DE202020106421U1 - Exhaust gas cleaning system - Google Patents
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Abstract
Abgasreinigungssystem (1) zur Reinigung von Abgas (EG) an Bord eines Schiffes, wobei das Abgasreinigungssystem (1) umfasst:
einen Wäscher (7), der so angeordnet ist, dass er das Abgas (EG) mit einem Waschfluid (SF) wäscht, das durch den Wäscher (7) zirkuliert,
einen ersten Wärmetauscher (3), der in Verbindung mit dem Wäscher (7) angeordnet ist, um das durch den Wäscher (7) zirkulierende Waschfluid (SF) zu kühlen,
einen Zirkulationstank (5), der in Verbindung mit dem Wäscher (7) angeordnet ist, um das Waschfluid (SF) dem Wäscher (7) zuzuführen und um das Waschfluid (SF) vom Wäscher (7) zu empfangen, und
eine Reinigungseinheit (11), die in Verbindung mit dem Zirkulationstank (5) angeordnet ist, um das Waschfluid (SF) aus dem Zirkulationstank (5) aufzunehmen und es in einen ersten und einen zweiten Anteil (SF1, SF2) zu trennen, wobei der zweite Anteil (SF2) stärker verschmutzt ist als der erste Anteil (SF1), wobei das Abgasreinigungssystem (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass
es ferner eine Heizvorrichtung (9) umfasst, die in Verbindung mit dem Zirkulationstank (5) und der Reinigungseinheit (11) angeordnet ist, um das Waschfluid (SF) zu erwärmen, nachdem es den Zirkulationstank (5) verlassen hat und bevor es von der Reinigungseinheit (11) aufgenommen wird.
Exhaust gas cleaning system (1) for cleaning exhaust gas (EG) on board a ship, the exhaust gas cleaning system (1) comprising:
a scrubber (7) arranged to scrub the exhaust gas (EG) with a scrubbing fluid (SF) circulating through the scrubber (7),
a first heat exchanger (3) arranged in connection with the washer (7) in order to cool the washing fluid (SF) circulating through the washer (7),
a circulation tank (5) arranged in communication with the washer (7) for supplying the washing fluid (SF) to the washer (7) and for receiving the washing fluid (SF) from the washer (7), and
a cleaning unit (11) which is arranged in connection with the circulation tank (5) in order to receive the washing fluid (SF) from the circulation tank (5) and separate it into a first and a second portion (SF1, SF2), the second portion (SF2) is more polluted than the first portion (SF1), wherein the exhaust gas cleaning system (1) is characterized in that
it further comprises a heating device (9) arranged in connection with the circulation tank (5) and the cleaning unit (11) to heat the washing fluid (SF) after it has left the circulation tank (5) and before it is removed from the Cleaning unit (11) is added.
Description
Technischer BereichTechnical part
Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasen an Bord eines Schiffes, z. B. von einem Schiffsmotor, -brenner oder -kessel.The invention relates to an exhaust gas cleaning system for cleaning exhaust gases on board a ship, e.g. B. from a ship's engine, burner or boiler.
Stand der TechnikState of the art
Große Schiffe werden in der Regel von Motoren angetrieben, die mit schwefelhaltigem Kraftstoff betrieben werden. Bei der Verbrennung dieses Kraftstoffs entstehen schwefeloxidhaltige Abgase (SOx). Das Abgas enthält typischerweise auch Partikel, wie Ruß, Öl und Schwermetalle, sowie Stickoxide (NOx). Um die Auswirkungen des Abgases auf die Umwelt zu reduzieren, sollte das Abgas gereinigt werden, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird. Beispielsweise könnte das Abgas durch einen Wäscher geleitet werden, um mit einem Waschfluid gewaschen zu werden, wobei die im Abgas enthaltenen Schadstoffe im Waschfluid aufgefangen werden.Large ships are usually powered by engines that run on fuel that contains sulfur. The combustion of this fuel produces exhaust gases containing sulfur oxide (SOx). The exhaust typically also contains particles such as soot, oil and heavy metals, as well as nitrogen oxides (NOx). To reduce the impact of the exhaust gas on the environment, the exhaust gas should be cleaned before it is released into the atmosphere. For example, the exhaust gas could be passed through a washer in order to be washed with a washing fluid, the pollutants contained in the exhaust gas being collected in the washing fluid.
Der Wäscher könnte ein sogenannter offener Kreislaufwäscher sein, und das Waschfluid könnte Meerwasser sein, wobei die natürliche Alkalinität des Meerwassers genutzt wird, um die Schwefeloxide aus dem Abgas auszuwaschen. Das Meerwasser wird dann aus dem Meer durch den Wäscher geleitet, um SOx und Schwebstoffe aus dem Abgas zu absorbieren, bevor es direkt zurück ins Meer geleitet wird.The scrubber could be a so-called open cycle scrubber and the scrubbing fluid could be sea water, using the natural alkalinity of the sea water to scrub the sulfur oxides from the exhaust gas. The seawater is then passed from the ocean through the scrubber to absorb SOx and suspended solids from the exhaust gas before directing it back into the ocean.
Alternativ könnte der Wäscher ein sogenannter geschlossener Kreislaufwäscher sein, der zirkulierendes Süß- oder Meerwasser in Kombination mit einem alkalischen Mittel wie Natriumhydroxid (NaOH) oder Natriumcarbonat (Na2CO3) als Waschfluid verwendet, um Schwefeloxide und Partikel aus dem Abgas auszuwaschen. In einem solchen Wäscher nehmen die Mengen an wässrigem Sulfit, Sulfatsalzen und Feststoffpartikeln im zirkulierenden Süß- oder Meerwasser allmählich zu. Um die Qualität des zirkulierenden Süß- oder Meerwassers zu kontrollieren, kann daher eine kleine Menge davon gelegentlich oder kontinuierlich durch sauberes Süß- oder Meerwasser ersetzt und entweder auf dem Schiff gelagert oder nach der Reinigung von Partikeln über Bord abgeführt werden.Alternatively, the scrubber could be a so-called closed circuit scrubber, which uses circulating fresh or sea water in combination with an alkaline agent such as sodium hydroxide (NaOH) or sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) as a scrubbing fluid in order to wash out sulfur oxides and particles from the exhaust gas. In such a washer, the amounts of aqueous sulfite, sulfate salts and solid particles in circulating fresh or sea water gradually increase. In order to control the quality of the circulating fresh or sea water, a small amount of it can be replaced occasionally or continuously by clean fresh or sea water and either stored on the ship or discharged overboard after cleaning of particles.
Wenn das heiße Abgas mit dem Waschfluid im Inneren des Wäschers in Kontakt kommt, wird es gekühlt und große Mengen des im Waschfluid enthaltenen Wassers werden verdampft. Dieses verdampfte Wasser verlässt den Wäscher zusammen mit dem Abgas und kann bei Kontakt mit der Umgebungsluft eine unerwünschte sichtbare Abgasfahne erzeugen. Nach einer bekannten Lösung für dieses Problem wird das Abgas, das das verdampfte Wasser enthält, vor dem Verlassen des Schiffes erhitzt, um die Abgasfahne weniger sichtbar zu machen. Die für diese Erwärmung verwendete Ausrüstung ist jedoch groß und teuer. Außerdem verbraucht sie viel Energie, was aus ökologischer Sicht negativ ist.When the hot exhaust gas comes into contact with the washing fluid inside the washer, it is cooled and large amounts of the water contained in the washing fluid are evaporated. This evaporated water leaves the scrubber together with the exhaust gas and can create an undesirable, visible exhaust gas plume on contact with the ambient air. According to a known solution to this problem, the exhaust gas containing the evaporated water is heated before it leaves the ship in order to make the exhaust plume less visible. However, the equipment used for this heating is large and expensive. It also consumes a lot of energy, which is negative from an ecological point of view.
ZusammenfassungSummary
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abgasreinigungssystem zur Reinigung von Abgasen an Bord eines Schiffes berietzustellen, das das zuvor erwähnte Problem zumindest teilweise löst. Das Grundkonzept der Erfindung besteht darin, das Abgas innerhalb des Wäschers stärker zu kühlen, um die Menge an verdampftem Wasser zu verringern, die den Wäscher zusammen mit dem Abgas verlässt. Das erfindungsgemäße Abgassystem ist in den beigefügten Ansprüchen definiert und wird im Nachfolgenden beschrieben.It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification system for purifying exhaust gases on board a ship which at least partially solves the aforementioned problem. The basic concept of the invention is to cool the exhaust gas more strongly within the scrubber in order to reduce the amount of evaporated water that leaves the scrubber together with the exhaust gas. The exhaust system according to the invention is defined in the appended claims and is described below.
Für die Reinigung von Abgasen an Bord eines Schiffes ist eine Abgasreinigungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Das Abgasreinigungssystem umfasst einen Wäscher, der so angeordnet ist, dass das Abgas mit einem Waschfluid gewaschen wird, die durch den Wäscher zirkuliert. Das Abgasreinigungssystem umfasst ferner einen ersten Wärmetauscher, einen Zirkulationstank und eine Reinigungseinheit. Der erste Wärmetauscher ist in Verbindung mit dem Wäscher angeordnet, um das durch den Wäscher zirkulierende Waschfluid zu kühlen. Der Zirkulationstank ist in Verbindung mit dem Wäscher angeordnet, um das Waschfluid dem Wäscher zuzuführen und um das Waschfluid aus dem Wäscher aufzunehmen. Die Reinigungseinheit ist in Verbindung mit dem Zirkulationstank angeordnet, um das Waschfluid aus dem Zirkulationstank aufzunehmen und es in einen ersten und einen zweiten Anteil zu trennen, wobei der zweite Anteil stärker verschmutzt ist, d.h. mehr Partikel enthält als der erste Anteil. Das Abgasreinigungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Heizvorrichtung umfasst. Die Heizvorrichtung ist in Verbindung mit dem Zirkulationstank und der Reinigungseinheit angeordnet, um das Waschfluid zu erwärmen, nachdem sie den Zirkulationstank verlassen hat und bevor sie von der Reinigungseinheit aufgenommen wird.An exhaust gas purification system according to the present invention is provided for cleaning exhaust gases on board a ship. The exhaust gas cleaning system includes a scrubber arranged to scrub the exhaust gas with a scrubbing fluid that circulates through the scrubber. The exhaust gas purification system further comprises a first heat exchanger, a circulation tank and a purification unit. The first heat exchanger is arranged in communication with the washer to cool the washing fluid circulating through the washer. The circulation tank is arranged in connection with the washer to supply the washing fluid to the washer and to receive the washing fluid from the washer. The cleaning unit is arranged in connection with the circulation tank to receive the washing fluid from the circulation tank and to separate it into a first and a second part, the second part being more polluted, i.e. contains more particles than the first fraction. The exhaust gas purification system is characterized in that it further comprises a heating device. The heating device is arranged in connection with the circulation tank and the cleaning unit in order to heat the washing fluid after it has left the circulation tank and before it is received by the cleaning unit.
Das Abgasreinigungssystem könnte für die Reinigung von Abgasen eines Schiffsmotors an Bord eines Schiffes, eines Schiffsbrenners an Bord eines Schiffes oder eines Schiffskessels an Bord eines Schiffes verwendet werden.The exhaust gas cleaning system could be used for cleaning exhaust gases from a ship engine on board a ship, a ship burner on board a ship or a ship boiler on board a ship.
Es sollte betont werden, dass „kommunizieren“ und „Kommunikation“ im gesamten Text „direkt oder indirekt kommunizieren“ bzw. „direkte oder indirekte Kommunikation“ bedeutet. In ähnlicher Weise bedeutet „empfangen“, „zuführen“ usw. im gesamten Text „direkt oder indirekt empfangen“ bzw. „direkt oder indirekt zuführen“.It should be emphasized that “communicating” and “communicating” throughout the text mean “communicating directly or indirectly” and “communicating directly or indirectly”, respectively. Similarly, “to receive” means “to deliver” etc. im entire text “received directly or indirectly” or “supplied directly or indirectly”.
Da das Waschfluid über den Zirkulationstank des erfinderischen Abgasreinigungssystems durch den Wäscher zirkuliert wird, ist der Wäscher ein sogenannter Kreislaufwäscher. Wie bereits erwähnt, wird ein Wäscher mit geschlossenem Kreislauf typischerweise mit einem Waschfluid aus Süß- und/oder Meerwasser gemischt mit einem geeigneten alkalischen Mittel betrieben.Since the scrubbing fluid is circulated through the scrubber via the circulation tank of the inventive exhaust gas purification system, the scrubber is a so-called cycle scrubber. As previously mentioned, a closed cycle scrubber is typically operated with a wash fluid of fresh and / or sea water mixed with a suitable alkaline agent.
Die Reinigungseinheit kann so angeordnet werden, dass sie einen konstanten oder intermittierenden Strom an Waschfluid aus dem Zirkulationstank empfängt, wobei der Strom im Laufe der Zeit variieren kann.The cleaning unit can be arranged to receive a constant or intermittent flow of washing fluid from the circulation tank, which flow can vary over time.
Die Reinigungseinheit kann einen oder mehrere Separatoren und/oder Filter umfassen, zum Beispiel einen Zentrifugalseparator wie einen Hochgeschwindigkeitsseparator und/oder einen Dekanter und/oder einen Membranfilter.The cleaning unit can comprise one or more separators and / or filters, for example a centrifugal separator such as a high-speed separator and / or a decanter and / or a membrane filter.
Wie zuvor erwähnt, wird in einem Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Kühlung des Abgases erhöht, um die Wassermenge des im Wäscher verdampften Waschfluids zu reduzieren. Eine solche erhöhte Abgaskühlung wird durch eine verstärkte Kühlung des durch den Wäscher zirkulierenden Waschfluids mittels des ersten Wärmetauschers erreicht. Abhängig natürlich von den vorherrschenden Umgebungsluftbedingungen wird Abgas, das mehr Wasserdampf enthält, beim Verlassen des Schiffes typischerweise eine besser sichtbare Abgasfahne erzeugen als Abgas, das weniger Wasserdampf enthält. Durch die Reduzierung der im Wäscher verdampften Wassermenge wird die Wasserdampfmenge, die das Schiff mit dem Abgas verlässt, verringert, wodurch das Schiff eine weniger sichtbare Abgasfahne bildet.As mentioned above, in an exhaust gas purification system according to the present invention, the cooling of the exhaust gas is increased in order to reduce the amount of water of the washing fluid evaporated in the washer. Such increased exhaust gas cooling is achieved by means of increased cooling of the washing fluid circulating through the washer by means of the first heat exchanger. Depending, of course, on the prevailing ambient air conditions, exhaust gas that contains more water vapor will typically produce a more visible exhaust plume when leaving the ship than exhaust gas that contains less water vapor. By reducing the amount of water evaporated in the scrubber, the amount of water vapor that leaves the ship with the exhaust gas is reduced, making the ship a less visible exhaust plume.
Wie einleitend beschrieben, kann bei einem Wäscher mit geschlossenem Kreislauf ein Austausch des Waschfluids erforderlich sein, um die Qualität des zirkulierenden Waschfluids zu kontrollieren. Das zu ersetzende Waschfluid kann von Partikeln gereinigt und dann je nach den vorherrschenden Umständen ins Meer oder in einen Lagertank abgeleitet werden. Um abgeleitet zu werden, muss das Waschfluid unter Umständen bestimmte Kriterien erfüllen, z.B. darf sie keinen zu niedrigen pH-Wert und/oder einen zu hohen Trübungswert aufweisen. Je nachdem, welches alkalische Mittel im Waschfluid enthalten ist, kann eine abgesenkte Temperatur des Waschfluids während der Behandlung des Waschfluids in der Reinigungseinheit zu einer Beeinträchtigung der Löslichkeit des alkalischen Mittels und folglich zur Entfernung des nicht gelösten alkalischen Mittels zusammen mit den Partikeln führen. Dies ist natürlich eine Verschwendung von nicht verwendeten Chemikalien. Darüber hinaus kann das alkalische Mittel, wiederum abhängig davon, welches alkalische Mittel in des Waschfluids enthalten ist, des Waschfluids einen hohen Trübungswert verleihen, der den Austritt des Waschfluids verhindern kann.As described in the introduction, an exchange of the washing fluid may be necessary in a scrubber with a closed circuit in order to control the quality of the circulating washing fluid. The washing fluid to be replaced can be cleaned of particles and then, depending on the prevailing circumstances, drained into the sea or into a storage tank. In order to be diverted, the washing fluid may have to meet certain criteria, e.g. it must not have a pH value that is too low and / or a turbidity value that is too high. Depending on which alkaline agent is contained in the washing fluid, a lowered temperature of the washing fluid during the treatment of the washing fluid in the cleaning unit can lead to an impairment of the solubility of the alkaline agent and consequently to the removal of the undissolved alkaline agent together with the particles. This, of course, is a waste of unused chemicals. In addition, the alkaline agent, again depending on which alkaline agent is contained in the washing fluid, can give the washing fluid a high turbidity value which can prevent the washing fluid from escaping.
Da das erfindungsgemäße Abgasreinigungssystem eine Heizvorrichtung zur Erwärmung des Waschfluids nach dem Verlassen des Zirkulationsbehälters und vor der Aufnahme durch die Reinigungseinheit umfasst, kann das zu ersetzende Waschfluid vor der Behandlung durch die Reinigungseinheit erwärmt werden. Die Erwärmung des Waschfluids kann die Löslichkeit des alkalischen Mittels verbessern, wodurch verhindert werden kann, dass das alkalische Mittel im stärker verschmutzten zweiten Anteil landet und verschwendet wird. Zusätzlich/alternativ kann durch die Erwärmung des Waschfluids deren Trübungswert gesenkt werden, wodurch es möglich ist, den saubereren ersten Anteil des Waschfluids abzuleiten.Since the exhaust gas cleaning system according to the invention comprises a heating device for heating the washing fluid after it has left the circulation tank and before it is received by the cleaning unit, the washing fluid to be replaced can be heated by the cleaning unit before the treatment. The heating of the washing fluid can improve the solubility of the alkaline agent, whereby the alkaline agent can be prevented from ending up in the more polluted second portion and being wasted. Additionally / alternatively, by heating the washing fluid, its turbidity value can be reduced, whereby it is possible to divert the cleaner first portion of the washing fluid.
Das Abgasreinigungssystem kann ferner Mittel zum Zuführen eines alkalischen Mittels zum Waschfluid umfassen. Dabei kann das alkalische Mittel bei Bedarf nachgefüllt werden, um den Wirkungsgrad des Abgasreinigungssystems zu optimieren. Beispielsweise können die Mittel zum Zuführen eines alkalischen Mittels zum Waschfluid angeordnet werden, d.h. die Nachfüllung des alkalischen Mittels kann stromaufwärts des Zirkulationsbehälters und stromabwärts des Wäschers erfolgen.The exhaust gas cleaning system can further comprise means for adding an alkaline agent to the washing fluid. The alkaline agent can be refilled if necessary in order to optimize the efficiency of the exhaust gas cleaning system. For example, the means for supplying an alkaline agent to the washing fluid can be arranged, i. the alkaline agent can be replenished upstream of the circulation tank and downstream of the scrubber.
Das alkalische Mittel kann verschiedene Chemikalien umfassen, zum Beispiel Magnesiumoxid oder Magnesiumcarbonat. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das alkalische Mittel Magnesiumhydroxid, was den Vorteil hat, dass der Kristallisationsgrad der im Waschfluid gebildeten Sulfatsalze auch bei niedriger Temperatur des Waschfluids relativ gering ist.The alkaline agent can comprise various chemicals, for example magnesium oxide or magnesium carbonate. According to one embodiment of the invention, the alkaline agent comprises magnesium hydroxide, which has the advantage that the degree of crystallization of the sulfate salts formed in the washing fluid is relatively low even at a low temperature of the washing fluid.
Die Mittel zum Zuführen eines alkalischen Mittels zum Waschfluid können eine Quelle des alkalischen Mittels und eine Pumpe zum Pumpen des alkalischen Mittels von der Quelle zum Waschfluid umfassen. Die Quelle des alkalischen Mittels könnte einfach ein Behälter sein, der das alkalische Mittel enthält. Die Pumpe könnte eine Schraubenspindelpumpe sein, die die Erosion durch ein abrasives alkalisches Mittel verringern kann. Außerdem ist eine Schraubenspindelpumpe relativ wenig anfällig für Verstopfungen.The means for supplying an alkaline agent to the washing fluid may comprise a source of the alkaline agent and a pump for pumping the alkaline agent from the source to the washing fluid. The source of the alkaline agent could simply be a container containing the alkaline agent. The pump could be a screw pump which can reduce erosion from an abrasive alkaline agent. In addition, a screw pump is relatively less prone to clogging.
Das Abgasreinigungssystem kann ferner eine Messvorrichtung umfassen, die zur Messung eines Wertes einer Kenngröße des Waschfluids angeordnet ist, wobei dieser Wert niedriger, gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert sein kann Die Handhabung des Waschfluids kann von einem Ausgang der Messvorrichtung abhängig sein.The exhaust gas cleaning system can further comprise a measuring device which is arranged to measure a value of a characteristic variable of the washing fluid, this value being lower, equal to or higher than a predetermined value Handling of the washing fluid can be dependent on an output of the measuring device.
Die Messvorrichtung kann in Verbindung mit der Heizvorrichtung und der Reinigungseinheit vorgesehen werden, um den Wert der Kenngröße des Waschfluids zu messen, nachdem sie von der Heizvorrichtung erwärmt worden ist und bevor sie von der Reinigungseinheit aufgenommen wird. Die Handhabung des sauberen ersten Anteils des Waschfluids kann von einem Ausgang der Messvorrichtung abhängig sein.The measuring device can be provided in connection with the heating device and the cleaning unit in order to measure the value of the characteristic variable of the washing fluid after it has been heated by the heating device and before it is received by the cleaning unit. The handling of the clean first portion of the washing fluid can be dependent on an output of the measuring device.
Die Messvorrichtung kann einen Massendurchflussmesser umfassen, und die Kenngröße kann eine Dichte des Waschfluids sein. Die Dichte des Waschfluids ist abhängig vom Salzgehalt des Waschfluids.The measuring device can comprise a mass flow meter, and the parameter can be a density of the washing fluid. The density of the washing fluid depends on the salt content of the washing fluid.
Der Massendurchflussmesser kann von jedem geeigneten Typ sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Massendurchflussmesser ein Coriolis-Massendurchflussmesser, der den Vorteil hat, dass er ein Inline-Massendurchflussmesser ist.The mass flow meter can be of any suitable type. According to an embodiment of the present invention, the mass flow meter is a Coriolis mass flow meter, which has the advantage of being an inline mass flow meter.
Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung einen Leitfähigkeitssensor umfassen, und die Kenngröße kann eine Leitfähigkeit des Waschfluids sein. Die Leitfähigkeit des Waschfluids ist abhängig vom Salzgehalt des Waschfluids.Alternatively or additionally, the measuring device can comprise a conductivity sensor, and the parameter can be a conductivity of the washing fluid. The conductivity of the washing fluid depends on the salt content of the washing fluid.
Die Reinigungseinheit kann mit dem Zirkulationstank in Verbindung stehen, um zumindest einen Teil, d.h. einen Teil des ersten Anteils des Waschfluids dem Zirkulationstank zuzuführen, wenn der Wert der Kenngröße unter dem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der Wert relativ niedrig ist, dann kann der Salzgehalt des Waschfluids relativ niedrig sein, und die Ableitung des saubereren ersten Anteils des Waschfluids kann für den ordnungsgemäßen Betrieb des Abgasreinigungssystems unzweckmäßig sein. Die Reinigungseinheit kann so angeordnet werden, dass dem Zirkulationstank ein konstanter oder intermittierender Strom an Waschfluid zugeführt wird, und der Strom kann im Laufe der Zeit variieren.The cleaning unit can be in communication with the circulation tank in order to remove at least a part, i. to supply a portion of the first portion of the washing fluid to the circulation tank when the value of the parameter is below the predetermined value. If the value is relatively low, then the salinity of the scrubbing fluid may be relatively low and the purification of the cleaner first portion of the scrubbing fluid may be inconvenient for the proper operation of the emission control system. The cleaning unit can be arranged to deliver a constant or intermittent flow of washing fluid to the circulation tank, and the flow can vary over time.
Das Abgasreinigungssystem kann ferner eine Wasseranalyseeinheit umfassen, die so angeordnet ist, dass sie eine Anzahl ≥ 1 von Parameterwerten des ersten Anteils des Waschfluids bestimmt. Die Handhabung des saubereren ersten Anteils des Waschfluids kann von einer Leistung der Wasseranalyseeinheit abhängig sein. Die von der Wasseranalyseeinheit ermittelten Parameterwerte können z.B. die Trübung, der pH-Wert und die PAK-Konzentration des ersten Anteils des Waschfluids sein.The exhaust gas purification system can further comprise a water analysis unit which is arranged such that it determines a
Die Reinigungseinheit kann mit dem Zirkulationstank in Verbindung stehen, um zumindest einen Teil, d.h. einen Teil des ersten Anteils des Waschfluids dem Zirkulationstank zuzuführen, wenn mindestens einer der Parameterwerte einen entsprechenden Grenzwert überschreitet oder diesem entspricht. Dadurch kann die Ableitung des ersten Anteils des Waschfluids verhindert werden, wenn bestimmte Kriterien nicht erfüllt sind, d.h. wenn der erste Anteil nicht sauber genug ist, was aus ökologischer Sicht von Vorteil ist. Die Reinigungseinheit kann so angeordnet werden, dass dem Zirkulationstank ein konstanter oder intermittierender Strom an Waschfluid zugeführt wird, wobei der Strom im Laufe der Zeit variieren kann.The cleaning unit can be in communication with the circulation tank in order to remove at least a part, i. to supply part of the first portion of the washing fluid to the circulation tank if at least one of the parameter values exceeds or corresponds to a corresponding limit value. In this way, the discharge of the first portion of the washing fluid can be prevented if certain criteria are not met, e.g. if the first part is not clean enough, which is beneficial from an ecological point of view. The cleaning unit can be arranged so that a constant or intermittent flow of washing fluid is supplied to the circulation tank, which flow can vary over time.
So kann die Reinigungseinheit so angeordnet werden, dass zumindest ein Teil des ersten Anteils des Waschfluids dem Zirkulationstank zugeführt wird, wenn der Wert der Kenngröße unter dem vorbestimmten Wert liegt und/oder zumindest einer der Parameterwerte einen entsprechenden Grenzwert überschreitet oder diesem entspricht.The cleaning unit can be arranged in such a way that at least part of the first portion of the washing fluid is fed to the circulation tank if the value of the parameter is below the predetermined value and / or at least one of the parameter values exceeds or corresponds to a corresponding limit value.
Wie oben erwähnt, kann das Abgasreinigungssystem ferner eine Wasseranalyseeinheit umfassen, die so angeordnet ist, dass sie eine Anzahl ≥ 1 von Parameterwerten des ersten Anteils des Waschfluids bestimmt. Ferner kann das Abgasreinigungssystem so angeordnet sein, dass es zumindest etwas, d.h. ein Teil, des ersten Anteils des Waschfluids ausstößt, wenn jeder der Parameterwerte unter einem entsprechenden Grenzwert liegt und/oder der Wert der Kenngröße über oder gleich dem vorbestimmten Wert liegt. Zum Beispiel kann der erste Anteil des Waschfluids über Bord oder in einen Zwischenlagertank zur späteren Ableitung über Bord abgeleitet werden. Abgeleitete Fluide können durch frisches Waschfluid ersetzt werden. Auf diese Weise kann eine Salzkonzentration des durch den Wäscher zirkulierenden Waschfluids ausreichend niedrig gehalten werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Abgasreinigungssystems zu gewährleisten.As mentioned above, the exhaust gas purification system can further comprise a water analysis unit which is arranged such that it determines a number ≥ 1 of parameter values of the first portion of the washing fluid. Furthermore, the exhaust gas cleaning system can be arranged so that it does at least some, i. a portion of the first portion of the washing fluid is ejected when each of the parameter values is below a corresponding limit value and / or the value of the parameter is above or equal to the predetermined value. For example, the first portion of the washing fluid can be discharged overboard or into an intermediate storage tank for later discharge overboard. Derived fluids can be replaced with fresh wash fluid. In this way, a salt concentration of the washing fluid circulating through the washer can be kept sufficiently low to ensure correct operation of the exhaust gas cleaning system.
Die Heizvorrichtung zur Erwärmung des Waschfluids vor der Aufnahme in die Reinigungseinheit kann einen zweiten Wärmetauscher umfassen.The heating device for heating the washing fluid before it is received in the cleaning unit can comprise a second heat exchanger.
Der erste und der zweite Wärmetauscher können von jedem geeigneten Typ sein, z.B. Plattenwärmetauscher oder Rohrbündelwärmetauscher. Ferner können der erste und der zweite Wärmetauscher vom gleichen Typ oder von verschiedenen Typen sein.The first and second heat exchangers can be of any suitable type, e.g. Plate heat exchanger or tube bundle heat exchanger. Further, the first and second heat exchangers may be of the same type or of different types.
Noch weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung sowie aus der Zeichnung.Still other objects, features, aspects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description and from the drawings.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung ausführlicher beschrieben, wobei
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1 ist ein Blockschaltbild, das eine Abgasreinigungsanlage nach der Erfindung schematisch darstellt.
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1 Figure 3 is a block diagram schematically illustrating an exhaust gas purification system according to the invention.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Im Inneren des Wäschers
Das vom Motor
Wenn das Waschfluid SF durch den Wäscher
Wie bereits erwähnt, ermöglicht es die Verwendung von Magnesiumhydroxid als alkalisches Mittel, das durch den Wäscher zirkulierende Waschfluid stärker als üblich zu kühlen, ohne dass es zu Problemen mit der Kristallisation kommt. Die relativ geringe Löslichkeit von Magnesiumhydroxid in Wasser kann jedoch dazu führen, dass das Waschfluid nicht gelöstes Magnesiumhydroxid enthält. Um zu vermeiden, dass solches nicht gelöstes Magnesiumhydroxid der Reinigungseinheit
Wie bereits erwähnt, wird der stärker verschmutzte zweite Anteil SF2 des Waschfluids SF in den Schlammtank
Das Abblasen oder Ableiten des ersten Anteils SF1 aus der Abgasreinigungsanlage
So wird das durch den Wäscher zirkulierende Waschfluid stärker als normal abgekühlt, z.B. auf 6 Grad C, um die sichtbare Abgasfahne aus dem Schiffsschornstein zu reduzieren. Um eine so niedrige Temperatur des Waschfluids zu ermöglichen, ohne die Kristallisation zu stören, wird Magnesiumhydroxid als alkalisches Mittel verwendet. Um zu verhindern, dass nicht aufgelöstes Magnesiumhydroxid im abzulassenden Anteil, d.h. im zweiten Anteil SF2, aus der Reinigungseinheit gelangt, wird das in der Reinigungseinheit zu behandelnde Waschfluid mittels des zweiten Plattenwärmetauschers erhitzt, z.B. auf 35 Grad C, bevor es der Reinigungseinheit zugeführt wird. Neben der Lösung von nicht gelöstem Magnesiumhydroxid in dem von der Reinigungseinheit zu behandelnden Waschfluid wird durch die Erwärmung des Waschfluids auch die Trübung des Waschfluids und damit des ersten Anteils SF1 des Waschfluids reduziert, so dass ein Trübungswert erreicht wird, der niedrig genug ist, um das Ablassen oder die Ableitung des ersten Anteils des Waschfluids leichter zu ermöglichen.Thus the washing fluid circulating through the scrubber is cooled more than normal, e.g. to 6 degrees C in order to reduce the visible exhaust plume from the ship's chimney. In order to enable such a low temperature of the washing fluid without disturbing the crystallization, magnesium hydroxide is used as an alkaline agent. To prevent undissolved magnesium hydroxide in the portion to be drained, i.e. in the second portion SF2, which comes out of the cleaning unit, the washing fluid to be treated in the cleaning unit is heated by means of the second plate heat exchanger, e.g. to 35 degrees C before it is fed to the cleaning unit. In addition to the solution of undissolved magnesium hydroxide in the washing fluid to be treated by the cleaning unit, the heating of the washing fluid also reduces the turbidity of the washing fluid and thus of the first portion SF1 of the washing fluid, so that a turbidity value is achieved that is low enough to reduce the To allow draining or the discharge of the first portion of the washing fluid more easily.
Wie bereits erwähnt, kann das durch den Wäscher zirkulierende Waschfluid mit Meerwasser gekühlt werden, und um eine stärkere Kühlung als herkömmlich zu ermöglichen, muss das Meerwasser natürlich ausreichend gekühlt sein. Die Sichtbarkeit der Abgasfahne ist, wie ebenfalls bereits erwähnt, von den Umgebungsluftbedingungen abhängig, wobei die Abgasfahne typischerweise besser sichtbar ist, z.B. wenn die Umgebungslufttemperatur niedrig ist. Gewöhnlich ist eine niedrige Seewassertemperatur mit einer niedrigen Umgebungslufttemperatur verbunden, was bedeutet, dass das obige Abgasreinigungssystem am effektivsten ist, wenn es am meisten benötigt wird.As already mentioned, the washing fluid circulating through the scrubber can be cooled with sea water, and of course, in order to allow more cooling than conventional, the sea water must be sufficiently cooled. The visibility of the exhaust plume is, as also already mentioned, dependent on the ambient air conditions, the exhaust plume typically being more visible, e.g. when the ambient air temperature is low. Usually a low sea water temperature is associated with a low ambient air temperature, which means that the above exhaust gas cleaning system is most effective when it is needed most.
Die Komponenten des oben beschriebenen Abgasreinigungssystems sind durch geeignete Rohrleitungen miteinander verbunden, damit sie auf die oben beschriebene Weise miteinander kommunizieren können. Darüber hinaus kann das oben beschriebene Abgassystem zusätzliche Komponenten umfassen, damit es ordnungsgemäß funktioniert, wie z.B. Pumpen, Ventile, Sensoren, weitere Wasseranalyseeinheiten, Steuereinheiten, Schaltmodule usw. Als Beispiel kann das Abgassystem ein pH-Meter oder einen Sensor zwischen dem Wäscher und dem Zirkulationstank zur Messung des pH-Wertes des Waschfluids umfassen. Dieses pH-Messgerät kann bei Bedarf mit der Versorgungsvorrichtung
Die oben beschriebene Verkörperung der vorliegenden Erfindung sollte nur als Beispiel gesehen werden. Ein Fachmann erkennt, dass die besprochene Ausführungsform auf verschiedene Weise variiert werden kann, ohne von der erfinderischen Konzeption abzuweichen.The above-described embodiment of the present invention should be considered as an example only. A person skilled in the art recognizes that the embodiment discussed can be varied in various ways without departing from the inventive concept.
Beispielsweise könnte das Abgasreinigungssystem mit anderen alkalischen Mitteln als Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, betrieben werden. Ferner können dem Waschfluid für einen optimierten Betrieb des Abgasreinigungssystems andere Chemikalien als ein alkalisches Mittel zugesetzt werden, wie z.B. ein Flockungs- oder Koagulationsmittel zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Reinigungseinheit
Die Versorgungsvorrichtung
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die Handhabung des ersten Anteils des Waschfluids abhängig von der Dichte des Waschfluids nach der Erwärmung sowie vom Trübungswert, dem pH-Wert und der PAK-Konzentration des ersten Anteils des Waschfluids. In alternativen Ausführungsformen kann die Handhabung des ersten Anteils des Waschfluids nur von einem oder zwei dieser Parameter, von zusätzlichen Parametern und/oder anderen Parametern abhängig sein.In the embodiment described above, the handling of the first portion of the washing fluid is dependent on the density of the washing fluid after heating and on the turbidity value, the pH value and the PAH concentration of the first portion of the washing fluid. In alternative embodiments, the handling of the first portion of the washing fluid can only depend on one or two of these parameters, on additional parameters and / or other parameters.
Die Waschfluid muss nicht Süßwasser und ein alkalisches Mittel umfassen, sondern kann stattdessen Meerwasser und ein alkalisches Mittel oder einer Kombination davon umfassen.The wash fluid need not include fresh water and an alkaline agent, but instead may include sea water and an alkaline agent, or a combination thereof.
Der Fluss des Waschfluids vom Zirkulationstank zur Reinigungseinheit muss nicht kontinuierlich sein, sondern kann intermittierend und in regelmäßigen Abständen oder nur bei Bedarf erfolgen.The flow of the washing fluid from the circulation tank to the cleaning unit does not have to be continuous, but can take place intermittently and at regular intervals or only when necessary.
Der erste Plattenwärmetauscher
Die Heizvorrichtung
Das von der Reinigungseinheit
Die Messvorrichtung
Hervorzuheben ist, dass eine Beschreibung der Einzelheiten, die für die vorliegende Erfindung nicht relevant sind, weggelassen wurde und dass die Figuren nur schematisch und nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind.It should be emphasized that a description of the details that are not relevant to the present invention has been omitted and that the figures are only drawn schematically and not true to scale.
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