Dieselpartikel- und Kohlenwasserstoffemissionen von Schiffsantriebsmotoren stehen in Häfen, Küstenzonen und Emissionskontrollgebieten zunehmend im Fokus. Wir haben ein DOC- und DPF-Abgassystem speziell für 800-kW-Schiffshauptmotoren entwickelt – ein Paket, das auf Basis der realen Betriebsdaten des Motors dimensioniert ist, nicht nach einem generischen Katalog.

Dieser Artikel behandelt, was das System ist, den Motor, um den es entwickelt wurde, die vier Randbedingungen, die das Design geprägt haben, und wie es in eine Strategie zur Einhaltung von Schwefelarmkraftstoff-Vorschriften passt.

Eine DOC- und DPF-Kombination übernimmt zwei unterschiedliche Aufgaben in einer Abgasleitung:

Zusammen verwandeln sie ein sichtbar rauchendes Abgas in ein sauberes, vorschriftskonformes – ohne das Leistungskennfeld des Motors zu beeinflussen.

Das System wurde um einen 6-Zylinder-Reihen-Viertakt-Schiffsantriebsmotor herum entwickelt, der turboaufgeladen und mit Ladeluftkühlung ausgestattet ist, wobei die folgende Spezifikation als Auslegungsgrundlage diente:

1. Die Kraftstoffqualität bestimmt die gesamte Architektur. Die DOC- und DPF-Chemie erfordert schwefelarmen Kraftstoff – MGO/MDO mit höchstens 0,10 % S in Emissionskontrollgebieten. Bei schwerem Heizöl mit hohem Schwefelgehalt vergiftet die Sulfatbildung die Katalysatoren und beschädigt das DPF-Substrat. Das System ist daher für Motoren ausgelegt, die mit schwefelarmem Destillat betrieben werden; HFO-Installationen erfordern eine andere Architektur (z. B. wäscherbasierte oder alternative Strategien).

2. Die Abgastemperatur ist sowohl das Problem als auch die Lösung. Bei Marschleistung liegt die Abgastemperatur eines Antriebsmotors im Fenster der passiven Regeneration (etwa 250–450 °C), was eine kontinuierliche Rußoxidation mit minimalem aktivem Eingriff ermöglicht. Bei Volllast kann die Temperatur jedoch die sichere Grenze des DPF-Substrats überschreiten, und bei langsamer Fahrt oder im Hafenbetrieb fällt sie unter das Fenster. Die Regenerationsstrategie wird auf das tatsächliche Fahrprofil des Motors abgestimmt, um sowohl den Filter als auch den Kanister zu schützen.

3. Der Abgasgegendruck ist eine Motorleistungskennzahl. Bei einem aufgeladenen Motor verschlechtert ein erhöhter Abgaswiderstand die Turboladerleistung und erhöht den spezifischen Kraftstoffverbrauch. Die Kanister sind so dimensioniert, dass der gesamte DOC+DPF-Widerstand innerhalb der Motorzulassung über die gesamte Betriebskennlinie bleibt, wobei der ungünstigste Fall bei Volllast verifiziert wird.

4. Der Maschinenraum ist kein Prüfstand. Salzhaltige Luft, Vibrationen, beengte Einbauverhältnisse und Besichtigungen durch Klassifikationsgesellschaften haben die Material- und Layoutwahl geprägt: korrosionsbeständige Gehäuse, Flanschverbindungen mit Schrauben und eine Grundfläche, die in den verfügbaren Raum an Bord passt.

Dieses DOC+DPF-Paket ist eine Lösung zur Kontrolle von Partikel- und Gasemissionen (CO/HC), die auf die verschärften Anforderungen an sichtbaren Rauch und Partikelemissionen in Häfen und Küstengewässern im Rahmen des MARPOL-Übereinkommens und regionaler Hafenregeln abgestimmt ist. Wo auch die Einhaltung der NOx-Grenzwerte (z. B. IMO Tier III in NOx-Emissionskontrollgebieten) erforderlich ist, kann das System im selben Projektumfang mit SCR- oder EGR-Lösungen kombiniert werden.

Jede Installation beginnt mit dem Datenblatt und dem Betriebsprofil Ihres Motors. Wir bieten:

F: Mit welchen Motoren ist dieses DOC+DPF-System kompatibel?A: Das System ist derzeit für Schiffsantriebsmotoren der 800-kW-Klasse ausgelegt (z. B. 734 kW bei 1.900 U/min Dauerleistung). Die gleiche Designmethodik gilt von ca. 200 kW bis 2 MW, und wir passen die Kanistergrößen individuell an jedes Motordatenblatt an.

F: Welchen Kraftstoff benötigt das System?A: Schwerfelarmer Destillatkraftstoff – MGO/MDO mit höchstens 0,10 % Schwefel in Emissionskontrollgebieten. Das System ist ohne eine andere Vorbehandlungsarchitektur nicht für schweres Heizöl (HFO) mit hohem Schwefelgehalt geeignet.

F: Wird das System die Motorleistung verringern?A: Der Abgasgegendruck wird als eine Einschränkung der Motorleistung behandelt. Die Dimensionierung der Filterpatronen wird anhand des vollständigen Betriebskennfelds des Motors überprüft, sodass die Auswirkung auf Leistung und Kraftstoffverbrauch innerhalb der Toleranz des Motors bleibt.

F: Reduziert DOC+DPF Stickoxide (NOx)?A: Nein – DOC+DPF behandelt Partikel, Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC). Die Reduzierung von NOx erfordert SCR oder AGR. Wir können ein kombiniertes DOC+DPF+SCR-Paket liefern, wenn die Einhaltung der Tier-III-Norm erforderlich ist.

F: Können Sie ein System für unseren spezifischen Motor entwerfen?A: Ja. Senden Sie uns Ihr Motordatenblatt und Ihr Lastprofil, und wir dimensionieren ein Paket passend dazu – einschließlich Nachrüstlayouts für Schiffe in Betrieb.

[CTA] Benötigen Sie ein DOC+DPF-Paket, das auf Ihren Motor abgestimmt ist? Senden Sie uns Ihr Motordatenblatt, und wir antworten mit einem technischen Angebot.