发明创造名称:内燃机以及从废气中移除硫氧化物的方法
外观设计名称:
决定号:184283
决定日:2019-07-12
委内编号:1F253025
优先权日:2014-03-28
申请(专利)号:201510136420.7
申请日:2015-03-26
复审请求人:曼恩柴油机涡轮股份公司曼恩柴油机涡轮德国分公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:施啸奔
合议组组长:邓军谋
参审员:徐雪锋
国际分类号:B01D53/78,B01D53/50,F01N3/08,F01N9/00
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,现有技术中没有给出将上述区别技术特征应用于最接近现有技术中的启示,则本领域技术人员基于这些现有技术并不能显而易见地获得权利要求请求保护的技术方案。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201510136420.7,名称为“内燃机以及从废气中移除硫氧化物的方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为曼恩柴油机涡轮股份公司曼恩柴油机涡轮德国分公司,申请日为2015年3月26日,优先权日为2014年3月28日,公开日为2015年9月30日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年2月13日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求 1-9相对于对比文件1(CN103331093A,公开日为2013年10月2日)与对比文件2(CN103041685A,公开日为2013年4月17日)、对比文件3(CN1772345A,公开日为2006年5月17日)以及本领域的常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;权利要求10-18相对于对比文件1与对比文件2以及本领域的常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2017年10月26日提交的权利要求第1-18项、2015年3月26日提交的说明书第1-104段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种从内燃机的排气系统(B)内的废气中移除硫氧化物(SOx)的方法,所述内燃机具有多个带有燃烧室(A4)的气缸,所述排气系统至少包括碱储存罐(A0)、缓冲罐(A1)和洗涤单元(A2),并且具有洗涤水管,所述洗涤水管由非耐腐蚀钢制成的管制成,所述方法包括下列步骤:
a.向缓冲罐(A1)提供基于淡水的洗涤水流(L1);
b.将强碱加入至所述洗涤水流(L1)中以获得碱性洗涤水流(L2);
c.将所述碱性洗涤水流(L2)进料至洗涤单元(A2);
d.向所述洗涤单元(A2)中的所述碱性洗涤水流(L2)提供包含CO2的废气(G1),以获得耗尽硫氧化物的洗涤气体(G2)以及废洗涤水流(L3),所述废洗涤水流(L3)包含由所述硫氧化物和来自所述强碱的阳离子形成的沉淀的盐,
e.从所述废洗涤水流(L3)中移除沉淀的盐以生成在步骤a.中使用的洗涤水流(L1);
其中在步骤c)中将废气(G1)提供给碱性洗涤水流之前,将CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-中的至少一种添加到所述洗涤水流(L1)中以建立碳酸氢根/碳酸根缓冲系统,并且其中为了通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题,在当时的条件下,以使得所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根平衡的pKa以上的速率将所述强碱加入至所述洗涤水流(L1)中。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述强碱是碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、或非氢氧化物碱,或它们的任何组合。
3. 根据权利要求2所述的方法,其中所述碱金属氢氧化物选自由下列各项组成的组:氢氧化钠或氢氧化钾,或它们的组合。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中在被提供给所述洗涤单元(A2)之前或同时将所述废气(G1)冷却。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中与内燃机产生的能量有关的碱性洗涤水的流量在2.0至3.0l/kWh的范围内。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中将所述碱性氢氧化物加入至所述洗涤水(L1)中,以使所述碱性洗涤水(L2)在25℃和1atm 下具有在9-12的范围内的pH。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中将所述碱性氢氧化物加入至所述洗涤水(L1)中,以使所述碱性洗涤水(L2)在25℃和1atm下具有在9-11的范围内的pH。
8. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中将所述碱性氢氧化物加入至所述洗涤水(L1)中,以使所述碱性洗涤水(L2)在25℃和1atm下具有在10-11的范围内的pH。
9. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在步骤e.中,通过选自离心、澄清、沉降、过滤或絮凝的方法从所述废洗涤水中移除沉淀的盐。
10. 一种用于海洋船舶的内燃机,所述内燃机具有多个带有燃烧室(A4)n的气缸和排气系统(B),所述排气系统至少包括碱储存罐(A0)、缓冲罐(A1)和洗涤单元(A2),
所述碱储存罐(A0)具有用于通过碱加药管(L0)向所述缓冲罐(A1)供给碱的加药装置;所述缓冲罐(A1)还设置有碱性洗涤水供应管流出流(L2),所述碱性洗涤水供应管流出流(L2)通过预备好的洗涤水供应管连接至所述洗涤单元(A2)的预备好的洗涤水流入流,并且所述缓冲罐还包括洗涤水流入流(L1);所述洗涤单元还包括通过分流器(A3)连接至所述洗涤水流入流(L1)的废洗涤水流出流(L3),所述洗涤单元(A2)还包括来源于所述燃烧室(A4)n的一种或多种废气流入流(G1)n和耗尽SOx的废气流出流(G2),并且其中所述排气系统(B)还设置有pH传感器,并且具有洗涤水管,所述洗涤水管由非耐腐蚀钢制成的管制成,并且通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题,所述排气系统具有适用于接收来自所述pH传感器的测量的pH值的控制单元,所述控制单元适用于控制所述加药装置以加入来自所述碱储存罐(A0)的碱,从而在当时的条件下将所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根的缓冲能力内。
11. 根据权利要求10所述的内燃机,其中所述洗涤单元(A2)包括由选自下列各项材料中的至少一种材料制成的壁:非耐腐蚀钢、塑料材料、增强塑料材料、纤维增强材料、或玻璃纤维增强塑料。
12. 根据权利要求10所述的内燃机,其中所述洗涤单元(A2)包括由 选自下列各项材料中的至少一种材料制成的壁:非耐腐蚀钢、塑料材料、增强塑料材料、纤维增强材料、或玻璃纤维增强塑料。
13. 根据权利要求10至12中任一项所述的内燃机,其中设置至少一个废气冷却器(A5)。
14. 根据权利要求13所述的内燃机,其中所述至少一个废气冷却器(A5)位于所述洗涤单元(A2)的上游并且通过所述废气进料管(G1)连接至所述洗涤单元(A2)。
15. 根据权利要求13所述的内燃机,其中所述废气冷却器是间接或直接接触式冷却器。
16. 根据权利要求10至12中任一项所述的内燃机,其中所述废气冷却器(A5)整合在所述洗涤单元(A2)中,所述洗涤单元(A2)设置有第一喷淋装置,所述第一喷淋装置用于将洗涤水喷淋至流向所述洗涤单元(A2)的废气中。
17. 根据权利要求10所述的内燃机,其中所述洗涤单元(A2)具有带有第一阵列喷淋装置的室,所述第一阵列喷淋装置位于横跨所述洗涤单元(A2)中废气流路延伸的第一体积填充材料上方,并且所述室至少具有第二阵列喷淋装置,所述第二阵列喷淋装置位于至少一个横跨所述洗涤单元(A2)中废气流路延伸的第二体积填充材料上方。
18. 根据权利要求17所述的内燃机,其中所述填充材料由塑性体或塑料片制成。”
驳回理由中认为:权利要求1与对比文件1相比,区别技术特征为:1)权利要求1限定了控制碱性洗涤水的pH值,具体为“其中在步骤c)中将废气(G1)提供给碱性洗涤水流之前,将CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-中的至少一种加入至所述洗涤水(L1)中以建立碳酸氢根/碳酸根缓冲体系,并且其中为了通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题,在当时的条件下,以使得所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根平衡的pKa以上的速率将所述强碱加入至所述洗涤水流(L1)中”;2)权利要求1还限定了气缸有多个,洗涤单元中的洗涤水管由非耐腐蚀钢制成,以及还限定了废洗涤液经处理后得到的水返回作为洗涤水流。对于上述区别技术特征1),对比文件2给出了通过维持洗涤液的pH值处于较高值来保证脱硫能力的技术启示,对比文件3给出了向洗涤液中加入pH缓冲剂以提高SO2吸收率的技术启示。对于上述区别技术特征2),上述特征是本领域的常规技术手段,因此权利要求1不具备创造性。权利要求10与对比文件1相比,区别技术特征为权利要求10限定了pH传感器及其控制单元,“所述排气系统(B)还设置有pH传感器,并且所述排气系统具有适用于接收来自所述pH传感器的测量的pH值的控制单元,所述控制单元适用于控制所述加药装置以加入来自所述碱储存罐(A0)的碱,从而在当时的条件下将所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根的缓冲能力内”;以及还限定了气缸有多个,燃烧室提供多种废气流;以及还限定了洗涤单元中的洗涤水管由非耐腐蚀钢制成且通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题。而对比文件2给出了通过维持洗涤液的pH值处于较高值来保证脱硫能力的技术启示,其余特征是本领域的常规技术手段,因此权利要求10不具备创造性。从属权利要求2-9、11-18或被对比文件1、对比文件2公开,或是本领域的常规技术手段,因此也不具备创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年5月28日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的修改替换页,其中将原权利要求6的内容补入原权利要求1中,同时删除原权利要求6并对权利要求的序号作了调整。修改后的权利要求1如下:
“1. 一种从内燃机的排气系统(B)内的废气中移除硫氧化物(SOx)的方法,所述内燃机具有多个带有燃烧室(A4)的气缸,所述排气系统至少包括碱储存罐(A0)、缓冲罐(A1)和洗涤单元(A2),并且具有洗涤水管,所述洗涤水管由非耐腐蚀钢制成的管制成,所述方法包括下列步骤:
a.向缓冲罐(A1)提供基于淡水的洗涤水流(L1);
b.将强碱加入至所述洗涤水流(L1)中以获得碱性洗涤水流(L2);
c.将所述碱性洗涤水流(L2)进料至洗涤单元(A2);
d.向所述洗涤单元(A2)中的所述碱性洗涤水流(L2)提供包含CO2的废气(G1),以获得耗尽硫氧化物的洗涤气体(G2)以及废洗涤水流(L3),所述废洗涤水流(L3)包含由所述硫氧化物和来自所述强碱的阳离子形成的沉淀的盐,
e.从所述废洗涤水流(L3)中移除沉淀的盐以生成在步骤a.中使用的洗涤水流(L1);
其中在步骤c)中将废气(G1)提供给碱性洗涤水流之前,将CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-中的至少一种添加到所述洗涤水流(L1)中以建立碳酸氢根/碳酸根缓冲系统,并且其中为了通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题,在当时的条件下,以使得所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根平衡的pKa以上的速率将所述强碱加入至所述洗涤水流(L1)中,并且
其中将所述强碱加入至所述洗涤水(L1)中,以使所述碱性洗涤水(L2)在25℃和1atm下具有在9-12的范围内的pH。”
复审请求人认为:1)对比文件3公开的pH是中性的,而且对比文件3通过氧化还原和中和反应来移除SO2,而不是通过洗涤液的吸收。对比文件3根本没有给出使用仅具有缓冲剂的洗涤液(没有软锰矿)作为吸收剂的技术启示。对比文件2没有公开或暗示使用缓冲剂,并且只是公开了喷淋水的pH值在移除硫之后下降,需要定量地向水中添加NaOH碱液。然而要定量地向喷淋水中添加NaOH碱液与使用缓冲剂来保持稳定的pH值相比更加不方便。2)权利要求9限定了缓冲剂体系的存在,并且其中pH传感器与控制单元的组合存在提供了对pH的控制,因而使得当前权利要求9的装置的效果可以与当前权利要求1的方法的效果相同。审查员所提到的对比文件中均没有教导能够使用pH传感器,也似乎没有提供监控pH的动机。
经形式审查合格,国家知识产权局依法受理了该复审请求,于2018年6月27日发出了复审请求受理通知书,并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回,认为参见权利要求1的评述可选择缓冲剂,此外,对于pH值的选择,对比文件2已经公开了pH值为8-12,因此选择9-12是有限实验可以得到的。
随后,国家知识产权局成立合议组对本申请进行审理。
在上述程序的基础上,合议组认为,本申请事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
(一)关于审查文本
本复审请求审查决定所依据的文本为:2018年5月28日提交的权利要求第1-17项、2015年3月26日提交的说明书第1-104段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图。
经审查,所作修改符合专利法第33条的规定和专利法实施细则第61条第1款的规定。
(二)关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,现有技术中没有给出将上述区别技术特征应用于最接近现有技术中的启示,则本领域技术人员基于这些现有技术并不能显而易见地获得权利要求请求保护的技术方案。
1、关于权利要求1
权利要求1请求保护一种从废气中移除硫氧化物的方法。
对比文件1公开了一种船舶柴油废气洗涤脱硫方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书具体实施方式、附图1-3):脱硫设备包括柴油机1、排气管2、废气入口管路3、吸收塔4、废气出口管路5、循环液管路6、循环液处理箱7(相当于缓冲罐)、淡水箱8、NaOH溶液储存箱9、高温喷淋管路11、低温喷淋管路12、废液排污管路13、废液处理系统14;吸收塔4内设有与洗涤液供给通道相连的喷淋层,吸收塔4底部经循环液管路与循环液处理箱7相连,所述循环液处理箱7上部与淡水箱8和NaOH溶液储存箱9相连,所述循环液处理箱7中的循环液处理后分为三路,第一路经高温喷淋管路11连接到吸收塔4水洗层;第二路经海水冷却器25、低温喷淋管路12连接到吸收塔4填料洗涤层;第三路经废液排污管路13流入废液处理系统14,操作步骤包括:a、洗涤:船舶柴油机排气实行废气分流洗涤技术,并分别采用洗涤液直接进入吸收塔水洗层进行喷淋和洗涤液经海水冷却器冷却后进入吸收塔填料洗涤层进行喷淋两种方式进行洗涤废气,所述的废气洗涤是在吸收塔中用NaOH溶液洗涤;b、废液处理。结合附图1可知:向循环液处理箱7提供基于淡水(由淡水箱8提供)的洗涤水流,由NaOH溶液储存箱9提供强碱加入至循环液处理箱7获得碱性洗涤水流,该碱性洗涤水流经第二路进料至吸收塔4,船舶废气中必然为包含CO2的废气,在吸收塔4内的反应必然是“向所述洗涤单元(A2)中的所述碱性洗涤水流(L2)提供包含CO2的废气(G1),以获得耗尽硫氧化物的洗涤气体(G2)以及废洗涤水流(L3),所述废洗涤水流(L3)包含由所述硫氧化物和来自所述强碱的阳离子形成的沉淀的盐”,废洗涤水流经第三路去移除沉淀的盐。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别至少在于:其中在步骤c)中将废气(G1)提供给碱性洗涤水流之前,将CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-中的至少一种加入至所述洗涤水(L1)中以建立碳酸氢根/碳酸根缓冲体系,并且其中为了通过防止pH的局部降低来防止腐蚀问题,在当时的条件下,以使得所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根平衡的pKa以上的速率将所述强碱加入至所述洗涤水流(L1)中,其中将所述强碱加入至所述洗涤水(L1)中,以使所述碱性洗涤水(L2)在25℃和1atm下具有在9-12的范围内的pH。
驳回决定和前置审查意见中认为:对比文件2公开的一种脱硫除尘方法(参见说明书第[0005]、[0007]、[0009]段)包括:工业锅炉废气和烟尘在引风机的作用下进入脱硫除尘净化塔,循环水泵将pH=8~12的喷淋水打入塔内进行多级喷淋,除掉废气中的灰尘和SO2,脱硫后喷淋水pH值下降,定量地向水中添加NaOH碱液,使喷淋水始终维持pH=8~12;喷淋水维持pH=8~12主要是采用氢氧化钠的水溶液进行调解;采用pH=8~12的喷淋水进行多级喷淋脱硫,脱硫效率可达到90%以上,脱硫效果好。由此可知,对比文件2给出了通过维持洗涤液的pH值处于较高值来保证脱硫能力的技术启示,本领域技术人员在对比文件1的基础上,有动机结合对比文件2的技术启示,并结合对比文件1中形成的碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系的情况,对洗涤液的pH值进行控制,通过将强碱加入洗涤水流中使其保持一较高值的范围。而为了进一步有效地调节pH值和缓冲体系,对比文件3公开的一种利用脱硫复合吸收剂进行脱硫的方法(参见说明书第4页第4、8段,第6页第2段)包括:以软锰矿和pH缓冲剂为复合吸收剂进行废气脱硫,pH缓冲剂为抑制硫酸形成速度的缓冲剂,可选自碳酸盐、能与稀硫酸构成pH缓冲体系的碱金属氧化物、氢氧化物,优先选择MnCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3,能从根本上解决了传统软锰矿浆烟气脱硫方法存在的SO2吸收体系中的硫酸形成对SO2吸收率的影响问题,使废气中SO2的吸收率达到90%以上,可以实现SO2废气的达标排放,同时高的SO2的吸收率。由此可知,对比文件3给出了向洗涤液中加入pH缓冲剂以提高SO2吸收率的技术启示,本领域技术人员有动机结合对比文件1和3,将pH缓冲剂引入对比文件1中,在废气与洗涤液接触之前,在洗涤液中形成碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系。
合议组认为:首先,对比文件1中并未明确记载形成了碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系。从对比文件1公开的内容仅能推断出柴油机废气中含有CO2,但由于对比文件1未记载加入氢氧化钠后吸收液的pH值,而碳酸氢根/碳酸根本身的不稳定性需要在一定的pH值在才能稳定存在,因此无法从对比文件1中直接地、毫无疑义地推断出其必然形成碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系。
其次,对比文件2同样也未记载形成了碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系。对比文件2中仅记载通过调节使得PH值为pH=8~12,其目的在于避免脱硫后喷淋水pH值下降。而本申请中,维持一定的pH值是为了形成碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系,由于对比文件1或2均未记载有碳酸氢根/碳酸根的缓冲液体系,本领域技术人员没有动机调整pH值以维持上述体系,也没有动机再额外加入CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-等缓冲剂。而对比文件3虽然记载了使用缓冲剂,但缓冲剂的使用,是因为软锰矿在吸收二氧化硫的过程中产生了硫酸影响到废气的吸收和锰的浸出,因此需要缓冲剂抑制硫酸的生成。上述作用原理不同于本申请中缓冲剂的作用原理,本申请的缓冲体系先与酸性气体反应从而减少氢氧化钠的使用。
综上所述,对比文件1-3没有给出应用上述区别特征解决发明实际解决的技术问题的教导,现有技术中也没有证据能够表明上述区别是本领域的公知常识。因此,驳回决定、前置审查意见中关于权利要求1相对于对比文件1与对比文件2、3以及本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性的理由不能成立。
2、关于权利要求9
权利要求9请求保护一种海洋船舶的内燃机。
对比文件1公开了一种海洋船舶的内燃机,出处参见对权利要求1的评述。
权利要求9的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别在于至少在于:权利要求9限定了pH传感器及其控制单元,所述排气系统(B)还设置有pH传感器,并且所述排气系统具有适用于接收来自所述pH传感器的测量的pH值的控制单元,所述控制单元适用于控制所述加药装置以加入来自所述碱储存罐(A0)的碱,从而在当时的条件下将所述碱性洗涤水的pH维持在碳酸氢根/碳酸根的缓冲能力内。
而参考对权利要求1的评述,由于对比文件1-3均未记载形成碳酸氢根/碳酸根的缓冲体系以及缓冲剂的使用,因此驳回决定、前置审查意见中关于权利要求9相对于对比文件1与对比文件2及本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性的理由不能成立。
3,关于权利要求2-8、10-17
鉴于权利要求2-8直接或间接引用权利要求1、10-17直接或间接引用权利要求9,因此在权利要求1或9不具备创造性的驳回理由不成立的前提下,驳回决定、前置审查意见中关于从属权利要求2-8、10-17不具备创造性的理由也不成立。
基于上述事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年2月13日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的审查文本的基础上对本申请继续审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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