CN114856783B - 一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统 - Google Patents

一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了柴油机技术领域的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，包括：净化箱体以及安装在净化箱体内部的催化剂层，所述净化箱体的出气口连通安装有排气管，所述净化箱体的进气口通过导管连通安装有限速机构，所述限速机构的进气口上连通安装有进气管，装置中通过限速机构拦截，使废气通过中空弹性块后再进入到净化箱体中进行处理，用于减小废气的流速，并且在废气的流速较快时，中空弹性块会缩小内径，防止废气的流速过快，使废气在净化箱体中停留的时间增加，从而增加废气的处理效果。

Description

一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，具体为一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统。
背景技术
柴油机是一种动力设备，广泛运用于船舶上，柴油机在工作时会产生废气，需要进行处理后才能排放。
废气中含有大量的氮氧化物(NOx)，氮氧化物排放控制是发动机排放控制重点，一般会使用催化剂(钒基和分子筛催化剂)对氮氧化物进行催化还原处理，降低废气中氮氧化物的含量；
然而废气在导入到催化剂处进行处理时，在废气的导入速度的过快时，会导致废气通过催化剂处理区域出的速度过快，使废气在处理区域停留的时间较短，影响废气中氮氧化物处理的质量，影响废气排放的质量，为此，我们提出种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，以解决上述背景技术中提出的在废气的导入速度的过快时，会导致废气通过催化剂处理区域出的速度过快，使废气在处理区域停留的时间较短，影响废气排放质量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，包括：净化箱体以及安装在净化箱体内部的催化剂层，所述净化箱体的出气口连通安装有排气管，所述净化箱体的进气口通过导管连通安装有限速机构，所述限速机构的进气口上连通安装有进气管，
其中，所述限速机构包括安装箱，所述安装箱内腔安装有将安装箱内腔隔成两个相互密封的安装板，所述安装板的外表面贯穿开设有多组安装孔，所述安装孔内腔安装有圆环状的中空弹性块，所述安装板对废气进行拦截，使废气通过中空弹性块内部进入净化箱体内部，减小废气一次性通过安装板的量，使废气进入到净化箱体内部流速变慢。
优选的，所述中空弹性块内部开设有环形储气槽，所述安装板内壁开设有通道，所述通道通过连管与环形储气槽内腔连通，
其中，所述安装箱内腔安装有与通道连通的储气箱，所述储气箱内腔的一侧滑动安装有推板，所述推板外壁安装有安装磁块，所述储气箱内腔安装有与安装磁块处于同一轴线且处于推板同一侧的电磁铁，所述储气箱外壁安装有与电磁铁电性连接的蓄电池。
优选的，所述环形储气槽内腔安装有触碰式开关，所述蓄电池与触碰式开关电性连接。
优选的，所述安装板内部开设有安放槽，所述安放槽内腔安装有加热板，所述加热板与触碰式开关电性连接，
其中，所述中空弹性块穿过安放槽。
优选的，所述中空弹性块内侧壁安装有弹性隔热层。
优选的，所述安放槽内腔安装有导热箱，所述导热箱内腔滑动安装有压块，所述导热箱内腔安装有分别处于压块两侧的膨胀液与第二触碰开关，所述压块外壁与导热箱内壁之间安装有弹性件，所述第二触碰开关与加热板电性连接。
优选的，所述安装箱内腔开设有向安装板处延伸的开槽，所述开槽位于安装板的外侧且靠近安装箱的进气口，所述开槽内腔滑动安装有滑块，所述滑块的外壁安装有延伸至安装箱进气口的移动板，所述滑块为磁性金属块，所述开槽内腔安装有位于滑块外侧的定位磁块，所述开槽内腔安装有处于滑块内侧的安装块，所述安装块靠近滑块的一侧壁安装有第一触碰开关，所述第一触碰开关与蓄电池电性连接。
优选的，所述安装块与第一触碰开关均有三组，三组所述安装块沿开槽延伸方向排布在开槽内腔中，所述安装块滑动安装在开槽的内腔中，相邻所述安装块之间安装有弹簧件，靠近所述安装板一侧的安装块外壁与开槽内壁之间安装有支块，
其中，所述蓄电池有三组，三组所述蓄电池并联，三组所述蓄电池分别与三组第一触碰开关电性连接。
优选的，所述移动板外壁贯穿开设有开孔，所述开孔内腔安装有弹性层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：装置中通过限速机构拦截，使废气通过中空弹性块后再进入到净化箱体中进行处理，用于减小废气的流速，并且在废气的流速较快时，中空弹性块会缩小内径，防止废气的流速过快，使废气在净化箱体中停留的时间增加，从而增加废气的处理效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明限速机构结构示意图；
图3为本发明A处结构放大示意图；
图4为本发明储气箱结构示意图；
图5为本发明安装板与中空弹性块连接结构示意图；
图6为本发明导热箱与压块连接结构示意图。
图中：1、净化箱体；2、催化剂层；3、排气管；4、限速机构；41、安装箱；42、安装板；43、安装孔；44、中空弹性块；45、储气箱；46、移动板；461、弹性层；47、开槽；48、安装块；49、第一触碰开关；410、定位磁块；411、滑块；412、推板；413、安装磁块；414、电磁铁；415、蓄电池；416、弹性隔热层；417、连管；418、加热板；419、导热箱；420、压块；421、弹性件；422、第二触碰开关；5、进气管。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1，一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，包括：净化箱体1、催化剂层2、进气管5与排气管3，催化剂层2是指钒基和分子筛催化剂，通过改善钒基和分子筛催化剂的组成和制备工艺，调节催化剂表面化学状态，尤其是氧化性能和酸性的匹配协同，提高催化剂的活性和排气流速适应性，实现氮氧化物不高于1.8g/kWh的超低排放，催化剂层2安装在净化箱体1的内腔中，排气管3与进气管5分别与净化箱体1的出气口、进气口连通；
请参阅图1、图2、图4和图5，为了使废气在净化箱体1中停留的时间增长，在净化箱体1的进气口于进气管5之间安装有限速机构4，限速机构4包括安装箱41，安装箱41的出气口通过导管与净化箱体1的进气口连通，安装箱41的进气口与进气管5的出气口连通，安装箱41内腔靠左的一侧安装安装板42(图2所示位置)，安装板42外壁与安装箱41内壁贴合，使废气只能从中空弹性块44中间穿过，使一次性通过限速机构4的废气量减少，用于减小废气的流速，在安装板42的右侧壁贯穿开设多组安装孔43，在安装孔43内腔安装中空弹性块44，中空弹性块44橡胶材质的，且是圆环状的；
中空弹性块44内部开设环形储气槽，在安装板42内部开设通道，通道通过连管417与环形储气槽内腔连通，安装箱41内腔安装有与通道连通的储气箱45，储气箱45内腔填充有空气，储气箱45内腔的右侧滑动安装有推板412(图4所示方向)，推板412能够向左移动，在推板412右侧外壁上安装安装磁块413，在储气箱45内腔右侧安装电磁铁414(图4所示方向)，安装磁块413与电磁铁414相对一侧的磁极相同，储气箱45外壁安装有蓄电池415，蓄电池415通过导线与电磁铁414电性连接，在环形储气槽内腔安装有触碰式开关，并使蓄电池415与触碰式开关电性连接，废气流速快时，会使废气在安装箱41内部聚集，使安装箱41内部的压力增加，使废气对中空弹性块44造成的压力增大，使触碰式开关被按压，使电磁铁414通电工作，使推板412移动，将储气箱45内部的空气导入到环形储气槽中，使中空弹性块44膨胀，用于缩小中空弹性块44的内直径，减缓废气通过安装板42的流速，避免废气挤压而使中空弹性块44内直径变大，避免因此而导致一次性通过安装板42的废气量增多，控制进入催化剂层2处的废气流速；
请参阅图5，在安装板42内部开设安放槽，并在安放槽内腔安装加热板418，加热板418与触碰式开关电性连接，中空弹性块44穿过安放槽，为了使穿过中空弹性块44的废气受到加热板418的影响减小，在中空弹性块44内侧壁安装弹性隔热层416，弹性隔热层416具体是指保温棉制成的；
请参阅图5和图6，为了使安放槽内部的温度不会太高，在安放槽内腔安装有金属导热材质制成的导热箱419，如铜、铁等材质，导热箱419内腔滑动安装有压块420，导热箱419内腔安装有分别处于压块420两侧的膨胀液与第二触碰开关422，膨胀液是指汞(水银)，导热箱419经过防腐处理，压块420外壁与导热箱419内壁之间安装有弹性件421(弹簧)，第二触碰开关422与加热板418电性连接，在加热板418对安放槽内部加热时，导热箱419将热量传递到汞上，使汞受热膨胀，随着安放槽温度上升，汞膨胀的幅度增大，会推着压块420移动，直至压块420按压第二触碰开关422，使加热板418停止工作，避免安放槽内部的温度过高。
实施例2：
请参阅图2和图3，在实施例1的基础上，在安装箱41内腔右侧开设有横向的开槽47(图2、图3所示方向)，开槽47靠近安装箱41的进气口，开槽47内腔滑动安装有滑块411，滑块411在开槽47的内腔中可以左右移动，滑块411的顶部外壁安装有移动板46，移动板46顶端延伸至安装箱41的进气口处，滑块411为磁性金属块，能够被磁铁吸附的金属，如铁等，开槽47内腔右侧安装有定位磁块410(图3所示方向)，对滑块411进行固定，使移动板46不会自动滑动，在开槽47内腔左侧安装有安装块48，安装块48右侧壁安装第一触碰开关49，第一触碰开关49与蓄电池415电性连接，利用第一触碰开关49、移动板46、滑块411与安装块48等部件对实施例1中的触碰式开关进行更换，并且第一触碰开关49与加热板418也连接，废气进入到安装箱41内腔中，会推着移动板46左移，随着废气流速越大，移动板46左移的幅度越大，会按压第一触碰开关49，使电磁铁414通电、加热板418工作，使环形储气槽内部的空气受热膨胀，使中空弹性块44膨胀，来缩小中空弹性块44的直径，移动板46外壁贯穿开设有开孔，开孔内腔安装有弹性层461，弹性层461面向安装箱进气口(弹性层461与充气气球的材质一致，可以拉伸)，废气吹向移动板46时，会使弹性层461拉伸，增加移动板46与废气的接触面积，确保移动板46可以随着废气移动；
请参阅图3，安装块48、第一触碰开关49与蓄电池415都有三组，三组安装块48滑动安装在开槽47内腔中，安装块48可以左右移动，三组安装块48从左到右分布在开槽47的内腔中，相邻安装块48之间安装有弹簧件，左侧的安装块48左侧外壁与开槽47左侧内壁之间安装有支块，使左侧的支块不会自动移动，三组蓄电池415并联，三组蓄电池415分别与三组第一触碰开关49电性连接，是一一对应的，在移动板46带着滑块411移动时，随着废气流速越大，移动板46与滑块411左移的幅度越大，会对三组第一触碰开关49都造成挤压，使三组蓄电池415都工作，使通过电磁铁414的电流增大，从而增大电磁铁414的磁力，使推板412移动的幅度增大，使储气箱45进入到环形储气槽内部的空气增多，使中空弹性块44膨胀幅度增大，进一步减小中空弹性块44的内直径，减小废气通过中空弹性块44的效率；
相对于实施例1利用第一触碰开关49、移动板46、滑块411与安装块48等部件对触碰式开关进行更换，用于控制推板412与加热板418工作。
工作原理：废气从进气管5进入到限速机构4的安装箱41中，然后从中空弹性块44中空出穿过，并排出安装箱41，在这个过程中，会使废气一次性通过安装箱41的量减少，减小废气的流速，使废气进入到净化箱体1中的流速降低，使废气在催化剂层2处充分接触反应，处理后的废气从排气管3处排出，在废气通过中空弹性块44内部的过程中，废气会挤压中空弹性块44，会使触碰式开关被按压，使电磁铁414工作产生磁力，使安装磁块413相排斥，使推板412移动，将储气箱45内部的空气推入到环形储气槽中，使中空弹性块44膨胀，缩小中空弹性块44的内直径，进一步减小废气一次性通过安装板42的量，减小废气的流速。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，包括：净化箱体(1)以及安装在净化箱体(1)内部的催化剂层(2)，其特征在于：所述净化箱体(1)的出气口连通安装有排气管(3)，所述净化箱体(1)的进气口通过导管连通安装有限速机构(4)，所述限速机构(4)的进气口上连通安装有进气管(5)，
其中，所述限速机构(4)包括安装箱(41)，所述安装箱(41)内腔安装有将安装箱(41)内腔隔成两个相互密封的安装板(42)，所述安装板(42)的外表面贯穿开设有多组安装孔(43)，所述安装孔(43)内腔安装有圆环状的中空弹性块(44)，所述安装板(42)对废气进行拦截，使废气通过中空弹性块(44)内部进入净化箱体(1)内部，减小废气一次性通过安装板(42)的量，使废气进入到净化箱体(1)内部流速变慢。
2.根据权利要求1所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述中空弹性块(44)内部开设有环形储气槽，所述安装板(42)内壁开设有通道，所述通道通过连管(417)与环形储气槽内腔连通，
其中，所述安装箱(41)内腔安装有与通道连通的储气箱(45)，所述储气箱(45)内腔的一侧滑动安装有推板(412)，所述推板(412)外壁安装有安装磁块(413)，所述储气箱(45)内腔安装有与安装磁块(413)处于同一轴线且处于推板(412)同一侧的电磁铁(414)，所述储气箱(45)外壁安装有与电磁铁(414)电性连接的蓄电池(415)。
3.根据权利要求2所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述环形储气槽内腔安装有触碰式开关，所述蓄电池(415)与触碰式开关电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述安装板(42)内部开设有安放槽，所述安放槽内腔安装有加热板(418)，所述加热板(418)与触碰式开关电性连接，
其中，所述中空弹性块(44)穿过安放槽。
5.根据权利要求4所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述中空弹性块(44)内侧壁安装有弹性隔热层(416)。
6.根据权利要求4所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述安放槽内腔安装有导热箱(419)，所述导热箱(419)内腔滑动安装有压块(420)，所述导热箱(419)内腔安装有分别处于压块(420)两侧的膨胀液与第二触碰开关(422)，所述压块(420)外壁与导热箱(419)内壁之间安装有弹性件(421)，所述第二触碰开关(422)与加热板(418)电性连接。
7.根据权利要求2所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述安装箱(41)内腔开设有向安装板(42)处延伸的开槽(47)，所述开槽(47)位于安装板(42)的外侧且靠近安装箱(41)的进气口，所述开槽(47)内腔滑动安装有滑块(411)，所述滑块(411)的外壁安装有延伸至安装箱(41)进气口的移动板(46)，所述滑块(411)为磁性金属块，所述开槽(47)内腔安装有位于滑块(411)外侧的定位磁块(410)，所述开槽(47)内腔安装有处于滑块(411)内侧的安装块(48)，所述安装块(48)靠近滑块(411)的一侧壁安装有第一触碰开关(49)，所述第一触碰开关(49)与蓄电池(415)电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述安装块(48)与第一触碰开关(49)均有三组，三组所述安装块(48)沿开槽(47)延伸方向排布在开槽(47)内腔中，所述安装块(48)滑动安装在开槽(47)的内腔中，相邻所述安装块(48)之间安装有弹簧件，靠近所述安装板(42)一侧的安装块(48)外壁与开槽(47)内壁之间安装有支块，
其中，所述蓄电池(415)有三组，三组所述蓄电池(415)并联，三组所述蓄电池(415)分别与三组第一触碰开关(49)电性连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于钒基分子筛催化剂的柴油机NOx去除系统，其特征在于：所述移动板(46)外壁贯穿开设有开孔，所述开孔内腔安装有弹性层(461)。
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