用于船只的废气排放控制装置和用于操作废气排放控制装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于水上交通工具（15）的废气排放控制装置（1），至少包括颗粒过滤器（2）和/或SCR催化转化器（3）和位于其上游的热交换器（4），所述热交换器（4）操作海水（16）作为冷却介质（17）。热交换器（4）具有废气入口端（5）和废气出口端（6），并适合于在所述废气入口端（5）处废气（7）的某一温度范围下将所述废气入口端（5）和废气出口端（6）之间的废气（7）的体积流率（8）减小某一值。本发明专利技术还涉及一种操作用于水上交通工具（15）的废气排放控制装置的方法。

Exhaust emission control device for a ship and method for operating an exhaust emission control device

The invention relates to a method for water transport (15) of the exhaust emission control device (1), including at least a particulate filter (2) and / or SCR catalytic converter (3) and is located in the upstream of the heat exchanger (4), the heat exchanger (4) operation (16) as the cooling water the medium (17). The heat exchanger (4) with exhaust gas entrance end (5) and the exhaust gas outlet end (6), and is suitable for the exhaust gas entrance end (5) (7) of the exhaust gas at a temperature range of the gas entrance end (5) and the exhaust gas outlet end (6) between the exhaust gas (7) the volume flow rate (8) decreases to a value. The invention also relates to a method of operating an exhaust emission control device for a water vehicle (15).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于船只的废气排放控制装置和一种用于操作废气排放控制装置的方法。
技术介绍
通常，船只具有大体积的内燃机和相应设计的排气系统。由于涉及船只上的内燃机或驱动机组的日益严格的许可排放量，许多情况下需要复杂的废气排放控制装置，即使对船只。由于高废气生产量(体积流量/质量流量)，同样地不得不提供相应庞大体积的废气排放控制装置，这样相应地增加了成本。合适的废气排放控制装置，例如氧化催化转化器、存储单元、颗粒过滤器和SCR系统(水解催化转化器和SCR催化转化器)，一方面不得不具有大体积，另一方面不得不提供大量的涂层以使废气中的污染物能以合适的方式转化。在这种情况下，现在所必需的这些废气处理装置的整体尺寸也被认为是至关重要的，因为他们占据了船只中的相当大的安装空间，因此不得不做适当的考虑，即使在设计阶段也是如此，要不然之后必须要进行集成，而这可能是困难的。同时，对安装空间的额外需求导致了相当大的成本，这在船只的生产中也不得不考虑。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的是至少部分地解决在现有技术中描述的技术问题。特别地，所述目的是提供一种废气排放控制装置，其一方面允许紧凑式结构，另一方面允许有效的废气排放控制。而且，它应适合于低成本的生产和改装。所述目的还包括提供一种相应的操作用于船只废气排放控制装置的方法。依靠根据权利要求1的特征的废气排放控制装置以及通过根据权利要求4的特征的操作废气排放控制装置的方法得以实现该目的。在从属权利要求中详细说明了根据本专利技术的排放控制装置、根据本专利技术的方法的以及在船只中的相应设置或相应使用的优选实施例。应当注意的是，在从属权利要求中提及的单独特征能以任何技术上有意义的方式结合，且预示了本专利技术的进一步的实施方案。说明书特别是结合附图而进一步地解释了本专利技术，且给出了本专利技术的补充说明实施方案。根据本专利技术的用于船只的废气排放控制装置包括至少一个颗粒过滤器或SCR催化转化器和热交换器，热交换器设置在上游，其具有废气入口端和废气出口端，且使用海水作为冷却介质来操作。热交换器适于在废气入口端处为300?550°C、特别是400?550°C的废气温度范围下将废气入口端和废气出口端之间的废气的体积流量减小至少30%。特别地，废气排放控制装置适合于至少1500kg/h的最大废气质量流量。特别地，在热交换器的上游，排放管具有75mm?400mm的内直径，尤其是75mm?200mm。特别地，热交换器具有50kW?IOOOkW的冷却能力，尤其是可高达大约750kW。优选地，热交换器具有0.05m3?1.0m3的体积(安装空间)，特别优选是0.05m3?0.5m3。优选地，热交换器可实施为管状热交换器或板状热交换器。由于热交换器布置于颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的上游，通过对废气的冷却实现了废气的体积流量的减少。因此，下游的颗粒过滤器和/或SCR催化转化器可针对较低的体积流量而设计。因此，这里可以使用小体积的颗粒过滤器和/或SCR催化转化器，其特别是需要相应更少的涂层原料量。结果是，用于颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的生产成本较低，且需要更小的安装空间以在船只中布置所述部件。本专利技术的另一个重大的优势是，能以这种方式(根据需求如果适当的话)调整或降低经过颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的压力降。当废气流过颗粒过滤器和/或SCR催化转化器时，在朝向内燃机的方向上积累了背压，这会削弱那里的燃烧过程，并因此也能引起功率损耗。因此，冷却和压力降的减少避免了这些影响。根据废气排放控制装置的一个特别有利的改进方案，在热交换器入口的废气温度为400°C到550°C的情况下，热交换器使得在热交换器的废气入口端和废气出口端之间的废气温度在热交换器的废气出口端处降低到最大200°C，优选是最大150°C，特别优选地是最大100°C。因此，特别地，热交换器设计成使得废气温度的减少可达200°C到大约350°C。这样能实现关于废气体积流量的超过45%的减少，优选的是超过60%的减少。颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的废气入口端和废气出口端之间的背压或压差能相应地减少大约40?90%。根据一个有利的改进方案，热交换器能被调整和/或包括支路。特别地，依靠电子式和/或液压式控制的阀来实现热交换器的调整，因此允许相应地调整经过热交换器的海水的体积流量。作为附加或替代，可提供支路(即热交换器的冷却部分的支路)，因此可以适当的方式适应于仅通过热交换器或通过支路的体积流量，但是相同量的海水能连续不断地传送到热交换器回路。特别地，热交换器的调整确保了在颗粒过滤器和/或SCR催化转化器中不会低于用于催化反应或其它反应所需的温度。特别地，通过适当地减少热交换器的冷却能力，可以确定颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的再生时间。在这种情况下优选地是，不会超过最大温度，因此能够使适当的高效涂层以用于颗粒过滤器和/或SCR催化转化器。在这里优选地使用钒氧化物涂层，其能够在高达450°C的废气温度下使用。它特别是可以在SCR催化转化器中作为涂层具有高的效率，因此保证了于SCR催化转化器中通过减少SCR催化转化器的尺寸而得到的体积流量的降低和相应的有效表面的降低能够继续允许SCR催化转化器中的污染物的适当转化。根据另一个废气排放控制装置的改进方案，至少颗粒过滤器或SCR催化转化器具有用于废气的最大第一通流横截面，其至少比在热交换器的废气入口端处的用于废气的第二通流横截面小30%。本专利技术首次提出了选择性地和控制性地减少颗粒过滤器和/或SCR催化转化器上游的体积流量，因此可以显著地减少设置在热交换器下游的用于废气排放控制装置的通流横截面。通流横截面的显著减小也使所需的安装空间减小，同时大大减低了这些废气排放控制装置的生产成本。特别地，能以明显更有利的方式提供SCR催化转化器的昂贵的涂层，允许降低投资成本的同时高效地净化来自船只的废气。特别地，由于体积流量在热交换器中优选地连续降低，热交换器本身在废气出口端处具有比在废气入口端处更小的通流横截面。本专利技术还涉及一种用于操作船只的废气排放控制装置的方法，其中，废气排放控制装置包括至少一个具有至少一个颗粒过滤器或至少一个SCR催化转化器以及设置在其上游的热交换器的排放管。热交换器以海水作为冷却介质来操作。该方法至少具有以下步骤:a)测定颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的至少一个废气温度和/或至少一个废气压力差，以及b)如果废气温度和/或废气压力差高于限定值，则c)依靠热交换器来降低废气温度，以便减小体积流量。应明确注意的是，针对根据本专利技术的废气排放控制装置的描述也可同样地适用于根据本专利技术的方法，反之同理。除了一个或更多的颗粒过滤器和/或SCR催化转化器，这里是否还具有其它的废气排放控制装置是不重要的。通过计算和/或依靠合适的传感器可测定排放管上的一点或更多点处的废气温度。优选于热交换器的上游测定废气温度。然而，其它的位置或可替代的位置，例如在热交换器与颗粒过滤器和/或SCR催化转化器之间的位置也是可能的。同样地，可通过计算和/或依靠在排放管本身中的传感器来测定颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的废气压力差。通过计算颗粒过滤器和/或SCR催化转化器的废气入口端和废气出口端的各自的废气压力差之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于船只（15）的废气排放控制装置（1），至少包括颗粒过滤器（2）或SCR催化转化器（3）和设置在其上游的热交换器（4），所述热交换器（4）用海水（16）作为冷却介质（17）来操作，其中，所述热交换器（4）具有废气入口端（5）和废气出口端（6），并适合于在所述废气入口端（5）处为300～550℃的废气（7）的温度范围下将所述废气入口端（5）和废气出口端（6）之间的废气（7）的体积流量（8）减小至少30%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.30 DE 10201101551391.一种用于船只(15)的废气排放控制装置(1)，至少包括颗粒过滤器(2)或SCR催化转化器(3)和设置在其上游的热交换器(4)，所述热交换器(4)用海水(16)作为冷却介质(17)来操作，其中，所述热交换器(4)具有废气入口端(5)和废气出口端(6)，并适合于在所述废气入口端(5)处为300?550°C的废气(7)的温度范围下将所述废气入口端(5)和废气出口端(6)之间的废气(7)的体积流量(8)减小至少30%。2.根据权利要求1所述的废气排放控制装置(1)，其特征在于，所述热交换器(4)能被调整和/或包括支路(9)。3.根据上述权利要求任一项所述的废气排放控制装置(I)，其特征在于，至少所述颗粒过滤器(2)或所述SCR催化转化器(3)具有用于所述废气(7)的最大第一通流横截面(10 )，其至少比所述热交换器(4 )的废气入口端(5 )处的用于所述废气(7 )的第二通流横截面(11)小 30...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·丹克特，塞缪尔·沃格尔，塞巴斯蒂安·拜尔，
申请(专利权)人：依米泰克排放技术有限公司，
类型：
国别省市：