CN115711167A - 一种船舶低压scr系统废气温度补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶低压SCR系统废气温度补偿装置，该装置由油气混合器、油气供给控制器、燃烧器、尿素喷嘴、混合器、催化剂及控制单元。燃烧器主要由支撑连接条和燃烧器喷嘴组成。一号燃烧器的油气供给量由三号温度传感器的温度决定。二号燃烧器的油气供给量由一号温度传感器和二号温度传感器的温度信号决定。燃烧器喷嘴采用两层布置，内层喷嘴向外喷射油气，外层喷嘴向内喷射油气，且内层和外层喷嘴应错开一定的角度。本发明可改善尿素溶液和废气经过混合器之后的温度降低问题，是废气的温度控制更加稳定，同时是管道中的废气温度分布更加均匀，有效提高NOx和尿素溶液在催化剂的反应速率，从而降低低压SCR系统的体积和能耗。
Description
技术领域
本发明涉及船舶柴油机尾气净化技术领域，具体涉及一种船舶低压SCR系统废气温度补偿装置。
背景技术
由于船舶柴油机缸内燃烧温度较高，因此在船舶排放的废气中含有高浓度的NOx，这会对人体健康和自然环境带来很大的威胁，为降低船舶排放的NOx造成的危害，国家海事组织和各国环保部门制定了严格的排放法规，用以限制船舶柴油机NOx的超量排放。
选择性催化还原技术(SCR)是使船舶柴油机NOx排放满足法规要求最为友好的技术，SCR主要是以尿素作为还原剂与废气中的NOx发生催化还原反应，将废气中的NOx还原为N2，为降低后处理装置对发动机性能的影响，船舶发动机一般采用低压SCR系统，低压SCR系统安装在柴油机增压器的后面，废气温度仅为250℃左右，该温度无法满足SCR系统中催化剂的催化活性温度，为提高NOx的脱除效率需要对船舶废气进行温度补偿，提高废气的温度，以达到SCR系统的催化活性温度。
在申请号为201510427321.4的专利《一种船用SCR系统温度补偿装置》中，通过简单的燃烧器实现尾气温度的提升，该专利的温度补偿装置无法使管道内废气温度分布均匀。在申请号为201921479168.X的专利《一种用于船用SCR系统的伴热装置》中，利用电热丝对SCR反应器进行保温，该专利不仅需要大量的能耗，而且无法使反应器中的温度保持均匀。因此，有效的船舶废气加热装置对船舶低压SCR系统的高效脱硝至关重要。
发明内容
针对现有船舶低压SCR系统废气温度无法达到NOx催化还原温度的缺陷，本发明提供了一种适用于船舶低压SCR系统的废气温度补偿装置。
本发明的温度补偿装置包括油气混合器，燃烧器，油气供给控制器，温度传感器，混合器，尿素喷嘴、催化剂及控制单元，其中燃烧器有2个，温度传感器有3个，油气供给控制器2个。
进一步地，燃烧器包括支撑连接条和燃烧器喷嘴。
进一步地，油气混合器为两个燃烧器提供燃烧油气。
进一步地，两个燃烧器的油气供给量由油气供给控制器单独控制。
进一步地，由于废气经过混合器之后温度会降低，故沿废气流通的方向在管道内依次安装一号燃烧器、一号温度传感器、尿素喷嘴、混合器、二号温度传感器、二号燃烧器、三号温度传感器及催化剂。
进一步地，一号油气供给控制器和二号油气供给控制器的油气供给量由控制单元根据三个温度传感器的信号反馈。
燃烧器的喷嘴设置为内外两层，内层喷嘴向外喷射，外层喷嘴向内喷射，外层喷嘴与内层喷嘴的安装错开一定的角度。
本发明的船舶低压SCR系统废气温度补偿装置通过燃烧器将油气混合物喷入废气管道进行燃烧，以提高废气的温度，通过燃烧器的双层喷射可均匀加热废气，本发明设置三个温度传感器的反馈系统可使废气的温度控制更加稳定，该发明具有结构紧凑、响应快、控制精度高、废气温度均匀性好及废气温度稳定性好等优点。可解决现有船舶低压SCR系统催化效率低，体积大的明显缺点。
附图说明
图1是本发明的船舶低压SCR系统废气温度补偿装置示意图，图2是燃烧器示意图。
在图1中，1-油气混合器，2-一号油气供给控制器，3-二号油气供给控制器，4-一号燃烧器，5-尿素喷嘴，6-一号温度传感器，7-混合器，8-二号温度传感器，9-二号燃烧器，10-三号温度传感器，11-催化剂，12-控制单元。在图2中，21-支撑连接条，22-燃烧器喷嘴。
具体实施方式
(1)油气混合器1用来产生可燃烧的油气；船舶柴油机的废气进入废气管道，首先经过一号燃烧器4进行加热，一号燃烧器加热后的温度由一号温度传感器6测得，之后尿素喷嘴5进行尿素溶液喷射，尿素溶液和废气在混合器7中充分混合，由于废气和尿素溶液在混合过程存在一定的阻力，因此混合后的废气温度会降低，混合后的废气温度用二号温度传感器8测得；
(2)控制单元12根据一号温度传感器和二号温度传感器的信号控制二号油气供给控制器3向二号燃烧器9的油气供给量，二号燃烧器之后的废气温度由三号温度传感器10测得，控制单元根据三号温度传感器反馈的数据控制一号油气供给控制器2向一号燃烧器4的油气供给量，从而实现废气和尿素的混合物在进入催化剂之前保持稳定的均匀温度。
Claims (4)
1.一种船舶低压SCR系统废气温度补偿装置，其特征在于：该装置包括油气混合器、油气供给控制器、燃烧器、尿素喷嘴、温度传感器、催化剂、控制单元。
2.根据权利要求1所述的船舶低压SCR系统废气温度补偿装置，其特征在于：燃烧器包括一号燃烧器、二号燃烧器，温度传感器包括一号温度传感器、二号温度传感器和三号温度传感器，废气在管道内依次经过一号燃烧器、一号温度传感器、尿素喷嘴、混合器、二号温度传感器、二号燃烧器、三号温度传感器及催化剂。
3.根据权利要求1所述的船舶低压SCR系统废气温度补偿装置，其特征在于：燃烧器设置两层喷嘴，外层喷嘴向内喷射油气，内层喷嘴向外喷射油气，内层喷嘴和外层喷嘴在安装中应错开60°。
4.根据权利要求1所述的船舶低压SCR系统废气温度补偿装置，其特征在于：一号油气供给控制器通过三号温度传感器反馈的温度信号控制一号燃烧器的油气供给量，二号油气供给控制器通过二号温度传感器和三号温度传感器的反馈的温度信号控制二号燃烧器的油气供给量。
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