[发明专利]柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器及喷射方法

权利要求书

1.一种柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于：包括氨-柴双燃料发动机(1)、数据驱动或机理驱动的NOx和NH3预测模型(2)以及氨喷射控制单元(8)；

所述氨-柴双燃料发动机(1)上连接设置排气管道，所述数据驱动或机理驱动的NOx和NH3预测模型(2)连接设置在所述排气管道上，所述排气管道内设有排气温度传感器(3)，所述排气管道上安装用于提升喷射还原剂氨和排气的混合效果的氨射流混合器(4)，所述氨射流混合器(4)上设有氨喷射器(5)，所述氨射流混合器(4)尾部连接设置SCR载体管道(6)，所述SCR载体管道(6)上设有SCR反应温度传感器(7)；

所述氨-柴双燃料发动机(1)、所述数据驱动或机理驱动的NOx和NH3预测模型(2)、所述排气温度传感器(3)、所述氨射流混合器(4)、所述氨喷射器(5)、所述SCR载体管道(6)、所述SCR反应温度传感器(7)分别与所述氨喷射控制单元(8)信号连接设置。

2.根据权利要求1所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述氨喷射器(5)设有一个或多个，所述氨射流混合器(4)通过一个或多个所述氨喷射器(5)进行排气DeNOx，多个所述氨喷射器(5)可分别使用液氨、氨水、氨气作为还原剂；所述氨喷射器(5)使用液氨喷射器(5)进行液氨喷射，所述氨喷射器(5)使用氨水喷射器进行氨水喷射，所述氨喷射器(5)使用氨气喷射器进行氨气喷射；多个所述氨喷射器(5)可分别采用不同的与所述氨射流混合器(4)轴线夹角进行安装。

3.根据权利要求2所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述氨喷射器(5)的液氨/氨水/氨气喷射量根据氨-柴双燃料发动机(1)NOx和未燃氨排放由下式计算：液氨需求量＝(NOx的摩尔数-未燃氨的摩尔数)×氨的摩尔质量；氨水需求量＝(NOx的摩尔数-未燃氨的摩尔数)×氨的摩尔质量÷氨水质量分数；氨气需求量＝(NOx的摩尔数-未燃氨的摩尔数)×氨的摩尔质量。

4.根据权利要求2所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述氨射流混合器(4)采用尾部式混合器，所述尾部式混合器包括排气进口管道(9)、排气扩散过渡段管道(10)、初始混合段管道(11)以及排气SCR前端管道(13)，所述排气进口管道(9)与所述排气扩散过渡段管道(10)连接设置，所述排气扩散过渡段管道(10)连接设置所述初始混合段管道(11)，所述初始混合段管道(11)上连接设置所述排气SCR前端管道(13)，所述初始混合段管道(11)上设有双层不重合叠加式格栅(12)。

5.根据权利要求4所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述初始混合段管道(11)上设有所述氨喷射器(5)，且所述氨喷射器(5)垂直于所述初始混合段管道(11)表面进行安装，且所述氨喷射器(5)以与所述氨射流混合器(4)轴线成45°夹角设置，双层不重合叠加式格栅(12)安装在所述初始混合段管道(11)的后部。

6.根据权利要求2所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述氨射流混合器(4)可采用组合式混合器，所述组合式混合器包括排气进口管道(9)和排气扩散过渡段管道(10)；

所述排气进口管道(9)与所述排气扩散过渡段管道(10)连接设置，所述排气扩散过渡段管道(10)上连接初始混合段管道(11)，所述初始混合段管道(11)上连接设置加速用收缩(18)-扩散管结构，所述加速用收缩(18)-扩散管结构上连接设置排气SCR前端管道(13)，所述初始混合段管道(11)上设有双层不重合叠加式格栅(12)。

7.根据权利要求6所述的柴油-氨双燃料发动机DeNOx用氨射流混合器，其特征在于，所述初始混合段管道(11)上设有所述氨喷射器(5)，所述氨喷射器(5)垂直于所述初始混合段管道(11)表面进行安装，所述氨喷射器(5)以与所述氨射流混合器(4)轴线成45°夹角设置，所述加速用收缩(18)-扩散管结构和所述双层不重合叠加式格栅(12)依次分布于所述初始混合段管道(11)的后部。