CN110719987B - 船舶废气团处理 - Google Patents

船舶废气团处理 Download PDF

Info

Publication number
CN110719987B
CN110719987B CN201880034115.9A CN201880034115A CN110719987B CN 110719987 B CN110719987 B CN 110719987B CN 201880034115 A CN201880034115 A CN 201880034115A CN 110719987 B CN110719987 B CN 110719987B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
steam
heater
exhaust gas
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880034115.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110719987A (zh
Inventor
希亚姆·巴哈杜尔·塔帕
彼得·斯特兰德贝里
佩尔·霍坎·比耶克比
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yara Marine Technologies AS
Original Assignee
Yara Marine Technologies AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yara Marine Technologies AS filed Critical Yara Marine Technologies AS
Publication of CN110719987A publication Critical patent/CN110719987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110719987B publication Critical patent/CN110719987B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/306Preheating additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/32Arrangements for supply of additional air using air pump
    • F01N3/323Electrically driven air pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/06Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving exhaust evacuation or circulation, or reducing back-pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00Mixing air with exhaust gases
    • F01N2270/08Mixing air with exhaust gases for evacuation of exhaust gases, e.g. in tail-pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本申请涉及一种用于船舶的装置,该装置包括布置在船舶的引擎室中的燃烧单元,与燃烧单元流体连接并且布置成用于接收来自燃烧单元的废气和将来自燃烧单元的废气净化成经净化的废气的废气净化系统,净化气排气管,其与废气净化系统处于流体连接并布置成接收经净化的废气,气团控制系统,其包括用于吸收环境空气的空气进口,用于加热环境空气以产生加热的空气的加热器,以及放置在净化气排气管中的气体混合器,其用于将净化气排气管中的经净化的废气与加热的空气混合,从而产生废气混合物,该废气混合物通过一个或多个废气出口被吹入大气。本申请进一步涉及一种用于避免在船舶引擎室的燃烧单元中产生并且在废气净化系统中被净化的废气下降并着落在船舶和/或其他相邻区域上的方法,所述废气净化系统与净化气排气管流体连接,所述净化气排气管又与一个或多个废气出口流体连接,所述废气出口优选地布置在壳体中,并且布置成用于将废气吹入大气中。

Description

船舶废气团处理
技术领域
本申请涉及通过处理废气团(exhaust gas plume)来控制废气到大气的最终排放,所述废气来自布置在船舶的引擎室中的燃烧单元并且是通过废气净化系统净化的。
背景技术
传统上,船舶(marine vessels)设置有一个或多个燃烧单元,例如柴油发动机、燃油锅炉(oil-fired boilers)、焚烧炉(incinerators)等。燃烧单元通常具有独立的废气管道组件,其中,废气的净化分别在每个燃烧单元中进行。来自燃油锅炉的气体通常被称为“烟道气(flue gases)”,而来自柴油发动机的气体通常被称为“废气(exhaust gases)”。在本专利申请中,通用术语“废气(exhaust gas)”将被用于来自所有相关类型的燃烧单元的气体。
在确定在废气管内给定数量的废气可包含的水量时,温度是关键参数,即,在达到饱和之前,温度越高可被保持的水量越大。在引擎和废气净化(EGC)单元(例如洗涤器(scrubber))之间,排气温度大约为300℃,但是在通过EGC单元后,温度会显著降低-可能降低85%。当低温饱和的废气离开洗涤器并被引入大气时,废气通常具有较高的相对湿度,从而湿气冷凝并在排气烟囱(exhaust stack)附近和外部形成可见的白团(白烟)。除了较高的相对湿度外,废气还很冷,因此缺乏热废气的常规浮力(buoyance)。因此,存在有气团或其中的一部分(即冷、湿的废气)下降并落在所讨论的船舶、其他船舶、港口设施或其他邻近区域上的风险。
当前,已经存在一种用于船舶的布置,其中,冷的和经洗涤的废气被重新加热以避免形成白烟并提高排放到大气中的废气的浮力,从而它们不会下降或着落,并且还减少了与洗涤器单元相关的不希望的冷凝。
例如在WO 2009/022050中,公开了一种船舶的机械装置,其包括内燃引擎、用于从内燃引擎的废气中回收废热的热回收装置、洗涤器单元和单独的加热系统,所述单独的加热系统用于为在船上的酒店顾客产生热量。在运行中,来自内燃引擎的废气被引导至热回收装置并且进一步被引导至洗涤器单元。主给水供应到单独的加热系统,并进一步作为循环水被引导至热回收装置,在这里其由于废气产生的热量而部分蒸发,并以水和蒸汽的混合物的形式返回所述加热系统的蒸汽鼓(steam drum)。蒸汽然后可以被从蒸汽鼓输送以供船上的消耗。由热量回收装置产生并通过蒸汽鼓的被输送用于消耗的蒸汽中的多余热量被引导并循环通过布置在洗涤器单元3废气出口端的再加热设备30(请参见第55和56行)。该蒸汽流用于对洗涤器单元3中的废气流进行再加热,以提高排放到大气中的经洗涤的废气的温度(流线31)。
然而,这种布置的缺点在于,当废气与蒸汽混合时,冷凝会发生在船舶外部,从而可能下降或着落。
在WO 2009/125050中,描述了一种机械装置,其包括
-布置在引擎室内的燃烧单元;和
-连接到燃烧单元的废气管道组件,废气管道组件用于接收废气流,并且用于通过废气净化系统将废气流引导到大气中,该废气净化系统设置有废气管,所述废气管被安排在包围装置中,所述包围装置布置成流连接到引擎室,以通过来自引擎室的热空气流为废气管提供热量。
在运行中,来自引擎室的通风空气通过通风口将热空气流提供到所述包围装置中。通过包围装置朝向外套部分(iacket portion)流动的热空气流加热了洗涤器单元的废气管。这样,热空气流与从废气管中的湿废气接触并混合,并被排放到大气。
然而,这种布置的缺点在于,由内燃引擎产生的废气具有大约45℃的温度,或者甚至更低,这在船舶在非常寒冷的地方运行的情况下是可能的。这仅会轻微地有助于加热从洗涤器出来的废气的温度,但这不足以使从烟囱吹出的废气不会下降和着落。
因此,本发明的目的是使来自船舶的引擎室中的燃烧单元的、通过废气净化系统到达废气管并且到达一个或多个将经净化的废气排入大气的清洁废气管出口的经净化的废气避免下降并着落在船舶和/或其他邻近区域。
发明内容
根据本申请的第一方面,提供了一种用于船舶的装置,包括
-布置在船舶引擎室内的燃烧单元;
-与燃烧单元流体连接的废气净化系统,该废气净化系统被布置成用于接收和净化来自燃烧单元的废气,从而产生经净化的废气;
-净化气排气管,其与废气净化系统流体连接并布置成接收经净化的废气;
-气团控制系统,包括
·用于吸入环境空气的空气进口;
·用于加热环境空气并产生加热的空气的加热器;和
·放置在净化气排气管中的气体混合器,用于将净化气排气管中的经净化的废气与加热的空气混合,产生废气混合物,该废气混合物通过一个或多个净化气排气管出口排入大气。
在特定实施例中,废气净化系统包括洗涤器。洗涤器优选地构造成用于减少存在于燃烧单元产生的废气中的SOx。洗涤器优选竖直地定位在废气净化系统内。
在特定实施例中,本文所述的装置包括壳体(casing)。船舶的壳体是覆盖引擎室的上部的结构,并且设有净化气排气管出口的出口。在大多数情况下,外壳对环境空气开放。在本文所述的装置的特定实施例中,空气进口从壳体吸入环境空气。
本文所述的空气进口通常从周围区域吸入环境空气。技术人员将理解,环境空气被认为是在其自然状态下的大气。环境空气通常为78%的氮气和21%的氧气。环境空气的组成依海拔高度以及人为因素(如污染程度)而不同。应当注意使环境空气不会被废气或经净化的废气污染,因为这会不必要地污染加热器,导致潜在的不希望的影响。
通过将加热的空气与通过净化气排气管从废气净化系统出来的较冷的经净化的气体进行混合,经净化的废气的温度将升高,从而经净化的废气将膨胀。膨胀的废气混合物的增加的体积将增加其速度,通过该速度,废气混合物离开一个或多个净化气排气管出口将在船舶上方的大气中被向上吹得更高,防止吹出的废气混合物掉落到船舶和/或其他相邻区域上。这种布置进一步降低了从一个或多个净化气排气管出口出来的废气团的可见性。
根据本申请的系统的一个实施例,净化气排气管具有基本恒定的直径,以便优化效果。直径的增加通常至少部分地减小效果,而基本恒定的直径或直径的减小提供了废气混合物的改善的吹出。
根据本申请的装置的一个实施例,气团控制系统包括风扇装置,该风扇装置放置在加热器之前,并且布置成用于将空气吹入加热器中并且用于将加热的空气吹向气体混合器。
在根据本申请的装置的实施例中,柔性连接部被安置在风扇装置之后,以减小风扇振动。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括安置在空气进口和风扇装置之间的消音器,以便衰减经由空气进口吸入的空气的噪声。
在根据本申请的装置的可能的实施方式中,加热的空气的温度在70℃和80℃之间。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括阀,该阀布置成在不使用废气净化系统时被关闭以绕开废气净化系统。
在根据本申请的装置的可能的实施例中,气团控制系统包括节流阀,该节流阀在除雾器和气体混合器之间安置在净化气排气管中,其中,该节流阀的直径小于所述净化气排气管的直径。该节流阀将不会完全关闭净化气排气管,并充当用于控制流过净化气排气管的废气的节门,从而控制下游废气处理系统中的下压(under pressure)。此节流阀还会使除雾器不会让洗涤器液体通过。
在根据本申请的装置的可能的实施例中,加热器是使用蒸汽来加热经由空气进口吸入的空气的蒸汽加热器,并且气团控制系统还包括用于使蒸汽进入的蒸汽入口。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括:温度传感器,所述温度传感器用于测量加热的空气的温度,该温度传感器被安置在蒸汽加热器之后;以及蒸汽流调节阀,其用于根据温度传感器对温度的测量调节通过蒸汽加热器的蒸汽流。
在根据本申请的装置的特定实施例中,气团控制系统包括第一蒸汽疏水器,其安装在蒸汽入口和蒸汽流调节阀之间。这避免了冷凝的蒸汽流入蒸汽流调节阀。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括放置在蒸汽加热器之后的第二蒸汽疏水器。第二蒸汽疏水器确保只有冷凝水可以离开蒸汽加热器。
在根据本申请的装置的可能的实施例中,气团控制系统包括位于蒸汽流调节阀与蒸汽加热器之间的真空安全阀和空气通风孔。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括在蒸汽入口附近的球阀,该球阀在正常操作期间关闭并且布置成在启动期间或经要求时被打开。在启动期间或在需要时,该球阀清洁蒸汽回路中的污垢。
在船上没有足够的蒸汽的情况下,在根据本申请的装置的可能的实施方式中,加热器是电加热器。
在根据本申请的装置的实施例中,气团控制系统包括温度传感器以测量加热的空气的温度,该温度传感器被放置在电加热器之后,并且电加热器包括多个加热棒,其数量基于温度传感器测得的温度。
根据本申请的第二方面,公开了一种气团控制系统,所述气团控制系统用于如上所述的根据本申请的装置。
根据本申请的第三方面,公开了一种配备有如上所述的根据本申请的装置的船舶。
根据本申请的第四方面,公开了一种用于避免来自船舶的经净化的废气下降并着落在船舶和/或其他相邻区域上的方法,该方法包括以下步骤:
-通过空气进口吸入环境空气;
-将来自空气进口的环境空气带到加热器,优选是电加热器或蒸汽加热器,从而产生加热的空气;
-将加热的空气送入设置在净化气排气管中的气体混合器;
-在气体混合器中将经净化的废气与加热的空气混合,形成经净化的废气混合物;
-通过一个或多个净化气排气管出口将经净化的废气混合物吹出到大气。
在根据本申请的可能的方法中,该方法包括将空气加热至70℃和80℃之间的温度的步骤。
在根据本申请的可选方法中,将空气从空气进口带到加热器从而产生加热的空气的步骤更特别地是通过借助于风扇装置将空气吹到加热器来完成的。
在根据本申请的可能方法中,将加热的空气带入布置在排气管中的气体混合器的步骤更特别地是通过借助于风扇装置将加热的空气吹到气体混合器来完成的。
在根据本申请的可能方法中,将空气引入加热器从而产生加热的空气的步骤包括以下步骤:
-通过蒸汽入口将蒸汽引入蒸汽加热器;和
-将来自空气进口的空气带到蒸汽加热器,从而产生加热的空气。
在根据本申请的另一种可能的方法中,当船上没有足够的蒸汽可用时,将空气引入加热器从而产生加热的空气的步骤包括将空气带到电加热器从而产生热空气的步骤。
在根据本申请的可能方法中,使用如上所述的根据本申请的装置。
附图说明
图1示出了根据本申请的布置的实施方式,其中使用蒸汽加热器;
图2示出了蒸汽回路的实施方式,所述蒸汽回路形成如图1所示的布置的一部分;
图3示出了气团控制系统的实施方式,所述气团控制系统形成如图1所示的布置的一部分。
具体实施方式
根据本申请的用于船舶的装置1,其一个使用蒸汽的实施方式在图1中被示出,其包括燃烧单元2,所述燃烧单元2布置在引擎室中,还包括废气净化系统3,所述废气净化系统3与燃烧单元2流体连接并且布置成用于接收和净化来自发动机的废气以得到经净化的废气,还包括净化气排气管4,所述净化气排气管4与废气净化系统3流体连接,并布置成接收所述经净化的废气。净化气排气管4可选地具有基本恒定的直径。离开废气净化系统3的经净化的废气的温度约为25℃。燃烧单元是通常在其他运输系统(例如汽车、卡车、飞机、火车等)中找不到的船用燃烧单元(marine combustion unit)。例如,船用燃烧单元可以配置成以高硫燃油运行,这通常不适合于其他运输系统。
在一个实施例中,废气净化系统3包括洗涤器31。洗涤器31减少了有毒气体的排放,特别是SOx(硫氧化物)的排放,这通常是由船舶燃烧单元产生的,尤其是在使用高硫燃油的情况下。洗涤器31通过使脏的废气流通过一个或多个腔室而工作,所述腔室被构造成捕获气流中存在的游走颗粒(errant particles)。洗涤器技术的进一步的细节(例如,不同的模式或回路;开放、封闭和混合系统)可以被认为是本领域已知的。洗涤器是通常在其他运输系统(例如汽车、卡车、飞机、火车等)中找不到的船舶洗涤器。
在一些实施例中,洗涤器竖直地定位在废气净化系统3内。所述竖直方向是相对于废气的流动而确定的。换句话说,当洗涤器垂直放置时,气体在整个洗涤器31中向上和/或向下流动。可选地,气体在整个洗涤器31中向上流动,以提高洗涤效率。气体通过入口点进入洗涤器,并通过出口点离开洗涤器,其中出口点优选地在轴向上远离入口点。当废气被引导为向上流动时,洗涤器的出口点被定位成高于洗涤器的入口点;对于被向下导向的废气流反之亦然。入口点和出口点的直径可选地具有相似的直径。离开洗涤器的废气可以具有约25℃的温度。
装置1进一步包括气团控制系统5,该气团控制系统被布置为增加在净化气排气管4中的经净化的废气的流速,以使经净化的废气从一个或多个废气出口中排出在所述船舶之上被向上吹得更高,所述废气出口可选地布置在壳体(在附图中未示出)中。所述一个或多个废气出口与净化气排气管4流体连接。可选地,所述废气出口定位成在沿竖直方向上(优选在整个气体出口中向上的方向)引导经净化的废气流。可选地,经净化的废气通过入口点进入废气出口,竖直流动并通过轴向上远离入口点的出口点离开。当经净化的废气被引导为向上流动时,所述废气出口的出口点被定位于比废气出口的入口点高的位置。该气团控制系统5防止排出的废气下降并落在船舶(例如甲板)上和/或邻近区域(例如其他船舶和港口设施)上。
如图1所示的气团控制系统5包括蒸汽回路6,该蒸汽回路6的一个具体实施方式被在图2中更细节地示出,所述蒸汽回路用于产生蒸汽,该蒸汽用于加热经由空气进口54从空气进口(可选地从船舶的壳体)吸入的环境空气,从而得到加热的空气。此外,气体混合器7被放置在净化气排气管4中,并且被布置为用于将从废气净化系统3出来的经净化的废气与加热的空气混合,从而得到废气混合物。在一个实施例中,所述加热的空气的温度在70℃和80℃之间。
在如图1所示的根据本申请的装置的实施方式中,废气净化系统3包括洗涤器31,所述洗涤器用于减少存在于燃烧单元2产生的废气中的SOx。注意,洗涤器是本领域公知的,因此这里将不进行更详细的讨论。洗涤器31包括除雾器32(demister),该除雾器32被设置为从经净化的废气中去除过量/多余的洗涤器液体。在除雾器32和气体混合器7之间,设有节流阀8(throttle valve),以防止除雾器32使洗涤器中的液滴通过,这之所以会发生是因为当经净化的废气与加热的空气混合时速度会增加。另外,该节流阀8的直径特别是小于净化气排气管4的直径,通过这种设置,净化气排气管4将不能被完全关闭,并且节流阀8将用作通过净化气排气管4的废气的节门(throttle)。
此外,提供了阀9,其布置成在船舶以洗涤器模式运行时打开,并且布置成在船舶以干燥模式运行时关闭。在那种情况下,废气净化系统3将被绕过(bypassed)。在后一种情况下,节流阀8将处于打开位置,以使洗涤器31引起的压降保持最小。
在如图2所示的蒸汽回路的实施方式中,蒸汽回路6包括蒸汽入口61,用于吸入在船上产生的蒸汽。蒸汽从蒸汽入口61流向蒸汽加热器63,该蒸汽加热器被布置为借助于经由蒸汽入口61吸入的蒸汽来加热来自空气进口54的环境空气。蒸汽入口61经由蒸汽导管60连接到蒸汽加热器63,所述蒸汽导管在蒸汽加热器63之后继续。在一个实施方式中,蒸汽加热器63包括一个或多个热交换器,以借助于蒸汽来加热环境空气。如从图3中可以看出的,在一个实施方式中,蒸汽加热器63之前和之后的蒸汽导管60具有朝着蒸汽加热器63变宽的形式,以具有增大的表面积,从而得到更好的热交换。在蒸汽加热器63之后,设有温度传感器90,该温度传感器被布置为测量加热的空气的温度。从蒸汽入口61朝向蒸汽加热器63的蒸汽流通过调节阀64基于加热的空气的温度来调节。调节阀64还设置蒸汽的工作压力。在一个实施例中,蒸汽具有约7巴的工作压力。为了避免蒸汽流入调节阀64,在蒸汽入口61上提供了第一蒸汽疏水器65(steam trap)。
在蒸汽入口61和调节阀64之间,设置了一个锥形阀70,该锥形阀被设置为被打开和被关闭,以调节管线71中的蒸汽流,所述管线在蒸汽入口61和调节阀64之间,因为在与管线71连接的船舶的主管线(图中未示出)中总是存在蒸汽。
为了防止在关闭向蒸汽加热器的蒸汽供应之后产生真空,并且从而防止过压(overpressure),在调节阀64后,布置有真空安全阀67、空气通风口68和球阀72,以确保在形成真空后蒸汽加热器63中的一个或多个热交换器的适当排出(drainage)。球阀72被安置在真空安全阀67的前面,球阀67在操作过程中通常是打开的,并且布置成打开真空安全阀67。
在蒸汽加热器63之后提供第二蒸汽疏水器69,以确保只有冷凝水(condensate)可以离开蒸汽加热器63,从而仅冷凝水被允许通过。来自两个蒸汽疏水器65、69的冷凝水可以被引回到一个或多个冷凝水箱80。另外特别是,联合冷凝水箱80用于从蒸汽疏水器65、69收集冷凝水。蒸汽疏水器65、69被设计用于对各种蒸汽消耗做出快速而可靠的响应。
在第一蒸汽疏水器65之前和之后,提供了球阀73,该球阀在操作期间通常是打开的,并且其可以被关闭以将蒸汽回路6从相应的冷凝水箱80隔离开。在第一蒸汽疏水器65之后,设置有单向阀76,以避免水从相应的冷凝水箱80流向蒸汽回路6。同样在第二蒸汽疏水器69之前,设置有止回阀74,以避免水会朝向蒸汽加热器63流动。在止回阀74之前设有球阀75,该球阀在操作期间通常是打开的,并且其可以被关闭以将蒸汽加热器63从相应的冷凝水箱80隔离。
在蒸汽入口61处安装了通常处于关闭状态的球阀66。在启动过程中,或在需要时,球阀66被打开以清洁蒸汽回路6的污垢(dirt)。
如在图3中可以看到的,气团控制系统5还包括风扇装置51,另外特别是包括一个或多个轴流风扇(axial fan),以将来自空气进口的环境空气吹向蒸汽加热器63并将加热的空气随后吹向气体混合器7。在风扇51之前,放置消音器52。消音器用于降低废气歧管(manifold)中的噪音水平。在风扇装置51之后,柔性连接部53或凸缘被提供以补偿风扇装置51的振动。
如果在船上没有足够量的蒸汽,则还可以通过电加热器(未在图中示出)加热经由空气进口54吸入的空气(可选地从壳体吸入)。另外特别是,电加热器设置有一定数量的加热器棒。当使用电加热器时,将没有蒸汽疏水器和冷凝水箱。其余的如图1所示的部件和工作原理是相同的。在图3中,蒸汽加热器则被电加热器代替。
根据本申请的用于避免废气下降和着落于船舶和/或其他相邻区域的方法,所述废气在船舶的引擎室2的燃烧单元中产生并在与净化气排气管4流体连接的废气净化系统3中被净化,该净化气排气管4可选地具有基本恒定的直径,该净化气排气管4继而与一个或多个废气出口流体连接,该废气出口将经净化的废气吹入大气,并可选地布置在壳体中,所述包括以下步骤:
-通过空气进口54吸入环境空气;
-将环境空气带到加热器,从而产生加热的空气;
-将加热的空气送入设置在净化气排气管4中的气体混合器7;
-在气体混合器7中将经净化的废气与加热的空气混合,从而得到混合气体;
-通过所述一个或多个废气出口将所述混合气体吹出到大气中。
在一个实施例中,废气净化系统3包括洗涤器。可选地,洗涤器被配置用于减少存在于燃烧单元产生的废气中的SOx。洗涤器废气由此被来自加热器的加热的空气稀释。
另外特别是,借助于风扇装置51来自空气进口54的环境空气被吹向蒸汽加热器63。加热的空气则接着利用风扇装置51被吹向气体混合器7。
在一个实施例中,外部环境空气被加热器63加热到70℃和80℃之间的温度。在使用蒸汽加热器63加热来自空气进口54的空气的情况下,该方法包括以下步骤:在蒸汽入口61中将蒸汽引入,并将该蒸汽引入蒸汽加热器63中以加热来自空气进口54的空气,从而得到加热的空气。可选地,所述蒸汽的温度在约8巴的压力下为约170℃。可选地,混合气体中的蒸汽/空气/废气之间的相对重量比分别为1∶27∶81。
在一个实施例中,混合气体的温度,即在经净化的废气和加热的空气混合之后的温度,比经净化的废气的温度高大约20℃。
当船上没有足够的蒸汽时,来自空气进口54的需要加热为加热的空气的空气可以被带到电加热器中以在那里被加热。

Claims (17)

1.一种用于船舶的装置(1),包括
-布置在船舶的引擎室中的燃烧单元(2);
-包括洗涤器(31)的废气净化系统(3),所述废气净化系统(3)与所述燃烧单元流体连接并且布置成用于接收和净化来自燃烧单元的废气,从而产生经净化的废气;
-净化气排气管(4),其与废气净化系统(3)流体连通,并布置成接收经净化的废气;
-气团控制系统(5),包括
·用于吸入环境空气的空气进口(54);
·加热器,所述加热器用于加热所述环境空气产生加热的空气;和
·气体混合器(7),所述气体混合器被安置在净化气排气管中,并被布置为用于将净化气排气管(4)中的经净化的废气与所述加热的空气混合,产生废气混合物,该废气混合物通过一个或多个净化气排气管出口被吹入大气;
其中,所述气团控制系统(5)包括风扇装置(51),所述风扇装置(51)被安置在所述加热器之前,并且被布置成用于将环境空气吹入所述加热器并且用于将所述加热的空气进一步吹向所述气体混合器(7);并且,
其中,所述气团控制系统(5)包括:
-柔性连接部(53),所述柔性连接部(53)安置在风扇装置后以减少风扇的振动;
-安置在空气进口(54)和风扇装置(51)之间的消音器(52);
-阀,在废气净化系统(3)未被使用的情况下,所述阀被关闭以绕开废气净化系统(3);和/或;
-在除雾器和气体混合器(7)之间安置在净化气排气管(4)中的节流阀(8),该节流阀(8)的直径小于净化气排气管(4)的直径。
2.根据权利要求1所述的装置(1),其中,所述加热的空气的温度在70℃和80℃之间。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1),其中,所述加热器是电加热器或蒸汽加热器(63),所述蒸汽加热器(63)使用蒸汽来加热经由所述空气进口吸入的空气,在加热器是蒸汽加热器(63)的情况下,所述气团控制系统还包括蒸汽入口,所述蒸汽入口用于放进蒸汽。
4.根据权利要求3所述的装置(1),其中,所述气团控制系统(5)包括:
-用于测量加热的空气的温度的温度传感器,该温度传感器位于蒸汽加热器(63)之后,以及
-蒸汽流调节阀,用于基于温度传感器对温度的测量来调节通过蒸汽加热器(63)的蒸汽流。
5.根据权利要求4所述的装置(1),其中,所述气团控制系统包括第一蒸汽疏水器(65),所述第一蒸汽疏水器(65)安装在所述蒸汽入口(61)和所述蒸汽流调节阀之间。
6.根据权利要求3所述的装置(1),其中,所述气团控制系统(5)包括第二蒸汽疏水器(69),所述第二蒸汽疏水器(69)位于所述蒸汽加热器(63)之后。
7.根据权利要求4或5所述的装置(1),其中,所述气团控制系统(5)包括位于所述蒸汽流调节阀与所述蒸汽加热器(63)之间的真空安全阀(67)和空气通风口(68)。
8.根据权利要求3所述的装置,其中,所述气团控制系统包括在所述蒸汽入口(61)附近的球阀(72),所述球阀在正常操作期间被关闭,并且被布置为在启动期间或在被要求时被打开。
9.根据权利要求3所述的装置(1),其中,所述气团控制系统(5)包括温度传感器以测量所述加热的空气的温度,所述温度传感器被安置在所述电加热器之后,并且加热器包括多个加热棒,加热棒的数量基于温度传感器测得的温度。
10.根据权利要求1或2所述的装置( 1) ,其中,所述洗涤器(31)被竖直定位。
11.一种具有根据权利要求1至10中任一项所述的装置的船舶。
12.一种用于避免来自船舶的经清洁的废气下降并着落在船舶和/或其他相邻区域上的方法,该方法包括以下步骤:
-通过空气进口吸入环境空气;
-将环境空气引入到加热器,从而产生加热的空气;
-将所述加热的空气引入至安置在净化气排气管中的气体混合器(7);
-在气体混合器中混合经净化的废气和加热的空气,得到经净化的废气混合物;
-通过一个或多个净化气排气管出口将经净化的废气混合物吹入大气;
其中所述方法使用根据权利要求1至10中任一项所述的装置(1)。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,将来自空气进口的空气引入至加热器从而产生加热的空气的步骤包括以下步骤:
-通过蒸汽入口将蒸汽引入蒸汽加热器(63);和
-将来自空气进口的空气引入蒸汽加热器(63),从而产生加热的空气。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其中,所述加热是电加热器或蒸汽加热器。
15.根据权利要求12或13所述的方法,其中,所述空气被加热到70℃和80℃之间的温度。
16.根据权利要求12或13所述的方法,其中,通过使空气被用风扇装置吹着通过所述加热器来将环境空气引入到加热器。
17.根据权利要求12或13所述的方法,其中,通过使加热的空气被用风扇装置(51)吹到气体混合器(7)来将所述加热的空气引入至气体混合器(7)。
CN201880034115.9A 2017-05-24 2018-05-24 船舶废气团处理 Active CN110719987B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17172690.4 2017-05-24
EP17172690.4A EP3406868A1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Conditioning of the exhaust gas plume of a marine vessel
PCT/EP2018/063595 WO2018215577A1 (en) 2017-05-24 2018-05-24 Conditioning of the exhaust gas plume of a marine vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110719987A CN110719987A (zh) 2020-01-21
CN110719987B true CN110719987B (zh) 2022-02-11

Family

ID=58800674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880034115.9A Active CN110719987B (zh) 2017-05-24 2018-05-24 船舶废气团处理

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11111832B2 (zh)
EP (2) EP3406868A1 (zh)
JP (1) JP7182567B2 (zh)
KR (1) KR102482354B1 (zh)
CN (1) CN110719987B (zh)
AR (1) AR111962A1 (zh)
AU (1) AU2018274164A1 (zh)
BR (1) BR112019024627A2 (zh)
CA (1) CA3059666A1 (zh)
DK (1) DK3631177T3 (zh)
RU (1) RU2762480C2 (zh)
WO (1) WO2018215577A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113217208B (zh) * 2021-06-02 2022-06-17 一汽解放汽车有限公司 一种三元催化器的保护方法、装置、车辆和存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2900275A1 (de) * 1979-01-05 1980-07-10 Kraftanlagen Ag Einrichtung und verfahren zur wiederaufwaermung der reingase nach einer rauchgaswaesche
DE3225716C1 (de) * 1982-07-09 1983-06-01 Buckau-Walther AG, 4048 Grevenbroich Verfahren zur Rauchgasentschwefelung
DE3334878A1 (de) * 1983-09-27 1985-04-11 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Verfahren zur minderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emissionen hinter fossilkraftwerkskesseln bei gleichzeitiger nutzung der reaktionswaerme zum aufheizen der gase nach der rauchgasentschwefelung
US6358109B1 (en) * 1999-12-08 2002-03-19 Bombardier Motor Corporation Of America Air cooled marine engine exhaust
CN101981287A (zh) * 2008-04-09 2011-02-23 瓦锡兰芬兰有限公司 用于船舶的机械装置
CN101998919A (zh) * 2008-04-09 2011-03-30 瓦锡兰芬兰有限公司 用于船舶的机械装置
EP2460986A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Jaguar Cars Ltd Particle reduction in gasoline engine exhaust
DE102011056689A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgaskatalysator
FR3043730A3 (fr) * 2015-11-16 2017-05-19 Renault Sas Systeme d'echappement d'un moteur a combustion interne a refroidissement des gaz de combustion recircules.

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2138001A (en) * 1936-09-28 1938-11-29 Fluor Corp Engine and exhaust pipe cooling system
US5829248A (en) * 1997-06-19 1998-11-03 Environmental Engineering Corp. Anti-pollution system
US20060179824A1 (en) * 2003-02-03 2006-08-17 Chapeau, Inc. Air flow regulation system for exhaust stream oxidation catalyst
JP2007205689A (ja) 2006-02-06 2007-08-16 Babcock Hitachi Kk 廃棄物燃焼排ガス処理方法と装置
FI119522B (fi) 2007-08-13 2008-12-15 Waertsilae Finland Oy Aluksen koneistosovitelma
US8752366B2 (en) * 2010-05-21 2014-06-17 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for abating carbon monoxide in an exhaust stream
CN103079680A (zh) * 2010-06-09 2013-05-01 肖恩·T·冈本 用于试剂蒸发和其它加热气体系统的热气体的提取
US9149768B1 (en) * 2014-03-27 2015-10-06 General Electric Company Emission control in rich burn natural gas engines
CN104174246B (zh) * 2014-08-25 2016-01-20 段洪池 利用液体还原剂的空气净化设备及其工作和应用方法
KR101521622B1 (ko) 2014-09-29 2015-05-21 신한열기 주식회사 백연 방지 시스템
CN204253221U (zh) * 2014-11-04 2015-04-08 哈尔滨工程大学 船舶柴油机NOx和SOx联合减排装置
KR102173487B1 (ko) * 2015-02-23 2020-11-03 현대중공업 주식회사 Scr 장치의 가열 시스템 및 방법
KR20160109977A (ko) * 2015-03-13 2016-09-21 현대중공업 주식회사 Scr 시스템 및 그 제어 방법
US9850794B2 (en) * 2015-06-29 2017-12-26 General Electric Company Power generation system exhaust cooling
RU2620623C2 (ru) * 2015-10-12 2017-05-29 Лев Анатольевич Новиков Способ очистки и утилизации отработавших газов и устройство для его реализации
US10005016B2 (en) * 2015-12-28 2018-06-26 General Electric Company Hydrophobic filtration of tempering air
US10450929B2 (en) * 2016-01-20 2019-10-22 General Electric Company Anti-icing system and method for gas turbine exhaust sections

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2900275A1 (de) * 1979-01-05 1980-07-10 Kraftanlagen Ag Einrichtung und verfahren zur wiederaufwaermung der reingase nach einer rauchgaswaesche
DE3225716C1 (de) * 1982-07-09 1983-06-01 Buckau-Walther AG, 4048 Grevenbroich Verfahren zur Rauchgasentschwefelung
DE3334878A1 (de) * 1983-09-27 1985-04-11 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Verfahren zur minderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emissionen hinter fossilkraftwerkskesseln bei gleichzeitiger nutzung der reaktionswaerme zum aufheizen der gase nach der rauchgasentschwefelung
US6358109B1 (en) * 1999-12-08 2002-03-19 Bombardier Motor Corporation Of America Air cooled marine engine exhaust
CN101981287A (zh) * 2008-04-09 2011-02-23 瓦锡兰芬兰有限公司 用于船舶的机械装置
CN101998919A (zh) * 2008-04-09 2011-03-30 瓦锡兰芬兰有限公司 用于船舶的机械装置
EP2460986A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Jaguar Cars Ltd Particle reduction in gasoline engine exhaust
DE102011056689A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgaskatalysator
FR3043730A3 (fr) * 2015-11-16 2017-05-19 Renault Sas Systeme d'echappement d'un moteur a combustion interne a refroidissement des gaz de combustion recircules.

Also Published As

Publication number Publication date
JP7182567B2 (ja) 2022-12-02
EP3406868A1 (en) 2018-11-28
EP3631177B1 (en) 2021-03-17
EP3631177A1 (en) 2020-04-08
AR111962A1 (es) 2019-09-04
RU2762480C2 (ru) 2021-12-21
US11111832B2 (en) 2021-09-07
JP2020521080A (ja) 2020-07-16
DK3631177T3 (da) 2021-06-21
AU2018274164A1 (en) 2019-10-31
KR20200008156A (ko) 2020-01-23
WO2018215577A1 (en) 2018-11-29
RU2019138481A3 (zh) 2021-11-11
BR112019024627A2 (pt) 2020-06-16
CN110719987A (zh) 2020-01-21
RU2019138481A (ru) 2021-06-24
CA3059666A1 (en) 2018-11-29
US20200102867A1 (en) 2020-04-02
KR102482354B1 (ko) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2746982T3 (es) Depurador de gas de escape para embarcaciones marinas
CN105026709B (zh) 用于减少排气中的SOx的净化系统和方法
CN103079673B (zh) 改进的烟气净化装置及净化方法
EP2265805B1 (en) Machinery arrangement for marine vessel
CN104797790B (zh) 用于清洗排气的系统、这种系统的用途和多系统
JP2009115086A (ja) ターボ機械が発生する硫黄酸化物排出量を低減するためのシステム
US20180154309A1 (en) Exhaust gas scrubber system for multiple sources
US6240725B1 (en) Internal combustion engine exhaust treating apparatus and method
CN110719987B (zh) 船舶废气团处理
CA2717084C (en) Machinery arrangement for a marine vessel
JP2015165103A (ja) デミスタユニットおよびこれを備えたegrシステム
CN108602002A (zh) 除雾单元以及egr系统
US20210268434A1 (en) An apparatus for cleaning exhaust smoke
CN108697957A (zh) 除雾器单元及egr系统
KR200479940Y1 (ko) 스크러버용 배기 파이프
SU1511519A1 (ru) Котельна установка

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant