Ny katalytisk proces begrænser skibsforurening

Hvis du har set større skibe lægge fra kaj og stikke til søs, så har du også set farlig, sort røg fra skibenes skorstene. Nu har Haldor Topsøe lanceret en helt ny katalysatorproces, der kan nedbringe udledningen af farlig sod og tungmetaller fra skibe, der sejler på såkaldt bunkerolie – på verdensplan den mest udbredte brændstofform til skibe.

»Vi har skabt den første brugbare katalytiske proces til at fjerne partikler udledt af blandt andet store krydstogtskibe. Indtil nu har skibe på bunkerolie nemlig ikke kunnet begrænse udledningen af de skadelige partikler nævneværdigt. Det kan de nu,« fortæller Keld Johansen, der er seniorforsker hos Hal­dor Topsøe.

Haldor Topsøes nye katalysatorproces kaldes ECO-Jet og begrænser sodudledningen fra skibe, der drives af det populære Heavy Fuel Oil med 85-95 procent. Denne type brændstof er også kendt som bunkerolie og indeholder op til 3,5 procent svovl. Som et led i ECO-Jet-processen fjernes også de giftige polyaromatiske kulbrinter. Tallene skal ses i forhold til konventionelle skibe uden den nye proces.

Det indbyggede svovlfilter består af en katalysator baseret på grundstoffet vanadium. Det er så integreret i et siliciumkarbid partikelfilter, der er et filtermateriale, man blandt andet kender fra dieselpersonbiler. Den nye katalysatorproces kan forbrænde sod passivt ved under 400 grader celsius, og samtidig er katalysatoren resistent over for svovl.

Haldor Topsøe-løsningen kan desuden kombineres med scrubber-processer for også at fjerne svovl i samme røggas.

Derfor er ECO-Jet-processen indstillet til Ingeniørens produktpris 2014 i kategorien ’innovationsprisen’. Læs mere om den prestigefyldte konkurrence i boksen her på opslaget.

Beskytter turbolader

Det også været vigtigt at sikre, at det katalyserende partikelfilter kan holde et lavt modtryk for at beskytte turboladerne i skibenes motorer. Ifølge Keld Johansen er den passive forbrænding af sod ved temperaturer omkring og under 400 grader celsius afgørende for at sikre en stabil gennemstrømning til skibenes turboladere, hvilket er vigtigt for at undgå overophedning.

»Man skal nemlig tænke på, at man ikke ligesom på almindelige dieselbiler og diesellastbiler blot kan sende et krydstogtskib på værkstedsbesøg for at fjerne asken. Her har man brug for at fjerne overskydende aske med få timers interval. I ECO-Jet processen indgår et nyudviklet ’reverse pulse flow’ system så vi kan udføre den proces løbende om bord på skibene,« forklarer Keld Johansen, men vil dog af konkurrencehensyn ikke ind på, præcis hvordan reverse pulse flow virker.

Det store problem med bunker­olie er, at det både indeholder op til 3,5 procent svovl og flere hundrede parts pr. million (ppm) af tungmetaller, der blandt andet dækker over vanadium, jern, nikkel, silicium og natrium.

Miljødiesel for dyrt og besværligt

Alternativt kunne skibene i stedet sejle på det langt mere miljøvenlige marine miljødiesel, hvis indhold af svovl ligger meget tæt på 0,1 procent. Men ifølge Keld Johansen er det stadig en alt for dyr omlægning:

»Skibsindustrien har i mange år nu diskuteret miljødiesel. Problemet er bare stadig, at kapaciteten på raffinaderierne rundt i verden er for lille til at kunne erstatte bunkerolie. Derfor er man nødt til at behandle bunkerolien på anden vis. Og det sker nu med den her katalysatorproces,« siger han.

Den nye ’emissionsproces’ fra Haldor Topsøe er resultatet af en række pilotprojekter. Det største har fundet sted på det over 2.000 passagerer store krydstogtskib MS Queen Victoria. Her har man afprøvet ECO-Jet-processen under virkelige og hårde betingelser.

»På den måde har vi kunnet måle både på katalysatorprocessens indvirkning på skibets turbotrykladning og ophobning af overskydende aske. Og ikke mindst har vi kunnet lave præcise målinger af reduktionen i udledning af de skadelige partikler både om bord på skibet og ved kajkant,« siger Keld Johansen.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Stor respekt til Topsøe for at søge en løsning til et af nordeuropas største luftforurenings problemer.

Artiklen giver desværre et indtryk af at teknologien er enestående i at kunne leve op til de nye miljøkrav der træder i kraft i de komme år, hvilket ikke er tilfældet.

Flere scrubber producenter, heriblandt Alfa Laval har i flere år allerede haft et færdig produkt på hylden der løser nøjagtigt de samme problemer. Heriblandt en scrubbeløsning baseret på et åbent havvands baseret system der fjerner mere end 95% af svovldioxiden fra udstødsgassen og mere end 90% af sodpartiklerne målt i masse-%.

Alternativet kan en sådan scrubber også drives som et lukket kredsløb, hvor udstødsgassen vaskes med en blanding af vand og natriumhydroxid. Efter rundt regnet ~1000 cyklusser igennem scrubberen renses vaskevandet i separatorer hvorved der dannes et affaldsprodukt bestående primært af Sod, olie, sulfater og tungmetaller.

Artiklen beskriver desuden et indbygget svovlfilter baseret på Vanadium pentaoxid, sådan et findes så vidt jeg er orienteret ikke, og jeg antager at journalisten refererer til SCR katalysatoren der netop er baseret på vanadium.

  • 0
  • 0

Japanske forskere har vist, at partikler fra skibsmotorer kan anvendes til fremstilling af Carbon nanotubes. Det vil være mere ideelt at separere partiklerne og bruge dem til produktion af Carbon nanotubes. Et sådant initiativ vil i betydelig grad kunne nedbringe prisen på Carbon nanotubes og vil være en direkte up cycle af ellers farligt affald.

Derudover vil større og billigere tilgang til Carbon nanotubes kunne spare meget energiforbrug ved at det bliver muligt at fremstille lettere og stærkere emner, der fx vil slå igennem for biler, motorcykler, cykler, fly skibe og vindmøller.

Ideelt set skulle man kunne finde et hvile i sig selv princip, hvor salget af Carbon nanotubes går lige op med den ekstra bunker olie, der skal bruges for at levere energi til rensning af røggasserne og fremstilling af Carbon nanotubes.

Jeg har talt med Alfa Laval om det, der fortæller at deres proces konsumerer ca. 3% af energien i bunkerolien, men at det skal måles op imod at rensning af bunkerolien på land konsumerer ca. 10% af energien og fordyrer bunker olien markant.

Generelt er den internationale shipping industri meget ansvarsløs, idet der som også omtalt her på ing.dk dræbes 50.000 europæere årligt af partikel forureningen og 7% af sundhedsudgifterne spildes på sygdom skabt af forurening fra den internationale shipping industri. Sidste gang der var afstemning i IMO om bindende emissionsgrænser fik Rusland blokeret for det.

Hvad om EU tog sig sammen og fulgte USAs glimrende initiativer på området. Hvis skibe i den internationale shipping flåde hverken kunne anløbe havne i USA eller EU, så var løbet hurtigt kørt for den vanvittige forurening.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten