CN208564700U - 一种船用柴油机dpf、scr智能一体化排烟净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，包括DPF和SCR催化系统，所述的DPF和SCR催化系统设置在净化箱体（内，所述净化箱体内设有进气腔，所述净化箱体上设有进气管和出气管，所述进气腔连通进气管和DPF的入气口，所述DPF出气口和SCR催化系统的入气口连通，所述SCR催化系统的入气口和出气管（相连，所述的DPF设置在SCR催化系统前端，所述DPF和SCR催化系统之间设有喷射装置，所述的喷射装置（14）正对SCR催化系统。本实用新型解决了氮氧化物与颗粒排放严重问题，而且对DPF进行微波加热，使DPF捕集的碳烟颗粒燃烧，并将DPF捕集的未燃烧的碳烟颗粒吹掉，以保证柴油机的正常工作，提高了再生效率缩短了再生时间。

Description

一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种排烟净化装置，特别涉及一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置。

背景技术

柴油机以其优良的燃油经济性与动力性能，在大部分商船上用作主机和发电原动机，但柴油机存在的一个最大问题就是氮氧化物与颗粒排放严重。MARPOL公约附则Ⅵ中对大气污染作了严格的限制规定，IMO强制规定的TierⅢ排放标准NOx的限制排放值为3.4g/kW•h。因此，为了满足各国际公约和各国家及地区的规定，需要控制柴油机的排放。柴油机的排放控制可通过燃烧控制和尾气后处理来实现，其中尾气后处理是比较直接有效的方式，可去除尾气中NOx和PM的技术方法。

船用柴油机NO₂和NO是氮氧化物的主要构成，并且NO占大多数，约为90%左右，仅有少量的NO₂。船用柴油机燃料含N量甚微0.005%-0.08%，空气中的氮气是氮元素主要来源，所以船舶柴油机排放物中氮氧化物属于高温NOx，并且主要是由空气中所含的氮在高温条件下氧化而成，燃料NOx激发的NOx通常可以忽略。NO是无色气体，与血红蛋白的结合能力比CO大百倍，它会阻碍人体神经中枢，使人反应迟钝。NO2是有毒气体，会对人体的心脏、造血组织、肺等造成损伤。NOx除了本身会对人体和生物造成损害外，在光的作用下，还可与HC进行一系列的光化反应，生成具有很强毒性的光化学烟雾，会刺激眼睛、鼻子等器官，引起眼红流泪、气喘咳嗽等症状。

在氮氧化物后处理技术中，SCR被公认为最成熟、有效的措施。结合船舶柴油机废气排放控制的现状，将工业中经常使用的选择性催化还原法SCR应用于船舶柴油机，在不增加现有船舶柴油机燃油消耗率的情况下，降低氮氧化物的排放，从而满足有关排放法规对氮氧化物的限制要求。

柴油机排放的颗粒物是柴油在燃烧过程中，经过一系列物理化学变化生成的。碳烟作为颗粒物的主要组成部分，是在高温缺氧条件下产生的。柴油机尾气中的颗粒物对人体健康也有很大的危害，影响青少年肺功能的发育、新生婴儿的体质、神经元功能，缩短人群的寿命。此外，肺癌、心血管疾病也与长期吸入颗粒污染物有关。

微粒捕集器DPF是目前国际上公认的、最实用有效的微粒后处理技术，DPF是可以有效的拦截柴油机发动机所产生的碳烟颗粒物PM。柴油机排出的含有PM的黑气尾气，通过专门的管道进入DPF，当尾气通过DPF时，其中PM经微孔过滤被拦截吸附在过滤体上，最后变成洁净的无色气体排入到大气，黑烟净化率到达90%以上。随着工作时间的增长，DPF内的PM量会增加造成柴油机背压，严重影响柴油机的正常工作，因此必须及时清除里面的PM，即DPF再生。

发明内容

1、所要解决的技术问题：

柴油机存在的一个最大问题就是氮氧化物与颗粒排放严重。DPF是可以有效的拦截柴油机发动机所产生的碳烟颗粒物PM，但是DPF内的PM量会增加造成柴油机背压，严重影响柴油机的正常工作。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，包括DPF6和SCR催化系统11，所述的DPF6和SCR催化系统11设置在净化箱体13内，所述净化箱体13内设有进气腔2，所述净化箱体13上设有进气管1和出气管12，所述进气腔2连通进气管1和DPF6的入气口，所述DPF6出气口和SCR催化系统11的入气口连通，所述SCR催化系统11的入气口和出气管12相连，所述的DPF6设置在SCR催化系统11前端，所述DPF6和SCR催化系统11之间设有喷射装置14，所述的喷射装置14正对SCR催化系统11。

所述DPF6的材质为堇青石陶瓷柱状蜂窝结构，为壁流式蜂窝DPF，孔数100-200目。

所述的喷射装置14安装在SCR催化系统11的前端10cm之内。

还设有第一密封板5和第二密封板10，所述的第一密封板1设于所述的DPF前方，所述的第二密封板10设于所述的DPF6出气口和所述的SCR催化系统11之间，所述的DPF6的出气口和第二密封板10之间设有微波源8，还设有拉杆3，所述的第一密封板5、第二密封板10和拉杆3连接。

所述的第一密封板5上设有第一密封圈4，第二密封板10上设有第二密封圈9。

所述的净化箱体13外设有储气罐20，所述的储气罐20和高压空气入气管18一端连接，所述高压空气进气口18的另一端为高压空气出口7，所述的高压空气出口7伸入到净化箱体13内，所述高压空气出口7位于DPF6的后端，所述的高压空气出口7对着DPF6，所述的高压空气入气管18中设有电磁阀19，所述的设有排气管道17位于第一密封板5和DPF6之间，所述的排气管道17通过排气阀16和净化箱体13外的储灰仓15连接。

所述的进气管1和出气管12有排空管道21直接连接，所述的排空管道21中设有高温气动阀22。

所述SCR催化系统11设有两组温度传感器和两组NOx传感器，所述SCR催化系统11的入气口和出气口各设一组温度传感器和一组NOx传感器。

3、有益效果：

通过将带有微波加热反吹再生系统消声灭火星排烟净化装置安装在柴油机上，排出的废气首先通过滤芯陶瓷DPF来降低废气中碳烟颗粒，在经过SCR催化反应在排出，避免污染环境。在净化器中设置微波加热系统和反吹系统，当陶瓷碳烟微粒捕集器捕集的碳烟颗粒物达到一定数量背压升高至设定值，微波加热反吹系统会依次对每组DPF进行微波加热，使DPF捕集的碳烟颗粒燃烧，在通过高压空气爆发力，将DPF捕集的未燃烧的碳烟颗粒吹掉，并将碳烟颗粒收集在储灰仓中，以保证柴油机的正常工作，提高了再生效率缩短了再生时间，并且可以在柴油机工作的时候实现自动在线再生。

通过加装还原剂蒸气喷射装置，使还原剂和烟气充分的混合，减小柴油机的背压，减少催化剂SCR前端到还原剂喷射装置的距离，进一步减小反应器的长度。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖视图。

图2为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，包括DPF6和SCR催化系统11，所述的DPF6和SCR催化系统11设置在净化箱体13内，所述净化箱体13内设有进气腔2，所述净化箱体13上设有进气管1和出气管12，所述进气腔2连通进气管1和DPF6的入气口，所述DPF6出气口和SCR催化系统11的入气口连通，所述SCR催化系统11的入气口和出气管12相连，所述的DPF6设置在SCR催化系统11前端，所述DPF6和SCR催化系统11之间设有喷射装置14，所述的喷射装置14正对SCR催化系统11。

为了更好的效果，所述DPF6的材质为堇青石陶瓷柱状蜂窝结构，为壁流式蜂窝DPF，孔数100-200目。

为了减少船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置的体积，所述的喷射装置14安装在SCR催化系统11的前端10cm之内。

柴油机运转产生的尾气进入净化装置中，其中的碳烟经DPF6拦截，沉积在壁流式蜂窝DPF6内，避免被排放进大气，烟气在经过SCR催化剂还原反应，生成无害的N2气体。

随着DPF6的工作，其中沉积的颗粒物也越来越多，柴油机排气背压急剧上升，严重影响柴油机的正常工作。为了提高壁流式蜂窝DPF的工作效率，维持柴油机的正常工作，主要的技术方案为微波源通电，对DPF6进行加热，在加热时，需要DPF在一个密封的空间，所以有第一密封板5和第二密封板10，所述的第一密封板1设于所述的DPF前方，所述的第二密封板10设于所述的DPF6出气口和所述的SCR催化系统11之间，所述的DPF6的出气口和第二密封板10之间设有微波源8，还设有拉杆3，所述的第一密封板5、第二密封板10和拉杆3连接。通过拉杆来回运动可控制DPF6的入气口和出气口的开合。通过微波源8的微波加热，使DPF捕集的碳烟颗粒燃烧。

但是光燃烧还是不够的，如图2所示，所述的净化箱体13外设有储气罐20，所述的储气罐20和高压空气入气管18一端连接，所述高压空气进气口18的另一端为高压空气出口7，所述的高压空气出口7伸入到净化箱体13内，所述高压空气出口7位于DPF6的后端，所述的高压空气出口7对着DPF6，所述的高压空气入气管18中设有电磁阀19，所述的设有排气管道17位于第一密封板5和DPF6之间，所述的排气管道17通过排气阀16和净化箱体13外的储灰仓15连接。打开高压空气入气管18中的电磁阀19通过高压空气爆发力，将DPF捕集的未燃烧的碳烟颗粒吹掉，并将碳烟颗粒收集在储灰仓中，以保证柴油机的正常工作，提高了再生效率缩短了再生时间。

本实用新型中所述的进气管1和出气管12有排空管道21直接连接，所述的排空管道21中设有高温气动阀22。这样用处当DPF燃烧再生的过程中，由于第一密封板5和第二密封板10，将DPF密封，尾气无法进入到船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，所以进气管1和出气管12有排空管道21直接连接，所述的高温气动阀22用于打开和关闭排空管道21。

所述SCR催化系统11设有两组温度传感器和两组NOx传感器，所述SCR催化系统11的入气口和出气口各设一组温度传感器和一组NOx传感器。所述的温度传感器和NOx传感器和控制系统连接，通过SCR催化系统11的入气口和出气口的温度和NOx含量的实施监测，DPF可以在柴油机工作的时候实现自动在线再生。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型的，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (9)

1.一种船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，包括DPF（6）和SCR催化系统（11），其特征在于：所述的DPF（6）和SCR催化系统（11）设置在净化箱体（13）内，所述净化箱体（13）内设有进气腔（2），所述净化箱体（13）上设有进气管（1）和出气管（12），所述进气腔（2）连通进气管（1）和DPF（6）的入气口，所述DPF（6）出气口和SCR催化系统（11）的入气口连通，所述SCR催化系统（11）的入气口和出气管（12）相连，所述的DPF（6）设置在SCR催化系统（11）前端，所述DPF（6）和SCR催化系统（11）之间设有喷射装置（14），所述的喷射装置（14）正对SCR催化系统（11）。

2.如权利要求1所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述DPF（6）的材质为堇青石陶瓷柱状蜂窝结构，为壁流式蜂窝DPF，孔数100-200目。

3.如权利要求1所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述的喷射装置（14）安装在SCR催化系统（11）的前端10cm之内。

4.如权利要求1-3任一权利要求所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：还设有第一密封板（5）和第二密封板（10），所述的第一密封板（5）设于所述的DPF前方，所述的第二密封板（10）设于所述的DPF（6）出气口和所述的SCR催化系统（11）之间，所述的DPF（6）的出气口和第二密封板（10）之间设有微波源（8），还设有拉杆（3），所述的第一密封板（5）、第二密封板（10）和拉杆（3）连接。

5.如权利要求4所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述的第一密封板（5）上设有第一密封圈（4），第二密封板（10）上设有第二密封圈（9）。

6.如权利要求1-3任一权利要求所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述的净化箱体（13）外设有储气罐（20），所述的储气罐（20和高压空气入气管（18）一端连接，所述高压空气进气口（18）的另一端为高压空气出口（7），所述的高压空气出口（7）伸入到净化箱体（13）内，所述高压空气出口（7）位于DPF（6）的后端，所述的高压空气出口（7）对着DPF（6），所述的高压空气入气管（18）中设有电磁阀（19），所述的设有排气管道（17）位于第一密封板（5）和DPF（6）之间，所述的排气管道（17）通过排气阀（16）和净化箱体（13）外的储灰仓（15）连接。

7.如权利要求4所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述的净化箱体（13）外设有储气罐（20），所述的储气罐（20）和高压空气入气管（18）一端连接，所述高压空气进气口（18）的另一端为高压空气出口（7），所述的高压空气出口（7）伸入到净化箱体（13）内，所述高压空气出口（7）位于DPF（6）的后端，所述的高压空气出口（7）对着DPF（6），所述的高压空气入气管（18）中设有电磁阀（19），所述的设有排气管道（17）位于第一密封板（5）和DPF（6）之间，所述的排气管道（17）通过排气阀（16）和净化箱体（13）外的储灰仓（15）连接。

8.如权利要求1-3、5、7任一权利要求所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述的进气管（1）和出气管（12）有排空管道（21）直接连接，所述的排空管道（21）中设有高温气动阀（22）。

9.如权利要求1-3、5、7任一权利要求所述的船用柴油机DPF、SCR智能一体化排烟净化装置，其特征在于：所述SCR催化系统（11）设有两组温度传感器和两组NOx传感器，所述SCR催化系统（11）的入气口和出气口各设一组温度传感器和一组NOx传感器。