(57)【要約】  重質燃料油で運転されるエンジンからの排ガス中に存在する煤、灰及び重金属、及び任意に、追加的にＮＯｘ及びＳＯｘを除去する方法及びシステム。
2017528637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質燃料油で運転されるエンジンからの排ガス中に存在する粒状物質、炭化水素及び重金属を除去する方法であって、
少なくとも３２５℃の排ガスの排気温度が得られる負荷で該エンジンを運転する工程；
該排ガスを３２５℃〜５５０℃の排ガス温度で、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フィルターユニットに通過させて、その排ガス中に含まれる該粒状物質及び重金属を捕捉する工程；
該パティキュレートフィルター上に配置された触媒と接触させることによって、該捕捉された煤及び粘着した炭化水素を、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから連続的に燃焼させる工程；
該少なくとも一つのフィルターユニットを、排ガスの流れから周期的に切り離す工程；
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットに、前記排ガスのそれまでの流れに対して逆向きでそのアウトレットに空気をパルス噴射することによって、空気パルスを適用し、そして、前記捕捉された粒状物質を重金属と一緒に、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから吹き飛ばす工程；
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターのインレットに吸引を適用する工程；及び
該吹き飛ばした粒状物質及び重金属を、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、任意に、外部の補助フィルターユニットを介してコンテナーに輸送する工程、
を含む、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にある、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の上又は壁の内側にコーティングされている、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、コーディエライト、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】
前記空気が、１０〜６００ミリ秒、好ましくは３００ミリ秒の噴射パルス期間でパルス噴射される、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、好ましくは６．５バールの絶対圧力で圧縮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フィルターユニットが、エンジンターボチャージャーの上流で圧力容器内に配置されている、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記排ガスが、前記少なくとも一つのフィルターユニットに、０〜３バールの絶対圧力で通過される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
排ガス中の窒素酸化物が、該ガスを前記少なくとも一つのフィルターユニットに通す前に、又は該ガスを前記少なくとも一つのフィルターユニットに通した後に、選択接触還元され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フィルターユニットの下流で、前記排ガス中に含まれる硫黄酸化物の量を、該ガスをアルカリ溶液又は海水で、オープンループ又はクローズドループでスクラブすることによって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】
重質燃料油で運転されるエンジン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システムであって、
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を備えるエンジンにそれぞれが接続されている一つ又は二つ以上の排ガスインレットパイプ；
該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に接続されている一つ又は二つ以上の排ガスアウトレットパイプ；
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニット内に配置された、煤及び炭化水素の燃焼を生じさせるための触媒を備え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のアウトレットに配置された、前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターで捕集された粒状物質を吹き飛ばすための空気パルス噴射装置；
を含み、そして該空気パルス噴射装置が、
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルター中へ空気をパルス噴射するために、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットに配置された、空気供給器に接続された一つ又は二つ以上の送風パイプ、該送風パイプ中のノズル及び排出装置；及び
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターのインレットに近接して取り付けられた、吸引源に接続されている吸引パイプ、
を含む、上記のシステム。
【請求項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にある、請求項１２に記載のシステム。
【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の壁の上又は壁の内側が該フィルターに捕捉された煤を触媒的に燃焼する触媒で被覆されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項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及び金属パラジウムを含む、請求項１２〜１４のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項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、コーディエライト、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１２〜１５のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項１７】
前記一つ又は二つ以上の送風パイプが、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１２〜１６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ろ過ユニットが、エンジンターボチャージャーの上流で圧力容器内に配置されている、請求項１２〜１７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の下流に配置されている、請求項１２〜１８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排ガスアウトレットパイプが、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、下流にある、脱窒触媒を含む選択接触還元ユニットに接続している、請求項１２〜１９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インレットパイプが、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、上流にある、脱窒触媒を含む選択接触還元ユニットに接続している、請求項１２〜１９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アウトレットパイプが、前記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、請求項１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２３】
脱窒触媒ユニットを含む選択接触還元ユニットが、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニットの上流に、かつスクラビングユニットの下流に接続されている、請求項１２〜１９のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項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、請求項２０〜２３のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項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バイパスさせるバイパスパイプをさらに含む、請求項１２〜２４のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２６】
前記吸引パイプに接続された一つ又は二つ以上の補助フィルターユニットをさらに含む、請求項１２〜２５のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２７】
前記空気パルス噴射装置が、前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットにおいて遮断バルブをさらに含む、請求項１２〜２６のいずれか一つに記載のシステム。
【請求項２８】
前記吸引パイプが、前記フィルターユニット又は前記パティキュレートフィルターの排ガスインレットの側を、前記フィルターユニット又は前記パティキュレートフィルターからの排ガスアウトレット側を接続している、請求項１２〜２７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の粒状物質を除去する方法及びシステムに関する。特に、本発明は、重質燃料油で運転されるエンジンの排ガスからこれらの成分を除去するのに有用である。
【背景技術】
【０００２】
煤及び灰は、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ガスを通すことによって捕捉され、そして除去される。一定時間の操作後、捕捉された量の煤及び灰によって、フィルターにわたって圧力降下の増大を引き起こすため、煤を燃焼し、そして灰を圧縮空気又は手動操作で吹き飛ばすことによってそのフィルターを再生する必要がある。
【０００３】
公知のパティキュレートフィルターシステムは、比較的低含有量の硫黄化合物及び粒状物質を有するディーゼルエンジン排ガスのために開発されている。これらのシステムは、例えば、重質燃料油、いわゆるバンカーオイルを燃料とする海洋エンジンには採用することができない。
【０００４】
バンカーオイルは、非常に重い炭化水素及び多環芳香族化合物を含んでいる。該オイルは、燃焼しないで、最後に排ガス中の灰となる化合物によって著しく汚染される。バンカーオイル中のさらなる汚染物質には、水溶性の金属塩のナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、硫酸塩（ＭｅＳＯ４）などだけでなく、油溶性の金属のバナジウム（Ｖ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）なども含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１４９３４８４Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の一般的な目的は、重質燃料油を燃料とするエンジンから生ずる排ガスを清浄にするための方法及びシステムを提供することであり、該方法及びシステムは、その方法及びシステムに採用されたパティキュレートフィルターが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を確保する。
【０００７】
上述したように、エンジンからの排ガス中の粒状物質は、燃焼できない無機灰をさらに含むため、時間の経過に伴ってフィルター中に蓄積し、圧力降下を増大させる。その結果、無機灰及び残量の煤は、フィルターを排ガスが通る流れの方向を周期的に逆にするか、又はその灰及び煤をパルス化した空気の噴射で吹き飛ばすことによって除去しなければならない。
【０００８】
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を連続的に受動的に再生することであり、それによって、パティキュレートフィルターにわたる圧力降下を低く維持し、かつ、該フィルターのアウトレット中への空気のパルス噴射により粒状物質を効率的に吹き飛ばすことによって、燃料の消費量を改善することができる。触媒は、燃焼及び粘性の炭化水素含有の煤の実質的な除去を促進し、灰の除去を促進させる。
【０００９】
つまり、本発明は、重質燃料油で運転されるエンジンからの排ガス中に存在する粒状物質、炭化水素及び重金属を除去する方法を提供するものであって、該方法は、
少なくとも３２５℃の排ガスの排気温度が得られる負荷で該エンジンを運転する工程；
該排ガスを３２５℃〜５５０℃の排ガス温度で、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フィルターユニットに通過させて、その排ガス中に含まれる該粒状物質及び重金属を捕捉する工程；
該パティキュレートフィルター上に配置された触媒と接触させることによって、該捕捉された煤及び粘着した炭化水素を、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから連続的に燃焼させる工程；
該少なくとも一つのフィルターユニットを、排ガスの流れから周期的に切り離す工程；
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットに、前記排ガスのそれまでの流れに対して逆向きでそのアウトレット中に空気をパルス噴射することによって、空気パルスを適用し、そして、前記捕捉された粒状物質を重金属と一緒に、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターから吹き飛ばす工程；
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターのインレットに吸引を適用する工程；及び
該吹き飛ばした粒状物質及び重金属を、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、任意に、外部の補助フィルターユニットを介してコンテナーに輸送する工程、
を含む。
【００１０】
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、単独でも又は組み合わせても用いることができる。
【００１１】
本発明に使用されるパティキュレートフィルターは、好ましくは、炭化ケイ素、コーディエライト、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。
【００１２】
典型的には、本発明で使用されるフィルターは、ウォールフローフィルターとして形成され、これは、最も高い浄化効率を確実にするが、その他のタイプのフィルターも使用できる。
【００１３】
煤燃焼触媒は、そのフィルターの壁の上及び／又は壁の内側に被覆される。
【００１４】
煤の燃焼に活性な触媒は、当技術分野で知られており、とりわけ、特許文献に記載されている。
【００１５】
好ましい触媒は、欧州特許第１４９３４８４Ｂ１号明細書（特許文献１）にさらに開示されているように、二酸化チタン、バナジウム、タングステンの酸化物及び金属パラジウムを含む。
【００１６】
触媒は捕集された煤の引火点を３５０℃に低下させ、最適なプロセス条件では３２５℃にさらに低下させる。
【００１７】
補助エンジンは部分負荷で運転することができ、それにより、排ガスの温度は３２５℃を超える。フィルターインレットにおける３２５℃を越える排ガスの温度によって、連続的な煤の燃焼による受動的な再生が確保される。
【００１８】
重質燃料油は、燃料由来の添加剤として作用する多量のバナジウム及び鉄を含有し、３２５℃超で煤の燃焼をさらに促進し、そしてそれによって燃料への添加剤の添加を不要にする。
【００１９】
上述したように、本発明の本質的な特徴は、重質燃料油が燃焼する間に捕集された粒状物質の除去である。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浄化しなければならない。
【００２０】
以下により詳細に説明するように、本発明の方法によって全てのフィルターユニットが周期的な（サイクルの）浄化ループで浄化することができる。少なくとも一つのフィルターユニットがろ過モードのままでいるため、エンジンは連続的な運転を維持できる。
【００２１】
パティキュレートフィルターを浄化する間、排ガスのそれまでの流れに対して逆向きに、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噴射される。
【００２２】
浄化サイクルにおいて、パティキュレートフィルター又はフィルターユニットのセクション（ろ過表面全体の５〜５０％）は、そのアウトレットで閉じることができ、例えば、遮断弁上に又はそれに近接して取り付けられた弁やノズルによってそのアウトレット中に空気が噴射される。それによって、パティキュレートフィルターに捕集された灰、不燃焼の煤及び重金属を含む粒状物質を吹き飛ばすことが、より一層効率的になる。というのも、アウトレットが開放されている場合に比べて、パティキュレートフィルター中へパルス噴射される空気の体積が低くなるからである。後者の場合、空気のパルスが、パティキュレートフィルターを覆うフィルターユニット全体のあらゆる所を通って伝搬するため、浄化効率が制限される。
【００２３】
それに代えて、各パティキュレートフィルターのアウトレットは、より強力な空気噴射パルスを用いる浄化サイクルの間開放させることができる。この実施形態の利点は、簡単である点及びよりコンパクトなフィルター装置になるという点にある。
【００２４】
洗浄すべきパティキュレートフィルターへの空気噴射パルスの間に、高濃度の粒子状物質を含む浄化空気流がパティキュレートフィルターのインレット側から流出し、そして空気流は適当な吸引システムによって捕捉される。吹き飛ばされた粒子状物質を含む空気流は、その後、吸引パイプによってパティキュレートフィルターのインレットから運び出され、該パティキュレートフィルターのインレット又はその近くには、穿孔グリッドが設けられる。吸引パイプは、吸引源、例えば、吸引ポンプに接続され、これは、空気パルスがパティキュレートフィルターのアウトレット中に噴射されている間か、その後に始動される。
【００２５】
粒状物質は、外部の補助的な低温フィルター又は補助的な高温フィルター又はその両方を通って吸引パイプで吸引することができ、該フィルターは、任意に、上述したような煤燃焼触媒で触媒化される。それによって、主なパティキュレートフィルターから除去されて浄化空気流中に含まれる粒状物質は、その補助フィルター中の流れから分離され、そしてその後、将来廃棄するために貯蔵コンテナー中へ送り出される。
【００２６】
吸引源は、小型の補助フィルターが設けられた外部の吸引ポンプで代えることができる。その補助フィルターは、吸引ガス流ライン中の空気流で運ばれる粒子を集める。
【００２７】
あるいはまた、吸引流は、パティキュレートフィルターにわたる圧力降下を利用して作り出すこともできる。この実施形態では、吸引パイプは、フィルターユニット又はパティキュレートフィルターの排ガスインレット側を、そのフィルターユニット又はパティキュレートフィルターの排ガスアウトレット側に接続し、そして、パティキュレートフィルターから吹き飛ばされた粒状物質は、吸引パイプに組み込まれた補助フィルターを通って吸引される。浄化サイクルが停止すると、捕捉された粒状物質は補助フィルターから除去できる。
【００２８】
吸引パイプに適用される圧力は、吸引パイプで粒状物質を効率的に輸送するのを確実にするよう十分に低くなくてはならない。
【００２９】
好ましくは、吸引パイプにおける圧力は、パティキュレートフィルター内部の圧力よりも低い３０〜３００ミリバールの範囲にある。
【００３０】
本発明のさらなる実施形態において、パルス噴射のための空気は、４〜１０バール、好ましくは６．５バールの絶対圧力を有する圧縮空気を備えたアキュムレータータンクから引き出される。
【００３１】
別の実施形態では、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内に配置される。その際、０〜３バールの絶対圧力でフィルターユニットに排ガスを通過させることができる。
【００３２】
この実施形態における煤の燃焼温度は、さらに排ガスを加熱することなく、より最適なレベルである約４００℃に維持することができる。排ガスの圧力と温度が増大する時に、パティキュレートフィルターの圧力降下が低減されることがさらなる利点である。後者の結果、効率的なろ過に必要なパティキュレートフィルターの体積を有利に低減し、例えば、排ガス処理のための限られたスペースの船舶上で改良設置を容易にする。
【００３３】
さらに別の実施形態において、ろ過プロセスは、排ガスがフィルターユニットを通過する前か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せたものである。
【００３４】
エンジンが最小負荷で運転され、その結果、少なくとも３２５℃の排ガス温度が生じた場合、ＳＣＲユニットの熱質量は、下流のフィルターユニットの受動的な再生に対して無視できる影響しか有さない。
【００３５】
上述したように、本発明の重要な特徴は、重質燃料油を燃焼した場合にエンジン内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抵抗性であり、ＳＯ２からＳＯ３への制限された酸化能を有する。
【００３６】
それ故、さらなる実施形態において、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性の水溶液又は海水中のアルカリ性の溶液を含むスクラビング液でスクラブすることによって排ガス中に含まれる硫黄酸化物の量を低減する、追加の工程を含む。そのアルカリ性のスクラビング液中で、硫黄酸化物は無害なアルカリ性の金属硫黄か又は硫化物に変換される。それにより、硫黄酸化物はほぼ完全に除去され、そして清浄で低濁性の使用済み溶液は、陸上で輸送するために貯蔵される。
【００３７】
さらなる利点とは、スクラビング液として海水が使用できる点にある。重金属及び煤はフィルターで除去されるため、スクラビング液中に捕捉された硫黄含有分は、その後、ｐＨコントロールのために適切に希釈して海水中へ放出することができる。
【００３８】
さらに、本発明は、重質燃料油で運転されるエンジン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システムであって、
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を備えるエンジンにそれぞれが接続されている一つ又は二つ以上の排ガスインレットパイプ；
該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に接続されている一つ又は二つ以上の排ガスアウトレットパイプ；
前記一つ又は二つ以上のろ過ユニット内に配置された、煤及び炭化水素の燃焼を生じさせるための触媒を備えて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のアウトレットに配置された、前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターで捕集された粒状物質を吹き飛ばすための空気パルス噴射装置；
を含み、そして該空気パルス噴射装置が、
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルター中へ空気をパルス噴射するために、該少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットに配置された、空気供給器に接続された一つ又は二つ以上の送風パイプ、該送風パイプ中のノズル及び排出装置；及び
前記少なくとも一つのパティキュレートフィルターのインレットに近接して取り付けられた、吸引源に接続されている吸引パイプ、
を含む、上記のシステムを提供する。
【００３９】
フィルターを通る逆向きの流れは、本発明の実施形態によるシステムのオペレーションを概略的に示す図１の図を参照しながら以下により詳細に説明するように、フィルターアウトレットにおけるジェット弁を自動的に管理することによって制御される。
【００４０】
好ましい実施形態を次に説明する。これらの実施形態は、個々に又はこれらを組み合わせて使用することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターは、その壁の上又は壁の内側が、捕捉された煤を、フィルターに付着した炭化水素と共に触媒的に燃焼させる触媒でコーティングされる。
【００４３】
該触媒は、好ましくは二酸化チタン、バナジウム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。
【００４４】
該少なくとも一つのパティキュレートフィルターの基材は、炭化ケイ素、コーディエライト、ムライト、チタン酸アルミニウム又は焼結金属から製造することができる。
【００４５】
一つ又は二つ以上の送風パイプは、圧縮空気を有するアキュムレータータンクに接続される。
【００４６】
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内に配置される。
【００４７】
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の下流に配置される。
【００４８】
一つ又は二つ以上の排ガスアウトレットパイプは、一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒（ＳＣＲ）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。
【００４９】
一つ又は二つ以上の排ガスインレットパイプは、一つ又は二つ以上のろ過ユニットを、脱窒（ＳＣＲ）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。
【００５０】
一つ又は二つ以上の排ガスアウトレットパイプは、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。
【００５１】
脱窒（ＳＣＲ）触媒ユニットを含む選択接触還元ユニットは、上流が、前記一つ又は二つ以上のろ過ユニット及び下流がスクラビングユニットに接続される。
【００５２】
選択接触還元ユニットは、エンジンターボチャージャー上流に配置される。
【００５３】
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に排ガスをバイパスさせるバイパスパイプをさらに含んでいる。
【００５４】
本システムは、少なくとも一つのパティキュレートフィルターは下流で、穿孔グリッド及び／又はパイプに接続された一つ又は二つ以上の補助フィルターユニットをさらに含んでいる。
【００５５】
空気パルス噴射装置は、少なくとも一つのパティキュレートフィルターのアウトレットに遮断弁をさらに含んでいる。
【００５６】
本発明によるシステムの異なる実施形態の様々な利点は、本発明による方法に関する説明に関連して既に説明されている。
【００５７】
本方法及び本システムのより詳細な説明は、図面を参照した特定の実施形態の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の方法及びシステムの概略的なフローシートを示す図である。
【図２】図２は、パティキュレートフィルターのアウトレットに配置された、浄化装置、及び弁及びノズルの構造を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１を参照すると、本発明の実施形態による方法で使用するシステムは、ターボチャージャー１０の排ガスタービン１２を介してＳＣＲユニット６にアウトレットにおいて接続されたろ過ユニット４を。ＳＣＲユニット６は、ＳＯｘ−スクラバー８に接続されている。
【００６０】
ろ過ユニット４は、壁部１４により、排ガスのインレットセクション４ａと、ろ過された排ガスのアウトレットセクション４ｂとに分かれている。ユニット４は、三つのパティキュレートフィルター１６ａ、１６ｂ、１６ｃを含んでいる。
【００６１】
パティキュレートフィルターはモジュール式であり、ユニット４内で離間して配置されており、それにより、以下に説明するように、使用済みのフィルターを個別に再生又は置き換えることを可能にしている。
【００６２】
パティキュレートフィルターのアウトレット１８ａ、１８ｂ、１８ｃはロック可能であり、パルス噴射浄化弁２０ａ、２０ｂ、２０ｃに接続されている。該浄化弁は、所定時間運転後、又は、例えば、フィルター全体に生じた圧力降下によって別途決定された後に、フィルターのアウトレットを順次、又は一度に全部ロックすることができる。噴射浄化弁は、圧縮空気を有するアキュムレータータンク（図示しない）に接続して、上述した期間、それまでにフィルター１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通った排ガスの流れと逆向きの流れで加圧され、パルス化された空気流を提供することができる。これらの手段によって、フィルター中に蓄積された灰及び残存量の煤は重金属と一緒に、放出堰（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｓｌｕｉｃｅ）２２へ吹き飛ばされる。フィルター４ａ、４ｂ、４ｃを再生する間、実際のろ過ユニット、図１のユニット４への排ガス流は、弁３０によって中断され、そして、ガスは、別のフィルターユニット（図示しない）へ迂回する。
【００６３】
ろ過ユニット４は、排ガスパイプ２６によりエンジン２を介してターボチャージャー１０の下流にあるエアコンプレッサ２４に接続されている。そのような構成の利点は、上記に説明されている。
【００６４】
ターボチャージャーのエアコンプレッサ２４が上流に接続される場合、ろ過ユニットが、加圧されたエンジン排ガスによって得られる同じ煤の負荷により増大する圧力降下をろ過ユニットがより良好に利用できるようにするために、該ろ過ユニット４を圧力容器２８内に配置するのが好ましい。煤の燃焼は、ターボチャージャーの上流では常に存在するより高い温度で煤の燃焼は増大するため、補助的な加熱が排除できる。
【００６５】
ろ過された排ガスは、ろ過ユニット４からライン３２で、ターボチャージャー１０の排ガスタービン１２を介してＳＣＲ触媒ユニット６に送られる。そのユニット６に導入される前に、該ガス中に窒素酸化物のＳＣＲのための還元剤として尿素が噴射される。ＳＣＲ還元及びその反応に使用される触媒は、従来技術において広く開示されて、当該技術で知られているため、これ以上の説明は不要である。
【００６６】
最後に、ＳＣＲ処理された排ガスは、パイプ３４で、ＳＯｘを除去するためにスクラバーユニット８に送られる。そのユニット８では、排ガスは、希釈アルカリ溶液、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液でスクラブされ、その際、ＳＯｘは、スクラバー溶液に溶解した亜硫酸ナトリウム及び／又は硫酸ナトリウムに転化される。使用したスクラバー溶液のｐＨ値は、容易に７前後の値に調節でき、また、スクラビングの前に、重金属、煤及び灰が排ガスからすでに除去されているため、使用したスクラバー溶液を無視し得る程度の危険性で環境中へばらまくことが可能であるため、想定されるＩＭＯ基準を満たすことができる。
【００６７】
そのようにして浄化された排ガスは、スクラバーユニット８から引き出され、そして、パイプ３６で排ガススタック（図示しない）へ送られる。
【００６８】
図２は、図１に示したパティキュレートフィルター１６のアウトレット１８に接続された、空気パルス噴射弁装置２０の拡大図である。
【００６９】
本発明の実施形態による空気パルス噴射弁装置２０は、エアブローパイプ２１ａ及び２１ｂを含み、それらパイプのアウトレットにノズル（図示しない）を備える。エアブローパイプは、パイプ２３を介して、圧縮空気タンクからの圧縮された空気の供給器（図示しない）に接続されている。弁装置２０は、ろ過ユニット４のアウトレット１８に遮断弁２５をさらに含んでいる。ろ過ユニット４には、アウトレットパイプ１９ａ及び１９ｂをそれぞれ備えた二つのフィルター１６ａ及び１６ｂが設けられている。それらのアウトレットパイプは、排出装置の形態にある。
【００７０】
ろ過作業の間、アウトレット１８は開放されていて、アウトレットパイプ１９ａ及び１９ｂからフィルター１６ａ及び１６ｂから出るろ過された排ガスは、アウトレット１８を通って引き出される。
【００７１】
図２に示すような再生モードでは、遮断弁２５によってアウトレット１８はロックされ、そして、パイプ２３からの圧縮された空気が、順次、エアブローパイプ２１ａ及び２１ｂに送られて、排出装置１９ａ及び１９ｂそれぞれにパルスが噴射される。
【００７２】
フィルター１６ａ及び１６ｂ中へ、それまでの排ガスの流れとは逆向きに噴射された空気パルスにより、フィルター中に蓄積された灰及び残存量の煤がフィルターの表面から剥がれて、フィルター１６ａ及び１６ｂのアウトレットに近い穿孔グリッド２３ａ及び２３ｂへ吹き飛ばされる。吹き飛ばされた粒状物質は、そのグリッドを通ってグリッド２３ａ及び２３ｂに接続された吸引パイプ２２へ吸引される。吸引パイプ２２は、真空ポンプ（図示しない）に接続されて、外部のフィルター２４を通って粒状物質が吸引されるよう十分な吸引圧力をライン内に構築する。捕捉された粒状物質は、フィルター２４から除去されて、廃棄コンテナー２６へ輸送される。
【００７３】
図２において、フィルター１６ａは再生下にある。エアブローパイプ２１ａを介してフィルター１６ａのアウトレットにおける排出装置１９ａ中へ、約３００ミリ秒の間空気パルス２７が噴射される。これにより、粒状物質２８はフィルター１６ａから吹き飛ばされて、フィルター１６ａのアウトレットに面したグリッド２３ａ上で集められる。空気パルスの間、又は空気パルス完了後、ライン２２で吸引が適用されて、グリッド２３ａ上に集められた粒状物質が補助フィルター２７を通ってライン２６で吸引され、そして捕捉される。捕捉された粒状物質は、コンテナー２２へ廃棄される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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