AT523268B1

AT523268B1 - Verfahren zur reinigung von abgasen

Info

Publication number: AT523268B1
Application number: ATA50166/2020A
Authority: AT
Inventors: Ennemoser Dipl Ing Andreas; Machold Dipl Ing Alexander; Kögl Ing Rene; Schuster MSc Oliver; Fuchs Dr Techn Christian; Doraiswamy Devaraj
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-07-15
Also published as: AT523268A4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Wasserfahrzeug mit einem Nasswäscher (1), bei dem bei der Reinigung des Abgases eine Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt wird, wobei die insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder enthaltende Waschflüssigkeit über ein Sprühnebelsystem (6) eines Nasswäscherturm (2) des Nasswäschers (1) in das Abgas eingesprüht, gesammelt und aus dem Nasswäscherturm (2) abgeleitet wird, wobei in Abhängigkeit zumindest eines Steuerbefehls wird der Nasswäscher (1) in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus betrieben. Im ersten Betriebsmodus wird die Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt, wobei die Waschflüssigkeit vor dem Einsprühen in das Abgas des Nasswäscherturms (2) über zumindest eine Entnahmestelle (18) entnommen und nach erfolgter Abgasreinigung und Ableitung aus dem Nasswäscherturm (2) über zumindest eine Austrittsstelle (19) in das Fahrgewässer abgeführt wird. Im zweiten Betriebsmodus wird die Waschflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf geführt, wobei die Waschflüssigkeit in einem Sammelraum (7) gesammelt und nach erfolgter Abgasreinigung die gesammelte Waschflüssigkeit wieder über das Sprühnebelsystem (6) in den Nasswäscherturm (1) eingesprüht wird. Die Waschflüssigkeit wird in einem im Bodenbereich (3) des Nasswäscherturmes (2) angeordneten Sammelraum (7) gesammelt.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Wasserfahrzeug mit einem Nasswäscher, bei dem bei der Reinigung des Abgases eine Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt wird, wobei die - insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder diese enthaltende - Waschflüssigkeit über ein Sprühnebelsystem eines Nasswäscherturm des Nasswäschers in das Abgas eingesprüht, im Bodenbereich des Nasswäscherturms gesammelt und aus dem Nasswäscherturm abgeleitet wird, wobei in Abhängigkeit zumindest eines Steuerbefehls der Nasswäscher in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wobei im ersten Betriebsmodus die Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt wird, die Waschflüssigkeit vor dem Einsprühen in das Abgas des Nasswäscherturms über zumindest eine Entnahmestelle - vorzugsweise aus dem Fahrgewässer - entnommen und nach erfolgter Abgasreinigung und Ableitung aus dem Nasswäscherturm über zumindest eine Austrittsstelle in das Fahrgewässer abgeführt wird, und wobei im zweiten Betriebsmodus die Waschflüssigkeit - zumindest teilweise - in einem geschlossen Kreislauf geführt wird, wobei die Waschflüssigkeit in einem Sammelraum gesammelt und - vorzugsweise ohne chemische Wiederaufbereitung - wieder direkt über das Sprühnebelsystem in den Nasswäscherturm eingesprüht wird. Weiters betrifft die Erfindung einen Nasswäscher mit offenem Kreislauf einer Waschflüssigkeit zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Wasserfahrzeug, mit einem Nasswäscherturm, welcher ein mit einer Zuführleitung verbundenes Sprühnebelsystem aufweist, um eine - insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder diese enthaltende - Waschflüssigkeit über ein Sprühnebelsystem eines Nasswäscherturm des Nasswäschers in das Abgas einzusprühen, sowie mit einer Abflussleitung ausgeht, um die Waschflüssigkeit aus dem Nasswäscherturm abzuleiten, wobei in der Abflussleitung zumindest ein als Steuerventil ausgebildetes erstes Ventil, vorzugsweise ein 2-Wegeventil, angeordnet ist, und dass zumindest ein Sammelraum für die Waschflüssigkeit über eine Rückflussleitung mit der Zuführleitung strömungsverbindbar ist.

[0002] Nasswäscher („Scrubber“) werden unter anderem bei mit Schweröl betriebenen GroßBrennkraftmaschinen, beispielsweise zum Antrieb von Hochseeschiffen, zur Abgasnachbehandlung, insbesondere zur Reduzierung des Schwefelgehaltes und der Partikel im Abgas eingesetzt.

[0003] Es sind Nasswäscher mit offenem Kreislauf oder geschlossenem Kreislauf bekannt. Weiters sind sogenannte Hybrid-Nasswäscher bekannt, welche sowohl im offenen Kreislauf, als auch im geschlossenen Kreislauf betrieben werden können.

[0004] Die CN 105749722 A offenbart einen Nasswäscher zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Hochseeschiff. Ein Nasswäscherturm ist dabei mit einem Sprühnebelsystem ausgestattet, über welches Waschflüssigkeit aus Meerwasser und Natronlauge in das Abgas eingesprüht wird. Diese Anlage kann im offenen Kreislauf mit frischem Meerwasser betrieben werden, welches anschließend wieder ins Meer zurückgeführt oder im geschlossenen Kreislauf mit wahlweiser Speicherung der benützten Waschflüssigkeit in einem Sammeltank mit oder ohne nochmaliger Verwendung im Nasswäscherturm betrieben werden. Dabei wird die benutzte Waschflüssigkeit über eine Pumpe in einen räumlich vom Nasswäscherturm getrennten Sammeltank befördert. Nachteilig ist, dass im Wasserfahrzeug zusätzlicher Raum für den Sammeltank bereitgestellt werden muss und dass zur Förderung der benutzten Waschflüssigkeit in den Sammeltank eine separate Pumpe notwendig ist.

[0005] Die EP 2 987 549 A1 beschreibt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Schiff mit Nasswäschertürme aufweisende Nasswäscher. Die Nasswäschertürme werden vom Abgas der Antriebsmaschine des Schiffes durchströmt. Uber Sprühnebelsysteme wird Meerwasser als Waschflüssigkeit in die Nasswäschertürme eingeleitet. Im Bodenbereich der Nasswäschertürme wird nach der Abgaswaschung die Waschflüssigkeit gesammelt und entweder in das Meer ausgelassen oder - in einer anderen Ausführungsvariante - in einem Tank gespeichert. Eine ähnliche Abgasnachbehandlungseinrichtung ist aus der der EP 3 266 702 A1 bekannt.

[0006] Aus der EP 2 826 541 B1 ist ein Nasswäscher zur Reinigung eines Prozessgases bekannt,

bei dem eine Waschflüssigkeit über seitlich durch den Mantel eines Nasswäscherturmes durchgeführte Zuführleitungen und über ein Sprühnebelsystem im Inneren des Nasswäscherturmes in den Prozessgasstrom eingesprüht wird.

[0007] In einigen geografischen Regionen bestehen gesetzliche Einschränkungen für den Betrieb von Nasswäschern mit offenem Kreislauf der Waschflüssigkeit. Um trotzdem gesetzliche Vorgaben für Emissionen zu erfüllen, haben größere Wasserfahrzeuge wie Kreuzfahrtschiffe oder Tanker häufig die Möglichkeit den Antrieb auf andere, beispielsweise schwefelarme Kraftstoffe umzuschalten, wodurch insbesondere die gesetzlichen Schwefelvorgaben ohne Abgasnachbehandlung durch die Nasswäscher erfüllt werden können. Ein plötzliches Abschalten der Zufuhr von Waschflüssigkeit an den Nasswäscher hätte allerdings durch die fehlende Kühlwirkung der in das Abgas eingesprühten Waschflüssigkeit ein abruptes Ansteigen der Abgastemperaturen im Schornstein des Hochseeschiffes zur Folge, wodurch thermische Beschädigungen und starke Verschmutzungen von Bauteilen insbesondere des Nasswäschers nicht ausgeschlossen werden können. Weiters können sich bei Abschalten der Waschflüssigkeit verstärkt Ablagerungen im Nasswäscherturm bilden.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache und platzsparende Lösung vorzuschlagen, um eine Schädigung und Verschmutzung von Bauteilen bei Nasswäschern durch hohe Temperaturen und Ablagerungen zu vermeiden, wenn ein Betrieb mit offenem Kreislauf zeitweise nicht möglich ist.

[0009] Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass die Waschflüssigkeit in einem im Bodenbereich des Nasswäscherturmes, vorzugsweise innerhalb des Nasswäscherturmes, angeordneten Sammelraum gesammelt wird.

[0010] Im ersten Betriebsmodus wird oder ist der Durchfluss durch eine Abflussleitung aus einem Sammelraum des Nasswäschers freigegeben, und der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch eine Rückflussleitung zwischen der Abflussleitung und einer Zuführleitung geschlossen. Die Waschflüssigkeit wird im offenen Kreislauf geführt, wobei Meereswasser als Waschflüssigkeit durch die Entnahmestelle aus dem offenen Fahrgewässer entnommen und nach erfolgter Abgasreinigung im Nasswäscher über die Austrittsstelle wieder in das offene Fahrgewässer entlassen wird. Die thermisch beanspruchten Bauteile im Nasswäscherturm werden dabei durch das frische Meereswasser gekühlt.

[0011] Im zweiten Betriebsmodus wird oder ist der Durchfluss durch eine Abflussleitung aus einem Sammelraum des Nasswäschers geschlossen, und der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch eine Rückflussleitung zwischen der Abflussleitung und einer Zuführleitung frei gegeben. Dadurch kann die gesammelte Waschflüssigkeit über die Rückflussleitung der Zuführleitung und wieder in das Abgas im Inneren des Nasswäscherturmes eingesprüht werden, um Bauteile innerhalb des Nasswäscherturmes zu reinigen und Anlagerungen zu vermeiden. Gleichzeitig werden die Bauteile im Nasswäscherturm abgekühlt. Bei zu niedrigem Niveau der Waschflüssigkeit im Sammelraum kann gegebenenfalls Frischflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, Fluss- oder Seewasser dazu gemischt werden.

[0012] Der Steuerbefehl für das Wechseln des Betriebsmodus kann manuell durch eine Bedienperson oder automatisch durch ein Steuergerät- vorzugsweise in Abhängigkeit von GPS-Daten erfolgen.

[0013] Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich ein Nasswäscher mit offenem Kreislauf einer Waschflüssigkeit zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Wasserfahrzeug, beispielsweise bei einem Hochseeschiff, mit einem Nasswäscherturm, welcher zumindest ein mit einer Zuführleitung verbundenes Sprühnebelsystem aufweist, um eine insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder diese enthaltende Waschflüssigkeit über das Sprühnebelsystem des Nasswäscherturm des Nasswäschers in das Abgas einzusprühen, sowie mit einer Abflussleitung, um die Waschflüssigkeit aus dem Nasswäscherturm abzuleiten. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Sammelraum im Bodenbereich

des Nasswäscherturmes, vorzugsweise innerhalb des Nasswäscherturmes angeordnet ist.

[0014] Um die Menge an rückgeführter Waschflüssigkeit zu steuern ist vorgesehen, dass in der Rückflussleitung und/oder in der Zuführleitung stromabwärts der Einmündung der Rückflussleitung in die Zuführleitung und/oder im Bereich der Einmündung der Rückflussleitung in die Zuführleitung zumindest zweites Ventil angeordnet ist.

[0015] In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das im Bereich der Einmündung der Rückflussleitung in die Zuführleitung angeordnete zweite Ventil als 3-Wegeventil vorzugsweise als Mischventil - ausgebildet ist. Reicht die Menge der im Kreislauf geführten Waschflüssigkeit nicht aus, so kann über das 3-Wegeventil Frischflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, Fluss- oder Seewasser hinzudosiert werden.

[0016] Günstiger Weise ist zur Verbesserung und/oder Steuerung der Kühlwirkung in der Rückflussleitung und/oder in der Zuführleitung stromabwärts der Einmündung der Rückflussleitung in die Zuführleitung zumindest eine Pumpe angeordnet.

[0017] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Rückflussleitung ein drittes Ventil angeordnet ist, welches als Rückschlagventil ausgebildet ist. Das Rückschlagventil ist dabei vorzugsweise stromabwärts der Pumpe angeordnet.

[0018] Erfindungsgemäß kann weiters vorgesehen sein, dass in der Rückflussleitung, vorzugsweise stromaufwärts der Pumpe, zumindest eine Filtereinrichtung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann straomabwärts der Einmündung der Rückflussleitung in der Zuführleitung, vorzugsweise stromaufwärts der Pumpe, zumindest eine Filtereinrichtung angeordnet sein. Durch die Filtereinrichtung kann ein übermäßiges Verschmutzen des Sprühnebelsystems vermieden werden.

[0019] Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass im Nasswäscherturm zumindest ein Tropfenabscheider angeordnet ist, wobei benachbart zum Tropenabscheider zumindest eine Sprühebene mit auf den Tropfenabscheider gerichteten Sprühdüsen des Sprühnebelsystems angeordnet ist. Im zweiten Betriebsmodus wird die chemisch inaktive rückgeführte Waschflüssigkeit nur über die Sprühdüsen der dem Tropfenabscheider benachbarten Sprühebenen auf den Tropfenabscheider eingesprüht und damit eine Reinigung des Tropfenabscheiders erreicht bzw. werden Ablagerungen auf diesem verhindert, auch wenn keine chemische Reinigung des Abgases stattfindet.

[0020] In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass im Sammelraum zumindest ein Niveausensor oder Niveauschalter angeordnet ist. Somit kann in Abhängigkeit des Waschflüssigkeitsniveaus im Sammelraum Frischflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, Fluss- oder Seewasser der Waschflüssigkeit beigemischt werden.

[0021] Der Nasswäscher des Wasserfahrzeuges wird im Normalbetrieb außerhalb von Zonen, in denen Waschflüssigkeit nicht abgelassen werden darf, im ersten Betriebsmodus betrieben, in welchem die Waschflüssigkeit im offenen Kreislauf geführt wird. Der Nasswäscherturm wird dabei kontinuierlich mit frischer, reaktionsfähiger Waschflüssigkeit gespeist, wodurch die Abgase von Schwefel und Partikel gereinigt und gleichzeitig die Bauteile des Nasswäschers gekühlt werden. Sobald das Wasserfahrzeug eine Zone erreicht, in der Waschflüssigkeit nicht abgelassen werden darf, wird über den manuell oder automatisch gegebenen Steuerbefehl der Betriebsmodus gewechselt und der Nasswäscher im zweiten Betriebsmodus betrieben, wobei die reaktionsarme oder chemisch nicht reaktionsfähige Waschflüssigkeit im geschlossenen Kreislauf geführt wird. Die Waschflüssigkeit wird in einem Sammelraum gesammelt und über eine Rückflussleitung wieder dem Sprühnebelsystem zugeführt. Die Einspritzung der Waschflüssigkeit kann dabei kontinuilerlich oder in bestimmten Intervallen durchgeführt werden. Dabei kann - falls erforderlich Frischflüssigkeit, beispielsweise Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, Fluss- oder Seewasser beigemischt werden, um die Reinigung- und/oder Kühlwirkung zu steigern und/oder um Verdampfungsverluste auszugleichen. Ablagerungen können somit kontinuierlich

entfernt und thermisch kritische Bauteile weitergekühlt werden, so dass Beschädigungen vermieden werden können.

[0022] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Fig. dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsvarianten näher erläutert.

[0023] Darin zeigen schematisch:

[0024] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher in einer ersten Ausführungsvariante, [0025] Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher in einer zweiten Ausführungsvariante, [0026] Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher in einer dritten Ausführungsvariante, [0027] Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher in einer vierten Ausführungsvariante, und [0028] Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher in einer fünften Ausführungsvariante. [0029] Gleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0030] In den Fig. 1 bis 5 ist schematisch Jeweils ein Nasswäscher (Scrubber) 1 für ein Wasserfahrzeug, beispielsweise ein Hochseeschiff, ein Flussschiff oder Binnenseeschiff dargestellt, wobei der Nasswäscher 1 mit einem offenen Kreislauf für eine Waschflüssigkeit ausgebildet ist.

[0031] Der Nasswäscher 1 weist einen Nasswäscherturm 2 zur Reinigung der Abgase einer nicht weiter dargestellten Groß-Brennkraftmaschine zum Antrieb des Wasserfahrzeuges auf. Die Abgase der Brennkraftmaschine werden im Bodenbereich 3 des Nasswäscherturmes 2 über ein Abgaszufuhrelement 4 zugeführt, wie durch Bezugszeichen G angedeutet ist. In den Nasswäscherturm 2 ist ein durch eine erste Zuführleitung 51 mit Waschflüssigkeit gespeistes Sprühnebelsystem 6 integriert, über welches dem befahrenen Gewässer, beispielsweise dem Meer, dem See oder dem Fluss über die Entnahmestelle 18 und die Frischflüssigkeitsleitung 50 entnommene Frischflüssigkeit als Waschflüssigkeit beispielsweise in einem oberen Drittel des Nasswäscherturmes 2 in diesen entgegen der Abgasströmung G eingesprüht wird, wobei insbesondere der Schwefel- und Partikelgehalt im Abgas reduziert wird. Im oberen Bereich des Nasswäscherturmes 2 ist weiters ein Tropfenabscheider 60 angeordnet, um Flüssigkeitstropfen aus dem Abgas abzuscheiden. Das Sprühnebelsystem 6 weist beispielsweise zwei Sprühebenen 6a, 6b mit Sprühdüsen auf, wobei zumindest eine erste Sprühebene 6a über dem Tropfenabscheider 60 angeordnet ist. Uber die Düsen der ersten Sprühebene 6a kann Waschflüssigkeit auf den Tropfenabscheider 60 aufgesprüht werden, wodurch insbesondere im zweiten Betriebsmodus Ablagerungen am Tropfenabscheider 60 vermieden oder beseitigt werden können. Der Strom der Waschflüssigkeit ist mit den Pfeilen W angedeutet. Über in den Fig. 1 bis 4 nicht weiter dargestellte Sprühdüsen in weiteren Sprühebenen 6c, 6d, 6e kann Waschflüssigkeit im ersten Betriebsmodus zur Reinigung des Abgases eingesprüht werden.

[0032] Im Nasswäscherturm 2 ist im Bodenbereich 3 ein Sammelraum 7 für die abfließende Waschflüssigkeit integriert. Die kontaminierte Waschflüssigkeit wird im Sammelraum 7 des Nasswäscherturmes 2 gesammelt und im normalen ersten Betriebsmodus über eine Abflussleitung 8 und die Austrittstelle 19 zurück ins Fahrgewässer abgeleitet.

[0033] In der Abflussleitung 8 ist ein als Steuerventil ausgebildetes erstes Ventil 9, beispielsweise ein 2-Wegeventil, angeordnet. Vom Sammelraum 7 oder von der Abflussleitung 8 geht eine zur ersten Zuführleitung 51 führende Rückflussleitung 10 aus.

[0034] Über ein als Schaltventil ausgebildetes zweites Ventil 12 ist die erste Zuführleitung 51 mit der Frischflüssigkeitsleitung 50 verbindbar.

[0035] Mit Bezugszeichen 21 sind Niveausensoren oder Niveauschalter bezeichnet, über welche das Flüssigkeitsniveau im Sammelraum 7 festgestellt werden kann. In Abhängigkeit davon wird das zweite Ventil 12 betätigt, um gegebenenfalls Frischflüssigkeit - also entweder im Wasserfahrzeug mitgeführtes Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, See- oder Flusswasser - der Waschflüssigkeit zuzuführen.

[0036] Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist das zweite

Ventil 12 im Bereich der Einmündung 11 der Rückflussleitung 10 in die erste Zuführleitung 51 angeordnet und als 3-Wegeventil 13, beispielsweise als Mischventil, ausgebildet. Stromabwärts des zweiten Ventils 12 ist in der ersten Zuführleitung 51 eine erste Filtereinrichtung 16 und eine erste Pumpe 17 angeordnet.

[0037] Fig. 2 zeigt eine zweite ersten Ausführungsvariante der Erfindung, welche sich von Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass die erste Filtereinrichtung 16 und die erste Pumpe 17 stromaufwärts des zweiten Ventils 12 in der Rückflussleitung 10 angeordnet sind.

[0038] In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, welche sich von der zweiten Ausführungsvariante dadurch unterscheidet, dass das zweite Ventil 12 in der Frischflüssigkeitsleitung 50 angeordnet und als Zwei-Wegeventil ausgebildet ist. Ein beispielsweise als Rückschlagventil 14 ausgeführtes drittes Ventil 15 ist in der Rückflussleitung 10 straomabwärts der ersten Pumpe 17 angeordnet.

[0039] Die in Fig. 4 dargestellte vierte Ausführungsvariante der Erfindung unterscheidet sich von Fig.1 dadurch, dass Filtereinrichtungen 16, 16a stromaufwärts der Einmündung 11 der Rückflussleitung 10 in die Zuführleitung 5 angeordnet sind. Dabei ist eine erste Filtereinrichtung 16 in der Rückflussleitung 10 und eine zweite Filtereinrichtung 16a in der Zuführleitung 5 angeordnet.

[0040] Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der von der Frischflüssigkeitsleitung 50 in einer Verzweigung 11a eine erste Zuführleitung 51 und eine zweite Zuführleitung 52 abzweigt. In Fig. 5 sind neben der ersten Sprühebene 6a und der zweiten Sprühebene 6b weitere Sprühebenen 6c, 6d und 6e eingezeichnet.

[0041] Wie bei den bereits erläuterten Ausführungsvarianten mündet die Rückflussleitung 10 in die erste Zuführleitung 51 ein, wobei im Bereich der Einmündung 11 das als Drei-Wege-Ventil ausgebildete zweite Ventil 12 angeordnet ist. Zur Steuerung des Durchflusses ist in der zweite Zuführleitung 52 ein als Zwei-Wege Ventil ausgebildetes viertes Ventil 20 angeordnet. Die erste Zuführleitung 51 dient zur Speisung der Sprühdüsen der obersten ersten Sprühebene 6a und der zweiten Sprühebene 6b mit Waschflüssigkeit W. Die zweite Zuführleitung 52 dient zur Speisung der Sprühdüsen der dritten Sprühebene 6c, vierten Sprühebene 6d und fünften Sprühebene 6e mit frischer Waschflüssigkeit W‘.

[0042] In der Rückflussleitung 10 ist eine erste Filtereinrichtung 16 angeordnet. Eine erste Pumpe 17 ist in der ersten Zuführleitung 51 stromabwärts der Einmündung 11 angeordnet. Eine zweite Pumpe 17a ist in der Frischflüssigkeitsleitung 50 stromaufwärts der Verzweigung 11a angeordnet. Stromaufwärts der zweiten Pumpe 17a befindet sich eine zweite Filtereinrichtung 16a. Über die zweite Pumpe 17a und das vierte Ventil 20 kann Frischflüssigkeit - also mitgeführtes Frischwasser oder dem Fahrgewässer entnommenes Meeres-, Fluss- oder Seewasser - in die zweite erste Zuführleitung 52 eingespeist werden. Uber die zweite Pumpe 17a und das zweite Ventil 12 kann Frischflüssigkeit in die erste Zuführleitung 51 eingespeist werden, sobald das Flüssigkeitsniveau im Sammelraum 7 unter einen vordefinierten Wert absinkt, um beispielsweise Verdampfungsverluste auszugleichen.

[0043] Der Nasswäscher 1 wird in Abhängigkeit zumindest eines Steuerbefehls im ersten Betriebsmodus oder im zweiten Betriebsmodus betrieben.

[0044] Im ersten Betriebsmodus wird die Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf zwischen einer Entnahmestelle 18 und einer Austrittsstelle 19 geführt, wobei die beispielsweise durch Meereswasser gebildete Waschflüssigkeit über die Entnahmestelle 18 dem Fahrgewässer entnommen und über die Austrittstelle 19 wieder dem Fahrgewässer zugeführt wird.

[0045] Die Waschflüssigkeit wird über die Frischflüssigkeitsleitung 50 und die erste Zuführleitung 51 dem Sprühnebelsystem 6 zugeführt und über die Sprühdüsen der Sprühebenen 6a, 6b, 6c, 6d, 6e in das Innere des Nasswäscherturmes 2 entgegen der Abgasströmung G eingesprüht. Nach der Reaktion mit dem Abgas wird die kontaminierte Waschflüssigkeit im Sammelraum 7 gesammelt und über die Abflussleitung 8 über die Austrittsstelle 19 in das Fahrgewässer abgeführt. Im ersten Betriebsmodus gibt das erste Ventil 9 den Durchfluss durch die Abflussleitung 8

aus dem Sammelraum 7 des Nasswäschers 1 zur Austrittsstelle 19 frei. Der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch die Rückflussleitung 10 ist durch das zweite Ventil 12 (Fig. 1, 2, 4, 5) und/oder durch Deaktivieren der Pumpe 17 unterbunden. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante ist das in der Frischflüssigkeitsleitung 50 angeordnete zweite Ventil 12 geöffnet.

[0046] Im zweiten Betriebsmodus wird die Waschflüssigkeit - zumindest teilweise - in einem geschlossenen Kreislauf geführt, wobei die gesammelte Waschflüssigkeit nach erfolgter Abgasreinigung und Ableitung aus dem Nasswäscherturm 2 wieder über das Sprühnebelsystem 6 in den Nasswäscherturm 2 eingesprüht wird. Dabei wird über das erste Ventil 9 der Durchfluss durch die Abflussleitung 8 geschlossen und der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch die Rückflussleitung 10 durch das zweite Ventil 12 (Fig. 1, 2, 4, 5) und/oder durch Aktivieren der Pumpe 17 frei gegeben. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante ist das in der Frischflüssigkeitsleitung 50 angeordnete zweite Ventil 12 geschlossen. Die Waschflüssigkeit wird im zweiten Betriebsmodus dauernd oder zeitweise im geschlossenen Kreislauf durch den Nasswäscherturm 2 geführt, wodurch eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Kühlung von thermisch belasteten Bauteilen und Entfernung von Ablagerungen im Nasswäscher 1 gewährleistet ist. Dabei wird die chemisch reaktionsarme „gebrauchte“ Waschflüssigkeit ohne chemische Wiederaufbereitung über die Rückführleitung 10 rückgeführt und vor allem - vorzugsweise nur - über die über dem Tropfenabscheider angeordneten Sprühdüsen der obersten ersten Sprühebene 6a eingespritzt. Zusätzlich kann auch über die Sprühdüsen der direkt unterhalb des Tropfenabscheiders 60 angeordneten zweiten Sprühebene 6b Waschflüssigkeit W von unten auf den Tropfenabscheider 60 gesprüht werden. Die Sprühdüsen der restlichen Sprühebenen 6c, 6d, 6e werden, beispielsweise durch Schließen des vierten Ventils 20 in Fig. 5, deaktiviert.

[0047] Sobald der zweite Betriebsmodus beendet werden kann, kann die gesammelte Waschflüssigkeit entsorgt und der erste Betriebsmodus wieder aufgenommen werden.

[0048] Das Umschalten zwischen erstem und zweitem Betriebsmodus und umgekehrt kann manuell durch eine Bedienperson oder automatisch durch ein Steuergerät - beispielsweise in Abhängigkeit von GPS-Daten - erfolgen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Wasserfahrzeug mit einem Nasswäscher (1), bei dem bei der Reinigung des Abgases eine Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt wird, wobei die -insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder diese enthaltende - Waschflüssigkeit über ein Sprühnebelsystem (6) eines Nasswäscherturm (2) des Nasswäschers (1) in das Abgas eingesprüht, - vorzugsweise im Bodenbereich (3) des Nasswäscherturms (2) - gesammelt und aus dem Nasswäscherturm (2) abgeleitet wird, wobei in Abhängigkeit zumindest eines Steuerbefehls der Nasswäscher (1) in einem ersten Betriebsmodus oder in einem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, wobei im ersten Betriebsmodus die Waschflüssigkeit in einem offenen Kreislauf geführt wird, die Waschflüssigkeit vor dem Einsprühen in das Abgas des Nasswäscherturms (2) über zumindest eine Entnahmestelle (18) - vorzugsweise aus dem Fahrgewässer - entnommen und nach erfolgter Abgasreinigung und Ableitung aus dem Nasswäscherturm (2) über zumindest eine Austrittsstelle (19) in das Fahrgewässer abgeführt wird, und wobei im zweiten Betriebsmodus die Waschflüssigkeit - zumindest teilweise - in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird, wobei die Waschflüssigkeit in einem Sammelraum (7) gesammelt und - vorzugsweise ohne chemische Wiederaufbereitung - wieder über das Sprühnebelsystem (6) in den Nasswäscherturm (1) eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschflüssigkeit in einem im Bodenbereich (3) des Nasswäscherturmes (2), vorzugsweise innerhalb des Nasswäscherturmes (2), angeordneten Sammelraum (7) gesammelt wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebsmodus der Durchfluss durch eine Abflussleitung (8) aus dem Sammelraum (7) des Nasswäschers (1) freigegeben wird oder ist, und der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch eine Rückflussleitung (10) zwischen der Abflussleitung (8) und einer Zuführleitung (5) geschlossen wird oder ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebsmodus der Durchfluss durch eine Abflussleitung (8) aus dem Sammelraum (7) des Nasswäschers (1) geschlossen wird oder ist, und der Durchfluss der Waschflüssigkeit durch eine Rückflussleitung (10) zwischen der Abflussleitung (8) und einer Zuführleitung (5) frei gegeben wird oder ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Niveaus der Waschflüssigkeit im Sammelraum (7) die rückgeführte Waschflüssigkeit vor Eintritt in den Nasswäscherturm (2) mit Frischflüssigkeit vermischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Betriebsmodus die Waschflüssigkeit auf zumindest einen im Nasswäscherturm (2) angeordneten Tropfenabscheider gesprüht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rückgeführte Waschflüssigkeit im zweiten Betriebsmodus in definierten Intervallen in den Nasswäscherturm (2) eingesprüht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl für ein Wechseln des Betriebsmodus manuell durch eine Bedienperson oder automatisch durch ein Steuergerät- vorzugsweise in Abhängigkeit von GPS-Daten - gegeben wird.

8. Nasswäscher (1) mit einem offenen Kreislauf für eine Waschflüssigkeit zur Reinigung von Abgasen bei einem mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Hochseeschiff, mit einem Nasswäscherturm (2), welcher ein mit zumindest einer Zuführleitung (51, 52) verbundenes Sprühnebelsystem (6) aufweist, um eine - insbesondere durch Wasser aus dem Fahrgewässer gebildete oder diese enthaltende - Waschflüssigkeit über das Sprühnebelsystem (6) in das Abgas einzusprühen, sowie mit einer Abflussleitung (8), um die Waschflüssigkeit aus dem Nasswäscherturm (2) abzuleiten, wobei in der Abflussleitung (8) zumindest ein als Steuerventil ausgebildetes erstes Ventil (9), vorzugsweise ein 2-Wegeventil, angeordnet ist, und

dass zumindest ein Sammelraum (7) für die Waschflüssigkeit über eine Rückflussleitung (10) mit der Zuführleitung (5) strömungsverbindbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (7) im Bodenbereich (3) des Nasswäscherturmes (2), vorzugsweise innerhalb des Nasswäscherturmes (2), angeordnet ist.

9. Nasswäscher (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückflussleitung (10), und/oder in der Zuführleitung (5) stromabwärts der Einmündung (11) der Rückflussleitung (10) in die Zuführleitung (5) und/oder im Bereich der Einmündung (11) der Rückflussleitung (10) in die Zuführleitung (5) zumindest ein zweites Ventil (12) angeordnet ist.

10. Nasswäscher (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Einmündung (11) der Rückflussleitung (10) in die Zuführleitung (5) angeordnete zweite Ventil (12) als 3-Wegeventil (13) - vorzugsweise als Mischventil - ausgebildet ist.

11. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frischflüssigkeitsleitung (50), in der Rückflussleitung (10) und/oder in zumindest der ersten Zuführleitung (51) stromabwärts der Einmündung (11) der Rückflussleitung (10) in die Zuführleitung (5) zumindest eine Pumpe (17, 17a) angeordnet ist.

12. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückflussleitung (10), vorzugsweise stromabwärts der Pumpe (17), ein als Rückschlagventil (14) ausgebildetes drittes Ventil (15) angeordnet ist.

13. Nasswäscher (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Nasswäscherturm (2) zumindest ein Tropfenabscheider (60) angeordnet ist, wobei benachbart zum Tropenabscheider (60) zumindest eine Sprühebene (6a, 6b) mit auf den Tropfenabscheider (60) gerichteten Sprühdüsen des Sprühnebelsystems (6) angeordnet ist.

14. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückflussleitung (10), vorzugsweise stromaufwärts zumindest einer Pumpe (17), zumindest eine Filtereinrichtung (16) angeordnet ist.

15. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Zuführleitung (51, 52) oder in der Frischflüssigkeitsleitung (50), vorzugsweise stromaufwärts zumindest einer Pumpe (17, 17a), zumindest eine Filtereinrichtung (16a) angeordnet ist.

16. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Sammelraum (7) zumindest ein Niveausensor (21) oder Niveauschalter angeordnet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen