CN110548396B - 一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统及其工作方法,包括内燃机,溴化锂机组,蓄热装置,空气泵,还原剂储存槽,烟囱,SCR脱硝系统;在内燃机与溴化锂机组之间布置一套储能系统,正常运行过程中将一部分排烟能量存储起来,当内燃机进行冷启动前,先以压缩空气通过储能装置,提升压缩空气温度并以此预热SCR脱硝系统。当催化剂表面温度满足正常脱硝时,内燃机可以正常启动,同时启动还原剂喷射系统进行NOx的脱除。本发明系统结构合理,布置安装方便;能够解决全工况内燃机脱硝问题且对溴化锂机组影响不大。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机能源站烟气脱硝领域,尤其涉及适用于燃气内燃机冷启动过程中的烟气脱硝技术。
背景技术
内燃机以天然气或燃油为燃料,通过燃烧带动发电机发电,产生高品位电能,稳定运行后的排烟尾气温度一般在400℃以上(正常运行温度在450℃左右),且内燃机缸套水的温度在90℃以上,为充分利用内燃机排放的烟气和缸套水的温度,一般在内燃机后设置烟气热水型溴化锂机组,利用高温烟气和缸套水的热量作为溴化锂机组的热源,实现夏季制冷和冬季采暖。
由于内燃机燃烧采用活塞压燃方式,机组本身不能实现低氮燃烧,导致排烟尾气中NOx排放质量浓度较高,一般在200mg/m3以上,远超大气污染物排放要求。在大气污染日益严重的形式下,降低大气污染物排放质量浓度已破在眉睫,而NOx排放是大气污染物排放中一项重要的指标,所以,降低内燃机NOx排放质量浓度也将是以内燃机为主的三联供系统的一项重要内容。
选择性催化还原法(SCR)是目前国内脱硝主流技术,其原理是在催化剂的作用下,以NH3为还原剂,在高温下有选择性地与烟气中的NOx反应,生成无毒、无污染的氮气和水。其工作的温度区间为300~550℃(中温、高温)催化剂。
随着大气污染物排放标准的日渐严格,降低内燃机NOx排放质量浓度将是以内燃机为主的三联供系统的一项重要内容,目前现有的技术,仅能实现燃气内燃机工作过程中NOx排放达标,无法满足冷启动过程中排放的达标。
为此,本发明提出一种解决冷启动过程中燃气内燃机NOx排放控制的系统,能够解决包括冷态启动过程的全工况NOx排放问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统及其工作方法,解决包括冷态启动过程的全工况NOx排放问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统,其特征在于,包括内燃机,溴化锂机组,蓄热装置,空气泵,还原剂储存槽,烟囱,SCR脱硝系统;所述内燃机、SCR脱硝系统、溴化锂机组和烟囱依次连接,所述蓄热装置布置在内燃机的排烟出口与SCR脱硝系统的进烟口之间,所述SCR脱硝系统内包含喷嘴、催化剂层以及温度传感装置,所述温度传感装置布置于催化剂层的表面;所述喷嘴与还原剂储存槽通过管道相连,所述管道上安装有还原剂流量控制阀;所述进入蓄热装置的进气口安装有流量控制阀,同时外接有空气泵。
进一步的,所述蓄热装置的入口有流量控制阀,用于控制蓄热装置的换热量。
进一步的,所述SCR脱硝系统内设置有温度传感装置,用于监测催化剂层的表面温度。
进一步的,所述催化剂层中包括比表面积高的薄壁催化剂。
一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统的工作方法,其特征在于,所述工作方法如下:
高温烟气从内燃机排出,一部分烟气进入蓄热装置进行热量交换,通过调整流量控制阀控制换热量,交换热量后的烟气与内燃机排出的另一部分混合后进入SCR脱硝系统完成脱硝反应,之后烟气进入溴化锂机组制取冷或热,最终烟气通过烟囱排入大气;
当内燃机进行冷态启动时,室外空气经过空气泵进入蓄热装置换取热量,空气经加热后进入SCR脱硝系统中加热催化剂,温度传感装置显示的温度如果达到催化剂正常工作范围温度,则内燃机启动,同时喷嘴喷入还原剂进行脱硝反应,此时停止空气泵的工作,开启流量控制阀,对蓄热装置进行蓄能。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:
1、本发明结构合理,布置安装方便。
2、本发明能够解决全工况内燃机脱硝问题且对溴化锂机组影响不大。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中:内燃机1、喷嘴2、催化剂层3、溴化锂机组4、流量控制阀5、蓄热装置6、空气泵7、还原剂流量控制阀8、还原剂储存槽9、烟囱10、温度传感装置11、SCR脱硝系统12。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1,本实施例中的解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统,包括内燃机1、喷嘴2、催化剂层3、溴化锂机组4、流量控制阀5、蓄热装置6、空气泵7、还原剂流量控制阀8、还原剂储存槽9、烟囱10、温度传感装置11、SCR脱硝系统12。
内燃机1、SCR脱硝系统12、溴化锂机组4和烟囱10依次连接,蓄热装置6布置在内燃机1的排烟出口与SCR脱硝系统12的进烟口之间,SCR脱硝系统12内包含喷嘴2、催化剂层3以及温度传感装置11,温度传感装置11布置于催化剂层3的表面;喷嘴2与还原剂储存槽9通过管道相连,管道上安装有还原剂流量控制阀8;进入蓄热装置6的进气口安装有流量控制阀5,同时外接有空气泵7。
蓄热装置6的入口有流量控制阀5,用于控制蓄热装置6的换热量。SCR脱硝系统12内设置有温度传感装置11,用于监测催化剂层3的表面温度。催化剂层3中包括比表面积高的薄壁催化剂。
工作方法如下:高温烟气从内燃机1排出,一部分烟气进入蓄热装置6进行热量交换,通过调整流量控制阀5控制换热量,交换热量后的烟气与内燃机1排出的另一部分混合后进入SCR脱硝系统12完成脱硝反应,之后烟气进入溴化锂机组4制取冷或热,最终烟气通过烟囱10排入大气;
当内燃机1进行冷态启动时,室外空气经过空气泵7进入蓄热装置6换取热量,空气经加热后进入SCR脱硝系统12中加热催化剂,温度传感装置11显示的温度如果达到催化剂正常工作范围温度,则内燃机1启动,同时喷嘴2喷入还原剂进行脱硝反应,此时停止空气泵7的工作,开启流量控制阀5,对蓄热装置6进行蓄能。
虽然本发明已以实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟悉该项技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰,均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统,其特征在于,包括内燃机(1),溴化锂机组(4),蓄热装置(6),空气泵(7),还原剂储存槽(9),烟囱(10),SCR脱硝系统(12);所述内燃机(1)、SCR脱硝系统(12)、溴化锂机组(4)和烟囱(10)依次连接,所述SCR脱硝系统(12)内包含喷嘴(2)、催化剂层(3)以及温度传感装置(11),所述温度传感装置(11)布置于催化剂层(3)的表面;所述喷嘴(2)与还原剂储存槽(9)通过管道相连,所述管道上安装有还原剂流量控制阀(8);所述内燃机(1)的排烟出口与SCR脱硝系统(12)的进烟口之间的管路上设置有回路,所述蓄热装置(6)连接在所述回路上,所述蓄热装置(6)的进气口安装有流量控制阀(5),所述蓄热装置(6)上外接有空气泵(7)。
2.根据权利要求1所述的解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统,其特征在于,所述催化剂层(3)中包括比表面积高的薄壁催化剂。
3.一种如权利要求1或2所述的解决内燃机冷启动NOx脱除问题的系统的工作方法,其特征在于,所述工作方法如下:
高温烟气从内燃机(1)排出,一部分烟气进入蓄热装置(6)进行热量交换,通过调整流量控制阀(5)控制换热量,交换热量后的烟气与内燃机(1)排出的另一部分混合后进入SCR脱硝系统(12)完成脱硝反应,之后烟气进入溴化锂机组(4)制取冷或热,最终烟气通过烟囱(10)排入大气;
当内燃机(1)进行冷态启动时,室外空气经过空气泵(7)进入蓄热装置(6)换取热量,空气经加热后进入SCR脱硝系统(12)中加热催化剂,温度传感装置(11)显示的温度如果达到催化剂正常工作范围温度,则内燃机(1)启动,同时喷嘴(2)喷入还原剂进行脱硝反应,此时停止空气泵(7)的工作,开启流量控制阀(5),对蓄热装置(6)进行蓄能。
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