JP6403355B2 - エンジン排気ガスから微粒子物質の煤、灰及び重金属を除去するための方法及びシステム - Google Patents
エンジン排気ガスから微粒子物質の煤、灰及び重金属を除去するための方法及びシステム Download PDFInfo
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Description
少なくとも325℃の排気ガスの排気温度が得られるような負荷で、エンジンを運転する工程;
325℃〜550℃の排気ガス温度にある該排気ガスを、それぞれが少なくとも一つの微粒子捕集フィルターを含む少なくとも一つのフィルターユニットに通過させ、そして、該排気ガス中に含有される煤、灰及び重金属を捕集する工程;
前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから、そのフィルター上に配置された触媒と接触させることによって、捕集された煤、及び付着した炭化水素を連続的に焼尽させる工程;
周期的に、前記少なくとも一つのフィルターユニットを、排気ガスユニットの流れから切り離し、そして前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのアウトレットを閉じる工程;
引き続き、前記少なくとも一つの微粒子フィルターの閉じたアウトレット中に、前記排気ガスの既流に対して逆向きで空気をパルス噴射し、そして、前記捕集された灰及び残存する量の煤を、前記重金属と一緒に前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから吹き払う工程、
を含む。
エンジンを一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのインレットとそれぞれ接続している、一つ又は二つ以上の排気ガスインレット管;
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのアウトレットに接続している、一つ又は二つ以上の排気ガスアウトレット管;
付着した炭化水素と共に煤の焼尽を生じさせる触媒で触媒化された、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニット内部で並列して接続されている少なくとも一つの微粒子捕集フィルターであって、該少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのそれぞれのアウトレットがロック可能な、該フィルター;及び、
前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから灰を吹き払うための前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのアウトレットに取り付けられている空気パルスジェットバルブ装置であって、該空気パルスジェットバルブ装置は、遮断弁、空気供給部に接続されている一つ又は二つ以上の空気ブロー管、該ブロー管中のノズル、及び該ブロー管中の該ノズルを通して、該少なくとも一つの微粒子捕集フィルター中に空気をパルス噴射するための排出装置を含む、該空気パルスジェットバルブ装置、
を含む。
本発明の特徴は、
11. 重油で運転されるエンジンからの排気ガス中に存在する煤及び灰を除去するためのシステムであって、
エンジンを一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのインレットとそれぞれ接続している、一つ又は二つ以上の排気ガスインレット管;
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのアウトレットに接続されている、一つ又は二つ以上の排気ガスアウトレット管;
付着した炭化水素と共に煤の焼尽を生じさせる触媒で触媒化された、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニット内部で並列して接続されている少なくとも一つの微粒子捕集フィルターであって、該少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのそれぞれのアウトレットがロック可能な、該フィルター;及び、
前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから灰を吹き払うための前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのアウトレットに取り付けられた空気パルスジェットバルブ装置であって、該空気パルスジェットバルブ装置は、遮断弁、空気供給部に接続された一つ又は二つ以上の空気ブロー管、該ブロー管中のノズル、及び該ブロー管中の該ノズルを通して、該少なくとも一つの微粒子捕集フィルター中に空気をパルス噴射するための排出装置を含む、該空気パルスジェットバルブ装置、
を含み、
その際、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンのターボチャージャーの上流の圧力容器中に配置されている、上記のシステム。
12. 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターが、ウォールフローフィルターの形態にある、上記の特徴11に記載のシステム。
13. 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターがその壁の上又は壁の内側を、該フィルターに捕集された煤を触媒的に燃焼させる触媒で被覆されている、上記の特徴12に記載のシステム。
14. 前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物、及び金属パラジウムからなる、上記の特徴11〜13のいずれか一つに記載のシステム。
15. 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターの本体が、炭化ケイ素、コージライト、又はムライト又はチタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されたものである、上記の特徴11〜14のいずれか一つに記載のシステム。
16. 前記一つ又は二つ以上の空気ブロー管が、圧縮空気を有するアキュムレータータンクに接続されている、上記の特徴11〜15のいずれか一つに記載のシステム。
17. 前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンのターボチャージャーの下流に配置される、上記の特徴11〜16のいずれか一つに記載のシステム。
18. 前記一つ又は二つ以上の排気ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、下流の、脱窒触媒を含む選択的触媒還元ユニットに接続している、上記の特徴11〜17のいずれか一つに記載のシステム。
19. 前記一つ又は二つ以上の排気ガスインレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒触媒を含む選択的触媒還元ユニットの上流に接続している、上記の特徴11〜17のいずれか一つに記載のシステム。
20. 前記一つ又は二つ以上の排気ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットをスクラバーユニットに接続している、上記の特徴11〜17のいずれか一つに記載のシステム。
21. 脱窒触媒ユニットを含む選択的触媒還元ユニットが、上流の前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットに、そして下流のスクラビングユニットに接続されている、上記の特徴11〜17のいずれか一つに記載のシステム。
22. 前記選択的触媒還元ユニットが、エンジンのターボチャージャーの上流又は下流に配置されている、上記の特徴18〜21のいずれか一つに記載のシステム。
23. 前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの少なくとも一つにおいて前記排気ガスを迂回させるバイパス管をさらに含んでいる、上記の特徴11〜22のいずれか一つに記載のシステム。
Claims (9)
- 0.1%〜4.0重量%の硫黄含有量、及び5mg/kg〜1000mg/kgの重金属元素含有量を有する重油で運転されるエンジンからの排気ガス中に存在する煤、炭化水素、灰及び重金属を除去する方法であって、
少なくとも325℃の排気ガスの排気温度が得られるような負荷で、エンジンを運転する工程;
325℃〜550℃の排気ガス温度にある該排気ガスを、それぞれが少なくとも一つの微粒子捕集フィルターを含む少なくとも一つのフィルターユニットに通過させ、そして、排気ガス中に含有される煤、灰及び重金属を捕集する工程;
該フィルター上に配置された触媒と接触させることによって、前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから、捕集された煤、及び付着した炭化水素を連続的に焼尽させる工程;
周期的に、前記少なくとも一つのフィルターユニットを、排気ガスユニットの流れから切り離し、そして前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターのアウトレットを閉じる工程;
引き続き、前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターの閉じたアウトレット中に、前記排気ガスの既流に対して逆向きで空気をパルス噴射し、そして、前記捕集された灰を、前記重金属と一緒に前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターから吹き払う工程、
を含み、
その際、前記少なくとも一つのフィルターユニットが、エンジンのターボチャージャーの上流の圧力容器中に配置され、
その際、前記排気ガスを、0〜3バールgの圧力にある少なくとも一つのフィルターユニットに通過させる、上記の方法。 - 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターが、ウォールフローフィルターの形態にある、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターの壁上又はその内側に前記触媒が被覆されている、請求項2に記載方法。
- 前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物、及び金属パラジウムを含む、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- 前記少なくとも一つの微粒子捕集フィルターの本体が、炭化ケイ素、コージライト、ムライト、チタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造される、請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
- 前記空気が、10〜600ミリ秒、好ましくは300ミリ秒の噴射パルス継続時間でパルス噴射される、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- パルス噴射のための空気が、4〜10バールg、好ましくは6.5バールgの圧力の圧縮空気を有するアキュムレータータンクから抜き出される、請求項1又は6に記載の方法。
- 前記ガスを、該少なくとも一つのフィルターユニットに通過させる前か又は該少なくとも一つのフィルターユニットに通過させた後に、前記排気ガス中の窒素酸化物を選択的触媒還元する工程をさらに含む、請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
- 前記排気ガス中に含有される硫黄酸化物の量を、前記少なくとも一つのフィルターユニットの下流の、開放又は閉鎖ループ中で、該ガスをアルカリ溶液又は海水でスクラビングすることによって低減する工程をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一つに記載の方法。
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