CN108843431B - 基于船用低压scr的排气余热利用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于船用低压SCR的排气余热利用系统及方法，包括与温度检测系统连接的SCR反应器，所述SCR反应器的出气口与换热单元连通，所述换热单元换热进口与低温管道连通，所述换热单元出口与电磁阀连通，所述电磁阀其中一路出口连通反应器，电磁阀另一路出口连通加热模块，所述加热模块与SCR反应器连通；低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经换热单元换热后成为高温导热介质，经电磁阀输送到SCR反应器进行余热回收。一方面实现了反应器内部温度均匀，稳定降温；该系统另一方面也避免热能的浪费，节约资源降低成本实现节能环保。

Description

基于船用低压SCR的排气余热利用系统及方法
技术领域
本发明涉及船舶柴油机低压SCR领域，具体地说是涉及一种基于船用低压SCR的排气余热利用系统及方法。
背景技术
选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油机尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。
在SCR反应过程中，反应温度控制非常重要，反应温度过低时会降低催化剂反应活性，从而影响净化效率；反应温度过高会引起催化剂高温烧结失活，也会造成催化剂反应效率降低.
现有的船舶柴油机在运行期间，废气在进入SCR系统反应器之前大多需进行额外的加热过程，消耗能源；而另一方面，在经过反应器之后的排气阶段，高温空气直接排放到大气之中，导致高温空气中的部分热量白白流失，无法做到废气余热利用，做不到节能环保。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，为克服现有技术的不足，本发明公开一种基于船用低压SCR的排气余热利用系统及方法，以提高反应器内部温度或对反应器温度进行一定的维持，减小负荷变化以及外界环境变化对反应器内部温度的影响，一定程度上促进反应器内氧化还原反应的进行。充分利用排出气体的可用余热，实现废气余热利用，做到节能环保。
本发明采用的技术方案如下：
基于船用低压SCR的排气余热利用系统，包括与温度检测系统连接的SCR反应器，所述SCR反应器的出气口与换热单元连通，所述换热单元换热进口与低温管道连通，所述换热单元出口与换向阀连通，所述换向阀其中一路出口连通反应器，换向阀另一路出口连通加热模块，所述加热模块与SCR反应器连通；低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经换热单元换热后成为高温导热介质，经换向阀输送到SCR反应器进行余热回收。
优选的，所述SCR反应器与加热模块之间设置单向阀；
优选的，所述导热介质为导热油或海水或淡水；
优选的，所述换向阀为二位三通电磁换向阀；
优选的，所述电磁换向阀为单电控结构；
本申请还公开一种基于船用低压SCR的排气余热利用系统的使用方法，具体步骤如下：
步骤1.低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经过换热单元与换热单元内的高温废气换热后变为高温介质；
步骤2.温度检测系统检测SCR反应器内的温度，并对检测结果与换热后的高温介质的温度进行比较；
步骤3.当SCR反应器内的温度低于高温介质的温度时，高温介质经换向阀直接输送到SCR反应器，对SCR反应器进行加热；当SCR反应器内的温度高于高温介质的温度时，高温介质经换向阀输送到加热模块，经加热模块加热后输送到SCR反应器，对SCR反应器进行保温。
本发明所取得的有益效果是：
通过低温导热介质对排气管道进行冷却，收集高温导热介质，通过判断SCR反应器内部温度选择对SCR反应器的加热或保温操作，一方面实现了SCR反应器内部温度均匀，稳定降温；另一方面也避免热能的浪费，节约资源降低成本，实现节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明工作过程流程图；
图中，1-SCR反应器，2-换热单元，3-电磁阀，4-加热模块，5-单向阀。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一：
如图1所示的基于船用低压SCR的排气余热利用系统，包括与温度检测系统连接的SCR反应器1，所述SCR反应器1的出气口与换热单元2连通，所述换热单元2换热进口与低温管道连通，所述换热单元2出口与电磁阀3连通，所述电磁阀其中一路出口连通SCR反应器1，电磁阀另一路出口连通加热模块4，所述加热模块4通过换向阀5与SCR反应器1连通；所述换向阀为二位三通电磁换向阀，所述电磁换向阀为单电控结构。低温管道内通入低温导热介质，所述导热介质优选为导热油或海水或淡水，低温导热介质经换热单元换热后成为高温导热介质，经电磁换向阀输送到SCR反应器1进行余热回收。
实施例二：
本申请还公开一种基于船用低压SCR的排气余热利用系统的使用方法，具体步骤如下：
步骤1.低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经过换热单元与换热单元内的高温废气换热后变为高温介质；
步骤2.温度检测系统检测SCR反应器内的温度，并对检测结果与换热后的高温介质的温度进行比较；
步骤3.若柴油机此时为运行工况，高温介质经电磁阀输送到加热模块，经加热模块加热后输送到SCR反应器，对SCR反应器进行加热；
若柴油机此时为待机工况，温度检测系统对SCR反应器与换热后的高温介质的温度进行比较，当SCR反应器内的温度低于高温介质的温度时，高温介质经电磁阀直接输送到SCR反应器内部，对SCR反应器进行加热；当SCR反应器内的温度高于高温介质的温度时，高温介质输送围绕到SCR反应器设置的外部管道内，对SCR反应器进行保温。
本申请中导热介质优选为导热油，导热油是一种热稳定性好的传热介质，根据船型的不同也可以随船型的改变更换不同的介质，比如海水，淡水等。通过导热油对排气管道降温具有加热均匀，调温控制准确，传热效果好且节能的优势，实现对排气管道的快速冷却和稳定冷却。并且能够保存大部分的热能以便在后续的时间内对反应器进行保温或者加热。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.基于船用低压SCR的排气余热利用系统，其特征在于，包括与温度检测系统连接的SCR反应器，所述SCR反应器的出气口与换热单元连通，所述换热单元换热进口与低温管道连通，所述换热单元换热出口与换向阀连通，所述换向阀其中一路出口连通SCR反应器，换向阀另一路出口连通加热模块，所述加热模块与SCR反应器连通；低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经换热单元换热后成为高温导热介质，经换向阀输送到SCR反应器进行余热回收，所述加热模块通过单向阀与SCR反应器连通；所述换向阀为二位三通电磁换向阀，所述电磁换向阀为单电控结构；
若柴油机此时为待机工况，温度检测系统对SCR反应器与换热后的高温导热介质的温度进行比较，当SCR反应器内的温度低于高温导热介质的温度时，高温导热介质经电磁换向阀直接输送到SCR反应器内部，对SCR反应器进行加热。
2.如权利要求1所述的基于船用低压SCR的排气余热利用系统的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1.低温管道内通入低温导热介质，低温导热介质经过换热单元与换热单元内的高温废气换热后变为高温导热介质；
步骤2. 温度检测系统检测SCR反应器内的温度，并对检测结果与换热后的高温导热介质的温度进行比较；
步骤3. 当SCR反应器内的温度低于高温导热介质的温度时，高温导热介质经换向阀直接输送到SCR反应器，对SCR反应器进行加热；当SCR反应器内的温度高于高温导热介质的温度时，高温导热介质经换向阀输送到加热模块，经加热模块加热后输送到SCR反应器，对SCR反应器进行保温。
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