WO2019072543A1

WO2019072543A1 - Abscheidesystem einer rauchgasentschwefelungsanlage eines schiffes

Info

Publication number: WO2019072543A1
Application number: PCT/EP2018/075915
Authority: WO
Inventors: Detlef Weber
Original assignee: Detlef Weber
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2019-04-18
Also published as: JP2020536726A; EP3694624A1; DE202017106122U1; KR20200062195A; CN111246925A

Abstract

Bei dem Abscheidesystem einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines Schiffes zur Abscheidung von Tropfen (11) aus einem Rauchgas, das –bevorzugt mit einer vertikal nach oben gerichteten Strömungskomponente –in einer Strömungsrichtung (R) strömt und durch die Austrittsöffnung eines Schornsteins austritt, mit mindestens einer in einer Längsrichtung (L) langgestreckten Lamelle (1), deren Längsrichtung (L) quer oder schräg zur Strömungsrichtung (R) ausgerichtet ist, umfasst die Lamelle (1) mindestens eine Kammer (2) mit einer sich in der Längsrichtung (L) erstreckenden Öffnung (2a), wobei jeweils die Öffnung (2a) auf einer der Strömungsrichtung (R) zugewandten Seite der Lamelle (1) angeordnet ist.

Description

Abscheidesystem einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines Schiffes

Die Erfindung betrifft ein Abscheidesystem einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines Schiffes. Dieses Abscheidesystem soll einerseits dafür sorgen, dass mit diesem ausgerüstete Schiffe den Erfordernissen der neuen Emissionsvorschriften auf See gerecht werden. Andererseits soll dieses Abscheidesystem das bekannte Problem des Schornsteinregens (starker Tropfenauswurf aus einem Nasskamin) überwinden. Darüber hinaus soll dieses Abscheidesystem unter Berücksichtigung der betrieblichen Erfahrung der letzten Jahrzehnte die Verschmutzung der dem Tropfenabscheider (in Rauchgasstromrichtung) folgenden Komponenten reduzieren, möglichst minimieren.

Rauchgase aus dieselbefeuerten Schiffsmaschinen werden vorwiegend nach dem Nasswaschverfahren für den Austritt aus einem Schornstein entschwefelt. Hierzu wird das schwefelhaltige Rauchgas durch einen Behälter geleitet, der sich in Rauchgasstromrichtung vor dem Schornstein befindet. In diesem Behälter wird das schwefelhaltige Rauchgas mit Seewasser (Suspensionslösung) besprüht und das im Rauchgas befindliche S0₂ in den Sprühtropfen dieser Suspensionslösung gebunden. Während sich insbesondere die größeren Sprühtropfen aufgrund der Schwerkraft in einem unterhalb des Einlasses angeordneten Sumpf zu Abwasser sammeln, welches in weiteren Verfahrensschritten gereinigt werden kann, wer- den kleinere dieser Sprühtropfen durch den Gasstrom mitgeführt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Menge an mitgeführter Tropfen zu reduzieren.

Da die neuen gültigen oder geplanten Emissionsvorschriften eine erhebliche Re- duzierung auch der Feststoffanteile im Rauchgas, mit anderen Worten eine Feinstaubreduzierung vorsehen, ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Abscheideeffektivität zu verbessern.

Stand der Technik

Moderne Abscheidesysteme für die Rauchgasentschwefelung werden heute im oberen Bereich (auch „Wäschekopf" genannt) eines Behälters, an den sich in Rauchgasstromrichtung Rauchgaskanäle oder ein Schornstein anschließen, installiert. Diese Abscheidesysteme werden regelmäßig mit einem vertikal nach oben strömenden Rauchgas beaufschlagt. Es hat sich gezeigt, dass diese Anordnung sowohl aus Kosten-, als auch aus Betriebsgründen die zu bevorzugende Konfiguration ist.

Das Abscheidesystem trennt dabei die Tropfen und gegebenenfalls auch trockene Feststoffanteile vom Rauchgasstrom, in dem es Letzteren im Abscheidesystem mithilfe von Strömungswiderständen mehrfach umlenkt. Dabei werden die Tropfen und die trockenen Feststoffe Zentrifugalkräften ausgesetzt. Sie können dem Rauchgas in seinem Weg nicht folgen, sondern prallen auf die Strömungswiderstände, die die Umlenkung des Rauchgasstroms verursachen und auch als„Prallkörper" bezeichnet werden. Die Tropfen werden dadurch auf diesen Prallkörpern abgeschieden und damit aus dem Rauchgasstrom entfernt. Aufgrund der Schwerkraft fallen die Tropfen und gegebenenfalls auch die Feststoffanteile in den Behälter hinab und gelangen hierdurch wieder in den Gasstrom oder in den Sumpf. Im Stand der Technik umfassen die Abscheidesysteme regelmäßig Pakete aus plattenartigen und gebogenen Umlenkkörpern. Diese regelmäßig starr aufgehängten Umlenkkörper sind meist so konfiguriert, dass Kanäle gebildet werden, durch die das Rauchgas strömt. Das Ziel dieser Konfiguration ist, einerseits eine starke Umlenkung des Rauchgases zu verursachen und andererseits eine„Ver- Sperrung" des Rauchgaswegs durch Strömungswiderstände zu minimieren. Die Prallkörper bzw. Umlenkkörper werden allgemein auch„Lamellen" genannt, die Prallkörper entsprechen„Lamellenabscheider" oder auch nur„Lamellen". Die gängigen Lamellen der verschiedenen Hersteller unterscheiden sich in der Geo- metrie, der Lamellenabstände, der Umlenkung sowie der Bauform („Dach", „flach" oder„horizontal" angeströmt).

Es ist eine Erfahrung aus konventionellen Kraftwerken, dass ein sogenannter Schornsteinregen entstehen kann, wenn die Rauchgase nach der Rauchgasent- schwefelungsanlage (REA) in den Schornstein geleitet werden. Dieser Schornsteinregen besteht aus großen Tropfen mit erheblichen Feststoffgehalten (Asche) und ist sauer (leichter Säuregehalt). Er ist einerseits eine Folge der Kondensation von Tropfen aus dem saturierten Rauchgas, das sich auf dem Weg durch den Schornstein abkühlt und die sich an den Schornsteinwänden niederschlagen. Dort werden sie vom Rauchgasstrom abgerissen und aus dem Schornstein ausgetragen.

Um dies zu vermeiden ist es in Kraftwerken bekannt, eine Wiederaufheizung einzusetzen. Diese erhitzt das Rauchgas und verdampft dadurch im Rauchgas be- findliche Resttropfen und vermeidet Kondensationen des saturierten Gases.

Andererseits entsteht der Schornsteinregen auch durch einen Durchriss aus dem Abscheidesystem. Durchrisse bedeutet, das Tropfen das Abscheidesystem ab- strömseitig verlassen, entweder, weil das Abscheidesystem nicht funktioniert (Verschmutzung, falsche Konfiguration oder überhöhte Rauchgasgeschwindigkeit), oder weil beim Waschen von Lamellen Durchriss von Waschtropfen entsteht und durch das Abscheidesystem durchbricht.

Im Falle dieselbefeuerter Schiffsmaschinen sind die Tropfen des Schornsteinre- gens einerseits eher sauer, da sich Schwefelsäure in ihnen befindet, andererseits haben diese Tropfen einen hohen Feststoffgehalt. Die Schwefelsäure stammt aus dem Verbrennungsprozess in der Dieselmaschine. Schwefelhaltiger Diesel wurde verbrannt und entsprechend ist der Gehalt an S0₂ und etwas S0₃ im Rauchgas relativ hoch. Die Flüssigkeit ist eine verdünnte Schwefelsäure und entsprechend hoch aggressiv und korrosiv. Der Feststoff wird, da beim Waschen die angesam- melten Feststoffe in die Flüssigkeit gelangen und dann mehrheitlich ablaufen, zu einem kleinen Teil aber auch mitgerissen werden. So führen diese Tropfen, die dann aus dem Schornstein fliegen und in die Umgebung gelangen, einerseits zu deutlich sichtbaren Verunreinigung an den Schiffswänden und -Oberflächen. An- dererseits sind die Tropfen so sauer und aggressiv, dass sie die Farbe und dann auch den Stahl des Schiffes zersetzen und korrodieren. Beide Effekte sind negativ für das Schiff. Verschmutzungen wirken insbesondere auf Schiffen mit Passagierverkehr sehr negativ und störend . Schlimmer noch, die zersetzende und korrodierende Wirkung von verdünnter Schwefelsäure ist auf Schiffen gefürchtet.

Saurer Schornsteinregen ist deshalb negativ und gefährlich für das Schiff.

Es konnte in Versuchen gezeigt werden, dass die Stärke des Schornsteinregens weitgehend von den Waschzyklen der Lamellen und zwar insbesondere vom Wa- sehen der in Richtung der Rauchgasströmung letzten Lamellen abhängt. Es konnte festgestellt werden, dass ein Abschalten dieses Waschsystems dazu führte, dass der vorher kräftige Schornsteinregen auf ein kaum wahrnehmbares Maß zurückging . Diese Feststellung steht auch in Übereinstimmung mit den Messungen des Durchrisses hinter den Lamellen. Es wurde festgestellt, dass während des Waschens der in Rauchgasströmungsrichtung letzten Lamellen das bis zu 100-fache der Flüssigkeitsmenge durchriss, im Vergleich zu einem Betrieb ohne Waschung. Insbesondere wurde auch festgestellt, dass die Größe der Tropfen während des Waschens erheblich zunahmen. Es wurden besonders große Tropfen mitgerissen.

Die Auswirkung auf den Schornsteinregen kann also sowohl durch das Reinigen des Flüssigkeitsvolumens, als auch durch die Größe der Tropfen erklärt werden. Kleine Tropfen, die entweder durch das Abscheidesystem im Normalbetrieb (ohne Waschen) durchreißen oder kleine Tropfen (die durch Kondensation im Schornstein entstehen) fallen nicht als Schornsteinregen auf, weil sie normalerweise verdunsten, bevor sie den Boden erreichen. Große Tropfen dagegen, die entweder durch das Waschen der Lamellen entstanden sind oder durch Kondensation am Schornstein, sind groß genug, um den Boden zu erreichen. Sie regnen auf die Flächen unter oder hinter dem Schornstein ab, führen dort durch den Säuregehalt zu Korrosion und durch die gebundenen Feststoffe zu Verschmutzung .

Darüber hinaus fallen die Tropfen beim Waschen wegen ihrer Menge auf und werden deswegen wahrgenommen. Einzelne Tropfen werden ignoriert und nicht wahrgenommen. Große Tropfenmengen fallen allerdings auf.

Analyse der Betriebssituation

Die Verbindung zwischen dem Vorgang des Waschens der Lamellen und dem Auftreten des Schornsteinregens wurde lange Zeit nicht erkannt. Das Auftreten des Schornsteinregens wurde einer„schlechten" Abscheidung zugeschrieben und als solche bekämpft. Vielfach war tatsächlich eine„schlechte" Abscheidung teilweise Ursache für das Auftreten des Schornsteinregens. Denn Tropfenabscheidesysteme sind teilweise so schlecht ausgeführt bzw. werden so ungünstig betrie- ben, dass sie nur partiell funktionieren und erhebliche Emissionen verursachen.

Eine wichtige Ursache für die schlechte Abscheideleistung ist die häufig auftretende Verschmutzung der Lamellen. Diese Verschmutzung entsteht insbesondere durch eine schlechte Verbrennung der Dieselöle in den Maschinen. Es werden ölige Bestandteile nicht verbrannt und als ölhaltiger Ruß oder Öltröpfen mit dem Rauchgas mitgeführt. Sie können sich dann auf den Lamellenflächen niederschlagen und diese verölen.

Eine verölte Lamelle funktioniert jedoch nur noch sehr eingeschränkt. Das Öl verhindert den Aufbau eines Wasserfilms auf der Lamellenoberfläche. Dieser Wasserfilm ist jedoch sehr wichtig, da er die anfliegenden Tropfen aufnimmt und bindet. Trifft der abzuscheidende Tropfen dagegen auf eine verölte Oberfläche, dann zerplatzt er und wird zurück in den Rauchgasstrom geworfen, anstatt sich im Wasserfilm bzw. auf der Oberfläche der Lamelle abzuscheiden. Es entsteht sogenannter sekundärer Sprüh. Die gerade abgeschiedenen Tropfen werden also wieder in das Rauchgas zurückgeworfen und fliegen weiter.

Eine ölige Verschmutzung führt also dazu, dass die entsprechende Lamelle nicht mehr richtig funktioniert. Die Tropfen werden verteilt aber nicht abgeschieden. Ein wichtiger Aspekt ist auch, dass der Platz, der auf vielen Schiffen für den Einbau einer REA zur Verfügung steht, nur sehr begrenzt ist. Auf einem Schiff ist alles sehr gedrängt - aller Raum ist für Ladung bzw. Passagiere reserviert und die notwendigen Funktionen sind auf einem Minimum von Platz realisiert.

Aufgabenstellung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Abscheidesystem bereitzustellen, das möglichst wenig das Aufschlagen der Tropfen auf Flächen zur Bewirkung der Abschei- dung verwendet. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Abscheidesystem bereitzustellen, bei dem andererseits die Lamellen regelmäßig auch im Betrieb gezogen und gereinigt werden können. Zudem soll die Konfiguration des Abscheidesystems vorzugsweise so sein, dass nur ein Minimum an Platz verbraucht wird und das die Menge an Schornsteinregen reduziert und möglichst auf ein unvermeidliches Maß minimiert wird.

Ein Abscheider, dessen Effekt auf dem Aufschlag der Tropfen beruht - ein Prallkörper bzw. eine Lamelle - wird bei den gegebenen Umgebungsbedingungen auch schnell ölige Bestandteile auf der Oberfläche ansammeln, die dann den Aufbau eines heranfliegende Tropfen absorbierenden Wasserfilms verhindern. Dadurch wird die Abscheidefunktion erheblich beeinträchtigt. Das Grundprinzip des Pralltropfenabscheiders ist (wie bereits erwähnt), dass sich Wasserfilme auf den Prallflächen bilden, die dafür sorgen, dass die Tropfen beim Aufprallen nicht zerstäuben und als verkleinerter Sprüh weiterfliegen, sondern dass die Flüssigkeitsmenge der Tropfen vom Wasserfilm absorbiert und gebunden wird - mög- liehst ohne das sekundärer Sprüh entsteht. Ein verölter Abscheider kann diesen Wasserfilm nicht ausbilden, er funktioniert deswegen nicht. Es muss also eine alternative Lösung gefunden werden, die den Wasserfilm nicht mehr notwendig macht. Wenn dann die aufprallenden Tropfen sprühen, dann muss dies in einem vorzugsweisen druckreduzierten oder gar drucklosen Raum geschehen, damit die Sekundärtropfen nicht wieder in den Gasstrom zurück eingetragen werden.

Diese Prallkörper bzw. Lamellen sollen vorzugsweise einfach und idealerweise auch im Betrieb zu ziehen sein, damit sie getauscht und/oder gereinigt werden können. Durch diese Reinigung kann die VerÖlung reduziert und vorzugsweise auch etwa auf einem Minimalwert gehalten werden. Daher kann dann auch der für die Abscheidung negative Einfluss der VerÖlung reduziert und idealerweise auf ein Minimum reduziert werden.

Der Austausch der Lamellen sollte vorzugsweise während des Betriebs erfolgen können, um Standzeiten des Dieselantriebs vermeiden zu können. Die Reinigung der Lamellen kann dann offline erfolgen. Dabei ist das Abscheidesystem vorzugsweise so auszugestalten, dass dieser Austausch ohne Gefahr für das Personal während des Betriebs durchgeführt werden kann. Auch ist es eine Aufgabe der Erfindung, die REA möglichst klein zu halten. Klein heißt in diesem Falle, dass die Höhe der Gesamtanlage minimiert wird . Die Bauhöhe von Schiffen ist begrenzt, und der Schornstein kann nicht beliebig hoch aus dem Schiff herausragen. Es ist also die für das Abscheidesystem notwendige Bauhöhe möglichst klein zu halten, bevorzugt zu minimieren.

Schließlich soll das Problem des Schornsteinregens minimiert werden. Die Entstehung von Tropfen aus verdünnter Schwefelsäure, die zu Schornsteinregen führen können, ist - wie bereits erläutert - die Folge des Einbaus einer REA. Der Schornsteinregen hat im Wesentlichen die folgenden, drei Ursachen :

1. Fehlfunktionen der Lamellen

Wenn eine Lamelle nicht mehr richtig funktioniert, wird zunehmend mehr Flüssigkeit in den Schornstein getragen und ausgeworfen . Eine schlechte oder eine verölte Lamelle sind also eine Quelle des Schornsteinregens.

2. Waschen der Lamellen

Eine Lamelle muss regelmäßig gewaschen werden, um Feinasche oder andere Feststoffe zu entfernen, die einerseits das Abscheidesystem über die Zeit verstopfen und andererseits Beläge auf den Lamellen bilden, die die Abscheidung zunehmend verschlechtern. Das Waschen führt allerdings im Nebeneffekt zu einem kurzzeitigen erheblichen Auswurf an Flüssigkeit in Form des Schornsteinregens.

3. Kondensatbildungen Das Reingas, welches nach Durchlaufen der REA entsteht, ist bekanntermaßen ein saturiertes Gas mit hoher Temperatur von beispielsweise 50° C bis 65° C. Auch in einem im Vergleich zu Kraftwerken sehr kurzen Schiffsschornstein kommt es an den Schornsteinwänden zu Kondensatbildungen, weil die Schorn- steinwand regelmäßig 20° C bis 50° C kälter als das Rauchgas ist. Das Kondensat wird - wenn sich eine ausreichende Menge hiervon gebildet hat - von dem Reingas abgerissen und in Form von Schornsteinregen aus dem Schornstein ausgeworfen. Diese drei Entstehungsarten führen zu schwefelsäurehaltigen Schornsteinregen, der entsprechend korrosiv ist. Das erfindungsgemäße Abscheidesystem soll vorzugsweise alle drei Entstehungsarten reduzieren, möglichst minimieren.

Erfindungsgemäße Lösung

Zumindest teilweise werden die vorgenannten Aufgaben durch das erfindungsgemäße Abscheidesystem gelöst. Dadurch, dass das erfindungsgemäße Abscheidesystem mindestens eine in einer Längsrichtung langgestreckte Lamelle, deren Längsrichtung quer oder schräg zur Strömungsrichtung des Rauchgases ausgerichtet ist, aufweist, die eine Kammer mit einer sich in der Längsrichtung erstre- ckenden Öffnung umfasst, wobei die Öffnung auf einer der Strömungsrichtung zugewandten Seite der Lamelle angeordnet ist, wird zumindest ein Teil der vom Gasstrom mitgerissenen Tropfen und Sprühtropfen direkt in diese Kammer geleitet. In der Kammer prallen diese Tropfen auf die Kammerwände, was aber nicht - im Unterschied zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Lamelle - zu einer Ausbildung von sekundären Sprüh führt, der vom Gasstrom mitgerissen werden kann, da innerhalb der Kammer kein Gasstrom fließt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lamelle wird mit anderen Worten das Aufprallen aus dem Gasweg herausgenommen, um die Bildung und den Abtransport des sekundären Sprühs zu verhindern.

Um die Abscheideleistung mit dem Ziel der Vermeidung oder zumindest Reduzierung von Schornsteinregen weiter zu erhöhen, weist eine bevorzugte Ausführungsform des Abscheidesystems ein oder eine Mehrzahl von Modulen auf, wobei jedes Modul mindestens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Lamellen umfasst. Besonders bevorzugt ist es im Sinne einer möglichst hohen Abscheideleistung dann, dass das oder die Module derart ausgebildet und angeordnet sind, dass es bzw. sie jeweils eine Anströmfläche definieren, die der Strömungsrichtung zugewandt ist. Der Gasstrom ist mit anderen Worten vorzugsweise auf die Anström- fläche gerichtet.

Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abscheidesystems, bei welcher das oder die Module derart angeordnet sind, dass die Anströmfläche quer oder schräg zur Strömungsrichtung verläuft.

Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abscheidesystems ist die mindestens eine Lamelle im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in einem Behälter der REA eingebaut, durch welchen das Rauchgas vor einem Austritt in Rauchgaskanäle oder in einen Schornstein strömt, sondern in den Schornstein. Dadurch wird einerseits die Bauhöhe des Behälters wesentlich verkürzt, beispielsweise um 1.000 bis 2.000 mm, was dem Wunsch entgegen kommt, den Raumbedarf der REA zu reduzieren, möglichst zu minimieren. Der Einbau in den Schornstein führt auch dazu, dass ein Austausch der Lamellen im Betrieb möglich wird . Denn es ist bei einem Lamellenaustausch nicht völlig zu vermeiden, dass es zu Leckagen kommen und Rauchgas ausströmen kann. Dies ist für Personal insbesondere dann, wenn die Arbeiten in einem geschlossenen Raum, in dem sich der Behälter befindet, durchgeführt werden müssen, ein erhebliches Problem. Durch eine Verlagerung in den Schornstein ist jedoch der Bereich, in dem für einen Austausch der Lamellen gearbeitet werden muss, in den offenen Bereich verlagert und die Arbeiten finden im freien meist unter Windeinwirkung statt. Windeinwirkung heißt, dass durch den auf das Schiff wirkenden scheinbaren Wind (Vektoraddition von wahrem Wind und Fahrtwind) eventuell austretendes Rauchgas sofort abtransportiert wird und es somit keine oder zumindest eine erheblich geringere Gefahr für das Personal darstellt. Da somit die Lamellen öfter ausgetauscht werden können, reduziert sich das Restproblem der Verölung und der Verschmutzung. Es können in kürzeren Zeitabständen die Lamellen entfernt und gegen Reservelamellen (neu und/oder gereinigt) ausgetauscht werden. Dann können die entfernten Lamellen beispielsweise mechanisch und/oder chemisch mit Reinigungsmitteln gereinigt werden. Aufgrund dieses „Offline-Reinigens" werden folgende Vorteile erreicht: a) Der Verzicht auf das regelmäßige Waschen während des Betriebs verringert oder eliminiert eine der Hauptquellen des Schornsteinregens. b) Ferner wird die Abscheidefunktion einer Lamelle deutlich verbessert, weil der negative Einfluss in der VerÖlung erheblich reduziert wird.

Weiterhin ist es erheblich bevorzugt, wenn bei dem erfindungsgemäßen Abscheidesystem die mindestens eine Lamelle in der Nähe der Austrittsöffnung des Schornsteins angeordnet ist. Hierdurch wird das Problem des Kondensatauswurfs gelöst. Die im Nassschornstein gebildeten Kondensate werden mit dem Rauchgas zum Abscheider getragen und dort abgeschieden, bevor das Rauchgas aus dem Schornstein austritt. Darüber hinaus kann der Querschnitt des Schornsteins in der Nähe des Austritts deutlich größer gestaltet werden als der Querschnitt des Schornsteins. Die Rauchgasgeschwindigkeit wird dadurch herabgesetzt und es entsteht ein geringerer Druckverlust im Abscheider und die Abscheideleistung wird verbessert. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine Lamelle hinsichtlich der Reduzierung oder sogar Vermeidung von Schornsteinregen besonders effektiv ist, die umfasst: a) Ein Flächenprofil, mit um vorzugsweise flache Winkel in abwechselndem Sinn abgewinkelten Bereichen, und b) zumindest ein erstes und ein zweites Längsprofil mit jeweils einem Mittelbereich und zwei sich an gegenüberliegenden Rändern des Mittelbereichs anschließenden Randbereichen, die jeweils in einem äußeren Rand enden, die - vorzugs- weise - dem Flächenprofil entsprechend, abgewinkelt sind, wobei zumindest das erste und das zweite Längsprofil mit jeweils ihrem Mittelbereich an jeweils einem Bereich des Flächenprofils derart versetzt befestigt sind, dass die Randbereiche eines Längsprofils zu vorzugsweise parallel verlaufenden Bereichen des Flächenprofils mit einem Abstand beabstandet sind, und zumindest der äußere Rand ei- nes der Randbereiche des ersten Längsprofils zum äußeren Rand eines Randbe- reichs des zweiten Längsprofils einen Abstand aufweist, sodass zwischen den Bereichen des Flächenprofils und den Randbereichen eine Kammer und zwischen den beiden äußeren Rändern der Randbereiche die Öffnung ausgebildet ist. Die besondere Funktion dieses Kammerabscheiders liegt darin, dass die Tropfen nicht im Rauchgasstrom gegen einen Widerstand prallen sondern vielmehr in die Kammer hinein fliegen und dort erst im Raum gegen die Platten prallen. Dies führt dazu, dass die durch den Aufprall entstehenden Sekundärtropfen nicht wieder in den Rauchgasstrom zurück geworfen werden, sondern in der Kammer bleiben und sich dort abscheiden. Es fehlt der mitreißende Gasstrom, der ein Weitertragen der Sekundärtropfen verursachen könnte.

Auch die negative Funktion des Verölens entfällt weitgehend. Das Verölen führt ja dazu, dass sich kein Wasserfilm auf der Oberfläche bilden kann, der die auf- prallenden Tropfen absorbieren könnte. Dadurch kommt es zur deutlich vermehrten Abscheidung von Sekundärtropfen. In der Kammer spielt dies keine Rolle, weil ja der aufnehmende Gasstrom fehlt. Die Sekundärtropfen werden entweder von den folgenden Tropfen mitgerissen oder sie fallen mit Schwerkraft aus - geraten normalerweise aber nicht zurück in den Gasstrom.

Besonders bevorzugt sind an einer derartigen Lamelle beidseitig des Flächenprofils jeweils mindestens zwei Längsprofile befestigt.

Das Abscheidesystem kann weiter verbessert und der Reinigungszyklus kann verlängert werden, indem man im Kopf des REA Behälters einen Rollenabscheider vorschaltet. Dieser Rollenabscheider hat die Funktion einerseits die Tropfenmenge im Rauchgas zu reduzieren und andererseits ölige Bestandteile abzufangen und zu binden, bevor diese den eigentlichen Abscheider erreichen. In der Zeichnung sind ein zum Stand der Technik gehörendes Abscheidesystem, ein Ausführungsbeispiel einer in einem erfindungsgemäßen Abscheidesystem verwendeten Lamelle sowie zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Abscheidesystems - rein schematisch - grafisch gargestellt. Er zeigen : Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines zum Stand der Technik gehörende Abscheidesystems;

Fig. 2 eine bei diesem verwendete Lamelle in einer perspektivischen An- sieht;

Fig. 3 eine bei einem erfindungsgemäßen Abscheidesystem verwendete

Lamelle, wiederrum in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 4 ein Modul, welches eine Mehrzahl von Lamellen der in Fig. 3 dargestellten Art umfasst;

Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abscheidesystems in einer geschnittenen Seitenansicht sowie

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abscheidesystems in einer Fig . 5 entsprechenden Ansicht.

Das in Fig . 1 dargestellte, zum Stand der Technik gehörende Abscheidesystem umfasst einen Behälter 7, durch den ein Rauchgasstrom 9 in Strömungsrichtung R, d. h. von unten nach oben hindurch geleitet wird . Hierzu weist der Behälter 7 einen seitlichen Einlass E auf. Unterhalb des seitlichen Einlasses E umfasst der Behälter 7 einen Sumpf T, welcher zum Auffangen von Flüssigkeit dient. An der tiefsten Stelle des Sumpfes T ist ein Auslass U vorgesehen, durch welchen die aufgefangene Flüssigkeit abgelassen und gegebenenfalls einer Weiterverwendung bzw. Reinigung zugeführt werden kann. In dem Behälter 7 durchströmt das Rauchgas eine Sprühanordnung 5, mit welcher im Rauchgas Flüssigkeit in Form eines Sprühnebels zur Bindung von S0₂ bzw. S0₃ und Auswaschen von Feststoffen zugeführt wird. Es bilden sich Tropfen, die S0₂ bzw. S0₃ sowie die Feststoff- anteile aufgenommen haben. Sie werden mithilfe sich in Strömungsrichtung des Rauchgases hinter der Sprühanordnung angeordneten Tropfenabscheidern ausgewaschen. Sie fallen zu einem großen Teil aufgrund der Schwerkraft im Behälter 7 nach unten und sammeln sich im Sumpf T. Ein geringer Teil wird jedoch mit dem Rauchgas in einen sich nach oben an den Behälter 7 anschließenden Schornstein S mitgerissen und tritt zumindest teilweise durch dessen Schorn- steinöffnung 10 aus. Um beispielsweise Feuchtigkeitsgehalte, Schadstoffgehalte etc. im Schornstein messen zu können, ist ein Testport 8 vorgesehen, der das Einbringen oder Anschließen entsprechender Messgeräte oder Messsonden ermöglicht.

Es sind aus dem Stand der Technik Tropfenabscheider bekannt, die aus einer Vielzahl von seitlich nebeneinander angeordneten Lagen von Abscheiderlamellen bestehen, die beispielsweise - wie in Fig . 2 schematisch dargestellt - aus geschwungenen Lagen aus Flachmaterial bestehen. Mehrere Lagen an Lamellen können durch in der Zeichnung nicht dargestellte Seitenwände zu Abscheidepaketen zusammengefasst und mit benachbarten Abscheidepaketen zu dach- oder V-förmigen oder auch zu flachen Modulen zusammengefasst werden.

Es hat sich gezeigt, dass es bei Verwendung derartiger Lamellen zur Reinigung von Abgasen von Schiffs-Dieseln zum unerwünschten Schornsteinregen kommen kann, weil sich die Tropfen nicht auf der verölten Fläche abscheiden können, sondern als Sekundärsprüh in den Gasstrom zurück geworfen werden. Um das Auftreten von Schornsteinregen zu reduzieren, umfasst ein erfindungsgemäßes Abscheidesystem eine Lamelle 1, die zumindest eine Kammer 2 mit einer sich in Längsrichtung L der Lamelle erstreckenden Öffnung 2a umfasst. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Lamelle ist in Fig. 3 dargestellt. Es umfasst ein Flächenprofil 14 mit um vorzugsweise flache Winkel in abwechselndem Sinn abgewinkelten Bereichen 15. Zumindest ein erstes und ein zweites Längsprofil 16, 17 mit jeweils einem Mittelbereich 18 und zwei sich an gegenüberliegenden Rän- dem des Mittelbereichs anschließenden Randbereichen 19, 19\ die jeweils in einem äußeren Rand 20, 20^λ enden, die dem Flächenprofil entsprechend abgewinkelt sind, sind mit jeweils ihrem Mittelbereich 18 an jeweils einem Bereich 15 des Flächenprofils 14 derart versetzt befestigt, dass die Randbereiche 19, 19^λ eines Längsprofils zu parallel verlaufenden Bereichen 15 des Flächenprofils 14 mit ei- nem Abstand D beabstandet sind. Zumindest der äußere Rand 20^λ eines der Randbereiche 19 des ersten Längsprofils 16 weist zum äußeren Abstand 20 eines Randbereichs 19 des zweiten Längsprofils 17 einen Abstand A auf, sodass zwischen den Bereichen 15 des Flächenprofils 14 und den beiden Randbereichen 19\ 19 die Kammer 2 und zwischen den beiden äußeren Rändern 20\ 20 der Randbe- reiche 19\ 19 die Öffnung 2a ausgebildet ist. Beidseitig des Flächenprofils 14 sind jeweils zwei Längsprofile 16, 17 befestigt. Es hat sich gezeigt, dass ein Abscheider mit einer derart ausgebildeten Lamelle die Bildung von Schornsteinregen wesentlich reduziert. Dies kann damit erklärt werden, dass zumindest ein Teil der Tropfen nicht an Außenflächen abprallt und einen Sekundärsprühnebel bildet, sondern in die Kammer 2 gelangt und sich eventuell bei einem Abprall von Wänden der Kammern bildender Sekundärsprühnebel nicht in den Rauchgasstrom 9 gelangt.

Wie in Fig . 4 dargestellt, kann eine Mehrzahl von Lamellen 1 durch vorzugsweise zueinander parallele und weiter vorzugsweise äquidistante Anordnung zu einem Modul zusammengefasst werden, vorzugsweise derart, dass das Modul derart in dem Abscheidesystem angeordnet werden kann, dass es eine Anströmfläche F bildet, die quer oder schräg zur Strömungsrichtung R verläuft. Bei einem in Fig . 5 schematisch dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abscheidesystems 100 ist im Unterschied zum Stand der Technik der Tropfenabscheider 6 nicht innerhalb des Behälters 7 angeordnet, sondern im Schornstein S selbst und hier in der Nähe seiner Austrittsöffnung 10. Die Sprühanordnung 5 befindet sich nahe des oberen Endes des Behälters 5. Die in Fig. 4 dargestellten eine Mehrzahl von Lamellen 1 umfassenden Module 13 sind flach angeordnet derart, dass die Anströmfläche F quer zur Strömungsrichtung des Rauchgases R verläuft.

Zur Befestigung der Module 13 im Schornstein S ist eine Wechselaufnahme 21 vorgesehen, die derart ausgebildet ist, dass die Module 13 während des Betriebs des Schiffs-Diesels auswechselbar sind. Diese Auswechselbarkeit während des Betriebs ist insbesondere möglich, da die Module innerhalb des Schornsteins angeordnet sind, sodass eventuell während des Wechselprozesses im Bereich der Wechselaufnahme 21 austretende Gase direkt ins Freie gelangen.

Bei einem in Fig. 6 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abscheidesystems 200 sind im Unterscheid zum ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abscheidesystems 100 die Module 13 derart angeordnet, dass sie - bezogen auf die Strömungsrichtung des Rauchgases - mit einem jeweils benachbarten Modul die Form eines V oder eines umgekehrten V („Dachform") bilden. Die Anströmflächen F der Module 13 verlaufen somit schräg zur Strömungsrichtung des Rauchgases R. Ferner ist in dem oberen Bereich des Behälters 7, auch als„Absorberkopf" bezeichnet, ein mehrlagiger Rollenabscheider 22 angeordnet. Er hat die Funktion, einerseits die Tropfenmenge im Rauch- gas zu reduzieren und andererseits ölige Bestandteile abzufangen und zu binden, bevor diese die Module 13 erreichen. Mit Hilfe des Rollenabscheiders können die Abscheideleistung des Abscheidesystems weiter verbessert und die Reinigungszyklen verlängert werden. Ansonsten entspricht dieses zweite Ausführungsbeispiel des Abscheidesystems 200 im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbei- spiel, sodass auf dessen Beschreibung verwiesen wird.

Bezuqszeichenliste:

100, 200 Abscheidesystem

1 Lamelle

2 Kammer

2a Öffnung der Kammer

3 Schornsteinaustritt

4 Austauschmöglichkeit

5 Sprühanordnung

6 Tropfenabscheider

7 Behälter

8 Testport

9 Rauchgasstrom

10 Schornsteinaustritt

11 Tropfen

12 Öffnung

13 Modul

14 Flächenprofil

15 Bereich des Flächenprofils

16 erstes Längsprofil

17 zweites Längsprofil

18 Mittelbereich

19, 19^λ Randbereiche

20, 20^λ Rand

21 Wechselaufnahme

22 Rollenabscheider

A Abstand

D Abstand

E Einlass

F Anströmfläche

L Längsrichtung Abscheider

R Strömungsrichtung Rauchgas S Schornstein

T Sumpf

U Auslass

Claims

Patentansprüche:

1. Abscheidesystem (100, 200) einer Rauchgasentschwefelungsanlage eines Schiffes zur Abscheidung von Tropfen (11) aus einem Rauchgas, das - bevorzugt mit einer vertikal nach oben gerichteten Strömungskomponente - in einer Strömungsrichtung (R) strömt und durch die Austrittsöffnung (10) eines Schornsteins (S) austritt,

mit mindestens einer in einer Längsrichtung (L) langgestreckten Lamelle (1), deren Längsrichtung (L) quer oder schräg zur Strömungsrichtung (R) ausgerichtet ist,

wobei die Lamelle (1) mindestens eine Kammer (2) mit einer sich in der Längsrichtung (L) erstreckenden Öffnung (2a) umfasst,

wobei jeweils die Öffnung (2a) auf einer der Strömungsrichtung (R) zuge- wandten Seite der Lamelle (1) angeordnet ist.

2. Abscheidesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein oder mehrere Module (13) umfasst, wobei das oder die Module (13) mindestens eine Lamelle (1) aufweisen.

3. Abscheidesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das o- der die Module (13) jeweils eine Anströmfläche (F), die der Strömungsrichtung zugewandt ist, definieren.

4. Abscheidesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Module (13) derart angeordnet sind, dass die Anströmfläche (F) quer o- der schräg zur Strömungsrichtung (R) verläuft.

5. Abscheidesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens eine Lamelle (1) in dem Schornstein angeordnet ist.

6. Abscheidesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lamelle (1) in der Nähe der Austrittsöffnung (10) des Schornsteins angeordnet ist, und diese Austrittsöffnung vorzugsweise einen gegenüber dem des Schornsteins vergrößerten Querschnitt aufweist

7. Abscheidesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens eine, vorzugsweise alle Lamellen (1) von außen auswechselbar angeordnet sind .

8. Abscheidesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (1) umfasst

a) ein Flächenprofil (14), mit um vorzugsweise flache Winkel in abwechselndem Sinn abgewinkelten Bereichen (15), und

b) zumindest ein erstes und ein zweites Längsprofil (16,17) mit jeweils einem Mittelbereich (18) und zwei sich an gegenüberliegenden Rändern des Mittelbereichs anschließenden Randbereichen (19, 19^λ), die jeweils in einem äußeren Rand (20, 20^λ) enden, die - vorzugsweise - dem Flächenprofil entsprechend, abgewinkelt sind,

wobei zumindest das erste und das zweite Längsprofil (16, 17) mit jeweils ihrem Mittelbereich (18) an jeweils einem Bereich (15) des Flächenprofils (14) derart versetzt befestigt sind, dass die Randbereiche (19, 19^λ) eines Längs- profils (16, 17) zu vorzugsweise parallel verlaufenden Bereichen (15) des

Flächenprofils (14) mit einem Abstand (D) beabstandet sind, und zumindest der äußere Rand (20^λ) eines der Randbereiche (19^λ) des ersten Längsprofils (16) zum äußeren Rand (20) eines Randbereichs (19) des zweiten Längsprofils (17) einen Abstand (A) aufweist, so dass zwischen den Bereichen (15) des Flächenprofils (14) und den beiden Randbereichen (19\ 19) eine Kammer (2) und zwischen den beiden äußeren Rändern (20\ 20) der Randbereiche (19\ 19) die Öffnung (2a) ausgebildet ist.

9. Abscheidesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beidsei- tig des Flächenprofils (14) jeweils mindestens zwei Längsprofile (16, 17) befestigt sind.

10. Abscheidesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasentschwefelungsanlage einen dem Schornstein (S) in Strömungsrichtung (R) des Rauchgases gesehen vorgeschalteten Be- hälter (7) umfasst, und dass in dem Behälter ein vorzugsweise mehrlagiger Rollenabscheider (22) vorgesehen ist.