气体处理系统及船舶的制作方法

气体处理系统及船舶
1.本技术主张基于2021年10月12日申请的日本专利申请第2021-167519号的优先权。该日本技术的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
2.本发明涉及一种气体处理系统及船舶。


背景技术：

3.以往，作为船舶，已知有具备储存液态氨的罐的船舶。例如，专利文献1中所记载的船舶在船体中设置有氨罐。
4.专利文献1：日本特开2010-121509号公报
5.在此，气体处理系统在陆地上向大气排放氨的bog(蒸发气体)时，与空间问题及对氨进行处理的烟囱的高度等无关地容易将氨bog引导至充分安全的地方并进行排放。另一方面，在船舶上向大气排放氨bog时，与陆地相比会产生限制。具体而言，产生如下限制，即，不得不在船舶上的有限的空间排放氨bog、烟囱的高度也无法设为很高。即，在船舶进入港口时必须通过桥下，因此产生无法加高设置于船舶上的烟囱的高度的限制。若在这种限制下向大气排放氨bog，则对船舶外(例如，上甲板上)的船员产生影响的氨气有可能会在靠近该船员的位置排放。因此，要求即使在船舶上的有限的空间也能够有效地处理氨气。


技术实现要素：

6.本发明是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于提供一种即使在船舶上的有限的空间也能够很好地处理氨气的气体处理系统及船舶。
7.本发明提供一种气体处理系统，其设置于船舶上，所述气体处理系统具备：罐，储存氨的液体；供给对象部，成为氨的供给对象；及供给部，以气体状态向供给对象部供给氨，供给部不向大气排放氨的气体而向供给对象部供给氨的气体。
8.气体处理系统具备储存氨的液体的罐。因此，液态氨有时气化而产生气体。对此，气体处理系统具备以气体状态向供给对象部供给氨的供给部。因此，通过由供给部向供给对象部供给氨的气体，能够在该供给对象部中有效利用气体状态的氨。此时，能够以气体状态向供给对象部进行供给，因此不需要导入再液化装置等导致成本增加的装置。而且，供给部不会向大气排放氨的气体的情况下向供给对象部供给氨的气体。因此，能够保护环境的同时能够有效利用氨的气体。并且，船舶能够在有限的空间内抑制向大气排放氨气，因此能够消除加高烟囱的需要。由此，即使在船舶上的有限的空间内也能够很好地处理氨气。
9.供给部可以以气体状态向供给对象部供给在罐内气化的氨。此时，能够不向大气排放在罐内气化的氨的气体而能够有效利用该氨的气体。
10.供给对象部可以是就地利用氨气的气体利用部。此时，能够在供给对象部的气体利用部迅速且有效地利用氨气。
11.供给部可以具有向供给对象部供给在罐内气化的氨的气体的第1供给管路。此时，
第1供给管路不向大气排放在罐内产生的bog而是向供给对象部供给bog从而能够有效利用该bog。
12.供给部可以从罐取出液态氨并使其气化后向供给对象部供给氨的气体。此时，在所利用的氨气的量在供给对象部中不足的情况下等，能够通过使液态氨气化来补充氨气。
13.本发明所涉及的船舶具备上述气体处理系统。
14.根据该船舶，能够获得与上述气体处理系统相同的作用效果。
15.根据本发明，能够提供一种即使在船舶上的有限的空间内也能够很好地处理氨气的气体处理系统及船舶。
附图说明
16.图1是表示适用本发明的实施方式所涉及的气体处理系统的船舶的一例的示意剖视图。
17.图2是表示本发明的实施方式所涉及的气体处理系统的概要结构图。
18.图中：1-船舶，30-供给部，31-氨罐(罐)，34-供给对象部，36-第1供给管路，37-第2供给管路，100-气体处理系统。
具体实施方式
19.以下，参考附图对本发明的气体处理系统的优选实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，“前”、“后”这一术语与船体的行进方向相对应，“横向”这一术语与船体的左右(宽度)方向相对应，“上”、“下”这一术语与船体的上下方向相对应。
20.图1是表示适用本发明的实施方式所涉及的气体处理系统的船舶的一例的示意剖视图。船舶1例如为运输原油或液态气体等石油类液体货物的船舶，例如为油轮。另外，船舶并不只限于油轮，例如也可以是散装货船或其他各种船舶。
21.如图1所示，船舶1具备船体11及推进器12。船体11具有船首部2、船尾部3、轮机室4、泵室5及货舱6。在船体11的上部(或船内)设置有甲板19。船首部2位于船体11的前方侧。船尾部3位于船体11的后方侧。船首部2例如具有能够降低满载吃水状态下的兴波阻力的形状。推进器12用于推进船体11，例如使用螺旋轴。推进器12设置于船尾部3的比吃水线(大海w的水面)更靠下方的位置。并且，在船尾部3的比吃水线更靠下方的位置还设置有用于调整推进方向的舵15。
22.轮机室4设置于与船尾部3的船首侧相邻的位置。轮机室4是为了配置用于对推进器12赋予驱动力的设备16的区域。泵室5设置于与轮机室4的船首侧相邻的位置。泵室5是配置泵17等的区域。货舱6设置于船首部2与泵室5之间。货舱6是用于容纳石油类货物的区域。货舱6采用外板20和内底板21的双层船壳结构，从而区划为货油舱26和压载舱27。货油舱26装载通过船舶1运输的石油类货物。压载舱27容纳与船的大小等相应的量的压载水。
23.在甲板19上设置有储存氨的氨罐31。氨罐中储存有液态氨。并且，在甲板19上还设置有用于容纳气体处理系统100的各构成要件的容纳室32。
24.图2是表示本发明的实施方式所涉及的气体处理系统100的结构的概要结构图。气体处理系统100是用于处理储存在氨罐31的氨气的装置。气体处理系统100设置于船舶1上。气体处理系统100是能够处理氨的bog(蒸发气体)的系统。气体处理系统100是能够在低压
下有效地利用氨的bog的系统。如图2所示，气体处理系统100具备氨罐31、供给对象部34及供给部30。另外，供给对象部34的各设备例如可以设置在轮机室4(参考图1)内等。
25.供给对象部34是成为氨的供给对象的部分。供给对象部34可以是就地利用氨气的气体利用部。气体利用部将所供给的氨气作为用于反应的原料或用于燃烧的原料而就地利用。作为气体利用部，例如可举出scr(selective catalytic reduction，选择性催化还原系统)、燃料电池或能够以气体状态燃烧氨的引擎或锅炉等。并且，供给对象部34也可以不是就地利用氨气的供给对象部。例如，供给对象部34也可以是暂时储存氨气的气体罐等。气体罐可以在规定的时刻向其他气体利用部供给气体。
26.供给部30是以气体状态向供给对象部34供给氨的部分。供给部30不向大气排放氨气而是向供给对象部34供给氨气。不向大气排放氨气而是向供给对象部34供给氨气是指：氨气在到达供给对象部34为止的期间经过未向外部大气开放的相对于外部密封的管及密封的设备供给到供给对象部34。
27.供给部30具有第1供给管路36及第2供给管路37。第1供给管路36是向供给对象部34供给在氨罐31内气化的氨的bog(即，气体(图2中以g1表示))的管路。第1供给管路36具有bog加热器41、bog压缩机42及管路l1、l2、l3。
28.bog加热器41是对气化的氨气g1进行加热的加热部。bog加热器41将处于低温状态的氨气g1加热至适于在供给对象部34的气体利用部利用的温度。具体而言，进入bog加热器41之前的氨气g1的温度为-33～45℃左右，而被bog加热器41加热后的氨气g1的温度成为0～45℃左右。bog压缩机42是压缩被bog加热器41加热后的氨气g1并向供给对象部34压送的设备。bog压缩机42无需将氨气g1设为高压状态，可以以低压状态向供给对象部34压送氨气g1。具体而言，bog压缩机42能够以规定的压力压送氨气g1。并且，作为条件仅在罐压力高的情况下利用时，还可考虑省略bog压缩机42的方案。通过在bog压缩机42上设置旁通管路，在罐压力高时，还可以不利用bog压缩机。
29.管路l1是连接氨罐31和bog加热器41的配管。管路l2是连接bog加热器41和bog压缩机42的配管。管路l3是连接bog压缩机42和供给对象部34的配管。管路l1为了回收在氨罐31内气化的气体g1(bog)而连接于氨罐31的上端侧。由此，管路l1能够回收在氨罐31内气化并储存在罐上部的气体g1。在管路l1上设置有阀51。通过打开阀51，能够从氨罐31回收氨气g1并向bog加热器41供给。被bog加热器41加热的氨气g1经由管路l2供给至bog压缩机42，并通过bog压缩机42的压力而经由管路l3供给到供给对象部34。
30.第2供给管路37从氨罐31取出液态氨(图2中以lq表示)并使其气化后向供给对象部34供给氨气(图2中以g2表示)。第2供给管路37具备低压泵43、气化器44、管路l4、l6、l7及管路l3(下游部分l3a)。
31.低压泵43是压缩氨罐31内的氨的液体lq并将其压送至气化器44的设备。低压泵43无需将氨的液体lq设为高压状态，能够以低压状态向气化器44压送氨的液体lq。具体而言，低压泵43能够以规定的压力压送氨的液体lq。另外，低压泵43也可以经由管路l8将氨的液体lq绕开气化器44而直接供给至供给对象部34。低压泵43能够通过未图示的转换阀等在管路l6与管路l8之间切换液体lq的供给端。
32.气化器44是使氨的液体lq气化从而生成氨气g2的设备。气化器44对氨的液体lq进行加热以使其气化。作为气化器44，可以利用使液体气化成气体的公知的气化器。气化器44
可以利用加热器中产生的热量进行加热，也可以利用船舶内产生的热量进行加热。
33.管路l4是连接氨罐31和低压泵43的配管。管路l6是连接低压泵43和气化器44的配管。管路l7是连接气化器44和管路l3的配管。管路l3的下游部分l3a是管路l3中的和管路l7的合流部与供给对象部34之间的区域。管路l4为了取出氨罐31内的液体lq而连接于氨罐31的下端侧。由此，管路l4能够取出储存在氨罐31内的氨的液体lq。在管路l4上设置有阀52。通过打开阀52，能够从氨罐31回收氨的液体lq，并通过低压泵43的压力向气化器44供给氨的液体lq。在气化器44中产生的氨气g2经由管路l7及管路l3的下游部分l3a供给至供给对象部34。
34.氨气g1或气体g2所通过的bog加热器41、bog压缩机42、气化器44、管路l1、l2、l3、l7均未向大气开放。因此，这些设备及管路能够以密封的状态向供给对象部34供给气体g1或气体g2。但是，为了在紧急情况等时向大气排放氨气g1、g2，还可以追加设置在规定时刻向大气开放的大气开放机构。
35.接着，对本实施方式所涉及的气体处理系统100及船舶1的作用效果进行说明。
36.气体处理系统100具备储存氨的液体的氨罐31。因此，有时在氨罐31内产生氨气。对此，气体处理系统100具备以气体状态向供给对象部34供给氨的供给部30。因此，通过由供给部30向供给对象部34供给氨气，能够在该供给对象部34中有效利用气体状态的氨。此时，能够以气体状态向供给对象部34进行供给，因此不需要导入再液化装置等导致成本增加的装置。而且，供给部30不会向大气排放氨气的情况下向供给对象部34供给氨气。因此，能够保护环境的同时能够有效利用氨气。由此，能够有效地处理氨气。并且，船舶能够抑制在有限的空间内向大气排放氨气，因此能够消除加高烟囱的需要。由此，即使在船舶上的有限的空间内也能够很好地处理氨气。
37.在此，氨的沸点在常压下为-33℃，其高于lng的沸点-161℃，潜热比lng大三倍左右，因此虽然bog的量小于lng的量，但通过设置气体处理系统100，能够防止氨罐31成为高压。在此，氨用再液化装置的导入也比lng用再液化装置的导入容易。但是，通过采用本实施方式所涉及的气体处理系统100，在供给部30能够以低压状态使用氨气，能够避免导入导致成本增加的装置，因此能够以低capex(投资成本)及低opex(运营资本)处理bog。并且，还可以考虑容许氨罐31成为高压而省略bog处理的结构，但需要将氨罐31的容许压力设为1.4mpa左右，这需要结构的加强。在本实施方式所涉及的气体处理系统100中，无需这种结构的加强，因此是有效的。
38.供给部30可以将在氨罐31内气化的氨以气体状态供给到供给对象部34。此时，无需向大气排放在氨罐31内气化的氨气而能够有效利用该氨气。
39.供给对象部34可以是就地利用氨气的气体利用部。此时，可以在供给对象部34的气体利用部迅速且有效利用氨气。此时，无需暂时储存氨气，能够立即处理气体。
40.供给部30可以具有将在氨罐31内气化的氨气供给至供给对象部34的第1供给管路36。此时，第1供给管路36不向大气排放在氨罐31内产生的bog而是向供给对象部34供给bog从而能够有效利用该bog。
41.供给部30可以从氨罐31取出液态氨并使其气化后向供给对象部34供给氨气。此时，在所利用的氨气的量在供给对象部34中不足的情况下等，能够通过使液态氨气化来补充氨气。
42.本实施方式所涉及的船舶1具备上述气体处理系统100。
43.根据该船舶1，能够获得与上述气体处理系统100相同的作用效果。
44.本发明并不只限于上述实施方式。
45.例如，第1供给管路36及第2供给管路37的结构仅为一例，也可以改变或追加各设备。并且，供给部30只要具有第1供给管路36及第2供给管路37中的至少一个管路即可，可以省略另一个管路。

技术特征：
1.一种气体处理系统，其设置于船舶上，所述气体处理系统的特征在于，具备：罐，储存氨的液体；供给对象部，成为所述氨的供给对象；及供给部，以气体状态向所述供给对象部供给所述氨，所述供给部不向大气排放所述氨的气体而是向所述供给对象部供给所述氨的气体。2.根据权利要求1所述的气体处理系统，其特征在于，所述供给部以气体状态向所述供给对象部供给在所述罐内气化的氨。3.根据权利要求1或2所述的气体处理系统，其特征在于，所述供给对象部是就地利用所述氨的气体的气体利用部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体处理系统，其特征在于，所述供给部具有向所述供给对象部供给在所述罐内气化的所述氨的气体的第1供给管路。5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体处理系统，其特征在于，所述供给部具有从所述罐取出液态的所述氨并使其气化后向所述供给对象部供给所述氨的气体的第2供给管路。6.一种船舶，其特征在于，具备权利要求1至5中任一项所述的气体处理系统。

技术总结
本发明提供一种即使在船舶上的有限的空间内也能够很好地处理氨气的气体处理系统及船舶。气体处理系统(100)具备以气体状态向供给对象部(34)供给氨的供给部(30)。因此，通过由供给部(30)向供给对象部(34)供给氨气，能够在该供给对象部(34)中有效利用气体状态的氨。此时，能够以气体状态向供给对象部(34)进行供给，因此不需要导入再液化装置等导致成本增加的装置。而且，供给部(30)不向大气排放氨气而是向供给对象部(34)供给氨气。并且，船舶能够抑制在有限的空间内向大气排放氨气，因此能够消除加高烟囱的需要。消除加高烟囱的需要。消除加高烟囱的需要。


技术研发人员：角田勇人 沟越贵章
受保护的技术使用者：住友重机械海洋工程株式会社
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2023/4/18