DE102010017563A1 - Method for cleaning flue gas stream during combustion of e.g. heavy oil, in flue gas cleaning system for ship, involves transferring stream from one reactor unit to another reactor unit in which residual cleaning is performed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Rauchgasstroms nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Rauchgasreinigungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for purifying a flue gas stream according to the preamble of claim 1 and a flue gas cleaning system according to the preamble of claim 8.
Luftverschmutzungen durch Schiffe und Bohrinseln wurde in der Vergangenheit weniger Aufmerksamkeit gewidmet als beispielsweise Betriebsanlagen auf dem Land. Dies hat vor allem mit dem geringen Platzbedarf auf Schiffen zu tun.Air pollution from ships and offshore oil rigs has received less attention in the past than, for example, land based operations. This has to do mainly with the small space requirement on ships.
Um den Schadstoffausstoss von Verbrennungsprodukten von Schiffen in die Luft zu verringern, wurde in das
Zum Betreiben von großen Wasserfahrzeugen, wie Tanker, Luxusliner und Fähren werden nahezu ausschließlich Schweröl- und/oder Dieselkraftstoffe eingesetzt, bei welchen während der Verbrennung Rauchgase mit hohem Schwefelgehalt gebildet werden. Gerade ein hoher Schwefelgehalt verhindert jedoch eine effiziente Nachverbrennung von entsprechenden Abgasen durch einen Katalysator. Schwefelhaltige Abgase sind als Katalysatorgift bekannt, welche den Katalysator in seiner Wirkungsweise behindern. Gleiches gilt für Russpartikel welche bei der Verbrennung von Schweröl- und Dieselkraftstoffen auf Transportschiffen und auf Bohrinseln in größeren Mengen anfallen.For the operation of large vessels, such as tankers, luxury liners and ferries almost exclusively heavy fuel and / or diesel fuels are used in which during combustion flue gases are formed with high sulfur content. However, a high sulfur content prevents efficient post-combustion of corresponding exhaust gases through a catalyst. Sulfur-containing exhaust gases are known as catalyst poison, which hinder the catalyst in its mode of action. The same applies to soot particles which are produced in large quantities in the combustion of heavy oil and diesel fuels on transport vessels and on oil rigs.
Jedes Schiff hat einen individuellen Platzbedarf für entsprechende Abgasreinigungsanlagen. Dadurch kann eine großtechnische Abgasreinigung, wie sie in Industrieanlagen erfolgt, nicht per se auf ein Schiff übertragen werden.Each ship has an individual footprint for corresponding emission control systems. As a result, large-scale exhaust gas purification, as is done in industrial plants, are not per se transferred to a ship.
Die Erfindung setzt bei der Aufgabe an ein Verfahren zu schaffen, welches die Reinigung von bei der Verbrennung von Schweröl- und/oder Dieselkraftstoff entstehenden Rauchgasen effizient und in platzsparender Weise ermöglicht.The object of the invention is to provide a method which enables the purification of flue gases produced during the combustion of heavy oil and / or diesel fuel efficiently and in a space-saving manner.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Rauchgasreinigungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8.The invention solves this problem by a method having the features of claim 1 and a flue gas cleaning system having the features of claim 8.
Dabei ist eine wesentliche Entfernung eines Bestandteils als eine Minderung dieses Bestandteils von über 50 Gew.%, vorzugsweise über 90 Gew.%, besonders bevorzugt über 95 Gew.% gegenüber der Ausgangszusammensetzung zu verstehen.A substantial removal of a constituent is to be understood as a reduction of this constituent of more than 50% by weight, preferably over 90% by weight, particularly preferably over 95% by weight, compared to the starting composition.
Dabei wird der Reaktoreinheit im Vorreinigungsbetrieb ein Rauchgasstrom oder im Restreinigungsbetrieb ein vorgereinigter Rauchgasstroms, zugeführt.In this case, the reactor unit in Vorreinigungsbetrieb a flue gas stream or in the residual cleaning operation, a pre-cleaned flue gas stream supplied.
Der Wechsel des Betriebszustands vom Restreinigungsbetrieb in den Vorreinigungsbetrieb bewirkt eine effizientere Nutzung der Reaktoreinheit. Zudem können die jeweiligen Reaktoreinheiten der Rauchgasanlage in unterschiedlichen Bereichen des Schiffs angeordnet werden.The change of the operating state from the residual cleaning operation in the pre-cleaning operation causes a more efficient use of the reactor unit. In addition, the respective reactor units of the flue gas system can be arranged in different areas of the ship.
Da jede Reaktoreinheit einer Rauchgasanlage sowohl einen Schritt der Vorreinigung oder einen Schritt der Restreinigung ausführen kann, können bei einer Anordnung von mehreren Reaktoreinheiten die Reaktoreinheiten untereinander ausgetauscht werden.Since each reactor unit of a flue gas plant can perform both a pre-purification step or a residual purification step, the reactor units can be interchanged with an array of multiple reactor units.
Die Platzersparnis ist besonders bei Schiffen, Bohrinseln und dergleichen von Vorteil, da hier nur begrenzte Raumkapazitäten für eine Rauchgasreinigungsanlage zur Verfügung steht, so können Reaktoreinheiten beispielsweise an unterschiedlichen Stellen im Laderaum eines Schiffs montiert werden.The space savings is particularly advantageous for ships, oil rigs and the like, since only limited space capacities for a flue gas cleaning system is available, so reactor units can be mounted, for example, at different locations in the hold of a ship.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
Es ist von Vorteil, wenn die erste Reaktoreinheit in Abhängigkeit eines Verbrauchszustands des Sorptionsmaterials einer zweiten Reaktoreinheit, und/oder in Abhängigkeit eines Schwefelanteils und/oder Partikelanteils des Rauchgasstroms nach der Restreinigung vom Restreinigungsbetrieb in den Vorreinigungsbetrieb übergeht. Dadurch kann das Sorptionsmaterial effizient genutzt werden, wodurch sich die Einzelbetriebszeit der jeweiligen Reaktoreinheit erhöht.It is advantageous if the first reactor unit, depending on a consumption state of the sorbent material of a second reactor unit, and / or depending on a sulfur content and / or particulate fraction of the flue gas stream after the residual cleaning of the residual cleaning operation passes into the pre-cleaning operation. As a result, the sorption material can be used efficiently, which increases the individual operating time of the respective reactor unit.
Es ist von Vorteil, wenn nach dem Abschalten der ersten Reaktoreineinheit im Anschluss an das Durchlaufen des Vorreinigungsbetriebes, ein Austauschen des Sorptionsmaterials und/oder eines Reaktorgehäuses der ersten Reaktoreinheit, erfolgt, so dass die Reaktoreinheit bei Bedarf wieder im Restreinigungsbetrieb zugeschalten werden kann.It is advantageous if, after the first reactor unit has been switched off, after passing through the pre-cleaning operation, an exchange of the sorption material and / or a reactor housing of the first reactor unit takes place, so that the reactor unit can be switched on again in the residual cleaning operation as required.
Für eine materialsparende und störungsfreie Arbeitsweise der Rauchgasanlage ist es von Vorteil, wenn das Zuführen des Rauchgasstroms für die Vorreinigung in Abhängigkeit vom Schwefelgehalt und/oder der Temperatur des Rauchgases erfolgt. Sofern der Schwefelgehalt zu niedrig ist oder die Temperatur für eine effektive Entschwefelung nicht ausreicht, kann das Rauchgas auch direkt an die Umwelt abgegeben oder an eine Entstickungsanlage weitergeleitet werden.For a material-saving and trouble-free operation of the flue gas system, it is advantageous if the supply of the flue gas stream for the pre-cleaning in dependence on the sulfur content and / or the temperature of the flue gas. If the sulfur content is too low or the Temperature is not sufficient for effective desulfurization, the flue gas can also be delivered directly to the environment or forwarded to a denitrification.
Die aus der Rauchgasreinigungsanlage abgeführten Gase entsprechen den Anforderungen, welche durch die SECA-Richtlinien und dem MARPOL-Übereinkommen getroffen wurde.The gases discharged from the flue gas cleaning system meet the requirements set by the SECA Guidelines and the MARPOL Convention.
Das Verfahren kann ebenfalls auf Schiffsmotoren mit Turbolader, welche einen leichten Überdruck im Reaktor erzeugen, genutzt werden. Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für einen Vollstrom an vom Motor wegführenden Rauchgasen genutzt werden als auch nur für einen Teilstrom. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind fest installierte Landmaschinen, bei welchen Motore mit Schweröl- oder Dieselkraftstoff betrieben werden.The method can also be used on turbocharged marine engines which generate a slight overpressure in the reactor. In addition, the method according to the invention can be used both for a full flow of flue gases leading away from the engine and only for a partial flow. Other applications are permanently installed agricultural machinery, in which engines are operated with heavy oil or diesel fuel.
Erfindungsgemäß weist eine Rauchgasreinigungsanlage zumindest eine erste und eine zweite Reaktoreinheit auf. Die erste Reaktoreinheit umfasst zumindest ein Reaktorgehäuse, eine Zuleitung für Rauchgas, eine Ableitung für schwefelfreies Reingas und zudem eine Überleitung für vorgereinigtes Rauchgas.According to the invention, a flue gas purification system has at least one first and one second reactor unit. The first reactor unit comprises at least one reactor housing, a supply line for flue gas, a discharge for sulfur-free clean gas and also a transfer line for prepurified flue gas.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung kann die Reaktoreinheit modular sowohl im Vorreinigungsbetrieb als auch im Restreinigungsbetrieb gefahren werden. Sie kann als Modul gegen analog aufgebaute Reaktoreinheiten ausgetauscht werden.Due to this structural design, the reactor unit can be operated modular both in pre-cleaning operation and in the residual cleaning operation. It can be exchanged as a module against analogously constructed reactor units.
Das Sorptionsmaterial kann vorteilhafterweise als kontinuierlich oder diskontinuierlich fließendes oder als nichtfließendes Schüttschichtgranulat eingesetzt werden, wobei die Granulatkörner einen Durchmesser von 1–8 mm aufweisen können.The sorption material can advantageously be used as continuous or discontinuous flowing or non-flowing packed bed granules, wherein the granules can have a diameter of 1-8 mm.
Bei der Entschwefelung wird dabei vorteilhafterweise als Trockensorptionsmaterial ein kalziumcarbonathaltiges Granulat eingesetzt, welches bei Anlagerung, beispielsweise von Schwefeltrioxid, Gips ausbildet.In the case of desulfurization, a calcium carbonate-containing granulate is advantageously used as the dry sorption material, which forms gypsum on addition, for example of sulfur trioxide.
Bei der Entschwefelung wird dabei vorteilhafterweise als Trockensorptionsmaterial ein kalziumhydroxidhaltiges Granulat eingesetzt, welches saure Gase, wie beispielsweise HCl, vorteilhaft neutralisiert. Die Reinigung des Rauchgases von Stickoxiden durch Trockensorption kann vorteilhaft durch Harnstoffgranalien erfolgen, wobei NOx-Gase zu Stickstoff reduziert werden.During desulfurization, a calcium hydroxide-containing granulate is advantageously used as the dry sorption material, which advantageously neutralizes acid gases such as HCl. The purification of the flue gas of nitrogen oxides by dry sorption can advantageously be carried out by urea granules, whereby NO x gases are reduced to nitrogen.
Es ist von Vorteil, wenn die Rauchgasreinigungsanlage zumindest drei Reaktoreinheiten aufweist, von denen zumindest eine Reaktoreinheit im Vorreinigungszustand, eine Reaktoreinheit im Restreinigungszustand und eine Reaktoreinheit im Ruhezustand ist, so dass das Sorptionsmaterial der Reaktoreinheit im Ruhezustand ausgewechselt werden kann.It is advantageous if the flue gas purification system has at least three reactor units, of which at least one reactor unit in Vorreinigungszustand, a reactor unit in the residual purification state and a reactor unit in the idle state, so that the sorbent material of the reactor unit can be replaced in the idle state.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Zuleitung, Ableitung und die Überleitung einer Reaktoreinheit jeweils zumindest ein Regelorgan, vorzugsweise ein Ventil oder eine Klappe, aufweisen, so dass durch einfaches Sperren des Gasstroms einer der genannten Leitungen ein manuelles oder automatisiertes Umstellen des Betriebszustands erfolgen kann.It is furthermore advantageous if the supply line, discharge line and the transfer of a reactor unit each have at least one control element, preferably a valve or a flap, so that a manual or automated changeover of the operating state can take place by simply blocking the gas flow of one of said lines ,
Für eine vorteilhafte Entkopplung und den anschließenden Abtransport eines Reaktorgehäuses aus der Rauchgasreinigungsanlage ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Reaktorgehäuse und dem Regelorgan ein Verbindungsmittel angeordnet ist.For an advantageous decoupling and the subsequent removal of a reactor housing from the flue gas cleaning system, it is advantageous if a connecting means is arranged between the reactor housing and the control element.
Um für den zeitsparenden Austausch einzelner Reaktorgehäuse mit entsprechend verbrauchtem Sorptionsmaterial gegen frisches Sorptionsmaterial ist es von Vorteil, wenn die Rauchgasreinigungsanlage mehrere Reaktoreinheiten aufweist. Jede der Reaktoreinheiten weist dabei ein Reaktorgehäuse, eine Zuleitung für Rauchgas, eine Ableitung für schwefelfreies Reingas und zudem eine Überleitung für vorgereinigtes Rauchgas auf.In order to save time for the replacement of individual reactor housings with correspondingly consumed sorption material against fresh sorption material, it is advantageous if the flue gas purification system has a plurality of reactor units. Each of the reactor units has a reactor housing, a supply line for flue gas, a discharge for sulfur-free clean gas and also a transfer line for pre-cleaned flue gas.
Die Regulierung Zustrom- und/oder Abstrommenge an Rauchgas und damit auch des Gasdrucks kann vorteilhaft durch ein rauchgasseitig und/oder reingasseitig angeordnetes Regelorgan erfolgen. Dabei ist ein reingasseitig angeordnetes Regelorgan besonders bevorzugt, da die Gefahr eines Zusetzens durch Partikel im Rauchgas an dieser Stelle relativ gering ist.The regulation influx and / or Abstrommenge of flue gas and thus the gas pressure can advantageously be done by a flue gas side and / or clean gas side arranged control element. In this case, a control element arranged on the clean gas side is particularly preferred since the risk of clogging by particles in the flue gas at this point is relatively low.
Die Menge an Rauchgas in der Rauchgasreinigungsanlage kann vorteilhaft über eine Messblende zur Steuerung des Regelorgans gewährleistet werden.The amount of flue gas in the flue gas cleaning system can be advantageously ensured via a metering orifice for controlling the control element.
Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden drei Ausführungsvarianten von Rauchgasreinigungsanlagen näher beschrieben, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren umgesetzt wird. Es zeigt:Reference to the following drawings three variants of flue gas cleaning systems are described in more detail, with which the inventive method is implemented. It shows:
Die Leitung
Im Folgenden wird die erste Reaktoreinheit
Das Sorptionsmaterial
Die Reaktoreinheit
Die Überleitung
Die erste Reaktoreinheit
In der Reaktoreinheit
Zur Überwachung der Reaktionsbedingungen innerhalb der Reaktoreinheit
Die Rauchgasreinigungsanlage weist im vorliegenden Beispiel drei analog aufgebaute Reaktoreinheiten
Die Überleitungen
Zur Temperaturüberwachung des Rauchgases, welches in die Rauchgasreinigungsanlage eingeleitet wird und des gereinigten Abgases, welches aus der Rauchgasreinigungsanlage (also reingasseitig) austritt, sind Temperatursensoren
Zur Druckregulierung innerhalb der Rauchgasreinigungsanlage weist die Verbindungsleitung
Die Verbindungsleitung
Die Reaktionsprodukte im Abgas eines Dieselmotors sind von der Motorauslegung, der Motorleistung und auch von der Arbeitslast abhängig. Da die Reaktivität des Sorptionsmaterials
Alternativ zu der zuvor genannten Ausführungsvariante, in der die Reaktoreinheiten als Schüttschicht-Absorber ausgebildet sind, können die Reaktoreinheiten besonders vorteilhaft auch ohne Zuleitungen
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wärmetauscher in der Rauschgasreinigungsanlage integriert, um die Wärmeenergie des Rauchgases effizient zu nutzen. Besonders bevorzugt ist der Wärmetauscher im Inneren der Reaktoreinheiten angeordnet, wobei die Wärmemenge je nach Motortyp variiert, so dass die Wärmeenergie beispielsweise zum Verflüssigen des Dieseltreibstoffs genutzt werden kann. Die effektiv gewonnene bzw. genutzte Wärmeenergie liegt dabei zwischen 50–300 kW je MW des Motors.In a further advantageous embodiment, a heat exchanger is integrated in the Rauschgasreinigungsanlage to efficiently use the heat energy of the flue gas. Particularly preferably, the heat exchanger is arranged in the interior of the reactor units, wherein the amount of heat varies depending on the engine type, so that the heat energy can be used for example for liquefying the diesel fuel. The heat energy actually gained or used is between 50 and 300 kW per MW of the engine.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rauchgasreinigungsverfahrens näher beschrieben.In the following, an exemplary embodiment of a flue gas purification process according to the invention will be described in more detail.
Ein durch einen Verbrennungsprozess entstandenes Rauchgas wird über die Leitung
Die erste Reaktoreinheit befindet sich im Vorreinigungsbetrieb. Das heißt:
Im Vorreinigungsbetrieb erfolgt eine Partikelfilterung. Hierbei setzen sich flüssige und feste Partikel, wie z. B. Russpartikel und unverbrannte Kohlenwasserstoffe auf der Oberfläche von Granulatteilchen ab, welche für eine Trockensorption von Schwefelverbindungen nicht mehr oder lediglich nur noch in geringem Maße zur Verfügung stehen.The first reactor unit is in pre-cleaning operation. This means:
In the pre-cleaning operation, particle filtration takes place. Here are liquid and solid particles, such as. B. soot particles and unburned hydrocarbons on the surface of granules from which are no longer or only to a small extent available for a dry sorption of sulfur compounds.
Sofern sich eine Reaktoreinheit
Dabei erfolgt eine Anlagerung oder, bei porösen Materialien, eine Einlagerung von festen und flüssigen Bestandteilen des Rauchgases an den Granulatkörnern des Sorptionsmaterials.In this case, an addition or, in the case of porous materials, an incorporation of solid and liquid constituents of the flue gas takes place on the granules of the sorption material.
Nachdem das Rauchgas das Sorptionsmaterial
Die zweite Reaktoreinheit
Im Restreinigungsbetrieb erfolgt eine Entschwefelung des Rauchgases. Dabei erfolgt am Sorptionsmaterial die Trockensorption des schwefelhaltigen Rauchgases an Granulatkörnern.The
In the residual cleaning operation desulfurization of the flue gas takes place. The sorption material is subjected to the dry sorption of the sulfur-containing flue gas to granules.
Das Sorptionsmaterial
Sofern sich die zweite Reaktoreinheit
Da es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Schüttschicht-Absorber handelt, ist ebenfalls das Regelorgan
Das vorgereinigte, annähernd partikelfreie Rauchgas wird durch die Überleitung
Das partikelfreie schwefelhaltige Rauchgas wird bei der Variante des Schüttschichtabsorbers in
Nach Durchlauf des Vorreinigungsbetriebs und des Restreinigungsbetriebs erhält man ein schwefelarmes Reingas. In diesem Gas können allerdings noch Schadstoffe enthalten sein, welche vorteilhaft durch zusätzliche reingasseitig in der Rauchgasreinigungsanlage, also nach den Reaktoreinheiten als Einheiten zur Nachreinigung integriert sein können. So kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Denitrifikationsanlage (DENOX-Anlage) zur Rauchgasentstickung zwischen den Reaktoreinheiten und dem Schornstein angeordnet sein.After passing through the pre-cleaning operation and the residual cleaning operation, a low-sulfur clean gas is obtained. In this gas, however, pollutants may still be included, which can be advantageously integrated by additional clean gas side in the flue gas cleaning plant, so after the reactor units as units for post-purification. Thus, in the present exemplary embodiment, a denitrification plant (DENOX plant) for flue gas denitrification can be arranged between the reactor units and the chimney.
Besonders bevorzugt wird für die Trockensorption des schwefelhaltigen Rauchgases kalk- und/oder kalkhydrathaltiges Granulat verwendet. Während der Verbrennung entsteht Schwefel und schwefelhaltige Oxide (Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid), welche während der Überleitung über Kalziumcarbonat in Kalziumsulfate (Gips), Sulfite und weitere schwefelhaltige Oxidationsverbindungen (Thiosulfate) u. dgl. umgewandelt werden.Particularly preferred for the dry sorption of the sulfur-containing flue gas lime and / or kalkhydrathaltiges granules is used. During combustion, sulfur and sulfur-containing oxides (sulfur dioxide and sulfur trioxide), which during the transfer of calcium carbonate in calcium sulfates (gypsum), sulfites and other sulfur-containing oxidation compounds (thiosulfates) u. Like. Be converted.
Das Sorptionsmaterial kann dabei weitere Zuschlagstoffe enthalten, wie beispielsweise Kalziumhydroxid, Kalziumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumdioxid, Eisenoxid und Aluminiumoxid. Dabei bewirkt beispielsweise Kalziumhydroxid eine zusätzliche Neutralisierung bei Sorption von sauren Gasbestandteilen wie HCl und HF zusätzlich zu den Schwefeloxiden. Fe2O3 und Al2O3 können zudem eine katalytische Nachverbrennung von Rauchgasbestandteilen ermöglichen. Die Sorption und die Neutralisierung kann durch Hydratanteile weiter erhöht werden.The sorbent material may contain further additives, such as calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium oxide, silicon dioxide, iron oxide and aluminum oxide. For example, calcium hydroxide causes additional neutralization upon sorption of acidic gas constituents such as HCl and HF in addition to the sulfur oxides. Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 can also allow a catalytic post-combustion of flue gas constituents. The sorption and the neutralization can be further increased by Hydratanteile.
Das Sorptionsmaterial kann beispielsweise auch Kalksteinsplit aufweisen, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus dem Vorratsreservoir vertikal zur Reaktoreinheit an den waagerecht angeordneten Zwischenböden Z vorbei durchrieselt.The sorption material may, for example, also comprise limestone split which, in the present exemplary embodiment, trickles from the supply reservoir vertically to the reactor unit past the horizontally arranged intermediate floors Z.
Zum Entfernen von Stickoxiden aus dem Rauchgas durch Trockensorption können Harnstoffgranalien genutzt werden. Harnstoffgranalien sind vorzugsweise mit Harnstoff-dotierte Kalkkörner, es können aber auch andere saugfähige wärmeresistente Materialien als Trägermaterialien verwendet werden, die mit Harnstoff dotiert sind.To remove nitrogen oxides from the flue gas by dry sorption urea granules can be used. Urea granules are preferably with urea-doped lime grains, but other absorbent heat-resistant materials may be used as support materials doped with urea.
Eine weitere zusätzliche oder alternative Möglichkeit zur Beseitigung von Stickoxiden ist der Zusatz von Platin/Keramik-Verbindungen zum Sorptionsmaterial.Another additional or alternative way to eliminate nitrogen oxides is the addition of platinum / ceramic compounds to the sorbent material.
Werden Harnstoffgranalien als ein Bestandteil des Sorptionsmaterial verwendet, so kann in den Bauteilen, beispielsweise in Kaskadenblöcken, in Kaskadenblechen und/oder in Sammelhauben der erfindungsgemäßen Reaktoren ein Katalysator integriert werden, um eine Entstickung bei den schiffstypischen Abgastemperaturen von etwa 150–200°C zu ermöglichen. Die Katalyse kann beispielsweise auch in einer Schüttschicht aus Katalysatorgranulat erfolgen.If urea granules are used as a constituent of the sorption material, a catalyst can be integrated in the components, for example in cascade blocks, in cascade sheets and / or in collecting hoods of the reactors according to the invention, in order to enable denitrification at the typical exhaust gas temperatures of about 150-200 ° C. , The catalysis can also be carried out, for example, in a packed bed of catalyst granules.
Durch die Integration eines solchen Katalysators kann der Platz für eine Denitrifikationsanlage (DENOX-Anlage) zur Rauchgasentstickung auf Schiffen und auch auf Landanlagen vorteilhaft eingespart werden.The integration of such a catalyst can advantageously save the space for a denitrification plant (DENOX plant) for flue gas denitration on ships and also on land-based facilities.
Das Sorptionsmaterial ist dabei nicht auf diese Zuschlagstoffe begrenzt und kann durch weitere Zuschlagstoffe ergänzt werden.The sorption material is not limited to these additives and can be supplemented by other additives.
In
Sofern dies der Fall ist sind alle Regelorgane
Jede der Reaktoreinheiten
Wenn das Sorptionsmaterial
Dies hat besondere Vorteile beispielsweise für die Beladezeit von Schiffen, wo eine Entleerung des betreffenden Reaktors teilweise zu zeitaufwendig ist. Gleichzeitig kann das Entladen des Sorptionsmaterials erst an der Recycling-Station erfolgen, so dass ein Ausgasen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, die sich am Sorptionsmaterial angelagert haben, vorteilhaft verhindert wird.This has particular advantages, for example, for the loading time of ships, where emptying of the reactor in question is sometimes too time-consuming. At the same time, the unloading of the sorption material can take place only at the recycling station, so that outgassing of unburned Hydrocarbons, which have attached to the sorbent, is advantageously prevented.
Die Austragung des Granulats bei einem Schüttschicht-Absorber als Reaktoreinheit erfolgt kontinuierlich oder diskontinuierlich. Eine Schältrommel steigert dabei die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Das anfallende Reaktionsprodukt kann anschließend durch eine Mühle aufgearbeitet werden und verhindert so eine Stauung des Reaktionsprodukts an der Ausgabeklappe am Boden des Reaktors.The discharge of the granules in a packed bed absorber as a reactor unit is carried out continuously or discontinuously. A skiving drum increases the cost-effectiveness of the system. The resulting reaction product can then be worked up by a mill, thus preventing stagnation of the reaction product at the output flap at the bottom of the reactor.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Ausführungsbeispiels der
Diese Anlage weist ebenfalls drei Reaktoreinheiten
Diese Ausführungsvariante einer Rauchgasanlage hat gegenüber der Ausführungsvariante der
Des Weiteren erfolgt eine noch effizientere Nutzung des Sorptionsmaterials, da sämtliches Sorptionsmaterial nach Umschalten des Betriebszustands einer Reaktoreinheit vom Restreinigungsbetrieb auf den Vorreinigungsbetrieb als Partikelfiltermaterial genutzt wird, wohingegen in
Im Folgenden wird die Reinigung von Rauchgas für den Fall beschrieben, dass sich die Reaktoreinheit
Sofern nichts abweichendes beschrieben wird, entsprechen die Zustände der einzelnen Regelorgane und Leitungen der Reaktoreinheiten
In
Die Leitung
Die erste Reaktoreinheit
Dieses Sorptionsmaterial
Die erste Reaktoreinheit
In der zweiten Reaktoreinheit
Das schwefelfreie Reingas wird schließlich über eine Verbindungsleitung
Eine dritte Reaktoreinheit
Dabei kann ein Reaktorgehäuse der Reaktionseinheit
Auch mitunter sehr lange Abkühlphasen des Sorptionsmaterials
Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Motors
Während der Hauptstrom des Rauchgases des Motors
Die Messblende
Diese Anlage unterscheidet sich von der Anlage in
Ein Regelorgan
Während der Hauptstrom des Rauchgases des Motors
Bei allen vorgenannten Ausführungsvarianten weist die Rauchgasreinigungsanlage stets drei Reaktoreinheiten auf. Die Anzahl der Reaktoreinheiten ist allerdings nicht auf drei beschränkt. Jede der einzelnen Reaktoreinheiten ist entweder im Vorreinigungsbetrieb, im Restreinigungsbetrieb oder im Ruhezustand.In all the aforementioned embodiments, the flue gas cleaning system always has three reactor units. However, the number of reactor units is not limited to three. Each of the individual reactor units is either in the pre-cleaning mode, in the residual cleaning mode or in the idle state.
Durch eine konstruktive Ausgestaltung der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann eine Reduzierung von Abluftgeräusche erfolgen. An Dieselmotoren, insbesondere auf Schiffen, sind abgasseitig Schalldämpfer vorgesehen. Diese reduzieren in Abhängigkeit von der Größe des Dieselmotors den Schallpegel. Diese Reduzierung der Abluftgeräusche kann durch eine Absorptionsschalldämpfung des Sorptionsmaterials erfolgen, wobei u. a. die Isolierung des Reaktors und/oder die Masse und Körnung des Sorptionsmaterials, beispielsweise des Kieselsteinsplitts, derart bestimmt werden kann, dass die zusätzlichen Schalldämpfer entfallen oder zumindest wesentlich verkleinert werden können. Somit erfolgt vorteilhaft eine Erniedrigung des Geräuschpegels zumindest auf einen Wert unter 45 dB bei 100 m. Dies führt wiederum zu einer apparativen Vereinfachung der Schüttschichtanlage und zu einer Platzeinsparung, was insbesondere auf Schiffen ein entscheidendes Kriterium ist.By a structural design of the described embodiments, a reduction of exhaust noise can take place. On diesel engines, especially on ships, exhaust silencers are provided. These reduce the sound level depending on the size of the diesel engine. This reduction of the exhaust noise can be done by an absorption sound attenuation of the sorbent, wherein u. a. the insulation of the reactor and / or the mass and grain size of the sorbent material, for example the pebble stone, can be determined such that the additional mufflers can be dispensed with or at least substantially reduced in size. Thus, advantageously, a reduction of the noise level takes place at least to a value below 45 dB at 100 m. This in turn leads to an apparatus simplification of the bulk shift system and to a space saving, which is a crucial criterion, especially on ships.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Motorengine
- 22
- Leitungmanagement
- 3a3a
- Regelorganregulating element
- 3b3b
- Regelorganregulating element
- 3c3c
- Regelorganregulating element
- 4a4a
- Zuleitungsupply
- 4b4b
- Zuleitungsupply
- 4c4c
- Zuleitungsupply
- 5a5a
- Reaktoreinheitreactor unit
- 5b5b
- Reaktoreinheitreactor unit
- 5c5c
- Reaktoreinheitreactor unit
- 9a9a
- Regelorganregulating element
- 9b9b
- Austragdischarge
- 10b10b
- Regelorganregulating element
- 10c10c
- Regelorganregulating element
- 11a11a
- Überleitungreconciliation
- 11b11b
- Überleitungreconciliation
- 12a12a
- Regelorganregulating element
- 12b12b
- Regelorganregulating element
- 12c12c
- Regelorganregulating element
- 13a13a
- Ableitungderivation
- 13b13b
- Ableitungderivation
- 14a14a
- Regelorganregulating element
- 14b14b
- Regelorganregulating element
- 14c14c
- Regelorganregulating element
- 1616
- Verbindungselementconnecting element
- 1717
- Verbindungsleitungconnecting line
- 2121
- Regelorganregulating element
- 2222
- Schornsteinchimney
- 23a23a
- Sorptionsmaterialsorption
- 23b23b
- Sorptionsmaterialsorption
- 23c23c
- Sorptionsmaterialsorption
- 3131
- Motorengine
- 3232
- Leitungmanagement
- 33a33a
- Regelorganregulating element
- 33b33b
- Regelorganregulating element
- 33c33c
- Regelorganregulating element
- 34a34a
- Zuleitungsupply
- 34b34b
- Zuleitungsupply
- 34c34c
- Zuleitungsupply
- 35a35a
- Reaktoreinheitreactor unit
- 35b35b
- Reaktoreinheitreactor unit
- 35c35c
- Reaktoreinheitreactor unit
- 41a41a
- Überleitungreconciliation
- 42a42a
- Regelorganregulating element
- 42b42b
- Regelorganregulating element
- 42c42c
- Regelorganregulating element
- 43a43a
- Ableitungderivation
- 43b43b
- Ableitungderivation
- 43c43c
- Ableitungderivation
- 44a44a
- Regelorganregulating element
- 44b44b
- Regelorganregulating element
- 44c44c
- Regelorganregulating element
- 4646
- Verbindungsleitungconnecting line
- 4747
- Verbindungsleitungconnecting line
- 5050
- Regelorganregulating element
- 5151
- Messblendeorifice
- 5252
- Leitungmanagement
- 5353
- Leitungmanagement
- 53a53a
- Sorptionsmaterialsorption
- 53b53b
- Sorptionsmaterialsorption
- 53c53c
- Sorptionsmaterialsorption
- 5454
- Leitungmanagement
- 5555
- Turboladerturbocharger
- 5656
- Leitungmanagement
- 5757
- Leitungmanagement
- 6161
- Motorengine
- 6262
- Leitungmanagement
- 63a63a
- Regelorganregulating element
- 63b63b
- Regelorganregulating element
- 63c63c
- Regelorganregulating element
- 65a65a
- Reaktoreinheitreactor unit
- 65b65b
- Reaktoreinheitreactor unit
- 65c65c
- Reaktoreinheitreactor unit
- 71a71a
- Überleitungreconciliation
- 71b71b
- Überleitungreconciliation
- 71c71c
- Überleitungreconciliation
- 72a72a
- Regelorganregulating element
- 72b72b
- Regelorganregulating element
- 72c72c
- Regelorganregulating element
- 73a73a
- Ableitungderivation
- 73b73b
- Ableitungderivation
- 73c73c
- Ableitungderivation
- 74a74a
- Regelorganregulating element
- 74b74b
- Regelorganregulating element
- 74c74c
- Regelorganregulating element
- 7979
- Verbindungselement/-leitungConnecting member / guide
- 8080
- Regelorganregulating element
- 8181
- Messblendeorifice
- 8282
- Leitungmanagement
- 8383
- Leitungmanagement
- 8484
- Leitungmanagement
- 8585
- Turboladerturbocharger
- 8686
- Leitungmanagement
- 8787
- Leitungmanagement
- 88a88a
- Sorptionsmaterialsorption
- 88b88b
- Sorptionsmaterialsorption
- 88c88c
- Sorptionsmaterialsorption
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe, kurz Marpol, 1997 eine Zusatzanlage 6 [0003] International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, Marpol, 1997 an additional installation 6 [0003]
Claims (17)
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