(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤、炭化水素、灰及び重金属を除去する方法であって、該方法が、
それぞれが少なくとも一つのパティキュレートフィルターを含む少なくとも一つのろ過ユニットに該排ガスを排ガス温度で通過させ、そして、該排ガス中に含まれる粒子、煤、灰及び重金属を捕捉する工程；
該捕捉された煤を連続的に燃焼し、そして少なくとも一つのパティキュレートフィルターからそのフィルター上に配置されている触媒と接触させることによって付着した炭化水素を除去する工程；
該ろ過ユニットのそれぞれのインレットに設けられた粒子コレクターを含む粒子排出弁装置中の少なくとも一つの粒子排出弁を周期的に開く工程；
続いて、ろ過ユニットのうちの少なくとも一つのアウトレット中に、それまでの排ガスの流れとは逆の方向に空気をパルス噴射し、そして、少なくとも一つのパティキュレートフィルターから粒子を吹き払う工程；
該少なくとも一つの粒子排出弁を閉じる工程；及び
続いて、排ガスから該ろ過ユニットを遮断することなく、一つ又は二つ以上のろ過ユニットのすべてに対して逆のパルス操作を繰り返す工程、
を含み、
粒子、煤、灰及び重金属が、逆パルスでそれらを除去するのが困難なほど前記ろ過ユニットに固着するのを回避するために、前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる排ガスの排ガス温度が、３８０℃〜４２０℃の温度範囲に維持される、
上記の方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターがウォールフローフィルターの形態である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記触媒が、前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの壁部の上又は内側に被覆されている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物及び金属パラジウムを含む、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの本体が、炭化ケイ素、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
１０〜６００ミリ秒、好ましくは３００ミリ秒の噴射パルス期間で空気がパルス噴射され、そして、該噴射パルス期間の１〜５秒前、好ましくは２秒前に前記粒子排出弁が、開放され、そして、該噴射パルス期間の２〜１５秒後、好ましくは６〜８秒後に、閉じられる、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
パルス噴射のための空気が、４〜１０バール（ゲージ圧）、好ましくは、６．５バール（ゲージ圧）に圧縮された空気を有するアキュムレータータンクから引き出される、請求項１又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つのろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー又はセメント製造プロセス上流の圧力容器中に配置されている、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記排ガスを、０〜３バール（ゲージ圧）の圧力で前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
排ガスを前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる前に、又は排ガスを前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させた後に、該排ガス中の窒素酸化物を選択接触還元する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのろ過ユニットの下流において、オープンループ又はクローズドループで、アルカリ溶液又は海水で排ガスをスクラビングすることによって、排ガス中に含有する硫黄酸化物の量を低減する工程をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
粒子、煤、灰及び重金属が、逆パルスでそれらを除去するのが困難なほど前記ろ過ユニットに固着するのを回避するために、前記ろ過ユニットの上流に配置された熱交換器により、前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる排ガスの排ガス温度が、３８０℃〜４２０℃の温度範囲に維持される、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
エンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤及び灰の粒子を除去するためのろ過アッセンブリであって、
それぞれが、エンジン又はプロセス装置を、一つ又は二つ以上のろ過ユニットそれぞれのインレットに接続する、一つ又は二つ以上の排ガスインレット管；
該一つ又は二つ以上のろ過ユニットそれぞれのアウトレットと流体的に連通している、一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管；
一つ又は二つ以上のろ過ユニットが並列に接続されて、付着した炭化水素を有する煤を燃焼除去するための触媒で触媒化された、少なくとも一つのパティキュレートフィルター；
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターから灰をパルスクリーニングし、吹き払うための、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのアウトレットに設けられた空気パルスジェット弁装置であって、一つ又は二つ以上のパルス弁、空気供給部に接続されている一つ又は二つ以上のエアブロウ管、及びノズルであって、該ノズルを介して該少なくとも一つのパティキュレートフィルター中に空気をパルス噴射するための該ノズルを含む、該装置；及び
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのインレットに設けられた、空気パルスクリーニングの間に該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから煤及び灰を収集するための粒子排出弁装置であって、一つ又は二つ以上の粒子排出弁、該一つ又は二つ以上のろ過ユニットの排ガスインレットに設けられた一つ又は二つ以上の粉塵排出管及び一つ又は二つ以上のろ過ユニットの排ガスインレットに設けられた一つ又は二つ以上のコレクターを含む、該粒子排出弁装置、
を含み、
前記ろ過ユニットを通過する排ガスの排ガス温度が４２０℃を下回って確実に維持されるように、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの上流に熱交換器が配置されている、
上記のろ過アッセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターがウォールフローフィルターの形態である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターが、壁部の上又は内側が、捕捉されたフィルターの煤を触媒燃焼する触媒で被覆されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物及び金属パラジウムからなる、請求項１３〜１５のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの本体が、炭化ケイ素、コージェライト、又はムライト又はチタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されている、請求項１３〜１６のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１８】
前記一つ又は二つ以上のエアブロウ管が、圧縮空気を有するアキュムレータータンクに接続されている、請求項１３〜１７のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１９】
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー上流の圧力容器に配置されている、請求項１３〜１８のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２０】
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー又はセメント製造プロセスの下流に配置されている、請求項１３〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２１】
前記一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒素触媒を含む、下流の選択接触還元ユニットに接続している、請求項１３〜２０のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２２】
前記一つ又は二つ以上の排ガスインレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒素触媒を含む、上流の選択接触還元ユニットに接続している、請求項１３〜２０のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２３】
前記一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、スクラビングユニットに接続している、請求項１３〜２０のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２４】
脱窒素触媒ユニットを含む選択接触還元ユニットが、上流の前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットと、そして、下流のスクラビングユニットと接続されている、請求項１３〜２０のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２５】
前記選択接触還元ユニットが、エンジンターボチャージャーの上流又は下流に配置されている、請求項２１〜２４のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２６】
排ガスを、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの少なくとも一つを迂回させるバイパス管をさらに含む、請求項１３〜２５のいずれか一つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン又は、例えば、セメント製造のようなプロセス装置からの排ガス中に存在する炭化水素及び煤、灰及び重金属の形態にある粒状物を除去するための方法及びシステムに関する。より詳細には、本発明は、０．１％〜４．０重量％の硫黄含有量及び５ｍｇ／ｋｇ〜１０００ｍｇ／ｋｇの重金属元素含有量を有する重油で運転されるエンジンの排ガスからのこれら成分を除去するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、排気システム中に配置された一つ又は二つ以上のフィルターに排気を通過させることによって煤及び灰は捕集されそして除去される。オンストリームの一定時間後、捕集された量の煤及び灰は、フィルターにわたる圧力降下を増大させ、そして、そのフィルターは、該煤を焼尽させ、そして灰を圧縮空気で吹き払うことによって又は手動作業工程によって再生させることが必要となる。
【０００３】
公知のパティキュレートフィルターシステムは、硫黄含有量及び灰含有量が比較的低いディーゼルエンジンの排気のために開発されている。これらのシステムは、例えば、重油、いわゆるバンカーオイルを燃料とする海上のエンジンのために使用することはできない。
【０００４】
バンカーオイルは、非常に重質の炭化水素及びポリ芳香族化合物を含有する。該油は、燃焼せずに、灰として排気中に残る化合物で極度に汚染される。バンカーオイル中に含有される更なる汚染物質には、水溶性の金属塩である、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、硫酸塩（ＭｅＳＯ４）及びその他のいくつかだけでなく、油溶性の金属であるバナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）及びその他が含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１４９３４８４  Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、本発明の一般的な目的は、重油を燃料とするプロセス装置又はエンジンから結果として生じる排ガスを浄化するための方法及びシステムを提供することであって、該方法及びシステムにより、たとえ、該方法及びシステム中で使用されたパティキュレートフィルターの再生を必要とする場合であっても、エンジンの効率的な浄化及び連続運転が確実なものとなる。しかしながら、本発明はまた、ガス流中に高い含有量の粒子を有する他のシステム、例えば、セメント製造プロセスにおいても使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の本質的な特徴は、煤燃焼触媒及び炭化水素酸化触媒で該フィルターを触媒化することによってパティキュレートフィルターが受動的に連続再生され、それによって、該パティキュレートフィルターにわたる圧力降下を低く保つことによって、そして、フィルターのアウトレット中へ空気をパルス噴射することによって灰を周期的に、かつ効率的に吹き払うことによって、燃料の消費を改善することができるである。触媒は粘着性のある炭化水素を含む煤を除去し、これは灰の除去を容易にする。
【０００８】
上述したように、エンジンからの排ガス中の煤は、燃焼することができないために、経時的にフィルター中に蓄積して圧力降下を増大させる無機の灰をさらに含む。その結果、フィルターを通る排ガスの流れの方向を周期的に逆転させるか、又は空気をパルス噴射することにより灰を吹き払うことによって灰を除去しなければならない。
【０００９】
要約すると、本発明は、エンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤、炭化水素、灰及び重金属を除去する方法を提供し、該方法は、
それぞれが少なくとも一つのパティキュレートフィルターを含む少なくとも一つのろ過ユニットに該排ガスを排ガス温度で通過させ、そして、該排ガス中に含まれる粒子、煤、灰及び重金属を捕捉する工程；
該捕捉された煤を連続的に燃焼し、そして少なくとも一つのパティキュレートフィルターからそのフィルター上に配置されている触媒と接触させることによって付着した炭化水素を除去する工程；
該ろ過ユニットのそれぞれのインレットに設けられた粒子コレクターを含む粒子排出弁装置中の少なくとも一つの粒子排出弁を周期的に開く工程；
続いて、ろ過ユニットのうちの少なくとも一つのアウトレット中に、それまでの排ガスの流れとは逆の方向に空気をパルス噴射し、そして、少なくとも一つのパティキュレートフィルターから粒子を吹き払う工程；
該少なくとも一つの粒子排出弁を閉じる工程；及び
続いて、排ガスから該ろ過ユニットを遮断することなく、一つ又は二つ以上のろ過ユニットのすべてに対して逆のパルス操作を繰り返す工程、
を含む。
【００１０】
本発明で使用するためのパティキュレートフィルターは、好ましくは炭化ケイ素、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム、又は焼結金属から製造される。
【００１１】
典型的には、該フィルターはウォールフローフィルターとして形成され、これは、最大限のクリーニング効率を確実にするが、その他の種類のフィルターも使用できる。
【００１２】
煤燃焼触媒は、そのフィルターの壁部の上又はその内側に被覆される。
【００１３】
煤の燃焼において活性な触媒は従来技術において公知であり、とりわけ特許文献において説明されている。
【００１４】
好ましい触媒は、欧州特許第１４９３４８４  Ｂ１号明細書（特許文献１）中にさらに記載されているように、二酸化チタン、バナジウムの酸化物、タングステンの酸化物及び金属パラジウムを含む。
【００１５】
該触媒は、捕捉された煤の発火点を３５０℃に低下させ、そして、さらに、最適なプロセス条件である３２５℃にまで低下させる。
【００１６】
補助的なエンジンは部分負荷で運転することができ、それにより、その排ガスの温度は３２５℃超である。フィルターのインレットにおける排ガスの温度は３２５℃超であるため、連続的な煤の燃焼によって確実に受動的に再生される。
【００１７】
重油は、燃料から生ずる添加剤（ｆｕｅｌ  ｂｏｒｎ  ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）として作用する多量のバナジウム及び鉄を含有していて、３２５℃超の該煤を追加的に焼尽させるのを促進するため、その燃料に添加剤を追加することを不要にする。
【００１８】
上述したように、本発明の本質的な特徴は、重油の燃焼の間に形成された、捕捉された灰を除去することである。パティキュレートフィルターは、そのフィルターを排ガスの流れから遮断することによって周期的にクリーニングしなければならない。したがって、本発明は、クリーニングするフィルターを排ガス流から遮断することなく行うことができ、それ故、フィルターアッセンブリの内側のコンパートメント弁の必要性を排除できるため、クリーニングするフィルターを排ガス流から遮断する必要がある従来のシステムに比べて、フィルターカセットの必要性が少ない。このことはまた、ろ過アセンブリ全体をよりコンパクトにし、これは、既存のろ過システムを船舶上に組み込むことで、増大する基準への準拠を保証する。
【００１９】
吹き払われた灰は、適切な粒子排出弁装置によって濾過ユニットから除去し、そして、補助フィルターを含み得る容器に運ぶことができる。
【００２０】
フィルターユニットの全てを、本発明による上記の方法による周期的なクリーニングループにおいてクリーニングすることができる。全てのフィルターユニットが常に、ろ過ユニットを逆パルスクリーニングしている間でさえ、ろ過モードのままであるため、エンジン又はプロセスは連続運転を維持できる。
【００２１】
パティキュレートフィルターを浄化する間、該排ガスの既流とは逆向きに、１０〜６００ミリ秒、好ましくは３００ミリ秒の期間、噴射パルスで空気が噴射される。
【００２２】
クリーニングサイクル中、空気は、ノズルによって少なくとも一つのろ過ユニットのアウトレット中に噴射される。吹き払われた粒子は、粒子コレクターによってろ過ユニットのインレットで収集される。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態では、パルス噴射のための空気は、圧力４〜１０バールｇ、好ましくは６．５バールｇの圧縮空気を有するアキュムレータータンクから引き抜かれる。
【００２４】
本発明のなお別の実施形態では、ユニット（複数を含む）は、エンジンターボチャージャー又はその他のプロセス装置上流の圧力容器に配置される。それから排ガスは、０〜３バールｇの圧力でフィルターユニットを通過する。
【００２５】
この実施形態において、煤の燃焼温度は、排ガスを追加的に加熱することなく、約４００℃のより最適レベルに維持することができる。さらなる利点として、パティキュレートフィルター全体の圧力降下は、排ガスの圧力及び温度が上昇すると低下する。この結果、効果的なろ過に必要なフィルターの体積が減少し、排ガス処理のためのスペースが限られている船舶への、例えば組み込み搭載が可能となる。
【００２６】
さらなる実施形態において、ろ過プロセスは、排ガスをフィルターユニットに通過させる前、又は排ガスがフィルターユニットを通過した後の排ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ）の選択接触還元（ＳＣＲ）と追加的に組み合わされる。
【００２７】
エンジンが、少なくとも３２５℃の排ガス温度を生じる最小限の負荷より大きい負荷で運転されると、ＳＣＲユニットの熱質量が、下流のフィルターユニットの受動的な再生に無視できる程度の影響を及ぼす。
【００２８】
上述したような本発明の重要な特徴とは、エンジン中の重油が燃焼した際に形成される硫黄酸化物を除去する可能性にある。上流の煤燃焼触媒は硫黄化合物に対して耐性であるため、ＳＯ２をＳＯ３に酸化する潜在能に限界がある。
【００２９】
そのため、本発明の方法のさらなる実施形態では、該方法は、少なくとも一つのフィルターユニットの下流で、オープンループ又はクローズドループで排ガスをアルカリ溶液又は海水でスクラビングすることによって該排ガス中に含有される硫黄酸化物の量を低減する追加の工程を含む。この方法の工程で使用されるそのスクラバーの、向流のアルカリ循環溶液は、硫黄酸化物を無害なアルカリ金属の硫酸塩又は亜硫酸塩に転化する。それにより、硫黄酸化物はほぼ完全に除去され、そして、透明で濁りの低い使用済みの溶液は海に排出されるか、又は陸上における輸送のために蓄積される。
【００３０】
さらなる利点として、スクラビング液と混合するのに海水を使用することができる。重金属及び煤はフィルターで除去され、その際に、該スクラビング液中の捕集された硫黄酸化物含有分は、ｐＨ制御のために適切に希釈されて海に排出することができる。
【００３１】
本発明はさらに、重油で運転されるエンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤、灰及び重金属を含む粒状物質を除去するためのろ過アッセンブリを提供し、該アッセンブリは、
エンジン又はプロセス装置を一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのインレットとそれぞれ接続している、一つ又は二つ以上の排ガスインレット管；
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのそれぞれのアウトレットと流体的に連通している、一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管；
煤及び炭化水素の焼尽を生じさせる触媒で触媒化された、該一つ又は二つ以上のろ過ユニット内で並列に接続されている少なくとも一つのパティキュレートフィルター；
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから灰を吹き払うための、一つ又は二つ以上のろ過ユニットのアウトレットに設けられている空気パルスジェット弁装置であって、該空気パルスジェット弁装置は、一つ又は二つ以上のパルス弁、空気供給部に接続されている一つ又は二つ以上のエアブロウ管、少なくとも一つパティキュレートフィルター中への該ブロウ管中のノズルを含む、該空気パルスジェット弁装置；及び
該一つ又は二つ以上のろ過ユニットのインレットに設けられた、空気パルスクリーニングの間に該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから煤及び灰を収集するための粒子排出弁装置であって、一つ又は二つ以上の粒子排出弁、該一つ又は二つ以上のろ過ユニットの排ガスインレットに設けられた一つ又は二つ以上の粉塵排出管及び一つ又は二つ以上のコレクターを含む、該粒子排出弁装置、
を含む。
【００３２】
図面を参照して以下に説明するように、上記のフィルターを通る逆流は、該ジェット弁をフィルターのアウトレットにおいて自動で管理することによって制御される。
【００３３】
好ましい実施形態を以下に説明する。これらの実施形態は個別にも、あるいは組み合わせて使用することもできる。
【００３４】
少なくとも一つのパティキュレートフィルターはウォールフローフィルターの形態にある。
【００３５】
少なくとも一つパティキュレートフィルターは、その壁部上又はその内側が、捕集された煤を、該フィルターに付着した炭化水素とともに触媒作用により燃焼する触媒で被覆されている。
【００３６】
該触媒は、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物及び金属のパラジウムからなる。
【００３７】
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターの本体は、炭化ケイ素、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されている。
【００３８】
一つ又は二つ以上のブロウ管は、圧縮空気を有するアキュムレータータンクに接続されている。
【００３９】
一つ又は二つ以上のろ過ユニットは、エンジンターボチャージャー上流の圧力容器中に配置されている。
【００４０】
一つ又は二つ以上のろ過ユニットは、エンジンのターボチャージャーの下流に配置されている。
【００４１】
一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管は、少なくとも一つのろ過ユニットを、下流の脱窒素触媒を含む選択接触還元（ＳＣＲ）ユニットに接続している。
【００４２】
一つ又は二つ以上の排ガスインレット管は、一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒素触媒を含む上流の選択接触還元（ＳＣＲ）ユニットに接続している。
【００４３】
一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管は、一つ又は二つ以上のろ過ユニットをスクラバーユニットに接続している。
【００４４】
脱窒素（ＳＣＲ）触媒ユニットを有する選択接触還元（ＳＣＲ）ユニットは、上流の一つ又は二つ以上のろ過ユニット、及び下流のスクラビングユニットに接続されている。
【００４５】
選択接触還元ユニットは、エンジンのターボチャージャーの上流に配置される。
【００４６】
システムは、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの少なくとも一つを前記排ガスに迂回させるバイパス管をさらに含む。
【００４７】
本発明のシステムの異なる実施形態の様々な利点は、本発明の方法についての説明と組み合わせて上記ですでに説明した。
【００４８】
本発明の方法及びシステムのより詳細な説明は、図面を参照する特定の実施形態の下記の説明から明らかになるであろう。
【００４９】
本発明の特徴
１．エンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤、炭化水素、灰及び重金属を除去する方法であって、該方法が、
それぞれが少なくとも一つのパティキュレートフィルターを含む少なくとも一つのろ過ユニットに該排ガスを排ガス温度で通過させ、そして、該排ガス中に含まれる粒子、煤、灰及び重金属を捕捉する工程；
該捕捉された煤を連続的に燃焼し、そして少なくとも一つのパティキュレートフィルターからそのフィルター上に配置されている触媒と接触させることによって付着した炭化水素を除去する工程；
該ろ過ユニットのそれぞれのインレットに設けられた粒子コレクターを含む粒子排出弁装置中の少なくとも一つの粒子排出弁を周期的に開く工程；
続いて、ろ過ユニットのうちの少なくとも一つのアウトレット中に、それまでの排ガスの流れとは逆の方向に空気をパルス噴射し、そして、少なくとも一つのパティキュレートフィルターから粒子を吹き払う工程；
該少なくとも一つの粒子排出弁を閉じる工程；及び
続いて、排ガスから該ろ過ユニットを遮断することなく、一つ又は二つ以上のろ過ユニットのすべてに対して逆のパルス操作を繰り返す工程、
を含む、上記の方法。
２．前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターがウォールフローフィルターの形態である、上記の特徴１に記載の方法。
３．前記触媒が、前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの壁部の上又は内側に被覆されている、上記の特徴２に記載の方法。
４．前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物及び金属パラジウムを含む、上記の特徴１〜３のいずれか一つに記載の方法。
５．前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの本体が、炭化ケイ素、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されている、上記の特徴１〜４のいずれか一つに記載の方法。
６．１０〜６００ミリ秒、好ましくは３００ミリ秒の噴射パルス期間で空気がパルス噴射され、そして、該噴射パルス期間の前に前記粒子排出弁が、１〜５秒間、好ましくは２秒間開放され、そして、該噴射パルス期間の後に、２〜１５秒間、好ましくは６〜８秒閉じられる、上記の特徴１〜５のいずれか一つに記載の方法。
７．パルス噴射のための空気が、４〜１０バールｇ、好ましくは、６．５バールｇに圧縮された空気を有するアキュムレータータンクから引き出される、上記の特徴１又は６に記載の方法。
８．前記少なくとも一つのろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー又はセメント製造プロセス上流の圧力容器中に配置されている、上記の特徴１〜７のいずれか一つに記載の方法。
９．前記排ガスを、０〜３バールｇの圧力で前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる、上記の特徴８に記載の方法。
１０．排ガスを前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させる前に、又は排ガスを前記少なくとも一つのろ過ユニットに通過させた後に、該排ガス中の窒素酸化物を選択接触還元する工程をさらに含む、上記の特徴１〜９のいずれか一つに記載の方法。
１１．前記少なくとも一つのろ過ユニットの下流において、オープンループ又はクローズドループで、アルカリ溶液又は海水で排ガスをスクラビングすることによって、排ガス中に含有する硫黄酸化物の量を低減する工程をさらに含む、上記の特徴１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
１２．エンジン又はプロセス装置からの排ガス中に存在する煤及び灰の粒子を除去するためのろ過アッセンブリであって、
それぞれが、エンジン又はプロセス装置と、一つ又は二つ以上のろ過ユニットそれぞれのインレットとを接続する、一つ又は二つ以上の排ガスインレット管；
該一つ又は二つ以上のろ過ユニットそれぞれのアウトレットと流体的に連通している、一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管；
一つ又は二つ以上のろ過ユニット内に並列に接続されて、付着した炭化水素を有する煤を燃焼除去するための触媒で触媒化された、少なくとも一つのパティキュレートフィルター；
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターから灰をパルスクリーニングし、吹き飛ばすための、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのアウトレットに設けられた空気パルスジェット弁装置であって、一つ又は二つ以上のパルス弁、及び、空気供給部に接続されている一つ又は二つ以上のエアブロウ管、及びノズルであって、該ノズルを介して該少なくとも一つのパティキュレートフィルター中に空気をパルス噴射するための該ノズルを含む、該装置；
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットのインレットに設けられた、空気パルスクリーニングの間に該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから煤及び灰を収集するための粒子排出弁装置であって、一つ又は二つ以上の粒子排出弁、該一つ又は二つ以上のろ過ユニットの排ガスインレットに設けられた一つ又は二つ以上の粉塵排出管及び一つ又は二つ以上のコレクターを含む、該粒子排出弁装置、
を含む、上記のろ過アッセンブリ。
１３．前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターがウォールフローフィルターの形態である、上記の特徴１３に記載のシステム。
１４．前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターが、壁部の上又は内側を、捕捉されたフィルターの煤を触媒燃焼する触媒で被覆されている、上記の特徴１３に記載のシステム。
１５．前記触媒が、二酸化チタン、バナジウムの酸化物及びタングステンの酸化物及び金属パラジウムからなる、上記の特徴１２〜１４のいずれか一つに記載のシステム。
１６．前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターの本体が、炭化ケイ素、コージェライト、又はムライト又はチタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造されている、上記の特徴１２〜１５のいずれか一つに記載のシステム。
１７．前記一つ又は二つ以上のエアブロウ管が、圧縮空気を有するアキュムレータータンクに接続されている、上記の特徴１２〜１６のいずれか一つに記載のシステム。
１８．前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー上流の圧力容器に配置されている、上記の特徴１２〜１７のいずれか一つに記載のシステム。
１９．前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットが、エンジンターボチャージャー又はセメント製造プロセスの下流に配置されている、上記の特徴１２〜１８のいずれか一つに記載のシステム。
２０．前記一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒素触媒を含む、下流の選択接触還元ユニットに接続している、上記の特徴１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
２１．前記一つ又は二つ以上の排ガスインレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒素触媒を含む、上流の選択接触還元ユニットに接続している、上記の特徴１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
２２．前記一つ又は二つ以上の排ガスアウトレット管が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、スクラビングユニットに接続している、上記の特徴１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
２３．脱窒素触媒ユニットを含む選択接触還元ユニットが、上流の前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットと、そして、下流のスクラビングユニットと接続されている、上記の特徴１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
２４．前記選択接触還元ユニットが、エンジンターボチャージャーの上流又は下流に配置されている、上記の特徴２０〜２３のいずれか一つに記載のシステム。
２５．排ガスを、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの少なくとも一つを迂回させるバイパス管をさらに含む、上記の特徴１２〜２４のいずれか一つに記載のシステム。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明によるクリーニングパルス間の方法及びシステムの概略的なフローシートを示している。
【図２】図２は、本発明によるクリーニングパルス中の方法及びシステムの概略的なフローシートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１を参照すると、パティキュレートフィルターが内部に設けられた三つのろ過ユニット０２を有するろ過アッセンブリが示されている。エンジン又はその他のプロセスからの、粒子を有する排ガスは、排ガスインレット管０７によってろ過アッセンブリに誘導される。該アッセンブリのハウジング内部において、排ガスは、上記三つのろ過ユニットの全てを通って流れ、そこでは、粒子フィルターが粒子を保持する。浄化された排ガスはろ過ユニットから流出し、そして、排ガスアウトレット管０８によりろ過アッセンブリを出る。
【００５２】
運転中に粒子が堆積すると、パティキュレートフィルター全体の圧力損失が増大するため、それらフィルターをクリーニングする必要が生ずる。これは、排ガス流の反対方向で、粒子フィルターを通るパルスを提供するのに十分高い圧力で、空気の逆流を短時間提供することによって行われる。クリーニングするバックフラッシュは、１回のサイクル中に一度に一つのろ過ユニットに提供される。
【００５３】
クリーニングパルスは、空気パルスジェット弁装置０４によって提供され、これは、排ガス流の逆方向で、粒子フィルターに向かう方向に向けられた、それぞれのろ過ユニットの出口又は出口付近に取り付けられたブロウ管ノズル０３を有する。ブロウ管ノズルは、空気パルスサイクルを制御するパルス弁に配管を介して接続されている。ろ過ユニットのそれぞれにおける一つ又は二つ以上の粒子フィルターを通ってクリーニング空気の流れを戻すために、一度に一つの弁が一つずつ短時間開く。
【００５４】
サイクル中のそれぞれのクリーニング作用の間に粒子フィルターから放出された粒子は収集されて、ろ過ユニットのインレット又はその付近に、ろ過ユニット毎に少なくとも一つ取り付けられている粒子コレクター０６によりろ過アッセンブリから抽出される。粒子コレクターの全ては、配管により、粒子排出弁装置０５に接続されていて、該装置は、ろ過アッセンブリからの粒子を輸送して、さらなる補助フィルター（図示しない）を有する場合がある別個の容器に送る。粒子排出弁装置はまた、空気パルスクリーニングサイクルに関連するサイクルで運転される。すなわち、ジェットパルスがろ過ユニットの一つを吹き抜ける前に、同じろ過ユニットの粒子コレクターに接続されている粒子弁が開かれる。粒子排出弁装置内におけるよりもろ過アッセンブリ内の比較的高い圧力により、ろ過アッセンブリからのガスの流れが提供されて、その開かれた粒子コレクターを通って排出される。図２に見られるように、粒子コレクターが開かれて、その粒子コレクターを通って流出するガスが得られた短時間後に、関連するパルス弁が開き、クリーニング空気パルスジェットが関連するろ過ユニットに供給される。図２に示されている実施形態において、ろ過アッセンブリと粒子排出弁装置との間の圧力差は３０ミリバールであり、これは、開口した粒子コレクター、接続された配管、そしてさらに開放された粒子排出弁を通ってろ過アセンブリからガスを流出させる。ろ過ユニットのインレット開口部又はその付近に粒子コレクターが接続されているため、放出された粒子は、その圧力差によりもたらされるアウトフローのために、空気ジェットパルスにより粒子コレクターに、そしてそこを通って輸送される。
【００５５】
図２に見られるように、そして、本発明の本質として、クリーニングパルスで妨害されることなく、排ガスはろ過アッセンブリを通って流れ続ける。というのも、パルスの流れは、全排ガスの流れに比べて比較的小さいからである。したがって、パルスクリーニングの間ろ過ユニットを遮断するための弁は不要であり、局所的な圧力差による排ガス流によって瞬間的に迂回される。これにより、ろ過アセンブリのレイアウトは既知のシステムよりも簡略化され、さらに、ろ過アセンブリはより小型化される。というのも、数秒又は１秒未満で終了し得る短いバックパルスクリーニングの間に余分なフィルター容量が不要であるからである。
【００５６】
一つ又は二つ以上のろ過ユニットを通過する排ガス中に含まれる粒子、煤、灰などがフィルターに強く固着し過ぎるのを防ぐために、排ガス温度を４６０℃未満又は、好ましくは、３８０〜４２０℃に維持する必要があり得る。そうでなければ、粒子は融解するか又は燃焼して、そのために、燃料の組成に依存するフィルター全体のベースの圧力降下を維持できるよう、フィルターを通る逆パルス流によって粒子を十分に除去できないほど粒子が強く固着してしまう。
【００５７】
十分に低い排ガス温度がろ過ユニットの上流に流れるのを確実にするために、熱交換器を１つ一つ又は二つ以上のろ過ユニットの上流に設置することが有利であり得る。
【実施例】
【００５８】
この試験の目的は、過ちにより反応器が４８０℃に近い温度にさらされたＱｕｅｅｎ  Ｖｉｃｔｏｒｉａ号上での厳しい観察に端を発している。これは、チャネル内部のインレット表面上に見られる白色／黄色の金属硫酸塩灰化合物の堆積に起因した、ＢＭＣ−１０１ＷＦフィルターにわたる高いｄＰを生じた。おそらくはこの高温で融解することにより、灰がフィルター表面に付着したために、この灰を逆空気パルスで除去することが困難であった。
【００５９】
特に、バナジウム、ニッケル及びナトリウムの硫酸塩化合物は低融点灰相を有することが確認された。これらの条件を再現し、信頼できる温度プロセスウィンドウを見出すために、Ｖ、Ｎａ及びＳの金属添加物をこれらの試験中にＭＧＯに添加した。圧力降下は４００−４２０−４４０−４６０及び４８０℃で測定した（グラフ７）。これらの異なる試験条件中に、予期されない圧力効果の増大は観察されなかった。しかしながら、入口温度４８０℃では、ＳＯ２／ＳＯ３サンプリングプローブに接続されたフィルター上に白／黄色の堆積物が見られ、これはＱｕｅｅｎ  Ｖｉｃｔｏｒｉａ号上で見られたのと同じ灰の堆積物を示した−オイルはこの温度で６６ｐｐｍのＶ、３６ｐｐｍのＮａ、３１ｐｐｍのＮｉ及び２．５２％のＳを含んでいた。４００〜４６０℃の低温では、予想通りインレットフィルタサンプルに黒色の灰が見られ、炭素残渣を有する融解されていない灰が観察された。
【符号の説明】
【００６０】
０１    ろ過アッセンブリ
０２    パティキュレートフィルター（複数を含む）を備えたろ過ユニット
０３    ブロウ管ノズル
０４    空気パルスジェット弁装置
０５    粒子排出弁装置
０６    粒子コレクター
０７    排ガスインレット管
０８    排ガスアウトレット管
【図１】
0006745813.tif 000002
【図２】
0006745813.tif 000003