洗滌器以及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的洗滌器（40），具備：將從噴射噴嘴（41）噴射的洗滌液回收積存并將一部分積存的洗滌液向外部排出的存水部（42）、將中和劑投入至循環(huán)配管（43）的流路的中和劑投入裝置（44）、和控制裝置（70）?？刂蒲b置（70）基于從噴射噴嘴（41）噴射的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、以及積存于存水部（42）的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)存水pH值的偏差，確定從中和劑投入裝置（44）投入的中和劑的投入量。
【專利說(shuō)明】
洗滌器以及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及洗滌從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的洗滌器(scrubber，濕式氣體洗滌裝置)，以及具備該洗滌器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)排出的氮氧化物(NOx)的量的方法已知的是排氣的一部分回流至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣再循環(huán)(EGR:Exhaust Gas Recirculat1n)。通過(guò)將排氣的一部分回流至發(fā)動(dòng)機(jī)，以此在氧濃度較低的狀態(tài)下進(jìn)行燃燒，其結(jié)果是燃燒溫度降低而抑制NOx的生成。然而，根據(jù)所使用的燃料的不同而存在排氣中大量含有顆粒狀物質(zhì)(PM = ParticulateMatter)和硫氧化物(SOx)的情況，在該情況下需要從再循環(huán)的排氣中去除PM和SOx。對(duì)于從排氣中去除PM和SOx，使用洗滌液的洗滌器是有效的(參照專利文獻(xiàn)I的圖2的符號(hào)15)。
[0003]又，從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選回流至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣(EGR氣體)以及排出至大氣的排氣均去除PM和SOx。該情況下，對(duì)于從排氣中去除PM和SOx，使用洗滌液的洗滌器也是有效的。
[0004]洗滌器所使用的洗滌液中，為了去除SOx(進(jìn)行脫硫)而投入脫硫用的中和劑(氫氧化鈉等堿性溶劑)，將洗滌液的PH值調(diào)節(jié)為達(dá)到一定以上。然而，由于洗滌液與排氣接觸時(shí)會(huì)使PH值降低，因此在重復(fù)使用洗滌液的情況下，需要連續(xù)投入中和劑從而維持洗滌液的PH值。又，將洗滌液排出至外部時(shí)，如果存在pH值的排出規(guī)定，則需要調(diào)節(jié)洗滌液的pH值以能夠通過(guò)該排出規(guī)定。如果考慮這樣維持脫硫性能以及符合排出規(guī)定，則多投入些中和劑是安全的，但是也有要抑制中和劑使用量的要求。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-157959號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問(wèn)題:
本發(fā)明鑒于如上的情況而形成，目的在于提供一種能夠抑制投向洗滌液的中和劑的投入量、維持充分的脫硫性能，并且能夠通過(guò)洗滌液的排出規(guī)定的洗滌器。
[0007]解決問(wèn)題的手段:
根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的洗滌器，是洗滌從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的洗滌器，具備:對(duì)所述排氣噴射洗滌液的噴射噴嘴、將從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液回收積存并將一部分積存的洗滌液向外部排出的存水部、將積存于所述存水部的洗滌液供給至所述噴射噴嘴的循環(huán)配管、將中和劑投入至所述循環(huán)配管的流路的中和劑投入裝置、和確定從所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量的控制裝置;所述控制裝置形成為以下結(jié)構(gòu):基于從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、以及積存于所述存水部的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)存水pH值的偏差，確定從所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量。
[0008]在該結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⒅泻蛣┲苯油度胫翉膰娚鋰娮靽娚涞南礈煲憾{(diào)節(jié)從噴射噴嘴噴射的洗滌液的PH值。因此，在根據(jù)實(shí)質(zhì)上從噴射噴嘴噴射的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射PH值的偏差而確定中和劑的投入量的情況下，不對(duì)積存于存水部的洗滌液的pH值進(jìn)行不必要的提高亦可，能夠抑制中和劑的投入量。此外，由于中和劑的投入量是基于從射噴嘴噴射的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、以及積存于存水部的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)存水PH值的偏差而確定的，因此可以維持充分的脫硫性能(目標(biāo)噴射pH值)并且通過(guò)洗滌液的排出規(guī)定(目標(biāo)存水PH值)。
[0009]又，在上述洗滌器中，所述排氣也可以是回流至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR氣體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，凈化后的EGR氣體回流至發(fā)動(dòng)機(jī)，因此能夠降低腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]又，在上述洗滌器中，所述控制裝置形成為基于使用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的硫分以及通過(guò)該洗滌器的排氣的流量而設(shè)定所述目標(biāo)噴射PH值的結(jié)構(gòu)亦可。
[0011 ]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒛繕?biāo)噴射pH值設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，因此能夠防止目?biāo)噴射pH值過(guò)度變大，其結(jié)果是能夠抑制投向洗滌液的中和劑的投入量。
[0012]又，在上述洗滌器中，所述控制裝置形成為將預(yù)先確定的固定值設(shè)定為所述目標(biāo)存水pH值的結(jié)構(gòu)亦可。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，作為目標(biāo)存水pH值，設(shè)定成排出規(guī)定所確定的pH值，以此能夠可靠地通過(guò)洗滌液的排出規(guī)定。
[0014]又，在上述的洗滌器中，所述控制裝置亦可形成為以下結(jié)構(gòu):基于使用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的硫分和通過(guò)該洗滌器的排氣的流量，算出基本中和劑投入量，所述基本中和劑投入量是被預(yù)測(cè)為維持脫硫性能所需的中和劑的投入量，基于從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、積存于所述存水部的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)存水PH值的偏差、以及所述基本中和劑投入量，確定所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，關(guān)于中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量，可以使用基本中和劑投入量來(lái)進(jìn)行所謂的前饋控制。因此，即使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等發(fā)生變化，也能夠快速地將中和劑的投入量調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)闹怠?br>[0016]又，根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具備上述的洗滌器。
[0017]發(fā)明效果:
如上，根據(jù)上述的洗滌器，能夠抑制投向洗滌液的中和劑的投入量、維持充分的脫硫性能，并且能夠通過(guò)洗滌液的排出規(guī)定。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的框圖；
圖2是根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的洗滌器的概略圖；
圖3是根據(jù)第一實(shí)施形態(tài)的洗滌器的控制系統(tǒng)的框圖；
圖4是示出中和劑投入量的控制方法的流程圖；
圖5是示出EGR氣體流量和基本中和劑投入量的關(guān)系的圖表；
圖6是示出EGR氣體流量和目標(biāo)噴射pH值的關(guān)系的圖表；
圖7是示出第二實(shí)施形態(tài)的中和劑投入量的控制方法的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。以下，在所有附圖中對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)以相同的符號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。
[0020](第一實(shí)施形態(tài))
首先，說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)。另外，以下，說(shuō)明洗滌排氣中回流至發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR氣體的情況，但是可以認(rèn)為洗滌排出至大氣的排氣的情況也一樣。
[0021]<發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)>
先來(lái)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的整體結(jié)構(gòu)。圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的框圖。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100具備:發(fā)動(dòng)機(jī)10、增壓器20、EGR鼓風(fēng)機(jī)30、洗滌器40、以及廢水處理裝置60。
[0022]本實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)10是船舶推進(jìn)用主機(jī)，是大型二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。從增壓器20經(jīng)由掃氣流路11向發(fā)動(dòng)機(jī)10供給掃氣(在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下為“進(jìn)氣”)。又，從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的排氣經(jīng)由排氣流路12供給至增壓器20。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是氣體發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。又，發(fā)動(dòng)機(jī)10不限于使用在船舶中，也可以使用于發(fā)電設(shè)備。
[0023]增壓器20是將空氣升壓并供給至發(fā)動(dòng)機(jī)10的裝置。增壓器20具有渦輪部21和壓縮部22。在渦輪部21中供給有從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的排氣，通過(guò)排氣的能量使渦輪部21旋轉(zhuǎn)。渦輪部21和壓縮部22通過(guò)連接軸23連接，隨著渦輪部21的旋轉(zhuǎn)而壓縮部22也旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓縮部22旋轉(zhuǎn)時(shí)，從外部引入的空氣(大氣)被升壓，升壓后的空氣經(jīng)由掃氣流路11供給至發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0024]EGR鼓風(fēng)機(jī)30設(shè)置于連接排氣流路12和掃氣流路11的EGR流路31，是抽取排氣流路12中排氣的一部分(以下，將從排氣流路12抽取的排氣稱為EGR氣體)、將該EGR氣體升壓并輸送至掃氣流路11的裝置。輸送至掃氣流路11的EGR氣體與經(jīng)增壓器20升壓后的大氣混合，作為掃氣供給至發(fā)動(dòng)機(jī)10。由此，供給至發(fā)動(dòng)機(jī)10的掃氣的氧濃度降低，可以減少NOx的排出量。另外，EGR鼓風(fēng)機(jī)30的結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限定，在本實(shí)施形態(tài)中采用容積型。
[0025]洗滌器40設(shè)置于EGR流路31，是利用洗滌液從EGR氣體中去除SOx以及PM的裝置。尤其，大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中含有大量SOx以及PM，因此在大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行EGR時(shí)，在該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置洗滌器非常有效。另外，由于本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40如后所述具有冷卻EGR氣體的冷卻功能，因此EGR流路31中未設(shè)置冷卻裝置，但也可以在EGR流路31中設(shè)置冷卻裝置。此外，洗滌器40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在后面說(shuō)明。
[0026]廢水處理裝置60是對(duì)洗滌器40使用過(guò)的洗滌液進(jìn)行凈化處理的裝置。經(jīng)廢水處理裝置60凈化處理后的洗滌液的全部或者一部分向大海排出。將洗滌液向大海排出時(shí)的問(wèn)題在于廢水(洗滌液)的排出規(guī)定。排出規(guī)定包括池度排出規(guī)定和pH值排出規(guī)定。廢水處理裝置60用于通過(guò)其中的濁度排出規(guī)定。具體的，洗滌器40使用過(guò)的洗滌液中含有大量由PM凝結(jié)而形成的粉塵，濁度非常高。因此，作為廢水處理裝置60，例如使用離心分離機(jī)從洗滌液中分離粉塵而降低洗滌液的濁度。由此，能夠通過(guò)廢水(洗滌液)的濁度排出規(guī)定。另一方面，如后所述由洗滌器40應(yīng)對(duì)pH值排出規(guī)定。另外，將用于確認(rèn)洗滌液的最終pH值的廢水pH傳感器61(參見(jiàn)圖2)設(shè)置于廢水處理裝置60的下游亦可。
[0027]<洗滌器的結(jié)構(gòu)> 接著，說(shuō)明洗滌器40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖2是根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40的概略圖。圖中的粗箭頭示出EGR氣體的流動(dòng)。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40是具有洗滌EGR氣體的洗滌功能、積存洗滌液的存水功能、以及冷卻EGR氣體的冷卻功能中所有功能的一體型洗滌器。如圖2所示，洗滌器40具備:噴射噴嘴41、存水部42、循環(huán)配管43、以及中和劑投入裝置44。
[0028]噴射噴嘴41是對(duì)EGR氣體噴射洗滌液的部分。噴射噴嘴41設(shè)置于洗滌器40的入口附近，對(duì)剛流入洗滌器40的EGR氣體噴射洗滌液。如此，由于根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40采用噴射式，因此可以在循環(huán)配管43的流路中投入中和劑。
[0029]存水部42是將從噴射噴嘴41噴射的洗滌液回收積存的部分。存水部42位于洗滌器40的下方部分，從噴射噴嘴41噴射的洗滌液靠自重向存水部42落下。又，被噴射洗滌液的EGR氣體通過(guò)冷卻部45而借由熱交換進(jìn)行冷卻，并借由捕霧器46(mist catcher)去除EGR氣體所含有的霧狀洗滌液。由冷卻部45產(chǎn)生的冷凝水以及由捕霧器46捕獲的洗滌液靠自重向存水部42落下。又，通過(guò)冷卻部45和捕霧器46的EGR氣體出了洗滌器40后朝向EGR鼓風(fēng)機(jī)30(參見(jiàn)圖1)流動(dòng)。
[0030]循環(huán)配管43是將積存于存水部42的洗滌液供給至噴射噴嘴41的構(gòu)件。循環(huán)配管43上設(shè)置有循環(huán)栗47 ο又，循環(huán)配管43具有引入從中和劑投入裝置44投入的中和劑的中和劑投入部48。此外，循環(huán)配管43中比中和劑投入部48靠近上游側(cè)的部分設(shè)置有存水pH傳感器49，并且比中和劑投入部48靠近下游側(cè)的部分設(shè)置有噴射pH傳感器50。存水pH傳感器49能夠測(cè)定積存于存水部42的洗滌液的pH值(以下稱為“存水pH值”)，噴射pH傳感器50能夠測(cè)定從噴射噴嘴41噴射的洗滌液的pH值(以下稱為“噴射pH值”)。
[0031]中和劑投入裝置44是經(jīng)由循環(huán)配管43的中和劑投入部48，將中和劑投入至循環(huán)配管43的流路的裝置。在本實(shí)施形態(tài)中，使用氫氧化鈉作為中和劑。本實(shí)施形態(tài)的中和劑投入裝置44將中和劑投入至流經(jīng)循環(huán)配管43的洗滌液，而不是積存于存水部42的洗滌液。通過(guò)如此構(gòu)成，無(wú)需一定使積存于存水部42的洗滌液全部增加至脫硫所需的pH值。因此，能夠抑制中和劑的使用量。
[0032]<控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)>
接著，說(shuō)明洗滌器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖3是控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器具有控制裝置70?？刂蒲b置70由CPU、R0M、RAM等構(gòu)成。如圖3所示，控制裝置70與存水pH傳感器49、噴射pH傳感器50以及EGR鼓風(fēng)機(jī)30電氣連接?？刂蒲b置70基于從這些測(cè)量器和裝置發(fā)送的信號(hào)，獲得存水PH值、噴射pH值以及EGR氣體流量(可以從EGR鼓風(fēng)機(jī)30的轉(zhuǎn)速求得)。另外，EGR氣體流量也可以是在EGR流路31中設(shè)置流量計(jì)，基于該流量計(jì)所發(fā)送的信號(hào)而獲得。
[0033]又，控制裝置70也與設(shè)置于搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的船體的駕駛室中的運(yùn)轉(zhuǎn)操作部71電氣連接。運(yùn)轉(zhuǎn)操作部71形成為能夠由駕駛員輸入使用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料的硫分(質(zhì)量％)且能夠保存該值結(jié)構(gòu)?？刂蒲b置70基于從該運(yùn)轉(zhuǎn)操作部71發(fā)送的信號(hào)，獲得使用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料的硫分。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)操作部71形成為能夠選擇使用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料的油種類、將與該油種類對(duì)應(yīng)的硫分保存并發(fā)送的結(jié)構(gòu)亦可。
[0034]此外，控制裝置70與中和劑投入裝置44電氣連接?？刂蒲b置70基于獲得的存水pH值、噴射pH值、EGR氣體流量以及硫分，進(jìn)行各種計(jì)算，將控制信號(hào)發(fā)送至中和劑投入裝置44。由此，控制裝置70對(duì)中和劑投入裝置44投入至循環(huán)配管43的流路的中和劑的投入量(以下稱為“中和劑投入量”)進(jìn)行控制。
[0035]<中和劑投入量的控制方法>
接著，說(shuō)明中和劑投入量的控制方法。圖4是示出中和劑投入量的控制方法的流程圖。以下說(shuō)明的計(jì)算和控制通過(guò)控制裝置70執(zhí)行。首先，開(kāi)始處理時(shí)，控制裝置70讀取從存水pH傳感器49、噴射pH傳感器50、EGR鼓風(fēng)機(jī)30以及運(yùn)轉(zhuǎn)操作部71發(fā)送的信號(hào)，基于這些信號(hào)獲得存水pH值、噴射pH值、EGR氣體流量以及硫分等各種信息(步驟SI)。
[0036]然后，控制裝置70基于EGR氣體流量和硫分算出基本中和劑投入量(步驟S2)?；局泻蛣┩度肓渴潜活A(yù)測(cè)為維持脫硫性能所需的中和劑投入量?？刂蒲b置70具有對(duì)應(yīng)于圖5所示那樣的圖表的圖位數(shù)據(jù)(map data)，根據(jù)該圖位數(shù)據(jù)算出基本中和劑投入量。圖5示出了各硫分的EGR氣體流量和基本中和劑投入量的關(guān)系。例如，在圖5中，如果硫分為2.0%且EGR氣體流量為Q1,則基本中和投入量為W1。基本中和劑投入量隨著硫分變大以及隨著EGR氣體流量變大而變大。另外，圖5是概念圖，并非一定與實(shí)際值一致。(圖6也同樣如此)。
[0037]然后，控制裝置70基于EGR氣體流量和硫分設(shè)定目標(biāo)噴射pH值(步驟S3)。控制裝置70具有對(duì)應(yīng)于圖6所示那樣的圖表的圖位數(shù)據(jù)，根據(jù)該圖位數(shù)據(jù)獲得目標(biāo)噴射pH值。圖6示出了各硫分的EGR氣體流量和目標(biāo)噴射pH值的關(guān)系。例如，在圖6中，如果硫分為2.0%且EGR氣體流量為Qi，則目標(biāo)噴射PH值為PHu目標(biāo)噴射pH值隨著硫分變大以及隨著EGR氣體流量變大而變大。
[0038]然后，控制裝置70設(shè)定目標(biāo)存水pH值(步驟S4)。目標(biāo)存水pH值為預(yù)先確定的固定值。從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，廢水(洗滌液)必須為規(guī)定范圍的PH值才能向外部(大海)排出。在本實(shí)施形態(tài)中，將比該規(guī)定范圍的下限值稍大的值設(shè)定為目標(biāo)存水PH值。例如，規(guī)定范圍的下限值為6.5的情況下，控制裝置70將目標(biāo)存水pH值設(shè)定為“6.8”。
[0039]然后，控制裝置70基于噴射pH值與目標(biāo)噴射pH值的偏差，算出噴射側(cè)修正值(步驟
55)。具體的，算出消除噴射pH值與目標(biāo)噴射pH值的差(偏差)的噴射側(cè)修正值。由此，步驟S5相當(dāng)于有關(guān)噴射PH值的反饋控制。作為該反饋控制，可以采用PID控制。另外，噴射側(cè)修正值用于修正前述的基本中和劑投入量。
[0040]然后，控制裝置70基于存水pH值與目標(biāo)存水pH值的偏差，算出存水側(cè)修正值(步驟
56)。具體的，算出消除存水pH值與目標(biāo)存水pH值的差(偏差)的存水側(cè)修正值。由此，步驟S6相當(dāng)于有關(guān)存水PH值的反饋控制。作為該反饋控制，可以采用PID控制。另外，存水側(cè)修正值用于修正前述的基本中和劑投入量。
[0041]然后，控制裝置70基于基本中和劑投入量、噴射側(cè)修正值以及存水側(cè)修正值，確定中和劑投入量(步驟S7)。具體的，將噴射側(cè)修正值和存水側(cè)修正值中較大一方(使中和劑投入量較大的一方)的值(也有可能為負(fù)值)加至基本中和劑投入量，將該值作為中和劑投入量。如此，在本實(shí)施形態(tài)的中和劑投入量的控制中，通過(guò)前饋控制確定基本中和劑投入量，通過(guò)反饋控制對(duì)中和劑投入量進(jìn)行微調(diào)以滿足目標(biāo)PH值。
[0042]然后，控制裝置70向中和劑投入裝置44發(fā)送控制信號(hào)以使從中和劑投入裝置44投入的中和劑的投入量為步驟S7所算出的中和劑投入量(步驟S8)。由此，將適量的中和劑投入至洗滌液。控制裝置70在步驟S8結(jié)束時(shí)返回步驟SI重復(fù)進(jìn)行步驟SI?S8。
[0043]以上是本實(shí)施形態(tài)的中和劑投入量的控制方法。通過(guò)進(jìn)行如上的控制，將從噴射噴嘴41噴射的洗滌液維持脫硫能力所需的中和劑投入量(以下稱為“脫硫所需投入量”)、以及積存于存水部42的洗滌液通過(guò)排出規(guī)定所需的中和劑投入量(以下稱為“排出所需投入量”)之中，較多的量的中和劑投入至循環(huán)配管43的流路。
[0044]然而，通常脫硫所需投入量大于排出所需投入量。這是因?yàn)?，?dāng)使從噴射噴嘴41噴射的洗滌液的pH值成為能夠維持脫硫性能的程度的值時(shí)，雖然從噴射噴嘴41噴射的洗滌液因EGR氣體而pH值下降，但通常該值大于排水規(guī)定的pH值(目標(biāo)存水pH值=6.8)。該情況下，只有從噴射噴嘴41噴射的洗滌液需要成為維持脫硫性能所需的pH值，而積存于存水部42的洗滌液不需要匹配維持脫硫性能所需的PH值。在根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40中，將中和劑投入至循環(huán)配管43，以此能夠僅使從噴射噴嘴41噴射的洗滌液達(dá)到維持脫硫性能所需的pH值。因此，相較于將中和劑投入至存水部42洗滌器，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的洗滌器40能夠抑制中和劑的投入量。
[0045]然而，在本實(shí)施形態(tài)中，根據(jù)EGR氣體流量等條件的不同而排出所需投入量大于脫硫所需投入量時(shí)，將排出所需投入量的中和劑投入至循環(huán)配管43的流路。由此，不會(huì)發(fā)生積存于存水部42的洗滌液在排出規(guī)定值以下(在規(guī)定范圍外)的情況。
[0046](第二實(shí)施形態(tài))
接著，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)。第一實(shí)施形態(tài)中，中和劑投入量以圖4所示的方法進(jìn)行控制，相對(duì)于此，在本實(shí)施形態(tài)中以圖7所示的方法進(jìn)行控制，在這點(diǎn)上兩個(gè)實(shí)施形態(tài)是不同的。然而，在除此之外的結(jié)構(gòu)上兩個(gè)實(shí)施形態(tài)基本相同。以下，說(shuō)明本實(shí)施形態(tài)的中和劑投入量的控制方法。
[0047]由于圖7所示的控制方法中步驟Sll?S14與第一實(shí)施形態(tài)的步驟SI?S4相同，在此省略說(shuō)明。在步驟S15中，控制裝置70基于噴射pH值與目標(biāo)噴射pH值的偏差，算出噴射側(cè)所需投入量。具體的，算出消除噴射PH值與目標(biāo)噴射pH值的差(偏差)的噴射側(cè)所需投入量。這里所說(shuō)的“噴射側(cè)所需投入量”是被預(yù)測(cè)為使噴射PH值達(dá)到目標(biāo)噴射pH值所需的中和劑的投入量。如此，步驟S15相當(dāng)于有關(guān)噴射pH值的反饋控制。作為該反饋控制，可以采用PID控制。
[0048]然后，控制裝置70基于存水pH值和目標(biāo)存水pH值，算出存水側(cè)所需投入量(步驟S16)。具體的，算出消除存水pH值與目標(biāo)存水規(guī)定pH值的差(偏差)的存水側(cè)所需投入量。這里所說(shuō)的“存水側(cè)所需投入量”是被預(yù)測(cè)為使存水PH值達(dá)到目標(biāo)存水pH值所需的中和劑的投入量。另外，如前所述，目標(biāo)存水PH值=6.8。步驟S16相當(dāng)于有關(guān)存水pH值的反饋控制。作為該反饋控制，可以采用PID控制。
[0049]然后，控制裝置70基于基本中和劑投入量、噴射側(cè)所需投入量以及存水側(cè)所需投入量，確定中和劑投入量(步驟S17)。具體的，將基本中和劑投入量、噴射側(cè)所需投入量以及存水側(cè)所需投入量之中值最大的作為中和劑投入量。由于像這樣確定中和劑投入量，因此不會(huì)發(fā)生中和劑投入量在基本中和劑投入量以下的情況。如上，在本實(shí)施形態(tài)的中和劑投入量的控制中，將通過(guò)前饋控制確定的基本中和劑投入量作為下限值，并且，如果通過(guò)反饋控制確定的噴射側(cè)所需投入量或者存水側(cè)所需投入量高于所述下限值，則將其確定為中和劑投入量。
[0050]然后，控制裝置70向中和劑投入裝置44發(fā)送控制信號(hào)以使從中和劑投入裝置44投入的中和劑投入量為步驟S17所算出的中和劑投入量(步驟S18)。由此，將適量的中和劑投入至洗滌液。控制裝置70在步驟S18結(jié)束時(shí)返回步驟Sll重復(fù)進(jìn)行步驟Sll?S18。[0051 ]如上，中和劑投入量的控制方法不限于第一實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的方法，也可以是本實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的方法。雖然本實(shí)施形態(tài)與第一實(shí)施形態(tài)在中和劑投入量的控制方法上部分不同，但不變的是:能夠抑制投向洗滌劑的中和劑的投入量、維持充分的脫硫性能，并且通過(guò)洗滌液排出規(guī)定。
[0052]以上是第一實(shí)施形態(tài)和第二實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明。以上，說(shuō)明了洗滌器40為具有洗滌功能、存水功能、冷卻功能中所有功能的一體型的情況，但也可以是通過(guò)獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn)各功能的結(jié)構(gòu)。例如，洗滌器形成為僅具有洗滌功能的結(jié)構(gòu)，并將具有冷卻功能的冷卻裝置以及具有存水功能的存水罐與洗滌器分開(kāi)設(shè)置亦可。
[0053]又，以上，說(shuō)明了將反饋控制與前饋控制組合而對(duì)中和劑投入量進(jìn)行控制的情況，但是僅以反饋控制對(duì)中和劑投入量進(jìn)行控制亦可。
[0054]又，以上，說(shuō)明了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)且將洗滌液向有排出規(guī)定的大海排出的情況，但即使是設(shè)置于陸地上的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或者氣體凈化系統(tǒng)，存在洗滌液的排出規(guī)定時(shí)本發(fā)明也可以適用。另外，這里所說(shuō)的“氣體凈化系統(tǒng)”，是將從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣在放出至大氣之前進(jìn)行洗滌的系統(tǒng)。即，亦可將實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明的洗滌器設(shè)置于例如比發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)靠近下游的排氣流路。
[0055]工業(yè)應(yīng)用性:
根據(jù)本發(fā)明的洗滌器，能夠抑制投向洗滌液的中和劑的投入量、維持充分的脫硫性能，并且能夠通過(guò)洗滌液的排出規(guī)定。因此，在洗滌器的技術(shù)領(lǐng)域有益。
[0056]符號(hào)說(shuō)明:
10發(fā)動(dòng)機(jī)；
40洗滌器；
41噴射噴嘴；
42存水部；
43循環(huán)配管；
44中和劑投入裝置；
70控制裝置；
100發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種洗滌器，是洗滌從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的排氣的洗滌器，具備: 對(duì)所述排氣噴射洗滌液的噴射噴嘴、 將從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液回收積存并將一部分積存的洗滌液向外部排出的存水部、 將積存于所述存水部的洗滌液供給至所述噴射噴嘴的循環(huán)配管、 將中和劑投入至所述循環(huán)配管的流路的中和劑投入裝置、和 確定從所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量的控制裝置； 所述控制裝置形成為以下結(jié)構(gòu):基于從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、以及積存于所述存水部的洗滌液的pH值與規(guī)定的目標(biāo)存水pH值的偏差，確定從所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗滌器，其特征在于，所述排氣是回流至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的洗滌器，其特征在于，所述控制裝置形成為基于使用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的硫分以及通過(guò)該洗滌器的排氣的流量而設(shè)定所述目標(biāo)噴射PH值的結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的洗滌器，其特征在于，所述控制裝置形成為將預(yù)先確定的固定值設(shè)定為所述目標(biāo)存水pH值的結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的洗滌器，其特征在于，所述控制裝置形成為以下結(jié)構(gòu): 基于使用于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的硫分和通過(guò)該洗滌器的排氣的流量，算出基本中和劑投入量，所述基本中和劑投入量是被預(yù)測(cè)為維持脫硫性能所需的中和劑的投入量， 基于從所述噴射噴嘴噴射的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)噴射pH值的偏差、積存于所述存水部的洗滌液的PH值與規(guī)定的目標(biāo)存水pH值的偏差、以及所述基本中和劑投入量，確定所述中和劑投入裝置投入的中和劑的投入量。6.—種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，具備權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的洗滌器。
【文檔編號(hào)】B01D53/77GK105899282SQ201580004499
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日
【發(fā)明人】秋山隼太, 橋本大, 野上哲男, 兼田繁, 兼田繁一, 細(xì)野隆道, 吉澤克浩, 東田正憲
【申請(qǐng)人】川崎重工業(yè)株式會(huì)社