CN210251874U

CN210251874U - Scr脱硝装置

Info

Publication number: CN210251874U
Application number: CN201921081249.4U
Authority: CN
Inventors: 廉宏伟; 陈龙; 王耀明
Original assignee: Ecosail Energy Technology Jiangsu Co ltd
Current assignee: Ecosail Energy Technology Jiangsu Co ltd
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-07-11

Abstract

本实用新型提供一种SCR脱硝装置，包括内燃机、烟道、SCR反应器、喷射系统和控制装置，内燃机通过排烟管道和烟道连接，烟道连接SCR反应器，烟道内设置有混合器，喷射系统连接于烟道；SCR反应器内设置有多个催化剂；烟道的进烟口设置有第一NOx传感器，SCR反应器的出烟口设置有第二NOx传感器；控制装置与第一NOx传感器、第二NOx传感器以及喷射系统电连接，第一NOx传感器用于检测尾气净化前的NOx的含量，第二NOx传感器用于检测尾气净化后的NOx的含量，控制装置用于接收第一NOx传感器和第二NOx传感器的数据以计算NOx的转化效率，从而控制喷射系统喷射尿素溶液的流量。本实用新型能够检测NOx的转化效率，实时控制尿素溶液的喷射流量，从而提高了尾气净化效果。

Description

SCR脱硝装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种SCR脱硝装置。

背景技术

内燃机可用柴油、天然气、沼气等做燃料，输出电能、热能等作为社会能源供给的一部分，有着设备使用寿命长，占地面积小等特点。但是内燃机在运行的同时也会产生NOx等有害污染物。大气污染问题已经引起全世界的注意，各国也正在推出越来越严格的排放法规。要使得NOx排放达到现在越来越严格的排放标准，就需要在内燃机排放尾气的烟道中安装一套净化系统，用来除去尾气中的NOx。

现在运行最稳定的尾气脱除NOx技术为SCR技术(选择性催化还原法)。在催化剂的作用下，用还原剂来还原尾气中的NOx，生成无害的N2和水。这个技术需要尿素溶液作为脱硝反应的还原剂，和尾气中的NOx很均匀的混合。

现有的SCR脱硝装置不能检测NOx的转化效率，不能实时控制尿素溶液的喷射流量，尾气净化效果差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种SCR脱硝装置，能够检测NOx的转化效率，实时控制尿素溶液的喷射流量，从而提高了尾气净化效果。

为此，本实用新型提供的SCR脱硝装置，用于净化内燃机排放的尾气，包括内燃机、烟道、SCR反应器、喷射系统和控制装置，所述内燃机通过排烟管道和所述烟道的一端连接，所述烟道的另一端连接所述SCR反应器，所述烟道内设置有混合器，所述混合器设置在所述烟道靠近所述SCR反应器的一端，所述喷射系统连接于所述烟道靠近所述内燃机的一端；所述SCR反应器内设置有多个催化剂，多个所述催化剂平行间隔设置；所述烟道的进烟口设置有第一NOx传感器，所述SCR反应器的出烟口设置有第二NOx传感器；所述控制装置与所述第一NOx传感器、所述第二NOx传感器以及所述喷射系统电连接，所述第一NOx传感器用于检测尾气净化前的NOx的含量，所述第二NOx传感器用于检测尾气净化后的NOx的含量，所述控制装置用于接收所述第一NOx传感器和所述第二NOx传感器的数据以计算NOx的转化效率，从而控制所述喷射系统喷射尿素溶液的流量。

在本实用新型的一个实施例中，所述喷射系统包括空气压缩机、添蓝泵、溶液罐和喷射器，所述溶液罐用于存储制备的尿素溶液；所述空气压缩机分别与所述喷射器和所述添蓝泵连接，且用于向所述喷射器和所述添蓝泵提供压缩空气；所述添蓝泵分别与所述溶液罐和所述喷射器连接，用于将所述溶液罐内的尿素溶液排放至所述喷射器内；所述喷射器用于将压缩空气和尿素溶液混合后喷射至尾气中；所述添蓝泵和所述控制装置电连接，用于控制尿素溶液的喷射流量。

在本实用新型的一个实施例中，所述空气压缩机和空气管道连接，所述空气管道分别和第一空气管道和第二空气管道连接，所述第一空气管道和所述添蓝泵连接，所述第二空气管道和所述喷射器连接，所述添蓝泵通过液体管道和所述喷射器连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述空气管道上设置手动阀和二联件。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一空气管道上设置第一调压阀；所述第二空气管道上设置第二调压阀和止回阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述溶液罐内设置多功能液位计。

在本实用新型的一个实施例中，所述排烟管道设置有温度传感器，所述温度传感器和所述控制装置电连接，所述温度传感器用于检测尾气的温度。

在本实用新型的一个实施例中，所述SCR反应器内设置有压差传感器，所述压差传感器用于检测所述SCR反应器左右两端的压差。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置包括PLC控制器，所述PLC控制器采用S7-200smart。

在本实用新型的一个实施例中，所述SCR反应器的出烟口通过连接管道和余热锅炉连接，所述余热锅炉通过排气管道和排气筒连接。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

相较于现有技术，本实用新型的内燃机排放的尾气经过排烟管道排放至烟道内，喷射系统用于向烟道内喷射尿素溶液，尿素溶液在高温下变成氨气，氨气和尾气混合，然后经过混合器混合均匀，然后通过SCR反应器内的多个催化剂，发生脱硝反应，脱硝后的尾气从SCR反应器的出烟口排出。第一NOx传感器、第二NOx传感器分别检测尾气净化前和净化后的NOx含量，反馈给控制装置，控制装置计算出NOx的转化效率，反馈给喷射系统，喷射系统实时调节尿素溶液的喷射流量，从而提高了尾气的净化效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的SCR脱硝装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、空气压缩机；2、添蓝泵；3、溶液罐；4、喷射器；5、传感器；6、手动阀；7、二联件；8、第一调压阀；9、第二调压阀；10、止回阀；11、空气管道；12、第一空气管道；13、第二空气管道；14、液体管道；15、内燃机；16、温度传感器；17、第一NOx传感器；18、烟道；19、混合器；20、SCR反应器；21、催化剂；22、压差传感器；23、第二NOx传感器；24、余热锅炉；25、排气筒；26、排烟管道；27、连接管道；28、排气管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种SCR脱硝装置，用于净化内燃机排放的尾气，包括内燃机15、烟道18、SCR反应器20、喷射系统和控制装置，内燃机15通过排烟管道26和烟道18的一端连接，烟道18的另一端连接SCR反应器20，烟道18内设置有混合器19，混合器19设置在烟道18靠近SCR反应器20的一端，喷射系统连接于烟道18靠近内燃机15的一端；SCR反应器20内设置有多个催化剂21，多个催化剂21平行间隔设置；烟道18的进烟口设置有第一NOx传感器17，SCR反应器20的出烟口设置有第二NOx传感器23；控制装置与第一NOx传感器17、第二NOx传感器23以及喷射系统电连接，第一NOx传感器17用于检测尾气净化前的NOx的含量，第二NOx传感器23用于检测尾气净化后的NOx的含量，控制装置用于接收第一NOx传感器17和第二NOx传感器23的数据以计算NOx的转化效率，从而控制喷射系统喷射尿素溶液的流量。

本实用新型的内燃机15排放的尾气经过排烟管道26排放至烟道18内，喷射系统用于向烟道18内喷射尿素溶液，尿素溶液在高温下变成氨气，氨气和尾气混合，然后经过混合器19混合均匀，然后通过SCR反应器20内的多个催化剂21，发生脱硝反应，脱硝后的尾气从SCR反应器的出烟口排出。第一NOx传感器17、第二NOx传感器23分别检测尾气净化前和净化后的NOx含量，反馈给控制装置，控制装置计算出NOx的转化效率，反馈给喷射系统，喷射系统实时调节尿素溶液的喷射流量，从而提高了尾气的净化效果。

在一实施例中，喷射系统包括空气压缩机1、添蓝泵2、溶液罐3和喷射器4，溶液罐3用于存储制备的尿素溶液；空气压缩机1分别与喷射器4和添蓝泵2连接，且用于向喷射器4和添蓝泵2提供压缩空气；添蓝泵2分别与溶液罐3和喷射器4连接，用于将溶液罐3内的尿素溶液排放至喷射器4内；喷射器4用于将压缩空气和尿素溶液混合后喷射至尾气中；添蓝泵2和控制装置电连接，用于控制尿素溶液的喷射流量。

本实用新型使用添蓝泵2来实现喷射流量的控制。添蓝泵2连接尿素溶液。添蓝泵2的本质是隔膜泵，隔膜泵是容积泵的一种特殊形式，可以认为隔膜每次鼓动排放尿素溶液的流量是一致的，通过控制添蓝泵2的动作频率来设定出水量，这样添蓝泵2的出水量便可全程线性变化。另外，添蓝泵2还连接压缩空气作为运送尿素溶液的动力，这边便可以弥补传统变频器控制流量时低流量扬程不足的缺陷，无论多低的流量都可以正常喷射出去。

具体地，空气压缩机1和空气管道11连接，空气管道11分别和第一空气管道12和第二空气管道13连接，第一空气管道12和添蓝泵2连接，第二空气管道13和喷射器4连接，添蓝泵2通过液体管道14和喷射器4连接。添蓝泵1除了能控制喷射流量外还具有吹扫功能，在每回喷射结束时可进行吹扫，防止尿素溶液在液体管道14内结晶。

其中，空气管道11上设置手动阀6和二联件7，手动阀6用于控制空气管道的开闭；二联件7为空气过滤器和减压阀，减压阀可对空气压缩机1排放的压缩空气进行稳压，使压缩空气处于恒定状态，可减小因压缩空气气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤，过滤器用于对压缩空气的清洁，可过滤压缩空气中的水份，避免水份随压缩空气进入添蓝泵2和喷射器4。

其中，第一空气管道12上设置第一调压阀8。

其中，第二空气管道13上设置第二调压阀9和止回阀10。

其中，喷射器4采用喷枪，喷枪内同时具有压缩空气和尿素溶液，可以在喷枪出口处进行扇形雾化喷。

在一实施例中，溶液罐3内设置多功能液位计5，多功能液位计5除了常规的传感液位的功能外还带有过滤功能，可过滤溶液中的杂质，可通过其进行抽水与回液，同时其还带有加热功能，可在温度较低的情况下对溶液罐3内的尿素溶液进行加热。

在一实施例中，控制装置包括PLC控制器，PLC控制器采用S7-200smart。添蓝泵2支持CAN通信，S7-200smart不支持该协议，不能直接与其通信，但是S7-200smart支持Modbus-TCP。所以，采用GCAN-205进行协议转换，将需要交换的数据经为其专门编写的报文转换函数转换成特定数据帧之后，通过Modbus-TCP发送至GCAN-205转换成CAN的报文发送至添蓝泵2进行控制。反之，添蓝泵2发送数据至S7-200smart亦然。进一步的，控制装置还包括触摸屏，触摸屏采用TPC7602TI，用TPC7602TI作为s7-200smart的上位机进行参数设定。

由此，通过第一NOx传感器17、第二NOx传感器23、添蓝泵2和控制装置，可以组成一个闭环自动控制系统。通过触摸屏向PLC控制器中设定参数，PLC控制器接受参数对添蓝泵2进行控制，添蓝泵2控制喷射流量，第一NOx传感器17、第二NOx传感器23分别检测尾气净化前和净化后的NOx含量，反馈数据给PLC控制器，PLC控制器计算出NOx的转化效率，发送数据给添蓝泵2，添蓝泵2再次控制调节喷射流量。本实用新型采用添蓝泵2，能够精确实时线性地控制小流量喷射；添蓝泵2自带吹扫功能，能够防止液体管道14内的尿素溶液结晶；采用通信方式设定流量值，不存在模拟量的数据误差与干扰。

在一实施例中，排烟管道26设置有温度传感器16，温度传感器16和控制装置电连接，温度传感器16用于检测尾气的温度。

在一实施例中，SCR反应器20内设置有压差传感器22，压差传感器22用于检测SCR反应器20左右两端的压差。

在一实施例中，催化剂21采用中温分子筛蜂窝式催化剂。

在一实施例中，SCR反应器20的出烟口通过连接管道27和余热锅炉24连接，余热锅炉24通过排气管道28和排气筒25连接。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims

1.一种SCR脱硝装置，用于净化内燃机排放的尾气，其特征在于，包括内燃机、烟道、SCR反应器、喷射系统和控制装置，所述内燃机通过排烟管道和所述烟道的一端连接，所述烟道的另一端连接所述SCR反应器，所述烟道内设置有混合器，所述混合器设置在所述烟道靠近所述SCR反应器的一端，所述喷射系统连接于所述烟道靠近所述内燃机的一端；所述SCR反应器内设置有多个催化剂，多个所述催化剂平行间隔设置；所述烟道的进烟口设置有第一NOx传感器，所述SCR反应器的出烟口设置有第二NOx传感器；所述控制装置与所述第一NOx传感器、所述第二NOx传感器以及所述喷射系统电连接，所述第一NOx传感器用于检测尾气净化前的NOx的含量，所述第二NOx传感器用于检测尾气净化后的NOx的含量，所述控制装置用于接收所述第一NOx传感器和所述第二NOx传感器的数据以计算NOx的转化效率，从而控制所述喷射系统喷射尿素溶液的流量。

2.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述喷射系统包括空气压缩机、添蓝泵、溶液罐和喷射器，所述溶液罐用于存储制备的尿素溶液；所述空气压缩机分别与所述喷射器和所述添蓝泵连接，且用于向所述喷射器和所述添蓝泵提供压缩空气；所述添蓝泵分别与所述溶液罐和所述喷射器连接，用于将所述溶液罐内的尿素溶液排放至所述喷射器内；所述喷射器用于将压缩空气和尿素溶液混合后喷射至尾气中；所述添蓝泵和所述控制装置电连接，用于控制尿素溶液的喷射流量。

3.根据权利要求2所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述空气压缩机和空气管道连接，所述空气管道分别和第一空气管道和第二空气管道连接，所述第一空气管道和所述添蓝泵连接，所述第二空气管道和所述喷射器连接，所述添蓝泵通过液体管道和所述喷射器连接。

4.根据权利要求3所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述空气管道上设置手动阀和二联件。

5.根据权利要求4所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述第一空气管道上设置第一调压阀；所述第二空气管道上设置第二调压阀和止回阀。

6.根据权利要求2所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述溶液罐内设置多功能液位计。

7.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述排烟管道设置有温度传感器，所述温度传感器和所述控制装置电连接，所述温度传感器用于检测尾气的温度。

8.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器内设置有压差传感器，所述压差传感器用于检测所述SCR反应器左右两端的压差。

9.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述控制装置包括PLC控制器，所述PLC控制器采用S7-200smart。

10.根据权利要求1所述的SCR脱硝装置，其特征在于，所述SCR反应器的出烟口通过连接管道和余热锅炉连接，所述余热锅炉通过排气管道和排气筒连接。