[发明专利]排气后处理系统及用于排气后处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及排气后处理系统。本发明还涉及用于排气后处理的方法。

背景技术

在固定式内燃机(例如用于发电厂的固定式内燃机)的燃烧过程中，以及在非固定式内燃机(例如用于轮船的非固定式内燃机)的燃烧过程中，产生硫氧化物如SO₂和SO₃，其中这些硫氧化物通常形成于含硫化石燃料(如煤、矿煤、褐煤、石油或重质燃料油)的燃烧期间。因此，这种内燃机被分配有排气后处理系统，该系统特别用于离开内燃机的排气的脱硫。

对于排气脱硫，从现有技术主要已知的是吸附法，所述吸附法主要利用生石灰(CaO)或消石灰(Ca(OH)₂)或碳酸钙(CaCO₃)作为吸附剂。在此过程中，形成粉尘或颗粒，其中为了从排气中除去硫酸钙粉尘，必须在脱硫下游使用过滤装置。

从DE3603365C2中已知用于处理包含氮氧化物和粉尘的排气的方法以及排气后处理系统。

此外，所谓的洗涤器也被用于脱硫，其中借助于水将SO₂从排气中除去。随后，包含在洗涤水中的二氧化硫借助于碱(举例来说，例如NaOH)而被中和。在此中和之前，在大多数情况下另外地将洗涤出的SO₂氧化为SO₃，因为这确保更好的分离并允许使用钙化合物，这使得SO₃形成CaSO₄并由此可以沉淀。这通常通过向集污槽中鼓气来实现(US4515754A1)。

发明内容

由此着手，本发明的目的是基于创建一种新型排气后处理系统和一种新型排气后处理方法。

这一目的通过根据权利要求1的排气后处理系统来实现。根据本发明的用于内燃机的排气后处理系统包括布置在内燃机下游用于化学吸附硫氧化物的具有含钙颗粒的分离器，以及布置在内燃机的下游和分离器的上游用于将SO₂氧化为SO₃的氧化催化转化器。通过利用所述分离器，有可能省略用于将硫酸钙或硫酸钠粉尘从排气中除去的过滤装置。二氧化硫与分离器的含钙或含钠或含镁颗粒反应并可经由所述颗粒排出。将SO₂氧化为SO₃的氧化催化转化器的使用使得排气在分离器中的短停留时间成为可能，因为SO₃与分离器的含钙或含钠或含镁颗粒的反应比SO₂更快。根据本发明的排气后处理系统使得排气的有效脱硫成为可能。

根据有利的进一步发展，分离器中的颗粒包括CaO和/或Ca(OH)₂和/或CaCO₃和/或Na₂CO₃和/或MgO，其中所述颗粒的粒度在1mm至8mm之间。在此，所述分离器被特别设计为带有移动床或流化床的错流分离器。这使得排气的特别有效的脱硫成为可能。

根据有利的进一步发展，将一个加热装置布置在氧化催化转化器的上游，该装置将排气加热至大于350℃，优选大于400℃，特别优选大于450℃的温度。这使得可以特别有效地将SO₂氧化为SO₃并因此使排气有效脱硫。

对于排气增压内燃机，氧化催化转化器位于排气涡轮增压器的涡轮的上游，其中分离器位于排气涡轮增压器的涡轮的下游。通过存在于涡轮上游的相对高的温度和压力，有助于在氧化催化转化器中将SO₂氧化为SO₃。

根据更有利的进一步发展，排气后处理系统包括将NH₃-前体物质(尿素)或气态NH₃引入到排气中的装置，所述装置布置在氧化催化转化器的下游。因此可进一步改善排气的脱硫。

根据本发明的排气后处理方法限定于权利要求14中。

附图说明

由从属权利要求(subclaim)和以下说明书获得本发明的优选的进一步发展。借助于附图，更详细地解释本发明的示例性实施方案，而非限制于此。其显示为：

图1：根据本发明的第一排气后处理系统的框图；

图2：根据本发明的第二排气后处理系统的框图；

图3：根据本发明的第三排气后处理系统的框图；以及

图4：根据本发明的第四排气后处理系统的框图。

具体实施方式

本发明涉及用于内燃机的排气后处理系统，例如用于发电厂中的固定式内燃机或用于轮船上的非固定式内燃机。所述排气后处理系统特别地用于使用重质燃料油运行的船用柴油机上。