CN107524506A - 柴油发动机尾气处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油发动机尾气处理设备，包括进气管、油气分离器、氧化催化装置和选择性催化还原器，进气管的底部为进气口，进气管的顶部与油气分离器相连通，氧化催化装置位于选择性催化还原器与油气分离器之间，氧化催化装置的一端与油气分离器相连通，氧化催化装置的另一端与选择性催化还原器相连通，选择性催化还原器远离氧化催化装置的一端的内部设有氨氧化催化剂。尾气从进气管底部的进气口进入柴油发动机尾气处理设备，油气分离器将尾气中的油液分离，经过油气分离器的尾气进入氧化催化装置，氧化催化装置的内部涂覆有贵金属催化剂，氧化催化装置将尾气中部分可燃性颗粒物氧化，以及将尾气中的HC和CO等有害气体氧化。
Description
技术领域
本发明涉及环保设备领域，尤其涉及一种柴油发动机尾气处理设备。
背景技术
柴油机发动机尾气排放治理方式十分混乱，目前最常见的处理方式已经无法满足国家环保部门的要求，日益规范的环保标准也提高了国民对环境的保护意识。传统市场上的方案中去除PM采用蜂窝结构壁流式陶瓷DPF，也就是物理过滤的方式。经反复论证并与已经使用过该技术方案的用户交流，该方案存在积碳时间短，积满清理费力、费时、耗能的问题。在工业发展的同时需要为社会保留良好的环境，这才符合工业与经济发展的初衷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油发动机尾气处理设备，能有效处理掉尾气中排放的颗粒物以及CO、HC和氮氧化物等大气污染物。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种柴油发动机尾气处理设备，包括进气管、油气分离器、氧化催化装置和选择性催化还原器，所述进气管的底部为进气口，所述进气管的顶部与所述油气分离器相连通，所述氧化催化装置位于所述选择性催化还原器与所述油气分离器之间，所述氧化催化装置的一端与所述油气分离器相连通，所述氧化催化装置的另一端与所述选择性催化还原器相连通，所述选择性催化还原器远离所述氧化催化装置的一端的内部设有氨氧化催化剂。
具体地，尾气从进气管底部的进气口进入柴油发动机尾气处理设备，油气分离器将尾气中的油液分离，经过油气分离器的尾气进入氧化催化装置，氧化催化装置的内部涂覆有贵金属催化剂，氧化催化装置将尾气中部分可燃性颗粒物氧化，以及将尾气中的HC和CO等有害气体氧化。氧化催化装置中发生的反应具体为(排气温度超过250摄氏度后在催化剂的作用下)：CO+O2→CO2；HC+O2→CO2+H2O；C+O→CO2。氧化催化装置靠近增压器安装。
同时，在氧化催化装置内，NO有部分被转化成NO2，使得后续在选择性催化还原器中的还原反应更加迅速和完全。
具体地，选择性催化还原器(Selective Catalytic Reduction，SCR)用于处理尾气中的NOx。通过实时监测发动机尾气中排放的NOx的数量，而指挥系统中的尿素泵射相匹配的尿素溶液(作为还原剂)，通过SCR的催化剂使得排放气体中的NOx被还原成对于人体无害的氮气和水。
选择性催化还原器内的化学反应原理：
①尿素溶液分解如下：
CO(NH2)2+H2O＝2NH3+CO2
②NOx的还原反应如下：
标准反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
慢速反应：6NO2+8NH3→7N2+1 2H2O
快速反应：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
进一步的为了防止氨气的泄露，在选择性催化还原器远离氧化催化装置的一端的内部设有氨氧化催化剂，能够减少氨的泄露，减少氨泄露造成的二次污染和严重安全隐患。
作为优选，所述选择性催化还原器包括外部壳体和设于所述外部壳体内的若干催化剂载体，所述催化剂载体与所述外部壳体的内壁可拆卸连接，所述外部壳体上设有密封门，所述密封门与所述外部壳体之间设有密封件。
具体地，催化剂载体上涂覆有选择性催化还原催化剂，可根据尾气去情况选择设置在外部壳体内的催化剂载体的数量。
作为优选，所述催化剂载体为陶瓷材质，所述催化剂载体上设有若干通孔。
作为优选，若干所述催化剂载体沿竖直方向分层设置，所述催化剂载体与所述外部壳体之间为螺栓连接。尾气从下到上依次通过各个催化剂载体并与催化剂载体上的催化剂接触发生反应。
作为优选，所述油气分离器包括由若干折板构成的分离壳体，所述分离壳体内设有百叶箱和压力传感器。尾气中的油液主要在百叶箱内被分离，压力传感器用于检测油气分离器内的压力，当压力过大时对内部进行清洗或者更换处理。
作为优选，所述氧化催化装置包括颗粒物氧化催化器和柴油机尾气氧化催化器，所述颗粒物氧化催化器位于所述氧化催化装置远离所述油气分离器的一端，所述柴油机尾气氧化催化器位于所述氧化催化装置靠近所述油气分离器的一端。
具体地，氧化催化装置包括颗粒物氧化催化器(Particulate Oxident CatalystPOC)和柴油机尾气氧化催化器(Diesel Oxident Catalyst DOC)。尾气先经过POC除去颗粒物再经过DOC除去CO及HC等污染物。
作为优选，所述进气管上设有第一膨胀节，所述油气分离器与所述氧化催化装置之间设有第二膨胀节。
作为优选，所述氧化催化装置与所述选择性催化还原器之间沿尾气的流动方向依次设有连接长管、第三膨胀节和连接弯头。
具体地，第一膨胀节、第二膨胀节及第三膨胀节均用于在温度变化时对设备发生轻微变形的微调。
作为优选，还包括若干支撑架，所述支撑架用于支撑所述油气分离器、所述氧化催化装置、所述选择性催化还原器和所述连接长管。
本发明的有益效果：尾气从进气管底部的进气口进入柴油发动机尾气处理设备，油气分离器将尾气中的油液分离，经过油气分离器的尾气进入氧化催化装置，氧化催化装置的内部涂覆有贵金属催化剂，氧化催化装置将尾气中的HC和CO等有害气体氧化，以及将尾气中部分可燃性颗粒物氧化。
附图说明
图1是本发明的柴油发动机尾气处理设备的主视图；
图2是本发明的柴油发动机尾气处理设备的俯视图；
图3是本发明的柴油发动机尾气处理设备的侧视图；
图4是本发明的选择性催化还原器的结构示意图；
图5是图4中沿A-A线的剖视图；
图6是图4中沿B-B线的剖视图；
图7是本发明的油气分离器的结构示意图；
图8是图7中沿C-C线的剖视图；
图中：
1、进气管；101、进气口；102、第一膨胀节；
2、油气分离器；201、分离壳体；202、百叶箱；203、压力传感器；
3、氧化催化装置；
4、选择性催化还原器；401、外部壳体；402、催化剂载体；4021、通孔；403、密封门；
5、第二膨胀节；
6、连接长管；
7、第三膨胀节；
8、连接弯头；
9、支撑架。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-8所示，一种柴油发动机尾气处理设备，包括进气管1、油气分离器2、氧化催化装置3和选择性催化还原器4，所述进气管1的底部为进气口101，所述进气管1的顶部与所述油气分离器2相连通，所述氧化催化装置3位于所述选择性催化还原器4与所述油气分离器2之间，所述氧化催化装置3的一端与所述油气分离器2相连通，所述氧化催化装置3的另一端与所述选择性催化还原器4相连通，所述选择性催化还原器4远离所述氧化催化装置3的一端的内部设有氨氧化催化剂。
具体地，尾气从进气管1底部的进气口101进入柴油发动机尾气处理设备，油气分离器2将尾气中的油液分离，经过油气分离器2的尾气进入氧化催化装置3，氧化催化装置3的内部涂覆有贵金属催化剂，氧化催化装置3将尾气中部分可燃性颗粒物氧化，以及将尾气中的HC和CO等有害气体氧化。氧化催化装置3中发生的反应具体为(排气温度超过250摄氏度后在催化剂的作用下)：CO+O2→CO2；HC+O2→CO2+H2O；C+O→CO2。氧化催化装置3靠近增压器安装。
同时，在氧化催化装置3内，NO有部分被转化成NO2，使得后续在选择性催化还原器4中的还原反应更加迅速和完全。
具体地，选择性催化还原器4(Selective Catalytic Reduction，SCR)用于处理尾气中的NOx。通过实时监测发动机排放的NOx的数量，而指挥系统中的尿素泵射相匹配的尿素溶液(作为还原剂)，通过SCR的催化剂使得排放气体中的NOx被还原成对于人体无害的氮气和水。
选择性催化还原器4内的化学反应原理：
①尿素溶液分解如下：
CO(NH2)2+H2O＝2NH3+CO2
②NOx的还原反应如下：
标准反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
慢速反应：6NO2+8NH3→7N2+1 2H2O
快速反应：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
进一步的为了防止氨气的泄露，在选择性催化还原器4远离氧化催化装置3的一端的内部设有氨氧化催化剂，能够减少氨的泄露，减少氨泄露造成的二次污染和严重安全隐患。
于本实施例中，所述选择性催化还原器4包括外部壳体401和设于所述外部壳体401内的若干催化剂载体402，所述催化剂载体402与所述外部壳体401的内壁可拆卸连接，所述外部壳体401上设有密封门403，所述密封门403与所述外部壳体401之间设有密封件。
具体地，催化剂载体402上涂覆有选择性催化还原催化剂，可根据尾气去情况选择设置在外部壳体401内的催化剂载体402的数量。
于本实施例中，所述催化剂载体402为陶瓷材质，所述催化剂载体402上设有若干通孔4021。
于本实施例中，若干所述催化剂载体402沿竖直方向分层设置，所述催化剂载体402与所述外部壳体401之间为螺栓连接。尾气从下到上依次通过各个催化剂载体402并与催化剂载体402上的催化剂接触发生反应。
于本实施例中，所述油气分离器2包括由若干折板构成的分离壳体201，所述分离壳体201内设有百叶箱202和压力传感器203。尾气中的油液主要在百叶箱202内被分离，压力传感器203用于检测油气分离器2内的压力，当压力过大时对内部进行清洗或者更换处理。
于本实施例中，所述氧化催化装置3包括颗粒物氧化催化器和柴油机尾气氧化催化器，所述颗粒物氧化催化器位于所述氧化催化装置3远离所述油气分离器2的一端，所述柴油机尾气氧化催化器位于所述氧化催化装置3靠近所述油气分离器2的一端。
具体地，氧化催化装置3包括颗粒物氧化催化器(Particulate Oxident CatalystPOC)和柴油机尾气氧化催化器(Diesel Oxident Catalyst DOC)。尾气先经过POC除去颗粒物再经过DOC除去CO及HC等污染物。
于本实施例中，所述进气管1上设有第一膨胀节102，所述油气分离器2与所述氧化催化装置3之间设有第二膨胀节5。
于本实施例中，所述氧化催化装置3与所述选择性催化还原器4之间沿尾气的流动方向依次设有连接长管6、第三膨胀节7和连接弯头8。
具体地，第一膨胀节102、第二膨胀节5及第三膨胀节7均用于在温度变化时对设备发生轻微变形的微调。
于本实施例中，还包括若干支撑架9，所述支撑架9用于支撑所述油气分离器2、所述氧化催化装置3、所述选择性催化还原器4和所述连接长管6。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，包括进气管、油气分离器、氧化催化装置和选择性催化还原器，所述进气管的底部为进气口，所述进气管的顶部与所述油气分离器相连通，所述氧化催化装置位于所述选择性催化还原器与所述油气分离器之间，所述氧化催化装置的一端与所述油气分离器相连通，所述氧化催化装置的另一端与所述选择性催化还原器相连通，所述选择性催化还原器远离所述氧化催化装置的一端的内部设有氨氧化催化剂。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述选择性催化还原器包括外部壳体和设于所述外部壳体内的若干催化剂载体，所述催化剂载体与所述外部壳体的内壁可拆卸连接，所述外部壳体上设有密封门，所述密封门与所述外部壳体之间设有密封件。
3.根据权利要求2所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述催化剂载体为陶瓷材质，所述催化剂载体上设有若干通孔。
4.根据权利要求3所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，若干所述催化剂载体沿竖直方向分层设置，所述催化剂载体与所述外部壳体之间为螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述油气分离器包括由若干折板构成的分离壳体，所述分离壳体内设有百叶箱和压力传感器。
6.根据权利要求1所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述氧化催化装置包括颗粒物氧化催化器和柴油机尾气氧化催化器，所述颗粒物氧化催化器位于所述氧化催化装置远离所述油气分离器的一端，所述柴油机尾气氧化催化器位于所述氧化催化装置靠近所述油气分离器的一端。
7.根据权利要求1所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述进气管上设有第一膨胀节，所述油气分离器与所述氧化催化装置之间设有第二膨胀节。
8.根据权利要求1-7任一项所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，所述氧化催化装置与所述选择性催化还原器之间沿尾气的流动方向依次设有连接长管、第三膨胀节和连接弯头。
9.根据权利要求8所述的柴油发动机尾气处理设备，其特征在于，还包括若干支撑架，所述支撑架用于支撑所述油气分离器、所述氧化催化装置、所述选择性催化还原器和所述连接长管。
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