Tech Talk

Samen emissies beperken

Tech Talk

Samen emissies beperken

Tech Talk

Samen emissies beperken

Tech Talk

Samen emissies beperken

VEELGESTELDE VRAGEN

Techtalk

Algemeen SCR DENOX Systemen Diesel particle filter systemen en DOC

Is het mogelijk meer motoren op één nabehandelingssysteem aan te sluiten?

Xeamos heeft een uniek MEV-systeem (MEV = Multi Engine Valve) ontwikkeld waarmee twee of meer motoren op één MPAT-uitlaatgasnabehandelingssysteem kunnen worden aangesloten. Dit systeem zorgt ervoor dat de uitlaatpijp van een uitgeschakelde motor veilig wordt afgesloten om te voorkomen dat de uitlaatgassen van de draaiende motor terugstromen. Het systeem is vooral interessant voor motoren waarvan het vermogen lager is dan 600 kW per item, bijvoorbeeld met betrekking tot dieselelektrische voortstuwingen. Meer motoren op één MPAT-systeem combineren bespaart ruimte en kosten. U kunt de generator ook aansluiten op het systeem op een binnenvaartschip. U ondervindt dan geen gedoe meer met deeltjes uit de generator en u vaart helemaal groen.

Er is al een groot aantal schepen met dit systeem uitgerust. We bespreken graag met u of deze oplossing voor u interessant kan zijn.

Hoe moet het systeem worden geïsoleerd?

Voor systemen die geluiddempende voorzieningen vervangen, zoals het MPAT-systeem van Xeamos, is de lengte van het systeem niet of nauwelijks groter dan bij een reguliere geluiddempende voorziening het geval is. Het totale buitenoppervlak is echter groter omdat de behuizing rechthoekig is. Wanneer identiek isolatiemateriaal wordt gebruikt, neemt de uitstoot van warmte dus toe bij een refitproject. Als de ventilatie van de machinekamer met de bestaande geluiddempende voorziening net voldoende is, raden we aan thermische isolatie met een hogere isolatiewaarde te gebruiken. Het type isolatie en de isolatiewaarde kunnen in overleg met u worden bepaald.

Wat is geluidsdemping? Hebben we nog steeds een apparaat nodig dat geluid dempt?

Xeamos kan verschillende typen dieselroetfilter- en katalysatorsystemen leveren. Onze kracht ligt in het slim combineren van beide systemen, rekening houdend met geluidsdemping. We kunnen bijvoorbeeld SCR-katalysatoren leveren met een geïntegreerde geluidsreductie van 35 of 45 dB(A). Ook onze MPAT-systemen zijn zodanig ontworpen dat ze het geluid met 40 tot 45 dB(A) dempen. Roetfiltersystemen en katalysatoren hebben altijd al een redelijk hoge geluidsdemping. Dit betreft echter vooral de midden- en hoge frequenties. De reactorbehuizing is dusdanig ontworpen dat er voldoende geluid wordt gedempt bij de (lagere) ontstekingsfrequentie en wat gewoonlijk wordt aangeduid als de eerste harmonische. Geluidsdemping van lagere frequenties kost echter altijd volume.

Wij leveren ook compactere systemen met minder geluidsdemping. Deze worden vervolgens gecombineerd met een natte-uitlaatsysteem of een standaard nademper.

Wat betekent een dieselelektrisch voortstuwingssysteem?

Bij dieselelektrische voortstuwingen wordt de schroef alleen door een elektromotor aangedreven. Het vereiste elektrische vermogen wordt opgewekt met twee of meer generatoren die afhankelijk van de vermogensvraag worden ingeschakeld.

Het belastings- of vaarprofiel moet nauwkeurig worden geanalyseerd omdat er bij deze voortstuwingsmethode in het proces van generator naar elektromotor energie verloren gaat. In het algemeen kan worden gesteld dat deze methode vooral effectief is als er grote verschillen zijn tussen de normale belasting en de piekbelasting. Sleepboten en excursieschepen zijn hier voorbeelden van.

Er zijn ook combinaties met een batterijpakket mogelijk om piekbelastingen op te vangen. Dit betekent dat er een kleinere generator kan worden gekozen en dat elektrisch varen slechts gedurende een korte periode mogelijk is.

Dit is gunstig voor de combinatie met technieken die later worden ingeschakeld omdat de relatieve motorbelasting van de ingeschakelde motoren hoog is. Dit betekent vaak dat actieve regeneratie van de roetfilters op de generatoren niet nodig is.

Xeamos biedt de mogelijkheid om bijvoorbeeld twee generatoren (< 600 kW) op één MPAT-systeem aan te sluiten. Dit spaart kosten en ruimte uit.

Wat houdt een hybride aandrijving in?

De hybride aandrijving van een vaartuig wordt gekenmerkt door het feit dat een conventionele directe aandrijving met een elektrische aandrijving wordt gecombineerd. De schroef wordt in principe rechtstreeks aangedreven door een voortstuwingsmotor. In aanvulling hierop wordt de voortstuwingsmotor ondersteund door een elektromotor die rechtstreeks op de schroef is geïnstalleerd of er via een tandwielkast mee is verbonden. De elektromotor heeft weer een generator nodig voor zijn voeding. Afhankelijk van het vereiste schroefvermogen wordt de schroef aangedreven door de elektromotor/generator, de hoofdmotoren of beide. Binnen deze context worden de ingeschakelde motoren gunstig belast (dat wil zeggen: voor meer dan 50%) en voorkomt het systeem dat de motoren onderin het belastingsgebied draaien waar ze het meest vervuilend zouden zijn en relatief meer brandstof zouden verbruiken.

Het belastings- of vaarprofiel moet nauwkeurig worden geanalyseerd omdat er bij een hybride aandrijving in het proces van generator naar elektromotor energie verloren gaat. In het algemeen kan worden gesteld dat deze methode vooral effectief is als er grote verschillen zijn tussen de normale belasting en de piekbelasting. Sleepboten en excursieschepen zijn hier voorbeelden van.

Er zijn ook combinaties met een batterijpakket mogelijk om piekbelastingen op te vangen. Dit betekent dat er een kleinere generator kan worden gekozen en dat elektrisch varen slechts gedurende een korte periode mogelijk is.

Dit is gunstig voor de combinatie met technieken die later worden ingeschakeld omdat de relatieve motorbelasting van de ingeschakelde motoren hoog is. Dit betekent vaak dat actieve regeneratie van de roetfilters op de generator niet nodig is.

Waardoor onderscheiden de systemen van Xeamos zich?

Bij Xeamos werken techneuten. We ontwikkelen en testen al onze systemen binnen ons eigen bedrijf. We verkopen dus geen systemen van andere leveranciers. Omdat wij ook zelf over expertise op het gebied van geluidsreductie en roetfilters en SCR-technologie beschikken, kunnen wij al deze elementen in één systeem combineren. Om goede werking te garanderen, worden de resultaten van modellen die wij nooit eerder hebben geleverd met speciale software berekend. Indien nodig berekenen we ook de drukval van het hele uitlaatsysteem en voeren we thermische en/of sterkteberekeningen uit. We zijn ook volledig op de hoogte van de regelgeving op het gebied van emissies, veiligheid, enz. U koopt bij ons dus een systeem waarvan de werking en levensduur vooraf bekend zijn.

De systemen van Xeamos zijn speciaal omdat ze specifiek op het beoogde gebruik worden afgestemd. Wij stemmen onze systemen nauwkeurig op het motortype, het belastingsprofiel van de motor, het type brandstof, de voor inbouw beschikbare ruimte en de specifieke eisen van de gebruiker af. Daarom leveren wij allerlei systemen in plaats van één standaardsysteem voor meer toepassingen. Dit maakt een nabehandelingssysteem voor de bouw van luxe jachten heel anders dan een systeem voor binnenvaartschepen.

De onderdelen die we gebruiken zijn van industriële kwaliteit. We zijn misschien niet de goedkoopste, maar dankzij de lage operationele en vervangingskosten van onze systemen verdient u uw investering uiteindelijk ruimschoots terug.

Hoeveel tegendruk produceert een roetfilter- of SCR-systeem?

Een MPAT-systeem van Xeamos dat uit een SCR-katalysator bestaat (al dan niet in combinatie met een roetfilter) wordt op de motor afgestemd. Binnen deze context houden we rekening met de toegestane tegendruk. Omdat een katalysator normaal gesproken niet verstopt kan raken, blijft de tegendruk over langere tijd gelijk. Bij een onverwachte storing kan een roetfilter echter verstopt raken. Dit zou het gevolg kunnen zijn van een defect onderdeel waardoor actieve regeneratie niet werkt, maar het zou ook door een defecte verstuiver of overmatig smeermiddelverbruik door de motor kunnen komen! Als er een roetfilter is en er een probleem met de motor is, is dit niet te zien. Alle roetdeeltjes worden dan namelijk opgevangen en het probleem wordt pas duidelijk als de tegendruk te hoog wordt. Dit kan schade aan de motor opleveren. Daarom zijn alle roetfiltersystemen van Xeamos met een veiligheids-bypassklep uitgerust. Deze gaat open als de tegendruk te hoog is en sluit vervolgens weer vanzelf. De klep gaat zo ver open als nodig is om de juiste druk aan te houden. Dit zorgt ervoor dat er niet meer uitlaatgas via de bypassklep wegstroomt dan strikt noodzakelijk is.

In de alarmhistorie wordt op inzichtelijk wijze bijgehouden wanneer de bypassklep geopend en gesloten is geweest. Natuurlijk klinkt er een alarm als de tegendruk te hoog is.

Wat is een Low SAPS-smeermiddel?

Low SAPS staat voor “Low Sulphated Ash and Phosphor”: dit betekent dat het smeermiddel minder gesulfateerde as, fosfor en zwavel heeft. Het specifieke voordeel van dit type smeermiddel voor roetfiltersystemen is dat er langere tussenpozen tussen twee onderhoudsbeurten mogelijk zijn. Bovendien wordt de levensduur van dieseloxidatiekatalysatoren en gecoate roetfilters hierdoor langer. U kunt een hoogwaardig smeermiddel bij een SCR-systeem van Xeamos gebruiken zonder dat er een roetfilter nodig is.

Raadpleeg altijd uw motor- en smeermiddelenleverancier voor informatie over het juiste type smeermiddel voor uw motor.

Wat is GTL?

GTL staat voor Gas-to-Liquid (oftewel ‘van gas naar vloeibaar’). Dit is brandstof die met behulp van een synthetische methode uit aardgas wordt omgezet. Deze brandstof is dus zeer zuiver. Het is onze ervaring dat het gebruik van GTL een duidelijk positief effect heeft op de uitstoot van fijnstof en ook nog een klein positief effect heeft op NOx-emissies. Deze brandstof kan perfect met onze roetfilter- en SCR-systemen worden gecombineerd. Raadpleeg de informatie van de GTL-leveranciers voor meer details over de brandstof.

Heb ik bij het gebruik van GTL toch nog een roetfilter of SCR-systeem nodig?

Alleen van EN 590 naar GTL overschakelen is niet voldoende om aan strengere emissie-eisen zoals EU-fase V of IMO III te voldoen. Nabehandeling in de vorm van een SCR-katalysator en/of roetfilter blijft nodig. De combinatie van een GTL- en een SCR-systeem kan er echter wel voor zorgen dat een pre-CCR- of een CCR1-motor (voor de binnenvaart) aan de actuele CCR2-uitstooteisen voldoet. Wij dienen u hierover graag van advies.

Wat is LNG?

LNG staat voor Liquefied Natural Gas, oftewel: aardgas dat onder druk vloeibaar is gemaakt en als brandstof wordt gebruikt. Aardgas wordt vloeibaar bij temperaturen lager dan -162 °C. Het grote voordeel is dat vloeibaar gas een veel kleiner volume heeft voor dezelfde energie-inhoud. 1 m3 LNG is gelijk aan 600 m3 gasvormig aardgas.

Om de temperatuur van het gas zo laag te houden wordt LNG in een cryogene tank opgeslagen en vervoerd. Cryogene tanks hebben een dubbele wand waarbij de ruimte tussen de binnen- en buitentank vacuüm is. Deze wand is van speciaal isolatiemateriaal voorzien.

Omdat de isolatiewaarde van de tank nooit eindeloos hoog kan zijn, wordt er een beetje warmte van buitenaf naar de binnenkant overgedragen. Dit betekent dat er voortdurend een beetje LNG verdampt. Als er geen gas voor de motor wordt opgenomen, wordt er gas afgeblazen. Dit afgeblazen gas wordt bij voorkeur gebruikt om bijvoorbeeld een generator aan te drijven, zodat wordt voorkomen dat aardgas naar de buitenlucht wordt afgeblazen.

Heb ik bij het gebruik van LNG toch nog een roetfilter- of SCR-systeem nodig?

Om LNG te kunnen gebruiken, moet het eerst worden verdampt om te worden omgezet in gasvormig aardgas. Voor twee soorten motoren kan LNG als brandstof worden gebruikt.

Een voorbeeld is het gebruik van gasmotoren in warmtekrachtkoppelingssystemen. Deze motoren werken met vonkontsteking. Het voordeel is dat deze motoren volledig zijn afgestemd op gas wat betreft compressie, ontsteking, de klepafstelling etc. Het nadeel is dat het dynamische gedrag van deze motoren meestal minder goed is.

Het is ook mogelijk een dieselmotor om te bouwen tot een dual-fuel motor, een motor die op twee brandstoffen loopt. In deze motoren wordt het aardgas vóór de turbo in de verbrandingslucht ingespoten. Er wordt een klein beetje diesel in de verbrandingskamer ingespoten om het gas/luchtmengsel te ontsteken. Deze motoren lopen meestal voor 5 tot 20% op diesel en voor 80 tot 95% op aardgas.

De uitstoot van NOx en fijnstof van een gasmotor en een dual-fuel-motor is veel minder dan bij een motor die volledig op diesel loopt. Er wordt echter nog wel NOx en fijnstof uitgestoten. Afhankelijk van de motor en de toepassing kan een SCR- en/of roetfiltersysteem toch nog nodig zijn om aan de toekomstige regelgeving te voldoen.

Wat is de levensduur van SCR-katalysatoren?

Een katalysator versnelt een specifieke chemische reactie zonder het katalysatormateriaal te verbruiken. In theorie zou de levensduur van een katalysator daarom oneindig behoren te zijn. Onder een microscoop ziet het oppervlak van de katalysator er erg poreus uit. De NOx- en ammoniakmoleculen stromen als het ware door dit sponsachtige oppervlak en reageren daar met elkaar.

De katalysator veroudert echter onder de invloed van de temperatuur en van verontreinigingen in de uitlaatgassen. De spons raakt verstopt en het oppervlak wordt steeds gladder, waardoor de werking afneemt. De katalysatoren die Xeamos gebruikt, zijn geschikt voor langdurig gebruik en hebben een veel langere levensduur dan bijvoorbeeld de katalysatoren die in het wegvervoer worden gebruikt. Wij geven u graag meer informatie over de verwachte levensduur van katalysatoren.

Zijn er verschillen tussen verschillende SCR-katalysatoren?

Er zijn veel verschillende soorten katalysatoren. Gewone SCR-katalysatoren bestaan uit een combinatie van titaniumdioxide met een zeer kleine hoeveelheid gebonden vanadiumoxide als actieve stof. Deze groep kent veel variëteiten. Zo zijn er bijvoorbeeld katalysatoren die volledig uit actief keramisch materiaal bestaan. Er zijn ook katalysatoren op basis van een metalen substraat. Ook zijn er thermisch gestabiliseerde varianten die bij hoge temperaturen kunnen worden gebruikt.

Elke keuze heeft zijn keerzijde. Katalysatoren die geschikt zijn voor lage temperaturen hebben een minder goede NOx-reductie bij hoge temperaturen en omgekeerd. De standaard SCR-katalysatoren die we in de binnenvaart voor EN 590-brandstof gebruiken voldoen aan de vereisten bij temperaturen tussen 220 en 520 °C.

Van welk materiaal moet een ureumtank worden gemaakt?

Ureum is licht corrosief. Het moet daarom in een RVS of kunststof tank worden bewaard. Ook de leidingen moeten van RVS of een geschikte kunststof worden gemaakt.

Het is ook mogelijk een bestaande stalen tank met speciale epoxy te coaten. De tank moet als drinkwatertank worden voorbehandeld. De coating moet regelmatig worden geïnspecteerd om tijdig maatregelen te kunnen treffen als er scheuren ontstaan. Als er in de machinekamer een hulptank beschikbaar is, is dit misschien de beste optie omdat er dan geen extra hulptank nodig is.

Waar kan ik ureum bunkeren?

Tegenwoordig is ureum bij de meeste bunkerstations verkrijgbaar. Ureum kan ook via een vrachtwagen worden afgeleverd. Het kan ook in een IBC-container of jerrycan worden geleverd.

Hoe moet ureum worden opgeslagen?

Ureum moet bij een temperatuur van hoger dan -11 °C (voor een 32,5% oplossing) of boven 0 °C (voor een 40% oplossing) worden opgeslagen. Bij twijfel of aan deze temperaturen wordt voldaan (bijvoorbeeld als de tank op het dek is geïnstalleerd) kan er een verwarmingselement in de tank worden gemonteerd.

De opslagtemperatuur mag ook weer niet te hoog zijn. Bij hoge temperaturen “veroudert” ureum en ontstaat ‘biureet’, een binding tussen twee ureummoleculen. De algemene aanbeveling is dat ureum bij een temperatuur lager dan 30 °C moet worden opgeslagen. Bij een hogere temperatuur ontstaan er niet direct problemen, maar de ureumoplossing veroudert steeds sneller bij temperaturen hoger dan 40 tot 50 °C. Raadpleeg voor meer informatie ook de productie-informatie van de leverancier in kwestie.

Als er geen ureum gebruikt wordt, adviseren wij ureum niet langer dan een half jaar in de tank te bewaren. Het ureum kan in een stilstaande tank “bezinken” waardoor de ureumconcentratie op de bodem van de tank hoger wordt dan bovenin de tank. De SCR-systemen van Xeamos werken met een pomp met een aanvoer- en retourleiding. Dit betekent dat er tijdens bedrijf voortdurend ureum wordt rondgepompt. Door de circulatie in de tank tijdens bedrijf wordt voorkomen dat het ureum in de tank bezinkt, zelfs indien er minder vaak wordt gebunkerd.

Bij een SCR-systeem van Xeamos zijn een buffertank en een tank voor de dagelijkse voorraad niet nodig, omdat de pompunit voldoende druk levert om een grote afstand te overbruggen. Dit betekent dat ureum rechtstreeks uit de bunkertank kan worden aangezogen.

Is ureum veilig?

Voor een ureumoplossing geldt geen speciale gevarenclassificatie. Als vloeistof is het helder en is het te vergelijken met een zoutoplossing. Het ruikt een beetje naar ammoniak. Het is echter licht corrosief. Daarom raden we aan geschikte beschermende maatregelen te treffen. Raadpleeg voor meer informatie de productinformatie van de verschillende leveranciers van ureum.

Hoe effectief is een SCR-systeem?

Een SCR DeNox-systeem is de meest effectieve methode om NOx te reduceren. Reducties tot meer dan 95% zijn mogelijk. Dit is vaak meer dan wat de regelgeving vereist.

Wat zijn stikstofoxiden of NOx?

Stikstofoxiden ontstaan door verbranding of oxidatie van stikstof in de lucht. Onze omgevingslucht bestaat voor 79% uit stikstof. Bij zeer hoge temperaturen reageert stikstof (N2) met zuurstof (O2) en ontstaan stikstofmonoxide (NO) en stikstofdioxide (NO2). De combinatie van deze twee moleculen wordt aangeduid als NOx. In een verbrandingsmotor zijn de temperaturen zo hoog dat er NOx wordt gevormd. Hierbij ontstaat vooral NO (95 tot 98%) en, in mindere mate, NO2 (2 tot 5%). Een groot gedeelte van het NO wordt in de atmosfeer nog omgezet in NO2 en onder invloed van zonlicht ontstaat er een complex evenwicht met koolwaterstoffen, zuurstof en ozon. Al deze stoffen samen zijn de oorzaak van smog. In combinatie met water kunnen ook zuren worden gevormd en dit kan tot zure regen leiden. Bij inademing kan er schade aan het menselijk lichaam optreden, met name aan de luchtwegen.

Op basis van de aanbeveling van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) heeft de overheid een limiet voor de toegestane NO2-waarden in het milieu vastgesteld. In het dichtbevolkte Nederland vormt de transportsector een belangrijke schakel in de economie. Samen met de uitstoot uit andere bronnen, zoals de industrie, betekent dit dat de milieuwaarden op veel plaatsen deze limiet benaderen en soms zelfs overschrijden. Daarom steunt de Nederlandse overheid maatregelen om de NOx-uitstoot te verminderen.

Hoeveel onderhoud vraagt het systeem?

Een SCR-systeem van Xeamos is voor een lange levensduur ontworpen en vraagt weinig onderhoud. Alle onderdelen kunnen afzonderlijk worden vervangen of, indien nodig, gereviseerd. Wij geven u graag meer informatie over de verwachte onderhoudskosten.

Kan ik een roetfilter na mijn motor met middelhoog toerental installeren?

Motoren met een middelhoog toerental kunnen over het algemeen minder tegendruk aan dan een motor met een hoog toerental. Aangezien de grootte van een roetfiltersysteem grotendeels wordt bepaald door de beschikbare tegendruk, is een roetfiltersysteem voor een motor met middelhoog toerental meestal groter dan een roetfiltersysteem voor een motor met hoog toerental. Praktisch gezien is de installatie dan vaak te groot en te duur. Maar deze installatie blijft ook dan mogelijk.

Heb ik bij een roetfilter altijd een brandersysteem nodig?

Er is een bepaalde temperatuur vereist voor het regenereren van het roetfilter.

Voor binnenvaartsystemen met een vooraf ingeschakelde dieseloxidatiekatalysator is een brander niet nodig als de motor voldoende belast wordt tijdens het varen. Voor een schip dat vaak op kanalen of in havengebieden vaart, is een brander echter wel nodig. Als het schip vaak over de grote rivieren vaart, wordt de motor regelmatig voldoende belast en is een brander niet altijd nodig. Xeamos dient u hierover graag van advies. Ongeacht welke situatie voor u van toepassing is, kan op de roetfiltersystemen van Xeamos altijd nog achteraf een brandersysteem worden gemonteerd.

Voor roetfilters met katalysatorcoating (regeneratie door zuurstofoxidatie) is een hogere temperatuur nodig om het roetfilter te regenereren. Hierbij is altijd een brandersysteem nodig, behalve als de motor vrijwel continu hoog wordt belast.

Wat is het brandstofverbruik van een brandersysteem voor actieve regeneratie?

Het brandstofverbruik is afhankelijk van welk regeneratiesysteem wordt gebruikt. De brander wordt alleen bij een zeer lage motorbelasting ingeschakeld. Het brandstofverbruik is nihil vergeleken met het verbruik van motoren met een roetfilter en een dieseloxidatiekatalysator die vooraf wordt ingeschakeld. In de praktijk ligt het extra brandstofverbruik tussen 0,1 en 0,2% van het totaal.

Voor filters met een katalysatorcoating moet vaker worden ingeschakeld en is de regeneratietemperatuur hoger. De brandtijd is ook langer. Voor “vuile” motoren en motoren met een lage belasting kan het extra brandstofverbruik met maximaal 3% toenemen.

Is een brandersysteem voor de regeneratie van roetfilters veilig?

De brandersystemen van Xeamos zijn het resultaat van vele jaren ontwikkeling en ervaring. De brander en het regelsysteem zijn door Lloyd’s Register gecertificeerd en voldoen aan de maximaal mogelijke veiligheid.

Wat is de levensduur van roetfilters?

Zoals hierboven besproken, hangt de levensduur van een roetfilter af van het type roetfilter. Roetfilters met een katalysatorcoating hebben een aanzienlijk kortere levensduur dan filters zonder deze coating.

De brandstofkwaliteit (zwavelgehalte), de kwaliteit van het smeermiddel, de temperatuur van de uitlaatgassen, de regeneratietemperatuur en mechanische schade tijdens onderhoud (spoelen) zijn van invloed op de levensduur van een roetfilter met katalysatorcoating. We geven u graag informatie over welke levensduur u voor uw specifieke motor kunt verwachten.

De invloed van de brandstof- en smeermiddelkwaliteit is lager bij ongecoate filters. Het filter is ook niet gevoelig voor uitlaatgas- en regeneratietemperaturen. De verwachte levensduur is meer dan 40.000 uur waar het binnenvaarttoepassingen volgens EN 590 betreft.