NO329851B1 - Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines - Google Patents

Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines Download PDF

Info

Publication number
NO329851B1
NO329851B1 NO20083628A NO20083628A NO329851B1 NO 329851 B1 NO329851 B1 NO 329851B1 NO 20083628 A NO20083628 A NO 20083628A NO 20083628 A NO20083628 A NO 20083628A NO 329851 B1 NO329851 B1 NO 329851B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
exhaust gas
diesel engine
gas
line
nox
Prior art date
Application number
NO20083628A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20083628L (en
Inventor
Tor Christensen
Henrik Fleischer
Knut Borseth
Original Assignee
Sargas As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sargas As filed Critical Sargas As
Priority to NO20083628A priority Critical patent/NO329851B1/en
Priority to PCT/EP2009/060816 priority patent/WO2010020684A1/en
Publication of NO20083628L publication Critical patent/NO20083628L/en
Publication of NO329851B1 publication Critical patent/NO329851B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2340/00Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
    • F01N2340/06Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04Sulfur or sulfur oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

En fremgangsmåte og et anlegg for rensing av eksosgass fra en marinedieselmotor, omfattende en dieselmotor og en kompressor for kompresjon av luft for introduksjon inn i motoren, hvor kompressoren blir drevet av en turboekspander som blir drevet av eksosgass fra dieselmotoren, hvori eksosgassen som forlater dieselmotoren blir renset i en enhet for fjerning av NOX og en enhet for fjerning av SOX før eksosgassen blir ekspandert i turboekspanderen, blir beskrevet.A method and plant for cleaning exhaust gas from a marine diesel engine, comprising a diesel engine and a compressor for compression of air for introduction into the engine, wherein the compressor is driven by a turbocharger driven by exhaust gas from the diesel engine, wherein the exhaust gas leaving the diesel engine is purified in a NOX removal unit and a SOX removal unit before the exhaust gas is expanded in the turbocharger is described.

Description

Oppfinnelsens felt The field of invention

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et anlegg for rensing av eksosgass fra en dieselmotor. Mer spesielt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte og et anlegg for fjerning av eller betydelig reduksjon av partikler, SOx, NOx og eventuelt CO2fra eksosgassen fra dieselmotorer, slik som marine dieselmotorer. The present invention relates to a method and a plant for cleaning exhaust gas from a diesel engine. More particularly, the present invention relates to a method and a plant for the removal or significant reduction of particles, SOx, NOx and possibly CO2 from the exhaust gas from diesel engines, such as marine diesel engines.

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

Marine dieselmotorer er store utslippkilder for SOx, NOx, partikler og CO2. Utslipp av SOx og NOx er av stor bekymring for industrien. Marine diesel engines are major emission sources for SOx, NOx, particles and CO2. Emissions of SOx and NOx are of great concern to the industry.

SOx (hovedsakelig SO2, noe SO3) stammer fra forbrenningen av svovelholdige forbindelser i brenseloljen. Typisk er tunge brenseloljer foretrukket på grunn av lavere kostnader. Tunge brenseloljer inneholder de største mengdene svovelforbindelser (typisk 4,5 vekt% eller mer) og forårsaker derfor de største utslippene av SOx. Nye regulering kan kreve anvendelsen av brenselolje med lavere svovelinnhold, typisk under 1, vekt%. Slike brenseloljer vil koste omkring 10 til 15% mer. Selv med denne forbedrede brenseloljen vil eksosgassen inneholde flere hundre ppm SOx på volumbasis. SOx (mainly SO2, some SO3) originates from the combustion of sulfur-containing compounds in the fuel oil. Typically, heavy fuel oils are preferred due to lower costs. Heavy fuel oils contain the largest amounts of sulfur compounds (typically 4.5% by weight or more) and therefore cause the largest emissions of SOx. New regulations may require the use of fuel oil with a lower sulfur content, typically below 1% by weight. Such fuel oils will cost around 10 to 15% more. Even with this improved fuel oil, the exhaust gas will contain several hundred ppm SOx on a volume basis.

Til sammenligning vil en eksosgass fra kullfyring med en passende sorbent tilsatt til forbrenneren inneholde godt under 20 ppm SOx. In comparison, an exhaust gas from coal burning with a suitable sorbent added to the incinerator will contain well below 20 ppm SOx.

Kravene om å benytte lavsvovel brenselolje betyr at det vil bli et øket behov for denne brenseloljen, og en tilsvarende reduksjon i behovet for brenselolje med høyt svovelinnhold. Brenselolje med høyt svovelinnhold kan derfor bli relativt mindre kostbar og de økonomiske fordelene ved bruk av slik olje kan øke med tiden. The requirements to use low-sulphur fuel oil mean that there will be an increased need for this fuel oil, and a corresponding reduction in the need for fuel oil with a high sulfur content. Fuel oil with a high sulfur content can therefore become relatively less expensive and the economic benefits of using such oil can increase over time.

Anvendelse av olje med lavt svovelinnhold vil ytterligere kreve modifikasjoner i anvendelsen av additiver for å redusere slitasje i sylinderforingen. The use of oil with a low sulfur content will further require modifications in the use of additives to reduce wear in the cylinder liner.

Som et alternativ til brenseloljer med lavt svovelinnhold, kan skip ha rensesystemer for eksosgassen som fanger SOx. As an alternative to low-sulphur fuel oils, ships can have exhaust gas cleaning systems that trap SOx.

Miljømessige effekter av SOx omfatter redusert sikt på grunn av fine partikler som sprer og absorberer lyset. SOx akselererer metallkorrosjon og forårsaker skader på bygningsmaterialer. Gassen forårsaker også sur nødbør og skade på vegetasjon. Selv om det er vanskelig å måle, er der indikasjoner på at SOx kan forårsake midlertidig pustebesvær og redusert lungefunksjon hos mennesker. Alle påkrevde reduksjoner i SOx utslipp blir drevet av slike miljøhensyn. Environmental effects of SOx include reduced visibility due to fine particles that scatter and absorb light. SOx accelerates metal corrosion and causes damage to building materials. The gas also causes acid reflux and damage to vegetation. Although difficult to measure, there are indications that SOx can cause temporary respiratory distress and reduced lung function in humans. All required reductions in SOx emissions are driven by such environmental considerations.

NOx (hovedsakelig NO, noe NO2) stammer fra brenselet (brensel-NOx) of fra reaksjoner mellom nitrogen og oksygen i forbrenningsprosessen (termisk NOx). Marine diesmotorer slipper typisk ut omkring 8 g/kWh NOx. Dette tilsvarr flere hundre ppm NOx i brenselgassen på volumbasis. Noen miljømessig begrensede områder kan kreve sterkt reduserte NOx utslipp, kanskje 2 til 3 g/kWh. Dette tilsvarer til eksosgassNOx konsentrasjoner i hundre ppm området på volumbasis. NOx (mainly NO, some NO2) originates from the fuel (fuel NOx) or from reactions between nitrogen and oxygen in the combustion process (thermal NOx). Marine diesel engines typically emit around 8 g/kWh NOx. This corresponds to several hundred ppm NOx in the fuel gas on a volume basis. Some environmentally restricted areas may require greatly reduced NOx emissions, perhaps 2 to 3 g/kWh. This corresponds to exhaust gas NOx concentrations in the hundred ppm range on a volume basis.

Til sammenligning slipper gassturbiner ut typisk mindre enn 25 ppm NOx på volumbasis. Krav ned til 5 ppm har blitt sett for noen områder for gassturbiner. In comparison, gas turbines typically emit less than 25 ppm NOx on a volume basis. Requirements down to 5 ppm have been seen for some areas for gas turbines.

NOx reagerer med oksygen i nærvær av flyktige organiske forbindelser og sollys for å danne ozon ved bakkenivå. NOx akselererer også skade på materialer og kan absorbere synlig lys og således redusere sikten. Gassen påvirker vegetasjon. I kystområder kan den gi opphav til konkurranse mellom plantearter, føre til eksplosiv algevekst og oksygenreduksjon. Fiskedød i oppdrettsanlegg for fisk på grunn av NOx har blitt rapportert. På land kan NOx redusere noen avlinger. Mulige helseeffekter omfatter endringer i lungefunksjon hos mennesker med respiratoriske sykdommer. NOx reacts with oxygen in the presence of volatile organic compounds and sunlight to form ozone at ground level. NOx also accelerates damage to materials and can absorb visible light and thus reduce visibility. The gas affects vegetation. In coastal areas, it can give rise to competition between plant species, lead to explosive algal growth and oxygen reduction. Fish kills in fish farms due to NOx have been reported. On land, NOx can reduce some crops. Possible health effects include changes in lung function in people with respiratory diseases.

Selv om det i dag er til mindre bekymring enn SOx of NOx, kan partikkelmateriale fra marine dieselmotorer være ansvarlig for resusert sikt. Det kan forårsake skade på materialer. Det kan også sette seg på bladoverflater og redusere fotosyntesen. Although today of less concern than SOx of NOx, particulate matter from marine diesel engines may be responsible for reduced visibility. It can cause damage to materials. It can also settle on leaf surfaces and reduce photosynthesis.

EP 1 795 721 A1 beskriver en partikkelfelle for å fjerne partikkelformig materiale anordnet mellom eksosmanifoilen og turbinen av turboen på en dieselmotor. US 4.335.684 beskriver en enhet for fjerning av aske som er anordnet mellom eksosmanifoilen og turbinen på en turbo på en dieselmotor. Ingen av publikasjonenen beskriver fjerning av SOx eller NOx. EP 1 795 721 A1 describes a particle trap for removing particulate matter arranged between the exhaust manifold and the turbine of the turbo of a diesel engine. US 4,335,684 describes an ash removal unit arranged between the exhaust manifold and the turbine of a turbo on a diesel engine. None of the publications describe the removal of SOx or NOx.

US 2008/0022667 og US 6.058.700 beskriver begge anordninger for rensing av eksosgass fra motorer ved fjerning eller reduksjon av SOx og NOx. Hovedfokus i begge publikasjonene er kontrollsystemer for overvåkning av utslipp av nevnte gasser og kontrollsystemene for å redusere emisjonen. US 2008/0022667 and US 6,058,700 both describe devices for cleaning exhaust gas from engines by removing or reducing SOx and NOx. The main focus in both publications is control systems for monitoring emissions of the aforementioned gases and the control systems to reduce emissions.

Fremgangsmåter for fjerning av NOx og SOx er velkjente i teknikken, se for eksempel de følgende oversiktsartiklene av Joseph A. MacDonald i Energy Tech Magazine: "Power Plant Emissions Controls: SO2removal technologies & systems", http://www.energy-tech.com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e=0&rs=0&artid=543, "Power Plant Emissions Controls NOxreduction technologies & systems", http://www.energy-tech.com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e=0&rs=0&artid=466, og "Combined SO2/NOXremoval processes yield lower costs, no waste, salable by-products", http://www.energypubs.com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e=0&rs=0&ar tid=569. C02fra marine dieselmotorer er en av hovedbidragsyterne til dagens økning i atmosfærisk C02og således muligens til global oppvarming. En kosteffektiv reduksjon av utslippet av CO2fra marine dieselmotorer ville derfor være et verdifullt bidrag til den påkrevde reduksjonen i CO2utslipp. Innfanget CO2kan fortettes til væske og bli lagret ombord. Typiske lagringsbetingelser er omkring - 50 °C og 7 barg på beholder med diameter på opp til 10 meter. CO2har økende Verdi for øket oljeutvinning. Methods for removing NOx and SOx are well known in the art, see, for example, the following review articles by Joseph A. MacDonald in Energy Tech Magazine: "Power Plant Emissions Controls: SO2removal technologies & systems", http://www.energy-tech. com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e=0&rs=0&artid=543, "Power Plant Emissions Controls NOxreduction technologies & systems", http://www.energy-tech.com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e =0&rs=0&artid=466, and "Combined SO2/NOXremoval processes yield lower costs, no waste, salable by-products", http://www.energypubs.com/index.cfm?PagelD=108&c2e=236&e2e=0&rs=0&ar time=569. C02 from marine diesel engines is one of the main contributors to today's increase in atmospheric C02 and thus possibly to global warming. A cost-effective reduction of CO2 emissions from marine diesel engines would therefore be a valuable contribution to the required reduction in CO2 emissions. Captured CO2 can be condensed into liquid and stored on board. Typical storage conditions are around -50 °C and 7 barg in a container with a diameter of up to 10 metres. CO2 has increasing value for increased oil extraction.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Ifølge et første aspekt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for rensing av eksosgass fra en marin dieselmaskin omfattende en dieselmotor og en kompressor for kompresjon av luft for introduksjon inn i motoren, hvor kompressoren blir drevet av en turboekspander drevet av eksosgass fra dieselmotoren, hvori eksosgassen som forlater dieselmotoren blir renset i en enhet for fjerning av NOx og en enhet for fjerning av SOx før eksosgassen blir ekspandert i turboekspanderen. According to a first aspect, the present invention relates to a method for cleaning exhaust gas from a marine diesel engine comprising a diesel engine and a compressor for compressing air for introduction into the engine, where the compressor is driven by a turbo expander driven by exhaust gas from the diesel engine, in which the exhaust gas leaving the diesel engine is cleaned in a unit for the removal of NOx and a unit for the removal of SOx before the exhaust gas is expanded in the turboexpander.

Ifølge et andre aspekt, angår foreliggende oppfinnelse en marindiesel-installasjon omfattende en dieselmaskin omfattende en dieselmotorog en kompressor for kompresjon av luft for introduksjon inn i motoren, hvor kompressoren blir drevet av en turboekspander drevet av eksosgass fra dieselmotoren, hvori installasjonen ytterligere omfatter en enhet for fjerning av SOx og en enhet for fjerning av NOx mellom eksosmanifoilen på dieselmotoren og turboekspanderen. According to another aspect, the present invention relates to a marine diesel installation comprising a diesel engine comprising a diesel engine and a compressor for compressing air for introduction into the engine, the compressor being driven by a turboexpander powered by exhaust gas from the diesel engine, wherein the installation further comprises a unit for removal of SOx and a unit for removal of NOx between the exhaust manifold of the diesel engine and the turboexpander.

Kort beskrivelse av figurene Brief description of the figures

Figur 1 er en forenklet fremstilling av en marinedieselinstallasjon ifølge kjent teknikk, Figur 2 er en forenklet fremstilling av en første utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, Figur 3 er en forenklet fremstilling av en andre utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, Figur 4 er en forenklet fremstilling av en tredje utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, Figur 5 er en forenklet fremstilling av en fjerde utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og Figur 6 er en forenklet fremstilling av en femte utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Figure 1 is a simplified representation of a marine diesel installation according to known technology, Figure 2 is a simplified representation of a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a simplified representation of a second embodiment of the present invention, Figure 4 is a simplified representation of a third embodiment of the present invention, Figure 5 is a simplified representation of a fourth embodiment of the present invention, and Figure 6 is a simplified representation of a fifth embodiment of the present invention.

Detaljert beskrivelse av foreliggende oppfinnelse Detailed description of the present invention

Figur 1 er en skjematisk fremstilling av en marinedieselmotor installasjon om bord på et skip. Installasjonen omfatter en dieselmotor 1, som mottar luft for forbrenning gjennom et luftinnløp 2, og en væskeformig brensel gjennom en primær brensellinje 3. Luften blir komprimert i en luftkompressor 4, typisk til et trykk fra 2 til 3 bar. Den komprimerte luften blir normalt avkjølt ved hjelp av en intercooler 5 før luften blir introdusert inn i dieselmotoren 1. Figure 1 is a schematic representation of a marine diesel engine installation on board a ship. The installation comprises a diesel engine 1, which receives air for combustion through an air inlet 2, and a liquid fuel through a primary fuel line 3. The air is compressed in an air compressor 4, typically to a pressure of 2 to 3 bar. The compressed air is normally cooled by means of an intercooler 5 before the air is introduced into the diesel engine 1.

Eksosgassen blir trukket ut fra dieselmotoren, typisk ved et trykk fra 3 til 5 bar, gjennom en eksosmanifoil 6 og blir introdusert inn i en turboekspander 8 hvor The exhaust gas is extracted from the diesel engine, typically at a pressure of 3 to 5 bar, through an exhaust manifold 6 and is introduced into a turboexpander 8 where

eksosgassen blir ekspandert til et trykk nær 1 bar, og blir trukket ut gjennom en eksoslinje 10 og frigitt til atmosfæren. Luftkompressoren 4 og turboekspanderen 8 er fortrinnsvis anordnet på en felles aksling slik at luftkompressoren blir drevet av turboekspanderen. the exhaust gas is expanded to a pressure close to 1 bar, and is drawn out through an exhaust line 10 and released to the atmosphere. The air compressor 4 and the turboexpander 8 are preferably arranged on a common shaft so that the air compressor is driven by the turboexpander.

I tillegg, er det også fremskaffet en hovedaksling 11 for overføring av den mekaniske energien fra motoren, og kjølelinjer 12,12' for henholdsvis introduksjon og uttak av kjølevann. In addition, a main shaft 11 has also been provided for transferring the mechanical energy from the engine, and cooling lines 12,12' for the introduction and withdrawal of cooling water, respectively.

Figur 2 illustrerer en første utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor midler for rensing av eksosgassen er fremskaffet mellom eksosmanifoilen 6 og turboekspanderen 8. Figure 2 illustrates a first embodiment of the present invention where means for cleaning the exhaust gas are provided between the exhaust manifold 6 and the turboexpander 8.

Ifølge utførelsesformen i figur 2, blir eksosgassen som forlater manifoilen 6 introdusert inn i et filter 20 for å fjerne eller betydelig redusere mengden av partikler i eksosgassen. Filteret 20 kan være av høytemperatur metall kassett type med automatisk online pulsering for fjerning av partikler. According to the embodiment in Figure 2, the exhaust gas leaving the manifold 6 is introduced into a filter 20 to remove or significantly reduce the amount of particles in the exhaust gas. The filter 20 can be of a high-temperature metal cassette type with automatic online pulsing for the removal of particles.

Den filtrerte luften fra filteret 20 blir introdusert inn i en NOx reduksjonsenhet 21. NOx reduksjonsenheten 21 illustrert er en selektivt katalytisk reduksjonsenhet ( SCR), inn i hvilken NO3blir introdusert gjennom en NH3linje 22. NOx og NH3reagerer med vanndamp og oksygen som er til stede i eksosgassen ifølge de følgende ligningene: The filtered air from the filter 20 is introduced into a NOx reduction unit 21. The NOx reduction unit 21 illustrated is a selective catalytic reduction unit (SCR), into which NO3 is introduced through an NH3 line 22. NOx and NH3 react with water vapor and oxygen present in the exhaust gas according to the following equations:

for å gi vann og nitrogengass. to give water and nitrogen gas.

SCR er velkjent og blir vidt benyttet for å fjerne NOx fra forbrenningsgasser. Avhengig av katalysatoren, opererer SCR i temperaturområdet fra 300 til 400 °C. Imidlertid er anvendelsen av en trykksatt SCR ikke vanlig selv om det gir betydelige fordeler både med respekt på krav til volum og effektivitet. Som et alternativ til SCR kan NO-innholdet i NOx bli oksidert til NO2 som er mer vannoppløselig enn NO. N02 kan så bli fjernet i nedstrøms skrubbeutstyr. SCR is well known and is widely used to remove NOx from combustion gases. Depending on the catalyst, the SCR operates in the temperature range from 300 to 400 °C. However, the use of a pressurized SCR is not common even though it offers significant advantages both with respect to volume and efficiency requirements. As an alternative to SCR, the NO content in NOx can be oxidized to NO2, which is more water-soluble than NO. N02 can then be removed in downstream scrubbing equipment.

Fra SCR enheten 21 blir forbrenningsgassen med redusert NOx, avkjølt i en varmeveksler 23 og deretter renset i en skrubber 24 hvor forbrenningsgassen blir vasket ved motstrøm til et SOx solvent, slik som vann i en kontaktseksjon 25 i skrubberen. Solventen blir oppsamlet i bunnen av skrubberen og blir trukket ut gjennom en linje 26. Solventen i linje 26 blir splittet mellom en solvent utløpslinje 27 hvor solventen blir fjernet for deponering, eller regenerering, og resirkulering via en pumpe 28. Den resirkulerte solventen blir avkjølt i en kjøler 30 og introdusert inn i skrubberen gjennom en linje 31. Makeup solvent for å erstatte volumet som er fjernet gjennom line 27, blir introdusert gjennom en linje 29. From the SCR unit 21, the combustion gas with reduced NOx is cooled in a heat exchanger 23 and then cleaned in a scrubber 24 where the combustion gas is washed by countercurrent to an SOx solvent, such as water in a contact section 25 in the scrubber. The solvent is collected at the bottom of the scrubber and is drawn out through a line 26. The solvent in line 26 is split between a solvent outlet line 27 where the solvent is removed for deposition, or regeneration, and recycling via a pump 28. The recycled solvent is cooled in a cooler 30 and introduced into the scrubber through a line 31. Makeup solvent to replace the volume removed through line 27 is introduced through a line 29.

Den skrubbede forbrenningsgassen blir trukket ut fra toppen av skrubberen gjennom en linje 33 for renset forbrenningsgass. The scrubbed combustion gas is drawn out from the top of the scrubber through a line 33 for purified combustion gas.

Gassen i linje 33 blir igjen oppvarmet mot gass fra SCR enheten 21, i varmeveksleren 23 før gassen blir ekspandert over turboekspanderen 8 og frigitt gjennom eksoslinjen 10. aug. The gas in line 33 is again heated against gas from the SCR unit 21, in the heat exchanger 23 before the gas is expanded over the turboexpander 8 and released through the exhaust line 10 Aug.

Den første utførelsesformen er kompakt og effektiv. Ved å anordne skrubberen 24 nedstrøms for SCR enheten 21, blir en uønsket slipp av NH3til atmosfæren unngått. Noe ammoniumsulfat kan, imidlertid, bli dannet som fine partikler i varmeveksleren 23. The first embodiment is compact and efficient. By arranging the scrubber 24 downstream of the SCR unit 21, an unwanted release of NH3 to the atmosphere is avoided. Some ammonium sulphate may, however, be formed as fine particles in the heat exchanger 23.

Figur 3 illustrerer en alternativ utførelsesform hvor SOx blir fjernet fra eksosgassen før fjerning av NOx. Kun trekkene som skiller denne utførelsesformen fra utførelsesformen i figur 2 er beskrevet i detalj. Figure 3 illustrates an alternative embodiment where SOx is removed from the exhaust gas before removal of NOx. Only the features which distinguish this embodiment from the embodiment in Figure 2 are described in detail.

I denne utførelsesformen blir gassen som forlater filteret 20 avkjølt i varmeveksleren 23 og introdusert inn i skrubberen 25. Den skrubbede gassen blir så igjen oppvarmet i varmeveksleren før introduksjon inn i SCR enheten 21. In this embodiment, the gas leaving the filter 20 is cooled in the heat exchanger 23 and introduced into the scrubber 25. The scrubbed gas is then heated again in the heat exchanger before introduction into the SCR unit 21.

Solventen benyttet i skrubberen er fortrinnsvis vann eller en alkalisk vånding oppløsning, slik som oppslemminger av CaC03eller CaO, og oppløsninger av ammoniakk, natriumhydroksid, kaliumhydroksid, eller magnesiumhydroksid, eller sjøvann. Dersom det er miljømessig akseptert, kan den benyttede absorbenten bli sluppet ut i sjøen. Hvis ikke, blir utfelte svovelforbindelser oppsamlet og deponert, og den gjenværende absorbenten kan bli resirkulert etter å ha bli tilsatt absorberingsmiddel for å erstattemengden som er fjernet på grunn av reaksjonen med svovel. The solvent used in the scrubber is preferably water or an alkaline aqueous solution, such as slurries of CaCO 3 or CaO, and solutions of ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or magnesium hydroxide, or sea water. If it is environmentally acceptable, the used absorbent can be released into the sea. If not, precipitated sulfur compounds are collected and deposited, and the remaining absorbent can be recycled after adding absorbent to replace the amount removed due to reaction with sulfur.

Denne andre utførelsesformen er også kompakt og effektiv. Ved å anordne skrubberen 24 oppstrøms for SCR enheten 21, kan det bli slipp av NH3 til atmosfæren. Denne løsningen gir meget rene arbeidsbetingelser for SCR og dannelsen av ammoniumsulfat blir således unngått. This second embodiment is also compact and efficient. By arranging the scrubber 24 upstream of the SCR unit 21, NH3 can be released into the atmosphere. This solution provides very clean working conditions for SCR and the formation of ammonium sulphate is thus avoided.

Anvendelsen av sjøvann som en solvent for SOx skrubbing kan være foretrukket om bord på et skip dersom det er tillatt å frigi det brukte solventen i sjøen. Anvendelsen av sjøvann krever imidlertid et ytterligere vasketrinn for å fjerne eventuelt salt som er til stede i gassen som forlater skrubberen. Figur 4 illustrerer et alternativ for implementering av et slikt vasketrinn i et anlegg ifølge figur 2. Figur 4 illustrerer en vannskrubber 40 anordnet på toppen av skrubberen 24. Gassen som forlater skrubberen 24 blir introdusert inn i vannskrubberen 40 gjennom en linje 41. Gassen som kommer inn i vannskrubberen blir vasket ved motstrøms strømning til vann i en kontaktseksjon 44. Vann blir introdusert gjennom en vannlinje 42. Vann som forlater kontaktseksjonen blir oppsamlet i bunnen av vannvaskeren og blir fjernet gjennom linje 43 og blir resirkulert tilbake inni vannvaskeren ved hjelp av en pumpe 45. En forhåndsbestemt mengde av vannet i linje 43 blir trukket ut gjennom en line 47 for brukt vann og blir erstattet av make up vann i en make up linje 46. Den rensede eksosgassen blir trukket ut fra kontaktseksjonen 44 i linje 33, som beskrevet med referanse til figur 2. En demister 48 er fortrinnsvis anordnet på toppen av vannvasken for å redusere eller fjerne vanndråper i gassen som forlater kontaktseksjonen før den blir trukket ut gjennom linje 33. The use of seawater as a solvent for SOx scrubbing may be preferred on board a ship if it is permitted to release the used solvent into the sea. However, the use of seawater requires an additional washing step to remove any salt present in the gas leaving the scrubber. Figure 4 illustrates an alternative for implementing such a washing step in a plant according to Figure 2. Figure 4 illustrates a water scrubber 40 arranged on top of the scrubber 24. The gas that leaves the scrubber 24 is introduced into the water scrubber 40 through a line 41. The gas that comes into the water scrubber is washed by counter current flow to water in a contact section 44. Water is introduced through a water line 42. Water leaving the contact section is collected at the bottom of the water scrubber and is removed through line 43 and is recycled back inside the water scrubber by means of a pump 45. A predetermined amount of the water in line 43 is withdrawn through a used water line 47 and is replaced by make up water in a make up line 46. The purified exhaust gas is withdrawn from the contact section 44 in line 33, as described by reference to figure 2. A demister 48 is preferably arranged on top of the water sink to reduce or remove water droplets in the gas which fo rlates the contact section before it is pulled out through line 33.

Figur 5 illustrerer en fjerde utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, Denne utførelsesformen er en ytterligere utvikling av utførelsesformen i figur 3, hvor et vasketrinn er introdusert for gassen som forlater SCR enheten 21 i en linje 50. Gassen i linje 50 blir avkjølt i en varmeveksler 51 før den blir introdusert inn i en vaskeenhet 52 hvor gassen blir skrubbet ved motstrøms strømning mot vann i en kontaktseksjon 53. Vann blir introdusert på toppen av kontaktseksjonen 53 gjennom en vannlinje 54. Vannet blir samlet i bunnen av vaskeenheten og blir trukket ut gjennom en linje 55, og resirkulert inn i linje 54 av en pumpe 56. An kjøler 57 er fortrinnsvis anordnet i linje 54 for å kjøle vannet. EN del av vannet i linje 55 blir trukket ut gjennom en avfallsvannlinje 58 og blir erstattet av vann som blir introdusert gjennom en makeup vannlijne 59. Den vaskede gassen blir trukket ut fra vaskeenheten gjennom en linje 60 og blir igjen oppvarmet i varmeveksleren 51 før den blir introdusert inn i turboekspanderen 8. En demister 61 er fortrinnsvis anordnet på toppen av vaskeenheten for å fjerne dråper fra gassen. Figure 5 illustrates a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is a further development of the embodiment in Figure 3, where a washing step is introduced for the gas leaving the SCR unit 21 in a line 50. The gas in line 50 is cooled in a heat exchanger 51 before it is introduced into a washing unit 52 where the gas is scrubbed by countercurrent flow against water in a contact section 53. Water is introduced at the top of the contact section 53 through a water line 54. The water is collected at the bottom of the washing unit and is drawn out through a line 55 , and recirculated into line 54 by a pump 56. A cooler 57 is preferably arranged in line 54 to cool the water. A portion of the water in line 55 is withdrawn through a waste water line 58 and is replaced by water introduced through a makeup water line 59. The washed gas is withdrawn from the washing unit through a line 60 and is again heated in the heat exchanger 51 before being introduced into the turboexpander 8. A demister 61 is preferably arranged on top of the washing unit to remove droplets from the gas.

Driftsbetingelsene for SCR er meget gode ettersom gassen er renset både før støv og SOx, som i utførelsesformen ifølge figur 3. Følgelig er der ingen dannelse av ammoniumsulfat. I tillegg, fjerner, eller betydelig redusrerdet ytterligere trinnet slipp av NH3til atmosfæren. The operating conditions for SCR are very good as the gas is cleaned both before dust and SOx, as in the embodiment according to figure 3. Consequently, there is no formation of ammonium sulphate. In addition, the further step removes or significantly reduces the release of NH3 to the atmosphere.

Figur 6 er en skjematisk skisse av et kombinert anlegg 100 for NOx/SOx fjerning og C02innfanging. Eksosgass trukket ut fra dieselmotoren 1 i manifoilen 6 blir filtrert i et filter 20 som ovenfor. Den filtrerte eksosgassen blir så avkjølt i en kjøler 101 for den blir introdusert i en kompressor 102 og komprimert til et trykk på 10 til 25 bar. Luft blir introdusert inn i en luftkompressor 104 gjennom et luftinnløp 103, og blir også komprimert til et trykk tilsvarende til trykket av eksosgassen. Begge kompresjoner er fortrinnsvis flertrinns prosesser med kjøling, som indikert i figuren mellom trinnene. Figure 6 is a schematic sketch of a combined plant 100 for NOx/SOx removal and C02 capture. Exhaust gas extracted from the diesel engine 1 in the manifold 6 is filtered in a filter 20 as above. The filtered exhaust gas is then cooled in a cooler 101 before it is introduced into a compressor 102 and compressed to a pressure of 10 to 25 bar. Air is introduced into an air compressor 104 through an air inlet 103, and is also compressed to a pressure corresponding to the pressure of the exhaust gas. Both compressions are preferably multi-stage processes with cooling, as indicated in the figure between the stages.

Den komprimerte luften og eksosgassen blir kombinert i linje 105 og blir introdusert inn i et forbrenningskammer 106 som en oksygeninneholdende gass for forbrenning av trykksatt diesel brennstoff som blir introdusert i forbrenningskammeret 106 gjennom en ytterligere brenselslinje 107. I forbrenningskammert 106 blir brenselet forbrent under et trykk tilsvarende til trykket i den innkommende oksygeninneholdende gassen, dvs. 10 til 25 bar, under dannelse av damp i dampspiraler 108 anordnet i forbrenningskammeret. The compressed air and exhaust gas are combined in line 105 and are introduced into a combustion chamber 106 as an oxygen-containing gas for the combustion of pressurized diesel fuel which is introduced into the combustion chamber 106 through a further fuel line 107. In the combustion chamber 106 the fuel is burned under a pressure corresponding to to the pressure of the incoming oxygen-containing gas, i.e. 10 to 25 bar, during the formation of steam in steam coils 108 arranged in the combustion chamber.

Dampen generert i dampspiralene blir trukket ut gjennom en damplinje 109 og blir ekspandert i en turbin 110 for å produsere elektrisk kraft i en generator 111. En damplinje 112 kan også være anordnet for å levere damp til andre dampforbrukende prosesser inn i anlegget for å gi energi til integrering av totalprosessen. The steam generated in the steam coils is drawn out through a steam line 109 and is expanded in a turbine 110 to produce electrical power in a generator 111. A steam line 112 may also be arranged to supply steam to other steam consuming processes into the plant to provide energy for integration of the overall process.

Etter ekspansjon i turbinen 110 blir den ekspanderte dampen kondensert i den kondenser 113 før kondensatet blir returnert til dampspiralene 108 via linje 113 og høytrykkspumpe 114. After expansion in the turbine 110, the expanded steam is condensed in the condenser 113 before the condensate is returned to the steam coils 108 via line 113 and high pressure pump 114.

Forbrenningsgassen dannet ved forbrenningen i forbrenningskammeret 106 blir trukket ut fra forbrenningskammeret og filtrert gjennom et filter 115 før den blir introdusert inn i en SCR enhet 116 for å fjerne NOx ved reaksjon med NH3introdusert gjennom en ammoniakklinje 117, som beskrevet ovenfor. Eksosgassen som forlater SCR enheten 16 blir avkjølt i en varmeveksler 118 før den blir introdusert inni en venturiskrubber 119 hvor eksosgassen blir skrubbet av en solvent for å fjerne SOx. Solventen er fortrinnsvis en av solventene som beskrevet med referanse til SCR enheten 21 ovenfor slik som kalsiumkarbonat. The combustion gas formed by the combustion in the combustion chamber 106 is withdrawn from the combustion chamber and filtered through a filter 115 before being introduced into an SCR unit 116 to remove NOx by reaction with NH3 introduced through an ammonia line 117, as described above. The exhaust gas leaving the SCR unit 16 is cooled in a heat exchanger 118 before being introduced into a venturi scrubber 119 where the exhaust gas is scrubbed by a solvent to remove SOx. The solvent is preferably one of the solvents as described with reference to the SCR unit 21 above, such as calcium carbonate.

Eksosgassen som forlater venturiskrubberen blir igjen avkjølt ved introduksjon inn i et nedre kammer 120' i en direkte kontakt varmeveksler 120 hvor gassen blir avkjølt ved direkte kontakt med vann i en kontaktseksjon. Den avkjølte gassen fra direktekontakt varmeveksleren 120 blir introdusert inn i bunnen av en absorber 121, hvor CO2blir absorbert av en væskeabsorbent ved motstrøms strømning gjennom en kontaktsone i absorberen. Den ikke-absorberte eksosgassen blir trukket ut av absorberen 121 og introdusert inn i en øvre seksjon 120" av den direktekontakt varmeveksleren 120 hvor gassen blir varmet mot sirkulerende vann. The exhaust gas leaving the venturi scrubber is again cooled by introduction into a lower chamber 120' in a direct contact heat exchanger 120 where the gas is cooled by direct contact with water in a contact section. The cooled gas from the direct contact heat exchanger 120 is introduced into the bottom of an absorber 121, where CO2 is absorbed by a liquid absorbent by countercurrent flow through a contact zone in the absorber. The unabsorbed exhaust gas is withdrawn from the absorber 121 and introduced into an upper section 120" of the direct contact heat exchanger 120 where the gas is heated against circulating water.

Vann blir sirkulert inn i direktekontakt varmeveksleren ved hjelp av en pumpe 123 som pumper vann gjennom en linje 124. Vannet i linjen 124 blir introdusert ved toppen av det øvre kammeret 120" og strømmer motstrøms for gassen som strømmer oppover inn i en kontaktsone i det øvre kammeret. Vannet fra kontaktsonen blir samlet opp ved bunnen av det øvre kammeret og overført til toppen av den nedre kammeret 120' gjennom en linje 125.1 det nedre kammeret blir gassen fra venturiskrubberen avkjølt med vann ved motstrøms strømning i en kontaktsone deri. Vannet som forlater kontaktsonen blir oppsamlet ved bunnen av det nedre kammeret og introdusert inn i pumpen 123 for å bli resirkulert. Water is circulated into the direct contact heat exchanger by means of a pump 123 which pumps water through a line 124. The water in line 124 is introduced at the top of the upper chamber 120" and flows countercurrently to the gas flowing upward into a contact zone in the upper The water from the contact zone is collected at the bottom of the upper chamber and transferred to the top of the lower chamber 120' through a line 125. In the lower chamber, the gas from the venturi scrubber is cooled by water by countercurrent flow in a contact zone therein. The water leaving the contact zone is collected at the bottom of the lower chamber and introduced into the pump 123 to be recycled.

Den CO2utarmede og delvis oppvarmede gassen blir trukket ut fra toppseksjonen 120" gjennom en linje 126 og blir oppvarmet i varmeveksleren 118 før den blir ekspandert over en turbin 127 som driver en generator 128 for å produsere elektrisitet. Den ekspanderte gassen fra turbinen 127 som har et trykk nær trykket til eksosgassen som opprinnelig forlater dieselmotoren 1, blir oppvarmet igjen i varmeveksleren 101, før at gassen blir introdusert som drivgass inn i turboekspanderen 8 og blir frigitt som renset eksosgass gjennom linje 10. The CO2-depleted and partially heated gas is withdrawn from the top section 120" through a line 126 and is heated in the heat exchanger 118 before being expanded over a turbine 127 which drives a generator 128 to produce electricity. The expanded gas from the turbine 127 which has a pressure close to the pressure of the exhaust gas initially leaving the diesel engine 1, is heated again in the heat exchanger 101, before the gas is introduced as propellant gas into the turboexpander 8 and is released as purified exhaust gas through line 10.

Absorbenten oppsamlet ved bunnen av absorberen 121 som er rik i CO2blir trukket ut fra absorberen i en linje 130 og blir flashet i et flash ka r 131, til et trykk lavere enn absorberens 121 driftstrykk, for å flashe av og redusere nivået av oksygen i absorberen og således endelig i C02-fraksjonen som blir isolert senere. Gassen som blir strippet av den rike absorbenten og som omfatter hovedsakelig oksygen og en mindre mengde H20 og CO2, blir ventilert til atmosfæren gjennom en ventilasjonslinje 132. Væskefasen fra flashkaret blir introdusert til en regeneratorkolonne 133 hvor absorbenten blir strippet ved motstrøms strømning av damp i en kontaktsone. Dampen for stripping av absorbenten blir generert i en reboiler 134 ved oppvarming av en del av strippet absorbent som blir samlet ved bunnen av regeneratorkolonnen 133. Strippet og arm absorbent blir resirkulert fra bunnen av regenereringskolonnen 133 og blir introdusert ved toppen av absorberen 121. The absorbent collected at the bottom of the absorber 121 which is rich in CO2 is withdrawn from the absorber in a line 130 and is flashed in a flash vessel 131, to a pressure lower than the operating pressure of the absorber 121, to flash off and reduce the level of oxygen in the absorber and thus finally in the C02 fraction which is isolated later. The gas stripped from the rich absorbent, comprising mainly oxygen and a minor amount of H 2 O and CO 2 , is vented to the atmosphere through a vent line 132. The liquid phase from the flash vessel is introduced to a regenerator column 133 where the absorbent is stripped by countercurrent flow of steam in a contact zone. The steam for stripping the absorbent is generated in a reboiler 134 by heating a portion of the stripped absorbent which is collected at the bottom of the regenerator column 133. The stripped and poor absorbent is recycled from the bottom of the regeneration column 133 and is introduced at the top of the absorber 121.

Absorbenten som blir benyttet i absorber / regenerator kretsen for innfanging av CO2er fortrinnsvis en vandig absorbent. Ved høyt trykk kan selv vann bli benyttet som absorbenten, men den mest foretrukne absorbenten er en vandig karbonatoppløsning. Aminer som er vanlig benyttet for innfanging av CO2kan ikke benyttes på grunn av et for høyt partialtrykk av oksygen i gassen som skal behandles, noe som fører til degradering av aminer. The absorbent that is used in the absorber / regenerator circuit for capturing CO2 is preferably an aqueous absorbent. At high pressure, even water can be used as the absorbent, but the most preferred absorbent is an aqueous carbonate solution. Amines that are commonly used for capturing CO2 cannot be used due to a too high partial pressure of oxygen in the gas to be treated, which leads to degradation of amines.

CO2som er strippet for absorbent i regenereringskolonnen blir trukket ut gjennom en linje 135, delvis kondensert i en kjøler 136 og flashet i en flashtank 137 for å fjerne vann før gassfasen fra flashtanken blir komprimert ved hjelp av en kompressor 139 drevet av en motor 140, for å gi CO2som blir trukket ut gjennom en CO2 linje 141 for ytterligere behandling og deponering. Væskefasen formet i flashtanken 137 blir returnert inn i regenereringskolonnen gjennom en linje 138. CO2 stripped of absorbent in the regeneration column is withdrawn through a line 135, partially condensed in a cooler 136 and flashed in a flash tank 137 to remove water before the gas phase from the flash tank is compressed by a compressor 139 driven by a motor 140, for to provide CO2 which is extracted through a CO2 line 141 for further treatment and disposal. The liquid phase formed in the flash tank 137 is returned into the regeneration column through a line 138.

Anlegget beskrevet med referanse til figur 6 har et brennstofforbruk som er omkring 15% høyere enn dieselmotoren alene for å gi det samme kraftuttaket. Kostnadsreduksjonen ved å tillate at motoren blir kjørt på brennstoff med høyere svovelinnhold er imidlertid omkring 15%. Fordelene er således hovedsakelig forbundet med den totale reduksjonen i forurensing av omgivelsene og eventuelle avgifter og skatter som må betales til myndighetene for utslipp av NOx, SOx og CO2. The plant described with reference to figure 6 has a fuel consumption that is about 15% higher than the diesel engine alone to give the same power output. However, the cost reduction by allowing the engine to be run on fuel with a higher sulfur content is around 15%. The benefits are thus mainly associated with the total reduction in pollution of the surroundings and any fees and taxes that must be paid to the authorities for emissions of NOx, SOx and CO2.

De ovenfor beskrevne prosessene for fjerning av SOx og NOx er introdusert mellom eksosmanifoilen og turboekspanderen. Følgelig blir SCR og skrubberen drevet ved et forhøyet trykk på typisk 3,5 til 5 bar, avhengig av karakteristikken av dieselmotoren og justeringen derav. Det høye trykket gjør det mulig å redusere størrelsen av SCR enheten og skrubberen og således de romlige krav og kostnadene derav, for gjøre rensemetoden og anlegget praktisk og økonomisk mulig å implementere om bord på et skip. The processes described above for the removal of SOx and NOx are introduced between the exhaust manifold and the turboexpander. Accordingly, the SCR and the scrubber are operated at an elevated pressure of typically 3.5 to 5 bar, depending on the characteristics of the diesel engine and its tuning. The high pressure makes it possible to reduce the size of the SCR unit and the scrubber and thus the spatial requirements and costs thereof, to make the cleaning method and the facility practically and economically possible to implement on board a ship.

Rensingen som beskrevet ovenfor resulterer i et trykkfall på eksosgassen fra manifoilen til turboekspanderen med 0,5 til 1 bar. Trykkfallet kan bli kompensert i det minste delvis, ved at turboekspanderen blir mer effektiv over tid på grunn av at partikler er fjernet fra eksosgassen. Partikler kan redusere effektiviteten til turboekspanderen over tid. Alternativt, kan motorens ventiler justeres for å gi et svakt høyere trykk i eksosgassen som forlater dieselmotoren. En slik justering kan resultere i en mindre reduksjon i effekten fra motoren. The cleaning as described above results in a pressure drop on the exhaust gas from the manifold to the turboexpander by 0.5 to 1 bar. The pressure drop can be compensated at least in part, by the turboexpander becoming more efficient over time due to particles being removed from the exhaust gas. Particles can reduce the efficiency of the turbo expander over time. Alternatively, the engine's valves can be adjusted to give a slightly higher pressure in the exhaust gas leaving the diesel engine. Such an adjustment may result in a minor reduction in the power from the engine.

Tabellene nedenfor er simuleringseksempler The tables below are simulation examples

Tabell 1 er en sammenlikning av en marinedieselmotor ifølge kjent teknikk som beskrevet med referanse til figur 1 (eksempel 1) med utførelsesformen i figur 6 under forskjellige driftsbetingelser (eksempler 2 til 4). Table 1 is a comparison of a prior art marine diesel engine as described with reference to figure 1 (example 1) with the embodiment in figure 6 under different operating conditions (examples 2 to 4).

Tabell 2 er en sammenligning av en marinedieselmotor ifølge den kjente teknikk (eksempel 5) med referanse til figur 1, mens eksemplene 6 til 8, er simuleringer av en utførelsesform ifølge figur 2. Verdiene gitt for eksemplene 6 til 8 vil, imidlertid gjelde også for utførelsesformen ifølge figur 3 som sekvensen av rensetrinnene deri er irrelevante for simuleringen. Table 2 is a comparison of a marine diesel engine according to the prior art (example 5) with reference to figure 1, while examples 6 to 8 are simulations of an embodiment according to figure 2. The values given for examples 6 to 8 will, however, also apply to the embodiment according to figure 3 as the sequence of the cleaning steps therein are irrelevant for the simulation.

Claims (3)

1. En fremgangsmåte for rensing av eksosgass fra en marinedieselmotor, omfattende en dieselmotor og en kompressor for kompresjon av luft for introduksjon inn i motoren, hvor kompressoren blir drevet av en turboekspander som blir drevet av eksosgass fra dieselmotoren, hvori eksosgassen som forlater dieselmotoren blir renset i en enhet for fjerning av NOx og en enhet for fjerning av SOx før eksosgassen blir ekspandert i turboekspanderen.1. A method of cleaning exhaust gas from a marine diesel engine, comprising a diesel engine and a compressor for compressing air for introduction into the engine, the compressor being driven by a turboexpander driven by exhaust gas from the diesel engine, wherein the exhaust gas leaving the diesel engine is cleaned in a unit for the removal of NOx and a unit for the removal of SOx before the exhaust gas is expanded in the turboexpander. 2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor partiklene blir fjernet fra eksosgassen før gassen blir introdusert til enhetene for fjerning av NOx og SOx.2. The method according to claim 1, where the particles are removed from the exhaust gas before the gas is introduced to the units for removing NOx and SOx. 3. En marinedieselinstallasjon, omfattende en dieselmotor (1) og en kompressor (4) for komprimering av luft for introduksjon inn i motoren (1), hvor kompressoren (4) blir drevet av en turboekspander (8) drevet av eksosgass fra dieselmotoren (1),karakterisert vedat installasjonen ytterligere omfatter en enhet (24) for fjerning av SOx og en enhet (21) for fjerning av NOx mellom eksosmanifoilen (6) til dieselmotoren (1) og turboekspanderen (8).3. A marine diesel installation, comprising a diesel engine (1) and a compressor (4) for compressing air for introduction into the engine (1), where the compressor (4) is driven by a turboexpander (8) driven by exhaust gas from the diesel engine (1), characterized in that the installation further comprises a unit (24) for the removal of SOx and a unit (21) for the removal of NOx between the exhaust manifold (6) of the diesel engine (1) and the turboexpander (8).
NO20083628A 2008-08-22 2008-08-22 Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines NO329851B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20083628A NO329851B1 (en) 2008-08-22 2008-08-22 Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines
PCT/EP2009/060816 WO2010020684A1 (en) 2008-08-22 2009-08-21 Method and plant for purification of exhaust from diesel engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20083628A NO329851B1 (en) 2008-08-22 2008-08-22 Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20083628L NO20083628L (en) 2010-02-23
NO329851B1 true NO329851B1 (en) 2011-01-10

Family

ID=41278625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20083628A NO329851B1 (en) 2008-08-22 2008-08-22 Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO329851B1 (en)
WO (1) WO2010020684A1 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO333145B1 (en) * 2010-10-28 2013-03-18 Sargas As Heat integration in a CO2 capture plant
WO2012066088A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 A.P. Møller - Mærsk A/S A scrubbing system
FI124749B (en) 2011-02-23 2015-01-15 Wärtsilä Finland Oy Washing system for exhaust treatment in a marine vessel and procedure for exhaust treatment in a washing system of a marine vessel
JP2012207608A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Hitachi Zosen Corp Exhaust emission control method and device
DE102013012399A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 Man Diesel & Turbo Se A method for exhaust aftertreatment on an internal combustion engine and internal combustion engine
US9387438B2 (en) 2014-02-14 2016-07-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Modular system for reduction of sulphur oxides in exhaust
JP6207020B2 (en) * 2014-04-07 2017-10-04 臼井国際産業株式会社 Exhaust gas purification system for marine diesel engines using low quality fuel containing sulfur component at high concentration
DE102014007913A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 Man Diesel & Turbo Se Exhaust after-treatment system and exhaust aftertreatment process
US11167243B2 (en) * 2017-06-12 2021-11-09 3Nine Ab Method and installation for the reduction of sulphur oxides in exhaust gas from marine diesel engines

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6301888B1 (en) * 1999-07-22 2001-10-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Low emission, diesel-cycle engine
US6951098B2 (en) * 2002-11-01 2005-10-04 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling temperature of an internal combustion engine exhaust gas aftertreatment device

Also Published As

Publication number Publication date
NO20083628L (en) 2010-02-23
WO2010020684A1 (en) 2010-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO329851B1 (en) Methods and facilities for cleaning exhaust from diesel engines
CN104358627B (en) Boat diesel engine NOx and SOx associating emission reduction device and control method
NO332159B1 (en) Process and facilities for energy efficient capture and separation of CO2 from a gas phase
CA2816412C (en) Heat integration in co2 capture
CA2890484C (en) Cycle turbine engine power system
CN103261595B (en) Use the exhaust gas purifier of the Diesel engine of the low-grade fuel below heavy oil
US20100018218A1 (en) Power plant with emissions recovery
CN204253221U (en) Boat diesel engine NOx and SOx combines emission reduction device
CN103785289B (en) Process method and the flue gas treating system of rich carbonated flue gas
CN106823754B (en) Hydrate method for continuously capturing CO in cement kiln flue gas 2 Is equipped with a system
WO2007012143A1 (en) Recovery of carbon dioxide from flue gases
JP2013533426A (en) Jet engine with carbon capture
WO2006043820A1 (en) Method for removing and recovering co2 from an exhaust gas
JP4436068B2 (en) Coal gasification plant, coal gasification method, coal gasification power plant, and expansion facility for coal gasification plant
GB2434330A (en) Removal of CO2 from flue gas
CN101482006A (en) Combined heat and power generation system used for oil field
RU2559467C2 (en) Method for decreasing of co2 emissions in combustion gaseous products and industrial plants to this end
WO2000057990A1 (en) Method for controlling the co2 content flue gas from thermal power plants and a thermal power plant using the method
CN116078138A (en) Device and process for removing carbon dioxide in flue gas by using hot potash method
Li et al. Thermodynamic simulation of CO2 capture for an IGCC power plant using the calcium looping cycle
JP2014163365A (en) Recirculated exhaust gas purification device and purifying recirculated exhaust gas purification method
CN205700083U (en) A kind of boat diesel engine tail gas desulfurization denitration combined apparatus
Aboudheir et al. Industrial design and optimization of CO2 capture, dehydration, and compression facilities
CN115875131B (en) Low-carbon gas turbine operation system
CN117771922B (en) Full flue gas carbon dioxide entrapment system

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: CO2 CAPSOL AS, NO