CN111773924A - 柴油机尾气中脱硝scr混动接触的催化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，包括催化剂反应器、进气烟道和出口烟道，催化剂反应器的进口和出口分别与进气烟道和出口烟道连接，其特征是催化剂反应器内设置有滚筒状催化剂单元，滚筒状催化剂单元包括柱状体、芯轴、拆卸块和催化剂，柱状体铰接在芯轴上，催化剂包裹在柱状体上，芯轴通过拆卸块与催化剂反应器连接，滚筒状催化剂单元排列组合式地布置在在催化剂反应器的内腔。本发明的滚筒状催化剂单元既能提供较大的催化剂有效截面积，也能增加催化剂的强度，还可灵活方便地进行排列组合以匹配负荷。本发明结构简单、组合灵便、运行可靠、更换容易。采用本发明，不仅能提高脱硝效率，而且能大幅降低使用成本。

Description

柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置
技术领域
本发明涉及柴油机尾气处理，具体而言是柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置。
背景技术
世界上90％以上的船舶使用柴油机作为动力，但柴油机尾气的排放问题严重制约着柴油机的快速发展。柴油机尾气中的氮氧化物(NOx)是大气的重要污染源，氮氧化物(NOx)可形成酸雨、光化学烟雾，对人的呼吸系统和神经系统造成伤害。为了应对这一环境问题，国际海事组织IMO在1997年9月通过《73/78防污染公约》(MARPOL公约)附则Ⅳ，其中规定了船舶氮氧化物排放规则，于2005年5月生效。2011年，TierⅡ排放法规已经在全球范围内开始实施，其中规定船用柴油机氮氧化物排放比TierⅠ排放限值低25％。2016年初，在排放控制区(ECAs,Emission Control Areas)开始实行TierⅢ法规，要求当船舶在EGAs(波罗的海，北海等)航行时,应符合TierⅢ排放标准；当船舶在ECAs外航行时,应至少符合TierⅡ标准。TierⅢ比TierⅠ氮氧化物排放限值降低了80％。为了满足越来越严格的排放法规，船舶柴油机必须采取有效的手段降低氮氧化物的排放。
选择性催化还原技术(SCR，Selective Catalyst Reduction)是指还原剂(NH3、HC、CO)在催化剂的作用下将NOx有选择性的还原成N2的技术。选择性催化还原技术效率高，可达到90％以上。SCR系统中，催化剂是整个反应的核心。目前，SCR脱硝主要采用钒钛体系的催化剂，其结构形式有蜂窝式、平板式和波纹式三种，市场上多见平板式催化剂和蜂窝式催化剂。平板式催化剂将活性材料镀在金属板上，板与板之间孔隙较大，阻力较小，但是单位体积的接触表面积小，需要的催化剂量大；蜂窝状催化剂单位体积有效截面积大，要达到相同的催化效率，所需的催化剂较平板催化剂少，但由于蜂窝状催化剂为整体的载体TiO2，催化剂整体强度不大，往往因堵塞、遮蔽而造成失活。
针对现有技术的上述不足，本发明提出一种结构简单、组合灵便、运行可靠、更换容易的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置。本发明不仅能提高脱硝效率，而且大幅降低使用成本，适用于不同污染程度的烟气。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、组合灵便、运行可靠、更换容易的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，包括催化剂反应器、进气烟道和出口烟道，催化剂反应器的进口和出口分别与进气烟道和出口烟道连接，其特征是催化剂反应器内设置有滚筒状催化剂单元，滚筒状催化剂单元包括柱状体、芯轴、拆卸块和催化剂，柱状体铰接在芯轴上，催化剂包裹在柱状体上，芯轴通过拆卸块与催化剂反应器连接，滚筒状催化剂单元排列组合式地布置在在催化剂反应器的内腔。
进一步地，所述滚筒状催化剂单元在催化剂反应器内分10-20层布置，每层布置20-30个滚筒状催化剂单元。
进一步地，所述柱状体为圆柱体。
进一步地，布置在底层的滚筒状催化剂单元上配置与其它层滚筒状催化剂单元不同的催化剂。
本发明的工作过程：柴油机尾气从烟道进口进入催化剂反应器，与滚筒状催化剂单元接触，带动滚筒状催化剂单元转动，并与随之转动的催化剂表面反应；当柴油机尾气经过滚筒状催化剂单元阵列后，到达出口烟道时，尾气中的氮氧化物与催化剂反应充分，生成氮气和水，达到净化尾气目的。
本发明将催化剂包裹在柱状体上，组成小模块式的滚筒状催化剂单元，不仅能提供较大的催化剂有效截面积，还能增加催化剂的强度。
采用本发明，可以将滚筒状催化剂单元灵活方便地进行排列组合，以适应不同烟气的脱硝需要并且更好地与负荷匹配。
采用本发明，可以对使用了一段时间的催化剂进行部分更换，也可以对滚筒状催化剂单元重新进行排列组合，使其始终保持很高的脱硝效率。在满足脱硝效率的前提下，松散排列的催化剂有利于减少烟气进出催化剂的压降。
采用本发明，不仅能提高脱硝效率，而且大幅降低使用成本。
本发明结构简单、组合灵便、运行可靠、更换容易。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A向视图；
图3是图1的B-B向视图；
图4是本发明的滚筒状催化剂单元结构示意图；
图5为本发明的工作原理图。
图中：1-催化剂反应器；2-进气烟道；3-出口烟道；4-滚筒状催化剂单元；4.1-柱状体；4.2-芯轴；4.3-拆卸块；4.4-催化剂。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
如图所示的一种柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，包括催化剂反应器1、进气烟道2和出口烟道3，催化剂反应器1的进口和出口分别与进气烟道2和出口烟道3连接，催化剂反应器1内设置有滚筒状催化剂单元4，滚筒状催化剂单元4包括柱状体4.1、芯轴4.2、拆卸块4.3和催化剂4.4，柱状体4.1铰接在芯轴4.2上，催化剂4.4包裹在柱状体上4.1，芯轴4.2通过拆卸块4.3与催化剂反应器1连接，滚筒状催化剂单元4排列组合式地布置在在催化剂反应器1的内腔。
优选的实施例是：在上述方案中，所述滚筒状催化剂单元4在催化剂反应器1内分10-20层布置，每层布置20-30个滚筒状催化剂单元4。
优选的实施例是：在上述方案中，所述柱状体4.1为圆柱体。
优选的实施例是：在上述方案中，布置在底层的滚筒状催化剂单元4上配置与其它层滚筒状催化剂单元4不同的催化剂4.4。
本说明书中未做详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，包括催化剂反应器(1)、进气烟道(2)和出口烟道(3)，催化剂反应器(1)的进口和出口分别与进气烟道(2)和出口烟道(3)连接，其特征在于：催化剂反应器(1)内设置有滚筒状催化剂单元(4)，滚筒状催化剂单元(4)包括柱状体(4.1)、芯轴(4.2)、拆卸块(4.3)和催化剂(4.4)，柱状体(4.1)铰接在芯轴(4.2)上，催化剂(4.4)包裹在柱状体上(4.1)，芯轴(4.2)通过拆卸块(4.3)与催化剂反应器(1)连接，滚筒状催化剂单元(4)排列组合式地布置在在催化剂反应器(1)的内腔。
2.根据权利要求1所述的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，其特征在于：所述滚筒状催化剂单元(4)在催化剂反应器(1)内分10-20层布置，每层布置20-30个滚筒状催化剂单元(4)。
3.根据权利要求1或2所述的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，其特征在于：所述柱状体(4.1)为圆柱体。
4.根据权利要求1或2所述的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，其特征在于：布置在底层的滚筒状催化剂单元(4)上配置与其它层滚筒状催化剂单元(4)不同的催化剂(4.4)。
5.根据权利要求3所述的柴油机尾气中脱硝SCR混动接触的催化装置，其特征在于：布置在底层的滚筒状催化剂单元(4)上配置与其它层滚筒状催化剂单元(4)不同的催化剂(4.4)。
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