CH713081A2 - Method and device for reducing the emission of waste collection vehicles. - Google Patents

Method and device for reducing the emission of waste collection vehicles. Download PDF

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CH713081A2 CH01436/16A CH14362016A CH713081A2 CH 713081 A2 CH713081 A2 CH 713081A2 CH 01436/16 A CH01436/16 A CH 01436/16A CH 14362016 A CH14362016 A CH 14362016A CH 713081 A2 CH713081 A2 CH 713081A2
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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Abfallsammelfahrzeugen, welche mit einer Verbrennungskraftmaschine (5) ausgerüstet sind. Hierbei wird mittels Absaugvorrichtung (1) Luft aus dem Laderaum oder der Ladewanne (2) des Abfallsammelfahrzeuges abgesaugt und zunächst grob vorgereinigt (3). Dieser grob vorgereinigte Luftstrom wird durch die Rohrleitung (4) in die Verbrennungskraftmaschine (5) oder in das Abgasrohr (5d) geführt. Hierdurch werden schädliche und lästige organische Schadstoffe in der Luft, wie z.B. Viren und geruchsbildende Gase, abgetötet respektive zerstört.Method and device for emission reduction in waste collection vehicles, which are equipped with an internal combustion engine (5). Here, by means of suction device (1), air is sucked out of the loading space or the charging trough (2) of the refuse collection vehicle and initially roughly pre-cleaned (3). This roughly pre-cleaned air flow is passed through the pipe (4) in the internal combustion engine (5) or in the exhaust pipe (5d). As a result, harmful and troublesome organic pollutants in the air, e.g. Viruses and odor-causing gases, killed or destroyed.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung fällt in das Gebiet der Luftreinhaltung. Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Verfahren und Vorrichtung dienen zur Emissionsminderung von Abfallsammelfahrzeugen.Description The invention falls within the field of air pollution control. It relates to a method and a device according to the preambles of the corresponding independent claims. The method and device serve to reduce emissions from refuse collection vehicles.

[0002] Abfallsammelfahrzeuge emittieren bei der Beladung mit Abfall, respektive während des Verdichtungsvorganges, Partikel und Gase. Die Partikel können Staub oder pathogene Keime sein; die Gase sind häufig die Quelle lästiger Gerüche. Eine Schädigung, oder zumindest eine Belästigung des Ladepersonals oder von Passanten, kann daher nicht ausgeschlossen werden.Waste collection vehicles emit particles and gases when loaded with waste, respectively during the compression process. The particles can be dust or pathogenic germs; the gases are often the source of annoying odors. Damage, or at least annoyance to the loading personnel or passers-by, cannot therefore be excluded.

[0003] Stand der Technik zur Minderung dieses Problems ist die Absaugung von Luft aus dem Laderaum respektive der Ladewanne der Abfallsammelfahrzeuge. Diese Luft wird über mechanische Abscheider oder Filter (z.B. Zyklonabscheider, Koandaabscheider, oderVliessfilter) grob gereinigt. Problematisch ist hierbei, dass durch diese mechanischen Abscheider und Filter nur grobe Partikel abgetrennt werden. Feinste Aerosole, z.B. Viren, werden nur unzureichend abgeschieden und geruchsbildende Gase gar nicht.State of the art to reduce this problem is the extraction of air from the hold or the loading tub of the refuse collection vehicles. This air is roughly cleaned using mechanical separators or filters (e.g. cyclone separators, Koanda separators or fleece filters). The problem here is that only coarse particles are separated by these mechanical separators and filters. Finest aerosols, e.g. Viruses are insufficiently separated and odor-producing gases are not at all.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlauben, auf einfache Weise schädliche oder lästige Aerosole und allenfalls sogar geruchsbildende Gase aus dem Laderaum von Abfallsammelfahrzeugen zu zerstören. Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung, wie in den Patentansprüchen definiert.The invention has for its object to provide a method and an apparatus that allow to easily destroy harmful or troublesome aerosols and possibly even odor-forming gases from the hold of refuse collection vehicles. This object is achieved by the method and the device as defined in the patent claims.

[0005] Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die aus dem Laderaum eines Abfallsammelfahrzeuges abgesaugte Luft zunächst grob mechanisch vorgereinigt, z.B. mit Sedimentationsabscheidern wie Absetzkästen oder Zyklonabscheider, oder mittels Filtern wie Vliessfilter und dergleichen. Anschliessend werden die in der grob vorgereinigten Luft noch enthaltenen Schadstoffe, wie Feinstpartikel (z.B. Viren) und geruchsbildende Gase, mittels einer Verbrennungskraftmaschine zerstört.According to the inventive method, the air extracted from the hold of a refuse collection vehicle is initially roughly mechanically pre-cleaned, e.g. with sedimentation separators such as settling boxes or cyclone separators, or by means of filters such as fleece filters and the like. Subsequently, the pollutants still contained in the roughly pre-cleaned air, such as very fine particles (e.g. viruses) and odor-forming gases, are destroyed by an internal combustion engine.

[0006] In der Regel handelt es sich bei der Verbrennungskraftmaschine um den Antrieb des Abfallsammelfahrzeuges oder um einen an Bord des Abfallsammelfahrzeuges befindlichen mit Treibstoff betriebenen elektrischen Generator (beispielsweise bei Hybridfahrzeugen).In general, the internal combustion engine is the drive of the refuse collection vehicle or an electric generator located on board the refuse collection vehicle and powered by fuel (for example in hybrid vehicles).

[0007] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist folgende Elemente auf (Fig. 1):[0007] The device according to the invention has the following elements (FIG. 1):

- eine Absaugvorrichtung (1) für Luft aus dem Laderaum respektive der Ladewanne eines Abfallsammelfahrzeuges (2), welches mit einer eine Verbrennungskraftmaschine (5) ausgerüstet ist,a suction device (1) for air from the loading space or the loading tub of a refuse collection vehicle (2) which is equipped with an internal combustion engine (5),

- und eine Vorrichtung (3) zur Abscheidung von groben Partikeln aus einem Luftstrom,- and a device (3) for separating coarse particles from an air stream,

- und ein Mittel (4) zur Förderung von Gas aus der Vorrichtung zur Abscheidung von groben Partikeln (3) o entweder in die Verbrennungskraftmaschine (5), o oder in das Abgasrohr der Verbrennungskraftmaschine (5d).- And a means (4) for conveying gas from the device for separating coarse particles (3) o either in the internal combustion engine (5), o or in the exhaust pipe of the internal combustion engine (5d).

[0008] Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich durch folgende Vorteile aus. Da die meisten Abfallsammelfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren ausgestattet sind, steht eine zur Zerstörung organischer Aerosole und Gase geeignete Verbrennungskraftmaschine grundsätzlich zur Verfügung. Die insbesondere während der emissionsintensiven Lade- oder Kompressionsintervalle gegenüber dem Leerlauf erforderliche zusätzliche Energie wird in der Regel durch eine Drehzahlerhöhung der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, was eine Erhöhung der Luftzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine erforderlich macht. Die während dieser Vorgänge der Verbrennungskraftmaschine (5) zuzuführende Luftmenge entspricht etwa der Luftmenge, die zur effektiven Emissionsminderung typischerweise aus dem Laderaum (2) des Abfallsammelfahrzeuges abzuziehen wäre. Gegebenenfalls wird nur ein Teilstrom der abgesaugten Luft während des Absaugvorganges direkt durch die Verbrennungskraftmaschine geführt. Der Überschussluftstrom wird beispielsweise in das Abgasrohr (5d) der Verbrennungskraftmaschine (5) geleitet, dort mit dem Abgas vermischt und dadurch auf eine Temperatur erhitzt, bei der schädliche Organismen abgetötet werden. Bevorzugt wird zu diesem Zweck das Abgas oxidationskatalytisch behandelt.The inventive method is characterized by the following advantages. Since most waste collection vehicles are equipped with internal combustion engines, an internal combustion engine suitable for destroying organic aerosols and gases is generally available. The additional energy required, in particular during the emission-intensive charging or compression intervals compared to idling, is usually provided by increasing the speed of the internal combustion engine, which necessitates an increase in the air supply to the internal combustion engine. The amount of air to be supplied to the internal combustion engine (5) during these operations corresponds approximately to the amount of air that would typically have to be drawn from the loading space (2) of the refuse collection vehicle in order to reduce emissions effectively. If necessary, only a partial flow of the extracted air is passed directly through the internal combustion engine during the extraction process. The excess air flow is conducted, for example, into the exhaust pipe (5d) of the internal combustion engine (5), mixed there with the exhaust gas and thereby heated to a temperature at which harmful organisms are killed. For this purpose, the exhaust gas is preferably treated by oxidation catalytic treatment.

[0009] Insbesondere bei Hybridfahrzeugen ergibt sich allerdings folgendes Problem. In der Regel werden die Hybridfahrzeuge während der Lade- und Kompressionsvorgänge elektrisch betrieben, also bei still stehender oder leer laufender Verbrennungskraftmaschine, also bei gar keinem oder nur geringem Luftbedarf der Verbrennungskraftmaschine. In diesem Fall wird der vorgereinigte Luftstrom mit Vorteil, anstatt durch die Verbrennungskraftmaschine, durch das Abgasrohr in einen Partikelfilter geführt. Dort werden die im Luftstrom vorhandenen feinsten Partikel zurückgehalten. Wenn die Verbrennungskraftmaschine zu einem späteren Zeitpunkt wieder hochgefahren wird, dient das Abgas der Verbrennungskraftmaschine dazu um die im Partikelfilter angesammelten organischen Partikel zu zerstören, z.B. durch N02 welches zu diesem Zweck katalytisch im Abgasstrom produziert wird.However, the following problem arises in particular in hybrid vehicles. As a rule, the hybrid vehicles are operated electrically during the charging and compression processes, that is to say when the internal combustion engine is at a standstill or idling, that is to say when the internal combustion engine requires little or no air. In this case, the pre-cleaned air stream is advantageously passed through the exhaust pipe into a particle filter instead of through the internal combustion engine. The finest particles in the air flow are retained there. If the internal combustion engine is restarted at a later point in time, the exhaust gas of the internal combustion engine serves to destroy the organic particles accumulated in the particle filter, e.g. through N02 which is produced catalytically in the exhaust gas stream for this purpose.

CH 713 081 A2 [0010] Fig. 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung an einem dieselbetriebenen Abfallsammelfahrzeug. Hier wird die durch eine Absaugeinrichtung (1) aus dem Laderaum des Abfallsammelfahrzeuges (2) abgesaugte Luft über einen Zyklonabscheider (3) vorgereinigt und durch eine Rohrleitung (4) in die Verbrennungskraftmaschine (5) geleitet.CH 713 081 A2 Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of the device according to the invention on a diesel-powered refuse collection vehicle. Here, the air extracted by a suction device (1) from the loading space of the refuse collection vehicle (2) is pre-cleaned by a cyclone separator (3) and passed through a pipe (4) into the internal combustion engine (5).

[0011] In Fig. 2b ist eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung skizziert. Hier wird der vorgereinigte Luftstrom nicht, wie in Fig. 2a dargestellt, in die Verbrennungskraftmaschine geführt, sondern mittels Dreiwegehahn (6) in das Abgasrohr (5d) der Verbrennungskraftmaschine (5). Durch Vermischung mit dem heissen Abgas werden schädliche Organismen abgetötet. Unterstützend kann ein Oxidationskatalysator (5b) im Abgasstrom in Strömungsrichtung vor oder hinter der Einleitstelle des grob vorgereinigten Luftstroms in das Abgas installiert sein, der im grob vorgereinigten Luftstrom noch enthaltene organische Schadstoffe zerstört.A second exemplary embodiment of the device according to the invention is outlined in FIG. 2b. Here, the pre-cleaned air flow is not led into the internal combustion engine, as shown in Fig. 2a, but by means of three-way cock (6) into the exhaust pipe (5d) of the internal combustion engine (5). Mixing it with the hot exhaust gas kills harmful organisms. To support this, an oxidation catalyst (5b) can be installed in the exhaust gas flow in the flow direction in front of or behind the point of introduction of the roughly pre-cleaned air stream into the exhaust gas, which destroys organic pollutants still present in the roughly pre-cleaned air stream.

[0012] Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2c skizziert. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbrennungskraftmaschine mit einem Partikelfilter (5c) ausgerüstet ist, in diesem Fall mit einem Russpartikelfilter, dem zwecks Regeneration ein Oxidationskatalysator (5b) vorgeschaltet ist. In dieser Ausführungsform wird der grob vorgereinigte Luftstrom über das Fördermittel (4) durch den Luftfilter (5a) der Verbrennungskraftmaschine geleitet, und dann mittels des Dreiwegehahns (6) über den Oxidationskatalysator (5b) in den Russpartikelfilter (5c) geführt. Dieser Modus käme vorzugsweise zur Anwendung bei still stehender Verbrennungskraftmaschine, wie oben für Hybridfahrzeuge ausgeführt. Feinste Partikel, die weder in der Abscheidevorrichtung für grobe Partikel (3) noch im Luftfilter (5a) zurückgehalten wurden, sammeln sich in diesem Modus im Russpartikelfilter (5c) an. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, springt der N02 produzierende Oxidationskatalysator (5b) an und zerstört die im Russfilter (5c) akkumulierten Schadstoffe. Anstatt eines N02 produzierenden Oxidationskatalysators können auch andere Methoden zur thermischen oder thermochemischen Oxidation von Abgas oder von organischem Material, weiches mit dem Abgas in Kontakt gebracht wird, eingesetzt werden.A third embodiment of the invention is outlined in Fig. 2c. This is characterized in that the internal combustion engine is equipped with a particle filter (5c), in this case with a soot particle filter, which is preceded by an oxidation catalyst (5b) for regeneration. In this embodiment, the roughly pre-cleaned air flow is conveyed via the conveying means (4) through the air filter (5a) of the internal combustion engine, and is then fed into the soot particle filter (5c) via the oxidation catalyst (5b) via the oxidation catalyst (5b). This mode would preferably be used when the internal combustion engine is at a standstill, as explained above for hybrid vehicles. The finest particles that were not retained in the coarse particle separator (3) or in the air filter (5a) collect in this mode in the soot particle filter (5c). If the internal combustion engine is started at a later time, the N02-producing oxidation catalyst (5b) starts and destroys the pollutants accumulated in the soot filter (5c). Instead of an N02-producing oxidation catalyst, other methods for the thermal or thermochemical oxidation of exhaust gas or of organic material which is brought into contact with the exhaust gas can also be used.

[0013] Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass die Verbrennungskraftmaschine (5) dazu benutzt wird um die im grob vorgereinigten Luftstrom enthaltenen organischen Schadstoffe:It is characteristic of the invention that the internal combustion engine (5) is used to remove the organic pollutants contained in the roughly pre-cleaned air stream:

- entweder direkt zu oxidieren (Verbrennung mit 02 in der Verbrennungskraftmaschine),- either oxidize directly (combustion with 02 in the internal combustion engine),

- oder indirekt zu oxidieren (Verbrennung z.B. mit katalytisch erzeugtem N02 in dem abgasseitig angeschlossenen Partikelfilter),- or to oxidize indirectly (combustion e.g. with catalytically generated N02 in the particle filter connected to the exhaust gas),

- oder um schädliche Organismen durch den heissen Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine abzutöten.- or to kill harmful organisms from the hot exhaust gas flow from the internal combustion engine.

[0014] Der Partikelfilter ist bei Dieselfahrzeugen mit Vorteil ein Abgas-Russfilter. Naheliegende weitere Ausführungsformen der Erfindung beinhalten die Behandlung von Teilströmen der abgesaugten respektive der grob vorgereinigten Luft.The particulate filter is advantageously an exhaust soot filter in diesel vehicles. Obvious further embodiments of the invention include the treatment of partial flows of the extracted or the roughly pre-cleaned air.

Claims (9)

Patentansprücheclaims 1. Verfahren zur Emissionsminderung bei Abfallsammelfahrzeugen welche mit einer Verbrennungskraftmaschine (5) ausgerüstet sind, wobei Luft aus dem Laderaum respektive der Ladewanne (2) mittels einer Vorrichtung zur Entfernung von groben Partikeln (3) grob vorgereinigt wird, gekennzeichnet dadurch, dass in der grob vorgereinigten Luft noch enthaltene Schadstoffe mithilfe der Verbrennungskraftmaschine (5) zerstört respektive abgetötet werden.1. A method for reducing emissions in refuse collection vehicles which are equipped with an internal combustion engine (5), air being roughly pre-cleaned from the loading space or the loading trough (2) by means of a device for removing coarse particles (3), characterized in that in the coarse pre-cleaned air still contaminants are destroyed or killed with the help of the internal combustion engine (5). 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die in der grob vorgereinigten Luft noch enthaltenen Schadstoffe direkt in der Verbrennungskraftmaschine (5) zerstört werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the pollutants still contained in the roughly pre-cleaned air are destroyed directly in the internal combustion engine (5). 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die in der grob vorgereinigten Luft noch enthaltenen Schadstoffe durch Vermischung oder Kontakt mit heissem Abgas zerstört oder abgetötet werden.3. The method according to claim 1, characterized in that the pollutants still contained in the roughly pre-cleaned air are destroyed or killed by mixing or contact with hot exhaust gas. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die in der grob vorgereinigten Luft noch enthaltenen Schadstoffe in einem Partikelfilter (5c) abgeschieden werden, und mittels dem heissen Abgas der Verbrennungskraftmaschine (5) zerstört respektive abgetötet werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the pollutants still contained in the roughly pre-cleaned air are separated in a particle filter (5c), and are destroyed or killed by means of the hot exhaust gas of the internal combustion engine (5). 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, dass das Abgas oxidationskatalytisch behandelt wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the exhaust gas is treated by oxidation catalytic. 6. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter (5c) als Russpartikelfilter für die Verbrennungskraftmaschine (5) genutzt wird.6. The method according to claim 4, characterized in that the particle filter (5c) is used as a soot particle filter for the internal combustion engine (5). 7. Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Abfallsammelfahrzeugen, die mit einer Verbrennungskraftmaschine (5) ausgerüstet sind, welche Vorrichtung über eine Absaugvorrichtung (1) für Luft aus dem Laderaum respektive der Ladewanne (2) und eine damit verbundene Vorrichtung (3) zur Abscheidung von groben Partikeln aus dem abgesaugten Luftstrom verfügt, gekennzeichnet dadurch, dass eine Rohrleitung (4) an der Vorrichtung zur Abscheidung von groben Partikeln (3) installiert ist, welche diese entweder ansaugseitig mit der Verbrennungskraftmaschine (5), und/oder abgasseitig mit dem Abgasrohr (5d), verbindet.7. Device for reducing emissions in refuse collection vehicles that are equipped with an internal combustion engine (5), which device via a suction device (1) for air from the loading space or the loading trough (2) and an associated device (3) for the separation of coarse particles from the extracted air flow, characterized in that a pipe (4) is installed on the device for the separation of coarse particles (3), which either on the intake side with the internal combustion engine (5) and / or on the exhaust side with the exhaust pipe (5d) , connects. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass im Abgasrohr (5d) ein Oxidationskatalysator (5b) und/ oder einen Partikelfilter (5c) eingebaut ist.8. The device according to claim 7, characterized in that an oxidation catalyst (5b) and / or a particle filter (5c) is installed in the exhaust pipe (5d). CH 713 081 A2CH 713 081 A2 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Verbrennungskraftmaschine zur Aufladung eines Speichermediums für elektrische Energie verwendet wird, insbesondere in Abfallsammelfahrzeugen mit Hybridantrieb.9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the internal combustion engine is used to charge a storage medium for electrical energy, in particular in refuse collection vehicles with a hybrid drive. CH 713 081 A2CH 713 081 A2
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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