海洋における圧縮空気の用途
船上でのSelective Catalytic Reduction（SCR）
NOx（窒素酸化物）排出ガスは、舶用エンジンで燃料を高温で燃焼させる際に空気中の窒素が酸素と反応して生成される重大な汚染物質です。舶用NOx低減技術は、ECA（排出規制海域）を運航する船舶を建造する造船所やECAの船舶事業者にとって緊急の課題となりました。これは、IMOのMARPOL附属書VI第13規則のTier IIIが発効したためです。これは、船舶に設置されている出力が130 kWを超える舶用ディーゼル機関に対し、最も厳格なNOx排出規制を定めています。2016年1月1日以降に建造され、ECAで運航する船舶に適用されます。通常はSelective Catalytic Reduction（SCR）のような舶用NOx低減技術の使用が求められます。
SCR技術は燃焼機関で生成されるNOxを低減する最も効果的な方法の1つであり、舶用SCRシステムの多くは連続的かつ効率的な運転に圧縮空気を利用しています。圧縮空気は次に示す多くの重要な機能を担っています。
高温の排気ガス流へ還元剤を連続注入する際は、一般的に圧縮空気が使用されます。圧縮空気は還元剤を霧状にするのに役立ち、尿素水溶液を細かい霧にするのによく使用されます。これにより、尿素の液体粒子の表面積が広くなり、水がすばやく蒸発して、アンモニアに分解されます。高温の排気ガス流が触媒コンバーターに達すると、そこにはNOxとアンモニアが含まれており、Selective Catalytic Reduction反応が起こるため、NOxを無害な水（H₂O）と窒素（N₂）に変換します。
注入された還元剤の微粒子化が最適になっていると、排気ガス中でアンモニアがNOxと効率的かつ均一に混合されるようになります。これにより、触媒上でのNOxの還元効率が高まり、排気配管壁での尿素付着物の形成が抑えられます。
このプロセスには、低容量で高品質の高圧圧縮空気を連続供給する必要があります。圧縮空気中の水分や不純物が過度に多いと、尿素の微粒子化プロセスが乱されて、反応性が低下するためです。
多くの舶用SCRシステムは、スートブローシステムを内蔵して、触媒表面に蓄積したすすや灰などの粒子状物質を取り除きます。定期的な粒子のブローオフにより触媒性能を維持することで、船舶事業者が継続的に、必要なNOx排出規制に対応できるように支援します。また、圧力低下を減らすことで過剰な背圧を防ぐので、エンジン効率を最適化します。
圧縮空気は、このプロセスに使用される一般的な媒体です。定期的に、または圧力監視に基づいて、SCR反応器内に戦略的に配置されたノズルのネットワークから触媒エレメントに向けて、高圧圧縮空気を短時間噴出させます。圧縮空気の力で触媒表面から粒子状物質が除去され、排気ガス流により運び出されます。
スートブローシステムは断続的に運転し、各ブローサイクルの時間と頻度は燃料型式、エンジン負荷、検出された付着物のレベルなどの要素によって影響を受けます。これにより圧縮空気の需要が変動します。そのため、周波数制御コンプレッサーが多く使用されます。
舶用SCRシステムの一部の構成部品は、空圧作動装置を利用して動作する場合があります。例えば、排気ガス流量を調整するダンパー、流量を制御して還元剤溶液の注入量を補正するバルブ、排気ガスバイパス機構を制御するバルブなどです。
圧縮空気を確実に供給することは、このようなバルブおよび作動装置が正しく動作するために不可欠です。NOx還元効率やアンモニアスリップの回避に影響を及ぼし、システム全体の性能と安全性にとって非常に重要です。
世界中にECAが急速に拡大するのに伴い、Tier III制限値がますます身近になり、造船所での新しい建造プロジェクトや船舶事業者は、SCRのようなNOx還元技術を実装して運用することがますます求められています。高品質の圧縮空気を確実に供給することは、多くの舶用SCRシステムが効率的かつ一定した性能を発揮するために不可欠です。これは、還元剤の正確な注入、触媒の効果的なクリーニング、およびシステム全体の制御に寄与し、最終的には船舶事業者のIMOのTier III環境規制に準拠する能力に影響を与えます。
ケーザーの舶用SCRシステムソリューション
ケーザーの圧縮空気システムは、舶用SCRシステムの高い品質と変動する空気需要を高いエネルギー効率で満たす最適なソリューションです。ケーザーのコンプレッサーは、少ないエネルギーで多くの圧縮空気を供給し、船舶事業者のカーボンフットプリントの全体的な削減を支援できるため、二重に排出量を低減するメリットを提供します。
コンパクトで効率的、最大の性能
一体型冷凍式ドライヤーを搭載したコンパクトなSX（T）シリーズ空冷式ロータリースクリューコンプレッサーから、一体型冷凍式ドライヤーを搭載したASK（T）～BSD（T）水冷式ロータリースクリューコンプレッサーまで、ケーザーは、舶用SCRシステムの高品質圧縮空気要件を高い信頼性とエネルギー効率で満たす幅広いソリューションをご用意しています。
SX～BSDシリーズロータリースクリューコンプレッサーは、最適なエネルギー効率を念頭に設計されており、数多くの方法でエネルギーを節約します。省エネSIGMA PROFILEローターに加え、プレミアム高効率IE3モーター（SX/ASKシリーズ）またはスーパープレミアム高効率IE4モーター（ASD/BSDシリーズ）を装備しています。さらに、内部SIGMA CONTROLコンプレッサーコントローラーが圧縮空気の生成と消費を調整して、部分荷重運転時においても、効率的なエネルギー利用を実現します。
（T）ユニットは、スペースが非常に限られた舶用SCRシステムに最適で、プレミアム高効率ロータリースクリューコンプレッサーと省エネ型冷凍式ドライヤーを組み合わせます。この設置面積が小さい構成により、スペース要件と設置費用を大幅に抑えます。
（T）ユニットは最適な品質の乾燥圧縮空気を常時提供します。冷凍式ドライヤーは運転効率が高く、圧縮空気の乾燥が実際に必要な場合のみ動作するため、要求される品質の圧縮空気を最大のエネルギー効率で達成します。
ケーザーのコンパクトなSX（T）～BSD（T）シリーズでは、流量0.26～8.16 m3/分（9.2～288 cfm）、ゲージ使用圧力5.5～15 bar（80～217 psi）で、最大限の可用性と効率を実現し、最適な性能を発揮します。 スーパーヨットと小型クルーズ船では、SIGMA FREQUENCY CONTROL（SFC）設計が真価を発揮します。ASK（T）SFC～BSD（T）SFCシリーズモデルは、航行中エンジンの過渡運転に高いエネルギー効率で対応するのに最適で、可変回転数駆動を搭載し、圧縮空気の出力を需要に正確に一致させるため、エネルギーを節約し、耐用期間を最大化させ、信頼性を高めます。
すべてのケーザーのコンプレッサーは、Lloyd's Register、CCS、ABS、DNV、Rina、Korean Register、Bureau Veritas、ClassNKなど名立たるすべての船級協会の受入試験を受け、認証を得ることが可能です。
FAQ
ロータリースクリューコンプレッサーのSX、ASD～BSDシリーズは、すべてオプションの一体型冷凍式ドライヤーを利用できます。これらのコンパクトユニットは、非常に省スペースなソリューションで、スペースが限られている場合に最適です。
ケーザーの一体型冷凍式ドライヤーは、省エネ制御により高効率性能を発揮します。つまり、圧縮空気を実際に乾燥する必要がある場合にのみ作動します。
すべてのメンテナンス作業はユニットの片側から実施可能です。カバーの取り外しが簡単で、構成部品へのアクセスが優れています。
