CN112160817A - 地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，包括柴油机排烟管、柴油机房排风管、柴油机尾气处理装置、排风机、多级引射器、进风管和排放混合管，地下工程移动电站设柴油机房、进风扩散室、风机室及排风扩散室；多级引射器包括第一级渐缩喷管、第一级吸入管、第一级混合管、第二级渐缩喷管、第二级吸入管、第二级混合管、第二级扩张管、第一级次流管及第二级次流管；柴油机尾气处理装置包括催化氧化装置、进气箱体、过滤箱及L形缓冲箱，过滤箱内设DPF颗粒捕集器罐体，DPF颗粒捕集器罐体连接提升阀及反冲电磁阀。与现有单级引射器相比，本发明引射效率较高，降温较迅速，大大降低被敌方红外雷达检测到的风险，利于地下电站装置的保护。

Description

地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统
技术领域
本发明涉及烟气治理和红外隐身技术领域，特别涉及地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统。
背景技术
在现代战争中，隐身性能在很大程度上决定了地下军事工程的战场生存能力，进而会决定战争的胜负。部分地下军事工程采用移动柴油电站作为备用电源，这些移动柴油电站，排烟量不大，但柴油机尾气含有大量碳黑颗粒和化学烟雾且有较高的排气温度，容易被可见光、红外侦察卫星发现，尤其在人烟稀少的山区更容易暴露，这就使得军事工程的隐蔽性大大降低，生存能力明显减弱。
部分地下军事工程采用了一些消烟降温装置进行尾气处理，但大部分装置结构复杂、装置笨重、安装不便，尤其是耗电量跟耗水量大影响装置推广。针对地下军事工程移动柴油电站功率小，排烟量不大的特征，使用柴油机催化氧化装置和颗粒捕集器来去除碳黑颗粒和化学烟雾，采用混合空气法降低尾气温度，但现有单级引射器引射效率不高，降温不明显，不利于现有设备的改装。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，包括柴油机排烟管、柴油机房排风管、柴油机尾气处理装置、排风机、多级引射器、进风管和排放混合管，地下工程移动电站设有柴油机房、进风扩散室、风机室及排风扩散室；
多级引射器自下而上依次包括第一级渐缩喷管、第一级吸入管、第一级混合管、第二级渐缩喷管、第二级吸入管、第二级混合管以及第二级扩张管，第一级渐缩喷管的底端开口伸出第一级吸入管外且与柴油机房排风管连通，第一级渐缩喷管的顶端开口伸入第一级吸入管内且与第一级混合管底端有间隙，第一级渐缩喷管外壁与第一级吸入管内壁之间有间隙，第一级吸入管外侧壁连通有第一级次流管，第一级次流管与柴油机排烟管相连通；
第一级混合管底端连通在第一级吸入管顶端面处且第一级混合管内径小于第一级吸入管内径，第一级混合管顶端与第二级渐缩喷管底端连通，第二级渐缩喷管顶端开口伸入第二级吸入管内且与第二级混合管底端开口之间有间隙，第二级渐缩喷管外壁与第二级吸入管内壁之间有间隙，第二级吸入管外侧壁连通有第二级次流管，第二级次流管与进风管一端相连通，进风管连通在进风扩散室内；
第二级吸入管顶端开口与第二级混合管底端开口连通，第二级混合管内径小于第二级吸入管内径，第二级混合管顶端开口与第二级扩张管底端开口连通，第二级扩张管具体是从下到上内径依次变大的锥形管状结构，第二级扩张管顶端开口与排放混合管底端开口相连通，排放混合管顶端开口伸出排风扩散室外，将烟气排放出去；
排风机设置在柴油机房排风管的中部位置，柴油机尾气处理装置通过管道并联在柴油机排烟管中部的管壁上，排风机和柴油机尾气处理装置均设置在风机室内；
柴油机尾气处理装置自尾气流动方向依次包括催化氧化装置、进气箱体、设置在进气箱体内的过滤箱以及设置在进气箱体一外侧壁及外顶壁外的L形缓冲箱，催化氧化装置的外壳体具体是直立筒状，催化氧化装置内设有三元催化器，催化氧化装置顶端开口通过管接法兰及管道连通着进气控制阀，进气控制阀通过管道连通在柴油机排烟管管壁处，催化氧化装置底端开口通过管接法兰及管道连通在进气箱体的顶壁上；
过滤箱内设有DPF颗粒捕集器罐体，DPF颗粒捕集器罐体的颈部管段依次穿过过滤箱顶壁和进气箱体顶壁并一直延伸到L形缓冲箱内，过滤箱顶壁和进气箱体顶壁分别设有与DPF颗粒捕集器罐体颈部管段密封套接的密封轴承，DPF颗粒捕集器罐体颈部管段的顶端开口设有密封盖，密封盖顶面固接有提升阀，DPF颗粒捕集器罐体颈部管段的侧壁通过管道连接有反冲电磁阀，反冲电磁阀设置在鼓吹管上，鼓吹管一端与鼓吹风机连通，L形缓冲箱的侧壁通过过渡弯管连通有出气控制阀，出气控制阀通过管道连通在柴油机排烟管管壁处，柴油机排烟管位于进气控制阀与出气控制阀之间的管壁处设有反向控制阀，反向控制阀的流通方向与柴油机排烟管方向相反，用于控制烟气流量，防止尾气未经处理即排放，相应的提高催化氧化装置的进气流量；
过滤箱内设有多组DPF颗粒捕集器罐体并联设置，任一组的DPF颗粒捕集器罐体底部均设有进烟管和排尘管，DPF颗粒捕集器罐体通过进烟管与进气箱体相连通，DPF颗粒捕集器罐体通过排尘管与进气箱体下方的集尘装置相连通。
优选地，催化氧化装置内的三元催化器具体是贵金属催化剂涂覆的蜂窝筒状载体。可使尾气中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体能在较低的温度进行氧化反应，生成二氧化碳和水，对一氧化碳、碳氢化合物、多环芳香烃，乙醛等有害物质净化率达到65%-85%左右。
优选地，排尘管内设有灰斗阀。控制排灰频率和排灰量。
优选地，DPF颗粒捕集器罐体具体是BA-C0008柴油机专用尾气DPF颗粒捕集器，其内置有DPF多孔堇青石陶瓷材料，过滤介质捕集废气中的颗粒物，每台装置采用多个过滤单元对尾气进行并联式净化，用压空气流对每个过滤单元过滤芯反吹再生，达到在线连续工作的目的。再生碳黑颗粒捕集装置对废气中颗粒物过滤效率高。
优选地，排风机风量为柴油机排烟管内排烟量的5-10倍。
优选地，第一级渐缩喷管顶端出口直径与第一级次流管内径的比例为1:1。
优选地，第二级渐缩喷管顶端出口直径与第二级次流管内径的比例为1:1。
优选地，第一级混合管内径大于第一级渐缩喷管顶端出口直径，第二级混合管内径大于第二级渐缩喷管顶端出口直径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）柴油发电机站排出的高温尾气进入催化氧化装置，催化氧化装置使用贵金属催化剂涂覆，可使尾气中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体能在较低的温度进行氧化反应，生成二氧化碳和水，此装置对尾气中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体净化效率高。
（2）经过催化氧化后的尾气进入柴油发电机站尾气治理再生碳黑颗粒捕集装置，再生碳黑颗粒捕集装置采用可通气的DPF多孔堇青石陶瓷材料作为过滤介质捕集废气中的颗粒物，每台装置采用多个过滤单元对尾气进行并联式净化，用压空气流对每个过滤单元过滤芯反吹再生，达到在线连续工作的目的。再生碳黑颗粒捕集装置对废气中颗粒物过滤效率高。
（3）本发明通过两段低温空气与高温尾气混合进行降温，并且利用文氏管原理和管径控制大幅度提高混合效率，从而达到快速降低柴油机排放烟气温度的目的，装置和颗粒捕集器来去除碳黑颗粒和化学烟雾，采用混合空气法降低尾气温度。与现有单级引射器相比，本发明引射效率较高，降温较迅速，大大降低被敌方红外雷达检测到的风险，利于地下电站装置的保护。
附图说明
图1为本发明提出的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统的管线及装备布局结构图；
图2为本发明提出的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统中柴油机尾气处理装置的结构示意图；
图3为本发明提出的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统中多级引射器的结构示意图；
图中：柴油机排烟管1、柴油机房排风管2、柴油机尾气处理装置3、催化氧化装置301、进气箱体302、过滤箱303、L形缓冲箱304、进气控制阀305、DPF颗粒捕集器罐体306、密封轴承307、密封盖308、提升阀309、反冲电磁阀310、鼓吹管311、鼓吹风机312、过渡弯管313、出气控制阀314、反向控制阀315、进烟管316、排尘管317、排风机4、多级引射器5、第一级渐缩喷管501、第一级吸入管502、第一级混合管503、第二级渐缩喷管504、第二级吸入管505、第二级混合管506、第二级扩张管507、第一级次流管508、第二级次流管509、进风管6、排放混合管7、柴油机房9、进风扩散室10、风机室11、排风扩散室12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，包括柴油机排烟管1、柴油机房排风管2、柴油机尾气处理装置3、排风机4、多级引射器5、进风管6及排放混合管7，地下工程移动电站设有柴油机房9、进风扩散室10、风机室11及排风扩散室12；多级引射器5自下而上依次包括第一级渐缩喷管501、第一级吸入管502、第一级混合管503、第二级渐缩喷管504、第二级吸入管505、第二级混合管506以及第二级扩张管507，第一级渐缩喷管501的底端开口伸出第一级吸入管502外且与柴油机房排风管2连通，第一级渐缩喷管501的顶端开口伸入第一级吸入管502内且与第一级混合管503底端有间隙，第一级渐缩喷管501外壁与第一级吸入管502内壁之间有间隙，第一级吸入管502外侧壁连通有第一级次流管508，第一级次流管508与柴油机排烟管1相连通；第一级混合管503底端连通在第一级吸入管502顶端面处且第一级混合管503内径小于第一级吸入管502内径，第一级混合管503顶端与第二级渐缩喷管504底端连通，第二级渐缩喷管504顶端开口伸入第二级吸入管505内且与第二级混合管506底端开口之间有间隙，第二级渐缩喷管504外壁与第二级吸入管505内壁之间有间隙，第二级吸入管505外侧壁连通有第二级次流管509，第二级次流管509与进风管6一端相连通，进风管6连通在进风扩散室10内；第二级吸入管505顶端开口与第二级混合管506底端开口连通，第二级混合管506内径小于第二级吸入管505内径，第二级混合管506顶端开口与第二级扩张管507底端开口连通，第二级扩张管507具体是从下到上内径依次变大的锥形管状结构，第二级扩张管507顶端开口与排放混合管7底端开口相连通，排放混合管7顶端开口伸出排风扩散室12外，将烟气排放出去；排风机4设置在柴油机房排风管2的中部位置，柴油机尾气处理装置3通过管道并联在柴油机排烟管1中部的管壁上，排风机4和柴油机尾气处理装置3均设置在风机室11内；柴油机尾气处理装置3自尾气流动方向依次包括催化氧化装置301、进气箱体302、设置在进气箱体302内的过滤箱303以及设置在进气箱体302一外侧壁及外顶壁外的L形缓冲箱304，催化氧化装置301的外壳体具体是直立筒状，催化氧化装置301内设有三元催化器，催化氧化装置301顶端开口通过管接法兰及管道连通着进气控制阀305，进气控制阀305通过管道连通在柴油机排烟管1管壁处，催化氧化装置301底端开口通过管接法兰及管道连通在进气箱体302的顶壁上；过滤箱303内设有DPF颗粒捕集器罐体306，DPF颗粒捕集器罐体306的颈部管段依次穿过过滤箱303顶壁和进气箱体302顶壁并一直延伸到L形缓冲箱304内，过滤箱303顶壁和进气箱体302顶壁分别设有与DPF颗粒捕集器罐体306颈部管段密封套接的密封轴承307，DPF颗粒捕集器罐体306颈部管段的顶端开口设有密封盖308，密封盖308顶面固接有提升阀309，DPF颗粒捕集器罐体306颈部管段的侧壁通过管道连接有反冲电磁阀310，反冲电磁阀310设置在鼓吹管311上，鼓吹管311一端与鼓吹风机312连通，L形缓冲箱304的侧壁通过过渡弯管313连通有出气控制阀314，出气控制阀314通过管道连通在柴油机排烟管1管壁处，柴油机排烟管1位于进气控制阀305与出气控制阀314之间的管壁处设有反向控制阀315，反向控制阀315的流通方向与柴油机排烟管1方向相反，用于控制烟气流量，防止尾气未经处理即排放，相应的提高催化氧化装置301的进气流量；过滤箱303内设有多组DPF颗粒捕集器罐体306并联设置，任一组的DPF颗粒捕集器罐体306底部均设有进烟管316和排尘管317，DPF颗粒捕集器罐体306通过进烟管316与进气箱体302相连通，DPF颗粒捕集器罐体306通过排尘管317与进气箱体302下方的集尘装置相连通。
参照图2，催化氧化装置301内的三元催化器具体是贵金属催化剂涂覆的蜂窝筒状载体。可使尾气中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体能在较低的温度进行氧化反应，生成二氧化碳和水，对一氧化碳、碳氢化合物、多环芳香烃，乙醛等有害物质净化率达到65%-85%左右。
参照图2，排尘管317内设有灰斗阀。控制排灰频率和排灰量。
参照图2，DPF颗粒捕集器罐体205具体是BA-C0008柴油机专用尾气DPF颗粒捕集器，其内置有DPF多孔堇青石陶瓷材料，过滤介质捕集废气中的颗粒物，每台装置采用多个过滤单元对尾气进行并联式净化，用压空气流对每个过滤单元过滤芯反吹再生，达到在线连续工作的目的。再生碳黑颗粒捕集装置对废气中颗粒物过滤效率高。
参照图1，排风机4风量为柴油机排烟管1内排烟量的5-10倍。
参照图3，第一级渐缩喷管501顶端出口直径与第一级次流管508内径的比例为1:1。
参照图3，第二级渐缩喷管504顶端出口直径与第二级次流管509内径的比例为1:1。
参照图3，第一级混合管503内径大于第一级渐缩喷管501顶端出口直径，第二级混合管506内径大于第二级渐缩喷管504顶端出口直径。
本发明中多级引射器的工作过程：第一级渐缩喷管501与柴油机房排风管2连通，第一级次流管508与柴油机排烟管1相连通；柴油机房9内的低温空气在第一级渐缩喷管501出口处喷射，产生文氏管的负压作用，由第一级次流管508抽吸柴油机的高温尾气，促进低温空气与高温尾气在第一级吸入管502混合，掺混后的尾烟在第一级混合管503内继续混合，高温尾气与低温空气的能量交换、动量交换，降低了柴油机尾气的温度；第一级混合管503中尾气进入到第二级渐缩喷管504，随着第二级渐缩喷管504截面积的减小，气体流速逐渐增加，气体静压不断减小，有利于在第二级渐缩喷管504出口处形成负压区，抽吸第二级次流管509内冷空气，将进风扩散室10中的低温空气经过进风管6抽吸到第二级吸入管505内与高温尾气进行第二次混合，混合后的尾烟在第二级混合管506继续混合，高温尾气与低温空气的再次进行能量交换、动量交换，继续降低了柴油机尾气的温度；到达第二级扩张管507后，由于第二级扩张管507入口的面积小于出口的面积，当流体流过扩张管时，流体静压升高，流速降低，有利于低温空气与尾气的进一步混合。
本发明中柴油机尾气处理装置的工作过程：除灰时，进烟管、密封盖和提升阀打开，排尘管、鼓吹管及反冲电磁阀关闭，高温的柴油机尾气经催化氧化装置分解其中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体；继续进入到DPF颗粒捕集器罐体中；
DPF颗粒捕集器罐体的再生过程：进烟管、密封盖和提升阀关闭，排尘管、鼓吹管及反冲电磁阀打开，开启鼓吹风机，通过高压空气流反吹实现装置连续再生，灰尘经排尘管分离出去。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，包括柴油机排烟管（1）、柴油机房排风管（2）、柴油机尾气处理装置（3）、排风机（4）、多级引射器（5）、进风管（6）和排放混合管（7），其特征在于，所述地下工程移动电站设有柴油机房（9）、进风扩散室（10）、风机室（11）及排风扩散室（12）；
所述多级引射器（5）自下而上依次包括第一级渐缩喷管（501）、第一级吸入管（502）、第一级混合管（503）、第二级渐缩喷管（504）、第二级吸入管（505）、第二级混合管（506）以及第二级扩张管（507），所述第一级渐缩喷管（501）的底端开口伸出第一级吸入管（502）外且与柴油机房排风管（2）连通，所述第一级渐缩喷管（501）的顶端开口伸入第一级吸入管（502）内且与第一级混合管（503）底端有间隙，所述第一级渐缩喷管（501）外壁与第一级吸入管（502）内壁之间有间隙，所述第一级吸入管（502）外侧壁连通有第一级次流管（508），所述第一级次流管（508）与柴油机排烟管（1）相连通；
所述第一级混合管（503）底端连通在第一级吸入管（502）顶端面处且第一级混合管（503）内径小于第一级吸入管（502）内径，所述第一级混合管（503）顶端与第二级渐缩喷管（504）底端连通，所述第二级渐缩喷管（504）顶端开口伸入第二级吸入管（505）内且与第二级混合管（506）底端开口之间有间隙，所述第二级渐缩喷管（504）外壁与第二级吸入管（505）内壁之间有间隙，所述第二级吸入管（505）外侧壁连通有第二级次流管（509），所述第二级次流管（509）与进风管（6）一端相连通，所述进风管（6）连通在进风扩散室（10）内；
所述第二级吸入管（505）顶端开口与第二级混合管（506）底端开口连通，所述第二级混合管（506）内径小于第二级吸入管（505）内径，所述第二级混合管（506）顶端开口与第二级扩张管（507）底端开口连通，所述第二级扩张管（507）具体是从下到上内径依次变大的锥形管状结构，所述第二级扩张管（507）顶端开口与排放混合管（7）底端开口相连通，所述排放混合管（7）顶端开口伸出排风扩散室（12）外；
所述排风机（4）设置在柴油机房排风管（2）的中部位置，所述柴油机尾气处理装置（3）通过管道并联在柴油机排烟管（1）中部的管壁上，所述排风机（4）和柴油机尾气处理装置（3）均设置在风机室（11）内；
所述柴油机尾气处理装置（3）自尾气流动方向依次包括催化氧化装置（301）、进气箱体（302）、设置在进气箱体（302）内的过滤箱（303）以及设置在进气箱体（302）一外侧壁及外顶壁外的L形缓冲箱（304），所述催化氧化装置（301）的外壳体具体是直立筒状，所述催化氧化装置（301）内设有三元催化器，所述催化氧化装置（301）顶端开口通过管接法兰及管道连通着进气控制阀（305），所述进气控制阀（305）通过管道连通在柴油机排烟管（1）管壁处，所述催化氧化装置（301）底端开口通过管接法兰及管道连通在进气箱体（302）的顶壁上；
所述过滤箱（303）内设有DPF颗粒捕集器罐体（306），所述DPF颗粒捕集器罐体（306）的颈部管段依次穿过过滤箱（303）顶壁和进气箱体（302）顶壁并一直延伸到L形缓冲箱（304）内，所述过滤箱（303）顶壁和进气箱体（302）顶壁分别设有与所述DPF颗粒捕集器罐体（306）颈部管段密封套接的密封轴承（307），所述DPF颗粒捕集器罐体（306）颈部管段的顶端开口设有密封盖（308），所述密封盖（308）顶面固接有提升阀（309），所述DPF颗粒捕集器罐体（306）颈部管段的侧壁通过管道连接有反冲电磁阀（310），所述反冲电磁阀（310）设置在鼓吹管（311）上，所述鼓吹管（311）一端与鼓吹风机（312）连通，所述L形缓冲箱（304）的侧壁通过过渡弯管（313）连通有出气控制阀（314），所述出气控制阀（314）通过管道连通在柴油机排烟管（1）管壁处，所述柴油机排烟管（1）位于进气控制阀（305）与出气控制阀（314）之间的管壁处设有反向控制阀（315），反向控制阀（315）的流通方向与柴油机排烟管（1）方向相反；
所述过滤箱（303）内设有多组DPF颗粒捕集器罐体（306）并联设置，任一组所述的DPF颗粒捕集器罐体（306）底部均设有进烟管（316）和排尘管（317），所述DPF颗粒捕集器罐体（306）通过进烟管（316）与进气箱体（302）相连通，所述DPF颗粒捕集器罐体（306）通过排尘管（317）与进气箱体（302）下方的集尘装置相连通。
2.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述催化氧化装置（301）内的三元催化器具体是贵金属催化剂涂覆的蜂窝筒状载体。
3.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述排尘管（317）内设有灰斗阀。
4.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述DPF颗粒捕集器罐体（205）具体是BA-C0008柴油机专用尾气DPF颗粒捕集器，其内置有DPF多孔堇青石陶瓷材料。
5.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述排风机（4）风量为柴油机排烟管（1）内排烟量的5-10倍。
6.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述第一级渐缩喷管（501）顶端出口直径与第一级次流管（508）内径的比例为1:1。
7.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述第二级渐缩喷管（504）顶端出口直径与第二级次流管（509）内径的比例为1:1。
8.根据权利要求1所述的地下工程移动电站尾气治理红外抑制系统，其特征在于，所述第一级混合管（503）内径大于第一级渐缩喷管（501）顶端出口直径，所述第二级混合管（506）内径大于第二级渐缩喷管（504）顶端出口直径。
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