ES2322400T3 - Procedimiento y disposicion para limpiar los gases de escape de un motor de combustion interna. - Google Patents

Procedimiento y disposicion para limpiar los gases de escape de un motor de combustion interna. Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de limpieza de los gases de escape de un motor de combustión interna (9) usado en la generación de energía de una embarcación, especialmente una embarcación grande de pasajeros, en un lavador de gases de escape (21) principalmente mediante agua, caracterizado porque se genera agua dulce a partir de agua de mar de una manera conocida como tal utilizando un procedimiento de ósmosis inversa, y porque el agua de mar con salinidad concentrada generada mediante el procedimiento de ósmosis inversa se introduce en el lavador de gases de escape (21) para lavar los gases de escape del motor de combustión interna (9).

Description

Procedimiento y disposición para limpiar los gases de escape de un motor de combustión interna.
La invención se refiere a un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 para limpiar los gases de escape de un motor de combustión interna usado en la generación de electricidad de una embarcación, especialmente una embarcación grande de pasajeros, en un lavador de gases de escape, principalmente mediante agua. La invención se refiere también a una disposición según el preámbulo de la reivindicación 6 (por ejemplo, el documento JP 2004089770).
Para reducir los costes de combustible, se han desarrollado motores de combustión interna de tal manera que puedan usar incluso combustibles de baja calidad, por ejemplo, fuel-oil pesado. El problema implicado a menudo en estos combustibles de bajo coste es el de las impurezas que contienen, especialmente azufre, que como resultado del proceso de la combustión generan óxidos de azufre, SOx, que contribuyen también a la acidificación del medio ambiente cuando se emiten al mismo. Se han llevado a cabo intentos para eliminar esta desventaja introduciendo los gases de escape del motor de combustión interna en un lavador de gases de escape, en el que se lavan, principalmente mediante agua, y añadiendo, según se requiera, aditivos específicos, por ejemplo, hidróxido de sodio (NaOH), caliza (CaCO3) o lejía (NH4OH) al anterior, antes de descargar los gases de escape al medio ambiente. Naturalmente, estos aditivos necesitan trasportarse junto con la embarcación, por lo que necesita almacenamiento, equipo de alimentación así como la supervisión y control de los diversos contenidos del agua de lavado.
Alternativamente, se puede usar también agua de mar como agua de lavado, pero la concentración de las sales en el agua de lavado es baja y se requieren grandes cantidades de agua de mar para neutralizar los gases SOx en los gases de escape dependiendo de la salinidad del agua de mar en cada caso concreto. Incluso si el agua de mar está libre de carga, su baja salinidad para este objetivo aumenta la necesidad de la capacidad de bombeo y del equipo relacionado. El agua de mar debe ser añadida al proceso en cantidades elevadas en comparación con la cantidad de agua que se evapora en el gas de escape. En consecuencia, incluso la velocidad del flujo que sale del proceso aumentará y afectará al tamaño del equipo requerido para su tratamiento.
Sólo se han instalado unos pocos lavadores de SOx en embarcaciones. Se dimensionan para el agua de mar o para usar el agua de mar junto con lejía. El uso de lejía aumenta los costes de operación y el uso de agua de mar el precio de adquisición, debido al dimensionamiento del equipo. Por otra parte, existe una necesidad sustancial de agua dulce en las embarcaciones, especialmente en las embarcaciones de pasajeros. En las embarcaciones, el agua dulce se consigue tanto mediante evaporación como utilizando ósmosis inversa. En la evaporación, la demanda de energía es verdaderamente elevada y la salinidad del agua de mar usada aumentará únicamente en una extensión menor. Por otra parte, la salinidad del agua residual generada junto con el agua dulce al usar el procedimiento de ósmosis inversa aumentará aproximadamente un 40%.
Un objeto de la invención es proporcionar un nuevo procedimiento de limpieza de los gases de escape de un motor de combustión interna usado en la generación de energía de una embarcación, especialmente una embarcación grande de pasajeros, en un lavador de gases de escape con el fin de eliminar los gases SOx en el anterior, por cuyo procedimiento, se pueden disminuir esencialmente los problemas relacionados con la técnica anterior. Un objeto es, concretamente, proporcionar un procedimiento adecuado para embarcaciones, por medio del cual se pueda mejorar la economía global de los motores de combustión interna usados en embarcaciones, y el tratamiento de los gases de combustión generados por los mismos.
Los objetos de la invención se consiguen principalmente según se describe en las reivindicaciones adjuntas 1 y 6, y más concretamente según se explica en el resto de reivindicaciones.
La solicitud de la invención es ventajosa especialmente cuando se requiere agua dulce en grandes cantidades y se puede proporcionar la generación de la misma económicamente usando el procedimiento de ósmosis inversa. Esto es especialmente cierto en el caso de embarcaciones grandes de pasajeros y cruceros, que pasan también mucho tiempo en el mar. La aplicabilidad aumenta además, si el objetivo es reducir las emisiones de óxido de nitrógeno, NOx, generadas por el proceso de combustión de los motores de las embarcaciones, utilizando agua limpia.
A continuación, se explica la invención por medio de ejemplo con referencia al dibujo esquemático adjunto, la única figura del cuál ilustra la solicitud de la invención.
El dibujo muestra esquemáticamente un motor de combustión interna 9, que puede ser especialmente un motor diesel grande, en el cual se lleva a cabo la entrada de aire 14 y desde el cual se descargan los gases de escape 23 como resultado de un proceso de combustión. El motor también va provisto de un turbocompresor 15.
Los gases de escape se llevan hasta un lavador de gases de escape 21, en el que se lavan, con el fin de eliminar concretamente los óxidos de azufre, SOx antes de descargarse al medio ambiente. En el dibujo sólo se muestra un ciclo real de lavado, pero el lavado puede, si así se requiere, llevarse a cabo en una o diversas etapas, y se lleva a cabo, al menos principalmente, usando agua. El circuito del flujo del agua de lavado comprende un tanque de agua de lavado 19, desde el que se bombea el agua de lavado mediante una bomba 20 a través de una línea de alimentación 18 hasta el lavador. La circulación incluye también un intercambiador de calor 22, que puede funcionar ventajosamente mediante agua de mar y por medio del cual se enfría el agua de lavado. El agua de lavado enfriada condensa en el flujo de gas de escape caliente y se recupera por la parte inferior del lavador para reconducirse al tanque del agua de lavado. El tanque del agua de lavado 19 está provisto de una línea de descarga 17 para descargar el agua de lavado en exceso y el rechazo del lavado de la circulación del agua de lavado.
Se proporciona agua dulce limpia por medio del procedimiento de ósmosis inversa usando un equipo 1, al cual se bombea el agua de mar mediante una bomba 4 a través de una línea de alimentación 5. El equipo 1 tiene un lado de agua dulce 2 y un lado de agua residual 3, desde el cual se conduce el agua de mar con una salinidad muy concentrada mediante un conducto 7 hasta el tanque del agua de lavado 19. La posible agua suplementaria se introduce en el tanque mediante un conducto 16. Esta agua suplementaria puede ser naturalmente agua de mar. La introducción de la misma se controla según el volumen de agua residual recibida desde el equipo 1 de tal manera que la salinidad del agua de lavado suministrada desde el tanque 19 al lavador no llegue a diluirse demasiado y afecte perjudicialmente el resultado del lavado y la demanda que se hace del mismo.
Desde el lado de agua dulce del equipo 1 de agua dulce se conduce el agua mediante un conducto 6 para satisfacer las necesidades de la embarcación, especialmente la de los pasajeros u otros consumidores similares. Si la embarcación está provista de medios para la reducción de las emisiones de NOx de los motores de combustión interna, el agua dulce puede, además, conducirse a través de un tanque 8 hasta un tanque 10 que se va a usar con este objetivo. Se puede introducir además agua limpia al tanque 10 desde otra fuente a través de un conducto 12. Desde el tanque 10 se bombea el agua mediante una bomba 13 a través de un filtro 11 para suministrarse a la entrada de aire 14 del motor después del compresor 15. En la práctica, el suministro puede llevarse a cabo preferiblemente en dos etapas, de manera que un calentamiento adicional de la corriente se proporcione entre las etapas con una fuente de calor adecuada, por ejemplo, conduciendo al menos una parte de los gases de escape a través de un intercambiador de calor de los gases de escape dispuesto en el paso de aire de entrada del motor. El objetivo de este calentamiento adicional es obtener más agua evaporada en el aire de entrada después del compresor 15, por lo cual también la reducción de las emisiones de NOx en el proceso de combustión del motor es más eficiente.
En las embarcaciones de pasajeros, el otro consumo, referido al del conducto 6, es elevado, y por tanto, el lavador de gases de escape 21 utiliza mucha de la otra fuente de agua dulce referida al conducto 12, humidificando el aire de entrada después del compresor 15. La invención es también aplicable a las embarcaciones de carga, en las que el agua limpia, referida al conducto 8 que puede conducirse para la humidificación del aire de entrada del motor, es cuantitativamente predominante.
La invención no está limitada a la forma de realización mostrada sino que son concebidas diversas variantes en el marco del alcance de las reivindicaciones anexas.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante es sólo para la comodidad del lector. Esto no forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido cuidado al recopilar las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la EPO no asume ningún tipo de responsabilidad a este aspecto.
Documentos de patentes citados en la descripción
\bullet JP 2004089770 B [0001]

Claims (10)

1. Un procedimiento de limpieza de los gases de escape de un motor de combustión interna (9) usado en la generación de energía de una embarcación, especialmente una embarcación grande de pasajeros, en un lavador de gases de escape (21) principalmente mediante agua, caracterizado porque se genera agua dulce a partir de agua de mar de una manera conocida como tal utilizando un procedimiento de ósmosis inversa, y porque el agua de mar con salinidad concentrada generada mediante el procedimiento de ósmosis inversa se introduce en el lavador de gases de escape (21) para lavar los gases de escape del motor de combustión interna (9).
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua de mar completa también se mezcla con dicha agua de mar concentrada antes de la introducción en el lavador de gases de escape (21).
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se recircula el agua de lavado del lavador de gases de escape (21).
4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua de lavado se enfría (22) antes de la introducción en el lavador de gases de escape (21).
5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua dulce proporcionada mediante el procedimiento de ósmosis inversa se utiliza para minimizar las emisiones de NOx procedentes del motor de combustión interna (9) de la embarcación, por ejemplo, mediante el suministro de agua dulce, después del turbocompresor (15) del motor, para la humidificación del aire de entrada (14) del motor.
6. Una disposición para la limpieza de los gases de escape de un motor de combustión interna (9) usado en la generación de electricidad de una embarcación, especialmente una embarcación grande de pasajeros, en un lavador de gases de escape (21) principalmente mediante agua, caracterizado porque éste comprende un equipo (1, 2, 3) que aplica el procedimiento de ósmosis inversa para generar agua dulce a partir de agua de mar, y porque el agua de mar con salinidad concentrada generada mediante el procedimiento de ósmosis inversa se dispone para introducirse (7, 19, 20, 18) en el lavador de gases de escape (21) para el lavado de los gases de escape del motor de combustión interna (9).
7. Una disposición según la reivindicación 6, caracterizada porque el agua de mar completa (16) se dispone también para mezclarse con dicha agua de mar concentrada antes de la introducción en el lavador de gases de escape (21).
8. Una disposición según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el agua de lavado del lavador de gases de escape (21) se dispone para recircularse.
9. Una disposición según una cualquiera de las reivindicaciones 6-8 precedentes, caracterizada porque el agua de lavado se dispone para enfriarse (22) antes de la introducción en el lavador de gases de escape (21).
10. Una disposición según una cualquiera de las reivindicaciones 6-9 precedentes, caracterizada porque el agua dulce proporcionada mediante el procedimiento de ósmosis inversa se dispone para utilizarse para la minimización de las emisiones de NOx procedentes del motor de combustión interna (9) de la embarcación, suministrando, por ejemplo, dicha agua dulce (8, 10, 11, 13), después del turbocompresor (15) del motor (9), para la humidificación del aire de entrada (14) del motor (9).
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