本发明专利技术提供一种柴油发动机的排气气体净化装置，特别是不仅能够将使用重油以下的低质燃料的柴油发动机的排气气体中的PM，特别是SOF成分、硫酸盐成分高效率地去除，并且容易且可靠地抑制环境污染物质、对生态系统给予不良影响的物质的流出。在使用重油以下的低质燃料的柴油发动机的排气气体净化装置中，形成如下结构：在与发动机的排气歧管相连的排气管上设置排气气体冷却器，在该排气气体冷却器的下游侧设置电集尘部件，该电集尘部件用于去除该排气气体中含有的以SOF、ISF为主体的PM，在该电集尘部件的下游侧配气管上设置将上述排气气体的一部分作为EGR气体进行分流的分支部，借助与该分支部相连的EGR配管及EGR阀而使上述EGR气体回流到发动机的进气中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用重油以下的低质燃料的柴油发动机的排气气体净化装置
本专利技术涉及去除船舶用柴油发动机的排气气体中所含有的以碳为主体的粒状物质(ParticulateMatter：以下称为“PM”)、氮氧化物(以下称为“NOx”)等有害气体并对排气气体净化的船舶用、特别是使用重油以下的低质燃料的大排量船舶用柴油发动机的排气气体处理技术，更详细地，涉及排出较高温度的排气气体的大排量柴油发动机中的利用了电晕放电的排气气体的净化装置。
技术介绍
大范围地采用柴油发动机作为各种船舶、发电机及大型建筑机械、以及各种汽车等的动力源，但是，从该柴油发动机排出的排气气体中所含有的PM、NOx众所周知，不仅产生大气污染，而且还是对人体极其有害的物质，因此该排气气体的净化极其重要。因此，已提出了如下多种方法：改善柴油发动机的燃烧方式、采用各种排气气体过滤器的排气气体再循环(ExhaustGasRecirculation：以下称为“EGR”)法；选择式还原催化剂脱硝法(SelectiveCatalyticRuduction：以下称为“SCR”)；以及利用电晕放电进行电处理的方法等，其中的一部分用于实际应用。在此，柴油发动机的排气气体中的PM(粒状物质)的成分分为有机溶剂可溶成分(SOF：SolubleOrganicFractions，以下称为“SOF”)和有机溶剂不溶成分(ISF：InsolubleOrganicFractions，以下称为“ISF”)这两种，其中，SOF成分以燃料、润滑油的未燃部分为主要成分，包含具有致癌作用的多环芳香族等有害物质。另一方面，ISF成分以电阻率较低的碳(碳黑)与硫酸盐(Sulfate：硫酸盐)成分为主成分，鉴于该SOF成分及ISF成分对人体、环境造成的影响，希望尽可能减少排气气体。特别是，生物体中的PM的不良影响的程度在PM的颗粒径达到nm尺寸的情况下尤其成为问题。作为利用电晕放电进行电处理的方法，例如提出有以下所述的方法及装置(专利文献1～专利文献3)。即，在专利文献1中，提出了柴油发动机的排气气体用电处理方法及装置，如图21中所示，采用在排气气体通路21中设置由电晕放电部22-1和带电部22-2构成的放电带电部22，电晕放电的电子29使排气气体G1中的以碳为主体的PM28带电，利用配置于该排气气体通路21的捕集板23对上述带电的PM28进行捕集的方式，放电带电部22中的电极针24在排气气体流的流动方向上长度较短，并且捕集板23配置在与排气气体流的流动方向成直角的方向上。在图中，附图标记25是密封气体管，附图标记26是高压电源装置，附图标记27是排气气体引导管。在专利文献2中，作为包括有带电凝结部和对凝结的成分进行捕集的过滤器部的气体处理装置，其中，该带电凝结部通过电晕放电使搭载于汽车的柴油发动机的排气气体中的捕集对象成分带电并凝结，如图22、图23所示，表示构成如下结构的气体处理装置：将带电凝结部30配置在上游侧，将过滤器部40配置在下游侧，进而将氧化催化剂50配置在过滤器部40的下游，并且，由筒状体31、31a等形成带电凝结部30的气体通路壁，此外由配置在气体通路壁的表面附近的导电性的筒状体31f形成低电压电极的集尘电极，由配置于这些筒状体的内部的线状体的高电压电极形成电晕电极，并且使上述气体通路壁的筒状体形成为利用自然对流与热辐射所产生的自然放热使气体冷却的气体冷却部，另外，对于在上述气体通路壁的筒状体、或者上述导电性的筒状体的内侧表面附近流动的气体流，在上述筒状体的表面或者表面附近设置用于促进紊流的紊流促进部件31e。在图中，附图标记31c是气体入口室，附图标记31b是电晕电极，附图标记31d是气体出口室。在专利文献3中示出了如下方法及装置，其使用电气式排气气体处理装置，预先利用气体冷却部件将包含粒状物质PM(SOF、ISF)的全部排气气体的温度降低到100℃以上、优选的是130℃以上且排气气体温度/燃料沸点温度比R＝0.85所表示的温度以下，之后利用电气部件进行处理，能够有效地去除粒状物质PM(SOF、ISF)。另一方面，在非专利文献1中，在第二章“针对IMO的与3次NOx限制的应对技术和遗留的课题”中的2-2“针对IMO的与3次NOx限制的应对发动机技术”的2-2-2“排气循环”的P14～P16中，公开将柴油发动机搭载于集装箱船的技术，该柴油发动机在利用洗涤器将从通向涡轮增压机的涡轮的排气管分流出的EGR气体进行净化之后，利用EGR冷却器来冷却，并且在通过水滴捕集机之后，使上述EGR气体在EGR鼓风机的作用下回流到由涡轮增压机的压缩机压送来的进气的中间冷却器。另外，非专利文件1中的IMO为国际海事机关：InternationalMaritimeOrganization的缩写此外，通常公知地是，利用催化剂反应的上述SCR方式作为公知的NOx减少技术。在先技术文献专利文献专利文献1：WO2006/064805B号公报专利文献2：日本专利4529013号专利文献3：日本特愿PCT/JP2010/068089号非专利文献非专利文献1：社团法人日本海洋工程(日文：マリンエンジニアリング)学会编：平成21年度船舶排出大气污染物质减少技术研究调查报告书
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在上述现有的柴油发动机排气气体净化装置中，存在如下所述的缺点。即，上述专利文献1所述的柴油发动机的排气气体用电处理方法及装置具有如下问题：放电带电部22中的电极针24在排气气体流的流动方向上长度较短，并且捕集板23配置在与排气气体流的流动方向成直角的方向上，此外，排气气体流与捕集板23直接接触，因此流过阻力(压力损失：压损)较大；存在由于捕集板23较薄且排气气体流的流动方向长度较短而担心PM无阻碍地通过，不能充分提高PM捕集效率的可能；一旦通过捕集板23的PM被直接排出，而不利用再次电晕放电带电而被捕集。此外，在利用电晕放电等对排气气体中的PM进行电处理的柴油发动机的排气气体处理技术中，产生以下所述的课题。即，必须克服如下课题：在船舶用柴油发动机中，与使用硫成分较少的轻油的汽车用柴油发动机相比，具有格外大的排气量且使用重油以下的低质且较多含有硫成分的(重油相对于轻油含有10～70倍左右的硫成分：根据JISK2204“轻油”；K2205“重油”)燃料的大排量船舶用柴油发动机中，例如在使用上述专利文献1所述的排气气体净化装置的情况下，重油以下的低质燃料中的硫成分不仅作为SOF包含于排气气体，还形成硫酸盐而腐蚀发动机构成零件，特别是排气相关零件。此外，使用硫成分的含有量较少的优质燃料的轻油的汽车所搭载的小排气量的柴油发动机用、即专利文献2所公开的技术是如下所述的技术：静电凝结作用发生在集尘极附近，因此无须使全部气体冷却，若能够冷却集尘极附近则可以促进静电凝结效果，因此能够仅在集尘极附近处依次冷却并凝缩、液化，从而进行带电、捕集，但是，在使用重油以下的低质燃料的船舶用等大排量并且流速快、排气气体温度高的柴油发动机、或者PM的排出量大的发动机中，由于将高温的排气气体中的PM的冷却至凝缩、液化的温度的部分仅限为在集尘电极附近进行局部冷却，因此冷却能力不足而形成不充分的冷却，在PM的供给较多而PM的冷却跟不上的情况下，在未冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.16 JP 2010-281036;2011.05.20 JP 2011-113731.一种使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，该排气气体净化装置形成如下结构：在与发动机的排气歧管相连的排气管上设置排气气体冷却器，在该排气气体冷却器的下游侧设置由静电集尘部和旋风除尘器集尘部构成的静电旋风除尘器排气气体净化装置，该静电旋风除尘器排气气体净化装置用于去除该排气气体中含有的以有机溶剂可溶成分(SOF)、有机溶剂不溶成分(ISF)为主体的PM(粒状物质)，在上述静电旋风除尘器排气气体净化装置的下游配置将排气气体进一步净化的与大量的水接触的湿式洗涤器处理机，并且在该湿式洗涤器处理机的下游侧排气管上设置将上述排气气体的一部分作为EGR气体进行分流的分支部，借助与该分支部相连的EGR配管及EGR阀而使上述EGR气体回流到发动机的进气中。2.根据权利要求1所述的使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，在上述EGR配管上设置用于冷却EGR气体的EGR冷却器。3.根据权利要求1所述的使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，在上述排气气体冷却器与上述静电旋风除尘器排气气体净化装置之间的排气管、上述湿式洗涤器处理机与上述EGR冷却器之间的排气管或者EGR配管以及上述EGR冷却器的后方的EGR配管中的至少一处位置，配置用于分离去除凝结水的气液分离器。4.根据权利要求1～3中任一项所述的使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，在上述EGR配管上设置鼓风机，该鼓风机对EGR气体进行压送而使其回流到进气中。5.根据权利要求1～3中任一项所述的使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，在上述船舶用柴油发动机中，设置利用单级或多级的增压机对进气进行增压的增压系统。6.一种使用重油以下的低质燃料的船舶用柴油发动机的排气气体净化装置，其特征在于，该排气气体净化装置形成如下结构：在与发动机的排气歧管相连的排气管上设置将排气气体的一部分作为EGR气体进行分流的分支部，在与该分支部相连的EGR配管上设置排气气体冷却器，在该排气气体冷却器的下游侧设置由静电集尘部和旋风除尘器集尘部构成的静电旋风除尘器排气气体净化装置，该静电旋风除尘器排气气体净化装置用于去除该排气气体中含有的以有机溶剂可溶成分(SOF)、有机溶剂不溶成分(ISF)为主体的PM(粒状物质)，在上述静电旋风除尘器排气气体净化装置的下游配置将EGR气体进一步净化的与大量的水接触的湿式洗涤器处理机，并且借助设置在该湿式洗涤器处理机的下游侧EGR配管上的EGR阀而使EGR气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：古坚宗胜，牧野义，泷川一仪，
申请(专利权)人：臼井国际产业株式会社，
类型：
国别省市：
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