GR20190100160A - Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery - Google Patents
Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery Download PDFInfo
- Publication number
- GR20190100160A GR20190100160A GR20190100160A GR20190100160A GR20190100160A GR 20190100160 A GR20190100160 A GR 20190100160A GR 20190100160 A GR20190100160 A GR 20190100160A GR 20190100160 A GR20190100160 A GR 20190100160A GR 20190100160 A GR20190100160 A GR 20190100160A
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- water
- tank
- exhaust gases
- cationization
- ship
- Prior art date
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract 8
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 58
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 57
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 48
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 5
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 5
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical class OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
- B01D47/10—Venturi scrubbers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/79—Injecting reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/32—Arrangements of propulsion power-unit exhaust uptakes; Funnels peculiar to vessels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
- F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ ΑΠΟ ΤΙΣ ΚΑΜΙΝΑΔΕΣ ΤΩΝ ΠΛΟΙΩΝ ΜΕ ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΗ ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ AUTOMATIC SYSTEM FOR NEUTRALIZATION OF GASEOUS POLLUTANTS FROM SHIP CHIMNEYS WITH SIMULTANEOUS ENERGY RECOVERY
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION
Στα καυσαέρια που εξέρχονται από τις καμινάδες των πλοίων εμπεριέχονται SOx, ΝΟΧκαθώς και άλλοι πτητικοί υδρογονάνθρακες ως συνέπεια της καύσης. The exhaust gases coming out of ship chimneys contain SOx, NOx and other volatile hydrocarbons as a consequence of combustion.
Η συγκέντρωση των SOxστα απαέρια είναι υψηλή , επειδή η περιεκτικότης του S που εμπεριέχεται στο καύσιμο (μαζούτ-heavy fuel) φθάνει έως και 4%. The concentration of SOx in the waste gas is high, because the content of S contained in the fuel (fuel oil-heavy fuel) reaches up to 4%.
Γενικά ο καθαρισμός των απαερίων από τα SOxμε απόδοση που κυμαίνεται στο 99% επιτυγχάνεται με μία διαδικασία κατιονισμού. In general, the purification of waste gases from SOx with an efficiency of 99% is achieved by a cationization process.
Για να επιτευχθεί υψηλή απόδοση στον καθαρισμό η θερμοκρασία των καυσαερίων που εμπεριέχουν SOxπρέπει να είναι χαμηλή διότι διαφορετικά ο βαθμός κορεσμού των σταγονιδίων θα είναι μικρός και κατά συνέπεια η αποτελεσματικότητα της κατακρήμνησης των SOxθα είναι μικρή. In order to achieve a high efficiency in cleaning, the temperature of the exhaust gases containing SOx must be low because otherwise the degree of saturation of the droplets will be small and consequently the efficiency of the precipitation of SOx will be small.
Η δε ταχύτητά τους πρέπει να υπερβαίνει τα 3 m/sec, ούτως ώστε να επιτευχθεί η πλήρης ανάμιξη-λούσιμο των αερίων με τα σταγονίδια του αλκαλικού διαλύματος NaOH και να κατακρημνιστούν τα SOxυπό μορφή θειικού και θειώδους νατρίου. And their speed must exceed 3 m/sec, in order to achieve the complete mixing-washing of the gases with the droplets of the alkaline NaOH solution and to precipitate the SOx in the form of sodium sulfate and sodium sulfite.
Και αυτό διότι το μέγεθος των μορίων των απαερίων είναι τάξεις μικρότερες του μεγέθους των μορίων του διαλύματος. And this is because the size of the molecules of the waste gases are orders of magnitude smaller than the size of the molecules of the solution.
Και σύμφωνα με την στατιστική θερμοδυναμική η πιθανή πρόσκρουση-ανάμιξη αυτών των δύο ρευστών καθίσταται περισσότερο πιθανή εάν το μέγεθος των μορίων τους κυμανθεί στο ίδιο περίπου επίπεδο. Δηλαδή στη ίδια τάξη μεγέθους των μορίων. And according to statistical thermodynamics the potential collision-mixing of these two fluids becomes more likely if the size of their molecules fluctuates at approximately the same level. That is, in the same order of size of the molecules.
Και για να επιτευχθεί η μείωση της τάξης μεγέθους των σταγονιδίων του αλκαλικού διαλύματος , ούτως ώστε η διαφορά να μην υπερβαίνει τις δύο τάξεις μεγέθους μεταξύ των, εκχύουμε με υψηλή πίεση που σημαίνει υψηλή ταχύτητα των σταγονιδίων, ούτως ώστε να μειωθεί στο ελάχιστο το μέγεθος των σταγονιδίων και θα αυξηθεί η επιφάνεια επαφής. Και έτσι θα επιτευχθεί η επαφή αυτή που θα επιφέρει την κατακρήμνηση του θείου που εμπεριέχεται στο S03και που θα μετατραπεί κατά πρώτον σε H2SO4και στη συνέχεια θα μετατραπεί σε NaS04σύμφωνα με τις κάτωθι χημικές αντιδράσεις. And in order to achieve the reduction of the order of size of the droplets of the alkaline solution, so that the difference does not exceed two orders of size between them, we pour with high pressure which means a high speed of the droplets, so as to reduce the size of the droplets to a minimum and the contact surface will increase. And so this contact will be achieved which will bring about the precipitation of the sulfur contained in S03 and which will be converted first into H2SO4 and then into NaS04 according to the following chemical reactions.
SO3+H2O → H2SO4SO3+H2O → H2SO4
H2SO4+ NaOH → Na2SO4H2SO4+ NaOH → Na2SO4
Επιπλέον πρέπει να επισημανθεί ότι η θερμοκρασία των καυσαερίων κυμαίνεται στους 450 °C - 430°C και για να μειωθεί η θερμοκρασία αυτή όσον το δυνατόν περισσότερο π.χ στους 160°C , ούτως ώστε να αυξηθεί ο βαθμός κορεσμού δηλαδή η σύλληψη του S υπό μορφή θειικού άλατος με την διαδικασία του κατιονισμού στην οποία απαιτείται να δαπανηθεί μεγάλη ποσότητα νερού η οποία θα εξατμιστεί για να μειωθεί περαιτέρω η θερμοκρασία των απαερίων. In addition, it should be pointed out that the temperature of the exhaust gases ranges from 450 °C - 430 °C and to reduce this temperature as much as possible, e.g. to 160 °C, so as to increase the degree of saturation, i.e. the capture of S under form of sulfate with the cationization process in which it is required to spend a large amount of water which will evaporate to further reduce the temperature of the waste gases.
Και εάν χρησιμοποιηθεί And if used
1)Αφαλατωμένο νερό για να μην υπάρξουν λειτουργικές επιπλοκές και να αποφευχθεί η επικάθηση μεγάλων ποσοτήτων άλατος συνέπεια της εξάτμισης, λόγω της ανάγκης χρήσης πολλών κυβικών μέτρων νερού θα αυξηθεί το λειτουργικό κόστος, όπως η ηλεκτρική ενέργεια για την διαδικασία της αντιστρόφου όσμωσης. 1) Desalinated water to avoid operational complications and to avoid acquiring large amounts of salt as a result of evaporation, due to the need to use many cubic meters of water will increase operating costs, such as electricity for the reverse osmosis process.
2)Θαλασσινό νερό θα προκόψουν επιπλοκές στη λειτουργία της μονάδος λόγω της επικάθησης αλάτων Ca2SO4, Ca2CO3στην πλυντηρίδα-scrubber καθώς και στον σωλήνα venturi που είναι ανάντη αυτής. 2) Sea water will cause complications in the operation of the unit due to the accumulation of Ca2SO4, Ca2CO3 salts in the washer-scrubber as well as in the venturi tube that is upstream of it.
Η παραγόμενη θερμότητα που πρέπει να απαχθεί από έναν ντηζελοκινητήρα ισχύος π.χ 10MW ισούται με Q=m cpΔΤ=75.000kg x x0.24kcal/kg.°C(430°C -250°C)=3.240.000kcal/h Μπορούμε με έναν ανακτητή ενέργειας και συγκεκριμένα έναν θερμικό εναλλάκτη νερού /καυσαερίων να μειώσουμε -απαγάγουμε- ανακτήσουμε μέρος της τεράστιας ενέργειας που χάνεται εξοικονομώντας καύσιμο για την πρόωση του πλοίου και παράλληλα να μειώσουμε την θερμοκρασία των απαερίων που είναι και ο πρωταρχικός στόχος. Αυτό επιτυγχάνεται ως εξής. The produced heat that must be extracted from a diesel engine of e.g. 10MW is equal to Q=m cpΔΤ=75,000kg x x0.24kcal/kg.°C(430°C -250°C)=3,240,000kcal/h We can with an energy recuperator and specifically a water/flue gas heat exchanger to reduce - kidnap - recover part of the huge energy that is lost by saving fuel for the ship's propulsion and at the same time to reduce the temperature of the waste gases which is the primary goal. This is achieved as follows.
Στην καμινάδα του πλοίου και συγκεκριμένα στο κατάλληλο επίπεδο του πλοίου, πραγματοποιούμε ένα by pass, ούτως ώστε να εκτρέψουμε και να εξαναγκάσουμε την ροή των καυσαερίων να διέλθει διαμέσου ενός θερμικού εναλλάκτη σε ροή , διαμέσου των αυλών , και το νερό εξωτερικά αυτών ,όπως απεικονίζεται στο σχήμα 2 και στην τομή αυτού σχήμα 3. In the chimney of the ship, specifically at the appropriate level of the ship, we make a by pass, so as to divert and force the flow of exhaust gases to pass through a heat exchanger in flow, through the courtyards, and the water outside them, as illustrated in figure 2 and in its section figure 3.
Δεν μπορούμε να μειώσουμε περαιτέρω την θερμοκρασία εξόδου των καυσαερίων διότι ελλοχεύει ο κίνδυνος υγροποίησης των κατραμικών ουσιών που εμπεριέχονται στα καυσαέρια και επικάθησης αυτών επι των σωληνώσεων-αυλών του θερμικού εναλλάκτη σχήμα 2 και σχήμα 3, απ όπου θα διέρχονται που στη συνέχεια θα μειώσουν δραστικά τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητος προς το νερό. We cannot further reduce the exit temperature of the exhaust gases because there is the risk of liquefaction of the tar substances contained in the exhaust gases and of them adhering to the pipes-courtyards of the heat exchanger figure 2 and figure 3, where they will pass which will then drastically reduce the heat transfer coefficient to water.
Γι αυτό περιοριζόμαστε έως τους π.χ 250°C, ούτως να εξασφαλίσουμε την διαχρονική λειτουργία της μονάδας αποφεύγοντας την ενδεχόμενη προβληματική συντήρηση και παράλληλα θα εξοικονομηθεί ενέργεια ίση με Q=m cpΔΤ=75.000kg x0.24kcal/kg.°Cx(430°C -250°C)=3.240.000kcal/h με Q=3.240.000kcal/h η οποία δεδομένου ότι η κατώτατη θερμογόνος δύναμη του μαζούτ είναι ίση με 8000kcal/h That is why we are limited to e.g. 250°C, in order to ensure the long-term operation of the unit avoiding possible problematic maintenance and at the same time energy will be saved equal to Q=m cpΔΤ=75.000kg x0.24kcal/kg.°Cx(430° C -250°C)=3,240,000kcal/h with Q=3,240,000kcal/h which given that the lower calorific value of fuel oil is equal to 8000kcal/h
, αντιστοιχεί με εξοικονόμηση 405kg/h μαζούτ. , corresponds to a saving of 405kg/h fuel oil.
Ο παραγόμενος ατμός από τον θερμικό εναλλάκτη κυμαίνεται στα 5.800 kg/h. The steam produced by the heat exchanger ranges at 5,800 kg/h.
Εκ των οποίων 1000kg/h θα τροφοδοτήσουν το σύστημα θέρμανσης για υγροποίηση του μαζούτ και θα παραμείνουν 2.240.000kcal/h για να εισαχθούν στον ατμοστρόβιλο για παραγωγή ενέργειας. Of which 1000kg/h will feed the heating system to liquefy the fuel oil and 2,240,000kcal/h will remain to be introduced to the steam turbine for energy production.
Αυτό σημαίνει πρώτον ότι ο παραγόμενος ατμός από την ανάκτηση θα απαλείψει την χρησιμοποίηση της ατμογεννήτριας που καταναλίσκει μαζούτ για την προθέρμαση και υγροποίηση του μαζούτ που απαιτείται για να εισέλθει στους ντηζελοκινητήρες και δεύτερον εισάγοντας την περίσσεια του ατμού αυτού σε έναν ατμοστρόβιλο θα παράξει ενέργεια επικουρική των ντηζελοκινητήρων για την πρόωση του πλοίου η ολοκληρωτικά για την λειτουργία των ηλεκτρογεννητριών του πλοίου μεγάλης ισχύος. This means firstly that the steam produced from the recovery will eliminate the use of the fuel oil consuming steam generator to preheat and liquefy the fuel oil required to enter the diesel engines and secondly by injecting this excess steam into a steam turbine it will produce auxiliary power to the diesel engines for the ship's propulsion or completely for the operation of the ship's high power generators.
Λόγω των υψηλών στροφών του άξονα του ατμοστροβίλου που κυμαίνονται στις 5200rpm θα ζευγαρώσει με γρανάζι μειωτήρα στροφών Vi για να ζευγαρώσει με την ηλεκτρογεννήτρια των οποίων ο αριθμός των στροφών κυμαίνονται στις 2400rpm. Due to the high revolutions of the steam turbine shaft which range at 5200rpm it will mate with Vi speed reducer gear to mate with the electric generator whose number of revolutions range at 2400rpm.
Η ισχύς του ατμοστροβίλου με τις ανωτέρω παραδοχές και για την συγκεκριμένη περίπτωση και για τη δεδομένη ισχύ πρόωσης θα κυμανθεί στο 0.5 MW. The power of the steam turbine with the above assumptions and for the specific case and for the given propulsion power will vary at 0.5 MW.
Το κύκλωμα είναι κλειστό και το νερό απιονισμένο. The circuit is closed and the water is deionized.
Πρέπει επίσης να επισημανθεί ότι χρησιμοποιώντας ένα καύσιμο diesel τύπου 0.5 με πολύ μικρότερη συγκέντρωση σε S που δηλαδή μας απαλάσσει από τον κίνδυνο επικάθησης κατραμικών ουσιών, μπορούμε να μειώσουμε τη θερμοκρασία εξόδου των απαερίων π.χ από τούς 250 °C στους 130°C και έτσι θα προκόψει AT=430°C -130°C =300°C και το οποίον μεταφράζεται σε εξοικονόμηση ενέργειας Q=m cpΔΤ=75.000kg x.24kcal/kg.°C(430°C -130°C)=5.400.000kcal/h. Και επειδή ο ατμός που προκύπτει κυμαίνεται στα 10.000kg/h και η ισχύς Ρ=ΜxΔΗχητ/860=ΜxΔΗ/1000 με ητ=0.86 προκύπτει 0.8MW. It should also be pointed out that by using a type 0.5 diesel fuel with a much lower concentration of S, which means that we are free from the risk of acquiring tar substances, we can reduce the exit temperature of the exhaust gases, for example, from 250 °C to 130 °C and thus will cut AT=430°C -130°C =300°C and which translates into energy savings Q=m cpΔΤ=75,000kg x.24kcal/kg.°C(430°C -130°C)=5,400,000kcal /h. And because the resulting steam varies at 10,000kg/h and the power P=ΜxΔητ/860=ΜxΔη/1000 with ητ=0.86 results in 0.8MW.
Η ενέργεια που εξοικονομείται από την λειτουργία των πλοίων αυξάνεται με την ισχύ των ντηζελοκινητήρων πρόωσης . The energy saved from the operation of the ships increases with the power of the diesel propulsion engines.
Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα εξοικονόμησης και παραγωγής ενέργειας για το πλοίο κάλλιστα μπορεί να λειτουργεί αυτοτελώς ,εάν δεν υπάρχει ανάγκη εξουδετέρωσης των SOx This means that the energy saving and production system for the ship may well operate independently if there is no need to neutralize SOx
Η λειτουργία της διάταξης είναι η ακόλουθος . The operation of the arrangement is as follows.
Τοποθετούμε στο deck η σε κατάλληλο μέρος καταλλήλως διαστασιολογημένο θερμικό εναλλάκτη νερού /καυσαερίων. We place on the deck or in a suitable place an appropriately dimensioned water/exhaust heat exchanger.
Απ όπου το μέν νερό εισέρχεται με 15°C και εξέρχεται ατμοποιημένο στους 250°C, τα δε καυσαέρια εισέρχονται με 430°C και εξέρχονται π.χ στους 250°C.Kai εισέρχονται στο ανώτατο άκρο του σωλήνα venturi και στη συνέχεια οδηγείται στο κατώτατο άκρο της πλυντηρίδας-scrubber. From where the main water enters at 15°C and exits vaporized at 250°C, and the exhaust gases enter at 430°C and exit at e.g. 250°C. They enter the upper end of the venturi tube and are then led to the lower end of the washer-scrubber.
Ο κατιονισμός αυτός στο scrubber θα γίνει σε δύο στάδια , ούτως ώστε οιανδήποτε ποσότητα αερίων ,έχει διαφύγει της επεξεργασίας στο πρώτο στάδιο να υποστεί την επεξεργασία στο δεύτερο στάδιο και έτσι να επιτευχθεί η πλήρης κατακρήμνηση των SOx. This cationization in the scrubber will be done in two stages, so that any amount of gas that has escaped the treatment in the first stage will undergo the treatment in the second stage and thus achieve the complete precipitation of SOx.
Κατά την διέλευση των καυσαερίων από το πρώτο στάδιο ,ανάντη αυτού θα τοποθετηθεί ένας σωλήνας VENTURI ο οποίος μετά την είσοδο των καυσαερίων σε αυτόν θα υπάρχει και σε αυτόν σύστημα κατιονισμού με το ίδιο αλκαλικό διάλυμα , ούτως ώστε κατά κύριο λόγο να μειωθεί η θερμοκρασία από τους 430 °C στους (180-170 )°C. When the exhaust gases pass through the first stage, a VENTURI tube will be placed above it which, after the exhaust gases enter it, will also have a cationization system with the same alkaline solution, so that primarily the temperature will be reduced by the 430 °C at (180-170 )°C.
Το νερό του κατιονισμού θα προέλθει από θαλασσινό νερό προμηθευόμενο με καταδυόμενες αντλίες και αφού διέλθει από ένα σύστημα αφαλάτωσης με αντίστροφη όσμωση θα προστίθεται και κατάλληλη ποσότητα NaOH , ούτως ώστε το προκύπτον διάλυμα να είναι αλκαλικό με κατάλληλο ΡΗ. The ionization water will come from seawater supplied by submersible pumps and after passing through a desalination system with reverse osmosis, an appropriate amount of NaOH will be added, so that the resulting solution is alkaline with a suitable pH.
Το αλκαλικό διάλυμα αυτό θα εκχυθεί υπό κατάλληλη πίεση κάθετα στην την στροβιλώδη ροή των καυσαερίων , ούτως ώστε να αποφευχθεί διέλευση ανεπεξέργαστων καυσαερίων προς την ατμόσφαιρα. This alkaline solution will be poured under appropriate pressure perpendicular to the turbulent flow of the exhaust gases, so as to avoid the passage of untreated exhaust gases to the atmosphere.
Τα σωματίδια καθώς και οι ελαιώδεις και κατραμικές που κατακρημίζονται μαζί με το υδατικό διάλυμα που τώρα περιέχει θεϊκά και θειώδη άλατα του νατρίου οδηγούνται σε μία δεξαμενή συλλογής στην οποίαν επιπλέουν οι ελαιώδεις και κατραμικές ουσίες και οι οποίες δια μέσου ενός διαχωριστήρα οδηγούμε τις μέν ελαιώδεις και κατραμικές ουσίες σε μία δεξαμενή κατάλληλου μεγέθους και οι οποίες θα παροχευτούν προς περαιτέρω επεξεργασία σε κάποιο λιμάνι. The particles as well as the oily and tar substances that precipitate together with the aqueous solution which now contains sodium sulfate and sulphite salts are led to a collection tank in which the oily and tar substances float and which through a separator we lead the oily and tar substances substances in a tank of suitable size and which will be supplied for further processing in a port.
Το δε επεξεργασμένο νερό επειδή είναι σε μεγαλύτερη θερμοκρασία δια μέσου ενός θερμικού εναλλάκτη (14) με θαλασσινό νερό ,σε αντίστροφη ροή θα μειώσει την θερμοκρασία του. And the treated water, because it is at a higher temperature through a heat exchanger (14) with sea water, in reverse flow will reduce its temperature.
Στη συνέχεια προσθέτοντας κατάλληλη δοσιμετρικά μικρή ποσότητα του ίδιου αλκαλικού διαλύματος θα προσδώσει τα ίδια χημικά χαρακτηριστικά στο διάλυμα και έτσι θα συνεχισθεί σε κλειστό κύκλωμα η λειτουργία της πλυντηρίδας όπως απεικονίζεται στο σχήμα 1. Then by adding a small amount of the same alkaline solution, it will give the same chemical characteristics to the solution and thus the operation of the washing machine will continue in a closed circuit as shown in figure 1.
Αφ ότου εισέλθουν στην είσοδο του σωλήνα venturi και υποστούν μία προεπεξεργασία δηλαδή έναν πρώτο κατιονισμό με αλκαλικό διάλυμα NaOH. After they enter the entrance of the venturi tube and undergo a pre-treatment, i.e. a first cationization with an alkaline NaOH solution.
Στη συνέχεια δια μέσου του συνδέσμου αγωγού τα εξερχόμενα καυσαέρια θα εισέλθουν στο πρώτο στάδιο κατιονισμού με το ίδιο αλκαλικό διάλυμα και αφού επέλθει πλήρης ανάμιξη των μοριακών ομάδων των καυσαερίων με το νέφος σταγονιδίων του αλκαλικού διαλύματος, εξερχόμενα του πρώτου σταδίου υφίστανται παρόμοιο λούσιμο στο δεύτερο στάδιο συνέχεια του πρώτου με το ίδιο αλκαλικό διάλυμα .Κατόπιν αυτού εξέρχονται στην ατμόσφαιρα απαλλαγμένα κατά 99% του S. Then, through the pipe connection, the outgoing exhaust gases will enter the first stage of cationization with the same alkaline solution and after complete mixing of the molecular groups of the exhaust gases with the cloud of droplets of the alkaline solution, the exits of the first stage undergo a similar washing in the second stage continuously of the first one with the same alkaline solution. After that, they exit to the atmosphere free of 99% of S.
Πρέπει να επισημανθεί ότι οι προαναφερόμενοι υπολογισμοί για συγκεκριμένη ισχύ πρόωσης του πλοίου ίση με 10MW , έγινε για να καταστεί εμφανής και κατανοητή η μέθοδος και η ιδέα. Αλλά η μεθοδολογία και η διαδικασία εξουδετέρωσης των SOx με ταυτόχρονη ανάκτηση ενέργειας παραμένουν αναλλοίωτες για οιανδήποτε ισχύ πρόωσης του πλοίου. Επίσης πρέπει να επισημανθεί ότι η παράκαμψη με την οποία είναι εξοπλισμένη η καμινάδα ούτως ώστε τα καυσαέρια να διέρχονται διαμέσου του θερμικού εναλλάκτη με χρήση πνευματικών βαλβίδων on-off (21) ,(20) ,εάν για οιανδήποτε δυσλειτουργία π.χ φραγή από σωματίδια η κατραμικές ουσίες , αυτόματα διακόπτεται η παροχέτευση των καυσαερίων δια μέσου του θερμικού εναλλάκτη και επιστρέφει στην προγενέστερη κατάσταση κλείνοντας την (20) και ανοίγοντας την (21). It should be noted that the aforementioned calculations for a specific ship propulsion power equal to 10MW were made to make the method and concept clear and understandable. But the methodology and process of SOx neutralization with simultaneous energy recovery remains unchanged for any ship's propulsion power. It should also be noted that the bypass with which the chimney is equipped so that the flue gases pass through the heat exchanger using on-off pneumatic valves (21), (20), if for any malfunction e.g. blockage by particles or bituminous substances, the exhaust gas drainage through the heat exchanger is automatically interrupted and returns to the previous state by closing (20) and opening (21).
Ο καθαρισμός των αυλών διέλευσης των καυσαερίων επιτυγχάνεται με την αφαίρεση των καπακιών του εναλλάκτη και χρήση σιδηρόβουρτσας Cleaning the exhaust passageways is achieved by removing the exchanger covers and using an iron brush
Η περιγραφή της λειτουργίας της μονάδος είναι η ακόλουθη. The description of the operation of the unit is as follows.
Θέτουμε σε λειτουργία την μονάδα και αυτόματα λειτουργούν οι καταδυόμενες αντλίες που είναι εξοπλισμένο κάθε πλοίο και μεταφέρουν θαλασσινό νερό από το επίπεδο της θάλασσας στη δεξαμενή (1) στο κατάστρωμα. We put the unit into operation and the submersible pumps that every ship is equipped with automatically work and transfer sea water from the sea level to the tank (1) on the deck.
Απ αυτήν την δεξαμενή αντλείται νερό για να διέλθει από το σύστημα αφαλάτωσης (2) με μεμβράνες σε διπλό στάδιο και το μέν αλμόλοιπο απορρίπτεται στη θάλασσα το δε αφαλατωμένο νερό τοποθετείται σε μία δεξαμενή (3)όπου με μία δοσιμετρική αντλία (4)εκχύεται NaOH , ούτως ώστε το ΡΗ του προκύπτοντος υδατικού διαλύματος να είναι του επιθυμητού βαθμού αλκαλικότητος με χρήση του συστήματος ελέγχου αλκαλικότητος (25). Η δοσιμετρική αντλία τροφοδοτεί τη καυστική σόδα από την ειδική δεξαμενή (5), όπου εμπεριέχεται NaOH. From this tank, water is pumped to pass through the desalination system (2) with membranes in a double stage and the sludge is discharged into the sea, and the desalinated water is placed in a tank (3) where NaOH is poured with a dosing pump (4). so that the pH of the resulting aqueous solution is of the desired degree of alkalinity using the alkalinity control system (25). The dosing pump supplies the caustic soda from the special tank (5), where NaOH is contained.
Από τη δεξαμενή (3) διαμέσου μίας αντλίας(6) σε κατάλληλη πίεση τροφοδοτούνται τρεις θέσεις για τον κατιονισμό των καυσαερίων και οι οποίες είναι η πρώτη κατάντη (7)της εισόδου των καυσαερίων στον σωλήνα venturi (8) στη φάση της προεπεξεργασίας. From the tank (3) through a pump (6) at a suitable pressure three positions are supplied for the cationization of the exhaust gases and which are the first downstream (7) of the exhaust gas inlet in the venturi tube (8) in the pretreatment phase.
Στη δεύτερη που είναι το πρώτο στάδιο(9) επεξεργασίας-κατιονισμού του scrubber(lO). Και στη τρίτη θέση(11) που είναι το δεύτερο στάδιο κατιονισμού της πλυντηρίδας-scrubber. Πρέπει επίσης να επισημανθεί ότι οι εκχυτήρες του αλκαλικού διαλύματος θα είναι με κατάλληλο τρόπο κατασκευασμένοι και να λειτουργούν έτσι, ούτως ώστε η έκχυση να είναι κάθετος στη ροή των καυσαερίων και να δημιουργείται τυρβώδης ροή ,για την αύξηση της στροβιλότητος με τελικό στόχο την μεγιστοποίηση της επιφάνειας ανάμιξης των μοριακών σταγονιδίων και των μοριακών συσσωμάτων αερίων, για την αποτελεσματική κατακρήμνηση του S . In the second which is the first stage (9) treatment-cationization of the scrubber (10). And in the third position (11) which is the second cationization stage of the washer-scrubber. It should also be noted that the alkali solution ejectors shall be properly constructed and operated so that the ejector is perpendicular to the exhaust gas flow and creates a turbulent flow to increase turbulence with the ultimate goal of maximizing surface area. mixing of molecular droplets and molecular gas aggregates, for the effective precipitation of S .
Τα καυσαέρια αφού διέλθουν τον σωλήνα venturi και διασχίσουν κατόπιν το πρώτο και δεύτερο στάδιο κατιονισμού θα εξέλθουν στην ατμόσφαιρα σε περίπου (70-80)°C, και απαλλαγμένα από το S. The exhaust gases after passing through the venturi tube and then passing through the first and second stage of cationization will exit to the atmosphere at about (70-80)°C, and free of S.
Τα νερά κατάλοιπα της πλύσης μαζί με τα σωματίδια και τις ελαιώδεις και κατραμικές ουσίες θα συλλεχθούν σε μία δεξαμενή (12),απ όπου οι μεν επιπλέουσες ελαιώδεις και κατραμικές ουσίες διαχωρίζονται άμεσα και θα αποθηκεύονται σε άλλη δεξαμενή (13) για παράδοση στο επιλεγμένο λιμάνι ,τα δε νερά πλύσης τα οποία έχουν μία θερμοκρασία κυμαινόμενη μεταξύ (80-90) °C οδηγούνται σε έναν θερμικό εναλλάκτη (νερού/νερού)(14) στον οποίον απάγεται η θερμότητα των νερών πλύσης, δια μέσου θαλασσινού νερού θερμοκρασίας περίπου 15°C , ούτως ώστε να εισέλθει στη δεξαμενή (3) το ανακυκλώμενο νερό στη ίδια θερμοκρασία . The residual wash water together with the particles and the oily and tarry substances will be collected in a tank (12), from where the floating oily and tarry substances are immediately separated and will be stored in another tank (13) for delivery to the selected port. and the wash water, which has a temperature varying between (80-90) °C, is led to a heat exchanger (water/water) (14) in which the heat of the wash water is extracted, through seawater at a temperature of about 15°C, so that the recycled water enters the tank (3) at the same temperature.
Με αυτόν τον τρόπο η απαίτηση για αφαλατωμένο νερό και κατά συνέπεια της ενεργειακής κατανάλωσης καθίσταται ελάχιστη όπως επίσης και αυτής της καυστικής σόδας , διότι το ΡΗ του ανακυκλώμενου νερού είναι αλκαλικό. Κάθε μία ώρα γίνεται πλήρης ανανέωση του συνολικού χρησιμοποιούμενου νερού. Η ποσότητα του χρησιμοποιούμενου νερού είναι ελάχιστη εν συγκρίσει με ότι υπάρχει και αυτό έχει ως συνέπεια την οικονομικότητα λειτουργίας της διάταξης. In this way, the demand for desalinated water and consequently the energy consumption becomes minimal as well as for this caustic soda, because the PH of the recycled water is alkaline. Every hour the total water used is completely renewed. The amount of water used is minimal compared to what is available and this has as a consequence the economic operation of the device.
Διατηρώντας αμετάβλητη διαχρονικά την αποτελεσματικότητα της εξουδετέρωσης. Keeping neutralization effectiveness unchanged over time.
Παράλληλα τα εξερχόμενα αέρια από τον ντηζελοκινητήρα εισερχόμενα στον θερμικό εναλλάκτη(15) (αέρα/νερού) εκχωρούν το θερμικό τους φορτίο στο νερό το οποίο ατμοποιείται και τον ατμό του οποίου σε επαρκή ποσότητα παροχετεύουμε κατά πρώτον στο σύστημα υγροποίησης του μαζούτ, με τα οποία είναι εξοπλισμένα όλα τα πλοία πού κάνουν χρήση heavy fuel. At the same time, the exhaust gases from the diesel engine entering the heat exchanger (15) (air/water) assign their heat load to the water which is vaporized and the vapor of which in sufficient quantity is first drained into the fuel oil liquefaction system, with which it is equipped all ships that use heavy fuel.
Με την υπόλοιπη μάζα ατμού τροφοδοτούμε έναν ατμοστρόβιλο (16) με συνδεδεμένο σε αυτόν κατάλληλο μειωτήρα με τον οποίον ζευγαρώνει η ηλεκτρογεννήτρια (17). With the remaining mass of steam we feed a steam turbine (16) with a suitable reducer connected to it with which the generator (17) is paired.
Εξερχόμενα τα αέρια από την παράκαμψη-by pass και εισερχόμενα στην αρχική καμινάδα δημιουργούμε επί της καμινάδας μία παραπλανητική έξοδο προς την ατμόσφαιρα (22) ,για την αποφυγή δημιουργίας επιστροφής πίεσης (back pressure) στον ντηζελοκινητήρα. When the gases leave the bypass-by pass and enter the original chimney, we create a deceptive outlet on the chimney to the atmosphere (22), to avoid creating back pressure in the diesel engine.
Τα δε καυσαέρια λόγω της υποπίεσης που δημιουργεί ο σωλήνας venturi θα απορροφηθούν προς την έξοδο από το scrubber συμπαρασύροντας μαζί τους και ποσότητα ατμοσφαιρικού αέρα η οποία θα δράσει ευεργετικά μειώνοντας την θερμοκρασία των καυσαερίων και καθιστώνταστα κατάλληλα θερμοκρασιακά για την επεξεργασία του κατιονισμού. And the exhaust gases due to the negative pressure created by the venturi tube will be absorbed towards the exit from the scrubber, entraining with them a quantity of atmospheric air which will act beneficially by reducing the temperature of the exhaust gases and becoming suitable temperatures for the treatment of cationization.
Ανάντη της παραπλανητικής εξόδου θα υπάρχει μία άλλη παράκαμψη από την καμινάδα (by pass), εξοπλισμένη με πνευματικές βαλβίδες (23), (24) διαμέσου της οποίας τα καυσαέρια οδηγούνται προς το σύστημα κατιονισμού venturi-scrubber(10) και έξοδο των απαλλαγμένων από το S απαερίων. Upstream of the deceptive exit there will be another bypass from the chimney (by pass), equipped with pneumatic valves (23), (24) through which the exhaust gases are led to the venturi-scrubber cationization system (10) and exit of the freed from S of exhaust gases.
Θα υπάρχουν δύο πνευματικές βαλβίδες on-off (23), (24) με τις οποίες θα είναι δυνατή η αυτόματη επιστροφή στην προγενέστερη κατάσταση λειτουργίας. There will be two pneumatic on-off valves (23), (24) with which it will be possible to automatically return to the previous operating state.
Με το σύστημα αυτό αυτοτελώς επιλύεται ταυτόχρονα η εξουδετέρωση των SOxμε ταυτόχρονη ανάκτηση ενέργειας . With this system, the neutralization of SOx is solved independently at the same time with simultaneous energy recovery.
Με το προτεινόμενο σύστημα μας της αποθείωσης των καυσαερίων από τις καμινάδες των πλοίων με ταυτόχρονη ανάκτηση ενέργειας επιλύεται ριζικά το πρόβλημα της απόδοσης κατακρήμνησης του θείου(υπό μορφή δέσμευσής του σε θειικά και θειώδη άλατα) με απόδοση που υπερβαίνει το 99% και προσεγγίζει το 99.7 %. With our proposed system of desulfurization of the exhaust gases from the ships' chimneys with simultaneous energy recovery, the problem of sulfur precipitation efficiency (in the form of binding to sulfates and sulphites) is fundamentally solved with an efficiency that exceeds 99% and approaches 99.7% .
Το δε απόβλητο νερό που εξέρχεται του σκάφους έχει αλκαλικότητα που υπερβαίνει Ph=8. Με αυτές τις αποδόσεις το σύστημα αυτό ανταποκρίνεται πλήρως στις περιβαλλοντικές συνθήκες για την ναυσιπλοοία του διεθνούς οργανισμού ΙΜΟ( International Maritime Organization), που κανένα άλλο σύστημα εγκατεστημένο σε πλοία δεν πληροί πουθενά στον κόσμο. Και οι λόγοι που τα συστήματα αυτά είναι ανεπαρκή στη ολοκληρωτική αποθείωση των καυσαερίων είναι οι ακόλουθοι. And the waste water leaving the boat has an alkalinity that exceeds Ph=8. With these performances, this system fully meets the environmental conditions for navigation of the international organization IMO (International Maritime Organization), which no other system installed on ships anywhere in the world meets. And the reasons that these systems are insufficient in the total desulfurization of exhaust gases are the following.
Διότι όλα τα υπάρχοντα συστήματα κατιονισμού χρησιμοποιώντας θαλασσινό νερό το οποίον εμπεριέχει Ca2SO4(γύψος) σε υψηλό ποσοστό(π.χ στα 10 μέρη θαλασσινού νερού τα 8 περίπου εμπεριέχουν θειικό ασβέστιο), δηλαδή είναι ήδη κορεσμένο με θειον, που προτίθενται να αφαιρέσουν από τα εξερχόμενα καυσαέρια με κατιονισμό και έτσι περιορίζουν δραστικά την δυνατότητα σύλληψης του θείου υπό μορφή θειικού η θειώδους νατρίου . Because all existing cationization systems using seawater that contains Ca2SO4 (gypsum) in a high percentage (e.g. in 10 parts of seawater about 8 contain calcium sulfate), i.e. it is already saturated with sulfur, which they intend to remove from the outgoing exhaust gases with cationization and thus drastically limit the possibility of capturing sulfur in the form of sodium sulfate or sulfite.
Και για τον λόγο αυτό απαιτούνται τεράστιες ποσότητες θαλασσινού νερού για κατιονισμό σε σύγκριση με το σύστημά μας. And for this reason, huge amounts of seawater are required for cationization compared to our system.
Για να έχουμε μία εικόνα των με τα αντιπαραβαλλόμενα μεγέθη για ένα πλοίο 56.000 τόνων με εγκατεστημένη μηχανή ισχύος 10 MW και εξερχόμενο όγκο αερίων περίπου 75.000 τόνων/h ,στον κατιονισμό με θαλασσινό νερό απαιτούνται 480 τόνοι /h ,ενώ κατιονισμός με απιονισμένο νερό προερχόμενο από τον αφαλατωτή με αντίστροφη όσμωση σε διπλό στάδιο μόνο 20 τόνους/h. To have a picture of the compared sizes for a 56,000 ton ship with an installed 10 MW engine and an outgoing gas volume of about 75,000 tons/h, seawater ionization requires 480 tons/h, while ionization with deionized water coming from the double stage reverse osmosis desalinator only 20 tons/h.
Και επιπλέον όπως προαναφέρθηκε στην σειρά 45 σελίδα 1 «θα προκόψουν επιπλοκές στη λειτουργία της μονάδος λόγω της επικάθησης αλάτων Ca2SO4, Ca2CO3στην πλυντηρίδαscrubber καθώς και στον σωλήνα venturi που είναι ανάντη αυτής» ,όπως και σε όλες τις σωληνώσεις με ότι αυτό συνεπάγεται, όπως διαπιστώθηκε στην εφαρμογή η προβληματική τους λειτουργία. And in addition as mentioned above in row 45 page 1 "they will cause complications in the operation of the unit due to the accumulation of Ca2SO4, Ca2CO3 salts in the scrubber as well as in the venturi tube that is upstream of it", as well as in all the piping with what this entails, as found in implementation of their problematic operation.
Ένα εξ ίσου σημαντικό στοιχείο που επιβάλλεται να επισημανθεί είναι το γεγονός ότι λόγω της ανεπαρκούς αποθείωσης των καυσαερίων το υπόλοιπο του θείου ερχόμενο σε επαφή με το νερό το θαλασσινό δημιουργεί θειικό οξύ και καταλήγει στο απορριπτόμενο νερό προς την θάλασσα και το οποίον το καθιστά όξινο . An equally important element that must be pointed out is the fact that due to the insufficient desulfurization of the exhaust gases, the rest of the sulfur coming into contact with the sea water creates sulfuric acid and ends up in the water discharged to the sea, which makes it acidic.
Και το οποίον με την σειρά του λόγω της τεράστιας παροχής απόρριψης και επειδή εγκαθίσταται στην πρύμνη για να αραιωθεί από την προπέλα του πλοίου, σε μία προσπάθεια εκπλήρωσης των συνθηκών του ΙΜΟ διαβρώνει με την σειρά του την προπέλα του πλοίου. Επιπλέον η διάνοιξη μεγάλων οχετών παροχής και απόρριψης τεραστίων ποσοτήτων νερού ανά ώρα καθώς και το ενεργειακό λειτουργικό κόστος υπερμεγέθων αντλιών αναγκαίων για τον σκοπό αυτό , έχουν μεγάλη επίπτωση στο λειτουργικό και στο κόστος συντήρησης των μονάδων. And which in turn due to the huge discharge supply and because it is installed at the stern to be diluted by the ship's propeller, in an attempt to meet IMO conditions it in turn corrodes the ship's propeller. In addition, the opening of large channels for the supply and disposal of huge amounts of water per hour, as well as the energy operating costs of oversized pumps necessary for this purpose, have a great impact on the operating and maintenance costs of the units.
Εν αντιθέσει το προτεινόμενο σύστημα μας έχει ελάχιστο κόστος συντήρησης διότι δεν χρησιμοποιούμε θαλασσινό νερό για να κάνουμε κατιονισμό και επιπλέον το απιονισμένο νερό δεν έχει την διαβρωτική ικανότητα του θαλασσινού νερού ,η δε διάμετρος των αγωγών προσαγωγής η απόρριψης είναι πολύ μικρή σε σχέση των αντίστοιχων σε υπάρχουσες μονάδες scrubber αποθείωσης με χρήση θαλασσινού νερού. Το ίδιο ισχύει και για την ισχύ των αντλιών που θα είναι κατά πολύ μικρότερες των αντίστοιχων σε μονάδες scrubber με θαλασσινό νερό. In contrast, our proposed system has minimal maintenance costs because we do not use seawater to perform ionization and, moreover, deionized water does not have the corrosive ability of seawater, and the diameter of the intake or discharge pipelines is very small compared to the existing ones desulfurization scrubber units using seawater. The same applies to the power of the pumps, which will be much smaller than those in seawater scrubber units.
Ενα άλλο πλεονέκτημα του προτεινόμενου συστήματος μας είναι ότι συνδυαστικά με την λειτουργία του ανακτητή θερμότητος ανάντη της μονάδας αποθείωσης , προκύπτει η δυνατότητα να μειωθεί η θερμοκρασία των καυσαερίων μέχρι π.χ την θερμοκρασία των 170 °C και κατά συνέπεια θα προκόψει . Another advantage of our proposed system is that, combined with the operation of the heat recovery unit upstream of the desulfurization unit, it is possible to reduce the temperature of the exhaust gases up to, for example, the temperature of 170 °C and consequently it will stop.
Α) μεγαλύτερο οικονομικό όφελος ,από την ανάκτηση θερμότητος που μεταφράζεται σε μείωση καυσίμου λόγω μεγαλύτερου ΔΤ ,όπως προαναφέρθηκε στη σελίδα 2 σειρά 40. Β) Πολύ μικρότερη ποσότητα νερού σε τόνους για κατιονισμό (και άρα μικρότερο ενεργειακό κόστος) ,για να μειωθεί η θερμοκρασία αντί με ΔΤ =250-80=170°C το ΔΤ είναι ίσον με ΔΤ=170-80=90°C και έτσι θα εξατμιστεί λιγότερο νερό και επιπλέον θα αυξήσει τον βαθμό κορεσμού σε θείο διότι είναι μικρότερες οι θερμοκρασίες. A) greater economic benefit, from heat recovery which translates into fuel reduction due to greater ΔT, as mentioned above on page 2 row 40. B) Much smaller amount of water in tons for ionization (and therefore less energy cost), to lower the temperature instead of ΔT =250-80=170°C the ΔT is equal to ΔT=170-80=90°C and thus less water will evaporate and in addition it will increase the degree of sulfur saturation because the temperatures are lower.
Για να έχουμε μία εικόνα της πραγματικής κατανάλωσης καυσίμου ενός πλοίου εν πλώ για 25 ημέρες τον μήνα εξοπλισμένο με ντηζελοκινητήρα ισχύος 10MW, η κατανάλωση καυσίμου ανέρχεται σε 25 τόνους ημερησίως To give an idea of the actual fuel consumption of a ship at sea for 25 days a month equipped with a 10MW diesel engine, the fuel consumption is 25 tons per day
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20190100160A GR1010006B (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20190100160A GR1010006B (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
GR20190100160A true GR20190100160A (en) | 2020-11-16 |
GR1010006B GR1010006B (en) | 2021-05-13 |
Family
ID=73792854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
GR20190100160A GR1010006B (en) | 2019-04-02 | 2019-04-02 | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
GR (1) | GR1010006B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GR20220100201A (en) * | 2022-03-03 | 2023-10-10 | Νικολαος Παναγιωτη Πηττας | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
EP4477295A1 (en) * | 2023-06-15 | 2024-12-18 | Nicholas Pittas | Automatic system for the neutralization of greenhouse gas emissions from ship chimneys by thermal power plant units with simultaneous energy recovery |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999044722A1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Kvaerner Ships Equipment A.S | Apparatus for reducing contaminants in a pulsating exhaust gas |
GB2495151A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-03 | Quatripole Ingenieria S L | Desalination unit |
WO2016053190A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | Keppel Offshore & Marine Technology Centre Pte Ltd | Apparatus and method for treatment of exhaust gas |
EP3266514A1 (en) * | 2015-03-13 | 2018-01-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Scrubber, exhaust gas treatment device, and ship |
-
2019
- 2019-04-02 GR GR20190100160A patent/GR1010006B/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999044722A1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Kvaerner Ships Equipment A.S | Apparatus for reducing contaminants in a pulsating exhaust gas |
GB2495151A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-03 | Quatripole Ingenieria S L | Desalination unit |
WO2016053190A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | Keppel Offshore & Marine Technology Centre Pte Ltd | Apparatus and method for treatment of exhaust gas |
EP3266514A1 (en) * | 2015-03-13 | 2018-01-10 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Scrubber, exhaust gas treatment device, and ship |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GR20220100201A (en) * | 2022-03-03 | 2023-10-10 | Νικολαος Παναγιωτη Πηττας | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
EP4477295A1 (en) * | 2023-06-15 | 2024-12-18 | Nicholas Pittas | Automatic system for the neutralization of greenhouse gas emissions from ship chimneys by thermal power plant units with simultaneous energy recovery |
GR20230100482A (en) * | 2023-06-15 | 2025-01-20 | Νικολαος Παναγιωτη Πηττας | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GR1010006B (en) | 2021-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9926215B2 (en) | Compact wastewater concentrator and pollutant scrubber | |
US9040005B2 (en) | Scrubber system and method | |
EP2775112B2 (en) | Cleaning system and method for reduction of SOx in exhaust gases | |
AU2010279005B2 (en) | Compact wastewater concentrator and pollutant scrubber | |
JP5773687B2 (en) | Seawater flue gas desulfurization system and power generation system | |
JP2012179521A5 (en) | ||
GR20190100160A (en) | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery | |
CN100355663C (en) | Circulating utilization treatment technology for waste water of heat-engine plant | |
KR101486882B1 (en) | Exhaust gas cleaning system for ship | |
Pham et al. | Solution to reduce air environmental pollution from ships | |
US11383995B2 (en) | Apparatus and method for treating hydrogen sulfide and ammonia in wastewater streams | |
CN112250239B (en) | Ship diesel engine waste gas washing water treatment device utilizing ship waste heat | |
GR20220100201A (en) | Automatic system for the neutralization of ship chimney's gaseous pollutants - simultaneous energy recovery | |
CN209411826U (en) | Wastewater concentration and reduction treatment system | |
WO2008015487A1 (en) | Method and apparatus for cleaning combustion gases | |
Han et al. | Design and experimental study on desulphurization process of ship exhaust | |
EP2611735B1 (en) | System and method for the desalination of sea water | |
EP4477295A1 (en) | Automatic system for the neutralization of greenhouse gas emissions from ship chimneys by thermal power plant units with simultaneous energy recovery | |
RU168848U1 (en) | BOILER INSTALLATION | |
RU82215U1 (en) | INSTALLATION FOR ELECTRIC DESALVATION OF A LIQUID OIL PRODUCT ARE ABLE TO USE AS A GAS TURBINE FUEL | |
DK201900059U3 (en) | CLEANING SYSTEM AND USE | |
Hansen et al. | Exhaust gas scrubber concept to meet future SO2, soot and CO2 emission reduction requirements | |
CN118851320A (en) | Waste heat utilization system of flue gas desulfurization coupled with seawater desalination | |
Adithya Babu et al. | WASTE HEAT RECOVERY INTEGRATED SYSTEM | |
Khawaji et al. | Seawater scrubbing for the removal of sulfur dioxide in a steam turbine power plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PG | Patent granted |
Effective date: 20210614 |