Wäschersysteme

Oil Tanker

Wäscher-Systeme: Funktionsprinzipien

Wäscher sind seit der Einführung von SOx-Emissionszonen in Europa und Nordamerika im Jahr 2015 zu einer wichtigen, etablierten Technologie in der maritimen Wirtschaft geworden.

Wie funktionieren sie?

Die Abgasströme werden in den Wäscher geleitet, wo ein alkalisches Waschmaterial vorhanden ist, das den sauren Charakter der Abgase neutralisiert und alle Partikel aus den Abgasen entfernt.
Das verbrauchte Waschmaterial wird dann mit dem Waschwasser aufgefangen, das entweder gelagert oder sofort als Abwasser entsorgt werden kann. Die gereinigten Abgase werden aus dem System in die Atmosphäre abgeleitet.
Das Waschmaterial wird nach seiner Fähigkeit ausgewählt, bestimmte Verunreinigungen - wie SOx oder NOx - durch chemische Reaktionen zu entfernen. Für die Entschwefelung verwenden Schiffswäscher Kalk oder Natronlauge, um nach der Behandlung Salze auf Schwefelbasis zu erzeugen, die problemlos entsorgt werden können, da sie für die Umwelt unbedenklich sind.
Wäscher können Meerwasser oder Süßwasser mit Zusatz von Kalzium-/Natriumsorbentien oder Kalkhydratpellets als Waschmedium verwenden, da sie alkalisch sind. Aufgrund ihrer Funktionsweise können Meerwasserwäscher in Nass- und Trockenversionen unterteilt werden.

Arten von Wäschern

Trockene Wäscher
Bei Trockenwäschern wird fester Kalk als alkalisches Waschmaterial verwendet, das Schwefeldioxid aus den Abgasen entfernt. Nasswäscher verwenden Wasser, das zum gleichen Zweck in die Abgase gesprüht wird.
Nasswäscher
Nasswäscher werden weiter in geschlossene und offene Kreisläufe unterteilt. Wäscher mit geschlossenem Kreislauf können Süßwasser oder Meerwasser als Waschflüssigkeit verwenden. Bei der Verwendung von Süßwasser hat die Qualität des das Schiff umgebenden Wassers keinen Einfluss auf die Leistung und die Abgasemissionen des Wäschers. Wäscher mit offenem Kreislauf verbrauchen Meerwasser für den Waschprozess.
Hybride Wäscher
Hybridwäscher können sowohl im geschlossenen als auch im offenen Betrieb arbeiten, entweder gleichzeitig oder durch Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten. Seewasser-Hybridwäscher können im geschlossenen oder offenen Modus arbeiten, wobei Seewasser als Waschmedium verwendet wird.
In einem Nasswäscher kann als Waschflüssigkeit Meerwasser oder Süßwasser mit chemischen Zusätzen verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten Zusätze sind Natronlauge (NaOH) und Kalkstein (CaCO3). Die Waschflüssigkeit wird über Düsen in den Abgasstrom gesprüht, um sie effektiv zu verteilen.
Die meisten Wäscher sind so konstruiert, dass die Waschflüssigkeit stromabwärts fließt; es gibt jedoch auch Wäscher mit einer stromaufwärts gerichteten Bewegung der Waschflüssigkeit.
Der Abgaseinlass befindet sich entweder an der Seite oder am Boden des Turms. Die Konstruktionen sorgen dafür, dass die im Abgas enthaltenen Schwefeloxide durch die Waschflüssigkeit geleitet werden und mit dieser zu Schwefelsäure reagieren.
Durch die Verdünnung mit alkalischem Meerwasser kann die Schwefelsäure (die von Natur aus sehr ätzend ist) neutralisiert werden. Das Waschwasser wird ins offene Meer geleitet, nachdem es in einem Abscheider von Schlamm befreit wurde, und das gereinigte Abgas verlässt das System.
Tropfenabscheider werden in Wäschertürmen eingesetzt, um den sich in der Kammer bildenden Säurenebel zu entfernen, indem Tröpfchen, die im Eingangsgas vorhanden sind, vom Ausgangsgasstrom abgeschieden werden. Die MARPOL-Vorschriften verlangen, dass das Waschwasser vor der Ableitung überwacht wird, um sicherzustellen, dass sein PH-Wert nicht zu niedrig ist.

Open-Loop-Wäschersystem

Bei diesem System wird Meerwasser als Wasch- und Neutralisationsmedium verwendet; zusätzliche Chemikalien sind nicht erforderlich. Der Abgasstrom aus dem Motor oder Kessel gelangt in den Wäscher und wird nur mit alkalischem Meerwasser behandelt - die Menge dieses Meerwassers hängt von der Größe des Motors und seiner Leistung ab.
Dieses System ist äußerst effektiv, erfordert aber eine große Pumpleistung, da es eine große Menge Meerwasser verbraucht. Ein System mit offenem Kreislauf funktioniert gut, wenn das für die Reinigung verwendete Meerwasser einen ausreichenden Alkaligehalt aufweist. Meerwasser mit einer hohen Umgebungstemperatur sowie Süß- oder Brackwasser sind jedoch nicht effektiv und können nicht verwendet werden.
Aus diesen Gründen wird ein offener Kreislaufwäscher nicht als geeignete Technologie für Gebiete wie die Ostsee angesehen, in denen der Salzgehalt nicht hoch ist.

Geschlossener Kreislauf des Wäschersystems

Das System mit geschlossenem Kreislauf funktioniert nach ähnlichen Prinzipien wie das System mit offenem Kreislauf: Es verwendet Frischwasser, das mit einer Chemikalie (in der Regel Natriumhydroxid) behandelt wurde, anstelle von Seewasser als Waschmedium. Das SOx aus dem Abgasstrom wird in harmloses Natriumsulfat umgewandelt.
Vor der Wiederverwendung wird das Waschwasser aus einem geschlossenen Kreislauf durch einen Prozesstank geleitet, wo es gereinigt wird. Schiffe können entweder Frischwasser in Tanks mitführen oder das benötigte Wasser mit Frischwassergeneratoren an Bord erzeugen.
Kleine Mengen von Waschwasser werden in regelmäßigen Abständen in Vorratstanks abgeleitet, denen Frischwasser zugeführt werden kann, um die Ansammlung von Natriumsulfat im System zu vermeiden. Ein System mit geschlossenem Kreislauf benötigt fast die Hälfte des Waschwasservolumens im Vergleich zur Version mit offenem Kreislauf, aber das System benötigt mehr Tanks.
Dazu gehören ein Prozess- oder Puffertank, ein Auffangtank, über den die Ableitung ins Meer verboten ist, sowie ein Lagertank, der seine Temperatur zwischen 20º und 50ºC für das Natriumhydroxid regeln kann, das in der Regel als 50%ige wässrige Lösung verwendet wird.

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