[发明专利]氨燃料发动机的尾气处理系统、发动机和船舶

说明书

本发明公开了一种氨燃料发动机的尾气处理系统、发动机和船舶，可以应用于尾气处理技术领域。本发明系统通过第一除水装置对发动机排放的尾气进行除水，通过氮氧化合物捕集器将除水后的尾气与氢气进行反应后生成少量的氨气，通过设置的管道收集氮氧化合物捕集器输出的部分尾气，以利用尾气的余热向设置的氨气合成装置提供热量，使氨气合成装置合成氨气，将剩余尾气和氨气输出到设置的换热器，再利用设置的脱硝装置将尾气和氨气还原成氮气和水后，通过设置的液氮换热器分离出不可冷凝的气体并收集氨气，接着通过水箱和第二除水装置排除一氧化二氮和水后，再利用氮气分离装置分离出氮气和氧气，从而实现氨气的收集和废气的回收利用。

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，尤其是一种氨燃料发动机的尾气处理系统、发动机和船舶。

背景技术

相关技术中，氨为氮氢化合物，其可以人工合成，并且具有在一定条件可分解、便于运输以及能量密度大的特点，可以用作发动机燃料的替代物。由于氨本身不含碳原子，燃烧后不会产生碳化合物，因此，燃烧不完全进入大气也不会加剧温室效用。氨燃烧过程中虽然不会产生二氧化碳，但是产物中的氮氧化物(NOx)含量会比化石燃料燃烧排放高。NOx会造成人们呼吸困难、肺部受损等疾病，以及带来酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾等环境问题，是主要大气污染物之一。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种氨燃料发动机的尾气处理系统、发动机和船舶，能够有效降低氨燃料燃烧产物对大气的污染程度。

一方面，本发明实施例提供了一种氨燃料发动机的尾气处理系统，包括：

第一除水装置，所述第一除水装置的入口端用于连接发动机的尾气排放端；

氮氧化合物捕集器，所述氮氧化合物捕集器的第一进气端与所述第一除水装置的出口端连接，所述氮氧化合物捕集器的第二进气端用于输入氢气；

管道，所述管道的进气端与所述氮氧化合物捕集器的出气端连接；

氨气合成装置，所述氨气合成装置设置于所述管道内部，所述管道内的气体余热用于向所述氨气合成装置提供热量；所述氨气合成装置的第一进气端用于输入氮气，所述氨气合成装置的第二进气端用于输入混合气体，所述混合气体包括氢气或氮气；

换热器，所述换热器的第一进气端分别与所述氮氧化合物捕集器的出气端和所述管道的出气端连接；所述换热器的第二进气端与所述氨气合成装置的出气端连接；

脱硝装置，所述脱硝装置的第一进气端与所述换热器的出气端连接；

液氮换热器，所述液氮换热器的进气端与所述脱硝装置的出气端连接；

水箱，所述水箱的进气端与所述液氮换热器的出气端连接；

第二除水装置，所述第二除水装置的进气端与所述水箱的出气端连接；

氮气分离装置，所述氮气分离装置的进气端与所述第二除水装置的出气端连接；所述氮气分离装置的第一出气端与所述脱硝装置的第二进气端连接，所述氮气分离装置的第二出气端与所述氨气合成装置的第二进气端连接。

在一些实施例中，所述系统还包括：

除尘器，所述除尘器设置于所述氮氧化合物捕集器的出气端与所述管道的进气端之间。

在一些实施例中，所述系统还包括：

比例阀，所述比例阀设置于所述除尘器的出气端与所述管道的进气端之间，用于调节进入所述管道内的尾气量。

在一些实施例中，所述系统还包括：

氮氧化合物传感器，所述氮氧化合物传感器设置于所述脱硝装置的出气端和所述液氮换热器的进气端之间，用于检测所述脱硝装置的出气端的氮氧化合物的含量；