溜水（ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ）又はフィルタ１４４によるＣａＣＯ３又はＭｇＣＯ３の分離時に分離されてアンモニア水製造タワー１２３へ移送される清水（又はアンモニア水）、すなわちアンモニア水生成及びＮＨ３再生に要する総循環清水に対して混合タンク１４３及びフィルタ１４４を通過して追加的に生成される余剰の清水を貯蔵することもできる（図８を参照）。
【0055】
一方、アンモニア水製造タワー１２３は、図４を参照すると、タワータンク１２３ａの上部清水噴射ノズル１２３ｃ上段に屈曲する多板形で形成されて清水から飛散されるミスト（ｍｉｓｔ）を充填材１２３ｄ方向に回帰させるミスト除去板１２３ｆをさらに含み、清水が排気ガスを介して外部に排出され得るのでミストが屈曲に衝突して液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）が大きくなり下部の充填材１２３ｄ方向に排液されるようにすることができる。
【0056】
また、アンモニア水製造タワー１２３の上段に排気されるＮＨ３（ｇ）をＣＯ２除去部１３３の下段に供給するＮＨ３供給パイプ１２３ｇをさらに含み、溶解されず排気された余剰のＮＨ３（ｇ）をＣＯ２除去部１３３を通過して流れるアンモニア水に吸収されるようにしてＮＨ３の損失を最小化させることもできる。
【0057】
一方、アンモニア水再生部１４０によって再生されたＮＨ３がアンモニア水製造タワー１２３によってアンモニア水を生成したり、ＮＯＸ吸収部１３１の第１ＮＨ３噴射ノズル１３１ｂに供給したりするには量が足りず、ＮＨ３不足分が発生するか、又はＮＨ３自体の損失分が発生した場合は、別途のＮＨ３貯蔵タンク１２３ｈを具備してＮＨ３を供給して損失及び不足分を補償させることもできる。すなわち、アンモニア再生部１４０からアンモニア水製造部１２０のＮＨ３噴射ノズル１２３ｂ、又はブロア（ｂｌｏｗｅｒ）１３１ａ又は圧縮機を通してＮＯＸ吸収部１３１の第１ＮＨ３噴射ノズル１３１ｂにＮＨ３を直接供給するか、又はＮＨ３の損失又は不足時にはＮＨ３貯蔵タンク１２３ｈからＮＨ３を供給されて損失分又は不足分を代替するようにすることができる。
【0058】
また、タワータンク１２３ａの直径及び高さは、清水の流速及びＮＨ３の流速がフラッディング速度（ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）の１／２になるように設計されることが好ましいが、これにより、ＮＨ３噴射ノズル１２３ｂを通してＮＨ３は常圧より若干高い圧力で噴射される状態で、タワータンク１２３ａの濡れた状態での圧力降下を相殺させることができる。
【0059】
また、充填材１２３ｄは、単位体積あたり接触面的が大きく設計された、蒸留カラムパッキング（ｄｉｓｔｉｌｌｉｎｇ ｃｏｌｕｍｎ ｐａｃｋｉｎｇ）が多段で構成されることができ、単位面積あたり接触面積と気体の圧力降下とフラッディング速度とを考慮して図９に例示したような工程に適した蒸留カラムパッキングを選定できる。
【0060】
一方、多段で構成された蒸留カラムパッキングの間に溶液再分配器（図示せず）が形成されて、清水のチャネリング（ｃｈａｎｎｅｌｉｎｇ）現象を防止させることができる。
【0061】
また、アンモニア水ポンプ１２４は遠心ポンプ（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｐｕｍｐ）で構成され、アンモニア水製造タワー１２３からＣＯ２除去部１３３に大量のアンモニア水をポンピングして有効に供給できる。
【0062】
また、クーリングジャケット１２３ｅはＮＨ３の溶解度を考慮して溶解反応の反応温度が３０℃乃至５０℃に維持されるように冷却できる。
【0063】
次に、吸収タワー１３０は、図２及び図５に示すように、主エンジン又は発電用エンジンの船舶エンジン１０から排出される排気ガスのＮＯＸを吸収して除去するＮＯＸ吸収部１３１と、ＮＯＸが除去された排気ガスを海水と反応させて冷却しながらＳＯＸを溶解させて除去するＳＯＸ吸収部１３２と、ＳＯＸが除去された排気ガスとアンモニア水製造部１２０から供給されたアンモニア水を反応させてＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換してＣＯ２を除去するＣＯ２除去部１３３と、が垂直方向に積層形成され、ＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２を順に吸収して除去する。
【0064】
ここで、吸収タワー１３０は、ＮＯＸ吸収部１３１とＳＯＸ吸収部１３２とＣＯ２除去部１３３と後述するＥＧＥ１３４を含んで構成されることができ、それぞれ個別モジュールとして構成されてモジュール化して結合して構成されることもでき、単一のタワーの形態に統合して構成されることもでき、吸収タワー１３０自体は単一タワー又は複数のタワーで構成されることもできる。
【0065】
具体的には、ＮＯＸ吸収部１３１は、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｒｅａｃｔｏｒ）であって、アンモニア再生部１４０からブロア１３１ａ又は圧縮機を通してＮＨ３を直接供給されてＮＨ３を第１ＮＨ３噴射ノズル１３１ｂで噴射するか、又はＮＨ３の不足時には尿素水貯蔵タンク１３１ｃの尿素水（ＵＲＥＡ）を尿素水供給ポンプ１３１ｄを通して供給されて尿素水を第２ＮＨ３噴射ノズル１３１ｅで噴射してＮＨ３の不足分を補償できる。
【0066】
ここで、尿素水を分解するとＮＨ３とＣＯ２が発生するので、ＮＨ３を直接供給してＣＯ２発生量を減らすことが好ましく、ＮＯＸ吸収部１３１の上段にはＮＯＸ濃度を感知するＮＯＸセンサ１３１ｆ（図５参照）が形成され得る。
【0067】
また、ＳＯＸ吸収部１３２は海水と一次的に接触するセクションであって、調節弁１１２と連結されて海水を下向きに噴射する多段の海水噴射ノズル１３２ａで構成されてＳＯＸを溶解させてスート（ｓｏｏｔ）の粉塵を除去しながら、海水噴射ノズル１３２ａ又は別途のクーリングジャケット（図示せず）によって排気ガスの温度をＣＯ２除去部１３３で要求される２７℃乃至３３℃、好ましくは、３０℃前後に冷却できる。
【0068】
一方、図６の（ａ）に示すように、海水噴射ノズル１３２ａ下部に、排気ガスが通過する流路が形成された多孔性上板１３２ｂが多段でそれぞれ形成されて、海水と排気ガスを円滑に接触させるか、又は図６の（ｂ）に示すように、海水噴射ノズル１３２ａ下部に、海水と排気ガスを接触させる充填材が詰められた吸収塔１３２ｃがそれぞれ形成されて、海水がＳＯＸを溶解させるようにすることもできる。
【0069】
一方、ＳＯＸの溶解度をさらに上げるためにアルカリイオンを形成する化合物、例えば、ＮａＯＨ又はＭｇＯの塩基性薬品を投入する閉ループ系（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ）で構成できる。
【0070】
ちなみに、閉ループ系は追加的な塩基性薬品消耗を伴うが循環する海水の量が少ない長所があり、海水のみを噴射して溶解されたＳＯＸを船外に排出する開ループ系（ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍ）は追加的な塩基性薬品の消耗がなく簡素な長所があり、かかる長所を最大化するために開ループ及び閉ループを結合したハイブリッドシステムで構成することもできる。
【0071】
よって、ＳＯＸ吸収部１３２によってＳＯＸを先に除去した後に続いてＣＯ２除去部１３３によってＣＯ２を除去させることで、ＳＯＸの溶解度が大きいため、Ｎａ２ＳＯ３などの化合物に先に変化することにより、ＳＯＸの溶解がすべて行われるまではＣＯ２の除去が難しい問題点を解決してＣＯ２の溶解度及びＣＯ２の除去効率性を向上させることができる。
【0072】
ここで、ＳＯＸ吸収部１３２によって排出部１６０に排液される洗浄水にはＳＯ３
－、ＳＯ４
２－、スート、ＮａＳＯ３、ＮａＳＯ４、ＭｇＣＯ３、ＭｇＳＯ４及びその他のイオン化合物が共に含まれており、ＳＯＸ吸収部１３２は、洗浄水がＮＯＸ吸収部１３１又はＥＧＥ１３４に逆流して流れ込まないように排気ガス流入管１３２ｄをカバーする傘形状の隔壁１３２ｅを含むことができる。
【0073】
また、ＣＯ２除去部１３３は、図４及び図５に示すように、アンモニア水ポンプ１２４と連結されてアンモニア水を下向きに噴射するアンモニア水噴射ノズル１３３ａと、ＣＯ２とアンモニア水を接触させて下記の化学式２によってＣＯ２をＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）に転換させる充填材１３３ｂと、充填材１３３ｂが詰められた吸収塔の区間ごとに多段で形成されてＣＯ２除去反応による発熱を冷却して３０℃乃至５０℃に維持させるクーリングジャケット（図示せず）と、ＣＯ２と反応せず外部に排出されるＮＨ３を捕集するウォータースプレー１３３ｃと、屈曲する多板形で形成されてアンモニア水を充填材１３３ｂ方向に回帰させるミスト除去板１３３ｄと、アンモニア水がＳＯＸ吸収部１３２に逆流して流れ込まないように形成された隔壁１３３ｅと、隔壁１３３ｅの排気ガス流入孔１３３ｅ－１をカバーする傘形状の遮断板１３３ｆと、で構成されることができる。
【0074】
【化2】
【0075】
ここで、ＣＯ２除去部１３３は前もってＮＯＸとＳＯＸが除去された排気ガスとアンモニア水を反応させて除去することで、ＣＯ２除去工程中にＮＯＸとＳＯＸによる副反応が発生しないので不純物の発生を最小化することができ、後続の工程で不純物の少ないＮＨ４ＨＣＯ３を得ることができる。
【0076】
また、充填材１３３ｂは、単位体積あたり接触面的が大きく設計された、蒸留カラムパッキングが多段で構成されることができ、単位面積あたり接触面積と気体の圧力降下とフラッディング速度とを考慮して図９に例示したような工程に適した蒸留カラムパッキングを選定できる。
【0077】
一方、吸収タワー１３０は、ＮＯＸ吸収部１３１とＳＯＸ吸収部１３２の間に形成されて船舶エンジン１０の廃熱とボイラ水を熱交換させるＥＧＥ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ）１３４をさらに含むことができる。
【0078】
次に、アンモニア再生部１４０は吸収タワー１３０から排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）をＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２と反応させてＮＨ３を再生してアンモニア水製造部１２０及びＮＯＸ吸収部１３１に回帰させて供給して再使用させ、ＣＯ２をＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）形態で貯蔵又は排出させる。
【0079】
具体的には、図２及び図８に示すように、アンモニア再生部１４０は、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を貯蔵するＣａ（ＯＨ）２貯蔵タンク１４１又はＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンク１４１、吸収タワー１３０のＣＯ２除去部１３３から排出されたＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）と、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を攪拌機１４２によって攪拌して下記の化学式３又は化学式４によってＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）と、Ｈ２Ｏを生成しＮＨ３（ｇ）を再生する混合タンク１４３、混合タンク１４３から溶液及び沈殿物を吸入してＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）を分離するフィルタ１４４、溶液及び沈殿物をフィルタ１４４に高圧で移送する高圧ポンプ１４５、及びスラリー又は乾燥機（ｄｒｙｅｒ）（図示せず）に移送されて固形化した固体状態のＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）を貯蔵するＣａＣＯ３（ｓ）貯蔵タンク（図示せず）又はＭｇＣＯ３（ｓ）貯蔵タンク（図示せず）を含むことができる。
【0080】
【化3】
【0081】
【化4】
【0082】
ここで、混合タンク１４３内に設置された攪拌機１４２によってＮＨ４ＨＣＯ３（ａｑ）とＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を連続的に反応させるが、反応が円滑に行われるように一定の温度を維持させる。
【0083】
一方、フィルタ１４４によって分離された清水（又はアンモニア水）をアンモニア水製造部１２０の清水噴射ノズル１２３ｃに供給するか、又はアンモニア水生成及びＮＨ３再生に要する総循環清水に対して混合タンク１４３によって追加的に生成された余剰の清水（又は余剰のアンモニア水）を清水タンク１２１に貯蔵して清水の浪費をなくすことができる。
【0084】
また、Ｃａ（ＯＨ）２貯蔵タンク１４１又はＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンク１４１では清水タンク１２１から供給される清水と、ＣａＯ又はＭｇＯを反応させてＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２）を生成して貯蔵し混合タンク１４３に供給する役割を担う。ここで、ＣａＯ又はＭｇＯの溶解度が低いので必要時に清水にＣａＯ又はＭｇＯを投入してＣａ（ＯＨ）２（ａｑ）又はＭｇ（ＯＨ）２（ａｑ）を製造する方式を適用することが有効であり、ＣａＯ又はＭｇＯの投入時に加熱及び攪拌を伴う必要がある。
【0085】
これにより、アンモニア水の濃度減少がなく、フィルタ１４４の容量の大きさを減らすことができ、ＮＨ３再生費用を減らすことができる。すなわち、理論的にはＭｇＯのみを消耗し、ＮＨ３と清水を再使用させ、ＣＯ２除去費用を相当低減できる。
【0086】
また、フィルタ１４４は混合タンク１４３から溶液と沈殿物を吸入してＮａＨＣＯ３とその他副産物の沈殿物を高圧ポンプ１４５によって高圧で移送してＣａＣＯ３又はＭｇＣＯ３を分離して固体状態で貯蔵するか、又は船外に排出する。ここで、フィルタの一例として高圧流体移送による沈殿物分離に適したメンブレンフィルタが適用され得る。
【0087】
また、混合タンク１４３によって再生されたＮＨ３をアンモニア水製造部１２０のＮＨ３噴射ノズル１２３ｂとＮＯＸ吸収部１３１の第１ＮＨ３噴射ノズル１３１ｂに供給してアンモニア水製造とＮＯＸ除去に再使用させ、比較的高価のＮＨ３の消耗を最小化して費用を節約できる。
【0088】
次に、蒸気生成部１５０は、図７に示すように、ＥＧＥ１３４を通過して熱交換された蒸気（ｓｔｅａｍ）と飽和水形態の混合水を供給されてスチームドラム（ｓｔｅａｍ ｄｒｕｍ）（図示せず）によって蒸気を分離して蒸気消耗先に供給する補助ボイラ１５１と、補助ボイラ１５１からＥＧＥ１３４にボイラ水を循環供給するボイラ水循環水ポンプ１５２と、蒸気消耗先から消耗された後、凝縮されて相が変化した凝縮水を回収するカスケードタンク（ｃａｓｃａｄｅ ｔａｎｋ）１５３と、カスケードタンク１５３から補助ボイラ１５１にボイラ水の量を調節して供給する供給ポンプ１５４及び調節弁１５５と、で構成され、船内の加熱装備に必要な蒸気を生成して供給する。
【0089】
ここで、船舶エンジン１０の負荷が大きい場合は排気ガスから提供され得る熱量が高いので船内に必要な蒸気の量をＥＧＥ１３４によって十分に生産できるが、そうでない場合は補助ボイラ１５１自体に燃料を燃焼させて必要な蒸気を生産することもできる。
【0090】
次に、排出部１６０は、図２に示すように、吸収タワー１３０から排出される洗浄水を貯蔵する洗浄水タンク１６１、洗浄水タンク１６１に移送ポンプ１６２によって移送された洗浄水の船外排出条件を充足するように濁度を調節するフィルタリングユニットとｐＨ調節のための中和剤注入ユニットを具備する水処理装置１６３、及びスートなどの固形の排出物を分離貯蔵するスラッジ貯蔵タンク１６４で構成され、水処理装置１６３を通過して船外排出条件を充足する洗浄水は船外排出し、船外排出条件を充足できないスートなどの固形の排出物は別途にスラッジ貯蔵タンク１６４に貯蔵保管できる。
【0091】
一方、船外排出条件を充足するための中和剤としてＮａＯＨを例として上げられるが、吸収タワー１３０から排出される物質が酸性又は塩基性である場合をすべて想定して必要に応じてこれらの酸性又は塩基性をそれぞれ中和させることができる中和剤が選択されて用いられ得る。
【0092】
したがって、前述のような船舶の温室効果ガス排出低減装置の構成によれば、船舶エンジンから排気される排気ガスからＮＯＸとＳＯＸとＣＯ２をＩＭＯ温室効果ガス排出規制を充足させるように環境に影響を与えない物質に転換して分離排出するか、又は有用な物質に転換して貯蔵し、ＳＯＸを除去した後にＣＯ２を除去することで、ＣＯ２溶解反応速度とＣＯ２溶解度とＣＯ２除去効率性を上げ、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２を使用してＮＨ３再生費用を節減でき、フィルタ後段部の容量の大きさを減らすことができ、ＣＯ２の除去時、比較的安価のＮＨ３損失分とＣａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２（ＣａＯ又はＭｇＯ）のみを消耗して除去費用を節減でき、自然状態で存在するＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）形態でＣＯ２を貯蔵することができ、ＣａＣＯ３（ｓ）又はＭｇＣＯ３（ｓ）の海上排出が可能で、ＮＨ３再生時に残存するＳＯＸによる副反応を除去してＮＨ３の損失を最小化し、アンモニア回収時に不純物が含まれないようにすることができ、Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２のみを投入してアンモニア水の濃度変化がなく、フィルタの容量の大きさを減らすことができる。
【0093】
以上、本発明を図面に示す実施例を参照して説明した。しかし、本発明はこれに限定されず本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって本発明と均等な範囲に属する多様な変形例又は他の実施例が可能である。したがって、本発明の真正な保護範囲は下記の特許請求の範囲によって定められる。
【符号の説明】
【0094】
１１０ 海水供給部
１１１ａ，ｂ 海水ポンプ
１１２ 調節弁
１２０ アンモニア水製造部
１２１ 清水タンク
１２２ 清水ポンプ
１２３ アンモニア水製造タワー
１２４ アンモニア水ポンプ
１２５ ブロア
１２６ 圧力計弁
１３０ 吸収タワー
１３１ ＮＯＸ吸収部
１３２ ＳＯＸ吸収部
１３３ ＣＯ２除去部
１３４ ＥＧＥ
１４０ アンモニア再生部
１４１ Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンク
１４２ 撹拌機
１４３ 混合タンク
１４４ フィルタ
１４５ 高圧ポンプ
１５０ 蒸気生成部
１５１ 補助ボイラ
１５２ ボイラ水循環水ポンプ
１５３ カスケードタンク
１５４ 供給ポンプ
１５５ 調節弁
１６０ 排出部
１６１ 洗浄水タンク
１６２ 移送ポンプ
１６３ 水処理装置
１６４ スラッジ貯蔵タンク
１０ 船舶エンジン
１１１ａ，ｂ 海水ポンプ
１１２ 調節弁
１２０ アンモニア水製造部
１２１ 清水タンク
１２２ 清水ポンプ
１２３ アンモニア水製造タワー
１２４ アンモニア水ポンプ
１２５ ブロア
１２６ 圧力計弁
１３０ 吸収タワー
１３１ ＮＯＸ吸収部
１３２ ＳＯＸ吸収部
１３３ ＣＯ２除去部
１３４ ＥＧＥ
１４０ アンモニア再生部
１４１ Ｃａ（ＯＨ）２又はＭｇ（ＯＨ）２貯蔵タンク
１４２ 撹拌機
１４３ 混合タンク
１４４ フィルタ
１４５ 高圧ポンプ
１５０ 蒸気生成部
１５１ 補助ボイラ
１５２ ボイラ水循環水ポンプ
１５３ カスケードタンク
１５４ 供給ポンプ
１５５ 調節弁
１６０ 排出部
１６１ 洗浄水タンク
１６２ 移送ポンプ
１６３ 水処理装置
１６４ スラッジ貯蔵タンク
１０ 船舶エンジン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】