CN208975541U - 一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，属于内燃机能源站烟气脱硝领域。如何实现内燃机高效率脱硝是目前工作研究的重点。本实用新型同时布置SCR脱硝系统及碱液吸收系统用于内燃机脱硝，SCR脱硝系统布置于内燃机与溴化锂机组之间，碱液吸收系统布置于溴化锂机组与烟囱之间，当内燃机排烟温度高于400℃时，烟气通过碱液吸收法脱硝，当烟气温度低于400℃时，烟气通过SCR系统脱硝。本实用新型在全负荷工况下高效脱除NO_x的同时，对其他设备运行没有影响，且结构合理，布置安装方便。

Description

一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，属于内燃机能源站烟气脱硝领域，尤其涉及到适用于燃气内燃机SCR烟气脱硝技术。

背景技术

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NO_x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NO_x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NO_x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。

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，某些机型满负荷稳定运行后的排烟尾气温度一般在360℃~400℃之间，当负荷降低时，排烟温度升高。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，如申请号为201810096652.8的中国专利，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。

如何实现内燃机高效率脱硝是目前工作研究的重点。

实用新型内容

随着大气污染物排放标准的日渐严格，降低内燃机NO_x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，本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，而提供一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，能够实现内燃机全负荷的脱硝。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，其特征在于，包括内燃机，一号温度传感器，一号阀门，二号阀门，喷氨格栅，催化剂层，整流格栅，还原剂流量控制阀，SCR反应器，还原剂储存槽，二号温度传感器，溴化锂机组，烟囱，吸收槽，风机，三号阀门，四号阀门；所述内燃机、SCR反应器、溴化锂机组和烟囱依次连接；所述内燃机与SCR反应器之间设置有一号温度传感器和二号阀门，所述SCR反应器与溴化锂机组之间设置有二号温度传感器，所述溴化锂机组和烟囱之间设置有三号阀门；所述内燃机和溴化锂机组还通过一号旁路直接连接，所述一号旁路上设置有一号阀门；所述溴化锂机组和烟囱还通过二号旁路连接，所述二号旁路上设置有四号阀门和吸收槽，所述风机与四号阀门连接。

进一步而言，所述SCR反应器内设置有喷氨格栅、整流格栅和催化剂层。

进一步而言，所述还原剂储存槽与SCR反应器连接，所述还原剂储存槽和SCR反应器之间设置有还原剂流量控制阀。

进一步而言，所述吸收槽内盛装有碱液，用于吸收烟气中的NO_x。

上述的全负荷内燃机氮氧化物控制系统的工作方法如下：高温烟气从内燃机内排出，首先经过一号温度传感器判断烟气温度，当烟气温度低于400℃时，保持一号阀门关闭、二号阀门开启，烟气进入SCR反应器与喷氨格栅喷出的还原剂混合，经过整流格栅的整流，进入催化剂层进行脱硝反应；反应后的烟气进入溴化锂机组进行换热，此时保持四号阀门关闭、三号阀门开启，烟气经烟囱排入大气；当内燃机排出的烟气经过一号温度传感器判断烟气温度高于400℃时，此时保持二号阀门关闭、一号阀门开启，烟气直接进入溴化锂机组内，完成换热；然后，保持三号阀门关闭，四号阀门开启，烟气与风机送入的空气混合，进入吸收槽，烟气中的NO_x被吸收，最后烟气进入烟囱排入大气。

进一步而言，SCR反应器中催化剂层采用中温催化剂。

进一步而言，在吸收槽中，风机送入的空气将烟气中的NO氧化成NO₂，提高了NO_x脱除率。

进一步而言，吸收槽中采用碱液（NaOH或KOH）作为吸收剂。

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NO_x反应，生成无毒、无污染的氮气和水。一般SCR催化剂（常温催化剂）的温度窗口为300℃~400℃，能满足内燃机高负荷下的脱硝。当中低负荷时，内燃机排烟温度升高，采用碱液吸收法进行脱硝。本实用新型将这两种脱硝方法配合使用应用到内燃机脱硝中，达到高效脱除NO_x的目的。当内燃机排烟温度低于400℃时，采用SCR脱硝，当烟气温度高于400℃时，采用碱液吸收法脱硝。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本实用新型结构合理，布置安装方便。

2、本实用新型采用SCR脱硝结合液体吸收的方式摆脱了单一的脱硝方式，当内燃机排烟温度低于400℃时，采用SCR脱硝，当烟气温度高于400℃时，采用碱液吸收法脱硝。能很好的应用于内燃机脱硝改造中，并且改造及运行维护成本低、脱硝效率高、技术成熟且对溴化锂机组无影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：内燃机1，一号温度传感器2，一号阀门3，二号阀门4，喷氨格栅5，催化剂层6，整流格栅7，还原剂流量控制阀8，SCR反应器9，还原剂储存槽10，二号温度传感器11，溴化锂机组12，烟囱13，吸收槽14，风机15，三号阀门16，四号阀门17。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，包括内燃机1，一号温度传感器2，一号阀门3，二号阀门4，喷氨格栅5，催化剂层6，整流格栅7，还原剂流量控制阀8，SCR反应器9，还原剂储存槽10，二号温度传感器11，溴化锂机组12，烟囱13，吸收槽14，风机15，三号阀门16，四号阀门17。

内燃机1、SCR反应器9、溴化锂机组12和烟囱13依次连接；内燃机1与SCR反应器9之间设置有一号温度传感器2和二号阀门4，SCR反应器9与溴化锂机组12之间设置有二号温度传感器11，溴化锂机组12和烟囱13之间设置有三号阀门16；内燃机1和溴化锂机组12还通过一号旁路直接连接，一号旁路上设置有一号阀门3；溴化锂机组12和烟囱13还通过二号旁路连接，二号旁路上设置有四号阀门17和吸收槽14，风机15与四号阀门17连接。

SCR反应器9内设置有喷氨格栅5、整流格栅7和催化剂层6。还原剂储存槽10与SCR反应器9连接，还原剂储存槽10和SCR反应器9之间设置有还原剂流量控制阀8。吸收槽14内盛装有碱液，用于吸收烟气中的NO_x。

上述的全负荷内燃机氮氧化物控制系统的工作方法如下：高温烟气从内燃机1内排出，首先经过温度传感器2判断烟气温度，当烟气温度低于400℃时，保持一号阀门3关闭、二号阀门4开启，烟气进入SCR反应器9与喷氨格栅5喷出的还原剂混合，经过整流格栅7的整流，进入催化剂层6进行脱硝反应；反应后的烟气进入溴化锂机组12进行换热，此时保持四号阀门17关闭、三号阀门16开启，烟气经烟囱13排入大气。

当内燃机1排出的烟气经过温度传感器2判断烟气温度高于400℃时，此时保持二号阀门4关闭、一号阀门3开启，烟气直接进入溴化锂机组12内，完成换热；然后，保持三号阀门16关闭，四号阀门17开启，烟气与风机15送入的空气混合，进入吸收槽14，烟气中的NO_x被吸收，最后烟气进入烟囱13排入大气。

SCR反应器9中催化剂层6采用中温催化剂。在吸收槽14中，风机15送入的空气将烟气中的NO氧化成NO₂，提高了NO_x脱除率。

虽然本实用新型以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种全负荷内燃机氮氧化物控制系统，其特征在于，包括内燃机，一号温度传感器，一号阀门，二号阀门，喷氨格栅，催化剂层，整流格栅，还原剂流量控制阀，SCR反应器，还原剂储存槽，二号温度传感器，溴化锂机组，烟囱，吸收槽，风机，三号阀门，四号阀门；所述内燃机、SCR反应器、溴化锂机组和烟囱依次连接；所述内燃机与SCR反应器之间设置有一号温度传感器和二号阀门，所述SCR反应器与溴化锂机组之间设置有二号温度传感器，所述溴化锂机组和烟囱之间设置有三号阀门；所述内燃机和溴化锂机组还通过一号旁路直接连接，所述一号旁路上设置有一号阀门；所述溴化锂机组和烟囱还通过二号旁路连接，所述二号旁路上设置有四号阀门和吸收槽，所述风机与四号阀门连接。

2.根据权利要求1所述的全负荷内燃机氮氧化物控制系统，其特征在于，所述SCR反应器内设置有喷氨格栅、整流格栅和催化剂层。

3.根据权利要求2所述的全负荷内燃机氮氧化物控制系统，其特征在于，所述还原剂储存槽与SCR反应器连接，所述还原剂储存槽和SCR反应器之间设置有还原剂流量控制阀。

4.根据权利要求1所述的全负荷内燃机氮氧化物控制系统，其特征在于，所述吸收槽内盛装有碱液，用于吸收烟气中的NO_x。