CN114599864A - 清洁排气的排气清洁***和方法以及排气清洁***的使用 - Google Patents

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Abstract

提供排气清洁***(1、49、77、107)、方法和使用。排气清洁***用于清洁船舶上的排气(EG)，且包括用于接收待清洁的排气的排气入口(5、79)以及布置成使排气在洗涤器的洗涤区段(11、53、89)中清洁掉污染物的洗涤器(9、51、83)。洗涤区段包括用于接收排气的排气入口(19)和用于输出排气的排气出口(15、57)。排气清洁***还包括湿式静电除尘器(39)，其布置成使排气在它于洗涤区段中清洁之后进一步清洁掉污染物。湿式静电除尘器包括：排气入口(40)，其布置成与洗涤区段的排气出口连通以用于接收排气；排气出口(42)，其用于输出排气；以及至少一个通道(38)，其布置成使排气从排气入口输送到湿式静电除尘器的排气出口。此外，排气清洁***包括排气出口(7、81)，其用于输出清洁的排气。排气清洁***的特征在于还包括第二数量≥1的第一喷射装置(43)，其布置在洗涤区段与所述至少一个通道(38)之间，第一喷射装置中的每个包括喷射孔口，该喷射孔口面向湿式静电除尘器(39)且布置成当排气流过排气清洁***时朝所述至少一个通道喷射液体以使它清洁掉由排气(当这输送通过所述至少一个通道时)所沉积的污染物。

Description

清洁排气的排气清洁***和方法以及排气清洁***的使用
技术领域
本发明涉及一种用于清洁船舶上(例如来自船用发动机、燃烧器或锅炉)的排气的排气清洁***。本发明还涉及一种用于借助于此类排气清洁***来清洁船舶上(例如来自船用发动机、燃烧器或锅炉)的排气的方法。此外，本发明涉及一种出于减少来自船用燃烧发动机、燃烧器或锅炉的排气中污染物的目的的此类排气清洁***在船舶上的使用。
背景技术
大的船舶典型地由对含硫燃料(更特别为高硫重燃料油)操作的发动机所驱动。在此类燃料的燃烧中，形成包含硫氧化物(SOX)的排气。排气典型地还包含颗粒物质，诸如烟灰、油、重金属和主要由亚微米基本碳颗粒组成的黑碳(BC)。为了减少排气对环境的影响，应使排气在它释放到大气中之前清洁掉这些污染物。例如，可使排气通过洗涤器以用洗涤流体清洗，由此排气中的污染物捕获于洗涤流体中。
洗涤器可为所谓的开环洗涤器，其使用海水的自然碱性来从排气中清洗掉硫氧化物。海水然后从海洋中供给，在它排放回到海洋之前通过洗涤器以用于吸收来自排气的SOX和颗粒物质。
备选地，洗涤器可为所谓的闭环洗涤器，其使用循环淡水或海水，典型地与像氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)那样的碱剂组合，以从排气中清洗掉硫氧化物和颗粒物质。在此类洗涤器中，循环淡水或海水中的含水亚硫酸盐、硫酸盐和颗粒物质的量逐渐地增加。因此，为控制循环淡水或海水的质量，可将少量的它时不时地或连续地由清洁的淡水或海水所替代并且存储在船舶上或在清洁掉颗粒物质之后排放于船外。
现今出于该目的所使用的洗涤器能够从排气中去除大部分的硫氧化物和一些但较少的颗粒物质。SOX排放物已在世界范围内受IMO管制，且在未来预期黑碳的管制。考虑到其，需要一种允许从船用排气中去除更多颗粒物质的排气清洁技术。
SE 540 530公开一种用于通过使排气供给通过洗涤器随后是湿式静电除尘器来清洁排气的设备，该湿式静电除尘器用于收集在排气通过洗涤器之后仍在排气中的颗粒物质。清洁的排气然后在离开设备之后通过除雾器。用于(用淡水)冲洗来自湿式静电除尘器的颗粒物质的喷嘴布置在湿式静电除尘器与除雾器之间。除雾器提供成最大限度地减少由喷嘴所生成且由排气所污染的小滴(droplet)向大气中的释放。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于清洁船舶上的排气的改进的排气清洁***、一种用于借助于此类***来清洁排气的改进的方法以及一种此类排气清洁***在船舶上的改进的使用。
本发明的基本构思是借助于与湿式静电除尘器(也称为wESP)组合的洗涤器来提供排气的清洁，其中用于清洁湿式静电除尘器的器件定位成最大限度地减少受污染的小滴向大气中的释放。根据本发明的排气清洁***、方法和使用在所附权利要求书中限定且在下文论述。
根据本发明的排气清洁***布置成用于清洁船舶上的排气。它包括用于接收待清洁的排气的排气入口以及布置成(在洗涤器的洗涤区段中)使排气清洁掉污染物的洗涤器。洗涤区段包括用于在清洁之前接收排气的排气入口以及用于在清洁之后输出排气的排气出口。排气清洁***还包括湿式静电除尘器，其布置成使排气在它于洗涤区段中清洁之后进一步清洁掉污染物。相应地，湿式静电除尘器包括：排气入口，其布置成与洗涤区段的排气出口连通以用于在所述进一步清洁之前接收排气；以及排气出口，其用于在所述进一步清洁之后输出排气。此外，湿式静电除尘器包括至少一个通道，其布置成使排气从排气入口输送到湿式静电除尘器的排气出口。此外，排气清洁***包括排气出口，其用于输出清洁的排气。排气清洁***的特征在于，它还包括布置在洗涤区段与所述至少一个通道之间的第二数量≥1的第一喷射装置，诸如喷嘴或喷洒器。第一喷射装置中的每个包括喷射孔口、孔洞(aperture)或开口，其面向湿式静电除尘器且布置成(当排气流过排气清洁***时)间歇地或连续地朝所述至少一个通道喷射液体以使它清洁掉由排气(当这输送通过所述至少一个通道时)所沉积的污染物。
由第一喷射装置所喷射的所述液体可为碱性流体(即，具有高于7的pH值)，以提供用于从排气中最佳地去除SOX。例如，所述液体可为海水；淡水和碱剂的混合物或者海水和碱剂的混合物；或者其任何组合。排气清洁***可布置成用于清洁来自船舶上的船用发动机、船舶上的船用燃烧器或船舶上的船用锅炉的排气。
洗涤器可为湿式洗涤器，其布置成用呈洗涤液体形式的洗涤流体来清洗排气。
排气清洁***的洗涤器可为开环类型的，且洗涤流体可为海水。然后，海水可取自海洋且在(直接地或在清洁之后)排放回到海洋之前通过洗涤器一次。
备选地，排气清洁***的洗涤器可为闭环类型的，且洗涤流体可为与诸如Mg(OH)2、MgO、Na2CO3、CaCO3、NaOH或Ca(OH)2或者其组合的碱剂混合的淡水或海水。对于此类闭环洗涤器，洗涤器的洗涤流体入口可布置成与洗涤器的洗涤流体出口连通，以允许洗涤流体通过洗涤器再循环。包括闭环类型的洗涤器的排气清洁***还可包括循环储箱。循环储箱可与洗涤器(例如与其洗涤流体出口)连通以用于在排气清洁之后接收来自洗涤器的洗涤流体。此外，循环储箱可与洗涤器(例如与其洗涤流体入口)连通以用于使洗涤流体供给到洗涤器。一些洗涤流体可间歇地或连续地从闭环中放出以在排放或供给回到闭环之前清洁。
无论是源自开环类型的洗涤器还是闭环类型的洗涤器，洗涤流体可例如借助于一个或多个分离器和/或过滤器来清洁。
所述至少一个通道由至少部分地包围通道的至少一个壁所限定。通过朝所述至少一个通道喷射液体的第一喷射装置，污染物从所述至少一个壁中去除。作为示例，所述至少一个通道可由在湿式静电除尘器内部延伸的至少一个板所形成。例如，若干通道可由平行地布置在湿式静电除尘器内部的多个板所形成。作为另一示例，所述至少一个通道可由在湿式静电除尘器内部延伸的管所形成，该管可设计有任何合适的截面，诸如圆形、椭圆形或多边形(例如六边形)截面。例如，若干通道可由布置在湿式静电除尘器内部的一束平行管所形成。
应强调的是，在文本各处，“连通(communicating)”和“连通(communication)”分别意指“直接地或间接地连通”和“直接的或间接的连通”。类似地，在文本各处，“接收”、“供给”、“输出”等分别意指“直接地或间接地接收”、“直接地或间接地供给”和“直接地或间接地输出”。
污染物可包括硫氧化物和颗粒物质(诸如烟灰、油、重金属和黑碳)。在洗涤区段中，排气将冷却且清洁掉大部分的硫氧化物和一些但较少的颗粒物质。在湿式静电除尘器中，排气将进一步清洁掉颗粒物质和剩余的硫氧化物。
在文本各处，当喷射装置被说成布置成朝某物喷射液体时，它朝该某物导向，即，它具有朝该某物的喷射方向。
当液体由第一喷射装置所喷射时，形成液体小滴，其从排气中吸收颗粒物质和硫氧化物并受到污染。由于第一喷射装置相对于通过排气清洁***的排气的流动方向布置在湿式静电除尘器之前或上游，小滴将进入湿式静电除尘器且由其收集。因此，受污染非常少的小滴将通过湿式静电除尘器。相应地，湿式静电除尘器执行“除雾器功能”，因为它防止小滴逸出排气清洁***。相反地，在根据SE 540 530的设备中，用于冲洗湿式静电除尘器的喷嘴相对于通过设备的排气的流动方向布置在湿式静电除尘器之后或下游。相应地，由喷嘴所生成且由排气所污染的小滴中的相对轻者将不会到达湿式静电除尘器且不会由其捕获。
由于SE 540 530中喷嘴的定位，在湿式静电除尘器下游的除雾器对于捕获相对轻的小滴来说是基本的(essential)，否则相对轻的小滴可与排气一起离开设备。根据本发明的一个实施例，排气清洁***在湿式静电除尘器的排气出口与排气清洁***的排气出口之间缺少除雾器。然后，湿式静电除尘器的排气出口可与排气清洁***的排气出口直接连通。在没有除雾器的情况下，根据本发明的排气清洁***可制得更紧凑和空间有效，其在空间不足的情况下(诸如在船舶上)尤其有利。
排气清洁***可构造成使得洗涤区段和湿式静电除尘器在洗涤器内部连续布置。根据此类实施例，包围并限定洗涤区段的壳或壳体还可包围湿式静电除尘器。因此，允许特别紧凑的排气清洁***，其可允许洗涤流体的再使用且其可更容易和更廉价地构造。在此类***中，排气***的出口如此可与洗涤器的排气出口重合。
根据备选实施例，排气清洁***构造成使得洗涤器包括用于在所述清洁之后输出排气的排气出口，该排气出口布置成与洗涤区段的排气出口连通以用于在所述清洁之后促进(forward)排气。此外，湿式静电除尘器的排气入口布置成与洗涤器的排气出口连通以用于在所述清洁之后在所述进一步清洁之前接收排气。这意味着湿式静电除尘器布置在洗涤器外部。例如，包括洗涤单元的洗涤器和湿式静电除尘器可单独地布置并由合适的管道来连接。该实施例是有利的，因为它允许将现有的洗涤器***直截了当地(straight-forward)改造为根据本发明的***。
排气清洁***可使得洗涤区段包括第一子洗涤区段和布置在第一子洗涤区段内部的第三数量≥1的第二喷射装置，诸如喷嘴或喷洒器。第二喷射装置可布置成使洗涤流体或液体喷射到排气中以清洗排气。此类第一子洗涤区段可在湿式洗涤器中形成所谓的射流区段或喷洒器区段。
此外，排气清洁***可使得洗涤区段包括第二子洗涤区段以及第四数量≥1的第三喷射装置(诸如喷嘴或喷洒器)和填料或填充床(随机或结构化)，其布置在第二子洗涤区段内部。第三喷射装置可布置成向填料供应洗涤流体或液体以清洗排气(当这通过填料时)。第二子洗涤区段可布置在湿式静电除尘器与第一子洗涤区段之间。第三喷射装置可布置成在填料的颗粒上形成流体或液体膜，以增加排气与流体或液体之间的接触面积以及因此第二子洗涤区段的污染物吸收能力。此类第二子洗涤区段可在湿式洗涤器中形成所谓的填料或填充床区段。
在洗涤区段的第一和第二子洗涤区段中喷射的洗涤流体可为相同类型的洗涤流体或不同类型的洗涤流体。
第一子洗涤区段可包括洗涤器室，在该洗涤器室内部清洗排气，该洗涤器室沿它的纵向延伸部的主要部分具有基本恒定的截面。该实施例涉及“均匀的”洗涤器室，其与例如文丘里管类型的洗涤器室或者具有或不具有文丘里管的U形洗涤器室相比直截了当地产生、紧凑且与低背压相关联。
包括湿式静电除尘器的排气清洁***的第二子洗涤区段和wESP区段可沿第二洗涤区段和wESP区段的纵向中心轴线具有基本类似的外轮廓。该实施例允许紧凑且直截了当产生的排气***。
洗涤流体可为碱性流体(即，具有高于7的pH值)，以提供用于从排气中最佳地去除SOX。例如，洗涤流体可为海水；淡水和碱剂的混合物或者海水和碱剂的混合物；或者其任何组合。
排气清洁***还可包括布置在排气清洁***的排气出口与所述至少一个通道之间的第五数量≥1的第四喷射装置，诸如喷嘴或喷洒器。这些第四喷射装置可布置成当没有排气流过排气清洁***时朝所述至少一个通道喷射液体以使所述至少一个通道清洁掉由排气(当这输送通过所述至少一个通道时)所沉积的污染物。相应地，第四喷射装置可例如操作成用于排气清洁***的停机清洁或维护。
排气清洁***可设计成使得通过湿式静电除尘器和至少大部分的洗涤区段的排气流动方向是基本竖直的且例如是向上的。例如，湿式静电除尘器可布置在所述至少大部分的洗涤区段直上方或顶部上。此类竖直的排气清洁***可要求相对小的占用区，其在船舶上(在空间不足的情况下)是有益的。此外，竖直的排气清洁***可允许排气和洗涤流体在排气清洁***内部的相反导向的流动，即，平行逆流。此类平行逆流可允许排气与洗涤流体之间较长的接触时间，以及因此比典型地在水平的排气清洁***中提供的排气和洗涤流体的交叉流(即，垂直流)更高效的洗涤。
根据本发明的方法用于借助于如上文所限定的排气清洁***来清洁船舶上的排气。它包括使排气在洗涤器的洗涤区段中清洁掉污染物的步骤，以及使排气在它于洗涤区段中清洁之后在湿式静电除尘器中进一步清洁掉污染物的步骤。湿式静电除尘器包括至少一个通道，其布置成使排气输送通过湿式静电除尘器。方法的特征在于，它还包括以下步骤：当排气流过排气清洁***时，通过布置在洗涤区段与所述至少一个通道之间的第二数量≥1的第一喷射装置的相应喷射孔口(这些喷射孔口面向湿式静电除尘器)朝所述至少一个通道喷射液体以使它清洁掉由排气(当这输送通过所述至少一个通道时)所沉积的污染物。
方法可使得由第一喷射装置所喷射的所述液体是碱性流体。
方法可布置成用于清洁来自船舶上的船用发动机、船舶上的船用燃烧器或船舶上的船用锅炉的排气。
方法可布置成用于湿式洗涤，即，用于用呈洗涤液体形式的洗涤流体来清洗排气。可使洗涤液体通过洗涤器仅一次或再循环。
方法可包括在所述清洁和进一步清洁掉污染物之后使排气释放到大气中而不使它通过除雾器的步骤。
洗涤区段和湿式静电除尘器可在洗涤器内部连续布置，使得排气的所述清洁掉污染物和所述进一步清洁掉污染物发生在洗涤器内部。
备选地，湿式静电除尘器可布置在洗涤器外部，使得排气的所述清洁掉污染物发生在洗涤器内部，而排气的所述进一步清洁掉污染物发生在洗涤器外部。
方法可包括使洗涤流体喷射于洗涤区段的第一子洗涤区段内部并喷射到排气中以清洗排气的步骤。
方法还可包括向布置在洗涤区段的第二子洗涤区段内部的填料供应洗涤流体以清洗排气(当这通过填料时)的步骤。第二子洗涤区段可布置在湿式静电除尘器与第一子洗涤区段之间。
方法还可包括以下步骤：当没有排气流过排气清洁***时，通过布置在排气清洁***的排气出口与湿式静电除尘器的所述至少一个通道之间(即，在湿式静电除尘器下游)的第五数量≥1的第四喷射装置朝所述至少一个通道喷射液体以使它们清洁掉由排气(当这输送通过所述至少一个通道时)所沉积的污染物。
方法可使得洗涤流体具有高于7的pH值。
方法可包括使排气在基本竖直的排气流动方向上供给通过湿式静电除尘器和至少大部分的洗涤区段。
根据本发明，如上文描述的排气清洁***在船舶上的使用是出于减少来自船用燃烧发动机、燃烧器或锅炉的排气中污染物的目的。
根据本发明的排气清洁***的不同实施例的上文论述的优点对于根据本发明的用于清洁排气的方法以及使用的对应的不同实施例来说也是存在的。
本发明的还有其它的目标、特征、方面和优点将从以下详细描述中以及从图中显现。
附图说明
现在将参照所附示意图来更详细地描述本发明，在所附示意图中
图1示意性地示出根据本发明的排气清洁***以及发动机，
图2示意性地示出图1中的排气清洁***的截面，
图3示意性地示出根据本发明的另一排气清洁***以及发动机，
图4示意性地示出还另一排气清洁***的截面，以及
图5示意性地示出还另一排气清洁***的截面。
具体实施方式
图1示出用于使来自安装在船舶(未示出)上的发动机3的排气(EG)清洁掉硫氧化物和颗粒物质(诸如黑碳)的排气清洁***1。排气从发动机3供给到排气清洁***1(通过其排气入口5)，且以0.1-6 m/s(优选为1-4 m/s)的速度在竖直向上的排气流动方向上通过排气清洁***1。清洁的排气从排气清洁***1供给通过其排气出口7，经由未示出的烟囱到大气中。排气清洁***(其在图2中更详细地示出)包括湿式洗涤器9，继而包括壳体2，壳体2限定洗涤器室4(图2)，在洗涤器室4内部清洁排气。洗涤器室4沿它的纵向延伸部的主要部分具有基本恒定的截面。排气***包括洗涤区段11和wESP(湿式静电除尘器)区段13。洗涤区段11和wESP区段13布置成在洗涤器9内部连续地对准，其中洗涤区段11的排气出口15连接到wESP区段13的排气入口17。洗涤区段11的排气入口19连接到排气清洁***1的排气入口5或实际上与其重合，而wESP区段13的排气出口21连接到排气清洁***1的排气出口7。因此，待清洁的排气首先供给通过洗涤区段11以用于去除大部分的硫氧化物和一些颗粒物质，且然后通过wESP区段13以用于去除硫氧化物的残余和大部分的剩余颗粒物质。
参照图2，洗涤区段11包括：第一子洗涤区段，更特别为所谓的射流区段23；以及第二子洗涤区段，更特别为所谓的填料区段25，该填料区段25布置在射流区段23与wESP区段13之间。填料区段25和wESP区段13沿填料区段25和wESP区段13的纵向竖直中心轴线C具有类似的外轮廓。射流区段23包括沿桥布置的第三数量(例如每平方米的截面面积约2-10个)的第二喷射装置或喷嘴27，其中的九个在图2中示出。喷嘴27布置在射流区段23的顶部部分中且向下导向，即，喷嘴27的相应喷射孔口27a面向下。当排气清洁***1在操作中且排气供给通过洗涤器9时，喷嘴27使呈海水形式的洗涤流体连续地喷洒到射流区段23以及因此排气(当这通过射流区段23时)中。排气中的污染物吸收于洗涤流体中，使得排气在通过射流区段23时被清洁。填料区段25包括沿桥布置的第四数量(例如14-60个，取决于填料区段的尺寸)的第三喷射装置或喷嘴29(其中的九个在图2中示出)以及呈不锈钢、塑料或任何其它合适材料的可透气体和液体的结构形式的填料31。喷嘴29布置在填料区段25的顶部部分中且向下导向，即，喷嘴29的相应喷射孔口29a面向下。当排气清洁***1在操作中且排气供给通过洗涤器9时，喷嘴29使呈海水形式的洗涤流体连续地喷洒到填料区段25中以在填料结构的表面上形成液体膜。当排气通过填料区段25和填料31时，排气中的污染物吸收于洗涤流体中，由此进一步清洁排气。
如图2中由箭头33和35所指示的，洗涤流体(即，海水)直接地从船舶的通海阀箱(sea chest)供给到喷嘴27和喷嘴29。在通过了子洗涤区段23和25中的一者或两者(取决于是从喷嘴27还是从喷嘴29供给)一次之后，如由箭头37所指示的，海水从洗涤器9排放回到海洋(可能在清洁之后)。相应地，洗涤器9是开环类型的。
wESP区段13包括湿式静电除尘器39，其继而包括一束的第一数量的管41，例如每平方米的截面面积约10个管，其中的十二个在图2中示出。管41中的每个(且更特别是其管壁36)限定具有六边形截面的通道38，其布置成使排气从排气入口40输送到湿式静电除尘器39的排气出口42。湿式静电除尘器39的排气入口40和排气出口42分别连接到wESP区段13的排气入口17和排气出口21。当排气输送通过管41时，仍包含在排气中的污染物粘附到管41的壁，由此进一步清洁排气。湿式静电除尘器的设计和功能是众所周知的，且将不会在本文中详细描述。
由于在排气清洁期间来自排气的污染物由管41收集，管41的清洁对于避免在管壁上累积污染物层来说是必要的，在管壁上累积污染物层可负面地影响湿式静电除尘器39的操作。为此，wESP区段13包括第二数量(例如每平方米的截面面积约2-13个)的第一喷射装置或喷嘴43，其中的六个在图2中示出。喷嘴43布置在wESP区段13的底部部分中(更特别地在洗涤区段11与管41之间)且向上导向(即，喷嘴43的相应喷射孔口43a面向上以及因此面向湿式静电除尘器39)。当排气清洁***1在操作中且排气供给通过洗涤器9和湿式静电除尘器39时，喷嘴43朝管41连续地喷洒呈海水形式的清洁流体以使它们清洁掉污染物。
喷嘴29和喷嘴43沿同一个桥布置，但它们可改为沿两个不同的桥布置。相应地，如由箭头35所指示的，清洁流体(即，海水)直接地从通海阀箱供给到喷嘴43。清洁流体从喷嘴43向上喷洒并喷洒到管41中，以在它向下流动并从管壁随它带走污染物之前收集于管41的壁上。在从排气中吸收另外的污染物期间，向下流动的受污染的清洁流体通过子洗涤区段23和25两者。因此，清洁流体在通过洗涤区段11时也执行洗涤功能。最后，如由箭头37所指示的，受污染的清洁流体从洗涤器9与洗涤流体一起排放回到海洋(可能在清洁之后)。
在从喷嘴43喷射清洁流体期间，形成清洁流体小滴。小程度地，这些清洁流体小滴从排气中吸收污染物。因此，还在该方面，清洁流体还在wESP区段13内部执行洗涤功能。小滴喷射到管41中，且大部分的它们收集于管41的壁上来以上文描述的方式清洁它们。更特别地，少于5%的小滴管控成通过湿式静电除尘器。由于大部分的小滴收集于管壁上，湿式静电除尘器39执行“除雾功能”，其去除对于在湿式静电除尘器之后或下游的单独除雾器的需要。
排气清洁***1还包括沿桥布置的第五数量(例如每平方米的截面面积约2-13个)的第四喷射装置或喷嘴45，其中的六个在图2中示出。喷嘴45布置在wESP区段13的顶部部分中且向下导向，即，喷嘴45的相应喷射孔口45a面向下。当排气清洁***1不在操作中且没有排气供给通过洗涤器9时，喷嘴45可喷洒呈海水形式的清洁流体以实现湿式静电除尘器39(尤其是其管的上部部分，其管的上部部分较少暴露于由喷嘴43所喷射的清洁流体)的彻底清洁。更特别地，喷嘴45布置成使清洁流体喷洒到管41的壁上以使它们清洁掉污染物。如由箭头47所指示的，清洁流体(即，海水)直接地从通海阀箱供给到喷嘴45。在清洁之后，如由箭头37所指示的，受污染的清洁流体可排放回到海洋(可能在清洁之后)。
因此，在图1和图2中示出的排气清洁***可用于执行用于清洁船舶上的排气的方法。排气通过使它通过洗涤器来清洁掉污染物，并通过使它通过湿式静电除尘器的管来进一步清洁掉污染物。因为排气在竖直向上的流动方向上供给通过排气清洁***，且洗涤流体和清洁流体(尤其由于重力而且由于向下指向的喷嘴的方向)在相反的向下的方向上流过排气清洁***，排气在排气清洁***内部被有效地清洁。为保证湿式静电除尘器的正确操作，它的管在排气清洁***的操作期间通过借助于布置在管上游的喷嘴朝管喷射清洁流体来清洁。通过将喷嘴布置在管上游，清洁流体的小的受污染的小滴可由湿式静电除尘器捕获，使得对于防止这些小的受污染的小滴逸出和释放到大气中来说，在湿式静电除尘器下游的除雾器不是必要的。借助于发明的排气清洁***、方法和使用，可从排气中去除大约70-99%的颗粒物质、70-99%的黑碳和70-99%的硫氧化物。
图3示出根据本发明的排气清洁***49的不同实施例。排气清洁***1(图1和图2)和49非常类似且仅在几个点上不同。在下文中，将聚焦于排气清洁***1与49之间的不同。
排气清洁***49包括湿式洗涤器51、洗涤区段53和wESP(湿式静电除尘器)区段55。洗涤区段53布置在洗涤器51内部，而wESP区段55布置在洗涤器51外部。相应地，洗涤区段53的排气出口57连接到洗涤器51的排气出口59或实际上与其重合。此外，wESP区段55的排气入口61借助于合适的管道(由从洗涤器51延伸到wESP区段55的箭头示意性地示出)来连接到洗涤器51的排气出口59。
正像洗涤区段11那样，洗涤区段53包括像射流区段23那样的射流区段和像填料区段25那样的填料区段。这里的不同在于，射流区段中和填料区段中的喷嘴喷洒呈淡水和氢氧化钠的混合物(而不是海水)形式的洗涤流体。如图3中由箭头63和65所指示的，该混合物从循环储箱67供给到在射流区段和填料区段中的喷嘴。在通过了射流区段和填料区段中的一者或两者之后，如由箭头69所指示的，混合物供给回到循环储箱67。相应地，洗涤器51是闭环类型的。连续地或间歇地(诸如以规律的间隔)，一些混合物可从排气清洁***49中放出以清洁(未示出)。清洁的混合物可排放或供给回到排气清洁***49。
正像wESP区段13那样，wESP区段55包括在其底部部分中的喷嘴。这里的不同在于，这些喷嘴喷洒呈淡水和氢氧化钠的混合物(而不是海水)形式的清洁流体。此外，由于wESP区段55布置在洗涤器51外部，wESP区段55的底部部分中的喷嘴与填料区段中的喷嘴不沿相同的桥布置。如图3中由箭头71所指示的，该混合物从循环储箱67供给到wESP区段55的底部部分中的喷嘴，并通过由箭头73所示出的合适的管道从wESP区段55排出到洗涤区段53。在备选实施例中，混合物可改为从wESP区段55供给到循环储箱67，如由虚线箭头所示出的。
正像排气清洁***1那样，排气清洁***49包括在wESP区段55的顶部部分中的喷嘴。这里的不同在于，这些喷嘴喷洒呈淡水和氢氧化钠的混合物(而不是海水)形式的清洁流体。如由箭头75所指示的，该混合物从循环储箱67供给到在wESP区段55中的喷嘴，并通过由箭头73所示出的合适的管道从wESP区段55排出到洗涤区段53。再者，在备选实施例中，混合物可改为从wESP区段55供给到循环储箱67，如由虚线箭头所示出的。
上文描述的排气清洁***1和49都包括顺列类型的洗涤器，即，其中第一和第二洗涤区段对准的洗涤器。在排气清洁***1和49中，通过湿式静电除尘器和洗涤区段的排气流动方向是竖直且向上的。自然，本发明在包括其它类型的洗涤器(诸如U型洗涤器)的排气清洁***中同样适用。图4示出此类排气清洁***77。在排气清洁***77中，排气流动方向首先是竖直且向下的，之后重新导向以便变为竖直且向上的。因此，通过排气清洁***77的湿式静电除尘器和大部分的洗涤区段，排气流动方向是竖直的。排气清洁***1和77(图2和图4)非常类似且仅在几个另外的点上不同。在下文中，将聚焦于排气清洁***1与77之间的另外的不同。
待清洁的排气供给到排气清洁***77(通过其排气入口79)。清洁的排气从排气清洁***77供给通过其排气出口81，经由未示出的烟囱到大气中。排气清洁***77包括湿式洗涤器83，继而包括壳体85，壳体85限定洗涤器室87，在洗涤器室87内部清洁排气。壳体85以及因此洗涤器室87是基本U形的。排气***77包括在洗涤器83内部连续布置的洗涤区段89和wESP区段91。继而，洗涤区段89包括：第一子洗涤区段，更特别为所谓的射流区段93；以及第二子洗涤区段，更特别为所谓的填料区段95，该填料区段95布置在射流区段93与wESP区段91之间。此外，由于洗涤器室87是基本U形的，射流区段93和填料区段95布置在彼此旁边。
射流区段93包括第三数量的第二喷射装置或喷嘴97，其沿射流区段93的顶部部分中的桥布置且向下导向。当排气清洁***77在操作中且排气供给通过洗涤器83时，喷嘴97连续地喷洒呈海水形式的洗涤流体以清洁排气。填料区段95包括沿桥布置的第四数量的第三喷射装置或喷嘴99以及填料101。喷嘴99布置在填料区段95的顶部部分中且向下导向。当排气清洁***77在操作中且排气供给通过洗涤器83时，喷嘴99连续地喷洒呈海水形式的洗涤流体以进一步清洁排气。
如图4中由箭头103和35所指示的，洗涤流体(即，海水)直接地从船舶的通海阀箱供给到喷嘴97和喷嘴99。在通过了子洗涤区段93和95中的一者(取决于是从喷嘴97还是从喷嘴99供给)一次之后，如由箭头105所指示的，海水从洗涤器83排放回到海洋(可能在清洁之后)。
排气清洁***1和77的wESP区段13具有类似的设计和功能。来自排气清洁***77的wESP区段13的向下流动的清洁流体在箭头105处排放之前通过填料区段95。
图5示出根据本发明的另一排气清洁***107。排气清洁***77和107具有类似的设计，有一个例外。排气***107包括文丘里管类型的射流区段109，即，在射流区段的中心部分处具有局部减小的截面的射流区段，关于排气清洁***77的射流区段93的情况不是这样。文丘里管类型的洗涤区段的设计和目的是众所周知的，且将不会在本文中描述。
上文描述的排气清洁***的构件由合适的管道来连接以允许它们以上文指定的方式连通。此外，上文描述的排气***可包括使它们正确工作的额外构件，诸如泵、阀、传感器、清洁设备、水分析单元、控制单元等。
第一、第二、第三和第四喷射装置可为类似或不同类型的。上文涉及的第一、第二、第三、第四和第五数量可为相同的或不同的。
本发明的上文描述的实施例应仅视为示例。本领域技术人员认识到，所论述的实施例可以以多种方式变化而不脱离发明构思。
作为示例，根据图1的排气清洁***可包括闭环类型的洗涤器和可能的循环储箱(其也可省略)且/或用碱剂和海水或淡水的混合物作为洗涤流体和/或清洁流体来操作。此外，根据图3的排气清洁***可包括开环类型的洗涤器且/或用海水作为洗涤流体和/或清洁流体来操作。
洗涤流体和清洁流体不需要为相同类型的，而是可为不同类型的，其可要求洗涤器流体始终保持与清洁流体分离，并且相应地，清洁流体与洗涤流体分离地从排气清洁***中排出，且不是如上文描述的那样通过洗涤区段排出。
本发明的上文描述的实施例的洗涤区段包括射流区段以及填料区段，其使相关联的洗涤器成为所谓的填充床洗涤器。然而，备选的洗涤区段是可能的。作为示例，填料区段可省略且由另一射流区段所替代或不替代，其将使相关联的洗涤器成为所谓的基于喷洒器的洗涤器。作为另一示例，填料区段可由包括托盘的区段所替代。
应强调的是，本文中使用定语第一、第二、第三等只是出于区分的目的，且不是为了表达任何种类的特定顺序。
应强调的是，省略了与本发明不相关的细节的描述，并且图只是示意的、简化的且不是根据比例来绘制的。
参考标号列表
1 排气清洁***
2 壳体
3 发动机
4 洗涤器室
5 排气清洁***的排气入口
7 排气清洁***的排气出口
9 洗涤器
11 洗涤区段
13 wESP区段
15 洗涤区段的排气出口
17 wESP区段的排气入口
19 洗涤区段的排气入口
21 wESP区段的排气出口
23 第一子洗涤区段、射流区段
25 第二子洗涤区段、填料区段
27 第二喷射装置、喷嘴
27a 喷射孔口
29 第三喷射装置、喷嘴
29a 喷射孔口
31 填料
33 箭头
35 箭头
36 壁
37 箭头
38 通道
39 湿式静电除尘器
40 湿式静电除尘器的排气入口
41 管
42 湿式静电除尘器的排气出口
43 第一喷射装置、喷嘴
43a 喷射孔口
45 第四喷射装置、喷嘴
45a 喷射孔口
47 箭头
49 排气清洁***
51 洗涤器
53 洗涤区段
55 wESP区段
57 洗涤区段的排气出口
59 洗涤器的排气出口
61 wESP区段的排气入口
63 箭头
65 箭头
67 循环储箱
69 箭头
71 箭头
73 管道
75 箭头
77 排气清洁***
79 排气清洁***的排气入口
81 排气清洁***的排气出口
83 洗涤器
85 壳体
87 洗涤器室
89 洗涤区段
91 wESP区段
93 第一子洗涤区段、射流区段
95 第二子洗涤区段、填料区段
97 第二喷射装置、喷嘴
97a 喷射孔口
99 第三喷射装置、喷嘴
99a 喷射孔口
101 填料
103 箭头
105 箭头
107 排气清洁***
109 第一子洗涤区段、射流区段
C 第二洗涤区段和wESP区段的纵向中心轴线。

Claims (17)

1.用于清洁船舶上的排气(EG)的排气清洁***(1、49、77、107)，所述排气清洁***(1、49、77、107)包括
排气入口(5、79)，所述排气入口(5、79)用于接收待清洁的所述排气(EG)，
洗涤器(9、51、83)，所述洗涤器(9、51、83)布置成使所述排气(EG)在所述洗涤器(9、51、83)的洗涤区段(11、53、89)中清洁掉污染物，其中所述洗涤区段(11、53、89)包括用于接收所述排气(EG)的排气入口(19)和用于输出所述排气(EG)的排气出口(15、57)，
湿式静电除尘器(39)，所述湿式静电除尘器(39)布置成使所述排气(EG)在它于所述洗涤区段(11、53、89)中清洁之后进一步清洁掉污染物，其中所述湿式静电除尘器(39)包括：排气入口(40)，所述排气入口(40)布置成与所述洗涤区段(11、53、89)的排气出口(15、57)连通以用于接收所述排气(EG)；排气出口(42)，所述排气出口(42)用于输出所述排气(EG)；以及至少一个通道(38)(41)，所述至少一个通道布置成使所述排气(EG)从所述排气入口(40)输送到所述湿式静电除尘器(39)的所述排气出口(42)，以及
排气出口(7、81)，所述排气出口(7、81)用于输出清洁的排气(EG)，
所述排气清洁***(1、49、77、107)的特征在于还包括
第二数量≥1的第一喷射装置(43)，所述第一喷射装置(43)布置在所述洗涤区段(11、53、89)与所述至少一个通道(38)之间，所述第一喷射装置(43)中的每个包括喷射孔口(43a)，所述喷射孔口(43a)面向所述湿式静电除尘器(39)且布置成当排气(EG)流过所述排气清洁***(1、49、77、107)时朝所述至少一个通道(38)喷射液体以使它清洁掉当所述排气(EG)输送通过所述至少一个通道(38)时由所述排气(EG)所沉积的污染物。
2.根据权利要求1所述的排气清洁***(1、49、77、107)，所述排气清洁***(1、49、77、107)在所述湿式静电除尘器(39)的排气出口(42)与所述排气清洁***(1、49、77、107)的排气出口(7、81)之间缺少除雾器。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的排气清洁***(49)，其中，所述洗涤器(51)包括用于输出所述排气(EG)的排气出口(59)，所述排气出口(59)布置成与所述洗涤区段(53)的排气出口(57)连通以用于促进所述排气(EG)，且其中所述湿式静电除尘器(39)的排气入口(40)布置成与所述洗涤器(51)的排气出口(59)连通以用于接收所述排气(EG)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的排气清洁***(1、49、77、107)，其中，所述洗涤区段(11、53、89)包括第一子洗涤区段(23、93、109)和布置在所述第一子洗涤区段(23、93、109)内部的第三数量≥1的第二喷射装置(27、97)，所述第二喷射装置(27、97)布置成使洗涤流体喷射到所述排气(EG)中以清洗所述排气(EG)。
5.根据权利要求4所述的排气清洁***(1、49、77、107)，其中，所述洗涤区段(11、53、89)包括第二子洗涤区段(25、95)以及第四数量≥1的第三喷射装置(29、99)和填料(31、101)，其布置在所述第二子洗涤区段(25、95)内部，所述第三喷射装置(29、99)布置成向所述填料(31、101)供应洗涤流体以当所述排气(EG)通过所述填料(31、101)时清洗所述排气(EG)，其中所述第二子洗涤区段(25、95)布置在所述湿式静电除尘器(39)与所述第一子洗涤区段(23、93、109)之间。
6.根据权利要求6所述的排气清洁***(1、49、77、107)，其中，包括所述湿式静电除尘器(39)的所述排气清洁***(1、49、77、107)的所述第二子洗涤区段(25、95)和wESP区段(13、91)沿第二洗涤区段(23、93、109)和所述wESP区段(13、91)的纵向中心轴线(C)具有基本类似的外轮廓。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的排气清洁***(1、49、77、107)，其中，所述洗涤流体具有高于7的pH值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的排气清洁***(1、49、77、107)，还包括第五数量≥1的第四喷射装置(45)，所述第四喷射装置(45)布置在所述排气清洁***(1、49、77、107)的排气出口(7、81)与所述至少一个通道(38)之间且布置成当没有排气(EG)流过所述排气清洁***(1、49、77、107)时朝所述至少一个通道(38)喷射液体以使它清洁掉当所述排气(EG)输送通过所述至少一个通道(38)时由所述排气(EG)所沉积的污染物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的排气清洁***(1、49、77、107)，其中，通过所述湿式静电除尘器(39)和至少大部分的所述洗涤区段(11、53、89)的排气流动方向是基本竖直的。
10.用于清洁船舶上的排气(EG)的方法，包括
使所述排气(EG)在洗涤器(9、51、83)的洗涤区段(11、53、89)中清洁掉污染物，
使所述排气(EG)在它于所述洗涤区段(11、53、89)中清洁之后在湿式静电除尘器(39)中进一步清洁掉污染物，所述湿式静电除尘器(39)包括至少一个通道(38)，所述至少一个通道(38)布置成使所述排气(EG)输送通过所述湿式静电除尘器(39)，
所述方法的特征在于还包括
当排气(EG)流过排气清洁***(1、49、77、107)时，通过布置在所述洗涤区段(11、53、89)与所述至少一个通道(38)之间的第二数量≥1的第一喷射装置(43)的相应喷射孔口(43a)朝所述至少一个通道(38)喷射液体以使它清洁掉当所述排气(EG)输送通过所述至少一个通道(38)时由所述排气(EG)所沉积的污染物，这些喷射孔口(43a)面向所述湿式静电除尘器(39)。
11.根据权利要求10所述的方法，包括在所述清洁和进一步清洁掉污染物之后使所述排气(EG)释放到大气中而不使它通过除雾器。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中，所述湿式静电除尘器(39)布置在所述洗涤器(51、83)外部，使得所述排气(EG)的所述清洁掉污染物发生在所述洗涤器(51、83)内部，而所述排气的所述进一步清洁掉污染物发生在所述洗涤器(51、83)外部。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，包括使洗涤流体喷射于所述洗涤区段(11、53、89)的第一子洗涤区段(23、93、109)内部并喷射到所述排气(EG)中以清洗所述排气(EG)。
14.根据权利要求13所述的方法，包括向布置在所述洗涤区段(11、53、89)的第二子洗涤区段(25、95)内部的填料(31、101)供应洗涤流体以当所述排气(EG)通过所述填料(31、101)时清洗所述排气(EG)，其中所述第二子洗涤区段(25、95)布置在所述湿式静电除尘器(39)与所述第一子洗涤区段(23、93、109)之间。
15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法，其中，所述洗涤流体具有高于7的pH值。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的方法，所述方法包括使所述排气在基本竖直的排气流动方向上供给通过所述湿式静电除尘器(39)和至少大部分的所述洗涤区段(11、53、89)。
17.出于减少来自船用燃烧发动机(3)、燃烧器或锅炉的排气(EG)中污染物的目的的根据权利要求1-9中任一项所述的排气清洁***(1、49、77、107)在船舶上的使用。
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