AT523153B1

AT523153B1 - Nasswäscher für gase

Info

Publication number: AT523153B1
Application number: ATA50089/2020A
Authority: AT
Inventors: Kögl Ing Rene; Doraiswamy Devaraj; Schuster MSc Oliver; Machold Dipl Ing Alexander; Fuchs Dr Techn Christian; Ennemoser Dipl Ing Andreas
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-06-15
Also published as: AT523153A4; WO2021155416A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nasswäscher (1) für Gase, insbesondere zur Reinigung von Abgasen bei einem Wasserfahrzeug, mit zumindest einem Nasswäscherturm (2) mit mindestens einem Sprühnebelsystem (4), welches mit mindestens einer, eine Wand (20) des Nasswäscherturms (2) in zumindest einem Einspeisebereich (6) durchdringenden Zuführleitung (5) für eine Waschflüssigkeit verbunden ist. Um die maximal auftretenden thermischen Spannungen so klein wie möglich zu halten, ist vorgesehen, dass die Leitungswand (50) der Zuführleitung (5) im Einspeisebereich (6) eine Wandverstärkung (7) aufweist.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Nasswäscher für Gase, insbesondere zur Reinigung von Abgasen bei einem Wasserfahrzeug, mit zumindest einem Nasswäscherturm mit mindestens einem Sprühnebelsystem, welches mit mindestens einer, eine Wand des Nasswäscherturms in zumindest einem Einspeisebereich durchdringenden Zuführleitung für eine Waschflüssigkeit verbunden ist.

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

[0003] Die EP 2 987 549 A1 beschreibt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Wasserfahrzeug mit Nasswäschertürme aufweisende Nasswäscher. Die Nasswäschertürme werden vom Abgas der Antriebsmaschine des Wasserfahrzeuges durchströmt. Uber Sprühnebelsysteme wird Meerwasser als Adsorptionsflüssigkeit (Waschflüssigkeit) in die Nasswäschertürme eingeleitet. Im Bodenbereich der Nasswäschertürme wird nach der Abgaswaschung die Adsorptionsflüssigkeit gesammelt und entweder in das Meer ausgelassen oder in einem Tank gespeichert. Eine ähnliche Abgasnachbehandlungseinrichtung ist aus der der EP 3 266 702 A1 bekannt.

[0004] Aus der EP 2 826 541 B1 ist ein Nasswäscher zur Reinigung eines Prozessgases bekannt, bei dem eine Adsorptionsflüssigkeit über seitlich durch den Mantel eines Nasswäscherturmes durchgeführte Zuführleitungen und über ein Sprühnebelsystem im Inneren des Nasswäscherturmes in den Prozessgasstrom eingesprüht wird.

[0005] Bei den bekannten Nasswäschern wird die Adsorptionsflüssigkeit jeweils über den Mantel des Nasswäscherturms durchdringende Zuführleitungen dem Sprühnebelsystem zugeführt. Wenn kalte Adsorptionsflüssigkeit, insbesondere Meerwasser mit einer Temperatur von beispielsweise 0 °C, nach einer längeren Trockenlaufzeit der beispielsweise 400 °C heißen Anlage dem Sprühnebelsystem zugeführt wird, kommt es im Einspeisebereich zu sehr hohen thermischen Spannungen zwischen der kalten Zuführleitung und dem heißen Mantel des Nasswäscherturms, wodurch Risse und Undichtheiten auftreten können.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Nasswäscher die maximal auftretenden thermischen Spannungen so klein wie möglich zu halten.

[0007] Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe bei einem Nasswäscher der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, dass die Leitungswand der Zuführleitung im Einspeisebereich eine Wandverstärkung aufweist.

[0008] Die Wandverstärkung besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem schweißbaren rostfreien und/oder hitzebeständigen Edelstahlwerkstoff, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Chrom-Molybdän Legierung mit Stickstoffzusatz (z.B. 1.4562), einem nichtrostenden austenitischen Chrom- Nickel-Molybdän Edelstahl (z.B. 1.4547) oder einer Nickel-ChromMolybdän-Legierung mit besonders niedrigen Gehalten an Kohlenstoff und Silizium (z.B. 2.4605).

[0009] Die Wandverstärkung ist günstigerweise fest mit der Leitungswand der Zuführleitung verbunden, wobei vorzugsweise die Verbindung durch eine Pressverbindung, eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung gebildet ist.

[0010] In einer Ausführung der Erfindung ist die Wandverstärkung durch ein Rohrelement gebildet. Das Rohrelement ist dabei ausgebildet, um die Zuführleitung ähnlich einer Manschette zu verstärken.

[0011] In einer fertigungstechnisch einfachen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohrelement innerhalb der Zuführleitung angeordnet ist. Das Rohreliement wird dabei bevorzugt nur durch eine leichte Presspassung innerhalb der Leitungswand der Zuführleitung positioniert.

[0012] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist das Rohrelement außerhalb der

Zuführleitung angeordnet und beispielsweise durch Schweißen mit der Leitungswand der Zuführleitung verbunden. Das Rohrelement umhüllt dabei die Zuführleitung im Einspeisebereich vorzugsweise um den gesamten Umfang. Weiters kann dabei vorgesehen sein, dass das Rohrelement mit der Wand des Nasswäscherturms fest verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

[0013] Vorzugsweise weisen die Wandverstärkung und die Zuführleitung Werkstoffe unterschiedlicher Härte auf. In einer Ausführungsvariante der Erfindung besteht die Wandverstärkung aus einem weicheren Material, als die Zuführleitung, sodass Wärmedehnungen zwischen der Zuführleitungen und der Wand des Nasswäscherturmes ausgeglichen werden können.

[0014] Für eine effektive Reduktion der thermischen Spannungen ist es vorteilhaft, wenn die Länge des Rohrelementes mindestens dem halben inneren Durchmesser der Zuführleitung, vorzugsweise mindestens dem inneren Durchmesser der Zuführleitung entspricht.

[0015] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsvarianten erläutert. Darin zeigen schematisch:

[0016] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Nasswäscher, [0017] Fig. 2 das Detail II! aus Fig. 1 in einer ersten Ausführungsvariante und [0018] Fig. 3 das Detail Il aus Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsvariante.

[0019] Fig. 1 zeigt schematisch einen Nasswäscher 1 mit einem Nasswäscherturm 2 zur Reinigung der Abgase einer Groß-Brennkraftmaschine 3, beispielsweise eines Wasserfahrzeuges. Der Nasswäscherturm 2 weist ein Sprühnebelsystem 4 mit zumindest einem Sprüharm 41 mit mehreren Sprühdüsen 42 auf, über welche eine Waschflüssigkeit (Adsorptionsflüssigkeit), beispielsweise Meerwasser, in den Nasswäscherturm 2 entgegen der Abgasströmung eingesprüht wird, wobei insbesondere der Schwefel- und Partikelgehalt im Abgas reduziert wird. Die kontaminierte Waschflüssigkeit wird im Bodenbereich 21 des Nasswäscherturmes 2 gesammelt und einer nicht weiter dargestellten Entsorgung oder Wiederaufbereitung zugeführt.

[0020] Der Abgasstrom ist in Fig. 1 mit den Pfeilen G, der Strom der Waschflüssigkeit mit den Pfeilen W angedeutet.

[0021] Das Sprühnebelsystem 4 wird über zumindest eine Zuführleitung 5 mit einer Waschflüssigkeit gespeist. Die Zuführleitung 5 durchdringt in einem Einspeisebereich 6 die Wand 20 des Nasswäscherturmes 2.

[0022] Um thermische Spannungen durch Temperaturdifferenzen zwischen der Zuführleitung 5 und der Wand 20 des Nasswäscherturmes 2, zu vermindern, welche bei Einspeisen einer kalten Waschflüssigkeit in den Nasswäscher 1 entstehen, weist die Leitungswand 50 der Zuführleitung 5 im Einspeisebereich 6 eine Wandverstärkung 7 aus einem Edelstahlwerkstoff auf. Die Wandverstärkung 7 wird in den dargestellten Ausführungsvarianten durch ein Rohrelement 70 gebildet, welches innerhalb oder außerhalb der Zuführleitung 5 angeordnet und fest mit dieser verbunden ist.

[0023] Fig. 2 zeigt den Einspeisebereich 6 des Nasswäschers 1 in einer ersten Ausführungsvariante. Der Innendurchmesser Di; des Rohrelements 70 ist dabei mindestens so groß wie der AuBendurchmesser da der Zuführleitung 5. Das Rohrelement 70 ist im Einspeisebereich 6 in den Nasswäscherturm 2 konzentrisch außerhalb der Zuführleitung 5 angeordnet und umhüllt diese vollkommen. Das Rohrelement 70 ist auf die Zuführleitung 5 aufgesteckt und fest mit dieser verbunden. Dies Ausführungsvariante ermöglicht eine besonders effektive Verminderung der thermischen Spannungen.

[0024] Die feste Verbindung zwischen Rohrelement 70 und Zuführleitung 5 kann durch Verschweißen erfolgen. Mit Bezugszeichen 8 sind Schweißnähte angedeutet. Alternativ zu der in Fig. 2 dargestellten Schweißverbindung kann die Verbindung zwischen Rohrelement 70 und Zuführleitung 5 auch durch Kleben oder Pressen erfolgen.

[0025] Fig. 3 zeigt den Einspeisebereich 6 des Nasswäschers 1 in einer einfach zu fertigenden zweiten Ausführungsvariante. Der Außendurchmesser Da des Rohreiements 70 ist in dieser

Ausführung höchstens so groß wie der Innendurchmesser d; der Zuführleitung 5. Das Rohrelement 70 ist im Einspeisebereich 6 in den Nasswäscherturm 2 konzentrisch innerhalb der Zuführleitung 5 angeordnet und wird von der Zuführleitung 5 vollkommen umhüllt. Das Rohrelement 70 ist in die Zuführleitung 5 eingesteckt und fest mit dieser verbunden. Die feste Verbindung zwischen Rohreliement 70 und Zuführleitung 5 ist in Fig. 3 als Pressverbindung dargestellt. Alternativ dazu kann die Verbindung auch durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen.

[0026] Eine zufriedenstellende Kompensation der thermischen Spannungen lässt sich erreichen, wenn die Länge L des Rohrelementes 70 zumindest so groß ist wie der halbe Durchmesser D der Zuführleitung 5.

Claims

Patentansprüche

1. Nasswäscher (1) für Gase, insbesondere zur Reinigung von Abgasen bei einem Wasserfahrzeug, mit zumindest einem Nasswäscherturm (2) mit mindestens einem Sprühnebelsystem (4), welches mit mindestens einer, eine Wand (20) des Nasswäscherturms (2) in zumindest einem Einspeisebereich (6) durchdringenden Zuführleitung (5) für eine Waschflüssigkeit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungswand (50) der Zuführleitung (5) im Einspeisebereich (6) eine Wandverstärkung (7) aufweist.

2. Nasswäscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandverstärkung (7) aus einem Edelstahlwerkstoff besteht.

3. Nasswäscher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandverstärkung (7) fest mit der Leitungswand (50) der Zuführleitung (5) verbunden ist, wobei vorzugsweise die Verbindung durch eine Pressverbindung, eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung gebildet ist.

4. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandverstärkung (7) durch ein Rohrelement (70) gebildet ist.

5. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wandverstärkung (7) innerhalb der Zuführleitung (5) angeordnet ist.

6. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wandverstärkung (7) außerhalb der Zuführleitung (5) angeordnet ist und die Zuführleitung (5) umhüllt.

7. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wandverstärkung (7) und die Zuführleitung (5) unterschiedliche Härten aufweisen, wobei vorzugsweise zumindest eine Wandverstärkung (7) aus einem weicheren Material besteht, als die Zuführleitung (5).

8. Nasswäscher (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (70) mit der Wand (20) des Nasswäscherturms (2) fest verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

9. Nasswäscher nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Rohrelementes (70) mindestens dem halben inneren Durchmesser d; der Zuführleitung (5), vorzugsweise mindestens dem inneren Durchmesser d; der Zuführleitung (5) entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen