WO2021212160A1 - Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Schiff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) zur Nachbehandlung, insbesondere zur Entschwefelung und Entstaubung, von Abgasen eines Schiffsdieselmotors auf einem Schiff, aufweisend ein Filter mit zumindest einem Filterelement (11), wobei für jedes Filterelement (11 zwei Halterungen (12; 12a, 12b) vorgesehen sind, mit welchen das Filterelement (11) in einem liegenden, vorzugsweise im Wesentlichen horizontalen, Zustand gehalten ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Nachbehandlung der Abgase eines Schiffsdieselmotors (3).

Description

Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Schiff

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung zur Nachbehandlung, insbesondere Entstaubung und Entschwefelung, der Abgase eines Schiffsdieselmotors auf einem Schiff, aufweisend ein Filter mit zumindest einem Filterelement. Weiters betrifft die Erfindung ein Schiff mit einem Schiffsdieselmotor und ein Verfahren zur Nachbehandlung, insbesondere Entstaubung und Ent schwefelung, von Abgasen eines Schiffsdieselmotors.

Der Betrieb der Schiffsdieselmotoren mit Schweröl verursacht massive Luftverunreinigungen durch Schwefeloxid-Emissionen (SOx), aber auch Feinstaub (Ruß) und unverbrannte Kohlenwasser stoffe. werden zunehmend strengere Regeln für den Schadstoffaus- stoß von Schiffen erlassen. So hat die IMO (International Mari time Organisation) beschlossen, die Schwefelemissionen drastisch zu reduzieren. Die Schwefelemissionen müssen dann den Werten entsprechen als würde ein Treibstoff mit einem Schwefelgehalt von 0,5 % genutzt werden. Wenn an Schweröl als Treibstoff fest gehalten werden soll, kann künftig eine Abgasreinigungsanlage erforderlich sein. Andernfalls müsste ein (teurer) Alternativ treibstoff wie Flüssigerdgas (LNG) oder ein sogenannter compli ance fuel verwendet werden, welche einen Schwefelgehalt von we niger als 0,5 % besitzen und daher ohne Entschwefelungsanlage genutzt werden kann.

Zur Reinigung der Motorabgase sind im Stand der Technik einer seits Wäscheranlagen bekannt, bei welchen die Abgase in den Wä scher eingeleitet und mit Meerwasser in Kontakt gebracht werden. Im sogenannten „open-loop"-Verfahren werden die schwefelhaltigen Abgase in einem kontinuierlichen Verfahren durch die natürliche Alkalität des Meerwassers gewaschen. Das Prozesswasser wird ge mäß den IMO-Spezifikationen ins Meer eingeleitet. Demgegenüber wird in einem „closed-loop"-Verfahren der Wäscher im Kreislauf durch die Zugabe eines Additivs zum Waschwasser zur chemisch physikalischen Trennung als geschlossener Kreislauf betrieben. Das Prozesswasser wird in einem Tank gespeichert. In besonders geschützten Bereichen kann das Einleiten von Prozesswasser voll ständig vermieden werden. Darüber hinaus sind auch Hybridpro zesse bekannt, welche eine Kombination aus „Open-Loop"- und „Closed-Loop"-Prozesse in einem Wäscher durchführen. Die Verwen dung eines Wäschers hat jedoch die Nachteile, dass das System im Fall einer „Open-Loop"- Anwendung stark von der Alkalität des Wassers abhängt, Korrosionsprobleme durch Waschwasser auftreten können und der Energieverbrauch durch Meerwasserpumpen sehr hoch ist. „Open Loop"-Systeme werden derzeit sukzessive aus Häfen verbannt, da die Auswirkungen der Waschwassereinleitung nicht vollständig geklärt sind. „Closed-Loop"- Systeme brauchen ande rerseits zusätzlich mehrere Tanks. Hybrid Systeme wiederum haben großen Platzbedarf für Chemie- und Additivtanks. Durch den kom plexeren Aufbau sind hohe Installationszeiten und -kosten zu verzeichnen. Meist sind hier strukturelle Änderungen am Schiff notwendig.

Weiters sind im Stand der Technik Trockensorptionsanlagen be kannt, bei denen die Abgase mit Hilfe eines Filters gereinigt werden. Ein Beispiel dafür wird in der DE 102010 042 419 Al be schrieben. Bei diesem Stand der Technik wird der Abgasstrom durch einen Feinstaubfilter geleitet, bei dem Sorbentien an die Filterfläche angelagert sind. Als Feinstaubfilter kann ein Gewe befilter vorgesehen sein. Weiters wird bereits die Herausforde rung angesprochen, dass der Feinstaubfilter im Schiffsbetrieb unempfindlich gegenüber Schwankungen, Lageveränderungen und Stampfen des Schiffes sein soll. Um diesen Anforderungen zu ge nügen, wird ein Filter verwendet, bei dem die Filterkassetten mit harmonikaartig gefaltetem Filtergewebe fest installiert sind. Durch den Einbau von Federelementen und Schwingungsdämp fern soll eine Schwingungskompensation gegenüber dem Schiffsauf bau erzielt werden. Diese harmonikaartige Ausführung ist jedoch aufgrund des dünnwandigen Aufbaus des Filterkuchens nur für ge ringe Staubmengen geeignet.

Weitere Reinigungsanlagen sind in DE 102008 041 530 Al, DE 10 2010 016 004 Al, DE 19918 928 Al, WO 99/44722 Al und JP 2002188435 A gezeigt. Darüber hinaus wurde mit dem „SeaSOx"-Verfahren von Andritz und Solvay eine trockene Abgasreinigung für die maritime Anwendung erschlossen. Dabei werden vertikale Gewebefilter eingesetzt.

Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. zu behe ben.

Diese Aufgabe wird durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Schiff gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß sind für jedes Filterelement Halterungen vorge sehen, mit welchen das Filterelement in einem liegenden, vor zugsweise im Wesentlichen horizontalen, Zustand gehalten ist.

Demnach ist das Filterelement in einem liegenden Zustand ange ordnet, worunter hier eine Anordnung in einem Winkel von weniger als 45°, insbesondere weniger als 20°, zur Horizontalen, vor zugsweise daher in einem im Wesentlichen horizontalen Zustand, verstanden werden soll.

Diese Ausführung des Filters hat sich als besonders geeignet herausgestellt, den harschen Bedingungen auf hoher See standzu halten. Durch Wind und Wetter kann das Schiff in Schlagseite o- der zum Rollen gebracht werden. Dabei wirken hohe Kräfte auf das Filter, welche durch die zweiseitige Lagerung jedes Filterele ments aufgefangen werden können. Auch der Betrieb des Schiffs führt zu hohen Belastungen des Filters. So können starke Vibra tionen auftreten, welche bei herkömmlichen Filtern zu Schäden führen könnten. Durch die liegende, insbesondere horizontale, Lagerung des langgestreckten, eine Längsachse aufweisenden Fil terelements über die Halterungen werden die Auswirkungen von Vibrationen auf ein Minimum reduziert. Aufgrund der Halterungen wird die Längsachse des Filterelements im liegenden, bevorzugt horizontalen Zustand (d.h. parallel zu einer horizontalen Geh fläche auf dem Schiff), fixiert. Vorteilhafterweise können mit dem Filter Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefeloxide (SOx), aus den Abgasen entfernt werden. Zugleich kann eine Ent staubung der Abgase durchgeführt werden.

Die Orts- und Richtungsangaben, wie „horizontal", „vertikal", „oben", „unten", „seitlich" etc. beziehen sich hier auf den be stimmungsgemäßen Betriebszustand der Abgasnachbehandlungsanlage auf einem horizontalen Untergrund, d.h. im Schiffsbetrieb bei einer horizontalen Mittellage des Schiffs. Somit wird ein zuver lässiger Betrieb der Abgasnachbehandlungsvorrichtung auf dem Schiff gewährleistet.

Um die Kräfte beim Betrieb auf einem Schiff auffangen zu können, ist es günstig, wenn als Halterungen eine erste Halterung für ein erstes Ende des Filterelements und eine zweite Halterung für ein gegenüberliegendes zweites Ende des Filterelements vorgese hen sind. Die Halterungen sind dazu eingerichtet, das Filterele ment gegenüber horizontalen und vertikalen Schwingungen zu sta bilisieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die erste Halterung zu mindest ein horizontales Halteelement, insbesondere eine Halte platte, und/oder ein vertikales Halteelement, insbesondere eine vertikale Halteplatte, auf. Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Halterung zwei horizontale Halteelemente, je eines ober und unterhalb des Filterelements, aufweist. Zudem ist es güns tig, wenn die erste Halterung zwei vertikale Halteelemente, beidseits des Filterelements, aufweist. Somit können horizontale und vertikale Bewegungen des Filterelements unterbunden werden.

Um das zweite Ende des Filterelements gegen Auf- und Abwärtsbe wegungen sowie seitliche Auslenkungen zu sichern, ist es weiters vorteilhaft, wenn die zweite Halterung ein Montageelement mit einer Öffnung für das zweite Ende des Filterelements aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind mehrere Filterelemente im liegenden, insbesondere horizontalen, Zustand übereinander ange ordnet. Bevorzugt sind zudem mehrere Filterelemente im liegen den, insbesondere horizontalen, Zustand seitlich nebeneinander, d.h. in einer Reihe, angeordnet. Die Filterelemente sind jeweils durch zwei Halterungen in ihrer liegenden Lagefixiert. Selbst bei hohen Betriebslasten kann die parallele Ausrichtung der Fil terelemente zueinander beibehalten werden.

Zur Abführung des gereinigten Abgases ist es günstig, wenn das Filter einen Reingasraum aufweist, welcher seitlich neben dem zumindest einen Filterelement angeordnet ist. Bevorzugt er streckt sich der Reingasraum über mehrere liegende Filterele mente in vertikaler Richtung nach oben.

Um eine wirksame Reinigung der Abgase zu erzielen, ist bevorzugt eine Einrichtung zur Einleitung eines Sorptionsmittels, insbe sondere Natriumbicarbonat oder Kalkhydrat, in die Abgase vor dem Filter vorgesehen. Bevorzugt ist eine Lanze zur Eindüsung des Sorptionsmittels (auch Sorbens genannt) in den Abgasstrom vorge sehen. Ein erster Teil des Sorptionsmittels kann schon während der Flugzeit mit den Schwefeloxiden (SOx) reagieren. Ein zweiter Teil der Schwefeloxidabscheidung aus dem Abgas erfolgt jedoch am Filterkuchen, d.h. an den Rückständen, die sich bei der Filtra tion auf der Oberfläche des Filterelements absetzen. Das mit dem Schwefeloxid beladene Sorptionsmittel wird am Filterelement ab geschieden und kann anschließend abgereinigt und aus dem Filter ausgetragen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Abgase vor dem Filter vorgesehen. Dadurch kann das Filtermedium des Filters geschont werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Abreinigungsvor richtung zum Abreinigen des Filters, beispielsweise durch Beauf schlagen des Filters mit Druckluft, vorgesehen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ist eine Austragvor- richtung zum Austragen von am Filterelement abgeschiedenen Fest stoffen vorgesehen. Die Austragsvorrichtung kann je nach Ausfüh rung einen Schubboden, einen Trogkettenförderer, eine Förder schnecke aufweisen. Diesen Ausführungen ist eine flache Bauweise gemeinsam, mit welcher ein für die Statik des Schiffes nachtei liger hoher Schwerpunkt des Filters vermieden wird.

Das Filterelement weist eine Längsachse auf, wobei die Länge des Filterelements (d.h. die Erstreckung des Filterelements in Rich tung der Längsachse gesehen) um ein Mehrfaches, insbesondere um ein Vielfaches, beispielsweise um mehr als das Fünffache, größer als seine maximale Breite (d.h. seine maximale Erstreckung senk recht zur Längsachse) ist. Die liegende Anordnung des Filterele ments bezieht sich dabei auf die Längsachse des Filterelements.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist das Filter als Schlauchfil ter ausgebildet, wobei als Filterelement ein Filterschlauch vor gesehen ist. Der Filterschlauch kann aus einem Gewebematerial gebildet sein. Bevorzugt weist das Schlauchfilter einen Rohgas raum, insbesondere an der Oberseite des Filters, und einen Rein gasraum, insbesondere seitlich neben dem Filterelement, auf. Die Abgase werden dem Rohgasraum des Schlauchfilters zugeführt, durchströmen das Filtermaterial, insbesondere Gewebematerial, des zumindest einen Filterschlauchs und gelangen in den Reingas raum des Schlauchfilters, von wo die gereinigten Abgase abgelei tet werden. Bevorzugt weist der Filterschlauch ein erstes, ge schlossenes Ende und ein zweites, offenes Ende auf.

Bevorzugt weist der Filterschlauch eine größere, insbesondere um ein Mehrfaches größere, Erstreckung in vertikaler Richtung als in horizontaler Richtung auf. Somit ist der Filterschlauch bei dieser Ausführung mit einem abgeflachten Querschnitt ausgebil det. Beispielsweise kann der Filterschlauch einen ovalen Quer schnitt aufweisen.

Der Vorteil dieser Ausführung liegt in ihrer Kompaktheit. Es können wesentlich mehr Filterschläuche untergebracht werden, wodurch die Abreinigungsleistung entsprechend erhöht werden kann. Angesichts des begrenzten Platzangebots auf einem Schiff ist dieser Vorteil besonders wesentlich. Aufgrund der abgeflach ten, insbesondere ovalen, Form bleibt weiters so gut wie kein Staub auf den Filterschläuchen liegen.

Bevorzugt sind mehrere Filterschläuche im Wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet. Zudem können mehrere Reihen von Fil terschläuchen übereinander angeordnet sein.

Bei einer alternativen Ausführung ist als Filterelement ein Heißgasfilterelement, insbesondere ein Keramikfilterelement, vorgesehen. Wenn das Filter als Heißgasfilter ausgebildet ist, können die Abgase mit einer Temperatur von mehr als 265 Grad Celsius (°C), insbesondere mehr als 300 °C, gefiltert, d.h. an einem Heißgasfiltermaterial, wie Keramik oder Metall, abgeschie den, abgereinigt und ausgetragen werden. Bei dieser Ausführung kann das Kühlen der Abgase vor dem Filtern unterbleiben. Als Ke ramik für das Keramikfilterelement kann beispielsweise Silizi- umcarbid vorgesehen sein.

Die oben beschriebene Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann bei einem Schiff eingesetzt werden, um die bereits erwähnten Vor teile zu erzielen.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Abgasnachbehandlungs vorrichtung innerhalb eines Kamins zur Abgabe der Abgase an die Umgebung angeordnet. Diese Ausführung ist einerseits günstig, weil das Erscheinungsbild des Schiffes nicht beeinträchtigt wird. Weiters hat diese Ausführung den Vorteil, dass das Filter die Geräusche des Schiffsdieselmotors dämmt. Bevorzugt kann da her der Kamin frei von einem Schalldämpfer sein, welcher bei herkömmlichen Schiffen eingesetzt wird.

Das Verfahren zur Nachbehandlung, insbesondere Entstaubung und Entschwefelung, von Abgasen eines Schiffsdieselmotors, weist zu mindest den Schritt auf:

Filtern der Abgase mit Hilfe eines Filters, welches zumin dest ein Filterelement aufweist, das mit Halterungen in einem liegenden, vorzugsweise im Wesentlichen horizontalen, Zustand gehalten wird.

Das Verfahren weist bevorzugt weiters den Schritt auf:

Einleiten eines Sorptionsmittels, insbesondere Natriumbicar- bonat, in die Abgase vor dem Filter.

Zudem kann das Verfahren das Kühlen der Abgase vor dem Filter umfassen. Um das Filter zu schonen, werden die Abgase bei dieser Ausführungsform, in Strömungsrichtung gesehen, vor dem Filter auf eine Temperatur von bevorzugt weniger als im Wesentlichen 250 Grad Celsius (°C) gekühlt. Je nach Sorptionsmittel kann die Kühlung der Abgase nach oder vor der Einleitung des Sorptions mittels stattfinden. Die Kühlung kann über Umgebungsluft oder das Einleiten von Wasser geschehen. Wenn eine Kühlung über Umge bungsluft vorgesehen ist, können Kühllufteinlässe in einer Ab gasleitung oder ein Konvektionskühler vorgesehen sein. Der Kon vektionskühler kann vor dem Filter installiert sein. Über den Fahrtwind kann das Abgas auf die Zieltemperatur gekühlt werden. Bei einer Wasserkühlung kann aufbereitetes Meerwasser im Abgas kanal versprüht werden.

Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Schiffes werden zumindest die folgenden Schritte durchgeführt:

Betrieb eines Schiffsdieselmotors auf einem Schiff und Zuführen der Abgase des Schiffsdieselmotors zu einer Abgas nachbehandlungsvorrichtung wie oben beschrieben.

Der Schiffsdieselmotor, vorzugsweise der Schiffshauptantrieb, kann mit Schweröl (HFO - „Heavy Fuel Oil") werden, welches einen Massenanteil von mehr als 1 %, insbesondere mehr als 4 %, auf weisen kann. Die Abgase des Schiffsdieselmotors können einen An teil von zumindest 1000 mg Schwefeloxide (SOx) pro Normkubikme ter aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Schiff, bei wel chem die Abgase eines Schiffsdieselmotors mit Hilfe einer Abgas nachbehandlungsvorrichtung gereinigt werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Abgasnachbehand lungsvorrichtung, bei welcher einzelne Filterschläuche eines Schlauchfilters in horizontaler Stellung gehalten sind.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ansicht der Abgasnachbehandlungsvor richtung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Detailansicht der Abgasnachbehandlungsvorrich tung im Bereich einer Halterung für den Filterschlauch.

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht mehrerer horizontal nebeneinan der angeordneter Filterschläuche.

Fig. 6 zeigt ein Anlagenschema des Schiffes.

Fig. 7A zeigt eine Front- und Fig. 7B zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante, bei welcher das Filter neben einem Kamin des Schiffs angeordnet ist.

Fig. 7C zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei welcher das Schlauchfilter vollständig innerhalb des Kamins des Schiffs an geordnet ist.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen eine Ausführungsvariante, bei welcher keramische Filterkerzen vorgesehen sind.

Fig. 1 zeigt ein Schiff 1 mit einem Rumpf 2, in welchem ein (nur schematisch dargestellter) Schiffsdieselmotor 3, insbesondere ein Schiffshauptantriebsmotor, angeordnet ist. Der Schiffsdie selmotor 3 wird mit Schweröl betrieben, welches einen hohen Schwefelgehalt von bis zu 4,5% aufweisen kann. Im Betrieb des Schiffsdieselmotors 3 entstehen Abgase, welche mit Staub und Schwefelverbindungen, insbesondere Schwefeloxiden, beladen sind. Die Abgase des Schiffsdieselmotors werden über eine Leitung 4 einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 zugeführt. Nach dem Ver lassen der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 werden die gerei nigten Abgase an die Umgebung abgegeben (vgl. Pfeil 6). In der Leitung 4 sind Ventile 7 vorgesehen, so dass die Abgase wahl weise durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 geführt oder direkt an die Umgebung abgegeben werden können. Die Abgasnachbe handlungsvorrichtung 5 weist ein Filter 8 auf, mit dem die Ab gase gefiltert werden. In der gezeigten Ausführung werden die Abgase vor dem Filter 8 mit einem Sorptionsmittel versehen (vgl. Pfeil 9). Ein Teil des Filterkuchens samt Sorbat wird aus dem Filter 8 ausgetragen (vgl. Pfeil 10). Zu diesem Zweck kann eine Abreinigungsvorrichtung zum Abreinigen des Filters 8, beispiels weise durch Beaufschlagen des Filters 8 mit Druckluft, vorgese hen sein (nicht gezeigt).

Fig. 2 zeigt eine Ausführung des Filters 8 als Schlauchfilter 8. Demnach weist das Schlauchfilter 8 eine Vielzahl von Filterele menten 11 in Form von Filterschläuchen aus einem Gewebematerial auf, wobei die Filterschläuche jeweils in einem im Wesentlichen horizontalen Zustand angeordnet sind. Pro Filterschlauch sind zumindest zwei Halterungen 12 vorgesehen, welche den jeweiligen Filterschlauch im Wesentlichen unbeweglich in dem horizontalen Zustand fixieren. Die Filterschläuche sind dabei parallel und in vertikaler Richtung voneinander beabstandet übereinander ange ordnet. Weiters können mehrere Filterschläuche 11 parallel ne beneinander angeordnet sein. Das Schlauchfilter 8 weist einen Rohgasraum 13 an der Oberseite des Schlauchfilters auf. Seitlich neben den Filterschläuchen ist ein Reingasraum 14 ausgebildet, durch den das gereinigte Abgas abgeleitet wird. An der Unter seite des Schlauchfilters 8 ist eine Austragvorrichtung 15 vor gesehen, mit welcher an den Filterschläuchen abgeschiedenes Ma terial ausgetragen wird (vgl. auch Fig. 3, in welcher die Fil terschläuche nicht ersichtlich sind).

Im Betrieb wird das Abgas des Schiffsdieselmotors 3 in den Roh gasraum 13 des Schlauchfilters geleitet und trifft anschließend im Filterraum vertikal auf die Filterschläuche auf (vgl. Pfeil 16 in Fig. 2). Nach der Abscheidung strömt das gereinigte Abgas in horizontaler Richtung durch die Filterschläuche in den Rein- gasraum 14 (vgl. Pfeile 17 in Fig. 2). Anschließend wird das Ab gas vom Reingasraum 14 abgezogen.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen schematisch die Halterungen 12, mit de nen die gegenüberliegenden, längsseitigen Enden der Filter schläuche in der horizontalen Stellung gehalten sind. An den ei nen (ersten) Enden der Filterschläuche ist jeweils eine erste Halterung 12a vorgesehen. Die Halterung 12a weist in der gezeig ten Ausführung zwei horizontale Halteelemente 18a, beispiels weise Halteplatten, ober- und unterhalb des einen Endes des Fil- terschlauchs auf. Mit Hilfe der Halteelemente 18a werden die ei nen Enden der Filterschläuche an der Ober- und an der Unterseite eingefasst, so dass der Filterschlauch in vertikaler Richtung im Wesentlichen unbeweglich angeordnet ist.

Darüber hinaus weisen die ersten Halterungen 12a an den einen (ersten) Enden vertikale Halteelemente 18b, beispielsweise Hal teplatten, auf, welche jeweils zwischen zwei horizontal benach barten Filterschläuchen angeordnet sind, um auch eine uner wünschte horizontale Bewegung der Filterschläuche zu verhindern.

Die horizontalen Halteelemente 18a und/oder die vertikalen Hal teelemente 18b der Halterung 12a können mit einem geringfügigen Spalt von vorzugsweise kleiner 1 cm, insbesondere kleiner 5 mm, beispielsweise 2 bis 3 mm, zu dem Filterschlauch angeordnet sein, um die Installation zu erleichtern und Toleranzen auszu gleichen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind an den anderen (zweiten) Enden der Filterschläuche auf Seite des Reingasraumes 14 zweite Halte rungen 12b vorgesehen, welche beispielsweise wie bei der WO 2012/135881 Al ausgebildet sein können. Demnach weist das Filter eine Montageplatte (Filterboden) 27 mit Öffnungen 28 auf, in de nen die anderen (zweiten) Enden der Filterschläuche im Wesentli chen passgenau angeordnet sind, um eine horizontale und verti kale Bewegung der Filterschläuche zu verhindern. Wie aus Fig. 4 weiters ersichtlich, sind Dichtungen 29 zur Ab dichtung der Filterschläuche gegenüber den Öffnungen 28 in der Montageplatte 27 vorgesehen. Weiters ist eine Injektordüse 30 vorgesehen, welche einerseits zur Leitung und Beschleunigung der von einer Einrichtung zur Abgabe von Druckluftimpulsen herrüh renden Druckluftimpulse dient, und andererseits den Filter schlauch gegenüber der Öffnung 28 in der Montageplatte abdich tet. Zu diesem Zweck kann die Injektordüse 30 an der Außenseite in der Höhe der Montageplatte 27 Abdichtelemente zur Bildung ei nes definierten Spalts für eine definierte Kompression des Fil- terschlauchs zwischen den Abdichtelementen und der Mantelfläche der Öffnung 28 in der Montageplatte 27 und somit eine selbsttä tige Abdichtung des Filterschlauchs 4 gegenüber der Öffnung 28 des Schlauchbodens 2 aufweisen.

Fig. 5 zeigt schematisch mehrere nebeneinander angeordnete Fil terschläuche. In der gezeigten Ausführung weisen die Filter schläuche eine größere, insbesondere um ein Mehrfaches größere, Erstreckung in vertikaler Richtung als in horizontaler Richtung auf. Somit sind die Filterschläuche mit einem abgeflachten Quer schnitt ausgebildet, wobei die Filterschläuche einer Reihe ste hend angeordnet sind. Dadurch kann der Strömungswiderstand und der resultierende Differenzdruck optimiert werden. Weiters la gert sich nur wenig Staub an.

Fig. 6 zeigt ein Funktionsschema, aus welchem weitere Details der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 ersichtlich sind. Demnach ist eine Einrichtung 20 zur Einleitung des Sorptionsmittels, insbesondere Natriumbicarbonat, in die Abgase vor dem Schlauch filter 8 vorgesehen. Die Einrichtung 20 weist einen Vorratsbe hälter 21, beispielsweise ein Silo oder einen Bigbag, für das Sorptionsmittel (auch Sorbens genannt) auf, welches über eine Förderer 22 und eine Dosiereinheit 23 für das Sorptionsmittel in die Abgasleitung 4 eingebracht wird. Um die Abgase auf eine für das Schlauchfilter 8 unschädliche Temperatur von weniger als 250 °C abzukühlen, ist weiters eine Kühleinrichtung 24 in Form eines Wärmetauschers oder eines Quench zum Betrieb mit Luft oder Was- ser in Strömungsrichtung der Abgase gesehen vor dem Schlauchfil ter 8 angeordnet. Über eine Austragvorrichtung 25 werden das Sorbat, Staub und andere Feststoffe am Schlauchfilter abgeschie den. Die gereinigten Abgase werden über einen Kamin 26 an die Umwelt abgegeben. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 5 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, den Gehalt von Schwefeldio xid von mehr als 1000 Milligramm pro Normkubikmeter (mg/Nm3), beispielsweise 1500 mg/Nm3), auf weniger als 250 mg/Nm3 zu redu zieren.

Je nach Ausführung kann das Schlauchfilter in der Nähe des Ka mins 26 (Fig. 4A) oder innerhalb des Kamins 26 (Fig. 4B) instal liert werden.

Somit kann ein Verfahren zur Nachbehandlung der Abgase des Schiffsdieselmotors 3 mit den folgenden Schritten durchgeführt werden:

Betreiben des Schiffsdieselmotors 3 mit Schweröl;

Ableiten der Abgase von dem Schiffsdieselmotor 3;

Einleiten eines Sorptionsmittels, insbesondere Natriumbicar- bonat, in die Abgase;

Vorzugsweise Kühlen der Abgase; und danach

Filtern der Abgase mit Hilfe eines Filters 8, insbesondere mit Hilfe eines Schlauchfilters, welches zumindest eine Vielzahl von Filterelementen 11, insbesondere Filterschläuchen, aufweist, die jeweils mit zwei Halterungen 12 in einem im Wesentlichen ho rizontalen Zustand gehalten werden.

In den Fig. 8 und Fig. 9 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede zur Variante der Fig. 4 und Fig. 5 eingegangen sind.

Demnach sind bei der Ausführung der Fig. 8 und Fig. 9 als Fil terelemente 11 längliche Keramikfilterelemente (Filterkerzen) vorgesehen, welche mit den Halterungen 12 in dem horizontalen Zustand gehalten sind. An den einen Enden sind die ersten Halte rungen 12a vorgesehen, welche wie bei der Ausführungsform der Fig. 4, 5 einzelne horizontale Halteelemente 18a und vertikale Halteelemente 18b aufweisen. Die anderen Enden der Keramikfil terelemente sind mit den zweiten Halterungen 12b an der Montage platte 27 befestigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) zur Nachbehandlung, ins besondere zur Entschwefelung und Entstaubung, von Abgasen eines Schiffsdieselmotors (3) auf einem Schiff (1), aufweisend: ein Filter (8) mit zumindest einem Filterelement (11), dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Filterelement (11) Halterungen (12; 12a, 12b) vor gesehen sind, mit welchen das Filterelement (11) in einem lie genden Zustand, vorzugsweise in einem im Wesentlichen horizonta len Zustand, gehalten ist.

2. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halterungen (12) eine erste Halterung (12a) für ein erstes Ende des Filterelements (11) und eine zweite Halterung (12b) für ein gegenüberliegendes zweites Ende des Filterelements (11) vorgesehen sind.

3. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halterung (12a) zumindest ein ho rizontales Halteelement (18a), insbesondere eine Halteplatte, und/oder ein vertikales Halteelement (18b), insbesondere eine vertikale Halteplatte, aufweist.

4. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halterung (12b) ein Mon tageelement (27) mit einer Öffnung (28) für das zweite Ende des Filterelements (11) aufweist.

5. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filterelemente (12) im liegenden Zustand übereinander angeordnet sind.

6. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (8) einen Rein gasraum (14) aufweist, welcher seitlich neben dem zumindest ei nen Filterelement (12) angeordnet ist.

7. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (20) zur Einleitung eines Sorptionsmittels, insbesondere Natriumbicarbo- nat, in die Abgase vor dem Filter (8) vorgesehen ist.

8. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Abgase vor dem Filter (8) vorgesehen ist.

9. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austragvorrichtung (25) zum Austragen von mit dem Filter (8) abgeschiedenen Fest stoffen vorgesehen ist.

10. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Filterelement (11) ein Filterschlauch vorgesehen ist.

11. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Filterelement (11) ein Heißgasfilterelement, insbesondere ein Keramikfilterelement, vorgesehen ist.

12. Schiff (1) mit einem Schiffsdieselmotor (3), gekennzeichnet durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Schiff (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Ka min (26) zur Abgabe der Abgase an die Umwelt, wobei die Abgas nachbehandlungsvorrichtung (5) innerhalb des Kamins (26) ange ordnet ist.

14. Verfahren zur Nachbehandlung, insbesondere Entstaubung und Entschwefelung, von Abgasen eines Schiffsdieselmotors (3), auf weisend den Schritt:

Filtern der Abgase mit Hilfe eines Filters (8), welches zu mindest ein Filterelement (11) aufweist, das mit Halterungen (12) in einem liegenden, vorzugsweise im Wesentlichen horizonta len, Zustand gehalten wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch:

Einleiten eines Sorptionsmittels, insbesondere Natriumbicar- bonat, in die Abgase vor dem Schlauchfilter (8).

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch:

Kühlen der Abgase vor dem Filter (8).

17. Verfahren mit den Schritten:

Betrieb eines Schiffsdieselmotors (3) auf einem Schiff (1) und

Zuführen der Abgase des Schiffsdieselmotors (3) zu einer Ab gasnachbehandlungsvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.