DE102009017936A9 - Air duct for a supercharged internal combustion engine - Google Patents

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Eine Luftführungsvorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor (1), umfasst einen Abgasturbolader mit einem Kompressor (2.1) zum Verdichten von Luft (FL) für die Brennkraftmaschine und einer von Abgas (AG) der Brennkraftmaschine antreibbaren Turbine (2.2), einen Ladeluftbefeuchter (3) zum Kühlen von Ladelufaswäscher (4) zur Reinigung, insbesondere zur Rauchgasentschwefelung, von Abgas von der Brennkraftmaschine, und eine Einrichtung (d, P3) zur Einspeisung von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter (3) in den Abgaswäscher (4).An air guiding device for a supercharged internal combustion engine, in particular for a diesel engine (1), comprises an exhaust gas turbocharger with a compressor (2.1) for compressing air (FL) for the internal combustion engine and a turbine (2.2) which can be driven by exhaust gas (AG) from the internal combustion engine Charge air humidifier (3) for cooling charge air scrubbers (4) for cleaning, in particular for flue gas desulfurization, of exhaust gas from the internal combustion engine, and a device (d, P3) for feeding waste water from the charge air humidifier (3) into the exhaust gas scrubber (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftführungsvorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, mit einem Abgasturbolader, der einen Kompressor zum Verdichten von Luft für die Brennkraftmaschine und eine von Abgas der Brennkraftmaschine antreibbare Turbine umfasst, einem Ladeluftbefeuchter zum Kühlen von Ladeluft vom Kompressor mittels Seewasser und einem Abgaswäscher zur Reinigung, insbesondere zur Rauchgasentschwefelung, von Abgas von der Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Schiffsdiesel, mit einer solchen Luftführungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen im Abgas einer solchen Brennkraftmaschine.The invention relates to an air guide device for a supercharged internal combustion engine, in particular for a diesel engine, comprising an exhaust gas turbocharger comprising a compressor for compressing air for the internal combustion engine and an exhaust of the internal combustion engine driven turbine, a charge air humidifier for cooling charge air from the compressor by means of seawater and an exhaust gas scrubber for cleaning, in particular for flue gas desulfurization, of exhaust gas from the internal combustion engine, an internal combustion engine, in particular a ship diesel, with such an air guide device and a method for reducing pollutants in the exhaust gas of such an internal combustion engine.

Aus der EP 0 701 656 B1 ist eine unter dem Namen „Humid Air Motor” (HAM) in die Praxis umgesetzte Luftführungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Reduzierung von Schadstoffen, insbesondere Schwefel- (SOx) und Stickoxiden (NOx) im Abgas großer aufgeladener Dieselbrennkraftmaschinen wie beispielsweise einer Hauptmaschine eines Schiffes bekannt: die Entstehung von NOx hängt im Wesentlichen von Temperaturspitzen während der Verbrennung in den Zylindern ab. Diese können dadurch reduziert werden, dass Ladeluft vom Kompressor des Abgasturboladers vor dem Eintritt in die Brennräume mittels See- bzw. Meerwasser befeuchtet und gekühlt wird. Auf diese Weise können lokale Verbrennungstemperaturspitzen und damit der Anteil thermisch gebildeten Stickoxids abgesenkt werden.From the EP 0 701 656 B1 is a implemented under the name "Humid Air Motor" (HAM) in practice air ducting device according to the preamble of claim 1 for reducing pollutants, especially sulfur (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust of large supercharged diesel engine such as one Main engine of a ship known: the emergence of NO x depends essentially on temperature peaks during combustion in the cylinders. These can be reduced by the fact that charge air from the compressor of the exhaust gas turbocharger is moistened and cooled by sea or sea water before entering the combustion chambers. In this way, local combustion temperature peaks and thus the proportion of thermally formed nitrogen oxide can be lowered.

Rückgeführtes Abgas wird in der aus der EP 0 701 656 B1 bekannten Luftführungsvorrichtung durch einen Abgaswäscher befeuchtet und gereinigt, der ebenfalls mit Seewasser betrieben werden kann.Returned exhaust gas is in the from the EP 0 701 656 B1 known air ducting device humidified and cleaned by an exhaust scrubber, which can also be operated with seawater.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus der EP 0 701 656 B1 bekannten Luftführungsvorrichtung zu verbessern.Object of the present invention is that of the EP 0 701 656 B1 to improve known air guide device.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt in der Verwendung des angereicherten Abwassers aus der Ladeluftbefeuchtung für die Abgaswäsche. Durch dessen Alkalität erhöht sich die Effizienz der Abgaswäsche, wodurch der Reduktionsmitteleinsatz vorteilhafterweise verringert werden kann. Dies kann zu einer Verringerung von Baugröße und damit Anlagengewicht und/oder zu einem verringerten Chemikalieneinsatz genutzt werden, was nicht nur die Investitions- und Betriebskosten senken, sondern auch die Umwelt schonen kann.The essence of the present invention is the use of the enriched waste water from the charge air humidification for the exhaust scrubbing. Due to its alkalinity, the efficiency of the exhaust gas scrubbing increases, as a result of which the use of reducing agent can be advantageously reduced. This can be used to reduce the size and thus plant weight and / or reduced use of chemicals, which not only reduce the investment and operating costs, but can also protect the environment.

Eine Luftführungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dient zur Zufuhr von Verbrennungsluft und Abfuhr von Abgasen einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wie beispielsweise eines großen Dieselmotors, insbesondere eines Schiffsdiesels. Sie umfasst einen Abgasturbolader mit einem Kompressor zum Verdichten von Luft, insbesondere angesaugter Frischluft, zu Ladeluft für die Brennkraftmaschine und einer von Abgas der Brennkraftmaschine antreibbaren Turbine, die ihrerseits, bevorzugt direkt, den Kompressor antreibt und so den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht.An air guiding device according to the present invention is used for supplying combustion air and exhaust gases of a supercharged internal combustion engine such as a large diesel engine, in particular a marine diesel. It comprises an exhaust-gas turbocharger with a compressor for compressing air, in particular fresh air drawn in, for charge air for the internal combustion engine and a turbine which can be driven by exhaust gas of the internal combustion engine, which in turn drives the compressor, preferably directly, and thus increases the efficiency of the internal combustion engine.

In einem Ladeluftbefeuchter, der zwischen Kompressor und den Brennräumen der Brennkraftmaschine angeordnet sein kann, wird flüssiges und/oder verdampftes See- bzw. Meerwasser zugeführt, beispielsweise eingedüst bzw. -spritzt, um die Ladeluft vom Kompressor zu kühlen und teilweise zu reinigen.In a charge air humidifier, which may be arranged between the compressor and the combustion chambers of the internal combustion engine, liquid and / or vaporized seawater or seawater is supplied, for example, injected or -spritzt to cool the charge air from the compressor and partially clean.

In einem Wasserabscheider wird wenigstens ein Teil des zugeführten Seewassers als Abwasser wieder abgeführt, wobei die Ladeluft einen Teil des Seewassers als wenigstens teilweise gesättigte- oder übersättigte Luft in die Brennräumen der Brennkraftmaschine eintragen kann, um dort lokale Verbrennungstemperaturspitzen und damit der Anteil thermisch gebildeten Stickoxids abzusenken.In a water separator at least a portion of the supplied seawater is discharged as wastewater again, the charge air can enter a portion of the seawater as at least partially saturated or supersaturated air in the combustion chambers of the internal combustion engine to lower there local combustion temperature peaks and thus the proportion of thermally formed nitrogen oxides ,

Dieses Abwasser, welches durch den Kontakt mit der heißen Ladeluft teilweise destilliert und angereichert sein kann, wird in einer bevorzugten Ausführung in einem Wärmetauscher zum Erwärmen, Verdampfen und/oder Überhitzen von frischem Seewasser genutzt, welches anschließend dem Ladeluftbefeuchter zugeführt wird.This wastewater, which may be partially distilled and enriched by contact with the hot charge air, is used in a preferred embodiment in a heat exchanger for heating, vaporizing and / or superheating fresh seawater, which is then supplied to the charge air humidifier.

Durch eine geeignete Einrichtung, die eine oder mehrere Leitungen, entsprechende Steuer- bzw. Regelventile und/oder eine oder mehrere Pumpen aufweisen kann, wird dieses angereicherte, alkalische Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter in einen Abgaswäscher eingespeist, der zur Reinigung, insbesondere zur nassen Rauchgasentschwefelung, von Abgas von der Brennkraftmaschine dient.By means of a suitable device, which may have one or more lines, corresponding control valves and / or one or more pumps, this enriched, alkaline waste water from the charge air humidifier is fed into an exhaust gas scrubber, which is used for cleaning, in particular for wet flue gas desulphurisation. of exhaust gas from the internal combustion engine is used.

Auf diese Weise kann Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter in dem Abgaswäscher erneut verwendet und so dessen Effizienz gesteigert werden. Vorteilhafterweise kann so auch eine separate Ansaugung von Seewasser für den Abgaswäscher oder eine eigene Ableitung für Abwasser von dem Ladeluftbefeuchter entfallen, so dass vorteilhaft weniger Ventile, Pumpen, Filter und dergleichen benötigt werden.In this way, wastewater from the charge air humidifier can be reused in the scrubber and thus its efficiency can be increased. Advantageously, a separate intake of seawater for the exhaust gas scrubber or a separate discharge for waste water from the charge air humidifier can thus also be omitted, so that advantageously fewer valves, pumps, filters and the like are required.

In einer bevorzugten Ausführung sind ein oder mehrere Sammler für Seewasser vorgesehen, wobei dieses durch wenigstens eine erste Pumpe in einen Sammler gefördert werden kann. Wenigstens eine zweite Pumpe kann Seewasser aus einem Sammler in den Ladeluftbefeuchter fördern. Wenigstens eine dritte Pumpe kann zum Fördern von Abwasser aus einem Sammler in den Abgaswäscher vorgesehen sein. Hierdurch können die Seewassermengen in Sammler, Ladeluftbefeuchter und Abgaswäscher geeignet, gegebenenfalls auch unabhängig voneinander, reguliert werden.In a preferred embodiment, one or more collectors are provided for seawater, which can be conveyed by at least a first pump in a collector. At least one second pump can feed seawater from a collector into the charge air humidifier. At least one third pump may be provided for pumping wastewater from a collector into the scrubber. As a result, the quantities of seawater in the collector, charge air humidifier and exhaust gas scrubber can be suitably regulated, if appropriate also independently of one another.

Bevorzugt umfassen der bzw. die Sammler den vorstehend erläuterten Wärmetauscher, um frisches Seewasser durch die vom Abwasser aus der komprimierten und dadurch erwärmten Ladeluft ausgetragenen Wärme vorzuwärmen bzw. zu verdampfen oder zu überhitzen. Dieser Wärmetauscher kann vorzugsweise im Gleich-, Gegen- oder Kreuzstrom betrieben werden.Preferably, the collector (s) comprise the above-described heat exchanger for preheating, evaporating or overheating fresh seawater by the heat discharged from the waste water from the compressed and thereby heated charge air. This heat exchanger can preferably be operated in DC, counter or cross flow.

In einer bevorzugten Ausführung ist ein Bypass bzw. eine Passage von einer ersten Pumpe zu dem Abgaswäscher zur Umgehung des Ladeluftbefeuchters vorgesehen, um gegebenenfalls Seewasser, wenigstens anteilig, auch ohne Durchlaufen der Ladeluftbefeuchtung, insbesondere unter Umgehung eines Wärmetausches, als Waschwasser dem Abgaswäscher zuleiten zu können. Vorzugsweise ist ein solcher Bypass durch ein oder mehrere Steuer- bzw. Regelventile absperrbar.In a preferred embodiment, a bypass or a passage from a first pump to the exhaust scrubber to bypass the charge air humidifier is provided to possibly sea water, at least partially, even without passing through the Ladeluftbefeuchtung, especially while bypassing a heat exchange, to forward to the scrubber as scrubbing water , Preferably, such a bypass can be shut off by one or more control valves.

Zusätzlich oder alternativ kann eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr von zusätzlichem Waschwasser, insbesondere Frischwasser, zu dem Abgaswäscher vorgesehen sein. Eine solche Zufuhreinrichtung weist bevorzugt wenigstens eine Pumpe zur Förderung des Waschwassers und/oder ein oder mehrere Steuer- bzw. Regelventile zum Absperren der Zufuhr auf und ist bevorzugt stromabwärts nach dem Ladeluftbefeuchter, insbesondere stromabwärts von einem Sammler und/oder Wärmetauscher angeordnet, um eine von der Ladeluftbefeuchtung unabhängige Waschwasserzufuhr oder Zumischung zu Abwasser aus der Ladeluftbefeuchtung darzustellen.Additionally or alternatively, a supply device for supplying additional washing water, in particular fresh water, may be provided to the exhaust gas scrubber. Such a supply device preferably has at least one pump for conveying the washing water and / or one or more control valves for shutting off the supply and is preferably arranged downstream of the charge air humidifier, in particular downstream of a collector and / or heat exchanger, to one of the charge air humidification to represent independent washing water supply or admixture to waste water from the charge air humidification.

Insbesondere, wenn ein Bypass und/oder eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr von zusätzlichem Waschwasser vorgesehen ist, können ein oder mehrere Steuer- bzw. Regelventile zwischen dem Ladeluftbefeuchter und dem Abgaswäscher, insbesondere stromabwärts nach einem Sammler und/oder Wärmetauscher angeordnet sein, um wahlweise auch eine Abgaswäsche ohne Verwendung oder unter Zumischung von Abwasser aus der Ladeluftbeuchtung zu ermöglichen.In particular, if a bypass and / or a supply device for supplying additional washing water is provided, one or more control valves can be arranged between the charge air humidifier and the exhaust gas scrubber, in particular downstream of a collector and / or heat exchanger, optionally also one Waste gas scrubbing without use or admixed with wastewater from the charge air to allow.

Bevorzugt ist eine Ableiteinrichtung zur Ableitung von Abwasser aus dem Abgaswäscher mit einer Ableitung von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter verbunden, um so den apparativen Aufwand weiter zu reduzieren.Preferably, a discharge device for discharging wastewater from the exhaust gas scrubber is connected to a discharge of waste water from the charge air humidifier, so as to further reduce the expenditure on equipment.

Ein mit Abwasser aus der Ladeluftbefeuchtung speisbarer Abgaswäscher kann zur Reinigung von in die Umgebung abgegebenes Abgas und/oder zur Reinigung von Abgas dienen, welches der Verbrennungsluft vor oder nach deren Verdichtung im Kompressor des Abgasturboladers zugeführt wird.An exhaust gas scrubber which can be fed with waste water from the charge air humidification can be used to purify exhaust gas emitted into the environment and / or to purify exhaust gas which is supplied to the combustion air before or after its compression in the compressor of the exhaust gas turbocharger.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:Further advantages and features emerge from the subclaims and the exemplary embodiments. This shows, partially schematized:

1: eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung; 1 : A supercharged internal combustion engine with an air guide device according to a first embodiment of the present invention;

2: eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung; und 2 : A supercharged internal combustion engine with an air guide device according to a second embodiment of the present invention; and

3: eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung. 3 : A supercharged internal combustion engine with an air guide device according to a third embodiment of the present invention.

1 zeigt einen aufgeladenen Schiffsdiesel 1 mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ein Kompressor 2.1 eines Abgasturboladers saugt Frischluft FL an und verdichtet diese. Diese Ladeluft wird in einem Ladeluftbefeuchter 3 mit Seewasser befeuchtet und hierdurch gereinigt und gekühlt. 1 shows a charged marine diesel 1 with an air guiding device according to a first embodiment of the present invention. A compressor 2.1 an exhaust gas turbocharger sucks in fresh air FL and compresses it. This charge air is in a charge air humidifier 3 moistened with seawater and thereby cleaned and cooled.

Hierzu fördert eine erste Pumpe P1 See- bzw. Meerwasser SW in einen Sammler 5, in dem es durch Wärmetausch mit Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter 3 vorgewärmt wird.For this purpose, a first pump P1 promotes sea or seawater SW in a collector 5 in which it is replaced by heat exchange with waste water from the charge air humidifier 3 is preheated.

Eine zweite Pumpe P2 fördert Seewasser aus dem Sammler 5 in den Ladeluftbefeuchter 3, in den es eingedüst wird und unter Verdampfung die komprimierte Ladeluft abkühlt. Die Ladeluft trägt einen Teil des dabei entstehenden Wasserdampfes in die Brennräume des Schiffsdiesels 1 ein, während das verbleibende angereicherte warme Abwasser in den Sammler zurückgeführt wird, wo es zur Vorwärmung von frischem Seewasser dient. Alternativ kann frisches Seewasser auch wenigstens teilweise bereits im Sammler 5 verdampft oder sogar überhitzt und als Wasser-Dampf-Gemisch oder Dampf dem Ladeluftbefeuchter 3 zugeführt werden, wobei bei der Verdampfung anfallendes konzentriertes Restwasser im Sammler 5 verbleibt und mit Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter gemischt werden kann.A second pump P2 delivers seawater from the collector 5 in the charge air humidifier 3 into which it is injected and, with evaporation, cools the compressed charge air. The charge air carries a portion of the resulting water vapor into the combustion chambers of the ship's diesel 1 while the remaining enriched warm wastewater is returned to the collector where it is used to preheat fresh seawater. Alternatively, fresh seawater can also at least partially already in the collector 5 evaporated or even overheated and as a water-steam mixture or steam the charge air humidifier 3 are fed, wherein in the evaporation accumulating concentrated residual water in the collector 5 remains and can be mixed with wastewater from the charge air humidifier.

Eine Turbine 2.2 des Abgasturboladers wird durch Abgas des Schiffsdiesels 1 angetrieben, das anschließend einem Abgaswäscher 4 zugeführt wird. In diesen wird Abwasser aus dem Sammler 5 eingedüst. Hierzu saugt eine dritte Pumpe P3 bei geöffnetem Stellventil V2 und geschlossenem Stellventil V1 angereichertes alkalisches Abwasser vom Ladeluftbefeuchter 3 aus dem Sammler 5 und speist es über eine Zufuhrleitung d in den Abgaswäscher 4 ein. Das Abwasser reinigt und kühlt das Abgas AG von dem Schiffsdiesel, welches anschließend gereinigt an die Umgebung abgeführt werden kann. Das sich in einem unteren Tropfenabscheider sammelnde Abwasser aus dem Abgaswäscher 4 wird über ein Dreiwegeventil V3 ins Meer abgeleitet. Im Abgaswäscher wird insbesondere Schwefeldioxid SO2 und Schwefeltrioxid SO3 mit dem Waschwasser in schwefelige bzw. Schwefelsäure H2SO3 bzw. H2SO4 umgesetzt, die durch das alkalische angereicherte Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter in unschädliches Sulfit SO3 2– bzw. Sulfat SO4 2– neutralisiert wird, welches als natürlicher Bestandteil bereits im Seewasser enthalten ist und diesem daher problemlos zugeführt werden kann.A turbine 2.2 the exhaust gas turbocharger is exhaust gas of the ship's diesel 1 driven, then an exhaust scrubber 4 is supplied. In these, sewage is removed from the collector 5 injected. For this purpose, a third pump P3 sucks enriched alkaline wastewater from the charge air humidifier when the control valve V2 is open and the control valve V1 is closed 3 from the collector 5 and feeds it via a supply line d into the scrubber 4 one. The Wastewater cleans and cools the exhaust gas AG from the ship's diesel, which can then be discharged cleansed to the environment. The wastewater collected from the scrubber in a lower mist eliminator 4 is derived via a three-way valve V3 into the sea. In particular, sulfur dioxide SO 2 and sulfur trioxide SO 3 are reacted with the wash water in sulfur scrubber or sulfuric acid H 2 SO 3 or H 2 SO 4 in the scrubber scrubber, which is converted into harmless sulfite SO 3 2- or sulfate by the alkaline enriched waste water from the charge air humidifier SO 4 2- is neutralized, which is already contained in the seawater as a natural component and therefore this can be fed easily.

In einem alternativen Betriebsmodus kann durch entsprechende Steuerung der Stellventile V1, V2 auch frisches Seewasser SW mit dem Abwasser aus dem Sammler 5 gemischt (Ventile V1, V2 jeweils ganz oder teilweise geöffnet) oder alleine (V1 geöffnet, V2 geschlossen) als Waschwasser für den Abgaswäscher 4 verwendet werden.In an alternative operating mode, by appropriate control of the control valves V1, V2 and fresh seawater SW with the wastewater from the collector 5 mixed (valves V1, V2 each fully or partially open) or alone (V1 open, V2 closed) as washing water for the scrubber 4 be used.

Dabei kann das Dreiwegeventil V3 ein Abströmen von Abwasser aus dem Sammler 5 und/oder dem Abgaswäscher 4 ermöglichen, während vorteilhafterweise ein Rückströmen von Abwasser aus dem Abgaswäscher 4 zu dem Sammler 5 verhindert wird.In this case, the three-way valve V3 is a discharge of waste water from the collector 5 and / or the scrubber 4 allow, while advantageously, a backflow of waste water from the scrubber 4 to the collector 5 is prevented.

2 zeigt einen aufgeladenen Schiffsdiesel 1 mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Mit der ersten Ausführung übereinstimmende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführung eingegangen wird. 2 shows a charged marine diesel 1 with an air guiding device according to a second embodiment of the present invention. Features which correspond to the first embodiment are designated by identical reference symbols, so that only the differences from the first embodiment are discussed below.

Bei dieser Ausführung ist alternativ zu dem Bypass b der ersten Ausführung eine zusätzliche Zufuhr von Waschwasser WW vorgesehen, welches über eine vierte Pumpe P4 zugeführt werden kann. Durch entsprechende Steuerung des Stellventils V2 kann so frisches See- oder Frischwasser dem Abwasser aus dem Sammler 5 zugemischt (Ventil V2 wenigstens teilweise geöffnet) oder der Abgaswäscher 4 nur mit diesem Waschwasser WW beschickt (V2 geschlossen) werden. In einer nicht dargestellten Weiterbildung können die erste und zweite Ausführung auch kombiniert sein, so dass durch entsprechende Steuerung der Stellventil V1 und V2 und der Pumpe P4 der Abgaswäscher 4 wahlweise

  • – nur mit Abwasser vom Ladeluftbefeuchter 3 bzw. aus dem Sammelbehälter 5 (Ventil 1 geschlossen, Ventil V2 offen, Pumpe P4 aus),
  • – nur mit frischem Seewasser SW (Ventil 1 offen, Ventil V2 geschlossen, Pumpe P4 aus),
  • – nur mit Waschwasser WW, beispielsweise Frischwasser (Ventil 1, 2 geschlossen, Pumpe P4 an), oder
  • – mit einer gewünschten Mischung (Ventil 1 teilweise geschlossen und/oder Ventil V2 teilweise geschlossen und/oder Pumpe P4 an)
versorgt werden kann.In this embodiment, an additional supply of washing water WW is provided as an alternative to the bypass b of the first embodiment, which can be supplied via a fourth pump P4. By appropriate control of the control valve V2 so fresh seawater or fresh water the wastewater from the collector 5 mixed (valve V2 at least partially open) or the scrubber 4 only be charged with this washing water WW (V2 closed). In a further development, not shown, the first and second embodiments may also be combined, so that by appropriate control of the control valve V1 and V2 and the pump P4 of the scrubber 4 optionally
  • - only with waste water from the charge air humidifier 3 or from the collection container 5 (Valve 1 closed, valve V2 open, pump P4 off),
  • - only with fresh seawater SW (valve 1 open, valve V2 closed, pump P4 off),
  • - Only with washing water WW, for example, fresh water (valve 1, 2 closed, pump P4 on), or
  • With a desired mixture (valve 1 partially closed and / or valve V2 partially closed and / or pump P4 on)
can be supplied.

3 zeigt einen aufgeladenen Schiffsdiesel 1 mit einer Luftführungsvorrichtung nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Mit der ersten und zweiten Ausführung übereinstimmende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur ersten Ausführung eingegangen wird. 3 shows a charged marine diesel 1 with an air guiding device according to a third embodiment of the present invention. Features consistent with the first and second embodiments are designated by identical reference numerals so that only the differences from the first embodiment will be discussed below.

Bei der dritten Ausführung ist eine Abgasrückführung vorgesehen, bei der sich eine Abgasleitung vom Schiffsdiesel 1 in eine die Turbine 2.2 beschickende Leitung i1 und eine Leitung i2 verzweigt, in der ein Teil des Abgases durch einen Abgaswäscher 4, wie er vorstehend erläutert wurde, gereinigt, gekühlt und befeuchtet wird und anschließend (3) oder vorher durch einen Kompressor K auf den Druck der Ladeluft verdichtet wird, bevor es der Ladeluft vom Kompressor 2.1 des Abgasturboladers zugeführt wird. Obwohl nicht dargestellt, können wie in der ersten und/oder zweiten Ausführung ein Bypass b, eine Zufuhreinrichtung P4 zur Zufuhr von zusätzlichem Waschwasser WW und/oder ein (weiterer) Abgaswäscher zur Reinigung von Abgas von der Turbine 2.2 des Abgasturboladers vorgesehen sein.In the third embodiment, an exhaust gas recirculation is provided, in which an exhaust pipe from the marine diesel 1 in one the turbine 2.2 charging line i1 and a line i2 branches, in which a part of the exhaust gas through an exhaust gas scrubber 4 , as explained above, cleaned, cooled and moistened and then ( 3 ) or previously compressed by a compressor K to the pressure of the charge air, before it is the charge air from the compressor 2.1 the exhaust gas turbocharger is supplied. Although not shown, as in the first and / or second embodiment, a bypass b, a supply means P4 for supplying additional washing water WW and / or a (further) exhaust gas scrubber for purifying exhaust gas from the turbine 2.2 be provided of the exhaust gas turbocharger.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schiffsdiesel (Brennkraftmaschine)Marine diesel (internal combustion engine)
2.12.1
Kompressor des AbgasturboladersCompressor of the exhaust gas turbocharger
2.22.2
Turbine des AbgasturboladersTurbine of the exhaust gas turbocharger
33
Ladeluftbefeuchtercharging humidifier
44
Abgaswäscherexhaust gas scrubber
55
Sammler (mit Wärmetauscher)Collector (with heat exchanger)
Pipi
ite Pumpeite pump
V1, ... V3V1, ... V3
VentilValve
SWSW
Seewasserseawater
WWWW
Waschwasserwash water
a, ... i1, i2a, ... i1, i2
Leitungmanagement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0701656 B1 [0002, 0003, 0004] EP 0701656 B1 [0002, 0003, 0004]

Claims (9)

Luftführungsvorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor (1), mit einem Abgasturbolader mit einem Kompressor (2.1) zum Verdichten von Luft (FL) für die Brennkraftmaschine und einer von Abgas (AG) der Brennkraftmaschine antreibbaren Turbine (2.2); einem Ladeluftbefeuchter (3) zum Kühlen von Ladeluft vom Kompressor mittels Seewasser (SW); und einem Abgaswäscher (4) zur Reinigung, insbesondere zur Rauchgasentschwefelung, von Abgas von der Brennkraftmaschine; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (d, P3) zur Einspeisung von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter (3) in den Abgaswäscher (4).Air guiding device for a supercharged internal combustion engine, in particular for a diesel engine ( 1 ), with an exhaust gas turbocharger with a compressor ( 2.1 ) for compressing air (FL) for the internal combustion engine and an exhaust gas (AG) of the internal combustion engine driven turbine ( 2.2 ); a charge air humidifier ( 3 ) for cooling charge air from the compressor by means of seawater (SW); and an exhaust scrubber ( 4 ) for cleaning, in particular for flue gas desulfurization, of exhaust gas from the internal combustion engine; characterized by means (d, P3) for feeding waste water from the charge air humidifier ( 3 ) in the scrubber ( 4 ). Luftführungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Pumpe (P1) zum Fördern von Seewasser (SW) in einen Sammler (5); eine zweite Pumpe (P2) zum Fördern von Seewasser aus einem Sammler (5) in den Ladeluftbefeuchter (3); und/oder eine dritte Pumpe (P3) zum Fördern von Abwasser aus einem Sammler (5) in den Abgaswäscher (4).Air guiding device according to claim 1, characterized by a first pump (P1) for conveying seawater (SW) into a collector ( 5 ); a second pump (P2) for pumping seawater from a collector ( 5 ) into the charge air humidifier ( 3 ); and / or a third pump (P3) for pumping waste water from a collector ( 5 ) in the scrubber ( 4 ). Luftführungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Bypass (b) von der erste Pumpe (P1) zu dem Abgaswäscher (4) unter Umgehung des Ladeluftbefeuchters (3).Air guiding device according to claim 2, characterized by a bypass (b) from the first pump (P1) to the exhaust gas scrubber ( 4 ) bypassing the charge air humidifier ( 3 ). Luftführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zufuhreinrichtung (P4) zur Zufuhr von zusätzlichem Waschwasser (WW) zu dem Abgaswäscher (4).Air guiding device according to one of the preceding claims, characterized by a supply device (P4) for supplying additional washing water (WW) to the exhaust gas scrubber ( 4 ). Luftführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ableiteinrichtung (e) zur Ableitung von Abwasser aus dem Abgaswäscher (4), die mit einer Ableitung (f) von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter (3) verbunden ist.Air guiding device according to one of the preceding claims, characterized by a discharge device (e) for discharging waste water from the exhaust gas scrubber ( 4 ) with a discharge (f) of waste water from the charge air humidifier ( 3 ) connected is. Luftführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abgasrückführung (i2), in der ein Abgaswäscher (4) mit einer Einrichtung (d, P3) zur Einspeisung von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter (3) angeordnet ist.Air guiding device according to one of the preceding claims, characterized by an exhaust gas recirculation (i2), in which an exhaust gas scrubber ( 4 ) with a device (d, P3) for feeding wastewater from the charge air humidifier ( 3 ) is arranged. Verwendung von Abwasser aus dem Ladeluftbefeuchter (3) einer Luftführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Reinigung, insbesondere zur Rauchgasentschwefelung, von Abgas von einer Brennkraftmaschine.Use of waste water from the charge air humidifier ( 3 ) an air guiding device according to one of the preceding claims for cleaning, in particular for flue gas desulfurization, of exhaust gas from an internal combustion engine. Aufgeladene Brennkraftmaschine, insbesondere Schiffsdiesel, mit einer Luftführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6.Supercharged internal combustion engine, in particular marine diesel engine, with an air guiding device according to one of the preceding claims 1 to 6. Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen, insbesondere Schwefeloxiden (SOx) und Stickoxiden (NOx), im Abgas einer aufgeladene Brennkraftmaschine mit den Schritten: Befeuchten von der Brennkraftmaschine zugeführten Ladeluft mittels Seewasser; und Reinigen von Abgas der Brennkraftmaschine mittels Waschwasser; dadurch gekennzeichnet, dass Abwasser der Ladeluftbefeuchtung als Waschwasser zum Reinigen von Abgas genutzt wird.Process for reducing pollutants, in particular sulfur oxides (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ), in the exhaust gas of a supercharged internal combustion engine comprising the steps of: humidifying charge air supplied by the internal combustion engine by means of seawater; and purifying exhaust gas of the internal combustion engine by means of washing water; characterized in that waste water of the charge air humidification is used as wash water for purifying exhaust gas.
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