[發明專利]借助多級吸附方法凈化來自內燃機的含有硫氧化物的廢氣的方法和設施

在審

• 申請號: 202010088381.9
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111561376A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 拉爾夫·于爾根斯
• 申請（專利權）人: 普里莫瑞恩有限公司
• 主分類號: F01N3/08
• 分類號: F01N3/08;F01N13/08
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 潘小軍;李驥

本發明涉及借助多級吸附方法凈化來自內燃機的含有硫氧化物的廢氣的方法和設施。根據本發明設置的是，在第一級中讓廢氣與吸附器的固態的吸附介質接觸，在其中，尤其是使包括二氧化硫和三氧化硫的酸性有害物質化合，隨后將廢氣流導引通過吸附器的第二級，在第二級中，進行對廢氣流的精細凈化，并且將第二級的吸附介質用作第一級內的吸附介質。

技術領域

本發明涉及一種用于凈化來自以含硫的燃料運行的內燃機的、尤其是以重油運行的船用內燃機的廢氣流的有害物質的方法和設施。內燃機也可以是經高壓增壓的內燃機。在下文中主要提及的內燃機不應由此受到限制。

背景技術

根據現有技術，內燃機裝備有不同的廢氣后處理系統，以便降低有害物排放。來自船上運行的內燃機的廢氣的主要的有害物質為：氮氧化物(NO_x)、二氧化硫(SO₂)、三氧化硫(SO₃)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、未燃燒的碳氫化合物(HC)(如石蠟、醛、烯烴、芳香族物質以及碳黑微粒，碳黑顆粒包含不僅作為固體物質的而且是形式為所謂的“VolatileOrganic Compound(揮發性有機化合物)”(VOC)的碳。此外細塵顆粒也屬于此，根據細塵顆粒的粒徑，其作為“PM2.5”和“PM10”是公知的。此外還包含有重金屬(如釩，鎳，鉛，鋅和鎘)以及鋁，鎂，鈷和硅。

船用內燃機是緩慢轉動的二沖程發動機，其使用品質為IFO180(IntermediateFuel Oil，中間燃料油)、IFO380、MDO(Marine Diesel Oil，船用柴油)和MGO(Marine GasOil，船用汽油)的重油運行。這些船用內燃機也可以被構造為以相同的重油運行的四沖程發動機。用于PKW(乘用車輛)和LKW(載重車輛)的燃料目前含有的硫含量為10ppm至50ppm，而用于船用內燃機的燃料，例如重質燃料油(Heavy Fuel Oil)HFO，通常具有經有機化合的硫的份額，其高至1000倍，并且可以達到4.5％的體積百分比。此外，船用發動機內使用的重油每升燃料中含有在毫克范圍內的重金屬的份額。

世界上約有90％的貨運量是由以渣油型燃油燃燒的發動機驅動的大型船舶進行的。在此，燃燒了超過3.5億噸的推動燃料，這造成了形式為硫氧化物、氮氧化物和顆粒物的排放。對此應降低并且最小化這種對于環境的負擔。

2008年10月，國際海事組織(Internationale Maritime Organisation)(IMO)修改了MARPOL協議的附則VI，其目的是以降低這些排放(MARPOL＝InternationalConvention for the Prevention of Marine Pollution from Ships，防止船舶造成海洋污染國際公約)。在此，重點是氮氧化物(NO_x)、硫氧化物(SO_x)和顆粒物(PM)。自2010年1月1日起生效的歐盟指令2005/33要求在港口實施調動的或在碼頭停留時間超過兩個小時的船舶使用具有低于0.1％的硫的推進燃料。該限值也自2010年1月1日起由加利福尼亞州空氣資源委員會(California Air Resources Board(CARB))在加利福尼亞州港口實施，并且自2012年起已擴展到24英里區域。

所有法規(MARPOL附則VI，EU指令2005/33，CARB 1和CARB2)也允許在船上運行廢氣處理設施，以替代使用含硫低的推進燃料，只要廢氣處理設施可達到等于使用含硫低的推進燃料的排放等價值。

在化石燃料燃燒時，在燃燒過程期間或在廢氣流中形成有害物質。在船用發動機中所使用的燃料HFO(Heavy Fuel Oil)是來自礦物油工業的提煉過程的殘渣產品，并且根據來源包含不同量的硫、釩、鎘、鉛和其他重金屬。硫含量根據來源地區而異。目前，全世界使用的燃料的平均硫含量大約為2.7％重量百分比。在發動機內的燃燒過程期間，與不同的碳氫化合物化合的硫與氧反應形成SO₂(大約95％)和SO₃(大約5％)。