DE60021490T2

DE60021490T2 - Verfahren und System zur Gasgemischvorbereitung

Info

Publication number: DE60021490T2
Application number: DE60021490T
Authority: DE
Inventors: Herbert Zeretzke
Original assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: US6301890B1; ATE300670T1; EP1077317A2; DE60021490D1; EP1077317B1; EP1077317A3; DE19939289C1

Description

Technisches Sachgebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Gasmischungssystem eines Verbrennungsmotors und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Vorbereitung von Gasgemischen für die Verbrennung, die Reduzierung unerwünschter Emissionen während der Verbrennung und die Behandlung und Reinigung der entstehenden Abgasmischungen.
Stand der Technik
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader zu versehen, um den Luftdruck und die Maschinenleistung zu erhöhen. Solche Maschinen haben gewöhnlich ein Brennstoffsystem, das den Kraftstoff einspritzt oder anderweitig zur einer Vermischung mit der aufgeladenen Luft bringt und das einer Brennkammer (oder mehreren Brennkammern) des Verbrennungsmotors ein Gasgemisch zur Verfügung stellt. Die Verbrennung des Gasgemisches in der Brennkammer (den Brennkammern) unter Druckzündung ergibt im allgemeinen eine gute Verbrennung und eine verhältnismäßig saubere Abgasmischung. Jedoch werden mit strengeren Regierungsregelungen zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um noch sauberere Abgasmischungen mit verringerten Emissionen an Kohlendioxyd, Stickoxiden, Schwefeldioxid, Partikeln und Rußemissionen zu erreichen.
Es wurde versucht, die Menge an unerwünschten Bestandteilen in den Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors zu reduzieren. Ein System, das allgemein verwendet wird, führt einen Teil der von der Brennkammer nach der Verbrennung emittierten Abgasmischung in die Brennkammer zurück, wo diese mit dem zu verbrennenden Gasgemisch vermischt wird. Ein solches System ist erfolgreich bei der teilweisen Reduzierung der Stickoxide in der Abgasmischung. Jedoch kann bei strengeren Regelungen eine zusätzliche Behandlung des Abgases erforderlich werden.
Katalytische Abgas-Konverter wurden über viele Jahre in Abgasanlagen benutzt. Solche Konverter arbeiteten zufriedenstellend in der Entfernung eines größeren Anteils an Stickoxiden. Katalytische Konverter entfernen jedoch nicht zufriedenstellend Schwefeldioxid sofern Kraftstoff, der einen hohen Schwefelgehalt aufweist, benutzt wird. Infolgedessen erhöhen sich die Betriebskosten eines Verbrennungsmotors, wenn Kraftstoffe mit niedrigen Schwefelgehalten erforderlich werden. Schließlich benötigt der katalytische Abgas-Konverter Energie und Reaktionssubstanzen, wie z.B. Harnstoff, was zu hohen Betriebskosten führt.
Bei Anwendungen in Schiften gelten in den meisten Regionen der Welt strenge Beschränkungen in Bezug auf Ruß- und Partikelemissionen des Verbrennungsmotors. Schritte zur Reduzierung der Emissionen an Stickoxiden können zu einer Zunahme der Rußemissionen des Verbrennungsmotors führen. Ebenso können bestimmte Schiffsmanöver zu einer Verschlechterung der Verbrennungsbedingungen in der Brennkammer des Verbrennungsmotors (ein zu fettes Luft/Kraftstoff-Gemisch) führen. Es gibt keine zufriedenstellende Lösung für dieses Problem.
Elektrische Generatoren, die von einer Abgasturbine angetrieben werden, werden gelegentlich benutzt, um die verbleibende mechanische Leistungsfähigkeit der Abgasmischung auszunutzen. Der von der Abgasturbine angetriebene Generator ist getrennt von und zusätzlich zu der Abgasturbine des Turboladers vorgesehen und erhält die Abgasmischung nach der Abgasturbine des Turboladers. Ein separater, von der Abgasturbine angetriebener elektrischer Generator wie dieser hat aufgrund des niedrigen verwendbaren Druckabfalls der Abgasmischung eine niedrige Effizienz und trägt zusätzliche zu den Kosten und zur Komplexität bei.
Getrennte elektrische Generatoranordnungen mit einer Dampfturbine werden allgemein in Verbindung mit Dieselmotoren benutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. In solchen Anordnungen ist ein Kondensator erforderlich, um Wärme ungenutzt an das Meerwasser oder in einem Kühlturm abzuführen. Die Effizienz dieser Kombination ist jedoch wegen der hohen Kosten und eines unerwünschten Kondensationsverlustes gering.
Verbrennungsmotoren gemäß dem Stand der Technik haben eine hohe Rate an Turboaufladung, die zu einer verringerten Übergangsfunktionsfähigkeit führt. Infolgedessen ist der Turbolader nicht in der Lage, genügend Energie in einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum zu liefern.
Die vorliegende Erfindung soll eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme zu überwinden helfen.
Beschreibung der Erfindung
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Gasmischungen für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfaßt die Abgabe einer Abgasmischung aus Verbrennungsgasen, Luft und Feuchtigkeit von einer Brennkammer des Verbrennungsmotors an eine Abgasturbine, von der Abgasturbine zu einem Abgaskessel und vom Abgaskessel zu einem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher. Die Abgabe von Dampf von einem Dampferzeuger an den Abgaskessel und die Erhöhung des Energieniveaus des Dampfes im Abgaskessel durch die Erhöhung der Temperatur und des Drucks des Dampfes. Die Abgabe von Dampf auf diesem erhöhten Energieniveau vom Abgaskessel an eine Dampfturbine und die Expansion des Dampfes. Die Abgabe des expandierten Dampfes an einen Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher, der Wasser enthält, das Vermischen des expandierten Dampfes mit der Abgasmischung, die Kondensation des expandierten Dampfes zu Wasser und das Belüften des Wassers. Das Reinigen der Abgasmischung durch das Überführen der unerwünschten Substanzen in der Abgasmischung in das belüftete Wasser.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gasgemisch-Aufbereitungssystem für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt. Das Gasgemisch-Aufbereitungssystem umfaßt ein Abgasrohr, das in fluidleitender Verbindung mit einem Brennkammerauslaß des Verbrennungsmotors steht. Das Abgasrohr leitet eine Abgasmischung von der Brennkammer zu einer Abgasturbine, die in fluidleitender Verbindung mit dem Abgasrohr steht, und die Abgasturbine dreht sich aufgrund des Einleitens der Abgasmischung. Das Abgasrohr leitet eine Abgasmischung weiterhin zu einem Abgaskessel, der in fluidleitender Verbindung mit dem Abgasrohr steht. Der Abgaskessel nimmt die Abgasmischung, die von der Abgasturbine weitergeleitet wird, auf. Ein Dampferzeuger steht in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel und liefert Dampf an den Abgaskessel. Der Abgaskessel nimmt den Dampf auf und erhöht das Energieniveau des Dampfes, indem er die Temperatur und den Druck des Dampfes erhöht. Der Abgaskessel steht in fluidleitender Verbindung mit einem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher, der eine Wasserbelüftungsanlage umfaßt und der Wasser enthält. Der Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher ist derart ausgebildet, daß er die Abgasmischung aufnimmt, die vom Abgaskessel weitergeleitet wird. Eine Dampfturbine steht in fluidleitender Verbindung mit einem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher. Die Dampfturbine ist über eine gemeinsame Welle mit der Abgasturbine verbunden. Die Dampfturbine und die Abgasturbine sind gemeinsam drehbar. Die Dampfturbine nimmt den Dampf auf dem erhöhten Energieniveau auf und wird dadurch in Rotation versetzt. Die Dampfturbine expandiert den Dampf und liefert den expandierten Dampf an den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher. Der Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher durchmischt den expandierten Dampf mit der Abgasmischung, kondensiert den expandierten Dampf zu Wasser, belüftet das Wasser, um belüftetes Wasser zu erzeugen, reinigt die Abgasmischung, indem er unerwünschte Substanzen in der Abgasmischung in das belüftete, mit Kohlensäure versetzte Wasser überführt und trocknet die gereinigte Abgasmischung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise eine Ausführungsform eines Gasgemisch-Aufbereitungssystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 ist ein Diagramm, das auf schematische Weise eine andere Ausführungsform eines Gasgemisch-Aufbereitungssystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Unter Bezug auf die Zeichnungen, 1 und 2, ist ein Gasgemisch-Aufbereitungssystem 10 gezeigt, das mit einem Verbrennungsmotor 12 und insbesondere einem Dieselmotor verbunden ist.
Der Verbrennungsmotor hat einen Brennkammereinlaß 14, z.B. ein Einlaßverteilerrohr, das mit wenigstens einer Brennkammer (nicht gezeigt) verbunden ist, und einen Brennkammerauslaß 16, z.B. ein Auslaßverteilerrohr, das mit wenigstens einer Brennkammer verbunden ist, wobei dies alles auf herkömmliche Weise ausgeführt ist. Der Brennkammereinlaß 14 nimmt verschiedene Fluide in flüssigem und gasförmigem Zustand auf, um die Verbrennung in der Brennkammer zu unterstützen, und der Brennkammerauslaß 16 führt eine Abgasmischung aus Verbrennungsgasen, Luft und Feuchtigkeit von der Brennkammer ab.
Ein Abgasrohr 18 ist verbunden mit und zwischen dem Brennkammerauslaß 16 und einer Abgasturbine 20 angeordnet und leitet die Abgasmischung vom Brennkammerauslaß 16 zur Abgasturbine 20. Die Abgasturbine ist an einer gemeinsamen Welle 22 angeordnet und dreht die gemeinsame Welle 22 bei Beaufschlagung durch die Abgasmischung.
Ein Abgaskessel 24 ist über das Abgasrohr 18 an die Abgasturbine 20 angeschlossen und nimmt die Abgasmischung auf, die von der Abgasturbine 20 durch das Abgasrohr 18 geleitet wird. Energie aus der aufgeheizten Abgasmischung wird im Abgaskessel 24 für Heizungszwecke verwendet. Dieses wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Ein Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 ist mit dem Abgasrohr 18 verbunden und nimmt die Abgasmischung auf, die vom Abgaskessel 24 durch das Abgasrohr 18 geleitet wird. Der Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 weist eine Wasserbelüftungsanlage 28 auf. Die Abgasmischung, die durch die Wasserbelüftungsanlage 28 hindurch geleitet wird, bewirkt die Bildung von Luftblasen im Wasser, das sich im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 befindet. Die Luftblasen nehmen unerwünschte Substanzen aus der Abgasmischung auf, transferieren sie in das Wasser und trocknen und kühlen außerdem die gereinigte Abgasmischung. Der Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 besitzt außerdem einen Kondensator 30.
Ein Filter 32 ist mit dem Abgasrohr 18 verbunden und nimmt Wärme aus der der gereinigten Abgasmischung des Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauschers 26 auf, die abgekühlt und getrocknet ist. Der Filter 32 besitzt ein Filterelement 34, das das extrem verunreinigte Wasser, das im Gasgemisch-Aufbereitungssystem 10 erzeugt wird, filtert, er entfernt unerwünschte Substanzen aus dem extrem verunreinigten Wasser, das an der Quelle separiert wird und führt gefiltertes Wasser von dort her. Der Filter 32 kann einen Trockner mit einschließen, der Wärmeenergie aus dem Abgas dazu verwendet, um das Filterelement 34 zu trocknen und um die unerwünschten herausgefilterten Substanzen vom Filterelement zu separieren.
Ein Dampferzeuger 38 steht in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel 24 und liefert durch ein dampfführendes Rohr 40 Dampf an den Abgaskessel. Der Abgaskessel 24 nimmt den Dampf vom dampfführenden Rohr 40 auf und erhöht das Energieniveau des Dampfs, indem er die Temperatur und den Druck des Dampfs erhöht.
Eine Dampfturbine 42 ist über die gemeinsame Welle 22 mit der Abgasturbine 20 verbunden und dreht sich zusammen mit der Abgasturbine 20. Die Dampfturbine 42 ist durch ein Rohr 44 in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel 24 verbunden und ist durch ein Rohr 46 in fluidleitender Verbindung mit dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 verbunden. Die Dampfturbine 42 nimmt den Dampf auf dem erhöhten Energieniveau vom Abgaskessel 24 auf und dreht sich infolge dieser Beaufschlagung. Die Dampfturbine 42 expandiert den Dampf und liefert den expandierten Dampf über das Rohr 46 an den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26. Der expandierte Dampf wird im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 mit der Abgasmischung und dem Dampf vermischt, die im Wasser kondensiert sind.
Ein Frischwassererzeuger 48 ist über eine Frischwasserleitung 50 mit dem Dampferzeuger 38 verbunden. Die Frischwasserleitung liefert sauberes Wasser vom Frischwassererzeuger 48 an den Dampferzeuger 38. Der Dampferzeuger 38 produziert Dampf aus dem sauberen Wasser, der durch das dampfführende Rohr 40 geleitet wird.
Ein Verdampfer 52 herkömmlicher Art wird ist über ein Rohr 54 in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel 24 verbunden. Das Rohr 54 liefert ein zweites Fluid mit einen einem niedrigeren Siedepunkt als Wasser in gasförmigem Zustand an den Abgaskessel 24. Eine erste flüssigkeitsführende Rohrleitung 56 ist mit einem Vorratsbehälter 58 für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren 58, z.B. ein Maschinenschmiersystem, und mit dem Verdampfer 52 verbunden. Die erste flüssigkeitsführende Rohrleitung 56 liefert eine Flüssigkeit für einen Verbrennungsmotor in einem erhitzten Zustand an den Verdampfer 52 und stellt dabei eine Menge an Wärmeenergie zur Verfügung, die ausreicht, um die zweite Flüssigkeitsmischung über den Siedepunkt hinaus zu erhitzen und so die zweite Flüssigkeitsmischung in einen gasförmigen Zustand zu überführen. Eine zweite flüssigkeitsführende Rohrleitung 60 ist mit dem Verdampfer 52 und dem Vorratsbehälter 58 für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren verbunden. Die zweite flüssigkeitsführende Rohrleitung 56 liefert Flüssigkeit für einen Verbrennungsmotor in einem gekühlten Zustand an den Vorratsbehälter 58 für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren.
Eine Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 ist mit der gemeinsamen Welle 22 verbunden und ist mit der Abgasturbine 20 und der Dampfturbine 42 drehbar. Die Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 ist über ein Rohr 64 in fluidleitender Verbindung mit dem Gasdampfkessel 24 und über ein Rohr 66 mit dem Dampferzeuger 38 verbunden. Der Gasdampfkessel 24 heizt die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand auf ein höheres Energieniveau auf und liefert die zweite Flüssigkeitsmischung an die Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62. Die Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 bringt einen Teil der zweiten, auf erhöhtem Energieniveau befindlichen Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand in Form von mechanischer Energie auf die gemeinsame Welle und gibt die zweite Flüssigkeitsmischung auf einem niedrigeren Energieniveau in gasförmigem Zustand an den Dampferzeuger 38 ab.
Eine erste Rohrleitung 68 für das flüssige Gemisch ist zwischen dem Dampferzeuger 38 und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 angeordnet. Die erste flüssigkeitsführende Rohrleitung 68 transportiert ein erstes flüssiges Gemisch, das eine vorgegebene Konzentration an Wasser und einer Flüssigkeitsmischung mit einem niedrigeren Siedepunkt als Wasser aufweist, zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26. Das erste flüssige Gemisch wird durch die Abgasmischung und den expandierten Dampf aufgeheizt und kondensiert im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26. Diese Aufheizung und das Kondensieren erzeugen ein zweites flüssiges Gemisch mit einer niedrigeren Konzentration an Flüssigkeitsmischung, indem sie die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand austreiben. Das Flüssigkeitsmischung und das zweite flüssige Gemisch ist vorzugsweise Ammoniak, obwohl auch andere Fluide, die einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser haben, verwendet werden können.
Eine zweite Rohrleitung 70 für das flüssige Gemisch ist zwischen dem Dampferzeuger 38 und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 angeordnet. Die zweite Rohrleitung 70 für das besagte flüssige Gemisch liefert das zweite flüssige Gemisch, das eine niedrigere Konzentration an Flüssigkeitsmischung hat, an den Dampferzeuger 38. Der Dampferzeuger 38 vermischt das zweite flüssige Gemisch mit der zweiten Flüssigkeitsmischung, die über das Rohr 66 im gasförmigen Zustand geliefert wird, absorbiert die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand durch das zweite flüssige Gemisch, erzeugt Reaktionswärme und führt den Zustand des sauberen erhitzten Wassers in Dampf über, der über das dampfführende Rohr 40 an den Abgaskessel 24 geliefert wird.
Ein Kondensator 72 ist über das Rohr 74 in fluidleitender Verbindung mit dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 verbunden. Der Kondensator 72 nimmt die zweite Flüssigkeitsmischung auf, die ihm im gasförmigen Zustand über das Rohr 74 vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 zugeführt wird, und wandelt die zweite Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand um und leitet die zweite Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand durch das Rohr 75 zum Verdampfer 52. Ein Kompressor 76 ist mit der gemeinsamen Welle 22 verbunden und mit der gemeinsamen Welle 22 drehbar. Ein Kompressoreinlaßrohr 78 ist in fluidleitender Verbindung mit dem Kompressor 76 verbunden und ein Kompressorauslaßrohr 80 steht fluidleitender Verbindung mit dem Brennkammereinlaß 14. Ein Abgasrückführungsrohr 82 ist mit dem besagten Abgasrohr 18 und mit dem Kompressoreinlaßrohr 78 verbunden. Ein Umgebungsluftrohr 84 ist mit dem Kompressoreinlaßrohr 78 verbunden und ist offen, um Umgebungsluft aufzunehmen. Der Kompressor 76 erhält vom Kompressoreinlaßrohr 78 eine Aufladungsgasmischung aus wenigstens einem Teil der gekühlten, getrockneten und gereinigten Abgasmischung vom Abgasrückführungsrohr 82 und die Umgebungsluft über das Umgebungsluftrohr 84. Der Kompressor 76 erhöht den Druck der Aufladungsgasmischung und gibt durch den Kompressorauslaß 80 eine Aufladungsgasmischung an den Brennkammereinlaß 14 des Verbrennungsmotors ab. Eine Luftfilteranordnung 86 geeigneter Art dient dazu, die Umgebungsluft zu filtern, die über das Umgebungsluftrohr 84 eintritt.
Eine erste Rohrleitung 88 für die Kühlwassermantelflüssigkeit ist zwischen einem Kühlwassermantel 90 des Verbrennungsmotors 12 und dem Frischwassererzeuger 48 angeordnet. Die erste Rohrleitung 88 für die Kühlwassermantelflüssigkeit transportiert eine Kühlwassermantelflüssigkeit, die erhitzt wurde, zum Frischwassererzeuger 48. Der Frischwassererzeuger 48 transferiert die Wärmeenergie von der Kühlwassermantelflüssigkeit und heizt, kondensiert und entfernt unerwünschte Verunreinigungen aus dem Wasser, das im Frischwassererzeuger 48 enthalten ist. Der Frischwassererzeuger 48 liefert das gereinigte aufgeheizte Wasser über das Reinwasserrohr 50 an den Dampferzeuger 38.
Eine zweite Rohrleitung 92 für die Kühlwassermantelflüssigkeit ist zwischen dem Kühlwassermantel 90 des Verbrennungsmotors 12 und dem Frischwassererzeuger 48 angeordnet. Die zweite Rohrleitung 92 für die Kühlwassermantelflüssigkeit transportiert eine Kühlwassermantelflüssigkeit, die gekühlt wurde, zum Kühlwassermantel 90 des Verbrennungsmotors 12.
Eine erste und eine zweite Rohrleitung 94, 96 für verunreinigtes Wasser sind jeweils zwischen dem Frischwassererzeuger 48 und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 angeordnet. Die ersten und zweiten Rohrleitungen 94, 96 für verunreinigtes Wasser transportieren ein verunreinigtes Wasser, das Emissionspartikel, Wasser aus der Abgasmischung und kondensierten expandierten Dampf enthält, der getrocknet und gereinigt worden ist, sowie gefiltertes Wasser, das dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 zwischen dem Frischwassererzeuger 48 und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 zugeführt wird. Der Frischwassererzeuger 48 kondensiert das saubere Wasser und trennt es vom verunreinigten Wasser.
Eine Rohrleitung 98 für extrem verunreinigtes Wasser ist zwischen dem Frischwassererzeuger 48 und dem Filter 32 angeordnet und transportiert ein extrem verunreinigtes Wasser vom Frischwassererzeuger zum Filter. Eine Wasserkühlvorrichtung 100 ist über ein Rohr 102 für gefiltertes Wasser mit dem Filter 32 verbunden. Die Rohrleitung 102 für gefiltertes Wasser leitet das gefilterte Wasser zur Wasserkühlvorrichtung 100. Die Wasserkühlvorrichtung 100 ist von herkömmlicher Art und kann die abkühlenden Eigenschaften entweder von Luft oder einer Flüssigkeit, z.B. von Meerwasser, verwenden. Die Wasserkühlvorrichtung kühlt das gefilterte Wasser ab und leitet das abgekühlte Filterwasser über ein Rohr 104 zum Kondensator 72. Der Kondensator 72 führt den Zustand der zweiten Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand über, indem er das abgekühlte gefilterte Wasser erhitzt und das so erzeugte erhitzte gefilterte Wasser durch eine geheizte Filterwasserleitung 106 zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 transportiert.
Ein Dampfrohr 108 verbindet einen Auslaß 110 der Dampfturbine 42 mit einem Brennkammereinlaß 14 des Verbrennungsmotors 12. Das Dampfrohr 108 liefert den Dampf von der Dampfturbine 42 mit einem vorbestimmten Druck an einen Brennkammereinlaß des Verbrennungsmotors 12, befeuchtet das zu verbrennende Verbrennungsgas und verringert dadurch die Stickoxide, die während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors 12 produziert werden.
Eine elektrische Energiequelle 112, z.B. eine Batterie oder ein Rasterfeld der elektrischen Energie ist über erste und zweite Leiter 116, 118 mit einem elektrischen Motor/Generator 114 verbunden. Ein Schalter 120 ist mit dem ersten Leiter 116 verbunden und selektiv zwischen einer geschlossenen Position, in der elektrische Energie zwischen der elektrischen Energiequelle 112 und dem besagten elektrischen Motor/Generator 114 fließt, und einer geöffneten Position, in der das Fließen elektrischer Energie zwischen der besagten elektrischen Energiequelle 112 und dem besagten elektrischen Motor/Generator 114 unterbunden wird, umschaltbar. Obgleich der Schalter 120 als ein mechanischer Schalter beschrieben wird, ist anzumerken, daß dieser auch durch Festkörper- und anderen Vorrichtungen ersetzt werden kann. Der elektrische Motor/Generator 114 ist mit der gemeinsamen Welle 22 verbunden und liefert mechanische Energie an die gemeinsame Welle 22 oder nimmt mechanische Energie von der gemeinsamen Welle 22 auf. Es soll angemerkt werden, daß der elektrische Motor/Generator 114 entweder elektrische Energie erzeugen kann, um die elektrische Energiequelle mit zusätzlicher elektrischer Energie zu beliefern, oder als Motor durch die elektrische Energiequelle 112 angetrieben werden kann, um Energie an die gemeinsame Welle 22 zu liefern und um so die Leistung des Kompressors 42 unter bestimmten Betriebsbedingungen der Maschine zu erhöhen. Wenn der Schalter 120 geöffnet ist, ist der elektrische Motor/Generator 114 außer Funktion.
Damit wird ersichtlich, daß die Abgasturbine 20, der Kompressor 76 und wenigstens entweder die besagte Dampfturbine 42 oder die Gemisch-Gasturbine 62 mechanische Energie an die gemeinsame Welle abgeben.
Ein Kraftstoffgemischerzeuger 122, wie eine Kraftstoffeinspritzdüse oder ein Homogenisierer, ist mit dem Brennkammereinlaß 14 verbunden und liefert eine Kraftstoffmischung an den Brennkammereinlaß 14. Ein Homogenisierer emulgiert das vom Frischwassererzeuger 48 gelieferte saubere Wasser und einen zugeführten Kraftstoff und stellt eine Emulsion als Kraftstoffmischung zur Verfügung. Solche Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik weithin bekannt.
Ausschließlich mit Bezug auf 1 schließt das Gasgemisch-Aufbereitungssystem 10 zusätzlich zum oben Beschriebenen einen Befeuchter 124 mit ein, der zwischen dem Kompressoreinlaß 80 und dem Brennkammereinlaß 14 angeordnet und mit diesen verbunden ist. Eine erste Rohrleitung 126 für sauberes Wasser ist zwischen dem Frischwassererzeuger und dem Befeuchter 124 angeordnet. Die erste Rohrleitung 126 für sauberes Wasser transportiert das saubere Wasser zum Befeuchter 124, der die Aufladungsgasmischung, die an den Brennkammereinlaß 14 geliefert wird, befeuchtet und abkühlt. Eine zweite Rohrleitung 128 für sauberes Wasser leitet einen ungenutzten Teil des sauberen Wassers zum Frischwassererzeuger 48.
Die Ausführungsform gemäß 2 ist zu derjenigen gemäß 1 identisch, wie sie vorangehend beschrieben wurde, mit Ausnahme des Befeuchters 124 und der dazugehörigen ersten und zweiten Verbindungsrohre 126, 128 sowie der nachfolgend zu beschreibenden Struktur. Alle identischen strukturellen Bestandteile in den 1 und 2 sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Auf 2 bezugnehmend ist ein Wärmetauscher 130 mit einem Einlaßrohr 132 und einem Auslaßrohr 134 über das Wärmetauscher-Einlaßrohr 132 mit dem Kompressorauslaß 80 und über das Auslaßrohr 134 mit dem Brennkammereinlaß 14 verbunden. Der Wärmetauscher 130 führt Wärme aus der Aufladungsluftmischung ab und führt der zweiten Flüssigkeitsmischung Wärme zu. Der Wärmetauscher 130 steht in fluidleitender Verbindung mit dem Kondensator 72. Der Wärmetauscher 130 nimmt den Strom der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand auf, heizt die zweite Flüssigkeitsmischung durch das Einbringen von Wärme aus der Aufladungsluftmischung auf und gibt den Strom der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand an den Verdampfer 52 ab.
Eine Wassereinspritzdüse 136 ist mit dem Brennkammereinlaß verbunden und ist derart ausgebildet ist, daß sie Wasser in den Brennkammereinlaß 14 einspritzt. Ein Wassereinspritzrohr 138 ist zwischen dem Frischwassererzeuger 48 und der Wassereinspritzdüse 136 angeordnet und ist derart ausgebildet, daß es sauberes Wasser an die Wassereinspritzdüse 136 abgibt.
Industrielle Anwendbarkeit
Unter Bezug auf die Zeichnungen werden im Betrieb die Vorbereitung des Verbrennungsgasgemisches, die Verringerung der Emissionen während der Verbrennung sowie die Behandlung und Reinigung der entstehenden Abgasmischungen durch das Gasgemisch-Aufbereitungssystem 10 des Verbrennungsmotors 12 auf eine energieeffiziente Weise erzielt.
Die Abgasmischung aus Verbrennungsgasen, Luft und Feuchtigkeit von einem Brennkammerauslaß 16 des Verbrennungsmotors 12 wird zu einer Abgasturbine 20 geleitet, von der Abgasturbine 20 zu einem Abgaskessel 24 und vom Abgaskessel 24 zu einem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26. Das Energieniveau des Dampfes, der vom Dampferzeuger 38 an den Abgaskessel 24 geliefert wird, wird im Abgaskessel 24 durch die Erhöhung der Temperatur und des Druckes des Dampfes erhöht. Der Dampf wird auf dem besagten höheren Energieniveau vom Abgaskessel 24 an eine Dampfturbine 42 geliefert und der Dampf wird expandiert. Der expandierte Dampf wird zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26, der Wasser enthält, geleitet. Der expandierte Dampf wird mit der Abgasmischung vermischt, der expandierte Dampf wird zu Wasser kondensiert und das Wasser wird im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 belüftet. Die Abgasmischung wird durch das Überführen der unerwünschten Substanzen in der Abgasmischung in das belüftete Wasser gereinigt.
Das saubere aufgeheizte Wasser wird vom Frischwassererzeuger 48 an den Dampferzeuger 38 geliefert, in dem aus dem sauberen aufgeheizten Wasser Dampf produziert wird. Mechanische Energie wird von der Dampfturbine 42 an eine gemeinsame Welle geliefert 22, die die Abgasturbine 20 mit der Dampfturbine 42 verbindet.
Das erste flüssige Gemisch mit einer vorgegebenen Konzentration an Wasser und einer Flüssigkeitsmischung wird an den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 geliefert. Die erste flüssige Mischung wird im Abgas- Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 durch die Abgasmischung und die Kondensationswärme des expandierten Dampfs aufgeheizt. Ein resultierendes zweites flüssiges Gemisch, das eine niedrigere Konzentration an der Flüssigkeitsmischung aufweist als das erste flüssige Gemisch, wird aus dem ersten flüssigen Gemisch erzeugt. Eine zweite Flüssigkeitsmischung wird in einem gasförmigen Zustand aus der Flüssigkeitsmischung des ersten flüssigen Gemisches erzeugt. Das resultierende zweite flüssige Gemisch wird vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 an den Dampferzeuger 38 geliefert, und die zweite Flüssigkeitsmischung wird im gasförmigen Zustand an einen Kondensator 72 geliefert.
Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im Kondensator 72 vom gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand umgewandelt. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im flüssigen Zustand vom Kondensator 72 an den Verdampfer 52 geliefert. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im flüssigen Zustand im Verdampfer 52 durch das aufgeheizte Maschinenschmieröl aufgeheizt, dabei wird die zweite Flüssigkeitsmischung vom flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand überführt. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im gasförmigen Zustand vom Verdampfer 52 zum Abgaskessel 24 geführt, der anschließend die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand auf ein höheres Energieniveau aufheizt. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im gasförmigen Zustand mit einem erhöhten Energieniveau zu einer Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 gefördert, die einen Teil des erhöhten Energieniveaus der zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand in mechanische Energie in der Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 umwandelt und die mechanische Energie an die gemeinsame Welle 22 abgibt. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im gasförmigen Zustand von der Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine 62 an den Dampferzeuger 38 geliefert, in dem die zweite Flüssigkeitsmischung mit dem zweiten flüssigen Gemisch kombiniert wird. Das zweite flüssige Gemisch absorbiert die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand, erzeugt eine resultierende Wärme, indem sie die Konzentration der zweiten Flüssigkeitsmischung im zweiten flüssigen Gemisch erhöht und verändert durch die resultierende Wärme den Zustand des sauberen aufgeheizten Wassers zu Dampf.
Die Abgasmischung wird auch im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 abgekühlt und getrocknet. Ein Teil der Abgasmischung, die gereinigt, getrocknet und abgekühlt worden ist, wird mit Umgebungsluft vermischt, um eine Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu erzeugen. Diese Verbrennungseinlaß-Gasmischung wird an einen Kompressor 76 geliefert. Der Druck der Verbrennungseinlaß-Gasmischung wird durch den Kompressor 76 aufgeladen. Eine resultierende aufgeladene Verbrennungseinlaß-Gasmischung wird vom Kompressor 76 an den Brennkammereinlaß geliefert.
Wie in der Ausführungsform gemäß 1 gezeigt ist, kühlt und befeuchtet der Befeuchter 124, der auch eine abkühlende Funktion ausübt, die aufgeladene Verbrennungseinlaß-Gasmischung ab. Eine vorgegebenen Menge sauberen Wassers wird vom Frischwassererzeuger 48 an den Befeuchter 48 abgegeben, um eine Quelle für Feuchtigkeit für den Befeuchtungs- und Abkühlungsprozeß bereitzustellen. Die abgekühlte und befeuchtete aufgeladene Verbrennungseinlaß-Gasmischung wird an einen Brennkammereinlaß 14 des Verbrennungsmotors 12 geliefert, um während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors 12 durch den Einsatz sowohl von befeuchteter Luft als auch der abgekühlten, sauberen und trockenen Abgasmischung die Stickoxide zu reduzieren.
Wie in 2 gezeigt, wird die zweite Flüssigkeitsmischung im Kondensator 72 vom gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand umgewandelt und in besagtem flüssigen Zustand an den Wärmetauscher 130 abgegeben. Der Wärmetauscher 130 erhält vom Kompressor 76 eine im Druck aufgeladene und aufgeheizte Verbrennungseinlaß-Gasmischung. Die Temperatur der zweiten Flüssigkeitsmischung wird im Wärmetauscher 130 durch die im Druck aufgeladene und aufgeheizte Verbrennungseinlaß-Gasmischung erhöht. Die zweite Flüssigkeitsmischung wird im flüssigen Zustand vom Wärmetauscher 130 an den Verdampfer 52 geliefert. In der Ausführungsform gemäß 1 ist der Wärmetauscher nicht erforderlich, da der Befeuchter 124 vorgesehen ist, der abkühlt und befeuchtet, und da die zweite Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand vom Kondensator 72 an den Verdampfer 52 geliefert wird.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 wird die aufgeheizte Kühlwassermantelflüssigkeit vom Kühlsystem 90 des Verbrennungsmotors 12 an den Frischwassererzeuger 48 geliefert. Wasser wird in einem Vakuum im Frischwassererzeuger 48 durch das aufgeheizte Mantelkühlwasser erhitzt und in Dampf und Kondensat umgewandelt. Der Dampf wird weiter kondensiert, um Wasser zu reinigen und das gereinigte Wasser wird an den Dampferzeuger 38 geliefert.
Das extrem verunreinigte Wasser, das unerwünschte Verunreinigungen aufweist, wird vom Frischwassererzeuger an einen Filter 32 geliefert. Das extrem verunreinigte Wasser passiert das Filterelement 34, das Verunreinigungen aus dem extrem verunreinigten Wasser entfernt. Die Abgasmischung, die vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 abgegeben wird, wird einem Trockner 6 zugeführt. Die Wärme aus der Abgasmischung trocknet den Filter 34 und entfernt die getrockneten gefilterten Verunreinigungen.
Gefiltertes Wasser aus dem Filter wird zu einer Wasserkühlvorrichtung 100 geführt, die das gefilterte Wasser abkühlt. Das gefilterte Wasser, das abgekühlt worden ist, wird von der Wasserkühlvorrichtung 100 an den Kondensator 72 geliefert, um die zweite Flüssigkeitsmischung abzukühlen, die vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher im gasförmigen Zustand abgegeben wird. Durch das Abkühlen wird die zweite Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand umgewandelt. Das gefilterte Wasser aus dem Kondensator 72 wird an den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 zum Abkühlen der Abgasmischung geliefert. Das gefilterte Wasser wird mit Wasser vermischt, das im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 belüftet wird, und bildet Aufbereitungswasser, das im Frischwassererzeuger 48 mit Wasser vermischt wird. Sauberes aufgeheiztes Wasser wird im Frischwassererzeuger 48 aus einer Kombination des Aufbereitungswassers mit dem Wasser im Frischwassererzeuger 48 erzeugt. Es sei angemerkt, daß dieses Gasgemisch-Aufbereitungssystem 10 funktioniert, ohne eine externe Wasserversorgung zu erfordern, indem es Wasser aus der Abgasmischung, kondensierten Dampf und in einer Kraftstoffmischung verbrannten Wasserstoff aufbereitet.
Dampf von der besagten Dampfturbine 42 wird optional mit einem vorgegebenen Druck an einen Brennkammereinlaß 14 des Verbrennungsmotors 12 geliefert. Der Dampf unterstützt eine Verringerung der Stickoxide, die während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors 12 produziert werden.
In der Ausführungsform gemäß 2 wird optional sauberes Wasser vom Frischwassererzeuger 48 an eine Wassereinspritzdüse geliefert, die an einen Brennkammereinlaß 14 des Verbrennungsmotors 12 angeschlossen ist, um zusätzliche Feuchtigkeit zur Verfügung zu stellen, um die Stickoxide zu verringern, die während des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors 12 produziert werden.
Eine Kraftstoffmischung wird vom Kraftstoffgemischerzeuger 122 an den Brennkammereinlaß 14 geliefert, um den Energiebedarf bei der Verbrennung des Verbrennungsmotors 12 zu unterstützen. Der Kraftstoffgemischerzeuger 122 kann eine Kraftstoffeinspritzdüse irgendeiner allgemein bekannten Art mit einschließen, die geeignet ist, eine Erdölkraftstoffmischung abzugeben, oder einem Homogenisierer einer allgemein bekannten Art, der geeignet ist, eine Wasser/Kraftstoffemulsion-Kraftstoffmischung zu liefern.
Die gemeinsame Welle 22, die drehbar ist, nimmt mechanische Energie von der Abgasturbine 20, von der Dampfturbine 42 und von der Gemisch-Gasturbine 62, die alle mit der gemeinsamen Welle 22 verbunden sind, auf und überträgt mechanische Energie zwischen der Abgasturbine 42, dem Kompressor 76, der Dampfturbine 42 und der Gemisch-Gasturbine 62, die mit der gemeinsamen Welle 22 verbunden sind. Die mechanische Energie, die an der gemeinsamen Welle 22 zur Verfügung steht, ist auf den elektrischen Motor/Generator 114 übertragbar, der mit dieser verbunden ist. Der elektrische Motor/Generator 114 wird durch die gemeinsame Welle 22 angetrieben, um Elektrizität für eine Vielzahl von Anwendungen zu erzeugen. Andererseits veranlaßt die elektrische Energie, die an den elektrischen Motor/Generator 114 geliefert wird, den elektrische Motor/Generator 114, die gemeinsame Welle 22 anzutreiben und den Ladedruck des Kompressors zu erhöhen, wenn dies unter bestimmten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 12 erforderlich ist.
Der Schalter 120 ermöglicht ein Sperren des elektrischen Motors/Generators gegenüber dem Liefern und Abgeben elektrischer Energie, wie dies unter bestimmten Betriebsbedingungen notwendig sein kann.
Es wird daher ersichtlich, daß durch den Gebrauch des Gasgemisch-Aufbereitungssystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung die Betriebskosten des Verbrennungsmotors 12 verringert werden und die Leistungsfähigkeit bei der Verbrennung maximiert wird. Dieses wird erzielt durch eine signifikante Erhöhung der Ausnutzung der Kraftstoffenergie und eine Verringerung der Kohlendioxydemissionen. Weiterhin ist die Verringerung der Stickoxide, die durch die feuchte Verbrennungsluft und durch die gekühlten Abgase erzielt wird, bedeutend. Da katalytische Konverter nicht erforderlich sind, wird kein Harnstoff produziert und alle damit verbundenen möglichen Kosten werden vermieden. Da auch kostspielige Katalysatoren nicht benutzt werden, können Kraftstoffmischungen mit hohen Schwefelgehalten verwendet werden, was weiterhin die Betriebskosten verringert. Die Behandlung der Abgase durch den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher 26 verringert auch das Potential an Ruß- und Partikelemissionen.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können den Zeichnungen, der Beschreibung und den angefügten Ansprüchen entnommen werden.

Claims

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Gasmischungen für einen Verbrennungsmotor (12), das die folgenden Schritte umfaßt: die Zufuhr einer Abgasmischung von Verbrennungsgasen, Luft und Feuchtigkeit von einem Brennkammerauslaß (16) des Verbrennungsmotors (12) zu einer Abgasturbine (20), von der Abgasturbine zu einem Abgaskessel (24) und vom Abgaskessel (24) zu einem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26); die Zufuhr von Dampf von einem Dampferzeuger (38) zum Abgaskessel (24) und das Anheben des Energieniveaus des Dampfes im Abgaskessel (24) durch die Erhöhung der Temperatur und des Druckes des Dampfes; die Zufuhr des besagten Dampfes mit dem besagten erhöhten Energieniveau vom Abgaskessel (24) zu einer Dampfturbine (42) und die Expansion des Dampfes; die Zufuhr des expandierten Dampfes zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26), der Wasser enthält; das Vermischen des expandierten Dampfes mit der Abgasmischung, das Kondensieren des expandierten Dampfes zu Wasser und das Belüften des Wassers im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) und das Reinigen der Abgasmischung durch das Überführen der unerwünschten Substanzen in der Abgasmischung in das belüftete Wasser.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 mit den folgenden Schritten: die Zufuhr von sauberem erhitztem Wasser aus einem Frischwassererzeuger (48) an den Dampferzeuger (38) und das Erzeugen des besagten Dampfes aus dem sauberen erhitzten Wasser im Dampferzeuger (38).
Das Verfahren gemäß Anspruch 2 mit dem Schritt der Zufuhr mechanischer Energie von der Dampfturbine (42) zu einer gemeinsamen Welle (22), die die Abgasturbine (20) mit der Dampfturbine (42) verbindet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2 mit den folgenden Schritten: das Zuführen eines ersten flüssigen Gemisches mit einer vorgegebenen Konzentration an Wasser und einer Flüssigkeitsmischung zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26), wobei die besagte Flüssigkeitsmischung einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat; das Erhitzen des ersten flüssigen Gemisches im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) mit der Abgasmischung und der Kondensationswärme des expandierten Dampfes; das Erzeugen eines resultierenden zweiten flüssigen Gemisches, das eine niedrigere Konzentration an der Flüssigkeitsmischung aufweist als das erste flüssige Gemisch, aus dem ersten flüssigen Gemisch; das Erzeugen einer zweiten Flüssigkeitsmischung in einem gasförmigen Zustand aus der Flüssigkeitsmischung des ersten flüssigen Gemisches; die Zufuhr des resultierenden zweiten flüssigen Gemisches vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) zum Dampferzeuger (38); und die Zufuhr der zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand zu einem Kondensator (72).
Das Verfahren gemäß Anspruch 4 mit den folgenden Schritten: das Überführen der zweiten Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand im Kondensator (72); die Zufuhr der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand vom Kondensator (72) zu einem Verdampfer (52); das Erhitzen der zweiten Flüssigkeitsmischung im Verdampfer (52) im flüssigen Zustand durch ein erhitztes Maschinen-Schmieröl und das Überführen der zweiten Flüssigkeitsmischung vom flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand; die Zufuhr der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand vom besagten Verdampfer (52) zu dem besagten Abgaskessel (24) und das Erhitzen der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand auf ein erhöhtes Energieniveau; die Zufuhr der im besagten gasförmigen Zustand erhöhten Energieniveaus befindlichen besagten zweiten Flüssigkeitsmischung zu einer Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) und das Umwandeln eines Teils des erhöhten Energieniveaus der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand in mechanische Energie in der besagten Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62); die Zufuhr der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand von der besagten Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) zum besagten Dampferzeuger (38); das Vermischen der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung mit dem besagten zweiten flüssigen Gemisch im besagten Dampferzeuger (38), wobei die zweite Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand durch das besagte zweite flüssige Gemisch absorbiert wird und wobei durch die Erhöhung der Konzentration der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung in dem zweiten flüssigen Gemisch Reaktionswärme erzeugt wird, und wobei durch die besagte Reaktionswärme der Zustand des sauberen erhitzten Wassers in Dampf überführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5 mit den folgenden Schritten: das Abkühlen der Abgasmischung im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26); das Trocknen der Abgasmischung im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26); das Vermischen eines Teiles der Abgasmischung, die gesäubert, getrocknet und abgekühlt worden ist, mit Umgebungsluft, um eine Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu erzeugen; die Zufuhr der Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu einem Kompressor (76); die Erhöhung des Druckes der Verbrennungseinlaß-Gasmischung; die Zufuhr der besagten aufgeladenen Verbrennungseinlaß-Gasmischung vom Kompressor (76) zu einem Befeuchter (124), in dem die aufgeladene Verbrennungseinlaß-Gasmischung abgekühlt und befeuchtet wird; und die Zufuhr der besagten abgekühlten und befeuchteten aufgeladenen Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors 12 und das Verringern der Stickoxide während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12) durch den Einsatz sowohl von befeuchteter Luft als auch der abgekühlten, sauberen und trockenen Abgasmischung.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6 mit dem Schritt der Zufuhr einer vorgegebenen Menge sauberen Wassers aus dem Frischwassererzeuger (48) zum Befeuchter (124).
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 mit dem Schritt der Zufuhr von Dampf aus der besagten Dampfturbine (42) mit einem vorgegebenen vorgewählten Druck zu einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) und die dadurch bewirkte Verringerung der während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12) erzeugten Stickoxide.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2 mit dem Schritt der Zufuhr von sauberem Wasser aus dem Frischwassererzeuger (48) zu einer Wassereinspritzdüse (136), die mit einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) verbunden ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6 mit dem Schritt der Zufuhr einer Kraftstoffmischung zum Brennkammereinlaß (14).
Das Verfahren gemäß Anspruch 4 mit den folgenden Schritten: das Überführen der zweiten Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand im Kondensator (72); die Zufuhr der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten flüssigen Zustand zu einem Wärmetauscher (130); die Zufuhr einer aufgeladenen und erhitzten Einlaßgasmischung aus einem Kompressor (76); die Erhöhung der Temperatur der zweiten Flüssigkeitsmischung mit der aufgeladenen und erhitzten Einlaßgasmischung im Wärmetauscher (130); die Zufuhr der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand vom Wärmetauscher (130) zu einem Verdampfer (52); das Erhitzen der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand im Verdampfer (52) durch ein erhitztes Maschinen-Schmieröl und das Überführen der zweiten Flüssigkeitsmischung vom flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand; das Überführen der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand vom besagten Verdampfer (52) zum besagten Abgaskessel (24) und das Erhitzen der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand auf ein erhöhtes Energieniveau; die Zufuhr der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand eines erhöhten Energieniveaus zu einer Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) und das Überführen eines Teiles des erhöhten Energieniveaus der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand in mechanische Energie in der besagten Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62); die Zufuhr der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand von der besagten Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) zum besagten Dampferzeuger (38); das Vermischen der besagten zweiten Flüssigkeitsmischung mit dem besagten zweiten flüssigen Gemisch im besagten Dampferzeuger (38), wobei die zweite Flüssigkeitsmischung im besagten gasförmigen Zustand durch das besagte zweite flüssige Gemisch absorbiert wird und wobei Reaktionswärme erzeugt wird, und wobei durch die besagte Reaktionswärme der Zustand des sauberen erhitzten Wassers in Dampf überführt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 11 mit den folgenden Schritten: das Abkühlen der Abgasmischung im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26); das Trocknen der Abgasmischung im Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26); das Vermischen eines Teiles der Abgasmischung, die gesäubert, getrocknet und abgekühlt worden ist, mit Umgebungsluft, um eine Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu erzeugen; die Zufuhr der Verbrennungseinlaß-Gasmischung zu einem Kompressor (76); die Erhöhung des Druckes der Verbrennungseinlaß-Gasmischung; die Zufuhr der besagten aufgeladenen Verbrennungseinlaß-Gasmischung vom Kompressor (76) zum Wärmetauscher (130); die Abfuhr zusätzlicher Wärme aus der aufgeladenen Verbrennungseinlaß-Gasmischung im besagten Wärmetauscher (130) durch das Überführen der besagten Wärme auf die besagte zweite Flüssigkeitsmischung; und die Zufuhr der besagten abgekühlten, gereinigten und getrockneten Verbrennungseinlaß-Gasmischung vom Wärmetauscher (130) zu einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12).
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 mit dem Schritt der Zufuhr von Dampf aus der besagten Dampfturbine (42) mit einem vorgegebenen vorgewählten Druck zu einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) und die dadurch bewirkte Verringerung der während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12) erzeugten Stickoxide.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 mit dem Schritt der Zufuhr von sauberem Wasser aus dem Frischwassererzeuger (48) zu einer Wassereinspritzßdüse (136), die mit einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) verbunden ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 mit dem Schritt der Zufuhr einer Kraftstoffmischung zum Brennkammereinlaß (14).
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, einschließlich einer gemeinsamen Welle (22) und wobei die besagte Abgasturbine (20), der besagte Kompressor (76) und die besagte wenigstens eine Dampfturbine (42) und die besagte Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) an die gemeinsame Welle (22) angeschlossen sind, und mit dem Schritt des Austausches mechanischer Energie zwischen der Abgasturbine (20), dem Kompressor (76) und der besagten wenigstens einen Dampfturbine (42) und der Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (63) und der gemeinsamen Welle (22).
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, einschließlich eines elektrischen Motors/Generators (114), der mit der gemeinsamen Welle (22) verbunden ist, und wobei das besagte Verfahren den Schritt des Austausches mechanischer Energie zwischen der gemeinsamen Welle (22) und dem elektrischen Motor/Generator (114) umfaßt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, einschließlich des Schrittes der Abgabe elektrischer Energie an den elektrischen Motor/Generator (114) und des Drehens der gemeinsamen Welle (22).
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, einschließlich des Schrittes des Drehens der gemeinsamen Welle (22) und der Abgabe elektrischer Energie durch den elektrischen Motor/Generator (114).
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, einschließlich des Schrittes der Trennung des elektrischen Motors/Generators (114) von der Abgabe und Aufnahme der besagten elektrischen Energie.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, einschließlich einer gemeinsamen Welle (114) und wobei die besagte Abgasturbine (20), der besagte Kompressor (76) und die besagte wenigstens eine Dampfturbine (42) und die besagte Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) an die gemeinsame Welle (22) angeschlossen sind und mit dem Schritt des Austausches mechanischer Energie zwischen der Abgasturbine (20), dem Kompressor (76) und der besagten wenigstens einen Dampfturbine (42) und der Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (63) und der gemeinsamen Welle (22).
Das Verfahren gemäß Anspruch 21, einschließlich eines elektrischen Motors/Generators (114), der mit der gemeinsamen Welle (22) verbunden ist, und wobei das besagte Verfahren den Schritt des Austausches mechanischer Energie zwischen der gemeinsamen Welle (22) und dem elektrischen Motor/Generator (114) umfaßt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 22, einschließlich des Schrittes der Abgabe elektrischer Energie an den elektrischen Motor/Generator (114) und des Drehens der gemeinsamen Welle (22).
Das Verfahren gemäß Anspruch 22, einschließlich des Schrittes des Drehens der gemeinsamen Welle (22) und der Abgabe elektrischer Energie durch den elektrischen Motor/Generator (114).
Das Verfahren gemäß Anspruch 22, einschließlich des Schrittes der Trennung des elektrischen Motors/Generators (114) von der Abgabe und Aufnahme der besagten elektrischen Energie aus einer Quelle elektrischer Energie (112).
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, einschließlich der folgenden Schritte: die Abgabe erhitzten Mantelkühlwassers vom Verbrennungsmotor (12) an den Frischwassererzeuger (48); das Erhitzen von Wasser in einem Vakuum im Frischwassererzeuger (48) durch das erhitzte Mantelkühlwasser und das Erzeugen eines Dampfes und eines extrem verunreinigten Wasserkondensats; das Kondensieren des Dampfes im Frischwassererzeuger (48) zu einem sauberen Wasser und die Zufuhr des besagten sauberen Wassers in den Dampferzeuger (38).
Das Verfahren gemäß Anspruch 26, einschließlich der folgenden Schritte: das Leiten des Kondensats des extrem verunreinigten Wassers, das unerwünschte Verunreinigungen enthält, vom Frischwassererzeuger (48) durch einen Filter (32); das Filtern des extrem verunreinigten Wassers und das Entfernen der Verunreinigungen aus diesem; das Leiten der Abgasmischung vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) zum Filter (32); und das Austrocknen der gefilterten Verunreinigungen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 27, einschließlich der folgenden Schritte: die Zufuhr des gefilterten Wassers vom Filter (32) zu einer Wasserkühlvorrichtung (100) und das Abkühlen des gefilterten Wassers; die Zufuhr des gefilterten Wassers, das von der Wasserkühlvorrichtung (100) abgekühlt worden ist, an den Kondensator (72), das Abkühlen der vom Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) im gasförmigen Zustand gelieferten zweiten Flüssigkeitsmischung durch das gefilterte Wasser, das abgekühlt wurde, und das Überführen der zweiten Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen in einen flüssigen Zustand.
Das Verfahren gemäß Anspruch 28, einschließlich der folgenden Schritte: die Zufuhr des gefilterten Wassers vom Kondensator (72) zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) und das Reinigen der Abgasmischung; das Mischen des gefilterten Wassers mit dem belüfteten Wasser und das Leiten eines Teils eines daraus erzeugten aufbereiteten Wassers zum Frischwassererzeuger (48).
Das Verfahren gemäß Anspruch 29, einschließlich des Schrittes des Erzeugens von sauberem erhitztem Wasser aus einer Kombination des aufbereiteten Wassers und des Wassers, das im Frischwassererzeuger (48) enthalten ist.
Ein System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches für einen Verbrennungsmotor (12), das folgendes umfaßt: ein Abgasrohr (18), das in fluidleitender Verbindung mit einem Brennkammerauslaß (16) des Verbrennungsmotors (12) steht und durch das eine Abgasmischung vom Brennkammerauslaß (16) leitbar ist; eine Abgasturbine (20), die in fluidleitender Verbindung mit dem Abgasrohr (18) steht und die die besagte Abgasmischung vom Brennkammerauslaß (16) aufnimmt, wobei sich die besagte Abgasturbine (20) infolge des Einleitens der besagten Abgasmischung und des Durchleitens der besagten Abgasmischung dreht; einen Abgaskessel (24), der in fluidleitender Verbindung mit der Abgasturbine (20) steht und der die besagte, von der Abgasturbine (20) kommende Abgasmischung aufnimmt; einen Dampferzeuger (38), der in fluidleitender Verbindung mit dem besagten Abgaskessel (24) steht und der Dampf an den Abgaskessel (24) liefert, wobei der besagte Abgaskessel (24) den besagten Dampf aufnimmt und die Erhöhung des Energieniveaus des Dampfes durchführt, indem er die Temperatur und den Druck des Dampfs erhöht, wobei der besagte Abgaskessel (24) die Abgasmischung weiterleitet; einen Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) mit einer Wasserbelüftungseinheit (28), der Wasser enthält und der in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel (24) steht, wobei der besagte Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) derart ausgebildet ist, daß er die Abgasmischung, die vom Abgaskessel (24) weitergeleitet wird, aufnimmt; eine Dampfturbine (42), die in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel (24) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) steht, wobei die besagte Dampfturbine (42) über eine gemeinsame Welle (22) mit der Abgasturbine (20) verbunden ist, wobei die besagte Dampfturbine (42) und die Abgasturbine (20) gemeinsam drehbar sind, wobei die besagte Dampfturbine (20) den besagten Dampf auf dem besagten erhöhten Energieniveau aufnimmt und dadurch in Rotation versetzt wird, wobei die besagte Dampfturbine (42) den Dampf expandiert und den expandierten Dampf an den Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) abgibt; wobei der Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) den expandierten Dampf mit der Abgasmischung vermischt und dabei den expandierten Dampf zu Wasser kondensiert, das Wasser mit Luft versetzt, um belüftetes Wasser zu erzeugen, die Abgasmischung reinigt, indem er unerwünschte Substanzen in der Abgasmischung in das belüftete Wasser überführt und die gereinigte Abgasmischung durch Kondensation trocknet.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 31, einschließlich eines Frischwassererzeugers (48), der über eine Frischwasserleitung (50) mit dem Dampferzeuger (38) verbunden ist, wobei der besagte Frischwassererzeuger (48) das saubere Wasser an den Dampferzeuger (38) liefert, wobei der besagte Dampferzeuger den besagten Dampf aus dem sauberen Wasser erzeugt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 32, das folgendes umfaßt: einen Verdampfer (52), der in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel (24) steht und der eine in einem gasförmigen Zustand befindliche zweite Flüssigkeitsmischung an den Abgaskessel (24) abgibt, wobei die besagte zweite Flüssigkeitsmischung einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat; eine erste flüssigkeitsführende Rohrleitung (56), die mit einem Vorratsbehälter (58) für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren und mit dem Verdampfer (52) verbunden ist, wobei die besagte erste flüssigkeitsführende Rohrleitung (56) derart ausgebildet ist, daß sie eine Flüssigkeit für einen Verbrennungsmotor in einem erhitzten Zustand an den Verdampfer (52) liefert und dabei eine Menge an Wärmeenergie zur Verfügung stellt, die ausreicht, um die zweite Flüssigkeitsmischung über den Siedepunkt hinaus zu Erhitzen und so die zweite Flüssigkeitsmischung in einen gasförmigen Zustand zu überführen; eine zweite flüssigkeitsführende Rohrleitung (60), die mit dem Verdampfer (52) und dem besagten Vorratsbehälter (58) für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren verbunden ist, wobei die besagte zweite flüssigkeitsführende Rohrleitung (56) Flüssigkeit für einen Verbrennungsmotor in einem gekühlten Zustand an den Vorratsbehälter (58) für eine Flüssigkeit für Verbrennungsmotoren liefert.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 33, das folgendes umfaßt: eine Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62), die mit der besagten gemeinsamen Welle (22) verbunden und mit dieser drehbar ist, wobei die besagte Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) in fluidleitender Verbindung mit dem Abgaskessel (24) und in fluidleitender Verbindung mit dem Dampferzeuger (38) steht; wobei der besagte Abgaskessel (24) die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand auf ein höheres Energieniveau aufheizt und die besagte zweite Flüssigkeitsmischung an die Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) liefert; wobei die besagte Flüssigkeitsgemisch-Gasturbine (62) einen Teil der zweiten, auf erhöhtem Energieniveau befindlichen Flüssigkeitsmischung in besagtem gasförmigem Zustand in Form von mechanischer Energie auf die gemeinsame Welle (22) bringt und die zweite Flüssigkeitsmischung auf einem niedrigeren Energieniveau im gasförmigen Zustand an den Dampferzeuger (38) abgibt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 34, das folgendes umfaßt: eine erste Rohrleitung (68) für das flüssige Gemisch, die zwischen dem Dampferzeuger (38) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) angeordnet ist, wobei die besagte erste Rohrleitung (68) für das besagte flüssige Gemisch ein erstes flüssiges Gemisch, das eine vorgegebene Konzentration an Wasser und einer Flüssigkeitsmischung mit einem niedrigeren Siedepunkt als Wasser aufweist, zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) transportiert, wobei das besagte erste flüssige Gemisch durch die Abgasmischung und den expandierten Dampf, der darin kondensiert ist, erhitzt wurde und wobei ein zweites flüssiges Gemisch mit einer niedrigeren Konzentration an Flüssigkeitsmischung erzeugt wird, indem die zweite Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand ausgetrieben wird; und eine zweite Rohrleitung (70) für das flüssige Gemisch, die zwischen dem Dampferzeuger (38) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) angeordnet ist, wobei die besagte zweite Rohrleitung (70) für das besagte flüssige Gemisch das zweite flüssige Gemisch an den Dampferzeuger (38) liefert, wobei der besagte Dampferzeuger (38) das zweite flüssige Gemisch mit der zweiten Flüssigkeitsmischung im gasförmigen Zustand vermischt, wodurch die zweite Flüssigkeitsmischung in besagtem gasförmigem Zustand durch das zweite flüssige Gemisch absorbiert wird, wobei Reaktionswärme erzeugt und der Zustand des sauberen erhitzten Wassers in den besagten Dampf übergeht, der an den besagten Abgaskessel (24) geliefert wird.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 35 mit einem Kondensator (72), der in fluidleitender Verbindung mit dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) steht, wobei der besagte Kondensator (72) die besagte zweite Flüssigkeitsmischung aufnimmt, die im gasförmigen Zustand aus dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) ausgetrieben wird, und die besagte zweite Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand überführt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 36, das folgendes umfaßt: ein Abgasrohr (18), das mit dem besagten Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) verbunden ist und das gereinigte, getrocknete und gekühlte Abgasmischung aus diesem abführt; einen Kompressor (76), der mit der gemeinsamen Welle (22) verbunden und der bei Drehung der gemeinsamen Welle (22) seinerseits drehbar ist, ein Kompressoreinlaßrohr (78) in fluidleitender Verbindung mit dem besagten Kompressor (76); ein Kompressorauslaßrohr (80) in fluidleitender Verbindung mit einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12); ein Abgasrückführungsrohr (82), das mit dem besagten Abgasrohr (18) und dem besagten Kompressoreinlaßrohr (78) verbunden ist; ein Umgebungsluftrohr (84, das mit dem besagten Kompressoreinlaßrohr (78) verbunden ist und das offen ist, um Umgebungsluft aufzunehmen; wobei der besagte Kompressor (76) vom Kompressoreinlaßrohr (78) eine Aufladungsgasmischung wenigstens eines Teiles der gekühlten, getrockneten und gereinigten Abgasmischung vom Abgasrückführungsrohr (82) und Umgebungsluft über das Umgebungsluftrohr (84) erhält, den Druck der Aufladungsgasmischung erhöht und eine Aufladungsgasmischung durch den Kompressorauslaß (80) an den Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) abgibt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, das folgendes umfaßt: einen Wärmetauscher (130) mit einem Einlaßrohr (132) und einem Auslaßrohr (134) und der über das Einlaßrohr (132) des Wärmetauschers (130) mit dem Kompressorauslaß (80) und über das Auslaßrohr (134) mit dem Brennkammereinlaß (14) verbunden ist, wobei der besagte Wärmetauscher (130) Wärme aus der Aufladungsluftmischung abführt; wobei der besagte Wärmetauscher (130) in fluidleitender Verbindung mit dem Kondensator (72) steht, den besagten Strom der zweiten Flüssigkeitsmischung im flüssigen Zustand erhält und die besagte zweite Flüssigkeitsmischung durch das Einbringen von Wärme aus der Aufladungsluftmischung erhitzt und den besagten Strom der zweiten Flüssigkeitsmischung im besagten flüssigen Zustand an den besagten Verdampfer (52) abgibt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, wobei die besagte Quelle (48) sauberen Wassers folgendes umfaßt: eine erste Rohrleitung (88) für die Kühlwassermantelflüssigkeit, die zwischen einem Kühlwassermantel (90) des Verbrennungsmotors (12) und dem Frischwassererzeuger (48) angeordnet ist, wobei die besagte erste Rohrleitung (88) für die Kühlwassermantelflüssigkeit eine Kühlwassermantelflüssigkeit, die erhitzt wurde, zum Frischwassererzeuger (48) transportiert, wobei der Frischwassererzeuger (48) die Wärmeenergie von der Kühlwassermantelflüssigkeit transferiert und das Wasser aufheizt, kondensiert und unerwünschte Verunreinigungen aus dem Wasser, das im Frischwassererzeuger (48) enthalten ist, entfernt und das so gereinigte erhitzte Wasser von dort abgibt; und eine zweite Rohrleitung (92) für die Kühlwassermantelflüssigkeit, die zwischen dem Kühlwassermantel (90) des Verbrennungsmotors (12) und dem Frischwassererzeuger (48) angeordnet ist, wobei die besagte zweite Rohrleitung (92) für die Kühlwassermantelflüssigkeit eine Kühlwassermantelflüssigkeit, die gekühlt wurde, zum Kühlwassermantel (90) des Verbrennungsmotors (12) transportiert.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 39, das folgendes umfaßt: eine erste Rohrleitung (94) für verunreinigtes Wasser, die zwischen dem Frischwassererzeuger (48) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) angeordnet ist; eine zweite Rohrleitung (96) für verunreinigtes Wasser, die zwischen dem Frischwassererzeuger (48) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) angeordnet ist, wobei die besagten ersten und zweiten Rohrleitungen (94, 96) für verunreinigtes Wasser ein verunreinigtes Wasser transportieren, das Emissionspartikel, Wasser aus der Abgasmischung und kondensierten expandierten Dampf enthält, der getrocknet und gereinigt worden ist, und gefiltertes Wasser, das dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) zwischen der Frischwassererzeuger (48) und dem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) zugeführt wird, wobei der besagte Frischwassererzeuger (48) das besagte saubere Wasser kondensiert und vom verunreinigten Wasser trennt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 40, das folgendes umfaßt: einen Filter (32), der an das besagte Abgasrohr (18) angeschlossen ist und der Wärme aus dem besagten gesäuberten, getrockneten und gekühlten Abgas aufnimmt, das von dem besagtem Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) angeliefert wurde; eine Rohrleitung (98) für extrem verunreinigtes Wasser, die zwischen dem Frischwassererzeuger (48) und dem Filter (98) angeordnet ist und die ein extrem verunreinigtes Wassers vom Frischwassererzeuger (48) zum Filter (32) transportiert, wobei der besagte Filter (32) das extrem verunreinigte Wasser filtert, unerwünschte Substanzen aus diesem entfernt und gefiltertes Wasser davon weiterleitet; eine Wasserkühlvorrichtung (100); eine Rohrleitung (102) für gefiltertes Wasser, die zwischen dem Filter (32) und der besagten Wasserkühlvorrichtung (100) angeordnet ist und die das besagte gefilterte Wasser zur Wasserkühlvorrichtung (100) leitet, wobei die besagte Wasserkühlvorrichtung (100) das gefilterte Wasser abkühlt und das abgekühlte Filterwasser zum Kondensator (72) leitet, wobei der besagte Kondensator (72) den Zustand der zweiten Flüssigkeitsmischung vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand überführt, das abgekühlte gefilterte Wasser erhitzt und das so erzeugte erhitzte gefilterte Wasser durch eine geheizte Filterwasserleitung (106) zum Abgas-Säurebinder- und Kondensator-Wärmetauscher (26) transportiert.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 39 das folgendes umfaßt: einen Befeuchter (124), der mit dem Kompressorauslaß (80) verbunden ist und der zwischen diesem und dem Brennkammereinlaß (14) angeordnet ist; eine erste Rohrleitung (126) für sauberes Wasser, die zwischen dem Frischwassererzeuger und dem Befeuchter (124) angeordnet ist, wobei die besagte erste Rohrleitung (126) für sauberes Wasser das besagte saubere Wasser zum Befeuchter (124) transportiert, die Aufladungsgasmischung, die an den Brennkammereinlaß (14) geliefert wird befeuchtet und abgekühlt wird und dadurch die Stickoxide, die während eines Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12) produziert werden, verringert werden; und eine erste Rohrleitung (128) für sauberes Wasser, die einen ungenutzten Teil des sauberen Wassers zum Frischwassererzeuger (48) leitet.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, einschließlich eines Dampfrohres (108), das mit einem Auslaß (110) der Dampfturbine (42) und einem Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) verbunden ist, wobei das besagte Dampfrohr (108) Dampf von der Dampfturbine (42) mit einem vorgegebenen Druck an den Brennkammereinlaß (14) des Verbrennungsmotors (12) liefert und dadurch die Stickoxide verringert, die während des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12) erzeugt werden.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, einschließlich eines Kraftstoffgemischerzeugers (122), der mit dem Brennkammereinlaß (14) verbunden ist und der derart ausgebildet ist, daß er einen Strom eines Kraftstoffgemisches an den Brennkammereinlaß (14) liefert und dadurch die Stickoxide verringert, die während des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12)) erzeugt werden.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 44, das folgendes umfaßt: eine Wassereinspritzdüse (136), die mit dem besagten Brennkammereinlaß verbunden ist und die derart ausgebildet ist, daß sie Wasser in den Brennkammereinlaß (14) einspritzt; ein Wassereinspritzrohr (138), das zwischen dem besagten Frischwassererzeuger (48) und der besagte Wassereinspritzdüse (136) angeordnet ist und das derart ausgebildet ist, daß es sauberes Wasser an die Wassereinspritzdüse (136) abgibt und dadurch die Stickoxide verringert, die während des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors (12)) erzeugt werden.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, wobei die Abgasturbine (20) und die besagte wenigstens eine Dampfturbine (42) und Gemisch-Gasturbine (62) mechanische Energie an die gemeinsame Welle (22) abgeben.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 37, einschließlich eines elektrischen Motors/Generators (114), der mit der gemeinsamen Welle (22) verbunden ist und der derart ausgebildet ist, daß er mechanische Energie von der gemeinsamen Welle (22) aufnimmt oder an diese abgibt.
Das System (10) zur Aufbereitung eines Gasgemisches gemäß Anspruch 47, das folgendes umfaßt: eine elektrische Energiequelle (112); einen elektrischen Schalter (120), der mit dem elektrischen Motor/Generator (114) und mit der elektrischen Energiequelle (112) verbunden ist, wobei der besagte elektrische Schalter (112) zwischen einer geschlossenen Position, in der elektrische Energie zwischen der elektrische Energiequelle (112) und dem besagten elektrischen Motor/Generator (114) fließt, und einer geöffneten Position, in der das Fließen elektrischer Energie zwischen der besagten elektrischen Energiequelle (112) und dem besagten elektrischen Motor/Generator (114) unterbunden wird, betätigbar ist.