RU2584217C2 - Способ снижения оксидов азота и оксидов серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Способ снижения оксидов азота и оксидов серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2584217C2
RU2584217C2 RU2013147682/06A RU2013147682A RU2584217C2 RU 2584217 C2 RU2584217 C2 RU 2584217C2 RU 2013147682/06 A RU2013147682/06 A RU 2013147682/06A RU 2013147682 A RU2013147682 A RU 2013147682A RU 2584217 C2 RU2584217 C2 RU 2584217C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
ammonia
amount
exhaust
passing
Prior art date
Application number
RU2013147682/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013147682A (ru
Inventor
Иоаким Раймер ТОГЕРСЕН
Хенрик ТРОЛЛЕ
Original Assignee
Хальдор Топсеэ А/С
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 Хальдор Топсеэ А/С filed Critical Хальдор Топсеэ А/С
Publication of RU2013147682A publication Critical patent/RU2013147682A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2584217C2 publication Critical patent/RU2584217C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • 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
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0233—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/18—Exhaust 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
    • F01N3/20—Exhaust 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
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
    • 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
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/04—Sulfur or sulfur oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/18—Ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1616—NH3-slip from catalyst
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к снижению количества оксидов азота и оксидов серы, присутствующих в выхлопных газах. Способ снижения количества оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включает пропускание выхлопного газа вместе с отрегулированным количеством аммиака через каталитическую систему, содержащую один или более катализаторов, активных в отношении реакции с оксидами азота с получением азота, где в выхлоп вводят сам аммиак или аммиак образуется после введения в выхлопной газ до пропускания выхлопного газа через каталитическую систему; пропускание обработанного таким образом выхлопного газа через турбину в турбокомпрессоре; удаление триоксида серы и/или аммониевых соединений серы, присутствующих в выхлопе из турбокомпрессора, на последующей стадии обработки выхлопного газа. Выхлопной газ пропускают через каталитическую систему при температуре выше температуры конденсации аммониевых соединений серы, образованных по реакции с аммиаком в выхлопном газе. Количество аммиака в выхлопном газе регулируют таким образом, чтобы получить количество менее 2 част./млн объемных или более 10 част./млн объемных после пропускания через каталитическую систему. Техническим результатом изобретения является эффективное снижение оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

Description

Данное изобретение относится к способу снижения количества оксидов азота и оксидов серы, присутствующих в выхлопном газе из двигателей внутреннего сгорания, с помощью восстанавливающего агента, такого как аммиак и мочевина. В частности, данное изобретение направлено на удаление таких соединений из выхлопных газов двигателей, работающих на топливе, имеющем высокое содержание серы.
Выброс оксидов азота вместе с выхлопными газами при работе стационарных конструкций и моторных средств передвижения в течение долгого времени является одной из основных экологических проблем. Вредное воздействие оксидов азота (NOx) и оксидов серы (SOx) хорошо известно.
В энергетической и автомобильной промышленности, особенно в выхлопных газах из двигателей, работающих на бедных смесях, восстановление NOx до азота (N2) обычно проводят с применением аммиака или мочевины в качестве восстанавливающих агентов над подходящим катализатором в процессе так называемого селективного каталитического восстановления (СКВ).
СКВ и катализаторы для применения в процессе восстановления описаны в известном уровне техники и не нуждаются в дополнительном описании.
Раньше удалению оксидов серы из выхлопного газа двигателя уделялось меньшее внимание, очевидно, из-за того, что содержание серы в выхлопном газе ниже существующих в настоящее время требований. Большая часть двигателей внутреннего сгорания в автомобильной промышленности работает на обессеренном топливе, и содержание серы в выхлопном газе ниже существующих в настоящее время требований или выбросы с высокими содержаниями, которые соответствуют природному уровню серы в нефтяном топливе, являются приемлемыми.
В настоящее время большие двигатели внутреннего сгорания для стационарного применения и применяемые на борту морских судов работают на топливе с высоким содержанием серы.
В качестве примера можно привести, что не существует операционного технического решения для процесса селективного каталитического восстановления DeNOx (SCR DeNOx) в сочетании с двигателями внутреннего сгорания, заправляемыми тяжелым дизельным топливом (ТДП) с содержанием серы более 1%.
Такие двигатели обычно оборудованы турбокомпрессорами для улучшения эффективности двигателя.
Очистка выхлопного газа из турбонагнетаемых двигателей внутреннего сгорания является проблематичной по следующим причинам.
Аммиак, являясь обычным восстанавливающим агентом, применяемым в СКВ газов NOx, взаимодействует с оксидом серы, также присутствующим в выхлопном газе, особенно в выхлопном газе из двигателей, заправляемых ТДП. Реакционными продуктами являются сульфат аммония или бисульфат аммония, который конденсируется на катализаторе СКВ и ингибирует катализатор при контакте с аммиаком, если температура выхлопного газа меньше определенного предела.
Температура выхлопного газа обычно составляет от 330 до 500°C сразу же после выхода из двигателя. Эта температура значительно больше температуры конденсации сульфатов.
Относительно высокая температура, тем не менее, означает, что некоторые из SO2 в выхлопном газе окисляются до SO3, проходя через СКВ катализатор. Образовавшийся SO3 вместе с SO3, уже присутствующим на выходе выхлопной системы двигателя, приводит к образованию кислотного шлейфа, если их не уловить в линии оборудования для обработки выхлопного газа.
После прохождения через турбину турбокомпрессора температура выхлопа снижается до температуры ниже температуры конденсации, что вызывает указанные выше проблемы.
Таким образом, основным объектом данного изобретения является способ объединенного восстановления NOx и SOx из турбонагнетаемых двигателей внутреннего сгорания, не имеющий указанных выше проблем.
Главной характеристикой данного изобретения является применение избыточного количества аммиака в выхлопном газе по сравнению с количеством, необходимым для СКВ, чтобы улавливать SO3 в виде сульфата аммония или бисульфата аммония в линии оборудования, установленной далее, или количества аммиака для создания низкого проскока из СКВ, чтобы SO3 мог улавливаться в виде H2SO4 в мокром газоочистителе.
Следовательно, в данном изобретении представлен способ снижения количества оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включающий пропускание выхлопного газа вместе с отрегулированным количеством аммиака через каталитическую систему, содержащую один или более катализаторов, активных в отношении реакции с оксидами азота с получением азота, где в выхлоп вводят сам аммиак или аммиак образуется после введения в выхлопной газ до пропускания выхлопного газа через каталитическую систему;
пропускание обработанного таким образом выхлопного газа через турбину в турбокомпрессоре; и
удаление триоксида серы и/или аммониевых соединений серы, присутствующих в выхлопе из турбокомпрессора, на последующей стадии обработки выхлопного газа, где
выхлопной газ пропускают через каталитическую систему при температуре выше температуры конденсации аммониевых соединений серы, образованных по реакции с аммиаком в выхлопном газе, и где количество аммиака в выхлопном газе регулируют таким образом, чтобы получить количество менее 2 част./млн объемных или более 10 част./млн объемных после пропускания через каталитическую систему.
В конкретных вариантах выполнения, количество аммиака может составлять менее 0,5 част./млн объемных после пропускания через каталитическую систему.
При создании избытка аммиака по сравнению с количеством NOx, что приводит к проскоку аммиака, образовавшийся SO3 может улавливаться в виде бисульфата аммония (БСА) или сульфата аммония (СА). БСА и СА являются водорастворимыми соединениями и могут быть легко удалены очисткой водой в газоочистителе. БСА и СА также могут быть удалены с помощью оборудования для продувки сажи.
Газоочиститель оптимизирован для улавливания SO3. В таком альтернативном рабочем режиме проскок аммиака поддерживают на минимальном уровне для минимизации загрязнения установленного далее оборудования.
Если проскок аммиака из СКВ держится выше 10 част./млн объемных, бисульфат аммония и сульфат аммония конденсируются в паровом утилизаторе тепла отработавших газов либо на теплопередающих поверхностях, либо в виде твердых частиц в газовой фазе. Отложения, образовавшиеся на поверхностях в установленном далее оборудовании, могут быть удалены очисткой водой и/или в ходе продувки сажи, а частицы удаляют в установленном далее газоочистителе SOx.
В качестве альтернативы, проскок аммиака поддерживают низким (<2 част./млн), что означает, что загрязнение установленного далее оборудования бисульфатом аммония и сульфатом аммония минимизировано. Затем SO3 может быть удален в газоочистителе SOx, который оптимизирован для удаления SO3.
Аммиак для применения в соответствии с данным изобретением может подаваться в виде газообразного аммиака или посредством раствора мочевины, который разлагается до аммиака после впрыска в выхлопной газ.
Способ в соответствии с данным изобретением особенно подходит для двухтактных двигателей. Такие двигатели обычно применяют на борту морских судов, и их заправляют серосодержащим тяжелым дизельным топливом.
Пример
Двухтактный двигатель на морском судне выпускает 1500 част./млн (объемных) NOx, 750 част./млн (объемных) SO2 и 15 част./млн (объемных) SO3 на выходе из двигателя. Температура выхлопного газа двигателя на входе в устройство СКВ составляет от 330 до 500°C при избыточном давлении между 2 и 4 бар (бар изб.). После находящейся под давлением системы СКВ (до турбокомпрессора) уровень NOx снижается до 300 част./млн, но образуется дополнительно 30 част./млн SO3. Проскок аммиака после устройства СКВ доводят до более 20 част./млн, что вызывает образование и конденсацию бисульфата аммония и сульфата аммония в паровом утилизаторе тепла отработавших газов (он находится после турбокомпрессора) либо на теплопередающих поверхностях, либо в виде твердых частиц в газовой фазе. Отложения, образованные на поверхностях, могут быть удалены путем периодической очистки утилизатора водой, а частицы удаляют в установленном далее газоочистителе SOx. В альтернативном случае проскок аммиака поддерживают низким (<2 част./млн), что означает, что загрязнение установленного далее оборудования бисульфатом аммония и сульфатом аммония минимизируется. Затем SO3 может быть удален в газоочистителе SOx, который оптимизирован для удаления SO3.

Claims (7)

1. Способ снижения количества оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, включающий пропускание выхлопного газа вместе с отрегулированным количеством аммиака через каталитическую систему, содержащую один или более катализаторов, активных в отношении реакции с оксидами азота с получением азота, где в выхлоп вводят сам аммиак или аммиак образуется после введения в выхлопной газ до пропускания выхлопного газа через каталитическую систему;
пропускание обработанного таким образом выхлопного газа через турбину в турбокомпрессоре; и
удаление триоксида серы и/или аммониевых соединений серы, присутствующих в выхлопе из турбокомпрессора, на последующей стадии обработки выхлопного газа, где
выхлопной газ пропускают через каталитическую систему при температуре выше температуры конденсации аммониевых соединений серы, образованных по реакции с аммиаком в выхлопном газе, и где количество аммиака в выхлопном газе регулируют таким образом, чтобы получить количество менее 2 част./млн объемных или более 10 част./млн объемных после пропускания через каталитическую систему.
2. Способ по п. 1, в котором количество аммиака в выхлопном газе регулируют таким образом, чтобы получить количество менее 0,5 част./млн объемных после пропускания через каталитическую систему.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором двигателем внутреннего сгорания является двухтактный двигатель.
4. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором последующая стадия обработки выхлопного газа включает промывание или газоочистку водой.
5. Способ по п. 4, в котором стадию обработки выхлопного газа проводят в паровом утилизаторе тепла отработавших газов и/или мокром газоочистителе.
6. Способ по п. 5, в котором паровой утилизатор тепла отработавших газов периодически промывают водой или очищают продувкой сажи.
7. Применение способа по одному из пп. 1-6 для снижения оксидов азота и серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, установленного на борту морского судна.
RU2013147682/06A 2011-03-28 2012-03-06 Способ снижения оксидов азота и оксидов серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания RU2584217C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201100223 2011-03-28
DKPA201100223 2011-03-28
PCT/EP2012/000994 WO2012130375A1 (en) 2011-03-28 2012-03-06 Process for the reduction of nitrogen oxides and sulphur oxides in the exhaust gas from internal combustion engine.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013147682A RU2013147682A (ru) 2015-05-10
RU2584217C2 true RU2584217C2 (ru) 2016-05-20

Family

ID=45852508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147682/06A RU2584217C2 (ru) 2011-03-28 2012-03-06 Способ снижения оксидов азота и оксидов серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9068489B2 (ru)
EP (1) EP2691617B1 (ru)
JP (1) JP6207498B2 (ru)
KR (1) KR101910880B1 (ru)
CN (1) CN103688033B (ru)
BR (1) BR112013025023A2 (ru)
CA (1) CA2830295C (ru)
CL (1) CL2013002791A1 (ru)
ES (1) ES2545871T3 (ru)
MX (1) MX343739B (ru)
PL (1) PL2691617T3 (ru)
RU (1) RU2584217C2 (ru)
WO (1) WO2012130375A1 (ru)
ZA (1) ZA201306716B (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013012399A1 (de) * 2013-07-26 2015-01-29 Man Diesel & Turbo Se Verfahren zur Abgasnachbehandlung an einer Brennkraftmaschine und Brennkraftkraftmaschine
US9387438B2 (en) 2014-02-14 2016-07-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Modular system for reduction of sulphur oxides in exhaust
DE102014005153B4 (de) * 2014-04-08 2023-12-14 Andreas Döring Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
DE102014005244A1 (de) * 2014-04-08 2015-10-08 Man Diesel & Turbo Se Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
DE102014007913A1 (de) 2014-05-27 2015-12-03 Man Diesel & Turbo Se Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Abgasnachbehandlung
KR102301917B1 (ko) * 2015-04-21 2021-09-14 두산인프라코어 주식회사 환원제 공급 제어 시스템을 포함한 동력 장치 및 환원제 공급 제어 방법
US20180062649A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 Ford Global Technologies, Llc Capacitive input pad
EP3315739B1 (en) * 2016-10-28 2019-02-13 Yara Marine Technologies AS System and method to determine a flow rate of a washing liquid of an exhaust gas scrubber cleaning system of a marine vessel
CN109563753B (zh) * 2017-06-12 2022-02-15 三九股份公司 用于减少来自船用柴油发动机废气中硫氧化物的方法和装置
US10309278B2 (en) * 2017-10-03 2019-06-04 GM Global Technology Operations LLC Method for desulfurization of selective catalytic reduction devices
KR102130491B1 (ko) * 2019-03-13 2020-07-14 주식회사 냄새뚝 선박 배기가스 정화장치 및 방법
KR102175005B1 (ko) * 2019-06-10 2020-11-05 주식회사 냄새뚝 선박 배기가스 정화장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141959A (en) * 1976-11-19 1979-02-27 Hitachi, Ltd. And Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Process for removing nitrogen oxides from combustion flue gas
US4847054A (en) * 1986-12-06 1989-07-11 Metallgesellschaft Ag Process for catalytically reducing NO contained in a gas
US6941742B1 (en) * 1997-11-10 2005-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for reducing the number of particles in an exhaust gas

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05285343A (ja) * 1992-04-10 1993-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱硝装置
JP3339734B2 (ja) * 1993-10-15 2002-10-28 川崎重工業株式会社 排ガス浄化装置
JPH0810564A (ja) * 1994-07-05 1996-01-16 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 排ガスの脱硫脱硝同時連続処理方法及び装置
JP3890458B2 (ja) * 1999-01-27 2007-03-07 日立造船株式会社 二酸化硫黄製造における三酸化硫黄吸収除去方法
US7575931B2 (en) * 2002-06-19 2009-08-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for reducing a nitrogen oxide, and control thereof
JP4019867B2 (ja) * 2002-09-10 2007-12-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7464543B2 (en) * 2004-05-25 2008-12-16 Cameron International Corporation Two-stroke lean burn gas engine with a silencer/catalytic converter
DE202005001257U1 (de) * 2004-09-17 2005-04-07 Arvinmeritor Emissions Tech Abgasanlage eines Kfzs mit Dieselmotor
DE602004016229D1 (de) * 2004-10-11 2008-10-09 Volvo Lastvagnar Ab System und verfahren zur verringerung von stickoxiden aus durch verbrennungsmotoren mit magerer verbrennung erzeugten abgasen
JP2007255886A (ja) * 2007-04-16 2007-10-04 Asahi Kasei Engineering Kk 無機塩を含有する有機物質を成分とした廃液の焼却処理方法
JP2010084695A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Diesel United:Kk 排ガス浄化装置
US20100229539A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 Caterpillar Inc. Hydrocarbon scr aftertreatment system
JP5044601B2 (ja) * 2009-04-02 2012-10-10 エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド 排気ガススクラバーを備える大型２サイクルディーゼルエンジン
JP4853570B2 (ja) * 2009-12-14 2012-01-11 トヨタ自動車株式会社 還元剤供給装置の診断装置
US8347611B2 (en) * 2009-12-23 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for emission system control
US8839611B2 (en) * 2010-05-05 2014-09-23 Cummins Power Generation Ip, Inc Exhaust injection muffler
SE535773C2 (sv) * 2010-08-13 2012-12-11 Scania Cv Ab Arrangemang för att spruta in ett reduktionsmedel i en avgasledning hos en förbränningsmotor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4141959A (en) * 1976-11-19 1979-02-27 Hitachi, Ltd. And Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Process for removing nitrogen oxides from combustion flue gas
US4847054A (en) * 1986-12-06 1989-07-11 Metallgesellschaft Ag Process for catalytically reducing NO contained in a gas
US6941742B1 (en) * 1997-11-10 2005-09-13 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for reducing the number of particles in an exhaust gas

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140009457A (ko) 2014-01-22
RU2013147682A (ru) 2015-05-10
BR112013025023A2 (pt) 2017-01-10
CL2013002791A1 (es) 2014-02-07
US20140000240A1 (en) 2014-01-02
CA2830295A1 (en) 2012-10-04
US9068489B2 (en) 2015-06-30
ES2545871T3 (es) 2015-09-16
EP2691617A1 (en) 2014-02-05
KR101910880B1 (ko) 2018-10-23
CN103688033B (zh) 2016-01-20
ZA201306716B (en) 2016-08-31
WO2012130375A1 (en) 2012-10-04
JP6207498B2 (ja) 2017-10-04
MX2013010700A (es) 2013-10-01
EP2691617B1 (en) 2015-06-24
MX343739B (es) 2016-11-22
CA2830295C (en) 2017-08-01
CN103688033A (zh) 2014-03-26
PL2691617T3 (pl) 2015-11-30
JP2014513231A (ja) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2584217C2 (ru) Способ снижения оксидов азота и оксидов серы в выхлопном газе из двигателя внутреннего сгорания
Guo et al. A short review of treatment methods of marine diesel engine exhaust gases
JP6246385B2 (ja) 排ガス後処理システム及び排ガス後処理方法
KR101630074B1 (ko) 선박용 배기가스 탈황장치
US9308496B2 (en) System and method for controlling and reducing NOx emissions
JP2014513231A5 (ru)
CN104437084A (zh) 一种船舶内燃机尾气脱硫脱硝方法
Latha et al. A review on scr system for nox reduction in diesel engine
CN109395575A (zh) 一种船舶尾气脱硫脱硝一体化处理方法及装置
KR20160084527A (ko) 질소산화물과 황산화물을 저감하는 선박의 배기가스 처리 장치
CN117722267B (zh) 一种船舶尾气处理装置
JP2011032952A (ja) 船舶用排気ガス浄化装置、および排気ガス浄化方法
Pham et al. Solution to reduce air environmental pollution from ships
KR20100108802A (ko) 선박용 배기가스 처리장치
US20190390586A1 (en) Method for optimizing the consumption of reducing agent in a motor vehicle exhaust line
CN204412068U (zh) 一种船舶内燃机尾气脱硫脱硝装置
Myśków et al. Marine engine exhaust gas emission aftertreatment system concept
KR102350269B1 (ko) Sncr 기반 선박용 플라즈마 질소산화물 제어 방법 및 장치
KR20140102794A (ko) Lng 가스 터빈 복합화력 발전소의 배기가스 중 질소산화물을 처리하는 방법
Parks et al. Near-zero NOx control for diesel aftertreatment
JPH04247218A (ja) 排気ガス処理方法および装置
KR102388063B1 (ko) 소형선박용 배기가스 유해물질 저감장치
Zhou et al. Study on removing SO2 and NOx simultaneously in ships emissions by wet scrubbing based on natrium-alkali method
KR102164367B1 (ko) 촉매 재생시 에너지 절감을 위한 scr 시스템
KR101097559B1 (ko) 희박-연소 엔진의 질소산화물 저감용 암모니아 ｓｃｒ 촉매 및 이를 포함하는 질소산화물 저감 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180731