DK3149298T3

DK3149298T3 - Udstødningsgasefterbehandlingssystem og fremgangsmåde til udstødningsgasefterbehandling

Info

Publication number: DK3149298T3
Application number: DK15723650.6T
Authority: DK
Inventors: Andreas Döring
Original assignee: Man Energy Solutions Se
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2018-10-22
Also published as: KR20160107319A; WO2015180831A1; CN106460612A; US10221740B2; KR101822777B1; US20170268399A1; JP2017506716A; JP6246385B2; EP3149298A1; EP3149298B1; DE102014007913A1

Description

BESKRIVELSE

[0001] Opfindelsen angår et udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine, navnlig til en skibsdieselforbrændingskraftmaskine, som drives med svær olie, ifølge indledningen af krav 1. Et sådant system er beskrevet i f.eks. dokumenterne WO2012 I 130375, W02010 I 020684 eller WO2013 I 121081.

[0002] Ved anvendelse af forbrændingskraftmaskiner, der drives med svær olie, er der det særpræg, at det anvendte brændstof, altså svær olien, har et højt svovlindhold. Svovloxider kan reagere med andre bestanddele i udstødningsgassen og føre til aflejringer, der har indflydelse på effektiviteten af udstødningsgasrensningen. Dette er en ulempe. Der er behov for et udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine, som også muliggør en effektiv udstødningsgasrensning af forbrændingskraftmaskiner, der drives med svær olie.

[0003] Fra DE 10 2004 027 593 A1 kendes en forbrændingskraftmaskine med udstødningsgasturboopladning og udstødningsgasrensning. Udstødningsgastur-boopladningen er udført enten som en ettrins- eller som en totrinsudstødningsgas-turboopladning med én udstødningsgasturbolader eller med to udstødningsgasturboladere. Udstødningsgasrensningen omfatter en SCR-katalysator, der ved ettrinsudstødningsgasturboopladningen enten er anbragt nedstrøms af turbinen af udstødningsgasturboladeren eller opstrøms af turbinen af udstødningsgasturboladeren set ud fra strømningsretningen af udstødningsgassen. Ved en totrinsud-stødningsgasturboopladning med en højtryksudstødningsgasturbolader og en lavtryksudstødningsgasturbolader er SCR-katalysatoren anbragt mellem højtryksturbinen af højtryksudstødningsturboladeren og lavtryksturbinen af lavtryksgassturbo-laderen.

[0004] En SCR-katalysator af et udstødningsgasefterbehandlingssystem bruger ammoniak som et reduktionsmiddel til denitrifikation af udstødningsgassen. I udstødningsgasefterbehandlingssystemer fra den kendte teknik, indføres enten ammoniak direkte eller en ammoniakforløbersubstans, såsom f.eks. en vandig urinstofopløsning, opstrøms af SCR-katalysatoren, som nedbrydes eller fordampes i udstødningsgasstrømmen til vanddamp, karbondioxid og ammoniak. Ifølge praksis justeres mængden af ammoniak eller ammoniakforløbersubstans, der indføres i udstødningsgassen opstrøms af SCR-katalysatoren, således at denne mængde svarer til mængden af ammoniak, som kan omsættes i SCR-katalysatoren, sådan at udstødningsgassen nedstrøms af SCR-katalysatoren ingen ammoniak indeholder for således at undgå uønskede ammoniakemissioner.

[0005] Selvom det ved hjælp af en SCR-katalysator er muligt at reducere kvæl-stofoxider i udstødningsgassen, især kvælstofmonooxid og kvælstofdioxid, er der især for forbrændingskraftmaskiner drevet med svær olie et behov for at reducere mængden af svovloxider og ikke kun kvælstofoxider i udstødningsgassen for at reducere svovloxidemissioner af sådanne forbrændingskraftmaskiner.

[0006] På denne baggrund er opfindelsens formål at tilvejebringe et nyt udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine og en fremgangsmåde til udstødningsgasefterbehandling. Dette formål opnås ved et udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine ifølge krav 1. Ifølge opfindelsen er en udstødningsgasrenser placeret nedstrøms af SCR-katalysatoren gennem hvilken ammoniak, som er indeholdt i udstødningsgassen, der forlader SCR-katalysatoren, sammen med svovloxider, som også er indeholdt i udstødningsgassen, der forlader SCR-katalysatoren, kan renses ud af udstødningsgassen ved dannelse af ammoniumsalte.

[0007] Efter hensigten af den foreliggende opfindelse er der derfor anbragt en udstødningsgasrenser nedstrøms af SCR-katalysatoren. Herved er der er en defineret mængde ammoniak indeholdt i udstødningsgassen nedstrøms af SCR-katalysatoren, som kan renses ud af udstødningsgassen sammen med svovloxider i området af udstødningsgasrenseren, navnlig ved dannelse af ammoniumsalte. Det er derfor efter hensigten af den foreliggende opfindelse, at indføre en forøget mængde ammoniak eller en forøget mængde af en ammoniakforløbersub-stans i udstødningsgassen opstrøms af SCR-katalysatoren, således at der nedstrøms for SCR-katalysatoren er indeholdt en defineret mængde ammoniak i udstødningsgassen, hvilken mængde kan anvendes i udstødningsgasrenseren til at rense svovloxider ud af udstødningsgassen ved dannelse af ammoniumsalte. Herved kan der ved hjælp af enkle midler ud over denitrifikationen af udstødningsgassen også tilvejebringes en afsvovling af udstødningsgassen, hvor ammoniak bruges både til denitrifikationen og afsvovlingen. Dette muliggør en særlig effektiv denitrificering og afsvovling af udstødningsgassen, især da der ved hjælp af den forøgede mængde ammoniak i SCR-katalysatoren kan opnås en højere omsætning ved denitrifikationen.

[0008] Fortrinsvis indfører indretningen, der er anbragt opstrøms af SCR-katalysatoren ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen i en mængde, der er større end mængden af ammoniak, som kan omsættes i SCR-katalysatoren, således at der nedstrøms af SCR-katalysatoren er indeholdt ammoniak i en sådan mængde, at en pH-værdi i det ammoniumsaltholdige spildevand fra udstødningsgasrenseren er mellem 4 og 8. Herved er en særlig fordelagtig denitrifikation og afsvovling af udstødningsgassen mulig.

[0009] WO 2012/130375 A1 beskriver allerede et udstødningsgasefterbehandlingssystem med en SCR-katalysator, som også bruger ammoniak som reduktionsmiddel til denitrifikation af udstødningsgassen.

[0010] I det nye udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen er der tilvejebragt en bypass, via hvilken en udstødningsgasdelstrøm kan afgrenes fra udstødningsgassen nedstrøms af indretningen, som tjener formålet at indføre ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen, og opstrøms af SCR-katalysatoren ved dannelse af en udstødningsgashovedstrøm, der kan føres gennem SCR-katalysatoren, hvor udstødningsgasdelstrømmen sluttelig kan tilføres udstødningsgassen, som føres gennem SCR-katalysatoren, nedstrøms af SCR-katalysatoren og opstrøms af udstødningsrensningsindretningen.

[0011] Eller som en anden mulighed ifølge opfindelsen er der tilvejebragt en bypass, via hvilken en udstødningsgasdelstrøm kan afgrenes fra udstødningsgassen opstrøms af indretningen, som tjener formålet at indføre ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen, og opstrøms af SCR-katalysatoren ved dannelse af en udstødningsgashovedstrøm, hvor indretningen, der tjener formålet at indføre ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen, er tilknyttet bypassen og indfører ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgasdelstrømmen, og hvor en første del af udstødningsdelstrømmen kan tilføres udstødningsgashovedstrømmen opstrøms af SCR-katalysatoren og en anden del af udstødningsdelstrømmen kan tilføres udstødningsgassen, der føres gennem SCR-katalysatoren, nedstrøms af SCR-katalysatoren og opstrøms af udstødningsgasrenseren.

[0012] Med begge udførelsesformer af opfindelsen er det muligt at indstille henholdsvis at styre denitrifikationen og afsvovlingen i et vist omfang uafhængigt af hinanden. Herved kan denitrifikationen og afsvovlingen af udstødningsgassen forbedres yderligere.

[0013] Fortrinsvist er der både i den første og den anden mulighed ifølge opfindelsen anbragt en SCR-katalysator i bypassen, igennem hvilken SCR-katalysator udstødningsgasdelstrømmen, eller en del deraf, der tilføres udstødningsgassen nedstrøms af SCR-katalysatoren og opstrøms af udstødningsgasrenseren, kan føres. Herved kan denitrifikationen forbedres yderligere, hhv. kan NOx-omsættelserne ved SCR-katalysatoren indstilles uafhængigt af pH-værdien af rensningsindretningen.

[0014] Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til udstødningsgasefterbehandlingen er defineret i krav 8.

[0015] Udstødningsgassen føres nedstrøms af SCR-katalysatoren via en udstødningsgasrenser, via hvilken ammoniak, der er indeholdt i udstødningsgassen, som forlader SCR-katalysatoren, sammen med svovloxider, som også er indeholdt i udstødningsgassen, der forlader SCR-katalysatoren, renses ud af udstødningsgassen ved dannelse af ammoniumsalte. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen muliggør en særlig fordelagtig denitrifikation og afsvovling af udstødningsgas hver ved anvendelse af ammoniak.

[0016] Ifølge en fordelagtig udvikling indstilles forskellige ammoniakkoncentrationer via et indgangstværsnit af SCR-katalysatoren, således at et ligefordelingsindeks for ammoniak nedstrøms af SCR-katalysatoren fortrinsvis er mindre end 0,8. Hermed kan afsvovlingen i udstødningsgasrenseren såvel som denitrifikationen i SCR-katalysatoren forbedres yderligere.

[0017] Foretrukne udførelsesformer af opfindelsen fremgår af de afhængige krav og den følgende beskrivelse. Eksempler på udførelsesformer af opfindelsen vil blive beskrevet under henvisning til tegningerne uden at være begrænset dertil. Hvor: Fig. 1 viser en skematisk visning af et første udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 2 viser en skematisk visning af et andet udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 3 viser en skematisk visning af et tredje udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 4 viser en skematisk visning af et fjerde udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 5 viser en skematisk visning af et femte udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 6 viser en skematisk visning af et sjette udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 7 viser en skematisk visning af et syvende udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine;

Fig. 8 viser en skematisk visning af et ottende udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine; og

Fig. 9 viser en skematisk visning af et yderligere udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge opfindelsen til en forbrændingskraftmaskine.

[0018] Den foreliggende opfindelse angår et udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine, navnlig til en skibsdieselforbrændingskraft-maskine, som drives med svær olie. Endvidere angår opfindelsen en fremgangsmåde til udstødningsgasefterbehandling af en sådan forbrændingskraftmaskine.

[0019] Fig. 1 viser en meget skematiseret forbrændingskraftmaskine 10, med flere cylindre 11, hvor udstødningsgas 12, der forlader forbrændingskraftmaskinen 10, føres via et udstødningsgasefterbehandlingssystem nedstrøms af forbrændingskraftmaskinen 10, hvor udstødningsgasefterbehandlingssystemet omfatter en SCR katalysator 13. Udstødningsgassen 12, der forlader forbrændingskraftmaskinen 10, tilføres derefter til SCR-katalysatoren 13 som urenset udstødningsgas 12 og forlader SCR-katalysatoren 13 som i det mindste delvist renset udstødningsgas 14. I SCR-katalysatoren 13 er der behov for et reduktionsmiddel til udstødningsgasrensning, navnlig til denitrifikation af udstødningsgassen 12, hvor ammoniak anvendes som et reduktionsmiddel. Også anvendelige er NH3-precursor, urinstof, carbamid, guanidin=formiat.

[0020] Ammoniakken, der skal bruges til udstødningsgasrensning i SCR-katalysatoren 13, kan tilføres doserbart til den uænsede udstødningsgas 12 opstrøms af SCR-katalysatoren 13 ved hjælp af en indretning 15, navnlig enten di rekte som ammoniak eller som ammoniakforløbersubstans, som derefter omsættes til ammoniak i udstødningsgassen.

[0021] Når der tilsættes ammoniak til udstødningsgassen 12, som forlader forbrændingskraftmaskinen 10, er indretningen 15 en ammoniakgenerator.

[0022] Når der tilsættes en doseret mængde ammoniakforløbersubstans til udstødningsgassen 12, er indretningen 15 fortrinsvis en dyse ved hjælp af hvilken navnlig urinstof, indsprøjtes som ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen 12. Urinstoffet fordampes derefter til vanddamp, karbondioxid og ammoniak i udstødningsgassen 12 opstrøms af SCR-katalysatoren 13.

[0023] I SCR katalysatoren 13 følger derpå en denitrifikation af udstødningsgassen 12, som forlader forbrændingskraftmaskinen 10, ved anvendelse af ammoniak, sådan at kvælstofoxider derefter er fjernet fra udstødningsgassen nedstrøms af SCR-katalysatoren 13.

[0024] Ifølge opfindelsen er en udstødningsgasrenser 16 anbragt nedstrøms af SCR-katalysatoren 13. Via udstødningsgasrenseren 16 kan ammoniak, som er indeholdt i udstødningsgassen 14, der forlader SCR-katalysatoren 13, sammen med svovloxider, som også er indeholdt i udstødningsgassen 14, der forlader SCR-katalysatoren 13, renses ud af udstødningsgassen ved dannelse af ammoniumsalte. Nedstrøms af udstødningsgasrenseren 16 er der derefter udstødningsgas 17, der har været udsat for både denitrifikation og afsvovling, hvorefter svovloxider og kvælstofoxider er blevet fjernet.

[0025] Udstødningsgasrenseren 16 tilføres derefter udstødningsgassen 14, som forlader SCR-katalysatoren 13, og på en anden side som et såkaldt rensemiddel 18 fortrinsvis vand, hvor den afsvovlede udstødningsgas 17 forlader udstødningsgasrenseren på den ene side og spildevand 19 beriget med ammoniumsalte forlader udstødningsgasrenseren på den anden side.

[0026] Det er derfor efter hensigten af den foreliggende opfindelse, at anvende indretningen 15 på en sådan måde, at ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstans indføres i udstødningsgassen via indretningen 15 i en mængde, der er større end mængden af ammoniak, som kan omsættes i SCR-katalysatoren 13. Følgelig deraf er der i udstødningsgassen 14 nedstrøms af SCR-katalysatoren 13 ammoniak i en mængde, der kan anvendes i udstødningsgasrenseren 16 til afsvovling af udstødningsgassen 14 ved at rense svovloxider ud af udstødningsgassen 14 ved dannelse af ammoniumsalte.

[0027] Indretningen 15, der er anbragt opstrøms af SCR-katalysatoren 13, indfører ammoniak- og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen 12 i en mængde, således at ammoniak er indeholdt i udstødningsgassen nedstrøms af SCR-katalysatoren 13, således at pH-værdien i spildevandet 19 fra udstødningsgasrenseren 16 er mellem 4 og 8, fortrinsvis mellem 5 og 7, fortrinsvis mellem 5,5 og 6,5. Dette kan tilvejebringes via et styrekredsløb, hvor pH-værdien af spildevandet 19 måles og sammenlignes med en sætpunktværdi, og afhængigt heraf styres indretningen 15 ved at tilpasse mængden af ammoniak og/eller ammoniak- forløbersubstans, der indføres i udstødningsgassen af indretningen 15, således at den målte pH-værdi nærmer sig pH-sætpunktværdien.

[0028] Med opfindelsen er en effektiv afsvovling og denitrifikation af udstødningsgas mulig, især for en skibsdieselforbrændingskraftmaskine, der drives med svær olie, hvor ammoniak anvendes som drivmiddel både til denitrifikation og til afsvovling. Gennem den forøgede mængde ammoniak, der er tilgængelig til denitrifikation i SCR-katalysatorens 13 område, er en særlig effektiv denitrifikation af udstødningsgassen mulig i området af SCR-katalysatoren 13. Ammoniakken indeholdt i udstødningsgassen 14 nedstrøms af SCR-katalysatoren 13 anvendes i området af udstødningsgasrenseren 16 til afsvovling af udstødningsgassen.

[0029] Fig. 2 viser en udvikling af udførelsesformen i fig. 1, hvor udførelsesformen i Fig. 2 kun adskiller sig fra udførelsesformen i Fig. 1, idet udstødningsefterbehandlingssystemet i Fig. 2 har en bypass 20. Ved hjælp af bypassen 20 kan udstødningsgassen 12 afgrenes opstrøms af SCR-katalysatoren 13 og nedstrøms af indretningen 15, som tjener formålet at indføre ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen 12, ved dannelse af en udstødningsgashovedstrøm 12a og en udstødningsgasdelstrøm 12b, hvor udstødningsgashovedstrømmen 12a føres gennem SCR-katalysatoren 14, og hvor udstødningsgasdelstrømmen 12b føres forbi SCR-katalysatoren 13 gennem bypassen 20.

[0030] Nedstrøms af SCR-katalysatoren 13 kan udstødningsgasdelstrømmen 12b, der er ført forbi SCR-katalysatoren 13, forenes med udstødningsgasstrømmen 14, der forlader SCR-katalysatoren 13, for derefter sammen at blive ført gennem udstødningsgasrenseren 16. Hermed kan denitrifikationen i SCR katalysatoren 13 og afsvovlingen i udstødningsgasrenseren 16 indstilles eller styres uafhængigt af hinanden til en vis grad.

[0031] Fig. 3 viser en udvikling af udførelsesformen i Fig. 2, hvor en yderligere SCR-katalysator 21 er placeret i bypasset 20 for også at føre udstødningsgasdelstrømmen 12b opstrøms af udstødningsgasindretningen 16 til denitrifikation via sin egen SCR katalysator 21. Hermed kan denitrifikationen af udstødningsgassen forbedres.

[0032] En yderligere variant af opfindelsen er vist i Fig. 4, hvor udstødningsgasefterbehandlingssystemet i udførelsesformen ifølge Fig. 4 også omfatter en bypass 22. I udførelsesformen i Fig. 4 kan udstødningsgassen 12 igen opdeles i en udstødningsgashovedstrøm 12a og en udstødningsgasdelstrøm 12b via bypassen 22, hvor udstødningsgashovedstrømmen 12a nødvendigvis føres gennem SCR-katalysatoren 13.

[0033] Til forskel fra til udførelsesformerne i Fig. 2 og 3 er det i udførelsesformen i Fig. 4 tilvejebragt, at indretningen 15, som tjener formålet at indføre ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen, er tilknyttet bypassen 22, således at bypassen 22 opdeler udstødningsgassen i udstødningsgashovedstrømmen 12a og udstødningsgasdelstrømmen 12b opstrøms af indretningen 15. Indretningen 15 indfører ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgasdelstrømmen 12b, hvor udstødningsgasdelstrømmen 12b opdeles i to dele 12b1 og 12b2 nedstrøms af indretningen 15.

[0034] Delen 12b1 af udstødningsgasdelstrømmen 12b føres forbi SCR-katalysatoren 13 og blandes med udstødningsgassen 14, der forlader SCR-katalysatoren 13, nedstrøms af SCR-katalysatoren 13 og opstrøms af udstødningsgasrenseren 16.

[0035] Delen 12b2 af udstødningsgasdelstrømmen 12b blandes med udstødningsgashovedstrømmen 12a opstrøms af SCR-katalysatoren 13 og føres gennem SCR-katalysatoren 13 sammen med udstødningsgashovedstrømmen 12a [0036] Fig. 5 viser en udvikling af udførelsesformen i Fig. 4, hvor der i overensstemmelse med udførelsesformen i Fig. 3, også er tilført en yderligere SCR-katalysator 21 til bypassen 22, gennem hvilken delen 12b1 af udstødningsgasdelstrømmen 12b føres i udførelsesformen i figur 5.

[0037] Fig. 6 viser en udvikling af udførelsesformen i Fig. 5, hvor bypassen 22 nedstrøms af indretningen 15, som i udførelsesformen i figur 6 tjener formålet at indføre en doseret mængde ammoniakforløbersubstans i udstødningsgasdelstrømmen 12b, tilknyttes en hydrolysekatalysator 23. Via hydrolysekatalysatoren 23 kan omsætningen af ammoniakforløbersubstansen til ammoniak i udstødningsgasdelstrømmen 12b forbedres hhv. understøttes. Opdelingen af udstødningsgasdelstrømmen 12b i de to dele 12b1 og 12b2 sker nedstrøms af hydrolysekatalysatoren 23.

[0038] Fig. 7 og 8 viser to udførelsesformer af opfindelsen, i hvilke varianten fra Fig. 1 anvendes med en udstødningsgasopladet forbrændingskraftmaskine. Således viser Fig. 7 en forbrændingskraftmaskine 10 med en ettrinsudstødningsgasop-ladning via en enkelt udstødningsgasturbolader 24, hvor en turbine 25 og en kompressor 26 af turboladeren 24 er vist. I Fig. 7 er SCR-katalysatoren 13 og indretningen 15, som tjener til indføringen af en doseret mængde ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen 12, arrangeret opstrøms af turbinen 25 af udstødningsgasturboladeren 24, udstødningsgasrenseren 16 er dog placeret nedstrøms af turbinen 25 af udstødningsgasturboladeren 24. Ved hjælp af de høje tryk og temperaturer opstrøms af turbinen 25 understøttes denitrifikationen af udstødningsgassen i området af SCR-katalysatoren 13. Energi, der genvindes i turbinen 25 ved ekspansionen af den denitrificerede udstødningsgas 14, anvendes til at komprimere ladningsluften 27, som skal tilføres til forbrændingsmotoren 10, i området af kompressoren 26 af udstødningsgasturboladeren 24.

[0039] Fig. 8 viser en variant af en forbrændingskraftmaskine 10 med en totrins-udstødningsgasopladning, som omfatter to udstødningsgasturbolader 24a, 24b. Udstødningsgasturboladeren 24a er en højtryksudstødningsgasturbolader og udstødningsgasturboladeren 24b er en lavtryksudstødningsgasturbolader. I Fig. 8, er SCR-katalysatoren 13 og indretningen 15 til indføring af ammoniak hhv. ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen 12 arrangeret nedstrøms af højtryksturbinen 25a af højtryksturboladeren 24a og opstrøms af lavtryksturbinen 25b af lavtryksturboladeren 24b, hvorimod udstødningsgasrenseren 16 er arrangeret ned- strøms af lavtryksturbinen 25b af lavtryksturboladeren 24b. I Energien, der genvindes i udstødningsgasturboladerne 24a, 24b ved ekspansionen af udstødningsgassen i området af turbinerne 25a, 25b, bruges til at totrinskomprimere ladningsluften 27, som skal tilføres forbrændingskraftmaskinen 10, nemlig i området af lavtrykskompressoren 26b såvel som højtrykskompressoren 26a af lavtryksudstødningsgasturbolader 24b og højtryksudstødningsgasturbolader 24a.

[0040] Det skal her bemærkes, at varianterne i Fig. 2 til 6 også kan anvendes i kombination med en ettrins- eller totrinsopladet forbrændingskraftmaskine 10. Her er SCR-katalysatorerne 13 og i givet fald 21 inklusive bypassene 20, 22 placeret opstrøms af en turbine 25 hhv. 25b af en udstødningsgasturbolader 24 hhv. 24b i overensstemmelse med udførelsesformerne i Fig. 7 og 8, hvorimod udstødningsgasrenseren 16 er placeret nedstrøms af de respektive turbiner 25, 25b af den respektive udstødningsgasturbolader 24, 24b.

[0041] I udførelsesformerne i Fig. 1 til 8 indføres ammoniakken hhv. ammoniakfor-løbersubstansen i udstødningsgassen gennem indretningen 15, således at en ensartet ammoniakkoncentration indstilles via indgangstværsnittet af SCR-katalysatoren 13 hhv. 21 eller af hver SCR-katalysator 13 hhv. 21.

[0042] Til forskel herfra viser Fig. 9, en udvikling af udførelsesformen i Fig. 1, hvor forskellige ammoniakkoncentrationer indstilles via indgangstværsnittet af SCR-katalysatoren 13. Fig. 9 viser to enheder 15a, 15b, der hver tjener formålet at indføre ammoniak hhv. ammoniakforløbersubstans i udstødningsgassen 12, som forlader forbrændingskraftmaskinen 10, opstrøms af SCR-katalysatoren 13, og på en sådan måde at der indstilles forskellige ammoniakkoncentrationer over indgangstværsnittet af SCR-Katalysatoren. Dette kan f.eks. tilvejebringes ved, at de to indretninger 15a, 15b indfører ammoniakken eller ammoniakforløbersubstansen med en forskellig massestrøm i udstødningsgassen 12 umiddelbart i indgangsområdet af SCR-katalysatoren 13, som vist i Fig. 9. Fortrinsvis sker indstillingen af ammoniakkoncentrationen, der er forskellig over indgangstværsnittet af SCR-katalysatoren 13, på en sådan måde at et ligefordelingsindeks for ammoniak i udstødningsgassen 14, som forlader SCR-katalysatoren 13, nedstrøms for SCR-katalysatoren 13 og derefter opstrøms af udstødningsgasrenseren 16, er under 0,8, fortrinsvis under 0,7, fortrinsvis under 0,6.

[0043] Ligefordelingsindekset for ammoniak for ammoniak opstrøms af SCR-katalysatoren kan bestemmes ifølge følgende formler:

hvor ligefordelingsindekset for ammoniak nedstrøms af SCR-katalysatoren 13, hvor Ci er ammoniakkoncentrationen ved det i’te målepunkt opstrøms af SCR-katalysatoren 13, og hvor n er det samlede antal målepunkter nedstrøms af SCR-katalysatoren 13.

[0044] Følgelig er det efter hensigten af den foreliggende opfindelse, at anvende ammoniak både til denitrifikation og afsvovling i udstødningsgasrensning af udstødningsgas fra en forbrændingskraftmaskine 10, navnlig en forbrændingskraftmaskine, der drives med svær olie til anvendelse af, hvor denitrifikationen sker i en SCR-katalysator 13 og afsvovlingen sker nedstrøms deraf i en udstødningsgasrenser 16. Derved drives SCR katalysatoren 13 med et overskud af ammoniak, således at der nedstrøms af SCR katalysatoren 13 og opstrøms af udstødningsrensningsindretningen 16 er en defineret mængde ammoniak til stede, som kan anvendes til afsvovling i udstødningsrensningsindretningen 16.

Henvisningstalliste [0045] 10

Forbrændingskraftmaskine 11

Cylinder 12

Udstødningsgas 12a

Udstødningsgashovedstrøm 12b

Udstødningsgasdelstrøm 12B1 Første del af udstødningsgasdelstrømmen 12b2

Anden del af udstødningsgasdelstrømmen 13 SCR-katalysator 14

Udstødningsgas 15

Indretning 15a

Indretning 15b

Indretning 16

Udstødningsgasrenser 17

Udstødningsgas 18

Vand 19

Spildevand 20, 20a

Bypass 21 SCR-katalysator 22

Bypass 23

Hydrolysekatalysator 24

Udstødningsgasturbolader 24a Højtryksudstødningsgasturbolader 24b

Lavtryksudstødningsgasturbolader 25

Turbine 25a Højtryksturbine 25b

Lavtrykturbine 26

Kompressor 26a Højtrykskompressor 26b

Lavtrykskompressor 27

Ladningsluft

Claims

1. Udstødningsgasefterbehandlingssystem til en forbrændingskraftmaskine, navnlig til skibsdieselforbrændingskraftmaskine, som drives med svær olie, meden SCR-katalysator (13), der anvender ammoniak som et reduktionsmiddel til denitrifikation af udstødningsgassen, og med en indretning (15, 15a, 15b), som er anbragt opstrøms af SCR-katalysatoren set fra strømningsretningen af udstødningsgassen (13), og gennem hvilken ammoniak og/eller en ammoniakforløbersubstans, som omsættes til ammoniak i udstødningsgassen, kan indføres opstrøms af SCR-katalysatoren (13), hvor en udstødningsgasrenser (16) er placeret nedstrøms af SCR-katalysatoren (13), gennem hvilken udstødningsgasrenser (16) en defineret mængde ammoniak, der er indført opstrøms af SCR-katalysatoren (13) og indeholdt i udstødningsgassen, som forlader SCR-katalysatoren (13), sammen med svovloxider, der også er indeholdt i udstødningsgassen, som forlader SCR Katalysatoren (13), kan renses ud af udstødningsgassen ved dannelse af ammoniumsalte, kendetegnet ved, at, at en bypass (20, 20a) er tilvejebragt, gennem hvilken en udstødningsgasdelstrøm (12b) kan afgrenes fra udstødningsgassen nedstrøms af indretningen (15, 15a, 16), der tjener til indførelsen af ammoniak og/eller ammoniakforløber-substansen til udstødningsgassen, og opstrøms af SCR-katalysatoren (13) ved dannelse af en hovedudstødningsgasstrøm (12a), som kan føres gennem SCR-katalysatoren (13), hvor udstødningsgasdelstrømmen (12b) sluttelig kan tilføres udstødningsgassen (14), der føres gennem SCR-katalysatoren, nedstrøms af SCR-katalysatoren (13) og opstrøms af udstødningsgasrenseren (16), eller en bypass (22) er tilvejebragt, gennem hvilken en udstødningsgasdelstrøm (12b) kan afgrenes fra udstødningsgassen nedstrøms af indretningen (15), der tjener til indførelsen af ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstansen til udstødningsgassen, og opstrøms af SCR-katalysatoren (13) ved dannelse af en hovedudstødningsgasstrøm (12a), som kan føres gennem SCR-katalysatoren (13), hvor indretningen (15, 15a, 15b), som tjener indførelsen af ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen, er tilknyttet bypassen (22) og indfører ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen til udstødningsgasdelstrømmen (12b), og hvor en første del (12b2) af udstødningsgasdelstrømmen (12b) kan tilføres hovedudstødningsgasstrømmen opstrøms af SCR-katalysatoren (13), og en anden del (12bl) af udstødningsgasdelstrømmen kan tilføres udstødningsgassen (14), som kan føres gennem SCR-katalysatoren (14), nedstrøms af SCR-katalysatoren (13) og opstrøms af udstødningsgasrenseren (16).

2. Udstødningsefterbehandlingssystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indretningen (15, 15a, 15b), der er placeret opstrøms af SCR-katalysatoren (13), indfører ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen i en mængde, som er større end den mængde af ammoniak, som kan omsættes i SCR-katalysatoren (13), således at ammoniak er indeholdt nedstrøms af SCR-katalysatoren i en mængde, sådan at en pH værdi af spildevandet af udstødningsgasrenseren (16) er mellem 4 og 8.

3. Udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge krav 2, kendetegnet ved, at indretningen (15, 15a, 15b) indfører ammoniakken og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen i en mængde, således at spildevandets pH ligger mellem 5 og 7, fortrinsvis mellem 5,5 og 6,5.

4. Udstødningsbehandlingssystem ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der er anbragt en yderligere SCR-katalysator (21) i bypassen (20, 20a, 22), gennem hvilken udstødningsgasdelstrømmen (12b), som tilføres udstødningsgassen (14) nedstrøms af SCR-katalysatoren (13) og opstrøms af udstødningsgasrenseren (16), eller del (12bl) af udstødningsgasdelstrømmen (12b) kan føres.

5. Udstødningsefterbehandlingssystem ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved en turbine (25, 25b) af en udstødningsgasturbolader, hvor indretningen (15, 15a, 15b) til at indføre ammoniak og/eller ammoniakforløbersubstansen i udstødningsgassen og fortrinsvis også SCR-katalysatoren (13) er placeret opstrøms af turbinen (25, 25b) af udstødningsgasturboladeren, og udstødningsgasrenseren (16) er placeret nedstrøms af turbinen (25, 25b) af udstødningsgasturboladeren.

6. Udstødningsgasefterbehandlingssystem ifølge et hvilket som helst af kravene 1, 4 eller 5, kendetegnet ved, at bypassen (20a) samtidig tjener som en turbolader waste-gate.