本發(fā)明涉及將船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的硫氧化物等有害氣體除去而進行凈化的、船舶用、發(fā)電用、產(chǎn)業(yè)用等的特別是使用含有高濃度硫成分的重油[重油(Fuel Oil)在船用工業(yè)界被標記為柴油(Diesel Oil：DO)、船用柴油燃料(Marine Diesel Fuel：MDF)或船用柴油(Marine Diesel Oil：MDO)、船用燃料油(Marine Fuel Oil：MFO)、重質燃料油(Heavy Fuel Oil：HFO)、殘余燃料油(Residual Fuel Oil：RFO)，但在本發(fā)明中，將這些標記統(tǒng)稱為重油(Diesel Oil)]等低質燃料的大排氣量船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理技術，更詳細而言，涉及一種排氣凈化裝置，其配設有從排氣中捕集PM且在船內(nèi)將捕集的PM進行焚燒處理的裝置，使得排出高溫排氣的大排氣量船舶用柴油發(fā)動機可以長時間連續(xù)運轉、連續(xù)航海。

背景技術：

雖然柴油發(fā)動機作為各種船舶和發(fā)電機以及大型建筑機械、進而各種汽車等的動力源被廣泛使用，但是從該柴油發(fā)動機排出的排氣中所含的以碳為主體的粒狀物質(Particulate Matter，以下稱為“PM”)或硫氧化物(以下稱為“SOx”)、氮氧化物(以下稱為“NOx”)不僅如周知的那樣帶來大氣污染，而且還是對人體極其有害的物質，因此，其排氣的凈化極其重要。因此，已經(jīng)提出了很多建議，如柴油發(fā)動機的燃燒方式的改善和各種排氣過濾器的采用、排氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation，以下稱為“EGR”)法、選擇型還原催化脫硝法(Selective Catalytic Reduction：以下稱為“SCR”)、以及利用電暈放電進行電處理的方法等，其一部分已供于實際應用。

此處，柴油發(fā)動機的排氣中的PM(粒狀物質)的成分可以分成兩種，即有機溶劑可溶組分(SOF：Soluble Organic Fractions，以下稱為“SOF”)和有機溶劑不溶組分(ISF：Insoluble Organic Fractions，以下稱為“ISF”)，其中，SOF組分的主要成分是燃料和潤滑油的未燃燒成分，且包含具有致癌作用的多環(huán)芳族等有害物質。另一方面，ISF組分的主要成分為電阻率低的碳(煤煙)和硫酸鹽(Sulfate)成分，由于該SOF組分和ISF組分對人體、環(huán)境產(chǎn)生影響，因而期望盡可能少的排氣。特別是，PM對生物體的不良影響的程度在其粒徑為納米大小的情況下可以說是特別成問題的。

作為利用電暈放電而進行電處理的方法，例如，提出了以下記載的方法和裝置(專利文獻1～3)。

即，本申請人在專利文獻1中在先提出了一種柴油發(fā)動機的排氣用電氣式處理裝置，其概略如圖7所示，采用如下方式：在排氣通路121中設有由電暈放電部122-1和帶電部122-2構成的放電帶電部122，通過經(jīng)由電暈放電而得到的電子129使排氣G1中的以碳為主體的PM128帶電，由配置于同一排氣通路121的捕集板123捕集上述帶電后的PM128；并且采用如下構成：放電帶電部122中的電極針124在排氣氣流的流動方向上的長度較短，且捕集板123配設在與排氣氣流的流動方向垂直的方向上。予以說明，在該圖中，125是密封氣體管，126是高壓電源裝置，127是排氣引導管。

另外，本申請人在專利文獻2中在先提出了柴油發(fā)動機的排氣用電氣式處理裝置，其概略如圖8(A)所示，采用如下方式：由2臺接線式旋風分離器132-1a構成旋風捕集單元132-1。該裝置采用如下構成：在捕集管131-1的高濃度排氣導出部131-1b，經(jīng)由連通管135-1、135-2并聯(lián)連接2臺接線式旋風分離器132-1a而構成旋風捕集單元132-1，并且配設用于將通過各接線式旋風分離器132-1a后的凈化氣體分別與在低濃度排氣導出管133內(nèi)流動的低濃度排氣合流的排出管136-1、136-2。若更詳細地說明，這種排氣用電氣式處理裝置包括大致劃分的構成電氣集塵單元的管狀捕集部131和構成分級捕集單元的分級捕集132，為了捕集PM粒子而設置的管狀捕集部131具備構成集塵電極的規(guī)定長度的具有捕集壁面131-1K的捕集管131-1和使排氣中所含的PM帶電的放電電極131-2。在構成集塵電極的捕集管131-1中，在上游側(柴油發(fā)動機側)的端部具有排氣導入口131-1a，分別在下游側的軸心附近連接設置PM的低濃度排氣導出管133，在下游側的端部的內(nèi)周面附近連接設置PM的高濃度排氣導出部131-1b。放電電極131-2由延及構成集塵電極的捕集管131-1的幾乎整個長度的主電極131-2a和在該主電極上間隔設置的呈放射狀突出的131-2b電極針組構成。由這種方式構成的放電電極131-2經(jīng)由設置在捕集管131-1的排氣導入口131-1a側的密封空氣導入管部131-1c和與設置在低濃度排氣導出管133的入口部位的密封空氣導入管部133-1垂直地設置的支持體134，支持主電極131-2a的兩個端部。137是流量控制阻尼器(damper)。

另外，本申請人在專利文獻3中在先提出了使用旋風分離器的回流方式的柴油發(fā)動機排氣處理裝置，其概略如圖9所示。該裝置是船舶用柴油發(fā)動機排氣處理裝置，其具有使使用來自重油的低質燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極141-2、以及構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集部141-1，具備分級并捕集從管狀捕集部141-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元，所述船舶用柴油發(fā)動機排氣處理裝置采用如下方式構成：從在上述管狀捕集部141-1的下游側的內(nèi)周面附近設置的粒狀物質的高濃度排氣導出部141-1b的管道上設置由接線式旋風分離器142-1a構成的旋風捕集單元142-1，將從高濃度排氣導出部141-1b排出的高濃度排氣氣流導入接線式旋風分離器142-1a，捕集和處理大直徑粒子，同時，通過鼓風機147對含有不能被該旋風分離器除去的小直徑粒子的排氣氣流施加動能而進行升壓和增速，經(jīng)由回流管道142-2，加壓輸送并回流到導入管(排氣管)141-1a。在圖中，141-1a是排氣導入口，141-1c、143-1是密封空氣導入管部，141-2a是主電極，141-2b是電極針，143是低濃度排氣導出管，144是主電極的支持體，148是流量控制阻尼器。

另一方面，在非專利文獻1的第3章“所有船舶的機關區(qū)域要件”中的Part C“油的排出規(guī)定”的第15條規(guī)則“油的排出規(guī)定”中，在A.“特別海域外的排出”條款之2“禁止從總噸數(shù)400噸以上的船舶排出油或油性混合物到海洋。其中，滿足以下所有條件的情況除外”的規(guī)定的.3中，規(guī)定了“未稀釋時的油性混合物的油分濃度為100萬分之15以下”；在B.“特別海域中的排出”條款之3“禁止從總噸數(shù)400噸以上的船舶排出油或油性混合物到海洋。其中，滿足以下所有條件的情況除外”的規(guī)定的.3中，規(guī)定了“未稀釋時的油性混合物的油分濃度為100萬分之15以下”。

予以說明，在此，“油”是指原油、重油和潤滑油，“油性”是按照其含義來解釋，“油性混合物”是指含有油的混合物。

另外，在非專利文獻2中公開了一種柴油發(fā)動機，其通過將從排氣中分流出的EGR氣體向進氣回流，可從排氣中減少80％的NOx和從EGR氣體中除去近100％的SOx。

另外，在非專利文獻3中，作為阿法拉伐公司使用丹麥的Ficaria航道號載置的輸出21000kW、MAN B&W公司制的二沖程發(fā)動機的SOx應對技術的例子，介紹了如下技術：通過一邊使用硫含量2.2％的重油一邊用根據(jù)情況分別使用海水和清水兩者的洗滌器對排氣進行處理，將其清洗除去到與IMO(國際海事組織)的2015年施行的使用規(guī)定要求水平即排氣中的硫含量為0.1％的重油時同等的水平。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2006-064805號公報

專利文獻2：特開2012-107556號公報

專利文獻3：特開2013-238172號公報

非專利文獻

非專利文獻1：1973年國際防止船舶造成污染公約，附則I“防止油污染的規(guī)則”

非專利文獻2：社團法人日本Marine Engineering學會編，平成21年度船舶排出大氣污染物質削減技術檢討調查報告書

非專利文獻3：2011年11月30日發(fā)行的阿法拉伐的全球雜志，《here》，No.30，P6～P14，“清潔方案之波”

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在上述以往的柴油發(fā)動機排氣凈化裝置中，存在以下所述的課題和問題點。

在上述專利文獻1中記載的利用電暈放電等而電處理排氣中的PM的柴油發(fā)動機的排氣處理技術(例如，圖9所示的柴油發(fā)動機的排氣用電氣式處理裝置)中，產(chǎn)生以下所述的課題。

即，對于船舶用柴油發(fā)動機來說，在使用與使用硫成分含量少的輕油的汽車用柴油發(fā)動機相比具有格外大的排氣量且含有高濃度硫成分的重油[重油相對于輕油含有500～3500倍左右的硫成分：根據(jù)JIS K2204：2007“輕油”：0.0010質量％以下；K2205-1990“重油”：0.5～3.5質量％以下]等低質燃料的大排氣量船舶用柴油發(fā)動機中，例如在使用先前的專利文獻1記載的排氣凈化裝置的情況下，需要克服如下的課題：高濃度地含有硫成分的重油等低質燃料中的硫成分不僅作為SOF被包含在排氣或EGR氣體中，而且成為硫酸鹽，腐蝕發(fā)動機部件、特別是排氣相關部件，并且沒有公開以下內(nèi)容：由完全不能捕集基于硫成分的硫氧化物、進而因連續(xù)運轉發(fā)動機和排氣用電氣式處理裝置所預想的捕集的大量的PM的處理部。

另外，在專利文獻2記載的圖8中所示的氣體處理裝置使用由以下的旋風分離器構成的復雜的裝置：作為分級捕集部132的圖8(A)中所示的接線式旋風分離器132-1a，或處理能力不同的多個接線式旋風分離器，例如，圖8(B)中所示的處理能力小的接線式旋風分離器132-1b，處理能力中等的接線式旋風分離器132-1c，處理能力大的接線式旋風分離器132-1d的3種旋風分離器。在該圖中，分別地，138-1、138-2、138-3表示連通管，139-1、139-2、139-3表示流動控制阻尼器。另外，以下是必要的：一邊將流入各個旋風分離器的排氣流速控制為最佳一邊可靠地通過各個旋風分離器捕集PM粒子，同時，將從各個旋風分離器排出的氣體的PM可靠地降低至低濃度，將稀釋的排氣經(jīng)由排氣排出管136-1、136-2在低濃度排氣導出管133中合流；并且，專利文獻2與上述專利文獻1同樣，沒有公開因連續(xù)運轉發(fā)動機和排氣處理裝置所預想的捕集的大量的PM的處理部。

另外，在專利文獻3記載的圖9中所示的回流方式的柴油發(fā)動機的排氣處理裝置的情況下，與上述專利文獻1、2同樣，沒有公開因連續(xù)運轉發(fā)動機和排氣處理裝置所預想的捕集的大量的PM的處理部。由于在船到達具有PM處理設施作為港灣設備的港灣之前，有必要將通過旋風分離器等捕集的大量PM儲存在船內(nèi)，所以存在以下問題：需要用于將這些大量PM儲存在船內(nèi)的空間，導致伴隨船艙減少的載貨減少以及各種經(jīng)費的增加等。

另一方面，在非專利文獻1中，雖然如上所述制定了在特殊海域外的排出規(guī)定(即，禁止排出油或油性混合物到海洋)，并且規(guī)定了未稀釋時的油性混合物的油成分濃度等，但在含有PM的情況下也存在同樣的問題。

另外，對于非專利文獻2記載的船用柴油發(fā)動機而言，預想如下：雖然通過使從排氣中分流出的EGR氣體向進氣回流，可從排氣中減少80％的NOx和從EGR氣體中除去近100％的SOx，但是，不僅對于通過洗滌器的煤塵、PM中仍含有的硫成分對柴油發(fā)動機主體和系統(tǒng)的影響來說需要長期的實際船試驗，而且還需要從洗滌器向船外排出的洗滌水不影響環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，特別是在這種洗滌器的洗滌水中，伴隨PM的溶解和浮游、SO₂的溶解等的這些環(huán)境污染成分或影響生態(tài)系統(tǒng)的成分的除去和pH調節(jié)等，廢水處理成為大的問題。即，即使從EGR氣體中除去PM但沒有從排氣中除去PM，因此，完全不存在處理所捕集的PM的技術思想。

在非專利文獻3記載的“清潔方案之波”中，對于“海運業(yè)界的環(huán)境影響的削減、以及對海洋污染的更嚴格的法律的適應，清潔的新技術作出貢獻”，記載了如下所述的內(nèi)容。

摘要(I)技術背景：

(I)IMO強化船舶造成污染的規(guī)定。

(a)硫氧化物(SOx)(適用于新船及現(xiàn)有船兩者)

采用限定燃料油的硫濃度的上限的全球性規(guī)定。嚴格化的規(guī)定適用于排出限定海域。上限值從2012年起逐步變更。為了適應該限定值，需要使用低硫燃料和排氣凈化裝置。

(b)氮氧化物(NOx)(僅適用于新船)

現(xiàn)有的規(guī)定要求事項適用于輸出130KW以上的船用柴油發(fā)動機。根據(jù)船舶的建造日，采用不同的限制值。對在排出限制海域航行的新船，采用比2016年更嚴格的規(guī)定(III級)。

(c)艙底水(適用于新船及現(xiàn)有船兩者)

向船外排出的艙底水的限制值為15ppm。

摘要(II)水處理技術：

(II)阿法拉伐的水處理技術：

(a)僅對船舶的艙底箱(Bilge tank)的油性廢水進行處理的純艙底(Pure Bilge)解決方案通過單級高速離心分離系統(tǒng)，不使用化學物質、吸附過濾器、膜，即可凈化大量的水，水中油分(油成分)小于5ppm。

(b)為了減少IMO對船舶所要求的NOx排出的80％，阿法拉伐與MAN柴油機公司合作，開發(fā)了大型的二沖程柴油發(fā)動機用的排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)。

(c)對于SOx排出，阿法拉伐開發(fā)了完整的排氣凈化工藝。在現(xiàn)行船上進行試驗的該系統(tǒng)中也使用阿法拉伐分離機，在將污水從洗滌器排向海中之前對污水進行凈化。

摘要(III)SOx應對技術：

(III)阿法拉伐的SOx應對技術：

搭載于(Ficaria航道號(丹麥)＝輸出21000kW，MANB&W二沖程發(fā)動機)

(a)燃料為硫含量2.2％的重油，排氣被清洗除去至與2015年施行的IMO(國際海事組織)要求的水平即硫含量0.1％同等的水平。

(b)阿法拉伐的純SOx根據(jù)情況分別使用海水和清水兩者。

“使用苛性鈉與海水或淡水的水溶液，清洗主機的排氣”

●在第一階段，通過由氣體導入部分噴射水來冷卻排氣，而且排氣中的煤塵的大半也在此被除去。

●在第二階段，在洗滌塔內(nèi)進一步清洗排氣中的硫氧化物等。為了防止排氣中的水滴的帶走和腐蝕，在從煙囪排出之前，用除霧器除去氣體中的水滴。

●在第三階段，進一步凈化殘留在排氣中的硫氧化物。在從船舶的煙囪排出之前，為了防止冷凝和腐蝕，從排氣中除去小水滴(將排氣中的硫成分除去98％以上)。

根據(jù)該非專利文獻3的第12頁第2欄第16行～第3欄第1行“洗滌器可以說是安裝于船的煙囪上的大噴淋室”的記載及第14頁刊載的照片中的注釋“設置于船的煙囪上的洗滌器可以比作大噴淋室”的記載，從混合動力系統(tǒng)圖(未圖示)的洗滌器上部供給水和海水，然后將水和海水從最下部一起排放，將排氣從支路閘門(bypass damper)向洗滌器下部供給，然后被直接連接于最上部的煙囪排出，可以知道噴射洗滌器的類型。即，由此可知，其是排氣與洗滌器處理水的表面激烈碰撞的類型，具有可將排氣中的粒子狀成分與氣體狀成分一同除去的功能。因此，對于洗滌器水的后處理來說，有必要組裝混合動力系統(tǒng)圖(未圖示)記載的各構成裝置，并且需要高度操作這些裝置的作業(yè)。另外，在非專利文獻3中，在海水模式中完全沒有捕集到PM(參見第12頁第4欄第16行至第5欄第1行的記載)。

另外，作為公知的NOx減少技術，一般已知的是利用催化反應的SCR方式。在這種SCR方式中，在發(fā)動機的排氣溫度足夠高的狀態(tài)下催化劑被活化，且只要在催化劑表面不被煤等覆蓋而確實露出的情況下，催化劑就能正常發(fā)揮功能，可以實現(xiàn)高效的NOx減少。然而，對于一般的船舶用發(fā)動機來說，為了確保燃料消耗率的提高，與汽車用發(fā)動機等相比，長沖程的低速發(fā)動機是主流，以下情況是常見的：在汽缸內(nèi)隨著時間慢慢地將燃燒氣體的能量可靠地轉化為動力輸出，以及通過伴隨長時間的燃燒氣體與氣缸壁面等接觸的放熱，使排氣的溫度成為低溫；以下情況也是常見的：不僅在發(fā)動機剛起動后的暖氣中而且在穩(wěn)定運轉中，催化劑溫度低于300℃時，不能充分發(fā)揮其功能，導致NOx減少率不充分。另外，對于使用含有高濃度硫成分的重油以下的低質燃料的柴油發(fā)動機的SCR方式的排氣凈化系統(tǒng)來說，已經(jīng)指出以下問題：包含在排氣中的PM覆蓋催化劑，并且燃料中大量含有的硫使催化劑中毒，這種NOx凈化功能不能長期穩(wěn)定地發(fā)揮作用。作為改善上述問題的措施，期望從含有高濃度硫成分的重油以下的低質燃料中將硫成分脫硫，但由于可以預料，伴隨用于煉油裝置的大規(guī)模脫硫裝置的設置的龐大的設備投資及其帶來的燃料的高漲，尚未實現(xiàn)從含有高濃度硫成分的重油以下的低質燃料對硫成分進行脫硫，另一方面，SCR方式對排氣中的PM削減沒有貢獻。

本發(fā)明正是鑒于上述現(xiàn)有技術的問題而完成的，提出了以下技術：通過ESP/C/PDF捕集特別是使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料、以大排氣量排出高速和/或大流量的排氣的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中的PM，將捕集的PM在船內(nèi)進行焚燒處理。本發(fā)明的目的是提供使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置，其通過在船內(nèi)燃燒捕集的PM，不需要直到船抵達具有PM處理設施作為港灣設備的港口之前將用旋風分離器捕集的PM全部儲存在船內(nèi)，由此不需要用于船內(nèi)儲存的大的空間，不減少船艙，不減少載荷，因此，能夠抑制經(jīng)費增加，另外，優(yōu)選的是，通過將焚燒時產(chǎn)生的燃燒排氣回流至捕集管中而再度帶電、附著、凝集和濃縮來進行確實地捕集時，將低濃度排氣在PM-自由洗滌器(PM Free scrubber)中進行洗滌處理，或將焚燒時產(chǎn)生的燃燒排氣在PM-自由洗滌器中進行洗滌處理等，由此，可以確保從大氣排放氣體中確實地捕集和除去PM，以及確實地除去SOx，將排氣作為可環(huán)保的氣體排出。

解決課題的手段

本發(fā)明的使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置的特征在于，采用如下構成：在使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置中，具備：電氣集塵單元、低濃度排氣導出管、高濃度排氣導出管、設置在所述低濃度排氣導出管上的PM-自由洗滌器、以及通過集塵用旋風分離器分級并捕集從下述管狀捕集部中剝離的粒狀物質的集塵單元，還焚燒通過該集塵單元集塵的PM的焚燒裝置，而且在所述焚燒裝置與捕集管上游或所述捕集部上游的排氣管之間配設回流管道，所述回流管道使由所述焚燒裝置產(chǎn)生的燃燒排氣回流至所述捕集部或捕集部上游的排氣管，

所述電氣集塵單元具有使發(fā)動機的排氣中含有的粒狀物質帶電的放電電極、和構成捕集帶電的所述粒狀物質的集塵電極的規(guī)定長度的管狀捕集部，并且所述放電電極由在所述管狀捕集部內(nèi)沿管軸方向配設的主電極和在該主電極上間隔設置的呈放射狀突出的多個電極構成。

另外，本發(fā)明的裝置的優(yōu)選的方式是，配設使來自所述焚燒裝置的燃燒排氣向在低濃度排氣導出管上設置的PM-自由洗滌器的上游回流的回流管道，使來自集塵用旋風分離器的回流管道與PM燃燒排氣回流管道連接，將集塵用旋風分離器的下部作為PM保管用儲藏庫，在儲藏庫的下部經(jīng)由閘門與PM焚燒裝置一體化。

另外，優(yōu)選的方式是，對多個上述儲藏庫進行控制，使得從船行駛起就可以開始焚燒PM直到氣體和洗滌器處理水可排出的海域，在上述焚燒裝置中附設選擇閘門，控制該閘門的開關，使得能夠在時間差下依次焚燒。

予以說明，焚燒裝置優(yōu)選使用內(nèi)置的加熱用加熱器(電加熱器等)或燃燒器通過控制器控制升溫和加熱從而具有焚燒PM的功能的焚燒裝置。

發(fā)明效果

本發(fā)明的使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置起到如下所述的效果。

即，具有以下等作用和效果：通過ESP/C/PDF捕集特別是使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料、以大排氣量排出高速和/或大流量的排氣的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中的PM，將捕集的PM在船內(nèi)進行焚燒處理，由此，不需要直到船抵達具有PM處理設施作為港灣設備的港口之前將用旋風分離器捕集的PM全部儲存在船內(nèi)，由此，不需要用于船內(nèi)儲存的大的空間，不減少船艙，不減少載荷，因此，能夠抑制經(jīng)費增加，另外，優(yōu)選的是，通過將焚燒時產(chǎn)生的燃燒排氣回流至捕集管中而再度帶電、附著、凝集和濃縮來進行確實地捕集，同時，將低濃度排氣在PM-自由洗滌器(PM Free scrubber)中進行洗滌處理，由此確保從大氣排放氣體中確實地除去SOx，將排氣作為可環(huán)保的氣體排出，進而，PM-自由洗滌器的處理水雖然含有高濃度的硫成分但幾乎不含有機溶劑可溶組分，因此可向海洋排出。予以說明，作為附帶的效果，本發(fā)明是通過從焚燒PM而得的氣體中回收熱能，也有助于提高船整體的能量效率的技術。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的第1實施例裝置，(A)是表示裝置的整體構成的概略縱剖面圖，(B)是表示在同一裝置的排氣導入管部上設置排氣冷卻器的構成例的概略縱剖面圖。

圖2是表示本發(fā)明的第2實施例裝置的整體構成的概略縱剖面圖。

圖3是表示本發(fā)明的第3實施例裝置的整體構成的概略縱剖面圖。

圖4是表示本發(fā)明的第4實施例裝置的整體構成的概略縱剖面圖。

圖5是表示本發(fā)明的第5實施例裝置的整體構成的概略縱剖面圖。

圖6是表示本發(fā)明的第6實施例裝置的整體構成的概略縱剖面圖。

圖7是表示以往的柴油發(fā)動機的排氣處理裝置的一例的概略圖。

圖8是表示同樣的以往的柴油發(fā)動機的排氣處理裝置的另一例的概略圖。圖(A)為整體構成圖，圖(B)是示出旋風捕集單元的概略圖。

圖9是表示同樣的以往的柴油發(fā)動機的排氣處理裝置的再一例的概略圖。

具體實施方式

圖1(A)(B)中作為本發(fā)明第1實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置包括：大致劃分的電氣集塵部1、分級捕集部2、PM焚燒部3，用于捕集PM粒子而設置的電氣集塵部1具備：構成集塵電極的規(guī)定長度的捕集管1-1和使排氣中所含的PM帶電的放電電極1-2。在構成集塵電極的捕集管1-1中，在上游側(柴油發(fā)動機側)的端部具有排氣導入管1-1a，在下游側的端部的軸心附近連接設置PM的低濃度排氣導出管4，在下游側的端部的內(nèi)周面附近連接設置PM的高濃度排氣排出部1-1b。放電電極1-2由以下電極構成：幾乎延及構成集塵電極的捕集管1-1的軸心附近的幾乎全長的主電極1-2a，和在該主電極1-2a的長度方向以規(guī)定間隔配設的呈放射狀突出的電極針1-2b組。以這種方式構成的放電電極1-2通過設置在捕集管1-1的排氣導入管1-1a側的密封空氣導入管部1-1c和與設置在低濃度排氣導出管4的入口部位的密封空氣導入管部4-1垂直設置的支持體5，支持主電極1-2a的兩個端部。進而，在PM10的低濃度排氣導出管4上，設置利用氣體和粒子擴散速度的差異除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11，從而從大氣釋放排氣中除去SOx。

予以說明，由于洗滌器處理水從排氣中除去SOx但幾乎不除去PM，所以，在含有SOx但幾乎不含PM情況下，洗滌器處理水作為廢棄處理水的后處理容易。另外，放電電極1-2根據(jù)需要被從捕集管1-1的內(nèi)部絕緣的支板(未圖示)以期望的間距支撐。進而，將該放電電極1-2與外部設置的高壓電源裝置(未圖示)接線從而接受受控的高壓電源的供給。

在上述排氣的流動方向上的電氣集塵部1的下游側設置的分級捕集部2由作為分級手段的旋風捕集單元2-1構成。該旋風捕集單元2-1由通過連通管5-1與捕集管1-1的高濃度排氣導出部1-1b連接的1臺接線式旋風分離器2-1a構成，進而，在該接線式旋風分離器2-1a與上述低濃度排氣導出管4之間配設排出管6-1，所述排出管6-1用于將通過接線式旋風分離器2-1a后的凈化氣體與在低濃度排氣導出管4內(nèi)流動的低濃度排氣合流。另外，在上述低濃度排氣導出管4上，設置流量控制阻尼器7，所述流量控制阻尼器7用于調整向接線式旋風分離器2-1a中的高濃度排氣流入量和流入速度以及低濃度排氣釋放量的流量。

予以說明，在接線式旋風分離器2-1a中集塵的PM10逐漸堆積在上述接線式旋風分離器2-1a下部的圓錐形部分的正下方設置的可裝卸的集塵箱(hopper)2-1b內(nèi)，在達到集塵箱容量極限的情況下，依次更換為新的集塵箱并保管。在該圖中，8是用于儲存PM10的儲藏庫。

用于焚燒PM而設置的PM焚燒部3通過控制器3-2控制焚燒溫度和排氣流量，包括內(nèi)置電加熱器3-1a的PM焚燒爐3-1，進而，通過設置用于將來自該PM焚燒爐3-1的燃燒排氣回流至上述電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a的回流管道12，例如即使萬一燃燒中的PM10在上述PM焚燒爐3-1內(nèi)暫時飛舞等而混入燃燒排氣中，也能夠通過再次經(jīng)由電氣集塵部1和分級捕集部2而可靠地除去PM10，從而實現(xiàn)對大氣排放氣體的環(huán)保。在該圖中，12a為向在回流管道12內(nèi)流動的排氣氣流賦予動能的鼓風機。另外，考慮排放效果，使回流管道12的前端部向排氣導入管1-1a內(nèi)突出，并且使前端開口部向排氣氣流流出方向完全。予以說明，當然，上述PM焚燒爐3-1也可以是使用燃燒器(未圖示)來代替電加熱器3-1a的焚燒爐。

如上所述，在如圖1(A)所示構成的排氣處理裝置的情況下，通過接線式旋風分離器2-1a捕集幾乎全部的PM10并將其暫時儲存在集塵箱2-1b后，該集塵箱2-1b內(nèi)的PM10儲存在儲藏庫8中，直到船到達可以焚燒PM的狀態(tài)。然后將儲存在儲藏庫8中的PM10供給到PM焚燒部3的PM焚燒爐3-1，通過控制器3-2控制該焚燒爐的電加熱器3-1a來升溫，焚燒PM10。將通過焚燒PM10產(chǎn)生的含有高濃度硫成分的PM燃燒排氣經(jīng)由回流管道12回流至捕集管1-1，與排氣氣體混流，同時，將該PM高濃度化的混流氣體導出至接線式旋風分離器2-1a，將含有高濃度硫成分但PM10的濃度被低濃度化的大氣排氣氣體供給至PM-自由洗滌器11。通過該PM-自由洗滌器11，成為大氣排出氣體中殘留PM但除去了硫成分的氣體，從而保全大氣環(huán)境。予以說明，PM-自由洗滌器11的處理水由于含有高濃度硫成分但幾乎不含PM，因此可以通過洗滌器等向海洋排出，可以通過少的工時以及小型而控制簡單的處理裝置進行處理。

另外，在圖1(A)所示的第1實施例裝置中，也可以如圖1(B)所示，在排氣導入管1-1a上設置排氣冷卻器20，使PM燃燒排氣回流至上述排氣冷卻器20的下游。在排氣導入管1-1a上設置排氣冷卻器20而預先冷卻排氣的情況下，當使PM燃燒排氣回流至排氣導入管1-1a的排氣冷卻器20的下游時，含有腐蝕性物質(硫酸鹽的燃燒排氣)的PM燃燒排氣不流入排氣冷卻器20，因此，構成排氣冷卻器20的部件無需使用高耐腐蝕性部件，容易保證廉價和耐用性。予以說明，當使PM燃燒排氣回流至排氣冷卻器20的上游時，可預先冷卻流入捕集管1-1的氣體的總量，因此，能夠保證通過電氣集塵部1、分級捕集部2的高捕集率。

圖2中作為本發(fā)明第2實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機排氣處理裝置組合有使用圖1所示的第1實施例裝置的旋風分離器的回流方式的柴油發(fā)動機排氣處理裝置及PM焚燒裝置，該船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置采用如下構成：具有圖1所示的第1實施例裝置中的、使使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料作為燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極1-2、和構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集管1-1，具備分級并捕集從管狀捕集管1-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元2-1，進一步在PM10的低濃度排氣導出管4上設置利用氣體和粒子的擴散速率差異而除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11，從大氣排放排氣中除去SOx；該船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置采用如下方式構成：在從在上述管狀捕集管1-1的下游側的內(nèi)周面附近設置的PM的高濃度排氣導出部1-1b的高濃度排氣管道5-2上，設置與上述同樣的由接線式旋風分離器2-1a構成的旋風捕集單元，將由高濃度排氣導出部1-1b排出的高濃度排氣氣流導入接線式旋風分離器2-1a、捕集和處理大直徑粒子，同時，將含有不能被該旋風分離器除去的小直徑粒子的排氣氣流經(jīng)由回流管道14-1，加壓輸送和回流至排氣導入管1-1a。

另一方面，PM焚燒裝置在接線式旋風分離器2-1a下部的圓錐形部分的正下方設置集塵箱2-1b，在該集塵箱的正下方，隔著能保持集塵箱內(nèi)集塵·堆積的PM并能使PM落下的閘門2-1c，設置兼有PM焚燒爐的比上述集塵箱2-1b的內(nèi)容積大的儲藏庫3'-1。該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的構造為：在內(nèi)部內(nèi)置有電加熱器3'-1a，通過控制器3-2控制焚燒溫度和排出氣體的流量等。予以說明，在該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的情況下，當PM在集塵箱2-1b內(nèi)集塵和堆積而達到集塵箱的容量極限時，打開閘門2-1c，使PM落入集塵箱正下方的儲藏庫3'-1內(nèi)，然后關閉閘門2-1c進行儲存。其構成使得來自兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的燃燒排氣經(jīng)由回流管道14-2回流至上述電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a。另外，在與上述同樣地考慮排放效果的情況下，使回流管道14-1、14-2的前端部向排氣導入管1-1a內(nèi)突出，并且使前端開口部向排氣氣體流出方向彎曲。14-1a，14-2a是分別向流過回流管道14-1和14-2的排氣氣流賦予動能的鼓風機。予以說明，當然也可以使用燃燒器(未圖示)代替上述電加熱器3'-1a。

在上述圖2所示構成的排氣處理裝置的情況下，在捕集管1-1的下游，從捕集管內(nèi)壁附近流過的PM的高濃度排氣氣流通過該捕集管1-1的高濃度氣體導出部1-1b，經(jīng)由連通管5-1和高濃度排氣管道5-2，導入到接線式旋風分離器2-1a中，將大直徑的PM粒子離心分離，捕集和堆積在下部的錐形部分的正下方的集塵箱2-1b中。通過該旋風分離器2-1a捕集和堆積大直徑的PM粒子后，使含有沒有被該接線式旋風分離器2-1a除去的小直徑的PM粒子的大致凈化的排氣氣流流過回流管道14-1內(nèi)，經(jīng)由上游側的連通管5-3，與在排氣導入管1-1a內(nèi)流動的排氣氣流進行合流，此時，通過鼓風機14-1a向含有小直徑PM粒子的經(jīng)凈化的排氣氣流賦予動能，使其升壓和增速，將其通過回流管道14-1加壓輸送并回流到排氣導入管1-1a中。另一方面，在捕集管1-1的下游，將在該捕集管1-1的大致軸心部附近流動的低濃度排氣氣流通過PM-自由洗滌器11除去SOx后，排放到大氣中。另一方面，使PM集塵·堆積在PM焚燒部的接線式旋風分離器2-1a下部的錐形部分的正下方設置的集塵箱2-1b內(nèi)，當PM達到集塵箱的容量極限時，打開閘門2-1c，使PM落下，落入兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1內(nèi)。然后關閉閘門2-1c，一邊通過控制器3-2控制燃燒溫度、抽吸空氣量、燃燒排放氣體的流量等，一邊使在儲藏庫3'-1中內(nèi)置的電加熱器3'-1a進行燃燒·焚燒，進而，使從PM焚燒爐的燃燒排放氣體通過回流管道14-1a2回流到上述電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a中，因此，例如即使萬一在兼有上述PM焚燒爐的儲藏庫3'-1內(nèi)燃燒的PM由于暫時飛舞等而混入燃燒排氣中，也可以通過再次經(jīng)由電氣集塵部1和分級捕集部2而確實地除去PM，從而實現(xiàn)大氣排放氣體的環(huán)保。

根據(jù)上述圖2中所示構成的排氣處理裝置，起到以下所述的作用效果。

(A).將通過旋風分離器2-1a的包含小直徑粒子的排氣氣流(回流氣體)向從發(fā)動機的排氣氣流回流·加壓輸送·混合，通過捕集管1-1，再度進行放電→粒子的帶電→在捕集管內(nèi)壁表面的附著→剝離的重復，使粒子大直徑化，作為高濃度排氣氣流分離，可以通過旋風分離器2-1a可靠地除去。

(B).通過使旋風分離器2-1a后的排氣氣流回流，維持或提高排出的氣體的PM等的捕集率，即，在保持或提高低濃度排氣的潔凈度的同時，無需應對伴隨船用發(fā)動機主機和輔機的并行運轉或單獨運轉的運轉狀況的變化和根據(jù)發(fā)動機的負荷率而變化的排氣流量，而設置多臺處理能力不同的各個接線式旋風分離器，可使裝置整體小型化和緊湊化，同時，裝置的控制變得簡單，控制軟件和裝置也變得簡單，使得價格低廉、可靠性提高。

(C).通過鼓風機14-1a的設置，即使例如接線式旋風分離器2-1a的排氣氣流的流過阻力若干增大，也能使含有小直徑PM粒子的凈化的排氣氣流順利地回流至排氣導入管1-1a，而且還可以適當?shù)乜刂葡蚪泳€式旋風分離器2-1a的流入接線速度，提高該旋風分離器的捕集效率。予以說明，鼓風機14-1a的設置位置可以是旋風分離器前后的任何位置，當鼓風機的位置設置在旋風分離器上游側的情況下，容易較高地維持向旋風分離器的流入接線速度、獲得高的捕集率，另一方面，當鼓風機的位置設置在旋風分離器下游側的情況下，雖然多少擔心鼓風機14-1a的抽吸阻力大、存在沖擊，但PM粒子等在風扇葉片表面的附著少、并且氣體的溫度降低，因此容易確保鼓風機14-1a的耐用性。

(D).使回流管道14-1、14-2的管道前端部向排氣導入管1-1a內(nèi)突出，并且使其遠端開口部向排氣流出方向彎曲，通過鼓風機14-1a賦予動能，使升壓和增速的回流噴出，由此發(fā)揮排放效果，通過抽吸流過排氣導入管1-1a的排氣氣流，可以減少排氣阻力，實現(xiàn)發(fā)動機效率的提高。

(E).通過在船內(nèi)焚燒PM，可以長期連續(xù)航海。

(F).通過使焚燒爐排氣回流至捕集管上游，可以確實地除去焚燒爐排氣內(nèi)的PM。

(G).通過設置PM-自由洗滌器11，可以從排氣中除去SOx。予以說明，PM-自由洗滌器11的處理水由于含有高濃度硫成分但幾乎不含PM，因此可以通過洗滌器等向海洋排出，可以通過少的工時和小型且控制簡單的處理裝置來處理。

予以說明，在本實施例裝置中，如圖1(B)所示，也可以在排氣導入管1-1a上設置排氣冷卻器20，使得PM燃燒排氣回流至上述排氣冷卻器20的下游，這是不言而喻的。

圖3中作為本發(fā)明第3實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置采用如下構成：在上述圖2所示的第2實施例裝置的、使來自PM焚燒部3的燃燒排氣回流至電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a的回流管道14-2上，設置與在上述低濃度排氣導出管4上設置的PM-自由洗滌器11相同的PM-自由洗滌器11。

即，其構成為：與圖2所示的第2實施例裝置相同，具有使使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料作為燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極1-2、和構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集管1-1，具備分級并捕集從管狀捕集管1-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元2-1，進一步在PM10的低濃度排氣導出管4上設置利用氣體和粒子的擴散速率差異而除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11，可以從大氣排放排氣中除去SOx；并采用如下方式：在來自在上述管狀捕集管1-1的下游側的內(nèi)周面附近設置的PM的高濃度排氣導出部1-1b的高濃度排氣管道5-2上，設置與上述相同的由接線式旋風分離器2-1a構成的旋風捕集單元，將由高濃度排氣導出部1-1b排出的高濃度排氣氣流導入接線式旋風分離器2-1a中、捕集和處理大直徑的粒子，同時，將含有不能被該旋風分離器除去的小直徑粒子的排氣氣流經(jīng)由回流管道14-1加壓輸送和回流至排氣導入管1-1a。

另一方面，PM焚燒部3在接線式旋風分離器2-1a下部的圓錐形部分的正下方設置集塵箱2-1b，在該集塵箱的正下方，隔著能保持集塵箱內(nèi)集塵·堆積的PM并能使PM落下的閘門2-1c，設置兼有PM焚燒爐的比上述集塵箱2-1b的內(nèi)容積大的儲藏庫3'-1。該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的構造為：在內(nèi)部內(nèi)置有電加熱器3'-1a，通過控制器3-2控制焚燒溫度、抽吸空氣量和燃燒排放氣體的流量等。予以說明，在該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的情況下，當PM在集塵箱2-1b內(nèi)集塵和堆積而達到集塵箱的容量極限時，打開閘門2-1c，使PM落入集塵箱正下方的儲藏庫3'-1內(nèi)，然后關閉閘門2-1c進行儲存。其構成使得來自兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的燃燒排氣通過回流管道14-2回流至上述電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a。本實施例的裝置采用如下構成：在上述回流管道14-2上設置與在上述低濃度排氣導出管4設置的PM-自由洗滌器11相同的PM-自由洗滌器11。14-1a、14-2a是分別向流經(jīng)回流管道14-1、14-2的排氣氣流賦予動能的鼓風機。

予以說明，本實施例裝置也與上述圖2所示的第2實施例裝置相同，在考慮排放效果時，使回流管道14-1、14-2的前端部向排氣導入管1-1a內(nèi)突出，并且使前端開口部向排氣氣體流出方向彎曲。另外，當然，上述兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1也可以是使用燃燒器(未圖示)代替電加熱器3'-1a的焚燒爐。

在上述圖3所示構成的排氣處理裝置的情況下，除了與上述圖2所示的第2實施例裝置相同的(A)至(G)的作用效果以外，由于通過在使來自兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的燃燒排氣回流至排氣導入管1-1a的回流管道14-2上設置的PM-自由洗滌器11，可以預先除去燃燒排氣中的硫成分，因此能夠得到對本體和旋風分離器的腐蝕性變得溫和的效果。

圖4中作為本發(fā)明第4實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機排氣處理裝置采用將PM燃燒排氣和低濃度氣體的混合氣流供給至PM-自由洗滌器的方式，其構成為：使從圖1所示的第1實施例裝置的PM焚燒部3的PM焚燒爐3-1中的燃燒排氣回流管道12向PM10的低濃度排氣導出管4的PM-自由洗滌器11的上游側管內(nèi)突出。

即，其構成為：與圖1所示的第1實施例裝置同樣地，具有使使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料作為燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極1-2、和構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集管1-1，具備分級并捕集從管狀捕集管1-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元2-1，進一步在PM10的低濃度排氣導出管4上設置利用氣體和粒子的擴散速率差異而除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11，從大氣排放排氣中除去SOx；在上述排氣的流動方向的電氣集塵部1的下游側設置的分級捕集部2由作為分級手段的旋風捕集單元2-1構成。該旋風捕集單元2-1由通過連通管5-1與捕集管1-1的高濃度排氣導出部1-1b連接的1臺接線式旋風分離器2-1a構成，進而，在該接線式旋風分離器2-1a與上述低濃度排氣導出管4之間配設排出管6-1，所述排出管6-1用于將通過接線式旋風分離器2-1a后的凈化氣體與在低濃度排氣導出管4內(nèi)流動的低濃度排氣合流。在上述低濃度排氣導出管4上，設置流量控制阻尼器7，所述流量控制阻尼器7用于調整向接線式旋風分離器2-1a中的高濃度排氣流入量和流入速度以及低濃度排氣釋放量的流量。

用于焚燒PM的PM焚燒部3與上述圖1所示的同樣，通過控制器3-2控制焚燒溫度、抽吸空氣量、燃燒排氣的流量等，包括內(nèi)置有電加熱器3-1a的PM焚燒爐3-1。在本實施例裝置中，設置回流管道15，所述回流管道15用于使從上述PM焚燒爐3-1的燃燒排氣回流至PM10的低濃度排氣導出管4的PM-自由洗滌器11的上游側。該回流管道15也與上述同樣地，其前端部向低濃度排氣導出管4內(nèi)突出。15a是與上述同樣的向在回流管道15內(nèi)流動的排氣氣流賦予動能的鼓風機。

在上述圖4所示構成的排氣處理裝置的情況下，與上述圖1所示的第1實施例裝置同樣地，通過接線式旋風分離器2-1a捕集幾乎所有PM10，將該PM10暫時儲存在集塵箱2-1b中，然后，將該集塵箱2-1b內(nèi)的PM10儲存在儲藏庫8中，直到船到達可焚燒PM的狀態(tài)，然后，將PM10供給到PM焚燒部3的PM焚燒爐3-1中，通過控制器3-2控制該焚燒爐的電加熱器3-1a來進行升溫，焚燒PM10。將由焚燒PM10產(chǎn)生的含有高濃度硫成分的PM燃燒排氣通過回流管道15回流至低濃度排氣導出管4的PM-自由洗滌器11的上游側，與PM低濃度排氣混流，供給至PM-自由洗滌器11。通過該PM-自由洗滌器11，大氣排放氣體成為雖然殘留PM但除去了硫成分的氣體，保全了大氣環(huán)境。予以說明，PM-自由洗滌器11的處理水含有高濃度硫成分但幾乎不含PM，因此，可以通過洗滌器等向海洋排放，可以通過少的工時和小型且控制簡單的處理裝置來進行處理。另外，通過使PM燃燒排氣回流管道15與低濃度排氣導出管4連接，具有腐蝕性的PM燃燒排氣不流入電氣集塵部1、分級捕集部2，因此，構成它們的部件(捕集管，電極等)不需要使用高耐腐蝕性的材料制成，容易確保廉價和耐久性。

圖5中作為本發(fā)明第5實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置采用將PM燃燒排氣直接供給PM-自由洗滌器11的方式，其構成為：具有使使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料作為燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極1-2、和構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集管1-1，具備分級并捕集從管狀捕集管1-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元2-1，進一步在PM10的低濃度排氣導出管4上設置利用氣體和粒子的擴散速率差異而除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11，從大氣排放排氣中除去SOx，另外，在上述排氣的流動方向的電氣集塵部1的下游側設置的分級捕集部2由作為分級手段的旋風捕集單元2-1構成。并且采用如下方式：該旋風捕集單元2-1由通過連通管5-1和高濃度排氣管道5-2與捕集管1-1的高濃度排氣導出部1-1b連接的1臺接線式旋風分離器2-1a構成，將由高濃度排氣導出部1-1b排出的高濃度排氣氣流導入到接線式旋風分離器2-1a中，捕集和處理大直徑的粒子，同時，將含有不能被該旋風分離器除去的小直徑粒子的排氣氣流經(jīng)由回流管道16加壓輸送·回流至排氣導入管1-1a。16a是向在回流管道16內(nèi)流動的排氣氣流賦予動能的鼓風機。另外，用于焚燒PM而設置的PM焚燒部3也與上述同樣，通過控制器3-2控制焚燒溫度、抽吸空氣量、燃燒排氣的流量等，包括內(nèi)置有電加熱器3-1a的PM焚燒爐3-1。本實施例裝置的主要特征在于：設置了回流管道17，其用于將來自上述PM焚燒爐3-1的燃燒排氣直接供給到在PM10的低濃度排氣導出管4上設置的PM-自由洗滌器11中。17a與上述同樣，是向在回流管道17內(nèi)流動的排氣氣流賦予動能的鼓風機。

在上述圖5所示構成的排氣處理裝置的情況下，通過接線式旋風分離器2-1a捕集幾乎所有的PM10，將PM10暫時儲存在集塵箱2-1b中，然后，將該集塵箱2-1b內(nèi)的PM10儲存在儲藏庫8中，直到船舶到達可焚燒PM的狀態(tài)，然后，將PM供給至PM焚燒部3的PM焚燒爐3-1中，通過控制器3-2控制該焚燒爐的電加熱器3-1a來進行升溫，焚燒PM10。通過回流管道17，將焚燒PM10產(chǎn)生的含有高濃度硫成分的PM燃燒排氣直接供給到PM-自由洗滌器11中。被供給到PM-自由洗滌器11的PM低濃度排氣和PM燃燒排氣成為PM殘留但除去了硫成分的氣體，從而保全了大氣環(huán)境。予以說明，PM-自由洗滌器11的處理水含有高濃度硫成分但幾乎不含PM，因此可以通過洗滌器等向海洋排放，可以通過少的工時和小型且控制簡單的處理裝置來進行處理。另外，在本實施例裝置中，具有腐蝕性的PM燃燒排氣也不流入電氣集塵部1、分級捕集部2中，因此，構成它們的部件(捕集管，電極等)沒有必要使用高耐腐蝕性的材料，容易確保價廉和耐用性。

圖6中作為本發(fā)明第6實施例裝置示出的船舶用柴油發(fā)動機的排氣處理裝置采用如下構成，設置有多個儲藏庫，所述儲藏庫兼有上述圖2所示的第2實施例裝置中的PM焚燒爐，使得可以進行PM的交替捕集和交替燃燒。

即，其構成為，與圖2所示的第2實施例裝置同樣，具有使使用含有高濃度硫成分的重油等低質燃料作為燃料的船舶用柴油發(fā)動機的排氣中所含的粒狀物質帶電的放電電極1-2、和構成捕集帶電的上述粒狀物質的集塵電極的管狀捕集管1-1，具備分級并捕集從管狀捕集管1-1剝離的粒狀物質的旋風分離方式的分級捕集單元2-1，進一步在PM10的低濃度排氣導出管4上設置利用氣體和粒子的擴散速率差異而除去排氣中所含的SOx但幾乎不除去PM的PM-自由洗滌器11、從大氣排放排氣中除去SOx；并采用如下方式：在來自在上述管狀捕集管1-1的下游側的內(nèi)周面附近設置的PM的高濃度排氣導出部1-1b的高濃度排氣管道5-2上，設置與上述同樣的由接線式旋風分離器2-1a構成的旋風捕集單元，將由高濃度排氣導出部1-1b排出的高濃度排氣氣流導入接線式旋風分離器2-1a中，捕集和處理大直徑的粒子，并且將含有不能被該旋風分離器除去的小直徑粒子的排氣氣流經(jīng)由回流管道14-1加壓輸送和回流至排氣導入管1-1a。

另一方面，PM焚燒部3在接線式旋風分離器2-1a下部的圓錐形部分的正下方的集塵箱2-1b中，設置了內(nèi)置切換閥2-1d的兩股等多個歧管2-1e，在該多個歧管2-1e的各自的下端，隔著能保持集塵箱2-1b內(nèi)集塵·堆積的PM并能使PM落下的閘門2-1c，設置兼有PM焚燒爐的比上述集塵箱2-1b的內(nèi)容積大的儲藏庫3'-1。該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的構造為：在內(nèi)部內(nèi)置電加熱器3'-1a，通過控制器3-2控制焚燒溫度、抽吸空氣量、和燃燒排氣的流量等。予以說明，在該兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的情況下，當PM在集塵箱2-1b內(nèi)集塵和堆積，達到集塵箱容量極限時，打開閘門2-1c，使PM落入集塵箱正下方的儲藏庫3'-1內(nèi)，然后關閉閘門2-1c進行儲存。其構成使得來自兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1的燃燒排氣通過回流管道14-2回流到上述電氣集塵部1的上述排氣導入管1-1a中。

予以說明，本實施例裝置也與上述圖2所示的第2實施例裝置相同，在考慮排放效果下，使回流管道14-1、14-2的前端部向排氣導入管1-1a內(nèi)突出，并且使前端開口部向排氣流出方向彎曲。予以說明，上述兼有PM焚燒爐的儲藏庫3'-1也可以是使用燃燒器(未圖示)代替電加熱器3'-1a的焚燒爐，這是不言而喻的。

在上述圖6所示構成的排氣處理裝置的情況下，除了與上述圖2所示的第2實施例裝置相同的(A)至(G)的作用效果以外，通過設置多個兼有PM焚燒爐的儲藏庫，通過切換閥2-1d進行PM的交替捕集和交替燃燒，通過這樣的構成，不僅能夠有效地燃燒PM，而且即使當1臺儲藏庫發(fā)生故障等而無法運轉時，也能夠在不停止運轉的情況下連續(xù)地進行作業(yè)。

符號說明

1 電氣集塵部

1-1 捕集管

1-1a 排氣導入管

1-1b 高濃度排氣導出部

1-1c、4-1 密封空氣導入管部

1-2 放電電極

1-2a 主電極

1-2b 電極針

2 分級捕集部

2-1 旋風捕集單元

2-1a 接線式旋風分離器

2-1b 集塵箱

2-1c 閘門

2-1d 切換閥

2-1e 多個歧管

3 PM焚燒部

3-1 PM焚燒爐

3-1a、3'-1a 電加熱器

3'-1 兼有PM焚燒爐的儲藏庫

3-2 控制器

4 低濃度排氣導出管

5 支持體

5-1、5-3 連通管

5-2 高濃度排氣管道

6-1 排出管

7 流量控制阻尼器

8 儲藏庫

11 PM-自由洗滌器

10 PM

12、14-1、14-2、15、16、17 回流管道

12a、14-1a、14-2a、15a、16a、17a 鼓風機

20 排氣冷卻器