CN217300689U - 一种柴油机尾气后处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机尾气后处理系统。处理系统由多组催化处理系统并列构成，各组催化处理系统依次由柴油喷射尾管、DOC载体单元、DPF载体单元、尿素混合器、SCR载体单元、防火帽、出口通道封装构成；各组催化处理系统入口端通过均衡分配尾气的气流导向装置与柴油机尾气排出口并列连接。本实用新型系统基于现有常规量产尺寸的催化剂尾气处理载体开发改造应用于大型柴油机尾气的后处理系统，不仅可以快速应用，还可避免投入额外的研发费用研发新的结构和系统配件；气流导向装置的设计，解决了多行并列分支产品气流均匀性问题，使碳烟颗粒均匀的分布在DPF载体中，避免了DPF再生时载体因局部高温而烧裂的风险。

Description

一种柴油机尾气后处理系统

技术领域

本实用新型涉及柴油机尾气净化处理领域，尤其涉及一种大型柴油机的尾气后处理系统。

背景技术

柴油机排放尾气主要包括颗粒物、氮氧化物等有害物质，这些排放物污染大气，对人体健康危害较大。随着空气污染治理要求的不断趋严，针对柴油机械排放尾气的净化处理显得尤为重要。

目前市面上还存在大量只满足较低排放阶段的非道路大型柴油机在继续服役，这类机械要想全部实现电动化还有很长一段路要走，直接淘汰浪费社会资源，同时也不现实；故通过较低成本的尾气净化改造使其达到更高排放要求，能够延长其使用时间，具有较好的经济和社会效益。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足公开了一种柴油机尾气后处理系统。本实用新型目的是提供一种针对非道路大型柴油机械的尾气排放治理的处理系统及其运行方法。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种柴油机尾气后处理系统，其特征在于：处理系统由多组催化处理系统并列构成，各组催化处理系统包括依次封装的DOC载体单元、DPF载体单元和SCR载体单元，各组催化处理系统入口端通过均衡分配尾气的气流导向装置与柴油机尾气排出口并列连接。

气流导向装置采用并列的分隔板将尾气入口分隔成相同大小的各组催化处理系统入口。

所述各组催化处理系统依次由柴油喷射尾管、DOC载体单元、DPF载体单元、尿素混合器、SCR载体单元、防火帽、出口通道封装构成。

所述气流导向装置与柴油机尾气排出口联接端设置有SCR前氮氧传感器，SCR前氮氧传感器与控制器控制连接。

进一步所述柴油喷射尾管设置柴油喷嘴，柴油喷嘴通过油管与柴油泵联接并与碳氢喷射模块控制连接。

进一步所述DOC载体单元前端设置DOC入口温度传感器，DOC入口温度传感器与控制器信号传输连接。

进一步所述DPF载体单元前端设置DPF入口温度传感器和压差传感器，DPF入口温度传感器和压差传感器与控制器信号传输连接。

进一步所述尿素混合器壁设置尿素喷嘴，尿素喷嘴通过管道与尿素泵、尿素箱联通并与控制器控制连接。

进一步所述SCR载体单元前端设置SCR入口温度传感器，SCR入口温度传感器与控制器信号传输连接。所述SCR载体单元后端设置SCR后氮氧传感器和SCR出口温度传感器，SCR后氮氧传感器和SCR出口温度传感器均与控制器信号传输连接。

进一步所述气流导向装置设置有与控制器控制联接的安全阀。

本实用新型针对发动机排量较大的柴油机械，如大型发电机组和大型工程车的尾气治理。本实用新型基于常规尺寸的催化剂载体通过多支并联的方式解决了大排气流量碳烟分布均匀性问题，在进行DPF主动再生时，载体不会因为局部高温导致烧裂问题。

本实用新型柴油机尾气后处理系统具有以下有益效果：系统基于现有常规量产尺寸的催化剂尾气处理载体开发改造应用于大型柴油机尾气的后处理系统，不仅可以快速应用，还可避免投入额外的研发费用研发新的结构和系统配件；气流导向装置的设计，解决了多行并列分支产品气流均匀性问题，使碳烟颗粒均匀的分布在DPF载体中，避免了DPF再生时载体因局部高温而烧裂的风险。

附图说明

图1在用大型柴油机的尾气后处理系统侧视图；

图2在用大型柴油机的尾气后处理系统俯视图。

其中，1为封装结构进气端，2为SCR前氮氧传感器，3为气流导向装置，4为柴油喷嘴，5为DOC入口温度传感器，6为DPF入口温度传感器，7为压差传感器，8为尿素喷嘴，9为SCR入口温度传感器，10为SCR后氮氧传感器，11为SCR出口温度传感器，12为通道A，13为通道D，14为安全阀，15为柴油喷射尾管，16为DOC载体单元，17为DPF载体单元，18为尿素混合器，19为SCR载体单元，20为防火帽，21为通道B，22为控制器，23为监控终端，24为柴油泵，25为碳氢喷射模块，26为油箱和柴油滤清器，27为报警指示灯，28为再生指示灯，29为手动再生开关，30为钥匙开关，31为尿素泵，32为尿素箱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进一步说明，具体实施方式是对本实用新型原理的进一步说明，不以任何方式限制本实用新型，与本实用新型相同或类似技术均没有超出本实用新型保护的范围。

结合附图。

如图1、图2所示，本例柴油机尾气后处理系统包括：控制及监控单元，传感器，尿素箱32，执行机构，产品封装结构。

控制及监控单元包括：控制器22、监控终端23、线束。

传感器包括：温度传感器、压差传感器、氮氧传感器。

温度传感器包括：DOC前温度传感器5、DPF前温度传感器6、SCR前温度传感器9、SCR后温度传感器10。

氮氧传感器包括：SCR前氮氧传感器2、SCR后氮氧传感器10。

尿素箱32集成了尿素箱体、尿素液位及温度传感器。

执行器包括：油管、柴油滤清器26、喷油管、柴油泵31、碳氢喷射模块25、柴油喷嘴4、报警指示灯27、再生指示灯28、手动再生开关29、尿素管、尿素喷嘴8、尿素泵31。

产品封装结构包含：气流导向装置3、柴油喷射尾管15、DOC载体单元16、DPF载体单元17、尿素混合器18、SCR载体单元19、防火帽20和安全阀14。

气流导向装置3一端连接在柴油机排气端，一端与采用多行多列并联方式的柴油喷射尾管15相连，同时安全阀14安装在气流导向装置3上。

柴油喷嘴4和碳氢喷射模块25通过喷油管相连，碳氢喷射模块25与柴油泵24之间通过油管相连，柴油泵24与柴油滤清器26之间通过油管相连，柴油滤清器26与油箱之间通过油管相连。

尿素喷嘴8和尿素泵31之间通过尿素管相连，尿素泵31与尿素箱32之间的进液与回液过程均通过尿素管相连来实现。

控制器22通过线束与监控终端23、传感器、执行器和尿素箱32相连，控制器22和监控终端23之间进行CAN通讯。

本实用新型系统控制包括DPF实时再生模式和DPF手动再生模式，以下主要阐述DPF实时再生模式。

DPF实时再生模式的控制方法：控制器22识别到DPF压差超过最大压差阈值，或者距离上次DPF再生后的系统运行时间超过阈值，则触发判断，报警指示灯27亮，如果判断结果满足：DOC入口温度传感器5采集到的DOC入口温度介于在控制器软件中设置的DOC入口最低温度阈值和最高温度阈值之间，且电池电压检测值高于最低阈值，温度传感器、压差传感器、柴油泵24和碳氢喷射模块25无故障，则控制器22发出信号，进入DPF再生状态，报警指示灯27随即熄灭，同时再生指示灯28亮；进入DPF再生状态时，再生时间重置并开始计时，柴油泵24工作，控制器22通过查前馈喷油量MAP和最大喷油量MAP控制碳氢喷射模块25调节柴油喷嘴4的喷油量，柴油与排气混合后经过DOC载体单元16的催化氧化作用放热，提高DPF入口温度，DPF载体单元17进行主动再生，同时控制器22根据DPF入口温度和出口温度对喷油量进行PI调节，控制DPF入口温度和出口温度不超过最高阈值。DPF再生过程中，控制器22持续监控系统的状态，如果监测到：DOC入口温度超过最高温度阈值，或者DPF入口温度和出口温度超过最高温度阈值，或者电池电压检测值低于最低阈值，温度传感器、压差传感器、柴油泵24和碳氢喷射模块25存在故障，则中断DPF再生，停止喷油，再生指示灯28熄灭，同时重置中断再生时间并开始计时。为了避免突发紧急情况，提供DPF再生状态紧急中断开关，由工作人员控制，长按手动再生开关29(长按时间可标定)，强制中断DPF再生，再生指示灯28熄灭。

本实用新型SCR系统尿素喷射的控制方法，包括：系统进行露点检测，当达到露点后，氮氧传感器加热，系统开始检测建压条件，如果满足：尿素泵31没有故障，尿素箱32完成加热，SCR前温度传感器9采集到的SCR载体入口温度大于SCR载体入口最低温度阈值，则进行建压排空。建压排空完毕，检测喷射条件，控制器22基于压差特性估算排气流量，再根据计算得到的排气流量、SCR前温度传感器9采集到的SCR入口温度、SCR出口温度传感器11采集到的SCR出口温度、SCR前氮氧传感器2采集的氮氧化物浓度等参数来查氮氧化物理论转化效率MAP，共同参与计算得到尿素喷射量，当尿素喷射量大于最小尿素喷射量阈值，且SCR入口温度大于尿素起喷最低温度阈值，则进入喷射状态。喷射过程中，控制器22持续监测喷射维持条件：尿素泵31及CAN通讯无故障，尿素箱32液位及温度处于正常区间，尿素喷射量高于最小尿素喷射量，SCR入口温度大于最小尿素喷射量阈值，如果喷射维持条件满足，则持续喷射。如果喷射条件不满足或者钥匙开关下电，则从喷射状态转入吹扫状态，吹扫计时器重置并开始计时，超过吹扫最大时间阈值，则系统进入等待建压状态。

Claims (10)

1.一种柴油机尾气后处理系统，其特征在于：处理系统由多组催化处理系统并列构成，各组催化处理系统包括依次封装的DOC载体单元、DPF载体单元和SCR载体单元，各组催化处理系统入口端通过均衡分配尾气的气流导向装置与柴油机尾气排出口并列连接。

2.根据权利要求1所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述各组催化处理系统依次由柴油喷射尾管、DOC载体单元、DPF载体单元、尿素混合器、SCR载体单元、防火帽、出口通道封装构成。

3.根据权利要求2所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述气流导向装置与柴油机尾气排出口联接端设置有SCR前氮氧传感器，SCR前氮氧传感器与控制器控制连接。

4.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述柴油喷射尾管设置柴油喷嘴，柴油喷嘴通过油管与柴油泵联接并与碳氢喷射模块控制连接。

5.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述DOC载体单元前端设置DOC入口温度传感器，DOC入口温度传感器与控制器信号传输连接。

6.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述DPF载体单元前端设置DPF入口温度传感器和压差传感器，DPF入口温度传感器和压差传感器与控制器信号传输连接。

7.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述尿素混合器壁设置尿素喷嘴，尿素喷嘴通过管道与尿素泵、尿素箱联通并与控制器控制连接。

8.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述SCR载体单元前端设置SCR入口温度传感器，SCR入口温度传感器与控制器信号传输连接。

9.根据权利要求8所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述SCR载体单元后端设置SCR后氮氧传感器和SCR出口温度传感器，SCR后氮氧传感器和SCR出口温度传感器均与控制器信号传输连接。

10.根据权利要求3所述的柴油机尾气后处理系统，其特征在于：所述气流导向装置设置有与控制器控制联接的安全阀。

Images