GR1009967B - Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system - Google Patents
Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system Download PDFInfo
- Publication number
- GR1009967B GR1009967B GR20200100030A GR20200100030A GR1009967B GR 1009967 B GR1009967 B GR 1009967B GR 20200100030 A GR20200100030 A GR 20200100030A GR 20200100030 A GR20200100030 A GR 20200100030A GR 1009967 B GR1009967 B GR 1009967B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- chimney
- exhaust gas
- nozzles
- main engine
- existing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 29
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010286 high velocity air fuel Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Ni].[Mo] OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/06—Spray cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Περιγραφή Description
Μέθοδος μετατροπής υφιστάμενης καπνοδόχου πλοίου σε σύστημα αποθείωσης καυσαερίων Method of converting an existing ship chimney into a flue gas desulfurization system
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε μια μέθοδο μετατροπής της υφιστάμενης καπνοδόχου πλοίου σε σύστημα αποθείωσης καυσαερίων, με σκοπό τη μείωση των εκπομπών οξειδίων του θείου (SOx) από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης ενός πλοίου. The present invention refers to a method of converting the existing smokestack of a ship into an exhaust gas desulphurization system, with the aim of reducing the emissions of sulfur oxides (SOx) from the internal combustion engines of a ship.
Συστήματα αποθείωσης καυσαερίων ήδη χρησιμοποιούνται στη ναυτιλία ώστε να επιτύχουν μείωση του επιπέδου των οξειδίων του θείου από τα καυσαέρια που προέρχονται από τις μηχανές πρόωσης και τις ηλεκτρομηχανές ενός πλοίου, προκειμένου να ικανοποιηθούν οι υφιστάμενοι και επερχόμενοι κανονισμοί που αφορούν τις μειωμένες εκπομπές οξειδίων του θείου στην ατμόσφαιρα. Τέτοια συστήματα αποτελούνται από μια στήλη απορρόφησης, συνήθως μεταλλική, κυλινδρικής ή ορθογωνικής διατομής που τοποθετείται μέσα στο πλοίο και λειτουργεί ως πλυντηρίδα καυσαερίων με νερό έκπλυσης - είτε σε διάταξη με πληρωτικό υλικό, είτε μέσω απευθείας ψεκασμού νερού, έτσι ώστε η αλκαλικότητα του νερού έκπλυσης, να δεσμεύσει τα οξείδια του θείου. Το νερό έκπλυσης έπειτα αποβάλλεται στην θάλασσα. Exhaust gas desulphurisation systems are already being used in shipping to achieve a reduction in the level of sulfur oxides from the exhaust gases coming from a ship's propulsion and electrical engines in order to meet existing and upcoming regulations regarding reduced emissions of sulfur oxides into the atmosphere . Such systems consist of an absorption column, usually metallic, cylindrical or rectangular in cross-section, placed inside the ship and acting as an exhaust gas scrubber with wash water - either in a packed arrangement, or by direct water injection, so that the alkalinity of the wash water, to bind sulfur oxides. The wash water is then discharged into the sea.
Αυτές οι ειδικές κατασκευές - αποθειωτές καυσαερίων (SOx scrubbers) - συνήθως κατασκευάζονται από ειδικά υλικά για να αντέχουν την αυξημένη θερμοκρασία των καυσαερίων, την υψηλή οξύτητα που προκύπτει από το οξείδια του θείου που δεσμεύονται από το νερό έκπλυσης και την υψηλή αλατότητα, όταν το θαλασσινό νερό χρησιμοποιείται ως νερό έκπλυσης. Τα συστήματα αποθείωσης καυσαερίων, αποτελούνται από μεγάλες σε μέγεθος κατασκευές ή αλλιώς στήλες απορρόφησης, οι οποίες πρέπει να συνδεθούν με την καπνοδόχο του πλοίου, είτε σε σειρά είτε παράλληλα, στην υπάρχουσα διάταξη, το οποίο απαιτεί χρονοβόρες και σημαντικές εργασίες για την εγκατάσταση των μονάδων αποθείωσης στην υπάρχουσα διάταξη του πλοίου. Τέτοια έργα σχετίζονται με την απομάκρυνση των υφισταμένων σιδηροκατασκευών του πλοίου, των σωληνώσεων και του εξοπλισμού των καυσαερίων, τη μετεγκατάσταση του υπάρχοντος εξοπλισμού, καθώς και με τις πρόσθετες σιδηροκατασκευαστικές εργασίες για την πραγματοποίηση της εγκατάστασης του νέου εξοπλισμού. Αυτές οι εκτενείς εργασίες απαιτούν τη διακοπή λειτουργίας του πλοίου καιτη μετάβασή του σε ναυπηγείο για την εκτέλεση των παραπάνω εργασιών, καθώς και τον δεξαμενισμό του πλοίου ώστε να πραγματοποιηθούν οι εργασίες κάτω από την ίσαλο γραμμή του πλοίου, όπως η εγκατάσταση πρόσληψης θαλασσινού νερού προς το σύστημα αποθείωσης, και η απόρριψη νερού έκπλυσης στη θάλασσα. These special structures - exhaust gas desulfurizers (SOx scrubbers) - are usually made of special materials to withstand the increased temperature of the exhaust gases, the high acidity resulting from the sulfur oxides bound by the washing water and the high salinity, when the marine water is used as rinse water. Exhaust gas desulphurisation systems consist of large structures or absorption columns, which must be connected to the ship's chimney, either in series or parallel, in the existing arrangement, which requires time-consuming and significant work to install the desulphurisation units in the existing layout of the ship. Such works relate to the removal of the ship's existing ironwork, piping and flue gas equipment, relocation of existing equipment, as well as additional ironwork to accommodate the installation of new equipment. These extensive works require the ship to be decommissioned and transferred to a shipyard to carry out the above works, as well as the ship being docked to carry out work below the ship's waterline, such as the installation of a seawater intake to the system desulfurization, and the discharge of leachate into the sea.
Η μέθοδός μας είναι καινοτόμος καθώς χρησιμοποιεί την υπάρχουσα καπνοδόχο καυσαερίων της κύριας μηχανής των πλοίων, μετατρέποντάς την σε σύστημα αποθείωσης καυσαερίων με την εφαρμογή αντιδιαβρωτικής προστασίας και την προσθήκη του απαιτούμενου εξοπλισμού. Το κύριο πλεονέκτημα της παρούσας εφεύρεσης είναι η μειωμένη παρέμβαση στο πλοίο, σε σύγκριση με την εργασίες που απαιτούνται για την εγκατάσταση μίας ειδικής κατασκευής μεγάλων διαστάσεων scrubber της αγοράς. Σε αντίθεση λοιπόν με τα συστήματα που κυκλοφορούν, η παρούσα εφεύρεση υπερτερεί ως προς την σημαντική απλούστευση του απαιτούμενου εξοπλισμού, την δραστική μείωση του όγκου και βάρους του εξοπλισμού και τις μειωμένες εργασίες εγκατάστασης που απαιτούνται, καθώς η εγκατάσταση μπορεί να γίνει σε μικρό χρονικό διάστημα, χωρίς να απαιτείται από το πλοίο να παρευρεθεί σε ένα ναυπηγείο για δεξαμενισμό, με τελικό αποτέλεσμα σύστημα αποθείωσης καυσαερίων σε σημαντικά μειωμένο κόστος και χρόνο. Our method is innovative as it uses the existing ship's main engine exhaust stack, converting it into an exhaust gas desulphurization system by applying corrosion protection and adding the required equipment. The main advantage of the present invention is the reduced intervention on the ship, compared to the work required for the installation of a special construction of large dimensions scrubber of the market. Therefore, in contrast to the systems in circulation, the present invention excels in terms of the significant simplification of the equipment required, the drastic reduction of the volume and weight of the equipment and the reduced installation work required, as the installation can be done in a short period of time, without requiring the ship to attend a shipyard for tanking, with the end result of an exhaust gas desulphurization system at significantly reduced cost and time.
Η μέθοδος και η εφαρμογή της γίνονται κατανοητά από την παρακάτω περιγραφή. Σύμφωνα με τη μέθοδό μας, ο καθαρισμός των καυσαερίων πραγματοποιείται με τη χρήση απευθείας ψεκασμού νερού, μέσω ακροφυσίων, τα οποία είναι εγκατεστημένα σε πολλαπλές σειρές και κατανέμονται κατά μήκος της υπάρχουσας καπνοδόχου εξαγωγής καυσαερίων της κυρίας μηχανής, υπολογισμένα ώστε να επιτρέπουν τον απαραίτητο χρόνο αντίδρασης του νερού με τα καυσαέρια. Επειδή η μέθοδος χρησιμοποιεί την υπάρχουσα καπνοδόχο της κυρίας μηχανής και συνεπώς δεν οριοθετείται από την περιορισμένη χωροταξικά διάταξη ενός συμβατικού scrubber, έχει το πλεονέκτημα ότι ο καθαρισμός και η αποθείωση των καυσαερίων λαμβάνει χώρα κατά μήκος όλης της καπνοδόχου και παρέχει άφθονο χώρο για μια αποτελεσματική αντίδραση του νερού με τα καυσαέρια. Σύμφωνα με την μέθοδο, η χρήση διαφόρων σειρών ακροφυσίων ψεκασμού επιτρέπειτον έλεγχο του μεγέθους των σταγονιδίων που είναι κρίσιμο για την αποτελεσματική διεργασία καθαρισμού. The method and its application are understood from the following description. According to our method, exhaust gas cleaning is carried out using direct water spray, through nozzles, which are installed in multiple rows and distributed along the existing exhaust chimney of the main engine, calculated to allow the necessary reaction time of the of water with the exhaust gases. Because the method uses the existing stack of the main engine and thus is not constrained by the limited spatial layout of a conventional scrubber, it has the advantage that the cleaning and desulfurization of the exhaust gases takes place along the entire stack and provides ample space for an efficient reaction of of water with the exhaust gases. According to the method, the use of different series of spray nozzles allows control of the droplet size which is critical for an effective cleaning process.
Το νερό έκπλυσης συλλέγεται στα κατώτατα τμήματα της τροποποιημένης καπνοδόχου σε συνδυασμό με ένα κατάλληλο εκτροπέα της ροής των καυσαερίων της υπάρχουσας καπνοδόχου - είτε ομόκεντρα είτε έκκεντρα στην υπάρχουσα σωλήνα εξαγωγής καυσαερίων - χωρίς περαιτέρω περιορισμούς, που σημαίνει ότι η αντίθλιψη στη ροή καυσαερίων είναι ελάχιστη. Το νερό έκπλυσης συλλέγεται στη δεξαμενή συλλογής, που σχηματίζεται στο κατώτερο τμήμα της καπνοδόχου. Flushing water is collected in the lower sections of the modified chimney in conjunction with a suitable deflector of the flue gas flow of the existing flue - either concentrically or eccentrically to the existing flue - without further restrictions, meaning that the back pressure on the flue gas flow is minimal. The washing water is collected in the collection tank, which is formed in the lower part of the chimney.
Μια βασική πτυχή της παρούσας μεθόδου είναι η αντιδιαβρωτική προστασία που χρησιμοποιείται στις μεταλλικές επιφάνειες της καπνοδόχου. Η υπάρχουσα καπνοδόχος της κύριας μηχανής ενός πλοίου που χρησιμοποιείται, συνήθως κατασκευάζεται από ανθρακούχο χάλυβα ο οποίος δεν είναι κατάλληλος για την διαχείριση διαβρωτικών ρευστών με χαρακτηριστικά υψηλής αλατότητας και υψηλής οξύτητας, ειδικά σε συνδυασμό με αυξημένες θερμοκρασίες. Σύμφωνα με τη μέθοδο μας, όλα τα υπάρχοντα μέταλλα, που έρχονται σε επαφή με διαβρωτικά ρευστά, προστατεύονται με την εφαρμογή ανθεκτικών στη διάβρωση επικαλύψεων, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες θερμικού ψεκασμού. Οι τεχνικές θερμικού ψεκασμού είναι μέθοδοι εφαρμογής επικαλύψεων κατά τις οποίες μεταλλικές επιφάνειες ψεκάζονται με τηγμένα ή θερμαινόμενα υλικά. Ο θερμικός ψεκασμός μπορεί να παρέχει επικαλύψεις μεγάλου πάχους, από 20 μικρά έως αρκετά χιλιοστά, ανάλογα με τη διαδικασία και το υλικό, σε μια μεγάλη περιοχή, με υψηλό ρυθμό εναπόθεσης. Στην παρούσα μέθοδο, τα υλικά επικάλυψης που χρησιμοποιούνται βασίζονται σε κράματα κυρίως νικελίου-μολυβδενίου-χρωμίου, εφαρμοζόμενα μέσω τεχνικών ψεκασμού φλόγας υψηλής ταχύτητας (HVOF) ή τεχνικών καυσίμου αέρα υψηλής ταχύτητας (HVAF). Η επίστρωση θα γίνει σε ολόκληρη την επιφάνεια της υπάρχουσας καπνοδόχου, συμπεριλαμβανομένων των στηριγμάτων και των εξαρτημάτων που είναι εγκατεστημένα. Ο θερμικός ψεκασμός μπορεί να γίνει ρομποτικά ή χειροκίνητα, με το εξειδικευμένο προσωπικό να κινείται πάνω από τα στηρίγματα και τις πλατφόρμες που έχουν εγκατασταθεί εντός της υπάρχουσας καπνοδόχου εκ των προτέρων, ή μέσω ανελκυστήρα προσωπικού ειδικά διαμορφωμένου για την προσωρινή τοποθέτηση του εντός της καπνοδόχου. Οι διαστάσεις της καπνοδόχου της κυρίας μηχανής των μεγάλων πλοίων κυμαίνονται συνήθως σε διαμέτρους από 1200 χιλιοστά έως 2600 χιλιοστά, επιτρέποντας έτσι την εκτέλεση των εργασιών που απαιτούνται για την εγκατάσταση του συστήματος. A key aspect of the present method is the corrosion protection used on the metal surfaces of the chimney. The existing smokestack of a ship's main engine in use is usually made of carbon steel which is not suitable for handling corrosive fluids with high salinity and high acidity characteristics, especially in combination with elevated temperatures. According to our method, all existing metals, in contact with corrosive fluids, are protected by applying corrosion-resistant coatings, using thermal spray technologies. Thermal spray techniques are coating application methods in which metal surfaces are sprayed with molten or heated materials. Thermal spraying can provide thick coatings, from 20 microns to several millimeters, depending on the process and material, over a large area, at a high deposition rate. In the present method, the coating materials used are based on mainly nickel-molybdenum-chromium alloys, applied via high velocity flame spray (HVOF) or high velocity air fuel (HVAF) techniques. Coating will be done over the entire surface of the existing chimney, including the supports and fittings that are installed. Thermal spraying can be done robotically or manually, with skilled personnel moving over supports and platforms installed inside the existing chimney in advance, or via a personnel lift specially configured for temporary placement inside the chimney. The dimensions of the chimney of the main engine of large ships usually range in diameter from 1200 mm to 2600 mm, thus allowing the work required to install the system to be carried out.
Επιπρόσθετα, η διάταξη της παρούσας εφεύρεσης λειτουργεί ως μονάδα καθαρισμού καυσαερίων πολλαπλών εισόδων, επιτρέποντας με αυτό τον τρόπο τις παράλληλες συνδέσεις των ηλεκτρομηχανών του πλοίου, στην ίδια καπνοδόχο της κυρίας μηχανής. In addition, the device of the present invention functions as a multi-inlet exhaust gas cleaning unit, thus allowing the parallel connections of the ship's electric engines, in the same chimney of the main engine.
Η παρούσα μέθοδος προβλέπει μια διάταξη στην οποία τα καυσαέρια οδεύοντας προς την υπάρχουσα καπνοδόχο εκτρέπονται προσωρινά μέσω ειδικά διαμορφωμένων θυρίδων εκτός της κατακόρυφου διευθύνσεως, κατά την οποία κατέρχεται το νερό έκπλυσης, το οποίο συλλέγεται σε κατάλληλα διαμορφωμένο δοχείο συλλογής, από όπου παροχετεύεται σε σωλήνα που καταλήγει στα ύφαλα του πλοίου. Τα καυσαέρια, ανερχόμενα στην καπνοδόχο, οδεύουν στο θάλαμο εκτροπής και αφού παρακάμψουν το δοχείο συλλογής και αποχέτευσης του νερού συνεχίζουν την πορεία τους συναντώντας το νερό που ψεκάζεται από τις συστοιχίες των ακροφυσίων. Ο θάλαμος συλλογής και εκτροπής των καυσαερίων που περιγράφεται παραπάνω, λειτουργεί επίσης ως συλλέκτης καυσαερίων, καθώς στο σημείο αυτό συνδέονται οι σωλήνες εξαγωγής των καυσαερίων των βοηθητικών μηχανών του πλοίου. Με αυτό τον τρόπο όλα τα καυσαέρια κατευθύνονται στην ειδικά διαμορφωμένη καπνοδόχο, όπου λαμβάνει χώρα η αποθείωση μέσω του νερού που ψεκάζεται από τις συστοιχίες των ακροφυσίων καθ'όλο το μήκος της καπνοδόχου. Όλα τα καυσαέρια ψύχονται με άμεση ψύξη η οποία πραγματοποιείται από τις πρώτες σειρές των συστοιχιών ακροφυσίων ψεκασμού και είναι υπολογισμένη έτσι ώστε να ψυχθούν τα καυσαέρια και να επιτραπεί η δέσμευση των οξειδίων του θείου αλλά και να αυξηθεί η πυκνότητα των καυσαερίων. Η πρώτη, κατώτερη συστοιχία ακροφυσίων ψεκασμού, θα έχει τη λειτουργία της ψύξης των καυσαερίων - με νερό ψεκασμού κατά την διεύθυνση της ροής καυσαερίων, και θα περιλαμβάνει ακροφύσια με προφίλ ψεκασμού τύπου κώνου αμβλείας γωνίας και παραγωγή ιδιαιτέρως μικρού μεγέθους σταγονιδίων κατάλληλα για την ψύξη των καυσαερίων μέσω εξάτμισης. Η δεύτερη κατώτερη συστοιχία, από τη χαμηλότερη διάταξη ακροφυσίων ψεκασμού, θα έχει την λειτουργία εξομάλυνσης της ροής των καυσαερίων και θα περιλαμβάνει ακροφύσια με προφίλ ψεκασμού τύπου κώνου οξείας γωνίας με νερό ψεκασμού κατά την διεύθυνση της ροής καυσαερίων. Οι ακόλουθες συστοιχίες ακροφυσίων, εναλλάσσονται με ακροφύσια ψεκασμού διαφορετικών μεγεθών με κατεύθυνση ψεκασμού αντίθετης της ροής καυσαερίων ώστε να παράγεται η κατάλληλη και ελεγχόμενη κατανομή μεγέθους σταγονιδίων. Το μέγεθος της κάθε συστοιχίας ακροφυσίων είναι τέτοιο ώστε να μπορεί να εισαχθεί στην υπάρχουσα καπνοδόχο. The present method provides for a device in which the flue gases heading towards the existing chimney are temporarily diverted through specially designed ports outside the vertical direction, during which the washing water descends, which is collected in a suitably designed collection container, from where it is drained into a pipe that ends on the reefs of the ship. The exhaust gases, rising up the chimney, go to the diversion chamber and after bypassing the water collection and drainage container, they continue their journey meeting the water sprayed by the arrays of nozzles. The exhaust gas collection and diversion chamber described above also functions as an exhaust gas collector, as the exhaust pipes of the ship's auxiliary engines are connected to this point. In this way, all exhaust gases are directed to the specially designed chimney, where desulphurization takes place through the water sprayed from the arrays of nozzles along the entire length of the chimney. All exhaust gases are cooled by direct cooling which is carried out by the first rows of spray nozzle arrays and is calculated to cool the exhaust gases and allow the capture of sulfur oxides but also to increase the density of the exhaust gases. The first, lower array of spray nozzles will have the function of cooling the exhaust gases - by spraying water in the direction of the exhaust gas flow, and will include nozzles with an obtuse cone type spray profile and the production of extremely small droplet sizes suitable for cooling the exhaust gases through evaporation. The second lower array, from the lowest spray nozzle array, will have the function of smoothing the exhaust gas flow and will include nozzles with an acute-angle cone-type spray profile with water spray in the direction of the exhaust gas flow. The following nozzle arrays are alternated with spray nozzles of different sizes with a spray direction opposite to the exhaust gas flow to produce a suitable and controlled droplet size distribution. The size of each nozzle array is such that it can be inserted into the existing chimney.
Στο άνω τμήμα του συστήματος αποθείωσης καυσαερίων που περιγράφεται, εγκαθίσταται ένας συλλέκτης σταγονιδίων (Αποτροπέας συμπαρασυρμού - mist eliminator), που αποτελείται από κυματοειδή ελάσματα έτσι ώστε να παγιδεύει σταγονίδια νερού που μεταφέρονται από το ρεύμα των καυσαερίων. Μια συστοιχία ακροφυσίων βρίσκεται πάνω από τον εν λόγω συλλέκτη σταγονιδίων ώστε να καθαρίζει ανά διαστήματα τον συλλέκτη. In the upper part of the described flue gas desulphurization system, a mist eliminator is installed, consisting of corrugated sheets in order to trap water droplets carried by the flue gas stream. A nozzle array is located above said droplet collector to periodically clean the collector.
Ένα πλεονέκτημα της παρούσας μεθόδου, σε σύγκριση με άλλα συστήματα καθαρισμού καυσαερίων της αγοράς που κατασκευάζονται σε εργοστάσια, είναι ότι όλο το εγχείρημα θα υλοποιηθεί κατά τη διάρκεια της πλεύσης των πλοίων ή κατά τη διάρκεια παραμονής στο λιμάνι, ενώ το πλοίο παραμένει σε λειτουργία, χωρίς να χρειάζεται η μετάβαση του πλοίου σε ναυπηγείο για δεξαμενισμό. Λαμβάνοντας υπόψιν τα παραπάνω, όλες οι εργασίες που αφορούν την προετοιμασία και την εγκατάσταση του συστήματος που περιγράφεται στην παρούσα μέθοδο, όπως η διαδικασία της ίδιας της μετατροπής της καπνοδόχου, μελετιόνται με βάση την διατήρηση της κανονικής λειτουργίας του πλοίου. Συνεπώς, ενώ η κύρια μηχανή δεν είναι σε λειτουργία, κατά τη διάρκεια της παραμονής του πλοίου σε λιμένα, η υπάρχουσα καπνοδόχος μετατρέπεται σε σύστημα αποθείωσης καυσαερίων. An advantage of the present method, compared to other factory-made exhaust gas cleaning systems on the market, is that the entire operation will be carried out while the ships are underway or while in port, while the ship remains in operation, without needing the ship to go to a shipyard for tanking. Taking into account the above, all the work related to the preparation and installation of the system described in the present method, such as the process of the chimney conversion itself, is studied based on maintaining the normal operation of the ship. Therefore, while the main engine is not in operation, during the ship's stay in port, the existing chimney is converted into an exhaust gas desulphurization system.
Οι εργασίες που πρέπει να εκτελεστούν ώστε να τροποποιηθεί η καπνοδόχος σε σύστημα αποθείωσης καυσαερίων, σχετίζονται με την κατασκευή των ανθρωποθυρίδων έτσι ώστε να επιτρέπεται η πρόσβαση στις συστοιχίες των ακροφυσίων ψεκασμού, την κατασκευή των σημείων στήριξης του συστήματος ακροφυσίων ψεκασμού και την εφαρμογή της αντιδιαβρωτικής επίστρωσης στην επιφάνεια της καπνοδόχου. Παράλληλα, το σύστημα ακροφυσίων ψεκασμού έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να μπορεί να εγκατασταθεί μέσω των ανοιγμάτων της καπνοδόχου και χωρίς να απαιτείται ειδική κατασκευή με την χρήση σκαλωσιάς εντός της καπνοδόχου. Οι απαιτούμενες σωληνώσεις για την εισαγωγή και απόρριψη νερού έκπλυσης, οι θέσεις και η εγκατάσταση των αντλιών καθώς ο περιφερειακός εξοπλισμός και οι απαραίτητες τροποποιήσεις, μπορούν όλα να εκτελεστούν ενώ το πλοίο είναι σε λειτουργία. Επιπλέον, οι συστοιχίες ακροφυσίων, τα στηρίγματά τους και τα στηρίγματα για τις πλατφόρμες πρόσβασης και συντήρησης είναι σχεδιασμένα ώστε να είναι αφαιρετά. The work to be carried out to convert the chimney to a flue gas desulphurisation system relates to the construction of manholes to allow access to the spray nozzle arrays, the construction of the spray nozzle system support points and the application of the anti-corrosion coating to the chimney surface. At the same time, the spray nozzle system has been designed in such a way that it can be installed through the openings of the chimney and without requiring special construction using scaffolding inside the chimney. The required piping for the intake and discharge of wash water, the locations and installation of pumps as well as peripheral equipment and necessary modifications can all be carried out while the ship is in operation. In addition, the nozzle arrays, their supports, and the supports for the access and maintenance platforms are designed to be removable.
Σε συγκεκριμένες γεωγραφικές τοποθεσίες και συγκεκριμένα λιμάνια, μπορεί να μην επιτραπεί η απόρριψη νερού έκπλυσης, οπότε η διάταξη που περιγράφεται στη παρούσα εφεύρεση ενδέχεται να μην λειτουργεί και το πλοίο θα καταφύγει σε χρήση καυσίμου χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο. Στην περίπτωση αυτή, η διάταξη αποθείωσης χρησιμοποιείται απλώς ως καπνοδόχος εξαγωγής καυσαερίων, όπως πριν την τροποποίηση, χωρίς ανάγκη ψύξης, στο λεγόμενο τρόπο ξηρής λειτουργίας. Κατά την ξηρή λειτουργία, αλλά και κατά τη μετάβαση από ξηρή σε κανονική λειτουργία με νερό έκπλυσης, αναπτύσσονται μεγάλες θερμικές καταπονήσεις σε όλες τις επιφάνειες της τροποποιημένης καπνοδόχου. In certain geographic locations and certain ports, flushing water discharge may not be permitted, so the arrangement described in the present invention may not work and the ship will resort to using low sulfur fuel. In this case, the desulfurization device is simply used as a flue gas exhaust, as before the modification, without the need for cooling, in the so-called dry mode. During dry operation, but also during the transition from dry to normal operation with flushing water, large thermal stresses develop on all surfaces of the modified chimney.
Η μέθοδος μετατροπής χαρακτηρίζεται από το ότι όλα τα υλικά κατασκευής της τροποποιημένης καπνοδόχου είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό είναι απαραίτητο ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθούν χωρίς περιορισμούς η ξηρή λειτουργία του συστήματος αλλά και η μετάβαση από ξηρή σε κανονική λειτουργία με νερό έκπλυσης, , κατά τις οποίες αναπτύσσονται μεγάλες θερμικές καταπονήσεις. The conversion method is characterized by the fact that all the construction materials of the modified chimney are resistant to high temperatures. This is necessary so that the dry operation of the system can be carried out without restrictions as well as the transition from dry to normal operation with flushing water, during which large thermal stresses develop.
Η μέθοδος προβλέπει την εγκατάσταση περιφερειακών στοιχείων που είναι χαρακτηριστικά ενός συστήματος αποθείωσης καυσαερίων για την Ναυτιλία, που συμμορφώνεται με το παράρτημα VI οδηγίας του Marpol, συμπεριλαμβανομένης της πιστοποιημένης μέτρησης αναλογίας SOx / CO2, μέτρηση του pH του υγρού εκροής, PAH, NTU, αντλίες θαλασσινού νερού, μέτρηση θερμοκρασίας, πίεσης & παροχής νερού, τα οποία ελέγχονται μέσω της χρήσης λογικού ελεγκτή, για τον έλεγχο και την καταγραφή της διαδικασίας. The method envisages the installation of peripheral elements characteristic of a Marine exhaust gas desulphurisation system, complying with Annex VI of the Marpol directive, including certified measurement of SOx / CO2 ratio, measurement of effluent pH, PAH, NTU, marine pumps of water, measuring temperature, pressure & water supply, which are controlled through the use of a logic controller, to control and record the process.
Η παρούσα μέθοδος περιγράφεται παρακάτω με τη βοήθεια παραδείγματος και με αναφορά στα συνημμένα σχέδια, στα οποία: The present method is described below by way of example and with reference to the attached drawings, in which:
Αρχικά, στην εσωτερική επιφάνεια της υφιστάμενης καπνοδόχου εφαρμόζεται θερμικός ψεκασμός, ώστε να επικαλυφθεί με το κατάλληλο κράμα που θα του προσδώσει αντιδιαβρωτική προστασία. Στη συνέχεια εγκαθίσταται ο επιμέρους εξοπλισμός: Initially, thermal spraying is applied to the internal surface of the existing chimney, so that it is coated with the appropriate alloy that will give it anti-corrosion protection. Then the individual equipment is installed:
Το σχήμα 1 δείχνει μια όψη του συστήματος αποθείωσης καυσαερίων ενός πλοίου, διατεταγμένο ομόκεντρα στην υπάρχουσα καπνοδόχο εξαγωγής καυσαερίων (Σχήμα 1, [1]). Η διάταξη περιλαμβάνει συστοιχίες (Σχήμα 1, [2] ,[3] ,[4] ,[5] ,[6] ,[7]) ακροφυσίων ψεκασμού νερού (Σχήμα 1, [26]) τοποθετημένες στην καπνοδόχο (Σχήμα 1, [1]), όπου η πρώτη συστοιχία (Σχήμα 1,[2]) όπως περιγράφεται και στην παραπάνω ενότητα έχει τη λειτουργία της ψύξης των καυσαερίων και είναι τοποθετημένη κατά την διεύθυνση της ροής καυσαερίων, η δεύτερη συστοιχία (Σχήμα 1, [3]) αποτελείταιαπό ακροφύσια με προφίλ ψεκασμού τύπου κώνου οξείας γωνίας, τα οποία θα εξομαλύνουν τη ροή των καυσαερίων, και οι ακόλουθες συστοιχίες (Σχήμα 1, [4], [5], [6], [7]) ακροφυσίων εναλλάσσονται με ακροφύσια ψεκασμού διαφορετικών μεγεθών με κατεύθυνση ψεκασμού αντίθετης της ροής καυσαερίων. Στην έξοδο των καυσαερίων στο άνω τμήμα του συστήματος καθαρισμού καυσαερίων που περιγράφεται, εγκαθίσταται ένας συλλέκτης σταγονιδίων (Σχήμα 1, [8]) καθώς και μια συστοιχία ακροφυσίων (Σχήμα 1, [9]) για το πλύσιμο του εν λόγω συλλέκτη (Σχήμα 1, [8]). Το νερό έκπλυσης εισέρχεται από μία κύρια παροχή νερού (Σχήμα 1, [12]) και μοιράζεται στις διαφορετικές συστοιχίες των ακροφυσίων, στις οποίες είναι τοποθετημένες βαλβίδες (Σχήμα 1, [13]), οι οποίες ρυθμίζουν την παροχή νερού και απομονώνουν το σύστημα σε περίπτωση ξηρής λειτουργίας. Το νερό έκπλυσης αντιδρά με τα καυσαέρια και έπειτα καταλήγει σε ένα δοχείο συλλογής (10) και από εκεί στη γραμμή αποχέτευσης (Σχήμα 1, [11]) του νερού έκπλυσης στη θάλασσα. Στην υπάρχουσα καπνοδόχο έχουν επίσης κατασκευαστεί ειδικές ανθρωποθυρίδες (Σχήμα 1, [14]) με σκοπό την είσοδο του πληρώματος για την συντήρηση και επιθεώρηση του συστήματος. Το σχήμα 1 απεικονίζει επίσης την κάτοψη της καπνοδόχου (Σχήμα 1, [1]), η οποία περιλαμβάνει τα στηρίγματα για τις συστοιχίες ακροφυσίων (Σχήμα 1, [15]) και τα στηρίγματα για τις πλατφόρμες πρόσβασης και συντήρησης (Σχήμα 1, [16]) που έχουν εγκατασταθεί εντός της. Οι συστοιχίες ακροφυσίων (Σχήμα 1, [15]), τα στηρίγματά τους και τα στηρίγματα για τις πλατφόρμες πρόσβασης και συντήρησης (Σχήμα 1, [16]) είναι αφαιρετά και οι συνολικές τους διαστάσεις είναι κατάλληλες ώστε να μπορούν να εισαχθούν από το άνοιγμα της υπάρχουσας καπνοδόχου (Σχήμα 1, [1]). Figure 1 shows a view of a ship's exhaust gas desulphurization system, arranged concentrically to the existing exhaust stack (Figure 1, [1]). The arrangement includes arrays (Figure 1, [2] ,[3] ,[4] ,[5] ,[6] ,[7]) of water spray nozzles (Figure 1, [26]) placed in the chimney (Figure 1, [1]), where the first array (Figure 1, [2]) as described in the section above has the function of cooling the exhaust gases and is positioned in the direction of the exhaust gas flow, the second array (Figure 1, [3] ) consists of nozzles with an acute-angle cone-type spray profile, which will smooth the exhaust gas flow, and the following arrays (Figure 1, [4], [5], [6], [7]) of nozzles alternate with spray nozzles of different sizes with a spray direction opposite to the exhaust gas flow. At the exhaust gas outlet in the upper part of the described exhaust gas cleaning system, a droplet collector (Figure 1, [8]) is installed as well as an array of nozzles (Figure 1, [9]) for washing said collector (Figure 1, [8]). Flushing water enters from a main water supply (Figure 1, [12]) and is distributed to the different arrays of nozzles, in which valves are placed (Figure 1, [13]), which regulate the water supply and isolate the system in case of dry operation. The wash water reacts with the exhaust gases and then ends up in a collection vessel (10) and from there to the drain line (Figure 1, [11]) of the wash water into the sea. Special manholes have also been constructed in the existing chimney (Figure 1, [14]) for the purpose of crew entry for system maintenance and inspection. Figure 1 also shows the top view of the chimney (Figure 1, [1]), which includes the supports for the nozzle arrays (Figure 1, [15]) and the supports for the access and maintenance platforms (Figure 1, [16 ]) that have been established within it. The nozzle assemblies (Figure 1, [15]), their supports and the supports for the access and maintenance platforms (Figure 1, [16]) are removable and their overall dimensions are suitable to be inserted through the opening of the existing chimney (Figure 1, [1]).
Το σχήμα 2 απεικονίζει μια παραλλαγή του συστήματος διατεταγμένο έκκεντρα στην υπάρχουσα καπνοδόχο εξαγωγής καυσαερίων (Σχήμα 2, [1]). Figure 2 illustrates a variant of the system arranged eccentrically in the existing exhaust chimney (Figure 2, [1]).
Τα σχήματα 3 και 4 παρουσιάζουν το σύστημα διατεταγμένο υπό γωνία στην υπάρχουσα καπνοδόχο εξαγωγής καυσαερίων (Σχήμα 3, [1]) και (Σχήμα 4, [1]). Figures 3 and 4 show the system arranged at an angle to the existing flue (Figure 3, [1]) and (Figure 4, [1]).
Το σχήμα 5 απεικονίζει το τρισδιάστατο μοντέλο της πλήρους διάταξης του συστήματος αποθείωσης όπως αυτό είναι τοποθετημένο στην υπάρχουσα διάταξη του μηχανοστασίου του πλοίου. Σε αυτό φαίνεται η κύρια μηχανή (Σχήμα 5, [18]) του πλοίου καθώς καιοι ηλεκτρομηχανές (Σχήμα5, [19]) και οι εξαγωγές τους (Σχήμα 5, [25]), τα καυσαέρια των οποίων οδηγούνται στο θάλαμο συλλογής και εκτροπής καυσαερίων (Σχήμα 5, [17]). Figure 5 illustrates the 3D model of the complete desulfurization system layout as it is installed in the existing engine room layout of the ship. It shows the main engine (Figure 5, [18]) of the ship as well as the electric engines (Figure 5, [19]) and their exhausts (Figure 5, [25]), the exhaust gases of which are led to the exhaust collection and diversion chamber (Figure 5, [17]).
Το σχήμα 6 απεικονίζει το τρισδιάστατο μοντέλο μιας τυχαίας συστοιχίας (Σχήμα 6, [27]) ακροφυσίων (Σχήμα 6, [26]) ψεκασμού νερού έκπλυσης. Το μέγεθος της κάθε συστοιχίας ακροφυσίων (Σχήμα 6, [27]) είναι κατάλληλο ώστε να μπορεί να εισαχθεί στην υπάρχουσα καπνοδόχο (Σχήμα 6, [1]) και η κάθε συστοιχία είναι αφαιρετή. Figure 6 illustrates the 3D model of a random array (Figure 6, [27]) of nozzles (Figure 6, [26]) spraying wash water. Each array of nozzles (Figure 6, [27]) is sized to fit into the existing flue (Figure 6, [1]) and each array is removable.
Το σχήμα 7 απεικονίζει την διάταξη της τροποποιημένης καπνοδόχου στο κατώτερο μέρος της όπου υπάρχουν οι ειδικά διαμορφωμένες θυρίδες εισόδου (Σχήμα 7, [20]) και ο θάλαμος συλλογής και εκτροπής καυσαερίων (Σχήμα 7, [17]), καθώς και οι θυρίδες επανεισόδου (Σχήμα 7, [24]) στην κύρια καπνοδόχο του πλοίου. Figure 7 illustrates the arrangement of the modified chimney in its lower part where there are the specially designed inlet ports (Figure 7, [20]) and the flue gas collection and diversion chamber (Figure 7, [17]), as well as the re-entry ports ( Figure 7, [24]) in the ship's main chimney.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20200100030A GR1009967B (en) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20200100030A GR1009967B (en) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
GR1009967B true GR1009967B (en) | 2021-03-30 |
Family
ID=75639563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
GR20200100030A GR1009967B (en) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
GR (1) | GR1009967B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017220759A1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Yara Marine Technologies As | System and method for reducing the amount of sulfur oxides in exhaust gas |
GR1009733B (en) * | 2018-12-27 | 2020-05-15 | Δουσης, Ευαγγελος Γεωργιου | Exhaust gas desulfurization system installed on existing exhaust gas stack of a marine vessel |
-
2020
- 2020-01-23 GR GR20200100030A patent/GR1009967B/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017220759A1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Yara Marine Technologies As | System and method for reducing the amount of sulfur oxides in exhaust gas |
GR1009733B (en) * | 2018-12-27 | 2020-05-15 | Δουσης, Ευαγγελος Γεωργιου | Exhaust gas desulfurization system installed on existing exhaust gas stack of a marine vessel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6935466B2 (en) | Straight-through type ship exhaust gas scrubber and its operation method | |
KR101698999B1 (en) | Ship flue gas scrubbing apparatus and method | |
US8327631B2 (en) | Air pollution control system for ocean-going vessels | |
JP2002332919A (en) | Exhaust gas recirculation system | |
CN109925847A (en) | Ship desulfurizer and ship | |
KR102104423B1 (en) | Scrubber for ship | |
KR20030004129A (en) | Combined exhaus t gas-ballast water treatment arrangement and method of treating ballast wa ter | |
WO2017213044A1 (en) | Ship structure | |
EP3653281A1 (en) | A scrubber for scrubbing exhaust gas of a combustion engine of a ship, a method for adapting an old scrubber, and a method for maintaining a scrubber | |
WO2013107816A1 (en) | Wet-scrubber for cleaning of polluted gas such as flue gas | |
KR20180038420A (en) | Multi-level gas scrubber with multiple flooded scrubber heads | |
CN111517396B (en) | Ship flue gas purification and seawater desalination composite system | |
CN109154222B (en) | Device for conveying exhaust fumes from marine vessel engines into a scrubber | |
GR1009733B (en) | Exhaust gas desulfurization system installed on existing exhaust gas stack of a marine vessel | |
GR1009967B (en) | Method of converting an existing ship' s chimney to an exhaust desulphurisation system | |
CN108027140A (en) | Ocean platform high-temperature flue gas safety dumping method and cooling purifier | |
KR20160016093A (en) | Installation structure of egcs for ship | |
US4529421A (en) | Apparatus for reducing contaminants in gas containing products of combustion | |
KR101168313B1 (en) | Exhaust structure for ship and ship with the same | |
KR101842178B1 (en) | SOx Reduction System For Ship And Operating Method Of That | |
US20140311125A1 (en) | Method, apparatus, and system used for purifying and silencing exhaust of internal combustion engine | |
KR101867067B1 (en) | SOx Reduction System For Ship And Operating Method Of That | |
RU2702043C1 (en) | Sanitary attachment for autonomous heat generators of heat supply systems | |
JP3917986B2 (en) | Ship exhaust gas discharge facility | |
CN203874643U (en) | Bypass induced air-free ship waste gas desulfurization system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PG | Patent granted |
Effective date: 20210416 |