[实用新型]一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统

说明书

本实用新型公开了一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统，系统包括脱硝反应单元、旁通单元、还原剂供给单元以及还原剂计量喷射单元，其中所述脱硝反应单元设置在增压器排气侧下游，所述旁通单元与脱硝反应单元并联旁通可控的设置，所述还原剂供给单元和还原剂计量喷射单元为柴油机的排气集管供给还原剂，所述还原剂计量喷射单元将还原剂供给单元提供的还原剂可控的向所述排气集管计量喷射。本新型LP‑SCR系统具有净化效率高、结构紧凑、占地面积小、成本低等优点。

技术领域

本实用新型涉及船舶发动机尾气处理技术，尤其涉及一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统。

背景技术

船舶柴油机废气中的氮氧化合物(NOx)是大气污染物的重要组成之一，对于人类和动物的健康都具有较为直接的伤害。随着IMO Tier III阶段法规的开始实施以及逐渐扩大的排放物管控区(ECA)，研究和开发适用船机尾气净化的环保工艺将日益迫切。选择性催化还原脱除NOx(SCR)是目前广泛被认可的有效脱除NOx方法之一，近些年来在火力发电、汽车、船舶等行业中都发挥了关键作用。

在船舶领域，增压器后LP-SCR系统由于具有柴油机改动小、系统布置简单等特点，被广泛认为是未来最具有广泛应用前景的船用SCR之一。然而，由于柴油机废气经过增压器做功后，废气排温明显降低(230-280℃)，其给SCR系统发挥脱硝性能带来巨大的挑战。其中的难点主要在于还原剂不能充分的发生分解，例如尿素溶液通常需要280℃以上才可以热分解生成反应所需的氨气(NH3)。为解决该问题，国际上曼恩、斗山、现代等船用柴油机厂家研发出多种方法，例如韩国斗山开发出利用补燃器加热废气的方式来促进尿素发生热分解(CN107667210A)；韩国现代开发出从增压器前引出部分高温废气的方法来促进尿素热分解(CN107787397B)。但这些方法都具有明显的缺点，例如利用补燃器加热的方式会带来额外的能源消耗，同时系统复杂，成本较高；利用增压器前高温废气引流的方法会导致SCR系统控制难度增加，且尿素分解效果不明显。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统，其能解决上述问题。

设计原理：本方案结合船舶柴油机结构及尾气排放特征，将还原剂喷射单元集成于柴油机增压器前排气集管上，由于排气集管中的废气温度较高(280-500℃)，因此可以充分利用柴油机尾气余热用于还原剂热分解，同时实现还原剂与柴油机废气充分混合。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现。

一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统，系统包括脱硝反应单元、旁通单元、还原剂供给单元以及还原剂计量喷射单元，其中所述脱硝反应单元设置在增压器排气侧下游，所述旁通单元与脱硝反应单元并联旁通可控的设置，所述还原剂供给单元和还原剂计量喷射单元为柴油机的排气集管供给还原剂，所述还原剂计量喷射单元将还原剂供给单元提供的还原剂可控的向所述排气集管计量喷射。

优选的，所述脱硝反应单元包括脱硝反应器、进气阀和出气阀，所述进气阀、脱硝反应器、和出气阀依次设置在从增压器下游的排气管上。

优选的，所述旁通单元包括旁通阀和旁通管，所述旁通管从所述进气阀上游与所述脱硝反应器下游之间旁通并联设置。

优选的，所述还原剂供给单元包括还原剂箱和还原剂泵，所述还原剂计量喷射单元包括计量器和喷射阀，所述还原剂箱、还原剂泵、计量器和喷射阀依次连接，喷射阀在控制器ECU的控制下向排气集管喷射还原剂。

优选的，所述还原剂箱内的还原剂为尿素溶液、氨水中的一种或组合。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：该新型LP-SCR系统具有净化效率高、结构紧凑、占地面积小、成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型一种新型柴油机尾气低压选择性催化还原脱硝系统的示意图。